CN104856717A - 根据患者的对比剂量优化 - Google Patents

Abstract

一种在基于X射线的、用于产生患者的图像数据成像测量之前根据患者优化和降低对比剂量的方法，包括：a)提供患者特定的数据，其包括与在成像测量中重要的患者横截面相关的信息，b)在X射线源设备和/或用于从多能量测量重建单能量图像数据的图像重建装置的不同候选设置下根据患者特定的数据确定患者的至少一个关注区域的、预先给定的对比剂的期待的CT值和/或CNR值，该确定相对于在X射线源设备和/或图像重建装置的参考设置下得到的此关注区域的CT值或CNR值进行，c)分别对于不同候选设置确定相对候选对比剂量，其将引起与在参考设置时的对比剂的CT值或CNR值的对应的CT值或CNR值，d)显示最优的相对候选对比剂量和所属的候选设置。

Description

根据患者的对比剂量优化

技术领域

本发明涉及用于特别是在计算机断层成像中根据患者优化和降低对比剂量的一种方法和一种设备，一种控制和计算单元以及一种X射线成像装置，特别是计算机断层成像装置。

背景技术

在医疗诊断中通过计算机断层成像(CT)或另外的X射线成像方法的对于内部身体结构和器官的非侵入性图示是广泛采用的方法。在此，可在骨骼和软组织之间实现高的对比。但由于低吸收差异，不同的软组织之间的对比仅有限地适用于诊断。为提高一定的身体结构或体液的对照，因此施加对比剂。对比剂包含明显地吸收X射线辐射的元素，以因此实现与低吸收率的周围组织的高的图像对比。在通过X射线辐射的放射成像中，目前使用含碘的对比剂(KM)以图示体液、器官和病理过程。但由于其吸收特性，碘在大于80kV的管电压的X射线诊断中不是用于对照提升的最优的元素。这特别地对于CT成立，其中目前使用直至140kV的管电压。在所使用的X射线辐射的能量区域内，KM的X射线密度随着对照的元素的原子序数增加而增加。使用更高原子序数的对比剂因此特别地适合于CT，其中作为吸收元素除镧系元素外使用铪，铼，钽或钨。但在使用这些KM的每个时，虽然高的安全性行为也可能出现不希望的副作用。

尽管如此，目前用于X射线诊断的大量对比剂基于碘作为衰减X射线的主成分。为此，目前的设备技术被优化。在对比剂的元素选择时，元素应具有尽可能高的核电荷数，因为X射线吸收随核电荷数明显升高。但X射线装置的构造不仅简单地在于使得尽可能软的X射线辐射给出水和对比剂之间的最优的对比。

两个不同的组织类型或含有对比剂的组织与周围的无对比剂的组织的图示或界定的质量可定量地通过两个组织类型或带有和不带有对比剂的组织之间的对比度噪声比(CNR)来描述。这关于在此区域内在图像噪声从含有对比剂的组织的CT值(也称为衰减值或HU值；HU＝Hounsfield Unit亨氏单位)以及相邻的无对比剂的组织的CT值中得到。

使用在放射诊断中的X射线辐射是多色的，即从X射线管产生的光子的波长且因此能量是不相同的。从阳极发出的X射线辐射的能量谱或光子谱通过阳极材料和所使用的管电压预先给定。在CT中，目前几乎仅使用钨阳极。在被透射的物体内，所发射的光子谱持续地改变，因为X射线辐射的吸收与能量相关且出现与散射的光子的重叠。此关系是复杂的且不能通过简单的数学关系描述。因此，光子谱例如取决于被透射的体积、侵入深度和组织组成而变化。KM的X射线密度且因此图像信号通过对照元素的衰减系数、其局部浓度并且结合在物理相互作用的位置处的光子谱来确定。因此，也应相应地考虑患者的身体的实际的当前被透射厚度。

