輻射器光闌及有關(guān)計(jì)算機(jī)斷層成像裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合于產(chǎn)生X射線輻射的扇形射線的輻射器光闌。本發(fā)明還涉及一種帶有此輻射器光闌的計(jì)算機(jī)斷層成像裝置以及一種用于控制此計(jì)算機(jī)斷層成像裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在臨床應(yīng)用中借助于計(jì)算機(jī)斷層成像裝置記錄用于X射線圖像的數(shù)據(jù)組，據(jù)此確定待檢查的物體或患者內(nèi)的特定的物質(zhì)。物質(zhì)確定的方面在日常臨床問題中具有越來越重要，使得計(jì)算機(jī)斷層成像裝置的意義和應(yīng)用范圍明顯增大。
[0003]借助于物質(zhì)識(shí)別的計(jì)算機(jī)斷層成像裝置在分析和圖示X射線數(shù)據(jù)時(shí)根據(jù)所謂的雙能量方法的原理作用。在此方法中，待檢查的物體或患者例如以高達(dá)SOkeV的X射線量子以及以高達(dá)HOkeV的X射線量子掃描。通過兩個(gè)X射線輻射的不同的X射線譜產(chǎn)生了不同的平均衰減，使得與常規(guī)的計(jì)算機(jī)斷層成像裝置相比在正常運(yùn)行中獲得更大量的信息。
[0004]在此，在掃描期間可使用兩個(gè)帶有不同的能量的X射線輻射器，或X射線輻射器的管電壓可在X射線輻射器的兩個(gè)直接相繼地執(zhí)行的掃描或位置之間交替地切換。兩個(gè)掃描的不同的管電壓導(dǎo)致對(duì)于雙能量方法所要求的X射線譜的改變。
[0005]X射線譜的此改變還通過X射線濾波器放大，所述X射線濾波器在兩個(gè)掃描或位置之一中布置在射線光程內(nèi)。另外的替代方案在于通過在X射線源的射線光程內(nèi)有目的地使用X射線濾波器至少部分地衰減X射線源的給定能量的X射線輻射，以產(chǎn)生可變能量的X射線輻射。此替代方案除軟件擴(kuò)展外也要求計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)的硬件擴(kuò)展，其中為進(jìn)行X射線濾波器的運(yùn)動(dòng)和定位需要分開的方法機(jī)制。例如，US 2008/0198963 Al和US2005/0220265 Al公開一種用于雙能量可視化的X射線系統(tǒng)，其中可旋轉(zhuǎn)的X射線濾波器可定位在X射線內(nèi)，使得X射線譜通過X射線濾波器的旋轉(zhuǎn)而改變。對(duì)于每個(gè)位置在此交替地進(jìn)行拍攝，其中每次拍攝對(duì)應(yīng)于另外的X射線譜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是給出一種用于執(zhí)行雙能量方法的另外的解決方法。
[0007]該技術(shù)問題通過一種用于界定且成型由X射線輻射源發(fā)出的X射線扇形射線的輻射器光闌解決，還通過一種帶有該輻射器光闌的計(jì)算機(jī)斷層成像裝置解決以及通過一種控制該計(jì)算機(jī)斷層成像裝置的方法解決。其中輻射器光闌具有至少兩個(gè)相對(duì)于X射線輻射源可移動(dòng)的尺寸相同的縫隙開口以用于界定扇形射線，其中在縫隙開口之一的區(qū)域內(nèi)設(shè)有X射線濾波器。
