[发明专利]产生检查对象的图像数据的方法、处理装置和X射线系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从检查对象的X射线投影数据中产生检查对象的图像数据的方法，其中投影数据在重建图像数据之前经受基于散射测量值的散射校正。此外，本发明涉及一种用于执行这种方法的投影数据处理装置和一种具有这种投影数据处理装置的X射线系统，特别是计算机断层造影系统。

背景技术

用于以计算机断层造影系统(CT系统)扫描检查对象的方法是一般地已知的。在此，例如使用圆扫描、带有进给的连续圆扫描或螺旋形的扫描(所谓的“螺旋扫描”)。在这些扫描中，借助于至少一个X射线源和至少一个相对布置的检测器接收来自不同接收角度的检查对象的吸收数据，并且借助相应的重建方法将这样收集的吸收数据或投影数据计算为穿过检查对象的截面图像或三维立体图像数据。在计算机断层造影系统中，通常使用检测器系统，所述检测器系统被构造为由多个布置为行和列的X射线检测器元件组成。在此，检测器系统主要被构造为部分圆形的检测器，所述检测器与X射线源对置地布置在所谓的机架上，并且与机架或X射线源一起转动。此外，存在具有完整检测器圆的计算机断层造影系统，其中与X射线源的位置相匹配地读取单独的X射线检测器元件。

为根据计算机断层造影设备(CT设备)的X射线CT数据组，即根据所采集的投影数据重建计算机断层造影图像，目前使用的标准方法是所谓的滤波反投影方法(Filtered Back Projection；FBP)。

在目前的双源CT系统(即具有两个或多个焦点/检测器-系统的CT系统)中，以及在单源CT系统中，随着检测器在进给方向上、即平行于X射线系统的旋转轴线的方向(通常称为“Z方向”，也是检测器间隙(也称为检测器通道)走向的方向)上的宽度增加，散射的影响增加。在迄今为止市场上的双源CT设备内，试图借助散射校正来补偿散射特别是横向散射对于图像的图像质量的负面影响。基本上，将散射区分为前向散射和横向散射。

对于从4cm起的检测器宽度，或对于如其特别地例如在双能CT测量中所使用的定量方法，散射校正基于通过传感器测量横向散射来进行，该传感器安装在z方向上X射线管的锥形束的半影(Halbschatten)外侧。典型地，沿检测器的两侧各具有一行散射传感器。这些散射传感器可以一方面作为布置在X射线的使用扇区的外侧(也就是布置在用于检测初级辐射所使用的检测器阵列外侧)的通常的检测器元件。而在一些CT系统中，除了主检测器外还使用专用的散射传感器。这意味着沿检测器在每侧都存在散射传感器，通常对于每个检测器模块，分别具有在z方向上在主检测器之前的散射传感器和在z方向上在主检测器之后的散射传感器，其中检测器模块总是包括多个并列布置的在z方向上走向的检测器间隙。

对于理想的焦斑(例如具有矩形的强度轮廓)，管侧的光圈可设置为使得仅在待测量对象中形成的散射可以到达散射传感器并被测量。但在实际情况中，焦斑被强度较低的晕圈，即所谓的空间扩展的光晕围绕。在所有其中电子在阳极上制动的X射线辐射器中，该光晕原理性地存在。与使用焦点中不同，靠近管的光圈不能将从该扩展的光晕发出的辐射，即所谓的焦外辐射完全地远离散射传感器。

因为叠加了散射的该焦外辐射也横穿待测量对象并且最后在散射传感器中被测量，所以导致了不希望的与使用扇区相邻的区域的断层造影。这意味着散射测量值也包含由于附加的断层造影数据导致的附加强度。因为散射校正基本上由减去使用扇区外的测量的或计算的散射组成，所以在用于对比度反转的重建的图像数据内出现了该错误地一同测量的结构，使得出现“幻影图像(Geisterbild)”的形式。随着检测器宽度在z方向上的增加，该“幻影图像”现象特别地成为双源CT系统中的不断增加的问题，因为来自位于更远处的身体区域的信息投影在错误的位置上。

原因在于，随着检测器宽度在检测器的z方向上的增加，靠近管的光圈也必须在z方向上具有更宽的开口。由此，相应地更多的焦外辐射到达在实际的使用扇区外的传感器上。

在利用散射传感器测量散射中影响叠加的焦外辐射的幅值的另一个参数是传感器距焦点的半影的距离。因此，这意味着传感器距半影的距离越小，则落在传感器上的焦外辐射越多。因此，用于测量散射的传感器通常被安装为与半影相距足够间距。随着检测器在z方向上的宽度的增加，可供检测器以及散射传感器使用的结构空间在临床CT中通常起重要作用，从而由于这个原因，传感器与检测器的更远的间距是不利的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供基于改进的散射校正的用于由X射线投影数据产生图像数据的一种改进的方法和一种改进的投影数据处理装置。