DE102007033883A1

DE102007033883A1 - Method for controlling of computer tomography system for producing images from inside of investigation object, involves acquiring raw data in pre-measurement and arranging mask structure

Info

Publication number: DE102007033883A1
Application number: DE102007033883A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr. Popescu
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-01-29

Abstract

The method involves acquiring a raw data (RD-1) in pre-measurement (VM) and arranging a mask structure between an investigation object and a source of roentgen of a computer tomography system. An overview image data of the investigation object reconstruct the raw data that is acquired in the pre-measurement, where on the basis of the reconstruction the main measurement is controlled. Independent claims are also included for the following: (1) a controller for controlling of a computer tomography system for producing images from inside of an investigation object (2) a computer tomography system with an investigation object (3) a computer program product with a processor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Computertomographiesystems zur Erzeugung von Bildern vom Inneren eines Untersuchungsobjekts. Dabei werden in einer Vormessung zunächst erste Rohdaten akquiriert, wobei zwischen dem Untersuchungsobjekt und einer Röntgenquelle des Computertomographiesystems eine Maskenstruktur angeordnet ist, welche lokal in bestimmten räumlichen Bereichen einen wesentlichen Teil der von der Röntgenquelle auf das Untersuchungsobjekt abgestrahlten Direktstrahlung absorbiert. Aus den in der Vormessung gemessenen ersten Rohdaten werden Streustrahlungsdaten ermittelt. In einer nachfolgenden Hauptmessung werden dann zweite Rohdaten akquiriert, aus denen die gewünschten Bilddaten des Untersuchungsobjekts rekonstruiert werden, wobei die zweiten Rohdaten zuvor mit Hilfe der Streustrahlungsdaten korrigiert werden. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Computertomographiesystems und ein Computertomographiesystem mit einer solchen Steuereinrichtung.The The invention relates to a method for controlling a computed tomography system for generating images of the interior of an examination object. First raw data will be collected in a preliminary measurement acquired between the object to be examined and an X-ray source of the Computed tomography system is arranged a mask structure, which local in certain spatial areas a substantial Part of the radiated from the X-ray source on the object to be examined Direct radiation absorbed. From those measured in the pre-measurement First raw data scattered radiation data are determined. In a subsequent main measurement then second raw data are acquired, from which the desired image data of the examination object be reconstructed, the second raw data previously using help the scattered radiation data are corrected. In addition, concerns the invention a control device for controlling a computer tomography system and a computed tomography system having such a controller.

Sowohl in einfachen Röntgeneinrichtungen als auch in Computertomographiesystemen (im Folgenden auch kurz „CT" oder „CT-System" genannt) entsteht ein erheblicher Störeinfluss dadurch, dass nicht nur die direkt von der Röntgenquelle durch den Körper des Untersuchungsobjekts eintreffende Strahlung, im Folgenden als „Direktstrahlung" bezeichnet, gemessen wird, sondern auch Streustrahlung. Als Streustrahlung wird dabei jene Röntgenstrahlung verstanden, die nicht auf direktem Wege von der Röntgenquelle zum Detektor gelangt, sondern von dieser geraden Linie abgelenkt wird. Diese Streustrahlung trifft gegebenenfalls trotz dieser Ablenkung auf dem Detektor auf und erhöht so das Rauschen bei der Bilddatengenerierung. Die Folge ist ein geringerer Bildkontrast der Abbildung. Dabei kann die Streustrahlung einen gleich großen oder gar höheren Anteil an der insgesamt auf dem Detektor eintreffenden Strah lung haben als die Direktstrahlung, da insbesondere bei Röntgenphotonen in dem für medizinische diagnostische Anwendungen hauptsächlich genutzten Energiebereich von ca. 20 bis 140 keV die Compton-Streuung eine dominante Rolle spielt. Das Problem tritt verstärkt dann auf, wenn das Untersuchungsobjekt ein größerer Körper ist, beispielsweise der Körper einer beleibteren Untersuchungsperson, da hier ein großer Teil der Direktstrahlung vom Körper absorbiert wird und gleichzeitig eine höhere Streuung auftritt. In praxi bedeutet dies, dass die Strahlungsdosis erhöht werden muss, um einen ausreichenden Kontrast zu gewährleisten. Im Sinne der Sicherheit und Gesundheit von Patienten und/oder Untersuchenden ist eine solche Dosiserhöhung jedoch nicht erwünscht. Zur Verbesserung der Bildqualität sind daher eine Reduzierung der Streustrahlung und/oder eine Streustrahlungskorrektur sinnvoll.Either in simple X-ray equipment as well as in computed tomography systems (in the following also briefly "CT" or "CT system" called) creates a significant disturbing influence thereby, that not just the directly from the x-ray source through the body incoming radiation of the object to be examined, hereinafter referred to as "direct radiation" is measured, but also scattered radiation. As scattered radiation In this case, it is understood that X-ray radiation that is not comes directly from the X-ray source to the detector, but is distracted by this straight line. This scattered radiation If necessary, it will hit the detector despite this distraction and thus increases the noise in image data generation. The result is a lower image contrast of the image. It can the Stray radiation of the same or even higher Share of the total incident on the detector radiation have as the direct radiation, especially in X-ray photons in which for medical diagnostic applications mainly used energy range of about 20 to 140 keV the Compton scattering plays a dominant role. The problem is intensified then open, if the object to be examined a larger Body is, for example, the body of a more obese Investigator, since here is a large part of direct radiation is absorbed by the body and at the same time a higher Scattering occurs. In practice, this means that the radiation dose must be increased to provide sufficient contrast guarantee. For the sake of safety and health of Patients and / or investigators is such a dose increase but not desired. To improve the picture quality Therefore, a reduction of the scattered radiation and / or a scattered radiation correction makes sense.

