CN109381214B - 利用不同能量门限集的计算机断层摄影记录 - Google Patents

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Abstract

公开了一种利用不同能量门限集的计算机断层摄影记录。本发明涉及一种用于利用计算机断层摄影系统(31)记录检查对象(39)的感兴趣区域的方法(S)，计算机断层摄影系统(31)包括能量可选X射线检测器，X射线检测器具有多个能量门限值，多个能量门限值可以通过能量门限集(E1、E2)来设置，方法(S)包括以下步骤：利用第一能量门限集(E1)对第一投影扫描数据(P1)进行第一记录(S1)，基于时间可变参数来设置(S2)第二能量门限集(E2)，第二能量门限集(E2)与第一能量门限集(E1)不同，以及利用第二能量门限集(E2)对第二投影扫描数据(P2)进行第二记录(S3)，第二投影扫描数据(P2)与第一投影扫描数据(P1)不同。

Description

利用不同能量门限集的计算机断层摄影记录
技术领域
本发明涉及利用时间上不同的能量门限集来记录待检查对象的感兴趣区域的方法、计算机断层摄影系统、计算机程序产品和计算机可读介质。
背景技术
计算机断层摄影是主要用于医学诊断和用于材料检查的成像方法。在计算机断层摄影中，为了记录空间三维图像数据，辐射源(例如，X射线源)以及与所述源相互作用的X射线检测器围绕待检查对象旋转。在旋转运动期间，扫描数据被记录在角度扇区内。投影扫描数据是一个投影或多个投影，其包含关于检查对象从不同投影角度对辐射的衰减的信息。可以从这些投影计算检查对象的二维图像切片或三维体积图像。投影扫描数据也被称为原始数据，或者投影扫描数据可以被预处理，使得例如检测器引起的衰减强度差异得以减小。然后可以例如借助于所谓的滤波反投影或借助于迭代重建方法从该投影扫描数据重建图像数据。
利用计算机断层摄影系统扫描检查对象的许多方法是已知的。例如，利用推进式或螺旋式扫描的轨道扫描、连续轨道扫描被采用。不基于轨道运动的其他类型的扫描也是可行的，诸如具有线性段的扫描。借助于至少一个X射线源和至少一个相对放置的X射线检测器，从不同的成像角度记录检查对象的吸收数据，并且借助于相应的重建方法将以这种方式收集的这些吸收数据或投影计算为通过检查对象的图像切片。
计算机断层摄影可以使用计数直接转换X射线检测器。在直接转换X射线检测器中，X射线或光子可以通过合适的转换器材料被转换成电脉冲。所使用的转换器材料可以是例如CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs或其他材料。电脉冲由评估电子系统评估，例如由集成电路(专用集成电路，ASIC)评估。在计数X射线检测器中，通过对电脉冲进行计数来测量入射X射线，电脉冲由在转换器材料中吸收X射线光子而被触发。电脉冲的电平通常与所吸收的X射线光子的能量成比例。这使得能够通过将电脉冲的电平与门限值进行比较来提取光谱信息。当能量分辨或能量可选计数X射线检测器(例如直接转换X射线检测器)被使用时，测量的数据集可以被用作将材料分成两种或三种材料的基础。
公开DE 10 2015 205 301 A1公开了一种用于操作计数数字X射线图像检测器的方法，其中每个像素元素和/或每个像素簇被实施为可在第一计数模式和第二计数模式之间切换，第二计数模式不同于第一计数模式。
公开DE 10 2015 206 630 A1公开了一种多光谱成像方法，优选为CT成像方法，其中，光谱分辨的投影扫描数据从检查对象的待成像区域被采集，并且所述数据被分配给多个预先确定的不同部分光谱。
公开DE 10 2007 046 514 A1公开了一种方法和图像评估单元，用于借助于CT检查、使用至少两种不同的X射线能谱来识别和标记肺血管中的造影剂。该方法包括以下方法步骤：
-至少在肺部区域利用两个不同的X射线能谱扫描患者，其中患者在血流中具有造影剂，
-为每个X射线能谱重建至少一个二维或三维断层摄影显示，其再现被扫描区域的局部的特定于光谱的吸收特性，其中
-针对多个体素定义周围区域，借助于至少两个X射线能谱的局部吸收值，来计算多个体素的平均比率，该平均比率指定在所考虑的相应体素周围的区域中，造影剂的比例与软组织的比例的比率的度量，并且，
-在该比率降到低于预先指定的门限值的情况下，该体素被认为具有减少的循环并且被标记在断层显示中。
