专利名称：用于调整灰度值开窗的方法、计算单元和x射线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于利用X射线装置所确定的CT值来调整用于利用X射线装置、特别是利用计算机断层造影设备的成像的灰度值开窗(Grauwertfensterung)的中数(Zentralwert)的宽度和位置的方法。本发明还涉及一种实现该方法的计算程序以及具有这样的计算程序的一种计算单元、一种X射线装置和一种数据载体。
背景技术：
在医学技术中在利用X射线辐射成像时，例如在计算机断层造影设备中的成像时，始终努力向患者应用尽可能小的X射线辐射的剂量以用于产生一个或多个患者组织的 图像。但是，为了能够借助一个或多个所产生的图像解决临床问题，还必须达到特定的图像质量，这要求最低限度的剂量。对于图像质量相关的量度例如是图像噪声或图像对比度。特别是，特定元素和材料(如在计算机断层造影中作为造影剂使用的碘)的图像对比度与所使用的X射线辐射的频谱具有相对强烈的依赖关系。在使用相对较低的管电压的情况下，X射线辐射的频谱是这样的，即碘的图像对比度上升。就此而言，特别是在使用碘的情况下，为了实现尽可能高的图像质量而应用到患者的X射线的剂量取决于X射线辐射的频谱。因此，在用于显示传输血液的血管的CT血管造影中，其中实际上重要的仅是碘的可见性，通过使用相对较低的管电压来降低应用到患者的X射线的剂量(参见M. J. Siegelet al. , “Radiation Dose and Image Quality in Pediatric CT Effect of TechnicalFactors and Phantom Size and Shape，，，Radiology 2004 ；233 515 至 522 页)。在“Automatic selection of tube potential for radiation dose reductionin CT A general strategy”中L. Yu等人介绍了一种针对降低为此向患者待施加的X射线的剂量而选择适用于特定检查的管电压的方法，其中将碘-对比度-噪声比用作结合噪声条件α的图像质量指标，以便可以对于不同的检查表征和考虑对图像质量的不同要求。对于不同的检查提供不同的噪声条件α用于匹配。通过该噪声条件应当实现绝对图像噪声不超过一定的值。对于CT血管造影来说，其中重要的仅是碘-对比度-噪声比，在I. 5和2. O之间选择噪声条件α。对于具有造影剂的胸部、躯干或背部检查来说，在I. I和I. 25之间选择噪声条件α。对于没有造影剂的胸部、躯干或背部检查来说，将α选择为等于I。基于“相对剂量因子(relativ dose factor，RDF) ”(其中考虑了碘的对比度-噪声比以及噪声条件α)来确定管电压，利用该管电压对于特定的检查向患者应用最小的X射线辐射的剂量。在未在先公开的DE 10 2010 043 712. 3中描述了一种确定用于产生患者的特定的待检查的组织的至少一幅图像的X射线装置的X射线管的管电压的值的方法，其中，这样确定管电压的值，使得为了产生患者的特定的待检查的组织的至少一幅图像，在调节X射线管上的管电压的值的情况下以及在拍摄患者的特定的待检查的组织的至少一个X射线投影情况下，在保持相同的图像质量的情况下应用到患者的X射线的剂量尽可能地小。在未在先公开的DE 10 2010 043 712. 3中建议的方法基于如下的考虑，对于利用X射线对组织进行的几乎每次检查在保持相同的图像质量的情况下可以找到如下的管电压，在该管电压下可以降低或优化为了检查该组织向患者应用的X射线的剂量。在此，优化取决于待检查的组织，应当在至少一幅图像中显示该组织。该方法的出发点是，考虑特定的待检查的组织的对比度(以及必要时的被提供了造影剂的、特定的待检查组织的对比度)与X射线管的X射线辐射的频谱的依赖关系或者与管电压的值(该管电压的值对于产生X射线辐射的频谱是重要的)的依赖关系。此外，对于打算借助所产生的特定的待检查的组织至少一幅图像来诊断或解决诊断的或临床的问题，通过至少一个规定或描述期望的图像质量的参数来预先给定所需要的或所期望的图像质量，该参数例如可以是参考管电压和参考管电流或者可以是参考噪声。在考虑至少一个规定或描述所期望的图像质量的参数的情况下，在保持恒定的对比度-噪声比作为图像质量特征的情况下确定如下的管电压在调节到该管电压时在拍摄一个或多个X射线投影以用于产生患者的特定的待检查的组织的至少一幅图像的情况下，应用到患者的X射线辐 射的剂量为最小。在此，将用于显示基于X射线投影的拍摄所确定的代表特定的组织和围绕特定组织的组织的CT值的灰度值开窗与参考管电压相关联，其中将特定的灰度值分配给特定的CT值。但是，如果对于拍摄X射线投影不使用参考管电压，而是使用在该管电压下针对患者的特定的待检查的组织的成像应用到患者的X射线的剂量为最小的管电压，则保持与参考管电压相关联的灰度值开窗可以导致，由于通过所设置的管电压引起CT值的改变使得图像观感变得不可接受。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种本文开头所述类型的方法、计算程序、计算单元、X射线装置以及数据载体，使得在改变管电压的情况下尽可能地改善图像观感。根据本发明，上述技术问题通过一种基于利用X射线装置所确定的CT值来调整用于利用X射线装置的成像的灰度值开窗的宽度和中数的位置的方法来解决，在优选自动地确定和调节用于检查患者的特定的组织的X射线装置的X射线管的拍摄管电压的范围内，从用于患者的特定的组织的检查的管电压出发进行该调整，其中将与参考管电压相关联的灰度值开窗的宽度和中数的位置与拍摄管电压自动地匹配。