Eine Möglichkeit, die Streustrahlung zu reduzieren, ist die Anordnung eines Streustrahlungsrasters aus hoch strahlungsabsorbierenden Lamellen bzw. einem entsprechenden Lamellen-Gitter über der Sensoranordnung. Als Material für die Lamellen kann z. B. Blei eingesetzt werden. Dieses Raster filtert zwar einen großen Teil der Streustrahlung ab, jedoch bei weitem nicht die gesamte, da die Lamellen des Rasters eine maximale Dicke von 50 bis 100 μm nicht überschreiten dürfen und der Streustrahlungs-Einfallwinkel aufgrund der maximal möglichen Höhe (10 bis 50 mm) nicht beliebig klein gehalten werden kann. Dies bedeutet. in der Praxis, dass auch bei Einsatz eines Streustrahlungsrasters ein Rest von ca. 15% der Streustrahlung ungefiltert auf der Sensoranordnung auftrifft. Zudem sind derartige Streustrahlungsraster kostspielig und aufwändig in der Herstellung. Dies gilt speziell bei größeren Sensoranordnungen in CTs, da die Streustrahlungsraster stabil genug sein müssen, um die aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit auftretenden hohen Zentrifugalkräfte abzufangen. An ihre technischen Grenzen gelangen solche Raster spätestens dann, wenn die Strahlungsquelle zur Auflösungsverbesserung mit einem springenden Brennfleck (flying focal spot) betrieben wird, da man dann Gefahr läuft, dass auch Direkt strahlung durch das Raster mit gefiltert wird. Eine dynamische Refokussierung des Rasters ist bei den hohen Rotationsgeschwindigkeiten kaum möglich.A Possibility to reduce the stray radiation is the Arrangement of a scattered radiation grid of highly radiation-absorbing Slats or a corresponding louvred grid on the sensor arrangement. As a material for the slats z. B. lead can be used. Although this grid filters a large one Part of the scattered radiation, but by no means the whole, because the lamellae of the grid have a maximum thickness of 50 to 100 microns must not exceed and the stray radiation angle of incidence due to the maximum possible height (10 to 50 mm) can not be kept arbitrarily small. This means. in the practice that even when using a scattered radiation grid a Remainder of approx. 15% of the scattered radiation unfiltered on the sensor arrangement incident. In addition, such stray radiation grid are expensive and consuming in the production. This is especially true for larger sensor arrays in CTs, as the scattered radiation grid must be stable enough due to the high rotational speed Intercept occurring high centrifugal forces. At yours technical borders reach such rasters at the latest then, if the radiation source to improve resolution with a flying focal spot, because then you run the risk that even direct radiation through the grid is filtered with. A dynamic refocusing of the Raster is hardly possible at the high rotational speeds.

Andere zusätzlich oder alternativ genutzte Lösungsansätze für das Problem der Streustrahlung basieren auf einer Korrektur durch eine kalkulatorische Extraktion des Streustrahlungsanteils von den gemessenen Rohdaten.Other additional or alternatively used solutions for the problem of stray radiation are based on a correction by a calculatory extraction of the scattered radiation component from the measured raw data.