通常在开始记录之前需要确定固定的记录参数，例如管电压，以被用于利用计算机断层摄影系统记录待检查对象的感兴趣区域。在利用计算机断层摄影系统记录待检查对象的感兴趣区域期间，并不对记录参数进行动态改变或调整。这使得更大的区域能够被用于在次优记录参数的情况下利用计算机断层摄影系统来记录待检查对象的感兴趣区域。
发明内容
本发明的目的是公开一种方法、计算机断层摄影系统、计算机程序产品和计算机可读介质，其使得待检查对象的感兴趣区域能够利用时间上不同的能量门限集被记录。
根据本发明，该目的通过根据本公开第一方面的方法、根据本公开第二方面的计算机断层摄影系统、根据本公开第三方面的计算机程序产品以及根据本公开第四方面的计算机可读介质来实现。
本发明涉及一种利用计算机断层摄影系统记录待检查对象的感兴趣区域的方法，计算机断层摄影系统包括能量可选X射线检测器，其具有多个能量门限值，所述多个能量门限值可以借助于能量门限集被设置。该方法包括第一记录步骤、设置步骤和第二记录步骤。在第一记录步骤中，利用第一能量门限集记录第一投影扫描数据。在设置步骤中，基于时间可变参数，设置与第一能量门限集不同的第二能量门限集。在第二记录步骤中，利用第二能量门限集，记录与第一投影扫描数据不同的第二投影扫描数据。
在本发明的上下文中使用的X射线检测器可以被称为能量可选、(光子)计数或直接转换X射线检测器。X射线检测器包括至少一个检测元件。检测元件包括至少一个能量门限，该能量门限具有分配的能量门限值。检测元件优选地包括多个能量门限，其中每个能量门限具有分配的能量门限值。能量门限值可以优选地被分配以keV为单位的光子能量。能量门限值例如可以被设置为光子能量、电压或电流。例如，能量门限值可以在比较器中被设置为电压值。例如，电脉冲的电平可以与比较器中的电压值进行比较。
能量门限值可以被给予标记Ei,n或E’i,n。能量门限值的数目，特别是关于检测元件的能量门限值的数目可以是整数K，其中i∈[1；K]。本文中，多个检测元件的数目可以是整数N，其中n∈[1；N]。第一能量门限集包括例如能量门限值E1,1，其特别地被分配给一个检测元件(n＝1)。例如，第一能量门限集包括多个能量门限值Ei,1，其特别地被分配给一个特定检测元件(n＝1)。第一能量门限集特别地包括多个能量门限值Ei,n，例如作为矢量
Figure GDA0003548575180000041
其被分配给多个检测元件。本文中，特别地，多个能量门限值E1,n可以分别被分配给多个检测元件中的一个检测元件(例如i＝1)。
第二能量门限集包括例如能量门限值E’1,1，其特别地被分配给一个检测元件(n＝1)。例如，第二能量门限集包括多个能量门限值E’i,1，其特别地被分配给一个特定检测元件(n＝1)。特别地，第一能量门限集包括多个能量门限值E’i,n，例如作为矢量
Figure GDA0003548575180000042
其被分配给多个检测元件。本文中，特别地，多个能量门限值E’1,n可以分别被分配给多个检测元件中的一个检测元件(例如i＝1)。
对于相同的i，多个检测元件的能量门限值Ei,n或E’i,n可以被选择为部分相同或不同。第一能量门限集和第二能量门限集至少部分地不同。多个检测元件例如可以被布置成矩阵，以便不同的检测元件在X射线检测器内具有空间上不同的位置。
发明人已经认识到，用于利用计算机断层摄影系统记录待检查对象的感兴趣区域的最佳记录参数特别地取决于所讨论的临床问题，例如，检查或记录是在具有造影剂的情况下执行的还是在没有造影剂的情况下执行的，并且特别地取决于患者的几何形状。发明人建议，在(数据)记录期间或在CT扫描期间，动态地调整X射线检测器的配置或能量门限集以适应记录期间的要求，以便获得最佳结果。有利地，X射线检测器关于第一能量门限集和第二能量门限集的固定不变的配置得以避免。
第二能量门限集可以根据时间可变参数来设置。在记录期间，即在第一记录和第二记录之间，能量门限值可以变化。这使得能量门限值能够在时间上发生改变。时间可变参数在记录期间改变。例如，该参数可以改变，使得第一能量门限集对于第二记录不太合适或不是最佳的。
特别地，可设置数目的能量门限值可以表示多个能量门限值，其中每个能量门限值特别是可设置的。能量门限值的设置可以包括值的加载，例如用于调整数模转换器的电流或电压。这使得能量门限值能够被设置。能量门限集的设置可以包括多个能量门限值的设置。