[0008]本發(fā)明基于如下考慮，即借助于可削弱唯一的X射線源的X射線輻射的X射線濾波器，使得所述X射線輻射的X射線譜相對(duì)于未被濾波的X射線輻射改變。以此，可產(chǎn)生或放大X射線譜的改變。本發(fā)明此外基于如下考慮，即借助于相對(duì)于X射線源可移動(dòng)的帶有(固定地)布置在其內(nèi)的X射線濾波器的輻射器光闌節(jié)約材料地且簡單地執(zhí)行X射線譜的此改變，其特征在于特別廉價(jià)的實(shí)現(xiàn)。
[0009]兩個(gè)相對(duì)于X射線輻射源可移動(dòng)的縫隙開口在此優(yōu)選地布置在共同的縫隙板內(nèi)，所述縫隙板提供有縫隙開口以形成待執(zhí)行的希望的掃描的各層厚度，即輻射器光闌可包括此類的縫隙板且尤其由此類縫隙板構(gòu)成。縫隙板優(yōu)選地具有基本上平的板狀的形狀，但也可構(gòu)思另外的形狀，尤其是帶有彎曲的面的形狀。縫隙板可移動(dòng)地布置在X射線源的射線光程內(nèi)。通過輻射器光闌或縫隙板的移入和相應(yīng)的定位，X射線濾波器以及不帶有濾波器的縫隙開口有目的地移入和移出射線光程。因此，計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)可在標(biāo)準(zhǔn)模式以及雙能量模式中運(yùn)行。輻射器光闌或其部件，例如縫隙板，包括至少兩個(gè)縫隙開口，所述縫隙開口提供為用于成型扇形射線且可簡單地更換，因此也可將現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)斷層成像裝置改裝為用于雙能量拍攝。縫隙開口通過輻射器光闌或其包括縫隙開口的部件(例如縫隙板)的運(yùn)動(dòng)可定位。優(yōu)選地，提供了多個(gè)帶有不同的尺寸和/或不同的X射線濾波器的縫隙開口，所述縫隙開口通過輻射器光闌的運(yùn)動(dòng)或輻射器光闌包括縫隙開口的部件的運(yùn)動(dòng)在扇形射線內(nèi)可定位。不同的X射線濾波器在其材料和/或其厚度方面選擇為用于不同的要求或應(yīng)用情況。
[0010]優(yōu)選地，在此輻射器光闌的X射線濾波器完全地覆蓋了縫隙開口。以此，X射線濾波器當(dāng)布置在X射線源的射線光程內(nèi)時(shí)覆蓋了X射線檢測器在其兩個(gè)限定的延伸方向上的全部的希望的區(qū)域。延伸方向在此是X射線檢測器的Φ方向，即X射線檢測器的縱向方向，和X射線檢測器的Z方向，即X射線檢測器的橫向方向。希望的區(qū)域通過所選擇的縫隙開口的尺寸限定且是已知的。
[0011]特別地優(yōu)選地，X射線濾波器固定地布置在輻射器光闌上。特別地優(yōu)選，X射線濾波器面朝X射線源布置。
[0012]X射線輻射在此理解為由于在陽極和陰極之間在X射線輻射器內(nèi)施加的管電壓而形成的且從X射線輻射器以扇形射線形式發(fā)射的輻射。此X射線輻射的譜的以keV為單位的最大值對(duì)應(yīng)于管電壓的以kV為單位的最大值。通過使用X射線濾波器產(chǎn)生了兩個(gè)時(shí)間上相繼的扇形射線，即未濾波的和濾波的扇形射線，所述扇形射線具有不同的X射線譜且相繼地穿透患者且然后被X射線檢測器檢測到。被濾波的扇形射線的產(chǎn)生通過輻射器光闌的定位形成，使得X射線濾波器布置在輻射源的射線光程內(nèi)而使其完全地覆蓋了扇形射線。未濾波的扇形射線在此是通過管電壓確定的原來的X射線輻射。過濾的扇形射線的X射線譜的改變?nèi)Q于X射線濾波器的構(gòu)造，尤其取決于所使用的材料和濾波器材料的要被X射線輻射穿透的厚度。
