成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种诸如CT扫描器的X射线成像装置，并且涉及一种用于利用来自不 同视角的X射线来辐照对象的方法。
【背景技术】
[0002] US 56965807公开了一种用于生成患者的图像的CT扫描器。为了减小患者被暴露 于的剂量，X射线源的管电流根据投影角被调制。
[0003] US 2008/198965A1公开了一种包括至少两个X射线源的X射线CT系统。为了确 定散射辐射分布，预扫描被执行，其中，X射线源关于检查对象进行旋转，并且在旋转的多数 上没有辐射剂量被输出，在特定的预扫描角处短暂并且个体地产生剂量率，并且所接收的 散射辐射被测量。
【发明内容】
[0004] 期望具有允许在进一步降低的X射线剂量的情况下对对象的成像的手段。
[0005] 该目的由根据权利要求1所述的X射线成像装置和根据权利要求2所述的方法来 实现。在从属权利要求中公开了优选实施例。
[0006] 根据第一方面，本发明涉及一种X射线成像装置（或"CT扫描器")，其适于根据给 定的期望角强度分布利用X射线从不同视角辐照对象。所述成像装置包括以下部件：
[0007] -X射线源，其用于从所述不同视角朝向所述对象（或者向着对象能够在其处的位 置）发射X线；
[0008] -探测器，其用于探测由所述X射线源发射的X射线，并且用于生成来自不同视角 的所述对象的投影图像；
[0009] -重建模块，其用于根据所述投影图像来重建所述对象的截面图像；
[0010] -控制器，其用于控制所述X射线源，使得X射线的发射仅出现在由间隙间隔的"发 射角区间"处，其中，这些发射角区间的角分布和相关联的局部发射强度在角平均上再现所 述期望角强度分布。
[0011] 上述"发射角区间"中的每个按定义应当包括角的范围[α?，α2]，其中， α 1 < α 2,包括当a I = α 2时包括仅一个离散值的情况。完全360°范围的剩余部分由 每个均在两个发射角区间之间的"间隙"构成。间隙的角区间通常包括不只一个离散值而 是连续的范围，从而提供两个相邻的发射角区间之间的非零距离。
[0012] 发射角区间的"角分布"仅是指这些区间在角的整个360°范围上的位置，即其由 上面提及的<Μ、α 2的整个集合给出。
[0013] "期望角强度分布"总体上是将每个视角（或发射能够在其处出现的至少每个视 角）与要在该角处被发射的X射线强度的期望值相关联的函数。其在下面也将被称为"期 望强度分布"。
[0014] "局部发射强度"是在不同视角处出现的仅发射强度。
[0015] "角强度分布的再现"是指由控制器命令的发射强度的适当的角平均，即假设如果 所述角平均与期望角强度分布近似相同，则再现已经被成功实现。在该背景下，"近似"还 可以被定义为平均从期望角强度分布偏离最多20%、最多15%、最多10%、最多5%或最多 2% (关于期望角强度分布测量的百分比）。适当的角平均例如可以包括实际角强度分布 (即，局部发射强度的）与给定的核或加权函数的卷积（参见下面的范例）。
[0016] 局部发射强度在发射角区间内可以是或者可以不是常数。此外，局部发射强度通 常不与期望角强度分布在全部发射角区间的整个范围上成比例（具有相同的比例因子） (这仅在发射角区间被均匀地分布在视角的整个范围上并且因此不贡献于平均强度的调制 时将被需要）。
[0017] 探测器应当能够探测由X射线源发射的X射线，尤其是已经通过要被辐照的对象 的X射线。因此，能够实现成像应用，其中，如果探测器允许对发射的X射线的空间分辨的 探测，则能够生成来自不同视角的对象的投影图像。
[0018] "重建模块"可以例如由专用电子硬件、具有相关联的软件的数字数据处理硬件或 两者的混合来实现。其尤其可以实施根据投影图像对截面图像的迭代重建OLErdogan和 J. A. Fessler 的 "Ordered subsets algorithms for transmission tomography'，，Phys. Med. Biol.，44、第2835-2851页（1999))。迭代重建具有关于可用投影图像的角分布灵活的 优点。
[0019] 应当注意，出于本应用的目的，由X射线源发射的各种"强度"可以例如被定义为 每单位时间发射的总X射线能量（例如以瓦特为单位测量的）。