第一投影扫描数据与第二投影扫描数据不同。第一投影扫描数据与第二投影扫描数据的不同之处至少在于，第二投影扫描数据利用与第一能量门限集不同的第二能量门限集来记录。第一投影扫描数据进一步与第二投影扫描数据的不同之处在于，第一投影扫描数据以第一投影角度被记录，而第二投影扫描数据以不同于第一投影角度的投影角度被记录。例如，这使得在感兴趣区域的第一记录和第二记录的步骤中至少部分不同的投影能够被记录。
根据本发明的一个方面，该方法进一步包括预设置步骤。在预设置步骤中，第一能量门限集基于时间可变参数。第一能量门限集可以例如基于时间可变参数的预定值来设置。预定值可以例如基于先前的记录来定义。预定值可以是预期值。预定值可以是任何值。预定值可以采用检查类型特有的值。有利地，更优的第一能量门限集还可以被选择用于记录。有利地，可以避免均匀或恒定的能量门限集。有利地，第一能量门限集可以被调整以适应第一投影扫描数据的记录，或者第二能量门限集可以被调整以适应第二投影扫描数据的记录。例如，基于定位片(topogram)，即概览记录，第一能量门限集可以被选择或确定。
根据本发明的一个方面，该方法进一步包括确定步骤。在确定步骤中，第二能量门限集基于第一投影扫描数据和/或时间可变参数来确定。有利地，第二能量门限集可以基于第一投影扫描数据来设置；例如，可以预测或确定最佳的第二能量门限集。关于第一投影扫描数据的知识可以被用于确定或推断时间可变参数。
可能的概览记录可以被用作确定针对不同时间点或连续记录步骤的时间可变参数的基础。概览记录或第一投影扫描数据可以例如指示对象或患者的衰减或几何形状。例如，衰减或几何形状可以沿旋转轴z来确定。第一记录可以在与第二记录不同的z位置处被执行，从而不同的z位置使得第一记录能够被分配第一时间点而第二记录被分配第二时间点。关于对象的衰减或几何形状的知识可以被用来确定时间可变参数，例如，对象沿旋转轴的衰减或延伸。较高的衰减可以导致X射线检测器中较少的计数事件，并且特别是同时，在穿透物体之后，较高的衰减改变了入射在X射线检测器上的X射线的能量分布。有利地，第二能量门限集可以适应预期计数事件的数目和/或预期的能量分布。
第一投影扫描数据可以被用作确定针对不同时间点或连续记录步骤的时间可变参数的基础。第一投影扫描数据可以例如指示对象或患者的衰减或几何形状。例如，垂直于旋转轴z的x-y平面中的衰减或几何形状可以被确定。第一记录可以在不同于第二记录的投影角度下被执行，该投影角度借助于旋转角度来指示，以便不同的投影角度使得第一时间点被分配给第一记录，而第二时间点被分配给第二记录。关于对象的衰减或几何形状的知识使得可以确定时间可变参数，例如对象沿着围绕旋转轴的、在x-y平面中的旋转角度的衰减或延伸。有利地，第二能量门限集可以适应预期计数事件的数目和/或预期的能量分布。
根据本发明的一个方面，时间可变参数是对象参数、扫描参数、检测器参数或X射线源参数。对象参数例如可以是衰减、几何形状、延伸、重量、解剖特性等。对象参数被分配给检查对象。扫描参数可以指示扫描模式的过程，特别是时间上的过程。检测器参数可以包括检测器的特性，例如时间相关的偏振状态、时间相关的偏移、时间相关的放大因子、多个检测元件相对于彼此的延伸或空间布置。X射线源参数特别地可以包括关于生成X射线的时间上可变的设置，或者提供适于记录的、特别是在时间上可变的X射线束。有利地，第二能量门限集可以适应检查对象、X射线检测器或X射线源中的时间变化，或者适应时间上可变的扫描模式。
根据本发明的一个方面，对象参数包括检查对象的衰减特性、几何特性或解剖特性。时间可变参数，特别是对象参数，可以沿着围绕检查对象的旋转方向或沿着旋转轴线变化。通常，连续记录沿圆形或螺旋形轨迹被记录。本文中，特别地，要被X射线穿透的检查对象的厚度可以沿其外周或旋转方向变化。此外，检查对象的周长可以沿着旋转轴线变化。
几何特性可以指示穿过要被穿透的检查对象的厚度或路径长度。几何特性可以指示检查对象的周长。几何特性可以指示形状，例如，沿着与旋转轴线垂直的区域的横截面区域或横截面区域的外边缘，或者检查对象在平行于患者台的区域中的轮廓。
衰减特性可以指示密度或吸收系数。衰减特性可以包括几何特性，使得衰减特性能够根据几何形状，以及例如密度或吸收系数来确定。
解剖特性可以使得能够得到关于几何特性或衰减特性的结论。解剖特性可以包括身体区域、器官、肌肉、骨骼或其他解剖特征。例如，第一能量门限集或第二能量门限集以及可能的空间分辨率可以适应解剖特性。例如，在X射线检测器上的心脏描绘区域中，可以在X射线检测器上设置更高的空间分辨率。例如，在X射线检测器上的心脏描绘区域中，能量门限值可以被设置为与心脏描绘之外的区域中的能量门限值不同。例如基于记录的类型(例如心脏记录)，解剖特性可以被预先确定。有利地，记录可以适应检查对象。有利地，记录可以针对检查对象或记录的类型而被优化。
根据本发明的一个方面，扫描参数是周期函数。例如，第一记录和第二记录可以是具有交替或周期性能量门限集的一系列记录步骤的一部分。第一能量门限集和第二能量门限集或其能量门限值的周期序列可以沿旋转或移动方向而变化。特别是在多次连续(例如交替)的第一记录和第二记录的情况下，第一能量门限集和第二能量门限集可以被选择，以便进行更高能量的扫描。第一能量门限集的能量门限值和第二能量门限集的能量门限值可以至少部分地不同，以便检查对象可以利用比单个能量门限集的能量门限值的数目更多的能量门限值来扫描。能量门限值或能量门限集可以在旋转期间周期性变化，使得在不同的扫描模式的情况下，针对不同能量或能量门限值的数据被采集，其中所采集的能量的数目超过在一个能量门限集中每个检测元件的可设置的能量门限值的数目。有利地，这可以实现更高的能量分辨率。
根据本发明的一个方面，第三投影扫描数据根据第一投影扫描数据和第二投影扫描数据来形成。在包括周期性扫描参数的记录的情况下，例如，第三投影扫描数据可以如下形成，其中第三投影扫描数据包括第一投影扫描数据和第二投影扫描数据的所有事件，并且，与单独的能量门限集中的能量门限值的数目相比，第三投影扫描数据的计数值被分配给更多的能量门限值。例如，计数值可以基于概率而被分配给较高数目的能量门限值；这特别地可以被应用于第一能量门限集的能量门限值以及第二能量门限集的不同能量门限值的两个相邻或重叠的能量范围，第二能量门限集与第一能量门限集不同。有利地，可以在记录中实现更高的能量分辨率。有利地，感兴趣区域可以用更多数目的能量门限值来扫描。第一能量门限集和第二能量门限集可以被用来形成共同的第三能量门限集，其例如包含第一能量门限集和第二能量门限集的所有能量门限值。
根据本发明的一个方面，X射线检测器包括多个检测元件，并且时间可变参数是X射线检测器内部的检测元件的空间布置的函数。检测器参数可以是X射线检测器的检测表面内的空间依赖性的函数。第一能量门限集的能量门限值或第二能量门限集的能量门限值可以沿着X射线检测器的检测表面至少部分地不同。能量门限集内的能量门限值可以针对X射线检测器内的单个检测元件而被不同地设置。例如，X射线检测器中心区域的能量门限值可以被设置为与X射线检测器的周边区域的能量门限值不同，或者在扇形或锥形的入射X射线的扇形角度较小的情况下的能量门限值可以被设置为与在扇形角度相对较大的情况下的能量门限值不同。有利地，可以补偿沿检测表面的、来自不同吸收程度的影响，例如该影响归因于检查对象的几何形状。
根据本发明的一个方面，X射线源参数包括管电流、管电压、滤波或准直。X射线检测器的第一能量门限集或第二能量门限集和可能的可变空间分辨率可以根据X射线源参数来设置。例如，借助于与管电流自动装置的耦合或关联，可以设置X射线检测器的第一能量门限集或第二能量门限集和可能的可变空间分辨率。管电流自动装置可以例如与检查对象的几何特性的相关联。有利地，这样的记录可以适应于光子通量。
根据本发明的一个方面，对于第一能量门限集，X射线检测器具有与第二能量门限集不同的空间分辨率。X射线检测器的检测元件可以被分成子像素。这使得X射线检测器的空间分辨率能够被设定。检测元件可以具有以矩阵布置的多个子像素。检测元件可以例如具有2×2、4×4或4×6的子像素。多个子像素可以通过所谓的分箱(binning)来组合以形成一个检测单元；本文中，对于每个能量门限值，多个子像素的所有计数值可以被组合，以形成多个子像素的一个单一计数值。有利地，空间分辨率可以针对检查对象的特别感兴趣的区域而被增加。有利地，数据量可以针对检查对象的不太感的兴趣区域而被减少。对于不同的能量门限值，在能量门限集内的分箱可以是不同的。
本发明进一步涉及一种用于执行如前述方面之一所述的方法的计算机断层摄影系统，包括控制单元和X射线检测器。控制单元被设计为执行设置步骤以及可能的预设置和确定步骤。控制单元可以基于时间可变参数、第一投影扫描数据或可能的概览记录来执行步骤。X射线检测器包括可设置的能量门限值。X射线检测器特别地包括用于每个检测元件或子像素的多个可设置的能量门限值。X射线检测器进一步可以包括存储单元。存储单元可以存储第一能量门限集和/或第二能量门限集。X射线检测器可以进一步被设计用来执行(特别是在使用扫描参数时执行)根据本发明的方法。有利地，根据本发明的方法可以被执行，而不在系统内产生干扰检查的时间延迟。
本发明进一步涉及一种具有计算机程序的计算机程序产品，该计算机程序产品可以被直接加载到计算机断层摄影系统的控制单元的存储单元中，该计算机程序具有多个程序段，以便当该计算机程序在计算机断层摄影系统的控制单元中被执行时，执行根据本发明的方法的所有步骤。
本发明进一步涉及一种计算机可读介质，在该计算机可读介质上可以存储由计算单元读入和执行的程序段，以便当该程序段由计算单元执行时，执行根据本发明的方法的所有步骤。
附图说明
下面参考附图更详细地解释本发明的示例性实施例，其中：
图1示出了根据第一实施例的根据本发明的方法的示意图；
图2示出了根据第二实施例的根据本发明的方法的示意图；以及
图3示出了根据本发明的计算机断层摄影系统的示意图。
具体实施方式
图1示出了第一实施例中的根据本发明的方法S的示例性实施例。用于利用计算机断层摄影系统记录检查对象的感兴趣区域的方法S包括：第一记录步骤S1、设置步骤S2和第二记录步骤S3，其中计算机断层摄影系统包括能量可选X射线检测器，能量可选X射线检测器具有多个能量门限值，多个能量门限值能够通过能量门限集E1、E2来设置。在第一记录步骤S1中，第一投影扫描数据P1利用第一能量门限集E1被记录。在设置步骤S2中，与第一能量门限集E1不同的第二能量门限集E2基于时间可变参数而被设置。在第二记录步骤S3中，与第一投影扫描数据P1不同的第二投影扫描数据P2利用第二能量门限集E2被记录。
在本发明的上下文中使用的X射线检测器被指定为能量可选的、(光子)计数的或直接转换的X射线检测器。X射线检测器包括至少一个检测元件。检测元件包括至少一个能量门限，该能量门限具有分配的能量门限值。检测元件优选地包括多个能量门限，其中每个能量门限具有分配的能量门限值。能量门限值可以优选地被分配以keV为单位的光子能量。能量门限值例如可以被设置为光子能量、电压或电流。例如，在比较器中，能量门限值可以被设置为电压值。例如，电脉冲的电平可以与比较器中的该电压值进行比较。
能量门限值可以被给予标记Ei,n或E’i,n。能量门限值的数目，特别是关于检测元件的能量门限值的数目是整数K，其中i∈[1；K]。本文中，多个检测元件的数目可以是整数N，其中n∈[1；N]。第一能量门限集E1包括例如能量门限值E1,1，其特别地被分配给一个检测元件(n＝1)。例如，第一能量门限集E1包括多个能量门限值Ei,1，其特别地被分配给一个特定检测元件(n＝1)。第一能量门限集E1特别地包括多个能量门限值Ei,n，例如作为矢量
Figure GDA0003548575180000111
其被分配给多个检测元件。本文中，特别地，多个能量门限值E1,n可以分别被分配给多个检测元件中的一个检测元件(例如i＝1)。
第二能量门限集E2包括例如能量门限值E’1,1，其特别地被分配给一个检测元件(n＝1)。例如，第二能量门限集E2包括多个能量门限值E’i,1，其特别地被分配给一个特定检测元件(n＝1)。特别地，第二能量门限集E2包括多个能量门限值E’i,n，例如作为矢量
Figure GDA0003548575180000112
其被分配给多个检测元件。本文中，特别地，多个能量门限值E’1,n可以分别被分配给多个检测元件中的一个检测元件(例如i＝1)。
对于相同的i，多个检测元件的能量门限值Ei,n或E’i,n可以被选择为相同或不同。第一能量门限集E1和第二能量门限集E2至少部分地不同。多个检测元件例如可以被布置成矩阵，以便不同的检测元件在X射线检测器内具有空间上不同的位置。
第二能量门限集E2可以根据时间可变参数来设置。在记录期间，即在第一记录S1和第二记录S3之间，能量门限值可以变化。这使得能量门限值能够在时间上发生变化。时间可变参数在记录期间改变。例如，该时间可变参数可以变化，使得第一能量门限集E1对于第二记录S3不太合适或不是最佳的。
可设置数目的能量门限值特别地可以表示多个能量门限值，其中每个能量门限值特别是可设置的。能量门限值的设置S2可以包括值的加载，例如用于设置数模转换器的电流或电压。这使得能量门限值能够被设置。能量门限集的设置S2可以包括多个能量门限值的设置。
第一投影扫描数据P1与第二投影扫描数据P2不同。第一投影扫描数据P1与第二投影扫描数据P2的不同之处至少在于，第二投影扫描数据P2利用与第一能量门限集E1不同的第二能量门限集E2来记录。第一投影扫描数据P1进一步与第二投影扫描数据P2的不同之处在于，第一投影扫描数据P1以第一投影角度被记录，而第二投影扫描数据P2以不同于第一投影角度的投影角度被记录。例如，这使得在感兴趣区域的第一记录S1和第二记录S3的步骤中至少部分不同的投影能够被记录。
方法S进一步包括第一能量门限集E1的预设置步骤S0，预设置步骤S0基于时间可变参数。在预设置步骤S0中，第一能量门限集E1基于时间可变参数来预先设置。第一能量门限集E1可以例如基于时间可变参数的预定值来设置。预定值可以例如基于先前的记录。预定值可以是预期值。预定值可以是任何值。预定值可以采用一种类型的检查的典型值。例如，第一能量门限集E1可以基于感兴趣区域的定位片(即，概览记录)来选择或确定。
时间可变参数可以是对象参数、扫描参数、检测器参数或X射线源参数。对象参数例如可以是衰减、几何形状、延伸、重量、解剖特性等。对象参数被分配给检查对象。扫描参数可以指示扫描模式的过程，特别是时间上的过程。检测器参数可以包括检测器的特性，例如时间相关的偏振状态、时间相关的偏移、时间相关的放大因子、多个检测元件相对于彼此的延伸或空间布置。X射线源参数特别地可以包括关于生成X射线的时间上的设置，或者提供适于记录的、特别是在时间上可变的X射线束。
对象参数可以包括检查对象的衰减特性、几何特性或解剖特性。时间可变参数，特别是对象参数，可以沿着围绕检查对象的旋转方向或沿着旋转轴线变化。通常，连续记录沿圆形或螺旋形轨迹被记录。本文中，特别地，要被X射线穿透的检查对象的厚度可以沿其外周或旋转方向变化。此外，检查对象的周长可以沿着旋转轴线变化。
几何特性可以指示穿过要被穿透的检查对象的厚度或路径长度。几何特性可以指示检查对象的周长。几何特性可以指示形状，例如，沿着与旋转轴线垂直的区域的横截面区域或横截面区域的外边缘，或者检查对象在平行于患者台的区域中的轮廓。
衰减特性可以指示密度或吸收系数。衰减特性可以包括几何特性，使得衰减特性能够根据几何形状，以及例如密度或吸收系数来确定。
解剖特性可以使得能够得到关于几何特性或衰减特性的结论。解剖特性可以包括身体区域、器官、肌肉、骨骼或其他解剖特征。例如，第一能量门限集或第二能量门限集以及可能的空间分辨率可以适应解剖特性。例如，在X射线检测器上的心脏描绘区域中，可以在X射线检测器上设置更高的空间分辨率。例如，在X射线检测器上的心脏描绘区域中，能量门限值可以被设置为与心脏描绘之外的区域中的能量门限值不同。例如，解剖特性可以基于记录的类型(例如心脏记录)而被预先确定。
扫描参数可以是周期函数。例如，第一记录S1和第二记录S3可以是具有交替或周期性能量门限集的一系列记录步骤的一部分。特别是在多次连续(交替)的第一记录S1和第二记录S3的情况下，第一能量门限集E1和第二能量门限集E2可以被选择，以便进行更高能量的扫描。第一能量门限集E1的能量门限值和第二能量门限集E2的能量门限值可以被选择为至少部分地不同，以便检查对象可以利用比单个能量门限集E1、E2的能量门限值的数目更多的能量门限值来扫描。能量门限值或能量门限集E1、E2可以在旋转期间周期性变化，使得在不同的扫描模式的情况下，针对不同能量或能量门限值的数据被采集，其中所采集的能量的数目超过在一个能量门限集E1、E2中每个检测元件的可设置的能量门限值的数目。
方法S可以进一步包括合并步骤S5，在合并步骤S5中，合并第一投影扫描数据P1和第二投影扫描数据P2，以形成第三投影扫描数据P3。第三投影扫描数据P3可以根据第一投影扫描数据P1和第二投影扫描数据P2来形成。
特别是在包括周期性扫描参数的记录的情况下，例如，第三投影扫描数据P3可以被形成。第一投影扫描数据P1和第二投影扫描数据P2的所有事件可以被包括在第三投影扫描数据P3中，并且，与单独的能量门限集E1、E2中的能量门限值的数目相比，第三投影扫描数据P3的计数值可以被分配给更多的能量门限值。例如，计数值可以基于概率而被分配给较高数目的能量门限值；这特别地可以被应用于第一能量门限集E1的能量门限值以及第二能量门限集E2的不同能量门限值的两个相邻或重叠的能量范围，第二能量门限集E2与第一能量门限集E1不同。第一能量门限集E1和第二能量门限集E2可以被用来形成共同的第三能量门限集E3，其例如包含第一能量门限集E1和第二能量门限集E2的所有能量门限值。
X射线检测器包括多个检测元件。时间可变参数可以是X射线检测器内部的检测元件的空间布置的函数。检测器参数可以是X射线检测器的检测表面内的空间依赖性的函数。第一能量门限集E1的能量门限值或第二能量门限集E2的能量门限值可以沿着X射线检测器的检测表面至少部分地不同。能量门限集E1、E2内的能量门限值可以针对X射线检测器内的单个检测元件而被不同地设置。例如，X射线检测器中心区域的能量门限值可以被设置为与X射线检测器的周边区域的能量门限值不同，或者在扇形或锥形的入射X射线的扇形角度较小的情况下的能量门限值可以被设置为与在扇形角度相对较大的情况下的能量门限值不同。
X射线源参数可以包括管电流、管电压、滤波或准直。X射线检测器的第一能量门限集E1或第二能量门限集E2和可能的可变空间分辨率可以根据X射线源参数来设置。例如，借助于与管电流自动装置的耦合或关联，可以设置X射线检测器的第一能量门限集或第二能量门限集和可能的可变空间分辨率。管电流自动装置可以例如与检查对象的几何特性的相关联
对于第一能量门限集E1，X射线检测器可以具有与第二能量门限集E2不同的空间分辨率。X射线检测器的检测元件可以被分成子像素。这使得X射线检测器的空间分辨率能够被设定。检测元件可以例如具有以矩阵布置的多个子像素。检测元件可以例如具有2×2、4×4或4×6的子像素。多个子像素可以通过所谓的分箱来组合以形成一个检测单元；本文中，对于每个能量门限值，多个子像素的所有计数值可以被组合，以形成多个子像素的一个单一计数值。对于不同的能量门限值，在能量门限集内的分箱可以是不同的。
图2示出了第二实施例中的根据本发明的方法S的示例性实施例。该方法进一步可以包括确定步骤S4。在确定步骤S4中，第二能量门限集E2基于第一投影扫描数据P1和/或时间可变参数来确定。关于第一投影扫描数据P1的知识可以被用于确定或推断时间可变参数。
可能的概览记录可以被用作确定针对不同时间点或连续记录步骤S1、S3的时间可变参数的基础。概览记录或第一投影扫描数据P1可以例如指示对象或患者的衰减或几何形状。例如，衰减或几何形状可以沿旋转轴z来确定。第一记录S1可以在与第二记录S3不同的z位置处被执行，从而不同的z位置使得第一记录S1能够被分配第一时间点而第二记录S3被分配第二时间点。关于对象的衰减或几何形状的知识可以被用来确定时间可变参数，例如，对象沿旋转轴的衰减或延伸。较高的衰减可以导致X射线检测器中较少的计数事件，并且特别是同时，在穿透物体之后，较高的衰减改变了入射在X射线检测器上的X射线的能量分布。
第一投影扫描数据P1可以被用作确定针对不同时间点或接着的记录步骤S2的时间可变参数的基础。第一投影扫描数据P1可以例如指示对象或患者的衰减或几何形状。例如，垂直于旋转轴z的x-y平面中的衰减或几何形状可以被确定。第一记录S1可以在不同于第二记录S3的投影角度下被执行，该投影角度借助于旋转角度来指示，以便不同投影角度使得第一时间点被分配给第一记录S1，而第二时间点被分配给第二记录S3。关于对象的衰减或几何形状的知识可以被用来确定时间可变参数，例如对象沿着围绕旋转轴的、在x-y平面中的旋转角度的衰减或延伸。
图3示出了根据本发明的计算机断层摄影系统31的示例性实施例，用于执行根据本发明的方法。计算机断层摄影系统31包括具有转子35的投影数据记录单元33。转子35包括X射线源37和X射线检测器29。检查对象39被支撑在患者台41上，并且可以沿着旋转轴z43移动来通过投影数据记录单元33。计算单元45被用来控制和计算图像切片。计算单元45包括具有存储单元51的控制单元50。输入单元47和输出单元49被连接到计算单元45。
计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序可以被直接加载到计算机断层摄影系统31的控制单元50的存储单元51中，该计算机程序具有程序段，以便当该计算机程序在计算机断层摄影系统31的控制单元50中被执行时，该程序段执行根据本发明的方法的所有步骤。计算机可读介质被用来存储程序段，该程序段可由计算单元45读入和执行，以便当该程序段由计算单元45执行时，执行根据本发明的方法的所有步骤。
控制单元50被设计用来执行设置步骤、可能的预设置步骤和可能的确定步骤。控制单元50可以基于时间可变参数、第一投影扫描数据或可能的概览记录来执行步骤。存储单元51可以被用来存储第一能量门限集和/或第二能量门限集。
X射线检测器29具有可设置的能量门限值。X射线检测器29特别地具有针对每个检测元件或子像素的多个可设置的能量门限值。X射线检测器29进一步可以包括存储单元。X射线检测器29可以进一步被设计用来执行根据本发明的方法，特别是在使用扫描参数时。
尽管通过优选的示例性实施例更详细地说明了本发明，本发明不受所公开的实施例的限制，并且在不脱离本发明的保护范围的情况下，本领域技术人员可以从中得出其他变型。

Claims (13)

1.一种用于利用一个计算机断层摄影系统(31)记录一个检查对象(39)的一个感兴趣区域的方法(S)，所述计算机断层摄影系统(31)包括一个能量可选X射线检测器，所述X射线检测器具有多个能量门限值，所述多个能量门限值能够通过一个能量门限集(E1、E2)来设置，所述方法(S)包括以下步骤：
a.利用一个第一能量门限集(E1)对第一投影扫描数据(P1)进行第一记录(S1)，
b.基于一个时间可变参数来设置(S2)一个第二能量门限集(E2)，所述第二能量门限集(E2)与所述第一能量门限集(E1)不同，其中所述时间可变参数包括管电流，以及
c.利用所述第二能量门限集(E2)对第二投影扫描数据(P2)进行第二记录(S3)，所述第二投影扫描数据(P2)与所述第一投影扫描数据(P1)不同。
2.根据权利要求1所述的方法(S)，进一步包括步骤：
d.基于所述时间可变参数来预设置(S0)所述第一能量门限集(E1)。
3.根据权利要求1或2所述的方法(S)，进一步包括步骤：
e.基于所述第一投影扫描数据(P1)和/或多个所述时间可变参数，确定(S4)所述第二能量门限集(E2)。
4.根据权利要求1或2所述的方法(S)，其中所述时间可变参数包括对象参数、扫描参数、检测器参数或X射线源参数。
5.根据权利要求4所述的方法(S)，其中所述对象参数包括所述检查对象(39)的衰减特性、几何特性或解剖特性。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述扫描参数包括周期依赖性。
7.根据权利要求6所述的方法，其中根据所述第一投影扫描数据(P1)和所述第二投影扫描数据(P2)形成第三投影扫描数据(P3)。
8.根据权利要求4所述的方法(S)，其中所述X射线检测器(29)包括多个检测元件，并且所述时间可变参数基于所述多个检测元件在所述X射线检测器(29)内部的空间布置。
9.根据权利要求4所述的方法(S)，其中所述X射线源参数包括管电压、滤波或准直。
10.根据权利要求1或2所述的方法(S)，其中，对于所述第一能量门限集(E1)，所述X射线检测器(29)具有与所述第二能量门限集(E2)不同的空间分辨率。
11.一种计算机断层摄影系统(31)，用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述计算机断层摄影系统(31)包括一个控制单元(50)和一个X射线检测器(29)。
12.一种具有计算机程序的计算机程序产品，所述计算机程序能够被直接加载到一个计算机断层摄影系统(31)的一个控制单元(50)的一个存储单元(51)中，所述计算机程序具有多个程序段，当所述计算机程序在所述计算机断层摄影系统(31)的所述控制单元(50)中被执行时，所述多个程序段用于执行根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的方法(S)的所有步骤。
13.一种计算机可读介质，其上存储有多个程序段，所述多个程序段能够由计算单元(45)读入并执行，以便当所述多个程序段由所述计算单元(45)执行时，执行根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的方法(S)的所有步骤。
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