Gemäß einem ersten Ansatz wird hierzu die Streustrahlung mit Hilfe von Sensoren am Rande der Sensoranordnung gemessen und die damit ermittelte Streustrahlungsrate aus dem Gesamtbild herausgerechnet. Eine Variante hierzu wird in der JP 2000 070254 beschrieben. Diese Methode ist jedoch für größere Sensoranordnungen nicht gut geeignet, da die Verteilung der Streustrahlung über eine größere Fläche bzw. Länge stark variieren kann.According to a first approach, for this purpose the scattered radiation is measured with the aid of sensors at the edge of the sensor arrangement and the calculated scattering rate is calculated out of the overall image. A variant of this is in the JP 2000 070254 described. However, this method is not well suited for larger sensor arrays because the distribution of scattered radiation over a larger area or length can vary widely.

In einem anderen Verfahren werden wie eingangs beschrieben in einer Vormessung, dem sogenannten „Pre-Scan", mittels einer im Strahlengang zwischen Röntgenstrahler und Untersuchungsobjekt angeordneten Maskenstruktur Teilbereiche einer Sensoranordnung temporär von Direktstrahlung abgeschirmt. Dadurch können in der Vormessung die Streustrahlung und Direktstrahlung getrennt voneinander gemessen werden. Im eigentlichen bildgebenden Durchlauf, im Folgenden als „Hauptmessung" bezeichnet, werden diese Daten dazu verwendet, die Streustrahlungseffekte aus den Rohdaten herauszurechnen. Diese z. B. aus der US 6,876,718 B2 bekannte Methode wird auch als „Beam-Stopp-Verfahren" bezeichnet. Bei dieser Vorgehensweise ist jedoch die zu untersuchende Person zusätzlichen Strahlungsrisiken ausgesetzt. Zudem ist die Durchführung der Gesamt-Untersuchung deutlich komplizierter, langwieriger und damit kostspieliger.In another method, sub-regions of a sensor arrangement are temporarily shielded from direct radiation by means of a mask structure arranged in the beam path between the X-ray emitter and the examination object, as described in the introduction, thereby allowing the scattered radiation and direct radiation to be measured separately in the pre-measurement In the actual imaging run, hereinafter referred to as "main measurement", these data are used to To calculate scattered radiation effects from the raw data. This z. B. from the US 6,876,718 B2 This method is also known as "beam stopping", but exposes the subject to additional radiation risks and makes the overall examination much more complicated, tedious and therefore more costly.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Steuereinrich tung zur Steuerung eines Computertomographiesystems bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention, an improved Method and a corresponding Steuereinrich device for control to provide a computed tomography system.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst.These Task is by a method according to claim 1 and by a control device according to claim 10 solved.

Wie eingangs beschrieben, werden auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Vormessung zunächst erste Rohdaten akquiriert, wobei eine Maskenstruktur zwischen Untersuchungsobjekt und Röntgenquelle des Computertomographiesystems angeordnet ist. Daraus werden Streustrahlungsdaten ermittelt, welche dann genutzt werden können, um die Rohdaten, die in der nachfolgenden Hauptmessung akquiriert werden, zu korrigieren. Erfindungsgemäß werden aber zusätzlich aus den in derselben Vormessung akquirierten ersten Rohdaten Übersichtsbilddaten rekonstruiert. Das heißt, es wird das für die Planung der Hauptmessung in der Regel ohnehin erforderliche Topogramm aus zumindest einem Teil dieser ersten Rohdaten rekonstruiert. Mit Hilfe des Topogramms können dann in üblicher Weise die einzelnen innerhalb der Hauptmessung zu messenden Schichten bzw. Volumina festgelegt werden, so dass anschließend die Hauptmessung entsprechend dieser Planung durchgeführt werden kann. Bei den im Rahmen der Hauptmessung erzeugten Bildern kann es sich um beliebige Bilder, beispielsweise dreidimensionale Volumenabbildungen, Schnittbilder etc., vom Inneren des Untersuchungsobjekts handeln. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also letztlich auf Basis der in der Vormessung akquirierten ersten Rohdaten bzw. der daraus konstruierten Übersichtsbilddaten die Hauptmessung (zumindest indirekt) gesteuert.As described above, are also in the inventive Method in a pre-measurement first raw data acquired, wherein a mask structure between the examination subject and the X-ray source of the computed tomography system is arranged. From this, scattered radiation data are determined. which can then be used to calculate the raw data be acquired in the subsequent main measurement, to correct. According to the invention but in addition from the first raw data overview image data acquired in the same pre-measurement reconstructed. That means it will be for the Planning the main measurement usually required topogram reconstructed from at least part of this first raw data. With Help of the topogram can then be done in the usual way the individual layers to be measured within the main measurement or volumes, so that subsequently the Main measurement according to this plan can. In the images generated in the main measurement can they are arbitrary images, for example three-dimensional volume images, Sectional images, etc., of the interior of the examination object act. In the method according to the invention is so ultimately based on the first raw data acquired in the pre-measurement or the overview image data constructed therefrom, the main measurement controlled (at least indirectly).

