[发明专利]X射线系统和图像重建方法

说明书

描述了一种用于获取检查受试者的投影数据的X射线系统，该X射线系统特别地是计算机断层摄影系统。该X射线系统包括X射线发射器布置，该X射线发射器布置包括多个X射线辐射源、以及具有至少两个检测阈值的多个光子计数检测器。在该配置中，X射线发射器布置被实施为使得该X射线发射器布置生成具有至少两个X射线辐射光谱的X射线辐射。更进一步地，多个光子计数检测器被布置和被实施为使得多个光子计数检测器以能量分辨的方式将至少通过检查受试者的X射线辐射检测为投影数据的形式。还公开了一种图像重建方法。

技术领域

本发明涉及一种用于获取投影数据的X射线系统和一种图像重建方法。

背景技术

当X射线辐射通过检查受试者投影时，根据所使用的光谱和待被穿透的物质，会产生不同的吸收或散射特性，光谱中低能量相对于高能量的比例更快被吸收(射束硬化)。关于待被重建的图像的对比度或噪声，因此可能有利的是，适配用于适合通过检查受试者的计划投影的光谱。基本上，出于该目的考虑两种途径：一方面，可以通过源来调节发射光谱，而另一方面，可以实施检测器，并且如果需要，可以适应于以其仅检测相对宽的射入光谱的限定范围的这种方式来调节，例如，通过滤波器。这种情况下的光谱分离的指示器是光谱灵敏度分布，其由从检测器的光谱和灵敏度得出的乘积来给出。

从真实世界实践中已知用于如何在源侧修改光谱的若干种途径。如已知的这些多能量技术被分类成下文简要描述的变型。通过所谓的“kV切换”，管电压(也被称为加速电压)在一个或多个读出周期内以短时间间隔来更改，使得电子吸收不同的能量，最终导致不同的X射线光谱下的韧致辐射(“制动辐射”)。“双螺旋”变型涉及使用不同的X射线光谱进行的相同受试者区域的两次扫描。“拆分滤波器”途径代表另一变型，其预滤波器由允许不同X射线光谱通过的两种不同材料组成。然后，在每种情况下，仅在与对应的预滤波器相关联的检测器元件中检测X射线辐射。从真实世界实践中已知的是所谓的“双源”技术，其中两个管-检测器系统同时生成具有不同X射线光谱的X射线辐射并且彼此分开地测量这些X射线辐射。

先前，在大多数情况下使用在X射线辐射的整个能量范围(被称为总光谱)上积分的检测器来获取投影数据，以便获取测量数据。为了实现一定的能量分辨率，所述检测器还可以被布置在两层中作为“双层检测器”，其中主要在第一层中检测低能量子，而剩余的较高能量X射线量子在第二层中进行检测。

与此相反，光子计数检测器以光谱分辨的方式测量输入光谱。在这种情况下，根据所实现的阈值的数目，生成多个光谱不同的数据集。然而，因为只有一个输入光谱，所以在这种情况下各个数据集的光谱分离可能不如在先前所描述的多能量途径的情况下好。在出版物DE 102007027460 A1中描述了这种光子计数检测器在成像系统中的使用。

发明内容

本发明的目的是公开一种提供改进的光谱分离的X射线系统和图像重建方法。

该目的通过如本文所描述的X射线系统、以及如本文所描述的图像重建方法来实现。

为了获取检查受试者的投影数据，在介绍中引用的X射线系统包括X射线发射器布置，该X射线发射器布置包括多个X射线辐射源、以及具有至少两个检测阈值的多个光子计数检测器。在该配置中，多个X射线辐射源被实施为使得该多个X射线辐射源生成具有至少两个X射线辐射光谱的X射线辐射。更进一步地，多个光子计数检测器被布置和被实施为使得该多个光子计数检测器以能量分辨的方式将至少通过检查受试者的X射线辐射检测为投影数据的形式。

术语“X射线系统”被理解为优选是计算机断层摄影系统，尽管“X射线系统”也可以包括简单的X射线机或血管造影设备。因此，将在以下不失一般性的情况下应用于计算机断层摄影系统。待检查的受试者可以是对象或动物，虽然优选地待检查的受试者可能是人类患者。