[0020] 本发明还涉及一种用于通过根据给定的期望角强度分布利用X射线从不同视角 辐照所述对象，来生成对象的图像的方法。所述方法包括以下步骤：
[0021 ]-仅从由间隙间隔开的发射角区间朝向所述对象发射X射线，其中，这些发射角区 间的角分布和相关联的局部发射强度在角平均上再现所述期望角强度分布。
[0022] -通过从所述不同视角发射的所述X射线来生成所述对象的投影图像。
[0023] -根据所述投影图像来重建所述对象的截面图像。
[0024] 所述方法总体上包括形成能够利用上面描述的成像装置来运行的步骤。被给予所 述装置的解释因此对于所述方法而言也类似地有效，反之亦然。
[0025] 所述方法和所述成像装置具有这样的优点：它们允许同时满足两个要求，即期望 角强度分布的再现（至少在平均值上）以及可比较地高的局部发射强度的应用。这是通过 将必要发射压缩到发射角区间中来实现的。两者要求的完成例如在成像应用的情况下是有 利的，其中，剂量通过遵循期望角强度分布而被最小化，并且噪声通过高的局部发射强度而 被减小。
[0026] 在下文中，本发明的各种优选实施例将被描述，其涉及上面定义的成像装置和方 法两者。
[0027] 在一个优选的实施例中，在所有发射角区间内的局部发射强度大于给定的最小强 度。这种状况保证总是有可用于诸如对发射的X射线的探测的过程的最小强度或通量。该 实施例的典型实现包括：期望角强度分和所述最小强度预先被给定，例如，从成像流程的边 界条件被导出，并且发射角区间的角分布然后由控制器适当地确定。
[0028] 在本发明的另一个具体实施例中，所述局部发射强度对于所有发射角区间（并且 在所有发射角区间内）是相同的。期望角强度函数的再现在这种情况下仅仅经由发射角区 间的适当的角分布来实现。这种方法具有这样的优点：x射线源能够简单地利用ΟΝ/OFF性 能而被调制（在发射角区间内0N，在外部OFF)。
[0029] 总体而言，期望角强度分布是根据在手边的应用的具体要求预先给定的。在许多 重要范例中，期望角强度分布取决于要被辐照的对象。其例如可以具有使得针对所有视角 观察到被发射通过所述对象（例如，患者的身体或者其衰减模型）的X射线的近似相同通 量的形式。这在成像应用的情况下尤其重要，因为多数X射线探测器在入射X射线通量的 特定的值或范围处达到最好结果。期望角强度分布例如可以考虑诸如患者的身体的对象将 不同厚度和/或密度的截面呈现到取决于视角的X射线射束。
[0030] X射线源总体而言可以是或包括已知用于或适于X射线的可控生成的设备。其例 如可以是X射线管，其中，被加速的电子当撞击靶时生成X射线。此外，X射线源的发射强 度可由任何适当的手段来调制，例如通过控制撞击靶的电子的方向或强度来调制（参见US 2010/0172475 AUUS 5696807)，和/或通过变化主要X射线射束的衰减来调制。在优选实 施例中，X射线源可以包括网格切换管（grid switching tube)，所述网格切换管具有提供 几乎瞬时脉冲上升的优点，这是由于电子控制的管内网格切换（参见WO 2013/001434A1)。 这允许具有高频率的给定的发射的0N/0FF切换。用于X射线生成的其它合适的技术例如 在 WO 2010/070583 AUUS 2011/0080992 AUDE 102009051633 AUDE 102011054114 A1、 DE 102011005115 AUUS 2011/0038460 AUUS 6178226 BUUS 2011/0103552 A1、SUS 2011/0142193 Al 中被描述。
[0031] X射线源可以任选地能关于所述对象（或所述对象能够位于其中的位点，诸如患 者台）移动。X射线源可以例如被安装在机架上，所述机架能够关于所述对象旋转，如从CT 扫描器已知的。
【附图说明】
[0032] 本发明的这些和其他方面将根据下文描述的实施例变得显而易见并且将参考下 文描述的实施例得到阐述。
[0033] 在附图中：
[0034] 图1示意性图示了具有给定的期望角强度分布的CT图像的生成；
[0035] 图2示意性图示了根据本发明的实施例的期望角强度分布的再现；
[0036] 图3示意性图示了期望角强度分布的发射角区间和关联的再现的分布。
[0037] 类似附图标记或者相差100的整数倍的附图标记在附图中指的是相同或者相似 的部件。<