[發明專利]X射線系統和圖像重建方法

有效

• 申請號: 201611195593.7
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106901767B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: T·弗洛爾;S·卡普勒;B·克勞瑟;B·施密特;F·舍克;K·施蒂爾施托費爾
• 申請（專利權）人: 西門子醫療有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;潘聰

描述了一種用于獲取檢查受試者的投影數據的X射線系統，該X射線系統特別地是計算機斷層攝影系統。該X射線系統包括X射線發射器布置，該X射線發射器布置包括多個X射線輻射源、以及具有至少兩個檢測閾值的多個光子計數檢測器。在該配置中，X射線發射器布置被實施為使得該X射線發射器布置生成具有至少兩個X射線輻射光譜的X射線輻射。更進一步地，多個光子計數檢測器被布置和被實施為使得多個光子計數檢測器以能量分辨的方式將至少通過檢查受試者的X射線輻射檢測為投影數據的形式。還公開了一種圖像重建方法。

技術領域

本發明涉及一種用于獲取投影數據的X射線系統和一種圖像重建方法。

背景技術

當X射線輻射通過檢查受試者投影時，根據所使用的光譜和待被穿透的物質，會產生不同的吸收或散射特性，光譜中低能量相對于高能量的比例更快被吸收(射束硬化)。關于待被重建的圖像的對比度或噪聲，因此可能有利的是，適配用于適合通過檢查受試者的計劃投影的光譜。基本上，出于該目的考慮兩種途徑：一方面，可以通過源來調節發射光譜，而另一方面，可以實施檢測器，并且如果需要，可以適應于以其僅檢測相對寬的射入光譜的限定范圍的這種方式來調節，例如，通過濾波器。這種情況下的光譜分離的指示器是光譜靈敏度分布，其由從檢測器的光譜和靈敏度得出的乘積來給出。

從真實世界實踐中已知用于如何在源側修改光譜的若干種途徑。如已知的這些多能量技術被分類成下文簡要描述的變型。通過所謂的“kV切換”，管電壓(也被稱為加速電壓)在一個或多個讀出周期內以短時間間隔來更改，使得電子吸收不同的能量，最終導致不同的X射線光譜下的韌致輻射(“制動輻射”)。“雙螺旋”變型涉及使用不同的X射線光譜進行的相同受試者區域的兩次掃描。“拆分濾波器”途徑代表另一變型，其預濾波器由允許不同X射線光譜通過的兩種不同材料組成。然后，在每種情況下，僅在與對應的預濾波器相關聯的檢測器元件中檢測X射線輻射。從真實世界實踐中已知的是所謂的“雙源”技術，其中兩個管-檢測器系統同時生成具有不同X射線光譜的X射線輻射并且彼此分開地測量這些X射線輻射。

先前，在大多數情況下使用在X射線輻射的整個能量范圍(被稱為總光譜)上積分的檢測器來獲取投影數據，以便獲取測量數據。為了實現一定的能量分辨率，所述檢測器還可以被布置在兩層中作為“雙層檢測器”，其中主要在第一層中檢測低能量子，而剩余的較高能量X射線量子在第二層中進行檢測。

與此相反，光子計數檢測器以光譜分辨的方式測量輸入光譜。在這種情況下，根據所實現的閾值的數目，生成多個光譜不同的數據集。然而，因為只有一個輸入光譜，所以在這種情況下各個數據集的光譜分離可能不如在先前所描述的多能量途徑的情況下好。在出版物DE 102007027460 A1中描述了這種光子計數檢測器在成像系統中的使用。

發明內容

本發明的目的是公開一種提供改進的光譜分離的X射線系統和圖像重建方法。

該目的通過如本文所描述的X射線系統、以及如本文所描述的圖像重建方法來實現。

為了獲取檢查受試者的投影數據，在介紹中引用的X射線系統包括X射線發射器布置，該X射線發射器布置包括多個X射線輻射源、以及具有至少兩個檢測閾值的多個光子計數檢測器。在該配置中，多個X射線輻射源被實施為使得該多個X射線輻射源生成具有至少兩個X射線輻射光譜的X射線輻射。更進一步地，多個光子計數檢測器被布置和被實施為使得該多個光子計數檢測器以能量分辨的方式將至少通過檢查受試者的X射線輻射檢測為投影數據的形式。

術語“X射線系統”被理解為優選是計算機斷層攝影系統，盡管“X射線系統”也可以包括簡單的X射線機或血管造影設備。因此，將在以下不失一般性的情況下應用于計算機斷層攝影系統。待檢查的受試者可以是對象或動物，雖然優選地待檢查的受試者可能是人類患者。