Durch die erfindungsgemäße Kombination der Vormessung für die Ermittlung der Streustrahlungsdaten und für die Anfertigung der Topogramme werden innerhalb einer Vormessung gleich mehrere optimale Ergebnisse erreicht und dabei die bekannten Nachteile vermieden. So kann auf die bisher üblichen zwei getrennten Vormessungen zur Ermittlung eines Streustrahlenpro fils und zur Ermittlung von Topogrammen für die weitere Planung verzichtet werden bzw. diese beiden Messungen werden durch lediglich eine Messung ersetzt, was insgesamt zu einer geringeren Strahlungsbelastung des Patienten führt. Dabei kann gemäß noch später erläuterten besonders vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens die Gesamtdosis für die komplette CT-Untersuchung weiter minimiert werden.By the inventive combination of Vormessung for the determination of the scattered radiation data and for The preparation of the topograms are within a pre-measurement equal to several optimal results achieved while the known Disadvantages avoided. So can on the usual two separate preliminary measurements to determine a stray beam profile and to determine topograms for further planning be omitted or these two measurements are only by replaced a measurement, resulting in an overall lower radiation exposure of the patient leads. It can still according to later explained particularly advantageous embodiments the total dose for the complete CT scan be minimized.

Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Steuerung eines Computertomographiesystems zur Erzeugung von Bildern vom Inneren eines Untersuchungsobjekts muss neben einer Akquisitions-Steuereinheit zur Steuerung eines bestimmten Messablaufs zur Akquisition von Rohdaten eine Bilddaten-Rekonstruktionseinheit aufweisen, um auf Basis der Rohdaten entsprechende Bilddaten zu rekonstruieren. Dabei muss die Steuereinrichtung so ausgebildet sein, dass in einer Vormessung zunächst erste Rohdaten akquiriert werden, wobei im Strahlengang zwischen dem Untersuchungsobjekt und einer Röntgenquelle des Computertomographiesystems eine Maskenstruktur angeordnet ist, und dass aus den in der Vormessung gemessenen ersten Rohdaten Streustrahlungsdaten ermittelt und zudem aus den in der Vormessung akquirierten ersten Rohdaten Übersichtsbilddaten des Untersuchungsobjekts rekonstruiert werden und weiter in einer auf Basis der Übersichtsbilddaten gesteuerten Hauptmessung zweite Rohdaten akquiriert werden, aus denen dann die gewünschten Bilddaten des Untersuchungsobjekts rekonstruiert werden, wobei die zweiten Rohdaten zuvor mit Hilfe der Streustrahlungsdaten korrigiert werden.A Control device according to the invention for control a computer tomography system for generating images of the interior an examination object must be next to an acquisition control unit to control a specific measurement process to acquire raw data have an image data reconstruction unit based on the Raw data to reconstruct corresponding image data. The must Control device be designed so that in a pre-measurement first raw data are acquired, wherein in the beam path between the examination object and an X-ray source the computed tomography system is arranged a mask structure, and that from the first raw data measured in the pre-measurement scattered radiation data determined and also from the first acquired in the pre-measurement Raw data Overview image data of the examination object reconstructed and continue in one based on the overview image data controlled main measurement second raw data are acquired from which then the desired image data of the examination object be reconstructed, the second raw data previously using help the scattered radiation data are corrected.