由于在低能光子和组织之间的高的相互作用可能性，在光子谱内的低能成分(在小于50keV的范围内)虽然导致剂量贡献，但仅对于图像生成的较小的部分起到贡献。因此，使用小于50keV的光子能量在相同的射线剂量下导致图像噪声的升高。仿真显示，在最小剂量的条件下为实现CT中的高的软组织对照，必须使用在70至140keV之间的范围内的光子能量。与此相比的是对比剂支持的CT，其在35至70keV之间的光子能量下提供了最高的CNR与剂量的比值。天然和对比剂支持的CT拍摄之间的此对比是源于碘的谱吸收特征。碘的在33至大约70keV之间的范围内的高的吸收在此克服了低能光子的不利的剂量效果。在带有更高的原子序数的元素的对比剂的情况中，例如镧系元素、Hf、Ta或Re的情况，对比剂支持的CT的最优能量范围向60至140keV之间的范围内的更高的能量移动，且因此几乎与用于软组织对照的最优能量范围相同。

向患者给药的对比剂量取决于计划的检查和患者的解剖/生理情况。例如，在检查薄壁腹部器官时，通常的剂量为0.5g碘每千克体重。目的是在相关的器官内达到使用者希望的对比提高，以因此在CT图像中产生对比度和图像噪声的确定的比值(对比度噪声比CNR)。因为对比剂可能具有不希望的副作用，所以在许多CT检查中目的是尽可能最小化为实现检查目的的对于患者的对比剂量，特别是对于老年患者和肾功能衰弱的患者。

根据现有技术，向患者给药的对比剂量在对比剂协议中取决于检查协议(即意图中的检查的类型或任务提出，例如CT血管造影，或薄壁器官的检查)且取决于患者的解剖/生理情况(身高、体重、BMI、年龄等)。关键的参数，即对比剂的浓度、量和流速根据计划的检查且取决于患者特征，例如身高、体重等，通常由医师通过经验确定(例如，在检查薄壁器官时0.5g碘每千克体重)。同时，根据现有技术也存在半自动或全自动的程序，所述程序由例如体重、身高、心输出量、心脏放电率等单独地将患者的生理和循环情况进行建模，且由此导出用于对比剂协议的推荐值。

在相同的申请人的公开文件DE 102005052368 A1中公开了用于生成患者的诊断图示的X射线系统，所述X射线系统至少带有：

-用于由带有用于扫描患者的能谱的X射线产生X射线束的X射线管，

-用于测量X射线辐射在通过患者时的衰减的检测器，

-用于给予用来在患者的X射线图示中改进对比度的对比剂的施加单元，

-用于借助于存储的且执行的计算机程序来控制X射线系统且生成患者的X射线图示的控制和计算单元，其中

-X射线系统具有选择至少关于所使用的X射线辐射的能谱的不同运行参数的可能性，其中

-X射线系统具有选择装置，所述选择装置在直接或间接说明参数，即一方面检查体积和另一方面组织结构之后，规定了至少一个对比剂和X射线辐射的能谱的组合以用于检查，以此在检查区域内在最低的辐射剂量和对比剂负荷下实现了最优的对比度噪声比。

在此，对比度噪声比(CNR)限定为优化目标，以实现如此优化的对比剂和X射线辐射的能谱的组合。但以此不能最小化对比剂负荷，因为用于患者身体或样本的射线剂量随之被算入，其因此不能达到最小值。

发明内容

因此，本发明的任务是在待图示的区域内输入对比剂而拍摄X射线图示时作为第一部分目的优化、优选地最小化对比剂剂量，即在患者身体内或样本内的对比剂浓度，其中应保证含有对比剂的组织内的足够高的CT值和/或CNR值。

此任务通过根据本发明的方法、根据本发明的设备、根据本发明的控制和计算单元以及根据本发明的X射线成像装置特别是CT装置解决。

根据本发明，方法包括如下步骤：

步骤a)：提供患者特定的数据，其至少包括与在成像测量中重要的、待透射的患者横截面相关的信息。

步骤b)：在X射线源设备和/或用于从多能量测量重建单能量图像数据的图像重建装置的不同的候选设置的情况下，根据患者特定的数据确定对于患者的至少一个关注区域(ROI＝Region of Interest关注区域)的预先给定数量的对比剂的期待的CT值或CNR值，所述确定相对于在X射线源设备和/或图像重建装置的参考设置时对于此关注区域ROI的CT值或CNR值来进行。

步骤c)：确定对于X射线源设备和/或图像重建装置的不同的候选设置的各相对候选对比剂量，例如以百分比体现，这将导致对于关注区域(ROI)的、与在X射线源设备和/或图像重建装置的参考设置时的对比剂的CT值或CNR值对应的对比剂的CT值或CNR值。

