[发明专利]高效的双能X射线衰减测量

说明书

技术领域

本发明涉及双能X射线成像领域。从而获得了同一个所关注对象的两个不同图像，由此为每一个图像使用了具有不同X射线光子能量或不同光子能量分布的X射线。具体而言，本发明涉及一种简单有效的方法，用于借助于计算机断层摄影系统测量受检查对象的双能X射线衰减数据。

本发明还涉及一种计算机断层摄影系统，用于测量受检查对象的双能X射线衰减数据。

此外，本发明涉及一种数据处理设备，用于借助于计算机断层摄影系统来测量双能X射线衰减数据。

而且，本发明涉及一种计算机可读介质和一种程序单元，其包含指令，用于执行上述借助于计算机断层摄影系统测量受检查对象的双能X射线衰减数据的方法。

背景技术

双能计算机断层摄影(CT)是一种众所周知的技术，其中，用两个不同频谱加权函数来测量对象的X射线吸收的频谱相关性。优选的，这两个频谱加权函数不重叠或仅有很小的重叠。通常，不同物理效应，如光效应和康普顿散射，引起了受检查对象的不同频谱衰减特性。不同物质具有不同的衰减频谱相关性。因此，双能CT能够实现改进的物质特性。

传统上通过切换X射线管的光子加速电压或者通过使用能够区分两种不同光子能量的检测器，来实现双能CT。然而，管电压切换是难以实现的，尤其是在较短的数据采集时间内，例如典型的300μs，这是现代CT系统的现有技术状态。另一方面，包括能量分辨能力的检测器相对来说成本较高。然而，为了提供对检测到的X射线光子的能量辨别，能量分辨能力是必需的。

EP0 231 037 A1公开了一种X射线扫描器，其包括检测器元件阵列和具有伸长的阳极或双焦点的X射线管。该X射线扫描器能够在不同模式中工作：(a)不成对模式，将全部检测器信号分开使用，(b)成对模式，分别将两个相邻检测器元件的信号相组合，以及(c)双能模式，选择性地将不同频谱滤波器作用于交替的检测器元件。

需要一种方法和系统，用于高效测量受检查对象的双能X射线衰减数据。

发明内容

可以通过根据独立权利要求的主题来满足这个需要。通过从属权利要求来说明了本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种方法，用于借助于计算机断层摄影系统测量受检查对象的双能X射线衰减数据。

由此，使用了一种计算机断层摄影系统，其包括：可围绕旋转轴旋转的可旋转固定器；X射线源，其包括第一X射线焦点和第二X射线焦点，X射线源安装在该可旋转固定器上；以及X射线检测设备，其包括多个检测器元件。将所述检测器元件划分为第一组第一检测器元件和第二组第二检测器元件，其中，所述第一和第二检测器元件呈现出不同的频谱灵敏度，并且所述X射线检测设备安装在可旋转固定器上，并且关于旋转轴而与X射线源相对。

所述方法包括步骤：

(a)调整X射线源，以使其发出源自第一X射线焦点的X射线，(b)用第一检测器元件和第二检测器元件分别获得第一X射线衰减数据，(c)将X射线焦点从第一X射线焦点移动到第二X射线焦点，以及(d)用第一检测器元件和第二检测器元件分别获得第二X射线衰减数据。从而，两个X射线焦点在空间上彼此分离，以便源自第一X射线焦点的第一波束路径穿过对象内的特定体素并撞击到第一检测器元件上，源自第二X射线焦点的第二波束路径穿过同一体素并撞击到第二检测器元件上，其中，以不连续的方式将X射线焦点从第一X射线焦点移动到第二X射线焦点。

本发明的这个方面是基于这样的想法：如果X射线源的焦点以物理检测器的全径向采样距离跳跃，就可以用简单有效的方式来获得双能衰减图像数据。从而对于每一个X射线能量，获得了两个投影数据集，它们都是以相对较低的空间分辨率采样得到的。然而，可以组合这两个投影数据集，以便获得具有改进的分辨率的X射线图像。这个改进的分辨率对应于可以仅用单个X射线焦点和一种检测器元件获得的分辨率。

当然，可以对两个X射线光子能量实施这种对两个投影数据集的组合，以便可以最终获得表示对象在不同光子能量上的衰减的两个不同图像，其中，每一个图像都呈现原始的分辨率。

源自于这两个焦点的X射线波束每一个都可以具有扇形波束几何形状或锥形波束几何形状。在锥形几何形状的情况下，可以使用二维检测器阵列，以便利用穿过受检查对象的全部X射线光子。