br>【具体实施方式】
[0038] 在被用在临床应用中的CT扫描器中，X射线通量在采集期间能够被调制，以适应 于实际患者衰减。在调制中的显著改变的两个范例包括肩部，其中，水平衰减（管在9点钟 处）能够比管在6点钟位置处大得多。另一个范例是从患者的颈部移动到患者的肩部的螺 旋扫描。还有受益于通量调制的额外的应用，如心脏CT。通量可以例如由X射线管阳极电 流的调制来调制。
[0039] 图1通过CT扫描器10在x、y平面中的截面中对此进行了示意性图示。CT扫描 器包括机架3,所述机架能够关于z轴（的平行线），即关于躺在台上的患者P旋转。机架 包括X射线源1和探测器2,所述X射线源和探测器被布置为与彼此相对，并且能够关于患 者与机架一起旋转（备选地，可以使用扩展的固定源和/或探测器）。在机架的旋转期间， 能够生成来自不同视角α的患者P的投影图像。
[0040] 发射的X射线，即在探测器2中的通量或强度优选地应当是在给定范围内，以优化 图像质量，同时将对患者的剂量暴露最小化。为此，来自X射线源1的X线发射的强度能够 根据给定的"期望角强度分布"，I fe3而被调制。这被图示在围绕机架延伸180°的极坐标图 中。在所描绘的角α处，期望角强度分布具有例如值I fe3 ( α )，指示应当由X射线源1在该 位置处发射的强度。
[0041] 图2图示了用于再现期望角强度分布U具有最大值的本发明的方法， 以及相关联的X射线辐照装置1〇〇,其在该范例中也是X射线CT扫描器100。如上，CT扫描 器100包括可旋转机架103, X射线源101和X射线探测器102被附接到所述可旋转机架， 以从不同视角α生成患者P的投影图像。X射线源和探测器被连接到组合的控制器和重建 单元110,所述组合的控制器和重建单元控制所述X射线源和探测器，并且收集并评估成像 数据。X射线源尤其可以是网格切换管101，其允许对X射线通量的快速切换。
[0042] 相比于图1的情况，图2中的X线发射不是在视角的连续范围（例如，从0°至 180° )上连续地发生的，而是仅在特定的"发射角区间"，EAI处发生，EAI通过在其中没有 出现发射的间隙G而彼此间隔。
[0043] 为了再现期望角强度分布Ides，即为了实现如上面描述的通量调制，提出了相应地 调制角采样密度。这意味着发射角区间EAI的分布，即它们的定位、尺寸和相互距离由控制 器110来调整，使得发射的角平均（至少近似地）与期望角强度分布I fe3匹配。在需要低 通量的情况下采样密度例如将被减小，反之亦然。得到的角采样模式可以变得不规则。然 而这样的数据集能够使用迭代重建方法来重建。
[0044] 使用例如迭代重建的可能性允许显著的X射线剂量减小。减小可以变得如此强， 使得由探测器103看到的X射线通量变得非常小，这通常导致这样的问题：电子噪声和探测 器的小信号劣化成为主导。该问题可以由上述方法克服，其中，X射线强度被捆扎在发射角 区间内。探测器的低信号问题因此能够被简化为低通量被替换为更强的短X射线脉冲（具 有相同的平均通量和剂量）。作为范例，X射线通量在每隔一个测量区间可以空出。角测量 的数量然后减小二的因子，其中，每个个体测量具有如前面的通量的两倍，以实现相同的平 均通量。迭代重建方法能够用于这样的欠采样数据的图像重建，而不显著损失图像质量。
[0045] 图3示意性图示了在图2的情况下应用的定义和数学流程。应当注意，发射角区 间EAI也可以具有零宽度，即它们可以包括离散值。
[0046] 图3的上图示出了发射角区间EAI在例如从0°延伸到180°的角α的基础范围 上的分布。所述区间由具有以下定义的隶属函数μ (α)来数学地描述：
[0048] 图3的下图示出了局部发射强度I ( α )，其仅在上面的发射角区间EAI内非零。在 单个发射角区间内的局部发射强度I (α)可以是恒定的或不是。相比于图2,在该范例中局 部发射强度在不同的发射角区间之间变化。
[0049] 下图还示出了核或加权函数w(a )，能够利用其计算局部发射强度I (α )的卷积， 以便根据下面的公式来确定平均发射强度f ;
[0051] (代替于± %可以选择其他合适的积分边界，例如0和180° )。
[0052] 加权函数w(a)例如可以是高斯函数
[0054] 其中，宽度c和归一化常数N使得
宽度c可以例如被选择为c = 5 Δ，其中，△是发射角区间的平均宽度，或者间隙G的平均宽度。在绝对值中，c通常可以 在5°和90°之间，优选地在10°和30°之间被选择，例如被选择为20°。
[0055] 得到的平均发射强度？能够与期望强度分布U图3中未示出）进行比较，以决 定后者是否被"再现"。例如当在视角的整个范围[ag/j、，Cigx]中两个曲线之间的最大 绝对偏差小于最大期望强度P百分比时，可以假定成功的再现，其中，例如，P = 10%。在公式中，这等同于：