步骤d)：显示最优的例如最小的相对候选对比剂量和所属的X射线源设备和/或图像重建装置的候选设置。

因为以上所述的CNR值总是基于CT值，所以在下文中仅提及CT值作为两个可能性的示例。但这不应将本发明限制于CT值的计算。

对于步骤a)：此患者特定的数据可由已在预检查中完成的模拟和/或数字X射线图像获得，或由简单的照片或视频数据获得，或由患者的简单的解剖确定及其计算获得，例如头围、胸围、腰围、腹围、臀围、四肢围度、总身高和体重以及由此导出的患者的BMI等获得。

对于步骤b)：期待的CT值特别地是关于例如ROI(即待检查的患者的区域)的限定的区域的平均值。当然，此CT值可不仅是平均值，而且是加权CT值。

特别优选的是根据本发明的方法不仅用于例如碘的唯一的KM，而且用于多个选出的KM。因此，不仅可使用最优的/最小的量或浓度，而且可使用与之相匹配的KM，例如溴化合物。

概念“候选设置”在此可一方面意味着X射线源设备的参数的设置，即优选地意味着与X射线光子能量相关的管电压的设置，和/或与X射线剂量线性相关的管电流的设置。在此，CT值的确定或计算可对于各个离散的设置值执行，或使得对比剂的CT值对于参数(例如电压或电流)的(几乎)所有可能地可设置的值计算，即取决于所涉及的参数确定相对CT值的(准)连续的函数。

概念“候选设置”在此另一方面意味着由以不同的X射线谱或平均X射线能量生成的图像数据通过图像重建装置以一定的(候选)参数值生成单能量图像数据。只要执行多能量测量(多能量测量，特别是双能量测量)，则可替代地或补充地对于至少一个X射线源自身的设置还得出用于从多能量测量重建单能量图像数据的图像重建装置的不同的候选设置的CT值。此单能量图像数据是得自图像数据组的混合图像，所述图像数据组在两个或多个不同的管电压或平均X射线能量下拍摄且对应于如在以(虚拟的)X射线能量进行的测量中产生的图像数据。用于从不同的X射线能量的图像数据组生成此混合图像或单能量图像的方法从相同的申请人的公开文献DE 102008 045 633 A1和DE 10 2011 083 727 A1中已知，且关于此类混合图像的产生通过本发明完全地包括，因此可省去对其的进一步阐述。

可原理上使用任意的值作为“参考设置”。但优选地在此使用X射线源(多个X射线源)的标准设置作为“参考设置”，例如带有例如120kV的标准X射线电压的标准X射线能量，这取决于患者特定的数据在ROI内产生例如200HU的标准参考CT值(在负1024HU和正3071HU之间的4096个Hounsfield灰度梯度值之一)。

带有标准管电压的此标准X射线能量在多能量测量的情况中不是真实的可设置的电压，而是取决于患者特定的数据的虚拟地产生的、特别是计算的图像重建装置的电压。

候选设置可如所述涉及X射线源(或X射线管)的X射线电压，所述X射线电压对应于X射线能量。但候选设置也替代地或补充地涉及对应于X射线剂量的X射线电流。因为X射线源也可以是在例如双能量/多能量计算机断层成像装置中带有多个X射线谱的X射线源，或例如所谓的双源计算机断层成像装置中的X射线源，所以在此一般地使用“X射线源设备”的概念，使得因此意味着以一个或多个X射线谱或一个或多个平均X射线能量工作的至少一个或多个X射线源。

对于步骤c)：相对的候选对比剂量在此是如下候选对比剂量，即，能以多少百分比或何种系数改变该对比剂量将导致与在X射线源设备的参考设置的情况下的对比剂的CT值对应的对比剂的CT值。

对于步骤d)：如果显示了最小相对候选对比剂量，则可事先检验X射线源设备的相关的候选设置是否被允许。如果为否，则可将与最小相对候选对比剂量最接近的相对候选对比剂量选作最优相对候选对比剂量。

