[發(fā)明專利]產(chǎn)生斷層造影圖像數(shù)據(jù)組的方法和計算機斷層造影系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102793555B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設計）人: T.弗洛爾;G.哈拉斯;D.尼德洛納;S.弗勞姆
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 謝強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于借助計算機斷層造影系統(tǒng)（CT系統(tǒng)）產(chǎn)生測量對象的斷層造影圖像數(shù)據(jù)組的方法和計算機斷層造影系統(tǒng)，所述計算機斷層造影系統(tǒng)具有至少兩組可同時運行的探測器元件，這些探測器元件從多個投影角度共同掃描測量對象，其中，至少一個第一組積分探測器元件在入射的輻射的整個能量譜上積分地測量入射的輻射，而至少一個第二組計數(shù)探測器元件在至少兩個能量范圍中分辨地測量入射的輻射。

背景技術(shù)

具有常規(guī)的、積分閃爍探測器以及計數(shù)探測器的雙源CT系統(tǒng)是普遍公知的。在此，兩個測量系統(tǒng)同時運行以便對測量對象進行掃描，該測量對象大多是患者。在此，這樣的雙源CT系統(tǒng)包含兩個分別由一個X射線輻射器和分別所屬的探測器組成的輻射器-探測器系統(tǒng)，這兩個輻射器-探測器系統(tǒng)彼此錯開一定角度地布置在機架上。

利用選擇能量的計數(shù)探測器進行測量的問題在于這樣的探測器由于前面的輻照而存在相對較高的漂移。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，找到用于掃描測量對象并且從這樣的掃描中產(chǎn)生斷層造影圖像數(shù)據(jù)組的方法和計算機斷層造影系統(tǒng)，其中不需要在每次測量之前對計數(shù)探測器元件進行校準以補償探測器元件的漂移。

發(fā)明人已經(jīng)認識到：

在醫(yī)療中使用的計算機斷層造影（CT）設備目前作為現(xiàn)有技術(shù)配備有積分閃爍探測器。在這些閃爍探測器中將入射的X射線在兩級過程中首先轉(zhuǎn)換為可見光，該可見光然后由連接在后的光電二極管檢測并被轉(zhuǎn)換為電信號。針對相應閃爍器的示例是氧化釓或硫氧化釓。這樣的閃爍探測器具有非常寬的動態(tài)范圍并且能毫無問題地處理在醫(yī)療計算機斷層造影設備中使用的最小和最大X射線流密度。另一方面，閃爍探測器的空間分辨率有限，因為探測器像素出于機械原因由于在用于機械和光學分離的像素之間的閑置的死區(qū)而不能被任意縮小。此外，積分的閃爍探測器不提供頻譜信息，從而在X射線頻譜具有不同能量情況下的X射線吸收的特定于材料的差異不能被直接檢測到。此外，來自積分探測器的所檢測的信號的對比度-噪聲比例不是最佳的，因為攜帶大多數(shù)對比度信息的低能量量子根據(jù)它們的低能量也只能在積分探測器中被很小地加權(quán)，從而特定材料（例如白質(zhì)和灰質(zhì)）的對比度由此被降低。

與之相反的是計數(shù)探測器，在計數(shù)探測器中入射的X射線量子在直接過程中被轉(zhuǎn)換為電信號并被計數(shù)。相應的探測器材料的示例是碲化鎘或碲化鋅鎘。計數(shù)探測器可以在平面上非常精細的結(jié)構(gòu)化，因為像素不需要機械上分離并因此去掉了死區(qū)。由此與利用常規(guī)的積分閃爍探測器相比可以實現(xiàn)明顯更高的空間分辨率。此外，可以針對在不同的能量帶中的頻譜分辨率檢測入射的X射線量子，由此可以用唯一的一次測量在不同能量的情況下檢測到X射線吸收的特定于材料的差異。此外，通過將對于總信號的貢獻進行依據(jù)能量的加權(quán)這一可能性，與積分閃爍探測器相比較可以改善對象對比度以及由此改善對比度-噪聲比。

但是，計數(shù)探測器的一個缺點是基于所采用的探測器材料而導致的有限的動態(tài)范圍，在所采用的探測器材料的情況下不允許超過根據(jù)當前的現(xiàn)有技術(shù)還沒有高到足以不受限制地用于醫(yī)療CT系統(tǒng)的最大X射線流密度。另一個缺點是計數(shù)探測器在過去的輻照之后的高的信號漂移，其中可能在圖像中產(chǎn)生難以被校正的偽影。

但是這些缺點可以在以下情況下得到補償：在從測量數(shù)據(jù)中計算斷層造影圖像數(shù)據(jù)組時利用積分探測器元件和計數(shù)探測器元件進行加權(quán)的疊加以用于對加權(quán)估值，尤其是在同時考慮各自測量的特性以及測量對象的特性的情況下，測量對象的特性尤其是測量對象的局部的或涉及測量點的特性。在此具體地尤其是可以考慮以下標準：

-積分閃爍探測器和計數(shù)探測器的在測量對象的相同位置處記錄的測量數(shù)據(jù)被加權(quán)地疊加，其中，例如在高輻射量子流的部位中主要是閃爍探測器的測量值做貢獻，而在低輻射量子流的部位中主要是計數(shù)探測器的測量值做貢獻。

-積分閃爍探測器和計數(shù)探測器的在測量對象的相同位置處拍攝的CT圖像被加權(quán)地疊加，其中，在具有高對象對比度和精細結(jié)構(gòu)（例如骨骼，內(nèi)耳，…）的部位中主要是計數(shù)探測器的高分辨率的圖像在做貢獻，而在其他部位中主要是閃爍探測器的分辨率差的但是低噪聲的圖像在做貢獻。

-積分閃爍探測器和計數(shù)探測器的在測量對象的相同位置處拍攝的CT圖像被加權(quán)地疊加，其中，選擇地在特定的對象部位中將計數(shù)探測器的頻譜信息（例如通過后處理準備的在不同能量的情況下吸收X射線吸收的特定于材料的差異）與積分閃爍探測器的CT圖像混合。