[0013]因?yàn)檩椛淦鞴怅@的縫隙開口的位置且因此X射線濾波器在射線光程內(nèi)的位置在時(shí)間上是已知的，所以由X射線檢測器拍攝的數(shù)據(jù)可以與不同X射線譜的兩個(gè)扇形射線關(guān)聯(lián)。通過此相關(guān)性得到了帶有特定的信息內(nèi)容的兩個(gè)數(shù)據(jù)組，借助于所述數(shù)據(jù)組尤其確定了檢查區(qū)域的被透射的組織或物質(zhì)。在特別精確地分析由X射線檢測器所獲得的數(shù)據(jù)方面，優(yōu)選的是將X射線輻射器的輻射器光闌的位置與X射線檢測器的位置關(guān)聯(lián)，使得在分析時(shí)存在給出數(shù)據(jù)應(yīng)與哪個(gè)扇形射線關(guān)聯(lián)的相關(guān)性。X射線檢測器的所拍攝的數(shù)據(jù)的相關(guān)性通過與X射線濾波器的位置的關(guān)聯(lián)性對(duì)于任何時(shí)刻是已知的，且考慮用于實(shí)時(shí)分析。
[0014]用于獲得雙能量拍攝的所建議的解決方法是特別地有利的，因?yàn)椴灰笥?jì)算機(jī)斷層成像裝置的雙部件，例如兩個(gè)以不同的X射線電壓運(yùn)行的X射線源和兩個(gè)X射線檢測器。此外，根據(jù)本發(fā)明的輻射器光闌可用于改裝常規(guī)的計(jì)算機(jī)斷層成像裝置，方式是僅更換輻射器光闌且相應(yīng)地在雙能量方法中使用輻射器光闌用于加強(qiáng)X射線譜的區(qū)分，其中唯一的X射線輻射源的管電壓在X射線輻射器的兩個(gè)直接相繼地執(zhí)行的掃描或定位之間交替地切換。替代地，根據(jù)本發(fā)明的輻射器光闌可用于改裝常規(guī)的計(jì)算機(jī)斷層成像裝置，方式是僅替換輻射器光闌且在雙能量方法中使用輻射器光闌相應(yīng)地用于產(chǎn)生X射線譜的區(qū)分，其中唯一的X射線輻射源以恒定的管電壓運(yùn)行。所建議的用于獲得雙能量拍攝的解決方法以雙能量拍攝可能性改進(jìn)了單源計(jì)算機(jī)斷層成像裝置，或以技術(shù)上簡單的方式使得單源計(jì)算機(jī)斷層成像裝置用于雙能量掃描器。以此實(shí)現(xiàn)可在更寬的基礎(chǔ)上在日常臨床中建立雙能量拍攝。
[0015]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施變體，用于濾除低能X射線輻射的X射線濾波器根據(jù)選擇由鋅、鋁、銅、鈦或鎢形成。低能X射線輻射在此尤其理解為直至所發(fā)射的未被濾波的制動(dòng)輻射的最大強(qiáng)度的X射線譜。在此進(jìn)行所謂的X射線輻射的硬化，即X射線輻射總體上被削弱，其中此削弱在低能份額上強(qiáng)化地起作用且因此導(dǎo)致更高能的X射線輻射的更大份額分布在X射線譜內(nèi)。替代地或補(bǔ)充地，X射線濾波器的希望的特征可通過匹配地選擇的濾波器材料的厚度來調(diào)節(jié)。此外，X射線濾波器也可以是雙層或多層的濾波器，即所述X射線濾波器由兩個(gè)或多個(gè)具有不同的組成的層構(gòu)成，所述層通過在輻射方向上疊置而形成了濾波器單元，使得所述層被相繼地透射。取決于X射線濾波器的構(gòu)造(材料、厚度等)，導(dǎo)致X射線譜的改變。
[0016]有利地，輻射器光闌包括至少一對(duì)帶有且不帶有用于形成扇形射線的的濾波器的縫隙開口。有利地，輻射器光闌包括多對(duì)帶有且不帶有用于形成扇形射線的濾波器的縫隙開口。所謂的對(duì)在此由帶有給定的尺寸的不具有X射線濾波器的第一縫隙開口和具有X射線濾波