在例如碘的通行的CT对比剂的情况中，X射线吸收明显地取决于X射线辐射的能量。例如，碘的X射线吸收明显地随着X射线辐射的能量的降低而升高，因此被血液流过的器官在CT图像中的CT值(吸收的X射线辐射的测量的值且因此灰度值)升高，且与其环境的对比变得更强。在CT检查中测量对比剂的吸收时的、且最后在给出的对比剂协议中确定了对比剂的CT值且因此确定了被血液流过的器官在CT图像中的图像对比度的X射线辐射的能量可根据本发明根据如下方式被修改：

第一优选的解决方法是：通过改变在CT检查中所使用的管电压，所述管电压通常处在70至140kV之间，且可由使用者设置(例如，80kV、100kV、120kV或140kV)。对于每个管电压，得到了X射线谱的另外的平均能量。

第二优选的解决方法是：通过双能量CT检查(两个X射线辐射器和两个X射线传感器阵列)或使用通行的技术的频谱CT检查，所述技术例如为双源CT、kV切换、双层检测器的使用或光子计数检测器的使用，且以通行的技术计算单能量图像，所述技术例如为在成分对比剂(例如碘)和软组织中的双材料分解。根据计算的单能量CT图像的能量，对比剂在此图像中的CT值变化，在碘的情况中，例如CT值随单能量图像的能量的降低而明显地升高。

对于第一优选解决方法建议，为根据患者优化/降低对比剂量，在标准单能量CT扫描时对于所有的或所选择的可使用的管电压，根据患者单独地计算预先给定的对比剂(例如，碘)的CT值相对于在所选择的参考扫描协议的参考管电压的情况下的此对比剂的CT值如何变化(这种参考扫描协议可例如是120kV情况下的标准腹部协议)。在从参考电压到另外的管电压的过渡时的CT值的改变取决于被透射的患者横截面，所述横截面可从CT检查前进行的概览拍摄(定位片)中确定。从此例如对比剂在从参考电压到另外的管电压的过渡时的CT值的百分比改变出发计算，在向另外的管电压过渡时，给药的对比剂量可如何改变以获得被对比剂填充的器官的与使用参考电压的检查中相同的图像对比度。这可解析地或借助于经验的换算系数进行，如在下文中仍将解释。对于在从参考管电压到另外的管电压的过渡时的对比剂量的改变的建议例如在CT扫描器的操作表面上传达给使用者。

对于第二优选的解决方法建议，为在双能量CT扫描时取决于患者优化/降低对比剂量，对于从双能量数据计算的单能量图像的所有的或选择的可使用的能量，根据患者单独地计算预先给定的对比剂(例如，碘)的CT值相对于在所选择的参考扫描协议的参考管电压的情况下的此对比剂的CT值如何变化(此参考扫描协议可例如是120kV下的标准腹部协议)，或相对于可选择的参考能量(例如，70keV)如何变化。从向单能量图像的各个能量过渡时的对比剂的CT值的此例如百分比的变化出发计算，可如何改变给药的对比剂量，以获得以对比剂填充的器官的与使用参考电压(或参考能量)的检查的情况中相同的图像对比度。这可解析地或借助于经验的换算系数进行。对于在向单能量图像的其它能量过渡时的对比剂量的改变的建议例如在CT扫描器的操作表面上传达给使用者。

根据本发明的设备至少具有：

a)用于提供患者特定的数据的接口，该患者特定的数据包含至少关于在成像测量中重要的患者横截面的信息，

b)CT值确定单元，所述CT值确定单元用于在X射线源设备和/或用于从多能量测量重建单能量图像数据的图像重建装置的不同的候选设置的情况下根据患者特定的数据确定对于患者的至少一个关注区域的预先给定的对比剂的期待的CT值，所述确定相对于在X射线源设备和/或图像重建装置的参考设置时对于此关注区域的CT值来进行，

c)用于对于不同的候选设置确定各相对候选对比剂量的对比剂量确定单元，所述相对候选对比剂量将导致与在X射线源设备和/或图像重建装置的参考设置时的对比剂的CT值的对应的对比剂的CT值，

