借助动态准直进行剂量减小的ct拍摄的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于拍摄图像的一种装置以及一种方法以及一种计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]基于X射线的计算机断层成像，简称CT，是为了三维成像尤其是为了诊断目的而建立的方法。CT不仅能够空间上高分辨的成像，而且可以借助拍摄的时间序列，特别是在给予造影剂的条件下，得到关于器官(例如心脏和周围的心脏冠状动脉)的功能的详细结论。为了优化对于CT拍摄以及重建这样的拍摄的条件，通常使用取决于患者的信息。这样的信息例如从心电图，简称EKG获得。原则上，在每次CT拍摄时要注意对于患者的尽可能低的剂量负荷，以便预防由于X射线辐射的伤害。因此，取决于患者的信息尤其被用于降低施加的剂量。剂量例如被理解为能量剂量，也就是患者每kg体重吸收的X射线福射的能量；对于这样定义的剂量使用单位格雷(Gray)。此外，剂量可以被理解为按照单位西弗特(Sievert)的有效剂量。
[0003]由专利文献DE 102 45 943 B4公开了一种用于产生周期运动的器官的CT图像的方法以及CT设备。所公开的发明涉及借助具有为了产生CT图像而围绕待检查的生物的身体运动的X射线源的CT设备产生生物的周期运动的器官的CT图像，其中器官具有带有静止阶段和运动阶段的区域，并且器官的不同区域的静止阶段在不同的时间点出现。首先，在X射线源围绕待检查的对象至少一次环绕和与运动的一个周期至少相等的持续时间期间拍摄多个用于图像产生的投影。然后接着对相应于投影的数据进行如下分析，其是在器官的各个感兴趣的区域的静止还是运动阶段期间获得的。然后在仅使用在器官的各个感兴趣的区域的静止阶段期间获得的那些数据的条件下重建器官的图像。对相应于投影的数据的分析包括，关于器官的多个感兴趣的区域在如下方面分析其，即，其是在各自的区域的静止阶段还是运动阶段获得的，其中关于器官的所有感兴趣的区域在使用这样的数据的条件下分别重建器官的图像，这样的数据是在器官的各自的感兴趣的区域的静止阶段期间获得的，并且其中从代表器官的单个的感兴趣的区域的静止阶段的图像中建立包括了器官的、在其各自的静止阶段的所有感兴趣的区域的图像。通过必要时在不同心脏阶段中重建的CT图像，根据将各个血管在其静止阶段中示出的图像能够做出对于所有血管的总诊断。也就是，将心脏信号用于改进重建，但该方法不直接减小施加的剂量。虽然也可以预先给出对于代表生理功能的信号的阈值标准，在其满足时器官的相应的感兴趣的区域处于静止阶段。为了拍摄对于产生图像所需的投影，仅在这样的时间段期间激活X射线源，在该时间段期间满足阈值标准。该方法可以实现为EKG触发的剂量调制，并且直接降低施加的剂量。但是所拍摄的投影不再允许在心动周期的每个阶段进行重建，因为仅存在来自于静止阶段的投影。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，在CT拍摄检查区域的情况下、特别是在按照螺旋模式拍摄的情况下有效地利用施加的剂量。
[0005]上述技术问题通过按照权利要求1的计算机断层成像仪、按照权利要求10的方法以及通过按照权利要求20的计算机程序产品来解决。
[0006]下面关于要求保护的装置以及关于要求保护的方法描述上述技术问题的按照本发明的解决方案。在此提到的特征、优点或替换的实施方式同样也可以转用到其它要求保护的对象，反之亦然。换言之，物的权利要求，其例如针对装置，也以结合方法描述或要求保护的特征来扩展。方法的相应的功能特征在此通过相应的物的模块来构造。
[0007]本发明基于一种用于拍摄患者的至少一个检查区域的图像的计算机断层成像仪，包括可围绕纵轴线旋转的拍摄单元，其中拍摄单元包括X射线探测器以及X射线发射器。本发明的基本思路是借助至少一个取决于患者的控制信号来控制为了拍摄而从X射线发射器发射的X射线扇形沿着纵轴线的延伸。该思路可以以按照本发明的计算机断层成像仪的形式以及以按照本发明的方法的形式来实现。通过控制X射线扇形的延伸也控制对于患者施加的剂量，从而能够实现剂量的尽可能有效的利用。此外，控制能够在按照螺旋模式拍摄时将螺距与取决于患者的控制信号相匹配并且由此尽可能有效地利用施加的剂量。按照本发明，通过控制X射线扇形的延伸导致调整X射线探测器的被照亮的面积，进行螺距的匹配。