[0057] 尽管在附图和前面的描述中已经详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描 述应当被视为说明性的或示范性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领 域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践要求保护的本发明时能够理 解和实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，"包括"一词不排除其他元件或 步骤，并且词语"一"或"一个"不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利书要求 中所记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这 并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上， 例如与其他硬件一起被提供或作为其他硬件的部分被提供的光学存储介质或固态介质，但 是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他的有线或无线的电信系统分 布。权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
【主权项】
1. 一种X射线成像装置（100)，其适于根据给定的期望角强度分布（IdJ来从不同视 角（α)辐照对象（P)，所述X射线成像装置包括： -X射线源（101)，其用于从所述不同视角（α)朝向所述对象（Ρ)发射X射线（X); -探测器（110)，其用于探测由所述X射线源（101)发射的X射线（X)，并且用于生成来 自所述不同视角（α)的所述对象的投影图像； -重建模块（110)，其用于根据所述投影图像来重建所述对象（Ρ)的截面图像； -控制器（110)，其用于控制所述X射线源（101)，使得发射仅出现在由间隙（G)间隔开 的发射角区间（ΕΑΙ)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（1(a)) 在角平均上再现所述期望角强度分布（IdJ。2. -种用于通过根据给定的期望角强度分布（IdJ来利用X射线从不同视角（α )辐 照对象（Ρ)以生成所述对象（Ρ)的图像的方法， 所述方法包括： -仅从由间隙（G)间隔开的发射角区间（ΕΑΙ)朝向所述对象发射X射线（X)，其中，这 些发射角区间的角分布和相关联的局部发射强度（1(a))在角平均上再现所述期望角强 度分布（Idf3S); -通过从所述不同视角（α)发射的所述X射线来生成所述对象的投影图像； -根据所述投影图像来重建所述对象（Ρ)的截面图像。3. 根据权利要求1所述的成像装置（100)或根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，所述局部发射强度（1(a))大于给定的最小强度。4. 根据权利要求1所述的成像装置（100)或根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，局部发射强度（1(a))对于所有发射角区间（ΕΑΙ)是相同的。5. 根据权利要求1所述的成像装置（100)或根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，所述期望角强度分布（IdJ为使得针对所有视角（a)，观察到被发射通 过所述对象（P)的X射线的近似相同的通量。6. 根据权利要求1所述的成像装置（100)， 其特征在于，所述X射线源包括网格切换管（101)。7. 根据权利要求1所述的成像装置（100)， 其特征在于，所述X射线源（101)关于所述对象（P)是能够移动的。
【专利摘要】本发明涉及一种X射线成像装置和方法，尤其涉及用于生成诸如患者的身体(P)的对象的截面图像的CT扫描器(100)。通过仅在发射角区间(EAI)中发射X射线(X)来再现给定的期望角强度分布(Ides)，其中，这些发射角区间的角分布和相关联的局部发射强度(Iα)被选择为使得它们在角平均上再现所述期望角强度分布(Ides)。入射X射线通量的调制因此通过对角采样密度的调制来实现。X射线源优选地可以由网格切换管(101)来实现。
【IPC分类】A61B6/03, A61B6/00
【公开号】CN105338904
【申请号】CN201480036093
【发明人】R·普罗克绍
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年6月17日
【公告号】EP3013237A1, US20160113597, WO2014206794A1