d)用于显示最优相对候选对比剂量和所属的候选设置的显示单元。

此外，本发明也保护了用于特别是计算机断层成像装置的X光成像装置的控制和计算单元，其根据以上所述的方法工作的和/或包含以上所述的设备。

此外，本发明也保护了根据以上所述的方法工作的和/或包含以上所述的设备的和/或包含以上所述的控制和计算单元的特别是计算机断层成像装置的X射线成像装置。

特别地，根据本发明的设备的关键部分，例如接口、CT值确定单元和对比剂量确定单元，也以软件部件的形式形成。本发明因此也包括计算机程序，所述计算机程序可直接载入到特别是计算机断层成像装置的X射线成像装置的控制和计算单元的存储器内，带有程序编码以当程序在控制和计算单元上运行时执行根据本发明的方法的所有步骤。控制和计算单元在此可特别地也构造为由多个彼此联网的计算机或处理器形成的系统。根据软件的实现方式的优点是，通过以合适的方式实施程序，也可修改已现有的、以合适的可编程处理器和存储器实现的X射线成像装置或计算机断层成像装置，以使其根据本发明的方式工作。

本发明的另外的特别地有利的构造和扩展由从属权利要求以及随后的描述中得到，其中一种权利要求类别的独立权利要求也可类似于另外的权利要求类别的从属的权利要求被扩展。本发明的不同的实施例的单独的特征或特征组也可组合成新的实施例。

在根据本发明的方法的优选的实施形式中，包含关于在成像测量中的重要的患者横截面的信息的患者特定的数据根据患者的事先的基于X射线的(成像)测量确定，优选地从患者的定位片中确定。

替代地，可采用模拟的或数字的照片或另外的图像或视频数据来确定患者特定的数据。

替代地，也可采用事先测量的和/或计算的患者特定的数据，特别是解剖数据，例如体重、年龄、性别、BMI值、头围、胸围、腰围、臀围、腹围、臂围、腿围等。

当然，也可采用前述患者特定的数据的任意的组合作为解剖数据。

在根据本发明的方法的另外的优选的实施形式中，X射线源设备和/或图像重建装置的候选设置包括在X射线辐射源上待设置的X射线辐射能量，即对于单能量图像数据的以kV为单位的X射线电压和/或以keV为单位的X射线辐射能量值和/或X射线辐射剂量，即以A为单位的X射线电流。

在根据本发明的方法的另外的优选的实施形式中，预先给定的对比剂在不同的候选设置下的期待的CT值的相对于在参考设置下的CT值的确定基于按照经验确定的换算系数(例如存储在查询表中)和/或换算函数进行和/或解析地进行。期待的CT值因此也可从数据库作为离散值或作为数学函数获取。

按照经验确定的换算系数和/或换算函数特别地基于体模测量。此类体模测量可通过使用含有KM的标准体执行，例如通过使用柱体或立方体执行，或通过使用含有KM的例如明胶或硅胶材料的组织替代物执行。

优选地，在此可执行多个带有不同的体模的测量，其分别代表了对于不同的患者类型的不同的模型(例如，根据年龄组(成年人/儿童)、性别、不同的生理情况(正常、胖、瘦、肌肉发达等)和/或不同的检查协议或测量任务(如肺部检查、大腿检查等)来表征)。以此方式可建立带有按照经验的换算系数的数据库，或也通过不同的数学方法(如拟合方法等)来确定换算函数。对于缺少的值，如需要在此可进行内插或外插。根据本发明的方法和根据本发明的设备的扩展具有根据本发明的方式属于最优的对比剂量的一定的X射线能量E/keV或X射线电压U/kV和可选的X射线电流I/A的自动设置。

根据本发明的方法和根据本发明的设备的扩展在施加器内以事先确定的最优的特别是最小的浓度自动填充一定的对比剂或对比剂的混合物的量。

基于X射线的成像装置或计算机断层成像装置的优选的实施形式除根据本发明的设备外具有至少如下部件：

-用于产生由带有用于扫描患者的能量谱的X射线组成的X射线束的X射线管，

-用于测量X射线辐射在通过患者时的衰减的检测器，

-用于借助于存储的和执行的计算机程序来控制设备且生成患者的X射线图示的控制和计算单元，其中

-设置装置，具有至少关于所使用的X射线能量E/keV或X射线电压U/kV(和可选地关于所使用的X射线电流I/A)的不同的运行参数，

-显示装置，所述显示装置在直接或间接输入患者参数(例如，检查体积和组织结构)之后，至少显示对于(随后)的检查的对比剂的类型或对比剂混合物的类型、对比剂或对比剂混合物的最小浓度和患者相关的所需的绝对量以及相关的X射线能量E/keV或X射线电压U/kV(且选择地X射线电流I/A)的组合。