Eine erfindungsgemäße medizintechnische bildgebende Anlage benötigt außer den üblichen Komponenten zur Akquisition der Daten, d. h. einem Computertomographie-Scanner, in dem sich eine im Strahlengang zwischen einer Röntgenquelle und einem in dem Computertomographiesystem befindlichen Untersuchungsobjekt positionierbare Maskenstruktur befindet, eine erfindungsgemäß ausgestattete Steuereinrichtung. Eine geeignete Einrichtung, um die Maskenstruktur im CT-Scanner zwischen Röntgenquelle und Untersuchungsobjekt einzubringen, wird später noch erläutert.A Inventive medical imaging Plant required except the usual components to acquire the data, i. H. a computed tomography scanner, in which one in the beam path between an X-ray source and an examination subject located in the computed tomography system positionable mask structure is a inventively equipped Control device. A suitable device to the mask structure in CT scanner between X-ray source and examination object will be explained later.

Ein Großteil der Komponenten zur Realisierung der Steuereinrichtung in der erfindungsgemäßen Weise, insbesondere die Akquisitions-Steuereinheit und die Bilddaten-Rekonstruktionseinheit, können ganz oder teilweise in Form von Softwaremodulen in einem Prozessor einer entsprechenden Steuereinrichtung realisiert werden. Dies ist insoweit vorteilhaft, da durch eine Softwareinstallation auch bereits vorhandene Steuereinrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens leicht nachgerüstet werden können. Die Erfindung umfasst daher auch ein Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Prozessor einer programmierbaren Steuereinrichtung eines Computertomographiesystems ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird.A large part of the components for implementing the control device in the manner according to the invention, in particular the acquisition control unit and the image data reconstruction unit, can be implemented completely or partially in the form of software modules in a processor of a corresponding control device. This is advantageous insofar as already existing control devices for carrying out the method according to the invention can easily be retrofitted by a software installation. The invention therefore also encompasses a computer program product which can be loaded directly into a processor of a programmable control device of a computer tomography system, with program code means for carrying out all the steps of the method according to the invention lead when the program is executed in the controller.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei können die erfindungsgemäße Steuereinrichtung bzw. das erfindungsgemäße Computertomographiesystem auch analog zu den abhängigen Verfahrensansprüchen weitergebildet sein.Further, particularly advantageous embodiments and developments of the invention result from the dependent claims as well the following description. In this case, the inventive Control device or the computer tomography system according to the invention also developed analogously to the dependent method claims be.

Das Verfahren kann grundsätzlich mit unterschiedlich aufgebauten Computertomographiesystemen durchgeführt werden. So ist beispielsweise ein Einsatz mit den derzeit überwiegend genutzten Systemen möglich, bei denen eine oder mehrere Röntgenquellen entlang der Gantry-Kreisbahn schnell rotieren und jeweils auf einen gegenüberliegend an der Gantry-Kreisbahn angeordneten Detektorbereich strahlen. Dabei kann es sich entweder um einen feststehenden, ringförmigen Detektor oder um einen sich mit der Gantry bzw. Röntgenquelle mitbewegenden, teilkreisförmigen Detektor handeln. Bei einem Einsatz in CTs mit mehreren Röntgenquellen können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise auch die Effekte durch die Cross-Over-Streustrahlung (die Über-Kreuz-Bestrahlung eines Detektorelementes durch eine einem anderen Detektorelement zugewiesen Röntgenquelle) reduziert oder sogar eliminiert werden. Ebenso ist das Verfahren aber auch bei einem rein stationären CT-Scanner der 5. Generation (mit sogenannter rotationsfreier Gantry) einsetzbar. Im Folgenden wird
aber – ohne Beschränkung der Erfindung – der Einfachheit halber davon ausgegangen, dass es sich um einen klassischen CT-Scanner der 3. Generation mit einer einfachen Röntgenquelle und einem Röntgendetektor handelt, welche auf einem rotierenden Gantry-Rahmen montiert sind.The method can basically be carried out with differently constructed computed tomography systems. Thus, for example, use is possible with the currently predominantly used systems in which one or more x-ray sources rotate rapidly along the gantry circular path and in each case radiate on a detector area arranged opposite to the gantry circular path. This can be either a fixed, annular detector or a moving with the gantry or X-ray source, part-circular detector. When used in CTs with multiple X-ray sources, the effects of the cross-over scattered radiation (the cross-over irradiation of one detector element by an X-ray source assigned to another detector element) can advantageously also be reduced or even eliminated with the aid of the method according to the invention. However, the method can also be used with a purely stationary fifth generation CT scanner (with a so-called rotation-free gantry). The following will be
but, for the sake of simplicity, it has been assumed, for the sake of simplicity, that it is a classic 3rd generation CT scanner with a simple X-ray source and an X-ray detector mounted on a rotating gantry frame.