通过将灰度值开窗与拍摄管电压或者与通过使用拍摄管电压与在使用参考管电压的情况下所产生的CT值相比改变了的CT值自动地匹配，保持了通过原始地选择或设计灰度值开窗所打算的、由用户熟悉的原始的图像观感。根据本发明的一种变形，为了将灰度值开窗自动地与拍摄管电压匹配，首先确定在参考管电压下灰度值开窗的宽度Ww,M。根据本发明的另一种变形，对于特定的组织的检查，确定在参考管电压下特定的待检查的组织的对比度Cm以及确定在拍摄管电压下特定的待检查的组织的对比度Cauf。为了能够确定用于特定的待检查的组织的对比值，需要事先例如在使用相应准备好的模体的情况下例如借助仿真或借助校准测量，确定不同的可能要检查的组织的对比度(以及必要时不同的可能要检查的、被提供了造影剂的组织的对比度)与X射线辐射的频谱的依赖关系或者与X射线管的管电压的值的依赖关系，并且优选地将该依赖关系存储在数据存储器或数据库中以供调用。相应地，分别针对当前的检查情况从数据存储器中获得特定的待检查的组织的对比度(以及必要时特定的待检查的、被提供了造影剂的组织的对比度)与X射线辐射的频谱的依赖关系或者与X射线管的管电压的值的依赖关系，根据其可以关于参考管电压和拍摄管电压分别确定对比度。根据本发明的一种实施方式，对于和特定的待检查的组织相邻的组织，其对比度具有与管电压的值相对小的依赖关系，由CT值确定开窗的特定的宽度Wfix。典型地，和特定的待检查的组织相邻的组织不接收或仅不太多地接收造影剂，从而特别地不出现通过造影剂引起的、和特定的待检查的组织相邻的组织与X射线辐射的频谱或者与管电压的值的强 烈的依赖关系。这点大多也被期望，因为和特定的待检查的组织相邻的组织对于诊断通常仅是次级重要的。和特定的待检查的组织相邻的组织例如是肌肉组织或脂肪组织。如已经提到的那样，因为对比度和该组织的CT值与管电压的依赖关系很小，从而对于该组织来说期望几乎不改变的灰度值开窗，以便对于组织的图像观感实际上保持不变，规定特定的宽度Wfix以用于属于这些组织的CT值的开窗。 根据本发明的一种实施方式，最后如下地确定关于拍摄管电压的灰度值开窗的宽
度 ww, auf
权利要求
1.一种基于利用X射线装置(I)所确定的CT值来调整用于利用X射线装置(I)的成像的灰度值开窗的宽度和中数的位置的方法，在确定和调节用于检查患者(P)的特定的组织的X射线装置⑴的X射线管(6)的拍摄管电压(kVauf)的范围内，从用于患者⑵的特定的组织的检查的参考管电压(kVMf)出发进行该调整，其中，将与该参考管电压(kVMf)相关联的灰度值开窗的宽度(Ww, Mf)和中数(Wz, μ)的位置自动地与所述拍摄管电压(kVauf)匹配。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，确定在所述参考管电压(kVMf)下灰度值开窗的览度(Ww, μ)。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，确定在所述参考管电压(kVMf)下特定的待检查的组织的对比度(CMf)以及确定在所述拍摄管电压(kVauf)下特定的待检查的组织的对比度(Cauf)。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，其中，对于与特定的待检查的组织相邻的组织，其对比度具有与管电压的值相对小的依赖关系，由CT值规定开窗的特定的宽度(Wfix)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，如下地确定对于所述拍摄管电压(kVauf)的灰度值开窗的宽度(Ww,auf)
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其中，为了调整在所述拍摄管电压(kVauf)下灰度值开窗的中数的位置，确定在所述参考管电压(kVMf)下灰度值开窗的中数(Wz,%)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，如下地确定在所述拍摄管电压(kVauf)下的灰度值开窗的中数(Wz,Mf)
8.根据权利要求I至7中任一项所述的方法，其中，由用户发起所述灰度值开窗的宽度和中数的位置与所述拍摄管电压(kVauf)自动地匹配。
9.一种计算程序(13)，其实现根据权利要求I至8中任一项所述的方法中的一种。
10.一种计算单元(12)，具有根据权利要求9所述的计算程序(13)。
11.一种X射线装置(I)，具有根据权利要求10所述的计算单元(12)。
12.—种数据载体(14，15)，具有根据权利要求9所述的计算程序(13)。
全文摘要
本发明涉及一种基于利用X射线装置(1)所确定的CT值来调整用于利用X射线装置(1)的成像的灰度值开窗的宽度和中数的位置的方法，在确定和调节用于检查患者(P)的特定的组织的X射线装置(1)的X射线管(6)的拍摄管电压(kVauf)的范围内，从用于患者(P)的特定的组织的检查的参考管电压(kVref)出发进行该调整，其中，将与参考管电压(kVref)相关联的灰度值开窗的宽度(WW，ref)和中数(WZ，ref)的位置自动地与所述拍摄管电压(kVauf)匹配。本发明还涉及一种实现所述方法的计算程序(13)以及具有这种计算程序(13)的一种计算单元(12)、一种X射线装置(1)和一种数据载体(14，15)。
文档编号A61B6/03GK102631209SQ20121000550
公开日2012年8月15日 申请日期2012年1月10日 优先权日2011年2月9日
发明者B.施米特, E.克罗兹, R.劳佩克, U.福伊尔雷恩 申请人:西门子公司