[发明专利]在多源CT中用于散射束校正的方法和计算机系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于在多源CT中对对象进行CT检查时的散射束校正的一种方法和一种计算机系统，其中散射束校正在投影数据上迭代地执行。

背景技术

在双源CT中通过同时使用两个辐射器-探测器系统，X射线量子在待测量的对象处从第一辐射器-探测器系统的X射线辐射器散射到在同一机架上角度错开地布置的第二辐射器-探测器系统的探测器，并且反之亦然。为了避免伪影必须通过合适的方法校正这些所谓的横向散射。为此，需要识别在每个投影中的散射束强度的轮廓(Profil)。

为此以下三种方法基本上是公知的：

(i)根据关于校正时刻时间上在前的数据，从正弦图数据(Sinugrammdaten)中基于模型地估计散射。

(ii)借助专用传感器测量散射。

(iii)交替消隐相应的原始辐射并且在消隐阶段直接地测量横向散射。

所有三个方案的共同点在于，在以原始数据计算CT图像之前对原始数据执行一次性的散射束校正。基于模型地估计以及利用专用传感器测量的方法成功地应用在可商业化使用的双源系统中。

基于模型地估计的方法(i)的严格前提一方面在于以顺序模式进行扫描或者在沿着进给方向(＝z方向)螺旋形地扫描时不改变或仅不太多地改变对象。但随着探测器的z覆盖的增加，在同样高的值的情况下，对于在螺旋形地扫描时的节距来说，对散射束轮廓的估计逐渐变得不正确。另一方面，例如在文献DE 10 2007 014 829 B3中公开的、用于分类散射的方法中，引入的对象切线在确定散射平面时出现多义性，其导致不足以估计在对像上形成的散射束轮廓。

利用专用传感器测量的方法(ii)一方面需要附加的硬件，该硬件可以构成双源设备的制造开销的不小部分。另一方面，在该方法中，散射束轮廓不直接在随后在其上执行校正的z位置处测量。也就是，不采集或者仅空间上强烈欠扫描地采集散射的z轮廓的可能的变化。这点在探测器的z覆盖增加的情况下导致测量出的散射束轮廓与必要的数据校正逐渐缺少一致。

交替消隐相应的原始辐射并且在消隐阶段直接测量横向散射的第三方法(iii)虽然在该处在z方向上的数据可能不缺少一致，但在此的数据不能任意细微地按照角方向进行扫描，这点导致在散射数据中以及在起始数据中对应的混淆差错。此外，通过消隐原始辐射增加了图像噪声。同样，剂量效率变得更低，因为在实际上辐射器的开阶段和关阶段不可能任意短。特别地，快速消隐X射线辐射对CT设备的X射线辐射器和高压发电机提出了高要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，找到用于在多源CT中对对象进行CT检查时的散射束校正的一种改善的方法以及一种改善的计算机系统。

发明人认识到，在迭代的图像重建的范围内可以根据重建的图像数据确定在双源扫描中出现的横向散射强度的轮廓，并且可以迭代地用于校正原始数据。也就是，通过每个迭代步骤得出更好地近似于在原始数据校正中使用的散射束强度。也就是成立：

f_k+1＝f_k-Q(A·f_k+S(f_k)-t)-R(f_k)

在此，f_k是在迭代步骤k中的图像，A是前向投影的算子，Q表示例如根据WFBP方法(WFBP＝Weighted Filtered Back-Projektion，加权滤波反投影)的反投影，t表示带有散射的原始数据以及R表示合适的正则化项。

按照本发明该迭代方法可以通过下面描述的散射束估计S(f_k)的不同方案来执行。

方案1：根据对从探测器元件到初始图像的射线的追溯计算横向散射。

在此，假定具有准直器的探测器装置，其中单个的探测器元件准直到相对布置的管的焦点，例如为此可以使用二维散射束栅格。通过该准直器对于每个探测器元件定义原始射线，沿着这些原始射线在对象或在重建图像中识别散射中心，并且必要时关于其散射性能进行分类。由此，对于每个散射中心i对于特定的管位置，散射角θ_i是已知的，同样，散射射线的入射强度和能量分布也是已知的，从而可以由此计算各个微分的散射横截面。在第二步骤中，每个该计算出的散射幅度经受单独的衰减，该衰减由对从散射中心位置出发直至相应的探测器元件的对象衰减执行线性积分得出。由此，计算一阶散射分布，也就是每量子的一次散射事件。考虑限制散射中心的数量作为进一步简化，其也可以取决于对探测器进行线性积分的值。在最简单的情况下可以仅考虑在对象表面上的散射中心。