如果特别地以根据本发明的方法或根据本发明的设备完成了单能量CT扫描，则建议如下的有利的扩展：

在进一步的改造级别中，除改变的对比剂量之外在每个管电压的情况下也计算且向使用者通告相应地改变的管电流，例如用于保留相同的图像噪声。

在另外的构造中由系统计算是否在考虑到一定的扫描器部件(例如，X射线管或用于X射线电压的电压生成器)的功率限制的情况下可在改变的管电压下执行CT扫描。

在另外的构造中，在考虑到一定的扫描器部件的功率限制的情况下向使用者建议如下的管电压，即使用者使用所述的管电压可实现对于计划的检查和特定的患者的尽可能低的对比剂量。

如果特别地以根据本发明的方法或根据本发明的设备完成双能量CT扫描，则建议了如下的有利的扩展：

在另外的构造中，向使用者建议了单能量图像的能量，以所述能量使用者可实现对于计划的检查和特定的患者的尽可能低的对比剂量。

在另外的构造中建议，为最小化/优化总对比剂量对于患者考虑不同的对比剂，且取决于症候和患者几何情况(特别是衰减)确定所述对比剂的用于达到相对于参考情况(例如，在参考管电压和参考扫描协议下的碘CT值)的预先给定的相应的对比度的待给药的量。相应的用于最优的对比剂的建议应在扫描前在CT扫描器的操作表面上向使用者通告。

附图说明

本发明在下文中通过参考附图根据实施例进一步详细解释。

附图示出了带有根据本发明的设备的、以根据本发明的用于取决于患者优化和降低对比剂量的方法工作的根据本发明的计算机断层成像装置(在下文中也成为CT系统)。

具体实施方式

在根据本发明的CT系统中，所述CT系统可在其基本结构上例如是常规的CT系统，带有唯一的X射线源/检测器系统(Single-Source-System单源系统)，其中所使用的X射线管至少具有影响所使用的X射线辐射的能量谱的能力。这可例如通过控制加速电压或在光路内设置滤波器来进行。此系统一般地是已知的。

在此方面注意到，基本上任何已知的具有影响所使用的X射线辐射或韧致辐射的能量谱的能力的CT系统可根据本发明被适配。

例如，也可使用如在图1中图示的双源系统，或甚至使用带有超过两个X射线源的系统。此双源CT系统1具有第一X射线管2和对置的检测器3以及第二X射线管4和另一对置的检测器5。两个X射线源/检测器系统2、3和4、5在机架壳体6中布置在围绕系统轴线9旋转地且在此不可见的机架上。患者7处在纵向可移动的患者台8上，所述患者台8为扫描患者7在X射线源/检测器系统旋转期间连续地或逐步地移动通过机架壳体6内的开口。以此，使得患者7被螺旋地或被多次圆形地扫描。

在扫描患者7前或扫描患者7期间，为改进由检测器输出数据重建的CT图示的对比度向患者7施加对比剂。这可例如通过对比剂注射器12进行，所述对比剂注射器12将选择的对比剂以预先给定的流动如需要也以随时间的变化通过注射管道13注射到患者7体内。

对比剂可例如对于心脏检查构造为使其在注射之后在其分解之前(几乎)仅停留在血管系统内。以此，可实现对于血管系统的很好的图示和相应的临床评估。但也可使用作为肿瘤标记特别地布置在肿瘤组织上且相应地富集于肿瘤组织的对比剂。以此，在CT检查时使得此肿瘤被明显地突出且因此使其可被容易地诊断或在其位置和延伸方面可被确定。两个前述变体的组合例如也是可以的，其中优选地可使用不同的形成对比的元素，所述元素由于其能量特定的不同的吸收行为可被分开地图示。

整个CT系统1的控制且如需要也包括检测器数据的评估和CT图示的作为截面图或体积数据的重建可通过控制和计算单元10进行。为从测量的原始数据(即从以X射线源/检测器系统2、3和4、5获得的投影数据)重建图像数据，控制和计算单元10特别地也具有重建单元17。尤其，此重建单元也可形成为例如包括特定的(未图示的)图像组合单元，以基于以不同的X射线能量获取的原始数据和/或基于分别基于所述原始数据的、对于不同的X射线能量的图像数据产生混合图像，所述混合图像对应于在预先给定的(虚拟)X射线能量下的单能量图像。此控制和计算单元10具有存储器11，其中除测量到的检测器输出数据外也存储了计算机程序Prg₁至Prg_n，所述计算机程序在运行中被执行且基本上承担了系统的控制和数据的评估。

