[发明专利]产生断层造影图像数据组的方法和计算机断层造影系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于借助计算机断层造影系统（CT系统）产生测量对象的断层造影图像数据组的方法和计算机断层造影系统，所述计算机断层造影系统具有至少两组可同时运行的探测器元件，这些探测器元件从多个投影角度共同扫描测量对象，其中，至少一个第一组积分探测器元件在入射的辐射的整个能量谱上积分地测量入射的辐射，而至少一个第二组计数探测器元件在至少两个能量范围中分辨地测量入射的辐射。

背景技术

具有常规的、积分闪烁探测器以及计数探测器的双源CT系统是普遍公知的。在此，两个测量系统同时运行以便对测量对象进行扫描，该测量对象大多是患者。在此，这样的双源CT系统包含两个分别由一个X射线辐射器和分别所属的探测器组成的辐射器-探测器系统，这两个辐射器-探测器系统彼此错开一定角度地布置在机架上。

利用选择能量的计数探测器进行测量的问题在于这样的探测器由于前面的辐照而存在相对较高的漂移。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，找到用于扫描测量对象并且从这样的扫描中产生断层造影图像数据组的方法和计算机断层造影系统，其中不需要在每次测量之前对计数探测器元件进行校准以补偿探测器元件的漂移。

发明人已经认识到：

在医疗中使用的计算机断层造影（CT）设备目前作为现有技术配备有积分闪烁探测器。在这些闪烁探测器中将入射的X射线在两级过程中首先转换为可见光，该可见光然后由连接在后的光电二极管检测并被转换为电信号。针对相应闪烁器的示例是氧化钆或硫氧化钆。这样的闪烁探测器具有非常宽的动态范围并且能毫无问题地处理在医疗计算机断层造影设备中使用的最小和最大X射线流密度。另一方面，闪烁探测器的空间分辨率有限，因为探测器像素出于机械原因由于在用于机械和光学分离的像素之间的闲置的死区而不能被任意缩小。此外，积分的闪烁探测器不提供频谱信息，从而在X射线频谱具有不同能量情况下的X射线吸收的特定于材料的差异不能被直接检测到。此外，来自积分探测器的所检测的信号的对比度-噪声比例不是最佳的，因为携带大多数对比度信息的低能量量子根据它们的低能量也只能在积分探测器中被很小地加权，从而特定材料（例如白质和灰质）的对比度由此被降低。

与之相反的是计数探测器，在计数探测器中入射的X射线量子在直接过程中被转换为电信号并被计数。相应的探测器材料的示例是碲化镉或碲化锌镉。计数探测器可以在平面上非常精细的结构化，因为像素不需要机械上分离并因此去掉了死区。由此与利用常规的积分闪烁探测器相比可以实现明显更高的空间分辨率。此外，可以针对在不同的能量带中的频谱分辨率检测入射的X射线量子，由此可以用唯一的一次测量在不同能量的情况下检测到X射线吸收的特定于材料的差异。此外，通过将对于总信号的贡献进行依据能量的加权这一可能性，与积分闪烁探测器相比较可以改善对象对比度以及由此改善对比度-噪声比。

但是，计数探测器的一个缺点是基于所采用的探测器材料而导致的有限的动态范围，在所采用的探测器材料的情况下不允许超过根据当前的现有技术还没有高到足以不受限制地用于医疗CT系统的最大X射线流密度。另一个缺点是计数探测器在过去的辐照之后的高的信号漂移，其中可能在图像中产生难以被校正的伪影。

但是这些缺点可以在以下情况下得到补偿：在从测量数据中计算断层造影图像数据组时利用积分探测器元件和计数探测器元件进行加权的叠加以用于对加权估值，尤其是在同时考虑各自测量的特性以及测量对象的特性的情况下，测量对象的特性尤其是测量对象的局部的或涉及测量点的特性。在此具体地尤其是可以考虑以下标准：

-积分闪烁探测器和计数探测器的在测量对象的相同位置处记录的测量数据被加权地叠加，其中，例如在高辐射量子流的部位中主要是闪烁探测器的测量值做贡献，而在低辐射量子流的部位中主要是计数探测器的测量值做贡献。

-积分闪烁探测器和计数探测器的在测量对象的相同位置处拍摄的CT图像被加权地叠加，其中，在具有高对象对比度和精细结构（例如骨骼，内耳，…）的部位中主要是计数探测器的高分辨率的图像在做贡献，而在其他部位中主要是闪烁探测器的分辨率差的但是低噪声的图像在做贡献。

-积分闪烁探测器和计数探测器的在测量对象的相同位置处拍摄的CT图像被加权地叠加，其中，选择地在特定的对象部位中将计数探测器的频谱信息（例如通过后处理准备的在不同能量的情况下吸收X射线吸收的特定于材料的差异）与积分闪烁探测器的CT图像混合。