本發(fā)明涉及一種用于獲取投影數(shù)據(jù)的X射線系統(tǒng)和一種圖像重建方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)X射線輻射通過(guò)檢查受試者投影時(shí)，根據(jù)所使用的光譜和待被穿透的物質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生不同的吸收或散射特性，光譜中低能量相對(duì)于高能量的比例更快被吸收(射束硬化)。關(guān)于待被重建的圖像的對(duì)比度或噪聲，因此可能有利的是，適配用于適合通過(guò)檢查受試者的計(jì)劃投影的光譜?；旧?，出于該目的考慮兩種途徑：一方面，可以通過(guò)源來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射光譜，而另一方面，可以實(shí)施檢測(cè)器，并且如果需要，可以適應(yīng)于以其僅檢測(cè)相對(duì)寬的射入光譜的限定范圍的這種方式來(lái)調(diào)節(jié)，例如，通過(guò)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(cè)器的光譜和靈敏度得出的乘積來(lái)給出。

從真實(shí)世界實(shí)踐中已知用于如何在源側(cè)修改光譜的若干種途徑。如已知的這些多能量技術(shù)被分類(lèi)成下文簡(jiǎn)要描述的變型。通過(guò)所謂的“kV切換”，管電壓(也被稱為加速電壓)在一個(gè)或多個(gè)讀出周期內(nèi)以短時(shí)間間隔來(lái)更改，使得電子吸收不同的能量，最終導(dǎo)致不同的X射線光譜下的韌致輻射(“制動(dòng)輻射”)。“雙螺旋”變型涉及使用不同的X射線光譜進(jìn)行的相同受試者區(qū)域的兩次掃描。“拆分濾波器”途徑代表另一變型，其預(yù)濾波器由允許不同X射線光譜通過(guò)的兩種不同材料組成。然后，在每種情況下，僅在與對(duì)應(yīng)的預(yù)濾波器相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)器元件中檢測(cè)X射線輻射。從真實(shí)世界實(shí)踐中已知的是所謂的“雙源”技術(shù)，其中兩個(gè)管-檢測(cè)器系統(tǒng)同時(shí)生成具有不同X射線光譜的X射線輻射并且彼此分開(kāi)地測(cè)量這些X射線輻射。

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

與此相反，光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器以光譜分辨的方式測(cè)量輸入光譜。在這種情況下，根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的閾值的數(shù)目，生成多個(gè)光譜不同的數(shù)據(jù)集。然而，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)輸入光譜，所以在這種情況下各個(gè)數(shù)據(jù)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(jì)數(shù)檢測(cè)器在成像系統(tǒng)中的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種提供改進(jìn)的光譜分離的X射線系統(tǒng)和圖像重建方法。

該目的通過(guò)如權(quán)利要求1所要求保護(hù)的X射線系統(tǒng)、以及如權(quán)利要求9所要求保護(hù)的圖像重建方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為了獲取檢查受試者的投影數(shù)據(jù)，在介紹中引用的X射線系統(tǒng)包括X射線發(fā)射器布置，該X射線發(fā)射器布置包括多個(gè)X射線輻射源、以及具有至少兩個(gè)檢測(cè)閾值的多個(gè)光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器。在該配置中，多個(gè)X射線輻射源被實(shí)施為使得該多個(gè)X射線輻射源生成具有至少兩個(gè)X射線輻射光譜的X射線輻射。更進(jìn)一步地，多個(gè)光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器被布置和被實(shí)施為使得該多個(gè)光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器以能量分辨的方式將至少通過(guò)檢查受試者的X射線輻射檢測(cè)為投影數(shù)據(jù)的形式。

術(shù)語(yǔ)“X射線系統(tǒng)”被理解為優(yōu)選是計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)，盡管“X射線系統(tǒng)”也可以包括簡(jiǎn)單的X射線機(jī)或血管造影設(shè)備。因此，將在以下不失一般性的情況下應(yīng)用于計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)。待檢查的受試者可以是對(duì)象或動(dòng)物，雖然優(yōu)選地待檢查的受試者可能是人類(lèi)患者。