此外，在此方面注意到在本发明的范围内也包括将CT系统与多个计算机系统连接且将各个计算步骤分散到另外的计算单元内。

根据附图的两重或多重X射线源/检测器系统的使用提供了相对于常规的CT系统的多种优点。因此，如果不具有在相同的结构中可切换为不同的运行模式的的检测器，则可例如使用带有不同的运行类型的不同的检测器。此外，可同时以分别带有另外的能量谱的每个X射线源/检测器系统执行预扫描或实际的扫描。也可简单地同时拍摄多个定位片以确定患者尺寸，以此简化了随后的对于正确的对比剂/辐射组合的最优选择。

控制和计算单元10包含特别是根据本发明的方法工作的根据本发明的设备14，以用于取决于患者优化和重建对比剂量。

设备14包含接口15以提供患者数据，例如关于包含待检查的ROI的待透射的患者横截面的患者数据。此接口15可以是用于接收完成的数据的简单的接口，但也可以是例如软件模块，所述软件模块接收且评估当前患者的事先生成的定位片且在此确定在随后的检查中待透射的患者横截面。

此患者数据或患者横截面然后传递到设备14的CT值确定单元16，以根据患者数据相对于在例如120kV的X射线源的参考设置下的CT值确定在X射线源的不同候选设置下的对比剂的期待的CT值。

替代地或补充地，当图像重建装置17对于不同的候选设置即对于不同的虚拟能量从事先的多能量测量重建单能量图像数据时，CT值确定单元可形成为使其取决于患者数据或患者横截面相对于对此ROI在例如70kV和140kV的参考设置下的CT值确定期待的CT值。

关于对于不同的候选设置(特别是在此“真实的”或“虚拟的”候选X射线能量值)的CT值的相对改变的此信息然后传递到设备14的对比剂量确定单元18，所述对比剂量确定单元18对于不同的候选设置确定各相对候选对比剂量，该相对候选对比剂量导致与X射线源的参考设置下的对比剂的CT值对应的对比剂的CT值。

例如，在此确定在使用40keV的“真实的”或“虚拟的”X射线能量的情况下，根据70kV的管电压而非在大多数情况中所使用的70keV的能量、即相应地120kV的管电压(在此情况中也作为参考值)，可将对比剂量降低30％。

只要对于以所涉及的参考能量进行的一定的检查在检查协议或控制协议中总是已预先给定绝对的对比剂量，则可替代地当然也在以改变的设置进行测量时将所需的对比剂量的绝对值确定。

设备14此外包含显示单元19以用于显示因此确定的最优的相对或绝对候选对比剂量和X射线源的所属的候选设置，例如X射线电压，且如需要X射线电流。此显示单元19例如可以是合适的软件单元，所述软件单元以合适的方式对于控制和计算单元10的显示进行控制。

特别地，可因此也进行对于操作者的质询，即操作者是否同意所建议的设置值。即，例如输出所建议的设置值且等待使用者接口的确认信号或改变信号。

设备14在此此外包含设置装置20，通过所述设置装置20(例如在通过操作者确认之后)然后基于所确定的最优设置值自动设置确定的相关的X射线能量或X射线电压且可选地设置X射线源2、4的X射线电流。此设置装置20也可形成为软件模块的形式。例如，可以此将控制协议内的相应的值对于随后的测量进行修改。

也可使设备14最后包括填充装置21，通过所述填充装置21将确定的最优量的一定的对比剂自动填充到施加器12内。

最后还将提到的是前述详细描述的场分布修正元件仅是实施例，所述实施例可由专业人员以不同的方式修改，而不离开本发明的范围。此外，不定冠词“一”或“一个”的使用不排除所涉及的特征也可多重地存在。概念“单元”和“模块”也不排除所涉及的部件由多个协作的子部件组成，所述子部件如需要也可空间上分布。

Claims (14)

