[发明专利]用于k边成像的医学X射线检查装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医学X射线检查装置和用于执行包括显示k边吸收的材料的所关注目标的k边成像的相应的方法。

背景技术

常规的CT(计算机断层)成像系统测量X射线衰减，并为医学成像提供有限的对比。大多数临床应用使用造影剂以增加对比度。然而，人们希望扩大CT成像系统的信息量。

在k边成像中，使用可调的单色光源通过测量在两个或多个能量下(通常在k边前后)的衰减来检测特殊的原子，举例来说，这在H.Elleaune，A.M.Charvet，S.Corde，F.Esteve和J.F.LeBas的″Performance ofcomputed tomography for contrast agent concentration measurementswith monochromatic X-ray beams：comparison of k-edge versus temporalsubtraction″(Phys.Med.Biol.47(2002)，3369-3385)中描述过。然而，单色光源一般不适用于临床应用，要么因为它们的功率水平远离医学成像需要的功率，要么因为它们使用高能加速器的同步辐射。

WO2007/034356A2公开了一种使用常规彩色X射线源和能量分解X射线检测器的CT成像系统。对采集的数据进行适当处理，可以用某种物质组分(例如造影剂组分)、除所述物质组分外的光效应组分和除所述物质组分外的康普顿散射组分重构至少三种图像。X射线检测器为不同的能量库提供许多具有波谱灵敏度的能量分解检测信号，能量库是整个能量范围的一部分，其中所述检测信号是可利用的和所关心的。然后，扫描的目标被建模为具有第一波谱的光电效应、具有第二波谱的康普顿效应和在感兴趣的能量范围内具有k边且具有第三波谱的物质的组合。每个检测信号内的每个组分的密度长度乘积被建模为离散的线性系统，求解该系统，以至少获得所述物质的k边组分。根据在不同的检测器位置获得的所述物质的k边组分，可以用常规的重构方法来重构该物质的k边图像。

频谱CT拥有革新CT成像的潜力。尤其是k边成像能有选择性地使目标造影材料定量成像。但是通向频谱CT的主要障碍是具有很高计算速度能力的检测器的利用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种医学X射线检查装置和一种对应的方法，用于执行所关注目标的k边成像，所关注目标包括显示允许使用常规检测器技术的k边吸收的材料，这种常规检测器技术不受提供很高计算速度能力的上述限制。

在本发明的第一方面，提供一种医学X射线检查装置，用于进行所关注目标的k边成像，所述目标包括显示k边吸收的材料，所述医学X射线检查装置包括：

-彩色X射线源，用于发射彩色X射线辐射；

-布拉格滤光器，其设置在所述X射线源和所述目标之间的辐射路径上，以便透过所述布拉格滤光器的辐射经过所述目标；

-滤光器控制单元，用于控制所述布拉格滤光器的布拉格反射角；

-X射线检测器，用于检测经过所述目标之后的X射线辐射；

-采集控制单元，用于控制X射线源、X射线检测器和滤光器控制单元，以便在所述布拉格滤光器的至少两个不同的布拉格反射角下采集投影数据；和

-图像处理单元，用于根据采集的投影数据重构k边图像。

在本发明的其他方面，提供了一种相应的X射线检测方法。本发明的最佳实施例在从属权利要求中限定。

本发明基于如下思想，即使用常规的(彩色)X射线源和常规的X射线检测器来采集至少两组投影数据。使用在不同布拉格反射角下透过布拉格滤光器的辐射来采集这些投影数据。举例来说，在一个最佳实施例中，在某一投射角和第一布拉格反射角下采集第一组投影数据，而(优选在相同或者基本相同的投射角下)在第二布拉格反射角下采集第二组投影数据。根据采集的投影数据，可以重构所需的k边图像。这种k边图像非常合乎需要，并且举例来说，允许直接测量注入到病人体内的诸如Gd的造影剂(或者也显示k边效应的其他造影材料)。

根据一个最佳实施例，所述采集控制单元适于控制X射线源、X射线检测器和滤光器控制单元，以便从不同的投射角采集投影数据，其中从基本相同的投射角但在所述布拉格滤光器的不同布拉格反射角下采集两组投影数据，并且所述成像单元包括：

-计算单元，用于根据在基本相同的投射角下采集的所述两组投影数据之间的差异确定在所述不同布拉格反射角下与k边有关的投影数据；以及

-重构单元，用于根据所述与k边有关的投影数据重构k边图像。