[0008]按照本发明的另一个方面，按照本发明的用于控制X射线扇形的延伸的计算机断层成像仪具有光圈。借助光圈极其快速且精确地进行X射线扇形的延伸的控制。
[0009]按照本发明的另一个方面，按照本发明的计算机断层成像仪包括患者卧榻，其中患者卧榻被设计为，在拍摄图像期间以规定的进给速度移动。通过规定的进给速度可以以特别简单且稳健的方式实现检查区域的螺旋拍摄，其螺距通过X射线扇形的延伸来控制。
[0010]按照本发明的另一个方面，按照本发明的计算机断层成像仪被设计为，依据控制信号的在拍摄期间或在至少两个拍摄之间改变的值来控制X射线扇形的延伸。对延伸的这种动态的控制保证了，在拍摄期间或在至少两个拍摄之间选择X射线扇形的正确的延伸。由此特别有效地利用剂量。
[0011]按照本发明的另一个方面，按照本发明的计算机断层成像仪被设计为，依据从控制信号的测量的值中预测的控制信号的值来控制X射线扇形的延伸。由此可以将X射线扇形的延伸特别好地与控制信号相匹配并且由此实现剂量的特别有效的利用。
[0012]按照本发明的另一个方面，检查区域包括患者的心脏，其中控制信号包括从患者的心率中导出的控制信号。本发明的优点由此也延伸到心脏的拍摄。
[0013]此外，本发明还包括根据EKG信号确定控制信号，由此能够特别精确地确定控制信号和由此特别精确地进行控制。
[0014]按照本发明的另一个方面，直接在EKG信号中的R波之后控制X射线扇形的延伸。因为直接在R波之后的时间通常对于心脏的图像的重建是不重要的。由此保留了心动周期的尽可能大的适于图像重建的区域。
[0015]按照本发明的另一个方面，控制信号包括从检查区域的X射线吸收中导出的控制信号，由此可以直接从借助按照本发明的计算机断层成像仪拍摄的检查区域的图像中确定控制信号。
[0016]按照本发明的另一个方面，按照本发明的方法包括对造影剂支持的图像的拍摄。由此，按照本发明的优点尤其对于在医学诊断中特别重要的、对造影剂支持的图像的拍摄呈现效果。
[0017]本发明还包括计算机程序产品，其可以直接加载到可编程的计算机的处理器中，具有程序代码装置，用于当在计算机中运行程序产品时执行按照本发明的方法。由此，该方法可以快速、相同地重复并且可以稳健地实施。
【附图说明】
[0018]附图中:
[0019]图1示出了按照本发明的计算机断层成像仪，
[0020]图2示出了 EKG信号的时间变化，
[0021]图3示出了按照本发明的计算机断层成像仪的拍摄几何结构的示意图，和
[0022]图4示出了光圈的示意图。
【具体实施方式】
[0023]图1示出了按照本发明的计算机断层成像仪，其具有包括X射线发射器8和X射线探测器9的拍摄单元。拍摄单元在拍摄期间围绕纵轴线5旋转，并且X射线发射器8在拍摄期间以X射线扇形2的形式发射X射线，该X射线扇形2具有沿着纵轴线5的延伸以及沿着X射线探测器9的垂直于纵轴线5导向的长边的延伸。也就是，棱锥形地构造X射线扇形2。只要不另外规定，在本申请中X射线扇形2的延伸就是指X射线扇形2沿着纵轴线5的延伸。计算机断层成像仪也可以具有多于仅一个X射线发射器8和多于仅一个X射线探测器9，特别地能够按照所谓的双能法进行拍摄。X射线发射器8在此处示出的示例中是X射线管。X射线探测器9在此处示出的示例中是具有多行的行探测器。但是X射线探测器9也可以被构造为平面探测器。X射线探测器9通常被构造为闪烁计数器，其中借助闪烁器将高能的X射线光子转换为光谱中的低能的光子，并且然后借助光电二极管来探测。替换地，X射线探测器9可以被构造为直接转换的探测器，其在使用光伏原理的条件下借助半导体材料将高能的X射线光子直接通过内部光激励转换为电的信号流。
[0024]在拍摄图像时患者3处于患者卧榻6上，该患者卧榻这样与卧榻基座14连接，使得其承载带有患者3的患者卧榻6。患者卧榻6被设计为，将患者3沿着拍摄方向移动穿过拍摄单元的开口 10。拍摄方向通常通过纵轴线5给出，以便在拍摄时旋转拍摄单元。但是纵轴线5也可以相对于患者3在拍摄期间沿着其移动的拍摄方向倾斜，例如通过拍摄单元被构造为可倾斜的机架的部件。
[0025]X射线扇形2的X射线在拍摄时穿过患者3而被衰减并且由X射线探测器9来探测，从而产生相应的拍摄区域15的X射线投影。通过旋转拍摄单元从不同的方向拍摄X射线投影，其可以被重建为高分辨的、空间三维的图像。在此，拍摄区域15包括患者3的至少一个检查区域。检查区域原则上可以是患者3的任意身体部位或器官，例如是头部、胸部、腹部或者是脑部、心脏、冠状血管、肾脏、肝脏