X射線系統(tǒng)的X射線發(fā)射器布置優(yōu)選地包括一個(gè)或兩個(gè)X射線輻射源。X射線輻射源又包括X射線管，并且因此構(gòu)成了射束生成單元。進(jìn)一步地，元件(諸如例如，準(zhǔn)直器、濾波器、快門(mén)等)還可以被所述單元涵蓋。術(shù)語(yǔ)X射線輻射光譜(簡(jiǎn)稱為光譜)等效于具有在X射線輻射源中生成作為韌致輻射的不同能量或波長(zhǎng)的分布的發(fā)射輻射的量。在這種情況下，光譜通常由存在于X射線管中的電壓來(lái)表征，例如，140kV等。X射線發(fā)射器布置被實(shí)施為具有用于生成具有至少兩個(gè)光譜的X射線輻射的多個(gè)X射線輻射源的事實(shí)意味著單個(gè)X射線輻射源能夠生成至少兩個(gè)(優(yōu)選地，不同的)光譜、或多個(gè)X射線輻射源生成優(yōu)選地不同的光譜。因此，即使對(duì)于多個(gè)X射線輻射源，每個(gè)單獨(dú)的源也可以被實(shí)施用于生成不同的光譜。

除了X射線輻射源之外，X射線系統(tǒng)優(yōu)選地包括一個(gè)或兩個(gè)光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器。這些又包括優(yōu)選地半導(dǎo)體傳感器的傳感器陣列，例如，由硅(Si)、碲化鎘(CdTe)或碲化鋅鎘(CZT)制成，其將入射光子直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光子優(yōu)選地在傳感器陣列上被局部地檢測(cè)(即，以空間分辨的方式被檢測(cè))，并且根據(jù)它們的能量而同時(shí)被分類(lèi)成被稱為倉(cāng)(bin)的分組。因此，半導(dǎo)體傳感器可以針對(duì)至少兩個(gè)不同的能量范圍而分別檢測(cè)光量子。能量閾值可以根據(jù)需要被指定用于所述分類(lèi)的目的并且通過(guò)控制設(shè)備來(lái)電子地設(shè)定。這使得各個(gè)檢測(cè)器能夠適應(yīng)于檢查的要求。然后，將其全部表示投影數(shù)據(jù)的電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給評(píng)估單元。后者可以結(jié)合在控制單元中并且例如在計(jì)算機(jī)單元中實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)多個(gè)檢測(cè)器來(lái)獲取檢查受試者的投影數(shù)據(jù)。因此，所述數(shù)據(jù)以空間分辨的方式指示X射線輻射的強(qiáng)度和能量分布，其作為通過(guò)檢查受試者的定義光譜通過(guò)在主照射方向上的多個(gè)X射線輻射源而投影到檢測(cè)器上。在該過(guò)程中，X射線輻射可以由檢查受試者不同地局部吸收和/或散射，這取決于檢查受試者的厚度和材料。結(jié)果，在邏輯反轉(zhuǎn)中，投影數(shù)據(jù)包含關(guān)于檢查受試者的局部信息。到達(dá)檢查受試者后面的檢測(cè)器的X射線輻射的能量分布(即，投影的能量分布)在這種情況下通過(guò)空間和能量分辨檢測(cè)器的檢測(cè)閾值來(lái)測(cè)量。因此，要被理解為原始數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)可以形成用于生成檢查受試者的圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。在這種情況下，投影數(shù)據(jù)可以優(yōu)選地分配給由X射線輻射源發(fā)射的相應(yīng)光譜。投影數(shù)據(jù)因此包括關(guān)于在源側(cè)上使用的光譜的信息、空間信息、關(guān)于主照射方向的信息、以及關(guān)于沉積在檢測(cè)器中的各個(gè)光子的能量的信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相反，根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)因此將已知的多能量技術(shù)與光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器組合，而不與能量積分檢測(cè)器組合。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)更好的光譜分離，即，針對(duì)成像所檢測(cè)的X射線光譜的更精細(xì)的分割，因?yàn)楣庾V在發(fā)射期間在源側(cè)上和在檢測(cè)期間在檢測(cè)器側(cè)上被細(xì)分為范圍。這最終的效果是成像的改進(jìn)。

在介紹中引用的通過(guò)X射線系統(tǒng)進(jìn)行圖像重建的方法包括以下步驟。在第一步驟中，借助于包括多個(gè)X射線輻射源的X射線發(fā)射器布置來(lái)生成具有至少兩個(gè)X射線輻射光譜的X射線輻射。在第二步驟中，借助于多個(gè)光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)以能量分辨投影數(shù)據(jù)形式的至少穿透檢查受試者的X射線輻射。在第三步驟中，基于檢查受試者的投影數(shù)據(jù)來(lái)重建圖像。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)用于執(zhí)行該方法。X射線系統(tǒng)可以例如借助于特定的檢查協(xié)議通過(guò)控制設(shè)備來(lái)自動(dòng)控制，和/或檢查所需的各個(gè)參數(shù)的設(shè)置可以由操作員經(jīng)由輸入界面來(lái)錄入。特別地，可以在此時(shí)指定所使用的X射線光譜和檢測(cè)閾值。在獲取之后，投影數(shù)據(jù)可以直接傳送到評(píng)估單元和/或存儲(chǔ)在緩沖器中，其中投影數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)為原始數(shù)據(jù)。因此，可以根據(jù)需要立即或在稍后的時(shí)間執(zhí)行圖像重建步驟。在重建過(guò)程中，其中應(yīng)用適當(dāng)修改以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的光譜分辨率的已知圖像生成方法，基于檢查受試者的投影數(shù)據(jù)來(lái)生成檢查受試者的圖像。這可以是表示檢查受試者的圖像，例如，以截面圖像(切片)、3D圖像或甚至4D圖像數(shù)據(jù)(具有時(shí)間分量)的形式。在這種情況下，圖像可以以灰度級(jí)表示，或者也可以根據(jù)材料或組織成分以顏色來(lái)突出顯示，基于投影數(shù)據(jù)來(lái)確定成分。這對(duì)于檢測(cè)血管、對(duì)比的對(duì)象和/或腫瘤的鈣化是特別有利的。

主要在軟件中的實(shí)現(xiàn)方式具有的優(yōu)點(diǎn)是，已經(jīng)使用的控制設(shè)備可以容易地通過(guò)軟件更新來(lái)改裝，以便以本發(fā)明的方式進(jìn)行操作。在這方面，該目的還通過(guò)對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序可以直接加載到X射線系統(tǒng)的控制設(shè)備的具有程序段的存儲(chǔ)器設(shè)備中，當(dāng)在控制設(shè)備中執(zhí)行程序時(shí)，該程序段用于執(zhí)行本發(fā)明的所有步驟方法。和計(jì)算機(jī)程序一樣，這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還可以包括附加的組成部分，諸如例如，文檔和/或附加部件，其包括硬件部件，諸如例如，硬件秘鑰(加密狗等)，以允許使用軟件。

一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以用于將計(jì)算機(jī)程序傳送到控制設(shè)備和/或用于將其存儲(chǔ)在控制設(shè)備上或中，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如為記憶棒、硬盤(pán)或一些其它可移動(dòng)或永久安裝的數(shù)據(jù)載體，其上存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的可以由控制設(shè)備的計(jì)算機(jī)單元讀取并且執(zhí)行的程序段。為此目的，計(jì)算機(jī)單元可以具有例如一個(gè)或多個(gè)協(xié)作微處理器等。

從從屬權(quán)利要求以及從以下描述中，本發(fā)明的其它特別有利的實(shí)施例和改進(jìn)將變得清楚，其中一個(gè)權(quán)利要求類(lèi)別的獨(dú)立權(quán)利要求也可以類(lèi)似于不同權(quán)利要求類(lèi)別的從屬權(quán)利要求來(lái)開(kāi)發(fā)，并且特別地，不同示例性實(shí)施例或變型的各個(gè)特征可以組合以創(chuàng)建新的示例性實(shí)施例或變型。

在根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的變型中，用于生成具有至少兩個(gè)X射線輻射光譜的X射線輻射的X射線輻射源被實(shí)施為使得該X射線輻射源在控制設(shè)備的控制下在不同的加速電壓(X射線電壓)之間切換。在這種情況下，X射線輻射由光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器與加速電壓的轉(zhuǎn)換同步地被檢測(cè)到。通過(guò)被稱為kV切換的這種變型，所發(fā)射的X射線輻射的光譜因此可以在其生成時(shí)僅通過(guò)管電壓的調(diào)節(jié)來(lái)修改。優(yōu)選地，管電壓在高頻下(例如，1000Hz)交替，在兩個(gè)規(guī)定值(例如，80kV和140kV)之間交替。從X射線輻射不通過(guò)檢查受試者的區(qū)域記錄的數(shù)據(jù)在這種情況下可以有利地被用于使得檢測(cè)同步，并用于與原始發(fā)射的光譜對(duì)準(zhǔn)。這是因?yàn)樗鰯?shù)據(jù)基本上(即，除了環(huán)境空氣的影響之外)精確地反映了由X射線輻射源發(fā)射的光譜。

在根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的另一變型中，用于生成具有至少兩個(gè)X射線輻射光譜的X射線輻射的至少一個(gè)X射線輻射源包括至少一個(gè)預(yù)濾波器。該預(yù)濾波器可以被實(shí)施為例如由輕金屬或重金屬制成的板，以便吸收軟X射線束和中等軟X射線束。因此，這種形式的預(yù)濾波器基本上硬化了射束，因?yàn)橹饕蔷哂休^少穿透的X射線輻射，較大的波長(zhǎng)被其濾除掉。因此，通過(guò)預(yù)濾波器可以生成兩個(gè)不同的X射線光譜，即，由X射線管實(shí)際生成的光譜和通過(guò)預(yù)濾波器修改的光譜。在以下子變型中描述了這種效果的兩種可能的應(yīng)用。

在根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的第一和優(yōu)選子變型的情況下，至少一個(gè)預(yù)濾波器將X射線輻射光譜的范圍在空間上分布到光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器的限定角度范圍。為此目的，預(yù)濾波器具有由不同材料制成的濾波器段，其允許不同的光譜通過(guò)。因此，由這些所謂的“拆分濾波器”發(fā)射的輻射在某些角度范圍的濾波器段上發(fā)射，使得其最后也撞擊在通過(guò)它們的布置而分配給相應(yīng)光譜的檢測(cè)器的傳感器陣列的專用區(qū)域上。例如，如果包括X射線輻射源和檢測(cè)器的布置現(xiàn)在圍繞檢查受試者在圓形路徑上旋轉(zhuǎn)并且所有濾波器段位于圓形路徑上，則針對(duì)通過(guò)預(yù)濾波器生成的所有光譜會(huì)獲取檢查受試者的完整投影數(shù)據(jù)。在濾波器段與圓形路徑正交地布置的情況下(即，在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上)，當(dāng)檢查受試者的相應(yīng)區(qū)域在螺旋掃描中的軸向位移期間根據(jù)濾波器段多次被掃過(guò)時(shí)，可以例如以不同的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)獲取投影數(shù)據(jù)。特別優(yōu)選地，預(yù)濾波器包括兩個(gè)濾波器段。

在根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的第二子變型中，至少一個(gè)預(yù)濾波器在時(shí)間上修改由光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器以同步方式檢測(cè)的X射線輻射光譜。如在先前所描述的kV切換的情況下，光譜在此相對(duì)于時(shí)間而更改。這可以例如通過(guò)預(yù)濾波器分別周期性地快速插入和移出射束路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。可替代地，也可以在不同的預(yù)濾波器之間切換。同步也可以類(lèi)似于kV切換來(lái)執(zhí)行。

原則上，兩個(gè)上述子變型也可以彼此組合。因此，基本上可以例如通過(guò)串聯(lián)布置的合適的預(yù)濾波器同時(shí)生成空間上分離的和時(shí)間上修改的光譜，以便實(shí)現(xiàn)光譜的更精細(xì)的能量分割。

根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的另一變型包括控制設(shè)備，該控制設(shè)備被實(shí)施為使得該控制設(shè)備控制X射線輻射源和多個(gè)光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器，以使得在至少兩次掃描中使用不同的X射線輻射光譜來(lái)獲取投影數(shù)據(jù)。在這種情況下，不同的X射線輻射光譜通過(guò)X射線輻射源的不同的加速電壓來(lái)生成。在被稱為“雙螺旋”的該變型中，X射線管的X射線光譜因此以與在kV切換的情況下類(lèi)似的方式通過(guò)管電壓來(lái)更改。然而，與在kV切換的情況下不同，電壓不在高頻率下切換，而是保持恒定(例如，80kV)用于掃描操作，并且被調(diào)節(jié)到不同的恒定值(例如，140kV)用于至少一個(gè)順序掃描。

在根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的另一變型中，X射線發(fā)射器布置具有至少兩個(gè)X射線輻射源，該至少兩個(gè)X射線輻射源被實(shí)施為使得該至少兩個(gè)X射線輻射源會(huì)生成不同的X射線輻射光譜。在這種情況下，可以通過(guò)不同的加速電壓和/或不同的濾波器來(lái)生成至少兩個(gè)X射線輻射源的不同光譜。只有一個(gè)具有分配給各個(gè)X射線輻射源的檢測(cè)區(qū)的大的檢測(cè)器實(shí)際上可以被實(shí)施用于至少兩個(gè)X射線輻射源。然而，優(yōu)選地，每個(gè)X射線輻射源被分配專用的檢測(cè)器。特別優(yōu)選地，X射線系統(tǒng)具有精確地兩個(gè)X射線輻射源，優(yōu)選地，彼此大致正交地布置，每個(gè)X射線輻射源具有相應(yīng)的分配的檢測(cè)器。該變型有利地準(zhǔn)許生成完全分離的X射線光譜，并且這些也可以通過(guò)單獨(dú)的檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)。結(jié)合光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了特別好的光譜分離。

在根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的優(yōu)選示例性實(shí)施例中，光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器中的至少一個(gè)光子計(jì)數(shù)檢測(cè)器具有至少四個(gè)檢測(cè)閾值，優(yōu)選地，至少六個(gè)檢測(cè)閾值。較高數(shù)目的檢測(cè)閾值使得能夠進(jìn)一步分割X射線光譜，其使得光譜分離的附加改進(jìn)。

在根據(jù)本發(fā)明的圖像重建方法的優(yōu)選實(shí)施例變型中，投影數(shù)據(jù)被分配給相應(yīng)的X射線光譜。也就是說(shuō)，由X射線輻射源發(fā)射的光譜可以基于能量值本身和/或空間間隔和/或時(shí)間同步而與由檢測(cè)器獲取的投影數(shù)據(jù)中的值有關(guān)。因此，基于投影數(shù)據(jù)，可以追蹤生成所檢測(cè)的能量或強(qiáng)度值的發(fā)射光譜。

在根據(jù)本發(fā)明的圖像重建中，優(yōu)選地，將分配給X射線光譜的投影數(shù)據(jù)組合以形成優(yōu)化圖像?？梢曰诓煌臏?zhǔn)則來(lái)執(zhí)行圖像的優(yōu)化。例如，可以從檢查受試者的投影數(shù)據(jù)中選擇其中使用來(lái)自特定光譜范圍的投影數(shù)據(jù)最佳地表示的區(qū)(例如，血管、骨或器官)所在的特定區(qū)。然而，還可以考慮諸如對(duì)比度、噪聲等之類(lèi)的參數(shù)來(lái)執(zhí)行優(yōu)化。

附圖說(shuō)明

下文借助于示例性實(shí)施例并且參照附圖再次更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在各個(gè)附圖中，相同的部件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)記。附圖通常未按比例繪制。在附圖中：

圖1示出了使用kV切換的根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的粗略表示，

圖2示出了使用拆分濾波器的根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的粗略示意表示，

圖3示出了使用雙源的根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的粗略示意表示，

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例的工作流程的方框圖。

具體實(shí)施方式

圖1通過(guò)示例并且以粗略示意圖示出了作為使用kV切換的變型中的計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)1的本發(fā)明的X射線系統(tǒng)1。由于計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)表示根據(jù)本發(fā)明的X射線系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例變型，所以以下解釋在不失一般性的情況下涉及計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1。在這種情況下，計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)1包括X射線發(fā)射器布置，該X射線發(fā)射器布置包括X射線輻射源3、檢測(cè)器4和控制設(shè)備5。X射線輻射源3和檢測(cè)器4連接到控制設(shè)備5。X射線輻射源3和檢測(cè)器4自由移動(dòng)并且彼此徑向布置在圓形路徑6上。因此，它們彼此處于固定的位置關(guān)系，其中檢測(cè)器檢測(cè)由X射線輻射源3發(fā)射的輻射，并且因此，它們形成第一源—檢測(cè)器布置。患者2作為檢查受試者位于圓形路徑6的中心。X射線源3包括X射線管7和準(zhǔn)直器8。準(zhǔn)直器與X射線管7間隔開(kāi)一定距離布置在X射線管7的面向患者2的一側(cè)上。在操作期間由X射線管7發(fā)射的X射線輻射10的出射角可以經(jīng)由所述準(zhǔn)直器來(lái)設(shè)定。

在操作期間，X射線輻射源3和檢測(cè)器4圍繞患者2在圓形路徑6上旋轉(zhuǎn)，以用于獲取投影數(shù)據(jù)的目的。同時(shí)，X射線輻射源3的加速電壓通過(guò)以例如1000Hz的頻率在80kV和140kV的值之間以由控制設(shè)備5調(diào)節(jié)的步進(jìn)方式來(lái)交替變化。因此，與檢測(cè)器4和X射線輻射源3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相比，加速電壓會(huì)快速地交替，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以通常大約為4Hz的最大頻率在圓形路徑上進(jìn)行。在X射線管7中通過(guò)交替加速電壓來(lái)生成不同的X射線光譜。所述光譜作為X射線輻射10以通過(guò)準(zhǔn)直器8定義的出射角而穿過(guò)患者。它們隨后撞擊在能量分辨檢測(cè)器4上。因此，后者記錄通過(guò)不同的X射線光譜生成的患者的X射線投影的測(cè)量值。因此，從相對(duì)于患者的不同角度位置獲取投影數(shù)據(jù)，并且可以相對(duì)于時(shí)間分配給由X射線管發(fā)射的光譜。所獲取的投影數(shù)據(jù)然后可以被傳送到例如位于控制設(shè)備5中的評(píng)估單元，并且在那里被重建以產(chǎn)生患者2的圖像B。為了從患者2的其它區(qū)獲取投影數(shù)據(jù)，患者2可以相對(duì)于計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1移動(dòng)，例如，通過(guò)垂直于圓形路徑6的平面的可定位的患者臺(tái)(此處未示出)。在被稱為螺旋CT的變型的情況下，進(jìn)行連續(xù)地獲取，同時(shí)工作臺(tái)同樣連續(xù)地前進(jìn)。

圖2通過(guò)示例并且以粗略示意圖示出了拆分濾波器變型中的本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1。除了圖1所圖示的X射線系統(tǒng)1之外，在這種情況下，在X射線管7和準(zhǔn)直器8之間插入預(yù)濾波器9。所述預(yù)濾波器包括在其X射線吸收方面具有不同屬性的兩種材料。因此，由X射線管7生成的X射線輻射根據(jù)材料而被不同地預(yù)濾波，并且以兩個(gè)不同的X射線光譜的形式離開(kāi)X射線輻射源。這些沿著與預(yù)濾波器的材料之間的邊界相對(duì)應(yīng)的分界線11在空間上例如分成低能量光譜和高能量光譜。隨后，也以空間分離的方式在檢測(cè)器的不同部分中檢測(cè)通過(guò)患者2投影到檢測(cè)器5上的兩個(gè)光譜的X射線輻射10，并且因此可以將其分配給相應(yīng)的發(fā)射光譜?？商娲兀瑸V波器9也可以被布置成旋轉(zhuǎn)90°，使得分界線11照原樣拆分圖像平面中的不同光譜。利用該備選方案，對(duì)于待被記錄的患者2的區(qū)，利用工作臺(tái)進(jìn)給順序地獲取用于兩個(gè)光譜的投影數(shù)據(jù)。與圖1相比，在這種情況下，不必更改加速電壓，除此之外，基本上類(lèi)似于圖1中的變型進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的獲取。

圖3通過(guò)示例并且以粗略示意圖示出了采用雙源變型的根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1。除了圖1中所圖示的系統(tǒng)之外，在這種情況下，計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)1具有包括第二X射線輻射源3'和相關(guān)聯(lián)的第二檢測(cè)器4'的第二源—檢測(cè)器布置。在該配置中，X射線發(fā)射器布置因此包括兩個(gè)X射線輻射源3，3'。如在第一源—檢測(cè)器布置中，X射線輻射源3'和檢測(cè)器4'在圓形路徑6上彼此徑向相對(duì)地布置，但是被定向成與第一源—檢測(cè)器布置正交。第二源—檢測(cè)器布置也可以在圓形路徑6上自由移動(dòng)，盡管它相對(duì)于第一源—檢測(cè)器布置保持靜止，因?yàn)閮蓚€(gè)源—檢測(cè)器布置都是例如通常一起布置在在圓形路徑6上旋轉(zhuǎn)的機(jī)架中。在每種情況下，在第一源—檢測(cè)器布置和第二源—檢測(cè)器布置的X射線管處存在不同的加速電壓，以便發(fā)射不同的光譜?？商娲兀粋€(gè)X射線輻射源的光譜也可以通過(guò)預(yù)濾波器來(lái)改變。除了恒定的加速電壓之外，在這種情況下，也基本上類(lèi)似于圖1進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的獲取。

圖4通過(guò)示例示出了方框圖形式的本發(fā)明的圖像重建REC的工作流程。在該方法的第一步驟I中，如上文已經(jīng)進(jìn)行了描述的，在優(yōu)選發(fā)明的計(jì)算機(jī)斷層造影系統(tǒng)1中生成具有第一定義光譜的X射線輻射S1、以及具有第二定義光譜的X射線輻射S2。也就是說(shuō)，輻射S1具有從輻射S2發(fā)散的能量分布。所述輻射S1，S2中的至少一些穿過(guò)檢查受試者2并且在第二步驟II中通過(guò)至少一個(gè)能量分辨檢測(cè)器4被檢測(cè)為所述檢查受試者2的投影。根據(jù)該方法，這可以恰好是一個(gè)檢測(cè)器，在這種情況下，對(duì)輻射S1的檢測(cè)在空間上、時(shí)間上和/或甚至經(jīng)由光譜本身與輻射S2的檢測(cè)分開(kāi)進(jìn)行?？商娲兀椛銼1的檢測(cè)也可以通過(guò)第一檢測(cè)器4實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò)單獨(dú)的第二檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)輻射S2。因此，投影數(shù)據(jù)P1被分配給具有第一定義光譜的X射線輻射S1。對(duì)于分配給第二定義光譜的投影數(shù)據(jù)P2遵循類(lèi)似的過(guò)程。

然而，在檢測(cè)期間，具體地基于投影的能量分布，將投影數(shù)據(jù)P1和投影數(shù)據(jù)P2進(jìn)一步分割成能量分辨投影數(shù)據(jù)P11，P12，...，P1i，P21，P22，...，P2i。在這種情況下，投影數(shù)據(jù)P11，P12，...，P1i被分配給第一光譜，并且投影數(shù)據(jù)P21，P22，...，P2i被分配給第二光譜。更進(jìn)一步地，投影數(shù)據(jù)P11是來(lái)自通過(guò)檢查受試者2投影的X射線輻射的定義能量范圍(即，在能量選擇性檢測(cè)器4的第一倉(cāng)中獲取的能量范圍)的第一光譜的數(shù)據(jù)。同樣適用于直到并且包括在第i個(gè)倉(cāng)中獲取并且被分配給第二光譜的投影數(shù)據(jù)P2i。因此，檢測(cè)器4的倉(cāng)在每種情況下獲取投影的定義能量范圍的數(shù)據(jù)。可以例如通過(guò)控制協(xié)議或由操作員來(lái)指定倉(cāng)的能量范圍的極限，并且借助于控制設(shè)備5來(lái)設(shè)定倉(cāng)的能量范圍的極限。獲取中的其它步驟類(lèi)似于已經(jīng)在計(jì)算機(jī)斷層掃描中建立的方法來(lái)執(zhí)行。

因此，投影數(shù)據(jù)包含關(guān)于生成光譜和關(guān)于投影中存在的能量分布的信息。在第三步驟III中，在每種情況下使用已知的重建算法可以針對(duì)各個(gè)能量范圍從該光譜分離的投影數(shù)據(jù)來(lái)生成圖像。然后可以根據(jù)需要將這些圖像彼此合并，以根據(jù)需要突出顯示某些材料或組織，并且在對(duì)比度和/或噪聲和/或?qū)Ρ榷仍肼暠确矫鎭?lái)優(yōu)化這些圖像。最后，憑借更好的光譜分離，本發(fā)明的方法REC傳遞所重建的圖像B的改進(jìn)的表示。

總之，再次指出，前面詳細(xì)描述的設(shè)備和方法僅僅是示例性實(shí)施例，其可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的范圍的情況下以最廣泛的多種方式來(lái)修改。更進(jìn)一步地，不定冠詞“一”或“一個(gè)”的使用不排除所討論的特征也可以存在于多個(gè)的可能性。同樣，術(shù)語(yǔ)“元件”不排除所討論的部件可以由多個(gè)協(xié)作子部件組成的可能性，根據(jù)情況，該多個(gè)協(xié)作子部件也可以在空間上分布。