1.一种用于在用于产生患者(7)的图像数据的基于X射线的成像测量、优选地为计算机断层成像测量之前根据患者优化和降低对比剂量的方法，所述方法包括如下方法步骤：

a)提供患者特定的数据，所述数据至少包括关于在成像测量中重要的患者横截面的信息，

b)在X射线源设备(2至5)和/或用于从多能量测量重建单能量图像数据的图像重建装置(17)的不同的候选设置的情况下，根据患者特定的数据确定对于患者(7)的至少一个关注区域(ROI)的预先给定的对比剂的期待的CT值和/或CNR值，所述确定相对于在X射线源设备(2至5)和/或图像重建装置(17)的参考设置时对于此关注区域(ROI)的CT值或CNR值来进行，

c)确定对于不同的候选设置的各相对候选对比剂量，其将引起与在X射线源设备(2至5)和/或图像重建装置(17)的参考设置时的对比剂的CT值或CNR值对应的对比剂的CT值或CNR值，

d)显示最优的相对候选对比剂量和所属的候选设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据患者(7)的事先的基于X射线的测量确定，优选地从患者(7)的定位片中确定包含关于在成像测量中重要的患者横截面的信息的所述患者特定的数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，X射线源设备(2至5)和/或图像重建装置(17)的候选设置包括在X射线源(2，4)上待设置的X射线辐射能量和/或对于单能量图像数据的X射线辐射能量值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，X射线源设备(2至5)的候选设置包括在X射线源(2，4)上待设置的X射线辐射剂量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，基于按照经验确定的换算系数和/或换算函数，将预先给定的对比剂在不同的候选设置下的期待的CT值和/或CNR值相对于在参考设置下的CT值或CNR值来确定。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，按照经验确定的换算系数和/或换算函数基于体模测量。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，基于属于最优的相对候选对比剂量的候选设置来自动设置对于随后的成像测量的一定的X射线能量和/或X射线电流。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，在施加器(12)内的一定的对比剂的量的自动填充通过考虑到先前确定的最优的、特别地最小的相对候选对比剂量进行。

9.一种在用于产生患者(7)的图像数据的基于X射线的成像测量、优选地为计算机断层成像测量之前根据患者优化和降低对比剂量的设备(14)，所述设备带有：

a)接口(15)，其用于提供至少包含关于在成像测量中重要的患者横截面的信息的患者特定的数据，

b)CT值确定单元(16)，用于在X射线源设备(2至5)和/或用于从多能量测量重建单能量图像数据的图像重建装置(17)的不同的候选设置的情况下根据患者特定的数据确定对于患者(7)的至少一个关注区域(ROI)的预先给定的对比剂的期待的CT值和/或CNR值，所述确定相对于在X射线源设备(2至5)和/或图像重建装置(17)的参考设置时对于此关注区域(ROI)的CT值和/或CNR值来进行，

c)对比剂量确定单元(18)，用于对于不同的候选设置确定各相对候选对比剂量，其引起与在X射线源设备(2至5)和/或图像重建装置(17)的参考设置时的对比剂的CT值或CNR值对应的对比剂的CT值或CNR值，

d)显示单元(19)，用于显示最优相对候选对比剂量和所属的候选设置。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，存在设置装置(20)，通过所述设置装置(20)在用于成像测量的运行中基于属于最优相对候选对比剂量的候选设置来自动设置一定的X射线能量和/或X射线电流。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其中，存在填充装置(21)，通过所述填充装置(21)在运行中通过考虑到先前的一定的最优的、特别是最小的相对候选对比剂量在施加器(12)内自动填充一定的对比剂的量。

12.一种用于X射线成像装置、特别是计算机断层成像装置(1)的控制和计算单元(10)，所述控制和计算单元(10)根据权利要求1至8中任一项所述的方法工作和/或包含根据权利要求9至11中任一项所述的设备(14)。

13.一种X射线成像装置、特别是计算机断层成像装置(1)，带有根据权利要求12所述的控制和计算单元(10)。

14.一种计算机程序产品，所述计算机程序可直接载入到特别是计算机断层成像装置(1)的X射线成像装置的控制和计算单元(10)的存储器内，所述计算机程序产品带有程序编码片段，以当所述程序在控制和计算单元(10)上运行时执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤。