CN113491527A - X射线管电流分布的自动确定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线管电流分布的自动确定。描述了用于利用X射线成像装置控制管电流以采集检查对象的检查范围的至少一个X射线图像的方法。在方法中，执行对检查对象的检查范围的预采集。基于预采集确定检查范围的三维调制的X射线衰减。基于确定的X射线衰减，确定初始管电流分布。针对管电流的后续实时修改规定容差范围。在X射线管不发生过热的情况下确定最大容许管电流分布。基于初始管电流分布确定潜在患者剂量的期望值并基于规定的容差范围确定潜在患者剂量的最大值。在实际X射线图像采集中测量实际X射线衰减。基于实际X射线衰减和初始规划的管电流分布确定适合的管电流分布。最后根据确定的调整的管电流分布调整管电流。

Description

X射线管电流分布的自动确定

技术领域

本发明涉及一种用于利用X射线成像装置控制管电流以采集检查对象的检查范围的至少一个X射线图像的方法。本发明还涉及管电流控制设备。本发明还涉及X射线成像装置。此外，本发明涉及计算机断层扫描系统。

背景技术

成像X射线仪(例如C形臂X射线设备器械或计算机断层扫描设备)越来越多地用于解释医疗问题。通过X射线辐射，导致患者越来越多地被暴露于辐射，因此每次检查时都要求根据ALARA(“尽可能合理地降低”)原则来恰当使用剂量并优化剂量。相应地，医学成像的目的是为患者施加尽可能小剂量的X射线辐射以生成一个或多个X射线图像。

有鉴于此，在现代CT扫描仪中，根据受检患者的衰减特性自动调整管电流并且因此调整剂量。例如，CARE Dose4D就是这样一个剂量自动控制系统。为了确定患者的衰减特性，在开始实际图像采集之前，必须准确了解患者在前后方向和侧向方向上的衰减分布。

已知的自动剂量控制系统基于断层扫描。断层扫描相当于传统的二维X射线叠加采集。断层扫描在X射线辐射穿过患者的特定投影方向上测量通过患者的各个X射线衰减分布，并通过不同的灰度值表示该分布。剂量自动控制系统考虑该X射线衰减来确定适合的管电流分布或调制管电流。众所周知，在采集X射线图像之前，分别在侧向方向上和在前后方向上采集患者的断层扫描图，并基于灰度值分布分别在相应方向上来确定患者的X射线衰减分布。

还可以借助于光学3D相机来估计患者的衰减。例如，DE 10 2015 204 449和US2019/0 214 135描述了这种方法。

如果仅创建一张断层扫描图，那么在患者没有以最佳方式躺在扫描仪的旋转中心的情况下，在对患者衰减进行估计时会得到不准确的结果。即使当患者以最佳方式处于中心时，由于患者在断层与断层扫描之间的移动也会导致不准确。例如，这可能是由于断层扫描和断层扫描之间的不同呼吸状态造成的。

当使用光学3D相机时，由于存在衣物或覆盖物以及由于患者体表与患者衰减之间不寻常的关系，而导致不准确。

在实际的X射线图像采集之前，对患者衰减的估计中所提到的不准确性导致针对患者的次最佳的X射线剂量。

EP 1 172 069 A1描述了所谓的CT曝光自动控制系统，其中管电流被实时地调节以实现在先前预定的图像噪声。然而，在该方法中，无法考虑对于X射线管的技术局限性，例如管电流调制的惯性或过载情况下的管过热。另外，所描述的方法不允许在进行扫描前估计患者的承受剂量。

发明内容

因此，本发明的目的在于在根据患者的个人的X射线衰减特性调整X射线管电流分布时实现提高精度，同时运行对患者施加的总剂量进一步降低。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1的用于利用X射线成像装置控制管电流以采集检查对象的检查范围的至少一个X射线图像的方法来实现，以及通过根据权利要求11的管电流控制设备、通过根据权利要求12的X射线成像装置和通过根据权利要求13的计算机断层扫描系统实现。

在根据本发明的、用于利用X射线成像装置控制管电流以采集检查对象的检查范围的至少一个X射线图像的方法中，执行对检查对象的检查范围的预采集。预采集用于得到关于在后续的实际X射线图像采集时出现的X射线衰减的信息。换句话说，基于预采集，确定检查范围的三维调制的X射线衰减。在该上下文中，检查范围应包括检查对象的后续在实际X射线图像采集时被施加X射线辐射的范围。例如，该范围可以包括患者身体的一部分或者在全身检查时也可以包括患者的整个身体。

之后，基于所确定的X射线衰减计算初始的管电流分布。初始的管电流分布被确定为，使得先前规定的信噪比和与此关联的图像质量得以实现。另外，针对管电流的后续实时修改来规定容差范围，其中确定在X射线管不发生过热的情况下的最大容许管电流分布。在后续的X射线成像期间调整的管电流分布也不允许超过所规定的最大值。在该上下文中，管电流分布应理解为电流时间曲线，该电流时间曲线代表了由X射线管在检查时间或检查的至少一个预定的时间段期间生成的管电流或者对应的时间相关的电流强度。

基于初始的管电流分布Iap(z)、Ilat(z)来规定潜在患者剂量的期望值，并基于所规定的容差范围来规定潜在患者剂量的最大值。在实际X射线成像时，可以在后续调整管电流时考虑最大值，例如通过在先相应地限制容差范围，使得不超过最大剂量。然而在X射线成像期间也可以确定已经给定的X射线剂量，并且基于针对剩余的X射线成像过程预计所需的X射线剂量，实时地设置容差范围的平滑且可变的限制。

然后，在实际X射线图像采集期间，基于所测量的原始数据或投影来有规律地确定实际X射线衰减。优选地，通过使对数化的衰减数据简单地除以水的线性吸收系数来计算X射线衰减。

然后，基于实际X射线衰减值和初始规划的管电流分布来计算调整的管电流分布。因为实际X射线衰减值提供了有关先前执行的对X射线衰减的估计与实际值的偏差程度的信息。最后，根据所确定的调整的管电流分布来管电流调整。在X射线成像期间，用于确定检查对象的实际X射线衰减的调整以及步骤可以被多次重复或更新，从而由此在X射线剂量最小时实现高质量的X射线采集。

根据本发明的用于采集检查对象的检查范围的至少一个X射线图像的管电流控制设备包括控制单元，该控制单元用于驱控针对X射线图像采集的X射线辐射源并且用于获取来自X射线辐射检测器的X射线原始数据。用于控制对检查对象的检查范围的预采集的预采集控制单元也是根据本发明的管电流控制设备的一部分。根据本发明的管电流控制设备还包括用于基于所估计的X射线衰减来确定初始的管电流分布的分布规定单元。

为了考虑技术限制，根据本发明的管电流控制设备还包括用于针对管电流的后续实时修改规定容差范围的范围规定单元，其中在X射线管不发生过热的情况下确定最大容许管电流分布。

为了保护患者以防超剂量，根据本发明的管电流控制设备还包括剂量确定单元，该剂量确定单元用于基于初始的管电流分布确定潜在患者剂量的期望值、并基于所规定的容差范围确定潜在患者剂量的最大值。

X射线衰减规定单元也是根据本发明的管电流控制设备的一部分，该X射线衰减规定单元用于基于所获取的X射线原始数据在X射线图像采集期间确定实际X射线衰减。

根据本发明的管电流控制设备还包括调整单元，该调整单元用于基于实际X射线衰减和初始规划的管电流分布来确定调整的管电流分布。控制单元被配置为，根据所确定的调整的管电流分布来调整X射线源的管电流。根据本发明的管电流控制设备也具有根据本发明的用于控制管电流的方法的优点。

根据本发明的X射线成像装置包括具有X射线管的X射线辐射源、X射线辐射检测器以及根据本发明的管电流控制设备。根据本发明的X射线成像装置也具有根据本发明的管电流控制设备的优点。

X射线成像装置可以是X射线仪的一部分，该X射线仪被设计用于从不同投影角度采集多个X射线投影，例如具有环形旋转框架的计算机断层扫描器械或C形臂X射线仪。可以在采集单元的尤其连续的旋转运动期间，利用X射线辐射源和与X射线辐射源协作的X射线辐射检测器来产生采集。X射线辐射源尤其可以是具有旋转阳极的X射线管。用于计算机断层扫描器械的X射线辐射检测器例如是多行线状检测器。用于C形臂X射线仪的X射线检测器例如是平板检测器。对于X射线检测器，可以在能量分辨方面也可以在计数方面进行设计。

根据本发明的X射线管控制装置的大多数基本部件可以以软件部件的形式构成。这尤其涉及控制单元、用于控制对检查对象的检查范围的预采集的预采集控制单元、用于基于预采集估计三维调制的X射线衰减的X射线衰减估计单元、分布规定单元、范围规定单元、剂量规定单元、X射线衰减规定单元以及调整单元。

然而在原理上，尤其在涉及特别快速的计算时，这些部件也可以部分地以软件辅助的硬件形式来实现，例如FPGA等等。同样地，例如在只涉及从其他软件部件接收数据时，所需要的接口可以设计为软件接口。但接口也可以设计为根据硬件构建的接口，这些接口由合适的软件驱控。

以软件实现的主要优点在于，即使X射线成像装置(例如计算机断层扫描系统)的迄今已经使用的控制装置也可以以简单的方式通过软件升级来进行更新，以便以根据本发明的方式来工作。就此而言，所述目的通过一种具有计算机程序的相应的计算机程序产品实现，该计算机程序可以直接加载到X射线成像装置的存储器装置或控制装置的存储器装置中，并且包括程序段，以便在X射线成像装置的控制装置或在计算机断层扫描系统的控制装置中执行该计算机程序时，执行根据本发明的方法的所有步骤。

如果适用，这样的计算机程序产品除了计算机程序外还可以包括额外的组成部分(例如文档)和/或额外的部件，以及硬件部件、例如针对软件的使用的硬件锁(加密狗等等)。

通过软件实施方式，该方法便能够在不同的计算机上可再现地执行并且对错误的敏感度很低。

为了转移图像数据生成装置的存储器装置或计算机断层扫描系统的控制装置和/或为了储存在图像数据生成装置上或在计算机断层扫描系统的控制装置上，可以使用计算机可读介质，例如记忆棒、硬盘或通常可转移的或固定安装的数据载体，在这些数据载体上存储有计算机程序的可由X射线成像装置的运算器读取的并可执行的程序段。在此，运算器可以例如具有一个或多个共同工作的微处理器等等。

从属权利要求和以下描述均包含本发明的特别有利的实施方式和改进方案。在此，一类权利要求中的权利要求尤其也可以以类似于另一类权利要求中的从属权利要求的方式改进。此外，在本发明的范围内，不同示例性实施例和权利要求的各种特征也可以被组合成新的实施例。

按照根据本发明的方法的一个设计方案，预采集包括检查对象的检查范围的断层扫描。通过根据本发明的方法，可以改善基于在患者未居中躺卧的情况下的断层扫描的剂量自动控制装置的精确度。

按照根据本发明的方法的一个方面，预采集包括对检查对象的检查范围的光学图像采集。如果在没有断层扫描的情况下，基于借助光学传感器(例如相机)的数据对X射线衰减的相对不精确的估计来执行预采集，那么通过根据本发明的方法将显著改善剂量自动控制装置的精确度。为了采集检查对象的图像，X射线成像装置优选至少在待成像的身体范围中包括光学传感器。

在根据本发明的方法的特别实用的变体方案中，确定三维调制的X射线衰减包括确定X射线衰减向量。

优选地，借助于预采集在前后方向和侧向方向上确定X射线衰减向量。如果检查对象是患者，那么可以认为，患者在横向面中在前后方向上具有最小的度量，并且在侧向方向上具有最大度量。因此，针对在前后方向上的X射线投影也可以预期最小的X射线衰减，并且在侧向方向上推测最强的X射线衰减。因此，X射线衰减在前后方向上和在侧向方向上的两个估计值可以被认为是最小值和最大值，X射线衰减在该最大值和最小值之间以连续过渡的方式变化。有利的，对预采集的评估可以被限制在少数方向上，由此降低了计算成本。

因此，基于在前后方向上和侧向方向上确定的X射线衰减，然后可以进行初始的管电流分布的确定。

特别优选的是，对实际X射线衰减的测量也在前后方向上和侧向方向上进行，因为如上所提到的，在这两个方向上可以预期可能的X射线衰减值的值区间的边界值。有利地，由于只选择两个特别有效力的方向，可以简化对时间X射线管电流分布的计算，由此还可以更简单地实现对X射线电流分布适配的实时功能。

为了保持最大患者剂量，在X射线图像采集期间，优选通过可配置的参数向操作人员显示患者剂量的最大允许的提升。在该变体方案中，事先规定针对管电流适配的变化参数及其变化范围。

备选地，在X射线采集期间实时地根据已经施加的X射线剂量以及在另外的X射线成像过程中预期的X射线剂量，也可以调整变化范围的值范围。在该变体方案中，在保持所允许的或预定的X射线剂量的情况下可以实现最大的图像质量

优选地，基于用于调整初始规划的管电流的函数来进行管电流的调整，该函数包括实际患者衰减与基于预采集所确定的X射线衰减向量的差和水的吸收系数的乘积的指数函数。

在CT系统的情况中，对管电流的调整优选以180°的延迟来进行。也就是说，管电流在CT螺旋扫描的特定位置z处的校正基于在前一个机架半周中对患者衰减的测量。因此，实现了用于管电流调整的数据基础的最大及时性。

附图说明

本发明将在下文中借助于在附图中所示的实施例进行更详细的描述和解释。

其中示出：

图1是根据本发明的一个实施例的具有管控制装置的X射线成像装置的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的计算机断层扫描系统；

图3是根据本发明的一个实施例的用于控制用于采集检查对象的检查范围的X射线图像的管电流的方法的流程图；

图4是距图像采集单元不同距离的胸廓模型的断层扫描；

图5是针对图4所示的三种不同断层扫描的三种不同初始的管电流分布图；

图6是对于图5所示的初始的管电流分布调整的管电流分布图。

具体实施方式

在图1中，示意性地根据本发明的一个实施例示出了具有管控制装置12a的X射线成像装置1a。X射线成像装置1a除了所提到的管控制装置12a外还包括X射线源8以及X射线检测器9。

X射线管控制装置12a包括用于控制对检查对象的检查范围的预采集的预采集控制单元23。即，借助于预采集控制单元23来驱控控制单元27，利用控制单元进行对用于X射线图像采集以及用于预采集的X射线辐射源8的驱控。控制单元27还被配置用于获取X射线辐射检测器9的X射线原始数据。作为X射线管控制装置12a的一部分的还有X射线衰减估计单元24，其被配置用于基于断层扫描图来确定在前后方向和侧向方向上的X射线衰减向量W_ap(z)、W_lat(z)。所确定的X射线衰减向量W_ap(z)、W_lat(z)然后被分布规定单元25使用，以计算初始的管电流分布I_ap(z)、I_lat(z)。

管控制装置20a还具有范围规定单元26。范围规定单元用于针对管电流的后续实时修改规定容差范围。该容差范围指定了在其中X射线管还未发生过热情况下的最大容许管电流或最大容许管电流分布。

基于初始的管电流分布I_ap(z)、I_lat(z)，现在可以事先规定，在X射线图像采集期间允许调整(如果适用的话)管电流的程度。

作为X射线管控制装置12a的一部分的还有剂量确定单元27，其被配置用于，基于初始的管电流分布I_ap(z)、I_lat(z)和所规定的容差范围，确定潜在患者剂量的期望值和最大值。换句话说，能够基于初始的管电流分布I_ap(z)、I_lat(z)计算患者的X射线剂量的期望值。然后借助于所规定的容差范围得到最大值。如果最大值比预定的X射线剂量高，那么可以相应地限制容差范围，以便不超过预定的X射线剂量值。

X射线管控制装置12a还包括X射线衰减确定单元28，该X射线衰减确定单元被配置用于，在X射线图像采集期间，基于所确定的X射线原始数据，在前后方向上和侧向方向上确定实际X射线衰减V_ap、V_lat。为了在前后方向上和侧向方向上确定所提到的实际X射线衰减，评估在管位置3点、9点和6点、12点处的投影。在图2中，所提到的位置以“3h”、“9h”、“6h”、“12h”来表示。

通过将投影的对数化的衰减值简单地除以水的线性吸收系数来确定实际的X射线衰减。调整单元29同样是X射线管控制装置12a的一部分，基于在前后方向和侧向方向上的实际X射线衰减和初始的管电流分布，则调整单元确定在前后方向和侧向方向上的调整的管电流分布。

调整的管电流分布被控制单元27利用，以根据所确定的调整的管电流分布来调整X射线源8的管电流。

图2示出了使用X射线计算机断层扫描仪的示例的X射线成像装置1。在此示出的计算机断层扫描仪具有采集单元17，采集单元包括呈X射线源形式的辐射源8以及呈X射线检测器形式的辐射检测器9。采集单元17在采集X射线投影期间围绕系统轴线5旋转，并且X射线源8在采集期间发射呈X射线束形式的射束2。X射线源8是X射线管。X射线检测器是多行的线状检测器。

在采集投影时患者3躺在患者床6上。患者床6与床底座4连接，使得床底座支撑载有患者3的患者床6。患者床6被设计为，使患者3沿着采集方向移动穿过采集单元17的开口10。采集方向通常由指向z方向的系统轴线5给出。采集单元17在采集X射线投影时围绕z轴线旋转。在该示例中，患者的身体轴线与系统轴线5相同。两个轴线都位于一个三维笛卡尔坐标系的z轴线上。在螺旋式采集的情况中，患者床6连续地移动穿过开口10，同时采集单元17围绕患者3旋转并采集X射线投影。因此，X射线射束描绘了患者3体表上的螺旋形。

X射线成像装置1具有计算机12，计算机与例如用于以图形的方式显示X射线采集的显示单元11以及输入单元7连接。显示单元11可以例如是LCD屏、等离子屏、或OLED屏。另外还可以涉及也被设计为输入单元7的触摸屏。这种触摸屏可以集成在成像仪器中，或者被设计为便携仪器的一部分。输入单元7例如是键盘、鼠标、所谓的“触摸屏”或甚至是用于语音输入的麦克风。输入单元7还可以被配置为识别用户的运动并将其转换成相应的命令。用户可以借助于输入单元7修改例如对于成像准备而选择的参考数据集。

计算机12与可旋转的采集单元17连接以进行数据交换。一方面，用于X射线图像采集的控制信号经由连接14从计算机传输至采集单元17，另一方面，为图像重建所采集的投影数据经由连接14传输至计算机12。连接14以已知的方式有线地或无线地实现。

计算机12具有运算器16。运算器16被设计为图像或图像数据处理单元。运算器被配置为，执行所有与根据本发明的方法有关的数据处理步骤。运算器16可以与计算机可读的数据载体13协作，尤其以便通过具有程序代码的计算机程序执行根据本发明的方法。另外，计算机程序可以以可检索的方式存储在机器可读的载体上。机器可读的载体尤其可以是CD、DVD、蓝光盘、记忆棒或硬盘。运算器16可以以硬件形式或以软件形式设计。例如，运算器16被设计为FPGA(“现场可编程序门阵列”的英文缩写)，或者包括算术逻辑单元。

在这里所示出的实施方式中，在计算机12的存储器中存储有至少一个计算机程序，在计算机12上执行计算机程序时，该计算机程序执行用于利用X射线成像装置控制管电流以采集检查对象的检查范围的至少一个X射线图像的方法的全部步骤。用于执行根据本发明的方法步骤的计算机程序包括程序代码。另外，计算机程序被设计为可执行的文件、和/或被存储在不同于计算机12的计算系统上。例如，X射线成像装置1可以被设计为，使得计算机12经由内联网或互联网将用于执行根据本发明的方法的计算机程序加载到其内部的工作存储器中。

在图3中，示出了根据本发明的一个实施例的用于利用X射线成像装置控制用于采集检查对象的检查范围的至少一个X射线图像的管电流的方法的流程图。在步骤3.Ⅰ中，首先执行对检查对象(在该实施例中是患者)的检查范围的预采集。预采集例如可以以断层扫描的形式进行。在断层扫描中，借助于X射线成像装置的采集单元从多个方向建立X射线图像采集。可替代地，还可以借助于光学传感器(例如相机)从多个方向采集患者的图像，以便确定患者在三个维度中的尺寸。

在步骤3.Ⅱ中，基于所生成的预采集在前后方向和横向方向上确定X射线衰减向量W_ap(z)、W_lat(z)。可以认为，例如患者在前后方向上具有最小的度量，并且在侧向方向上具有最大度量。在后续的X射线图像采集中，则在侧向方向上预期最大的X射线衰减值并且在前后方向上预期最小的X射线衰减值。在采集单元旋转四分之一圈时，X射线衰减值根据预期在这两个值之间波动。

在步骤3.Ⅲ中，基于所确定的X射线衰减向量W_ap(z)、W_lat(z)，在在前后方向和侧向方向上计算初始的管电流分布I_ap(z)、I_lat(z)。

另外，在步骤3.Ⅳ中，确定针对管电流的后续实时修改的容差范围。该容差范围必须被选择为，使得不超过最大容许管电流，因为否则X射线管将出现过热。容差范围是基于初始的管电流分布I_ap(z)、I_lat(z)确定的。

此外，在步骤3.Ⅴ中，基于初始的管电流分布I_ap(z)、I_lat(z)和所规定的容差范围来计算潜在患者剂量的期望值和最大值。换句话说，从初始的管电流分布中得出X射线剂量的期望值，该初始的管电流分布当然表示时间相关的量。相对地，从容许的管电流中得出潜在患者剂量的最大值。为了防止X射线剂量现在超过健康方面容许的剂量，在步骤3.Ⅵ中，容差范围被限制为，使得不会预期超过在健康方面允许的X射线剂量。如在下文还要阐述地，可以额外地基于实际管电流分布在X射线成像采集期间实时地缩小容差范围，以便在实际管电流分布偏离初始的管电流分布时，无论如何都能避免超过在健康方面容许的X射线剂量。

在步骤3.Ⅶ中，开始对患者的检查范围进行实际的X射线成像。在步骤3.Ⅷ中，基于在前后方向上和侧向方向上实时获取的X射线衰减数据，在X射线图像采集期间确定实际的X射线衰减V_ap、V_lat。

在步骤3.Ⅸ中，基于实际患者衰减和初始规划的管电流分布来计算调整的管电流分布。利用水的吸收系数mu和适当选择的参数b(0<b<1)，计算在前后方向上和侧向方向上的调整的管电流J_ap(z)、J_lat(z)，得出：

和

在步骤3.Ⅹ中，根据所确定的调整的管电流分布来调整管电流。

在图4中，示出了一个胸腔模型在前后方向上的三个不同断层图40a、40b、40c的对比图40。各个断层图40a、40b、40c彼此之间的区别在于胸腔模型的定位不同。在左边的图片40a中，胸腔模型位于相对于圆形机架或采集单元(参见图2)居中的位置。相对地，在中间图片40b中，胸腔模型位于更深的位置，即离X射线源距离更大。由此，胸腔模型具有更小的尺寸。在右边的图片40c中可以看到相反的效果。在图片40c中，胸腔模型离X射线源更近地定位，由此得到放大的胸腔模型图。

针对不同的断层图40a、40b、40c，得到在图5中示出的不同的初始的管电流或管电流分布，作为针对CT-X射线成像进行规划的基础。在图5中示出图表50，图表50示出了三种不同的管电流的分布。以单位mA绘制了随时间t的电流或其电流强度I。管电流分布I₁从左边的断层图40a得出。中间的断层图40b对应于管电流分布I₂。可以看出，与中间的断层图40b相关联的管电流I2的幅值明显低于与左边的断层图相关联的管电流I₁的幅值。右边的断层图40c与具有最大幅值的管电流I₃相关联。现在如果利用通过采集中间的断层图40b确定的管电流I₂来执行X射线图像采集，那么将只对患者施加少量的X射线剂量，但是可能得到降低的图像质量。在通过采集右边的断层图40c确定的管电流I₃的情况中，那么可能将对患者施加过高的X射线剂量。

在图6中，示出了调整的管电流分布J₁、J₂、J₃的图60。在此，调整的管电流分布J₁与初始的管电流分布I₁相关联，调整的管电流分布J₂与初始的管电流分布I₂相关联，并且调整的管电流分布J₃与初始的管电流分布I₃相关联。可以看到，虽然为了计算初始的管电流分布I₁、I₂、I₃所使用的、在图5中示出的中间的断层图40b和右边的断层图40c是错误的，但是各个管电流的幅值彼此非常相似。通过使用根据本发明的方法，便可以自动地校正由于错误的预采集而产生的剂量差。

最后，应当重申，上述方法和设备仅是本发明的优选实施例，并且本领域技术人员可以在不脱离权利要求书所限定的本发明的范围的情况下对本发明进行修改。因此，主要借助于用于采集医学图像数据的系统描述了该方法和X射线成像装置。然而，本发明并不仅限于在医疗领域使用，而是原则上也可以应用于为其他目的采集图像。为完整起见而指出，使用不定冠词“一”或“一个”并不排除存在一个以上相关特征的可能性。同样，术语“单元”不排除该单元由多个部件组成的可能性，如有可能，这些部件也可以是空间分布的。

Claims (15)

1.一种用于利用一个X射线成像装置(1、1a)控制管电流以采集一个检查对象(3)的一个检查范围的至少一个X射线图像的方法，所述方法包括以下步骤：

执行对所述检查对象(3)的所述检查范围的预采集；

基于所述预采集，确定所述检查范围的一个三维调制的X射线衰减(W_ap(z)、W_lat(z))；

基于所确定的X射线衰减，确定初始的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))；

针对所述管电流的后续实时修改规定一个容差范围，其中基于所述初始的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))，在所述X射线成像装置(1、1a)的一个X射线管(8)不发生过热的情况下，确定最大容许管电流分布；

基于所述初始的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))和所规定的所述容差范围，确定一个潜在患者剂量的一个期望值和一个最大值；

在X射线图像采集期间，测量一个实际X射线衰减(V_ap、V_lat)；

基于所述实际患者衰减(V_ap、V_lat)和初始规划的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))，确定调整的管电流分布(J_ap(z)、J_lat(z))；

根据所确定的调整的管电流分布(J_ap(z)、J_lat(z))来调整所述管电流。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预采集包括对所述检查对象(3)的所述检查范围的断层扫描。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预采集包括对所述检查对象(3)的所述检查范围的光学图像采集。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述三维调制的X射线衰减的确定包括确定X射线衰减向量(W_ap(z)、W_lat(z))。

5.根据权利要求4所述的方法，其中借助于所述预采集在前后方向(ap)和横向(lat)方向上确定所述X射线衰减向量(W_ap(z)、W_lat(z))。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于所确定的X射线衰减对所述初始的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))的确定在前后方向(ap)和侧向方向(lat)上进行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述实际X射线衰减(V_ap、V_lat)的所述测量在前后方向(ap)和侧向方向(lat)上进行。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过一个可配置的参数在所述X射线图像采集期间向操作人员显示患者剂量的一个最大允许的提升。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过使对数化的衰减数据简单地除以水的线性吸收系数(mu)来进行所述X射线衰减(W_ap(z)、W_lat(z))的确定。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于一个函数(F)来进行所述调整，以调整所述初始规划的管电流，所述函数包括所述实际患者衰减(V_ap、V_lat)与所述X射线衰减向量(W_ap(z)、W_lat(z))的差和水的吸收系数(mu)的乘积的指数函数。

11.一种用于采集一个检查对象(3)的一个检查范围的至少一个X射线图像的管电流控制设备，所述管电流控制设备包括：

一个控制单元(27)，

用于驱控针对一个X射线图像采集的一个X射线辐射源(8)

并且

用于获取来自一个X射线辐射检测器(9)的X射线原始数据；

一个预采集控制单元(23)，用于控制对所述检查对象(3)的所述检查范围的预采集；

一个X射线衰减估计单元(24)，用于基于所述预采集估计三维调制的X射线衰减(W_ap(z)、W_lat(z))；

一个分布规定单元(25)，用于基于所估计的X射线衰减(W_ap(z)、W_lat(z))来确定初始的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))；

一个范围规定单元(26)，用于针对所述管电流的后续实时修改规定一个容差范围，其中基于所述初始的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))，在所述X射线管不发生过热的情况下，确定最大容许管电流分布；

一个剂量确定单元(27)，用于基于所述初始的管电流分布(I_ap(z)、I_lat(z))确定一个潜在患者剂量的一个期望值，并且基于所规定的所述容差范围确定一个潜在患者剂量的一个最大值；

一个X射线衰减确定单元(28)，用于在X射线图像采集期间，基于在此所获取的X射线原始数据，确定一个实际X射线衰减(V_ap、V_lat)，

一个调整单元(29)，用于基于所述实际X射线衰减和初始规划的管电流分布来确定调整的管电流分布(J_ap(z)、J_lat(z))；

其中所述控制单元(27)被配置为，根据所确定的调整的管电流分布(J_ap(z)、J_lat(z))来调整所述X射线源(8)的所述管电流。

12.一种X射线成像装置(1a)，具有：

一个X射线辐射源(8)，具有一个X射线管；

一个X射线辐射检测器(9)；

一个根据权利要求11所述的管电流控制设备(12a)。

13.一种计算机断层扫描系统(1)，具有一个根据权利要求12所述的X射线成像装置(1a)。

14.一种计算机程序产品，具有一个计算机程序，所述计算机程序能够被直接加载到一个X射线成像装置的一个存储器装置中，所述计算机程序具有程序段，以在所述计算机程序在所述X射线成像装置上被执行时执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的全部步骤。

15.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有能够由运算器读取和执行的程序段，以在所述程序段由所述运算器执行时执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的全部步骤。

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