[发明专利]减少多能量CT成像中的光谱通道数目

说明书

本公开涉及减少多能量CT成像中的光谱通道数目。描述了一种用于基于检查对象(O)的检查区域的多个(n)多能量投影测量数据集(PMD_k)来重建图像数据的方法。在该方法中，多个(n)投影测量数据集(PMD_k)被捕获，多个(n)投影测量数据集(PMD_k)借助于使用不同X射线能谱对检查对象(O)的检查区域进行多能量CT成像来产生。另外，基于多个(n)投影测量数据集(PMD_k)，通过应用基础材料分解和图像混合，产生减少数目(m)的图像数据集(R‑BD₁、R‑BD₂)。描述了一种图像数据重建设备(50)。此外，描述了一种计算机断层摄影系统(1)。

技术领域

本发明涉及一种用于基于检查对象的检查区域的多个多能量投影测量数据集来重建图像数据的方法。本发明还涉及一种图像数据重建设备。本发明还涉及一种计算机断层摄影系统。

背景技术

通常借助于现代成像方法来产生二维或三维图像数据，这些二维或三维图像数据可以用于可视化被成像的检查对象，并且还用于其他应用。

成像方法通常基于对X射线辐射的捕获，其中所谓的投影测量数据被产生。例如，投影测量数据可以借助于计算机断层摄影系统(CT系统)来采集。在CT系统中，包括X射线源和相对布置的X射线检测器的组合被布置在台架上，该组合通常围绕测量室旋转，检查对象(下文中被称为患者，但不限制一般性)处于测量室中。在这一情况下，旋转中心(也称为“等中心点”)与所谓的系统轴线z重合。在一次或多次旋转期间，利用来自X射线源的X射线辐射来照射患者，在该情况下借助于相对布置的X射线检测器来捕获投影测量数据或X射线投影数据，该数据描述在这一照射方向上的患者的X射线衰减。

特别地，所产生的投影测量数据(也简称为投影数据)依赖于X射线检测器的构造类型。X射线检测器通常包括多个检测单元，大多数情况下这些检测单元以规则的像素阵列形式被布置。每种情况下，检测单元针对撞击到这些检测单元上的X射线辐射来产生检测信号，在特定时间点关于X射线辐射的强度和光谱分布分析该信号，以便提供关于检查对象的信息以及产生投影测量数据。

对于某些类型的CT成像方法，对患者的同一个检查区域执行利用具有不同X射线能谱的X射线辐射的多个成像操作。这一过程也被称为多能量CT成像。例如，这样的多能量CT成像可以借助于具有不同管电压的多个连续的CT成像操作来执行。如果使用能量敏感检测器，并且在对于单个CT成像操作而言，同时使用不同有效光谱来记录X射线衰减数据的情况下，则还可以同时实现具有不同能谱的成像操作。例如，这一方法可以例如借助于量子计数检测器或多层检测器来实现。

作为使用n个不同的能谱来记录同一对象的结果，其中n是整数，数据量相较于单能量CT成像操作同样地增加n倍。数据量的增加的结果是，在多能量CT成像操作的情况下，关于数据在CT扫描单元内的传送可能会发生问题。另外，所记录的数据的长期存储可能非常复杂。

大多数已知的临床评估方法被设计用于双能量CT成像操作，换句话说，仅使用两个不同的X射线能谱的CT成像操作。因此问题在于：在两个以上的能谱的情况下，现有的方法不能再直接使用。例如，存在自动化方法，这些方法使用双能量CT图像数据集作为基础来自动区分肾结石类型，或从图像数据中减去造影剂使得人体自身的下层组织变得可见。然而，如果两个以上的X射线能谱已经被用于CT成像操作，则这些应用不能直接使用。

因此问题在于：将用于评估双能量CT图像数据的现有方法用于多能量CT图像数据，而不进行算法改变。一般来说，在不丢失信息的情况下这是不可能的。如果现有n个数据集(其中n2)中只有两个数据集被处理，那么附加光谱的优点就会丢失。这也适用于以下情况：在数据集之间形成简单的平均值并且进一步处理该平均值。

处理多能量CT数据的另一个问题在于：在多能量CT数据的记录期间，不同的数据集之间出现噪声相关性。该噪声相关性可能使得CT图像数据的光谱评估更加困难。因此期望消除该噪声相关性。