Bei einer besonders bevorzugten Variante wird das Untersuchungsobjekt in der Vormessung mehrfach von einer Anzahl von unterschiedlichen, entlang einer Gantry-Kreisbahn um eine Objektachse des Untersuchungsobjekts herum definierten Winkelpositionen aus bestrahlt. Dabei wird das Untersuchungsobjekt zwischen zwei von einer Winkelposition aus erfolgten Aufnahmen entlang der Objektachse relativ zur Gantry-Kreisbahn verschoben. Vorzugsweise wird dabei ein so genanntes Spiralscan-Verfahren genutzt, bei dem die Röntgenquelle eine Helixkurve um das Untersuchungsobjekt beschreibt. Prinzipiell ist aber auch ein schrittweiser Vorschub möglich, sobald die benötigten Aufnahmen entlang einer Gantry-Kreisbahn gefertigt sind.at a particularly preferred variant is the examination object several times in the pre-measurement of a number of different, along a gantry orbit around an object axis of the examination subject around defined angular positions from irradiated. This is the Object to be examined between two from an angular position Shooting moved along the object axis relative to the gantry orbit. Preferably, a so-called spiral scan method is used, wherein the X-ray source is a helical curve around the examination subject describes. In principle, however, is also a gradual feed possible as soon as the required shots along a gantry circular path are made.

Mit dieser Vorgehensweise kann in der Vormessung ein komplettes Streustrahlungsprofil des Untersuchungsobjekts erzeugt werden, welches sich rings um das Untersuchungsobjekt entlang des gesamten später zu untersuchenden Bereich erstreckt. Zudem hat dieses Verfahren bei einer Verwendung von CT-Scannern mit einer rotierenden Gantry den Vorteil, dass – anders als bei einer klassischen Topogramm-Aufnahme, in der üblicherweise die Gantry an einer fixen Position oberhalb oder seitlich vom Untersuchungsobjekt positioniert ist – die Gantry-Rotation nicht ständig unterbrochen werden muss. Somit ist die Methode auch insgesamt schneller als die bisherigen Messverfahren.With This procedure can be used in the pre-measurement a complete scattered radiation profile be generated of the examination object, which is located around the Object of investigation along the entire later to be examined Range extends. In addition, this method has a use of CT scanners with a rotating gantry have the advantage of that - different than in a classic topogram recording, in the usual way the gantry at a fixed position above or to the side of the examination object is positioned - the gantry rotation is not constant must be interrupted. Thus, the method is faster overall than the previous measurement methods.

Da immer nur in bestimmten Winkelpositionen Bilddaten akquiriert werden und somit nur in diesen Positionen die Röntgenquelle betrieben wird, kann ein entsprechendes Spiralscanverfahren auch als „gepulstes Spiralscanverfahren" bezeichnet werden.There image data can always be acquired only in certain angular positions and thus operated only in these positions, the X-ray source a corresponding spiral scanning method can also be called "pulsed Spiral scanning method ".

Vorzugsweise werden zur Rekonstruktion von Übersichtsbilddaten nur erste Rohdaten genutzt, die bei einer Bestrahlung des Untersuchungsobjekts von bestimmten, entlang einer Gantry-Kreisbahn um eine Objektachse herum definierten Übersichtswinkelpositionen aus akquiriert werden. Das heißt, nicht an allen Winkelpositionen, aus denen Aufnahmen zur Erfassung der Streustrahlungsdaten gefertigt werden, werden auch Übersichtsbilddaten gefertigt, sondern lediglich an einigen ausgewählten Winkelpositionen, beispielsweise an einer Winkelposition genau oberhalb des Patienten zur Anfertigung einer Anterior-/Posterior-Aufnahme und/oder seitlich des Patienten für eine Lateralaufnahme.Preferably are only the first to reconstruct overview image data Raw data used in an irradiation of the study object of determined along a gantry orbit around an object axis defined overview angle positions are acquired from. That is, not at all angular positions from which shots are manufactured to capture the scattered radiation data are also overview image data made, but only to some selected angular positions, for example an angular position just above the patient for preparation Anterior / Posterior recording and / or the side of the patient for a lateral photograph.

Dabei wird vorteilhafterweise bei der Vormessung die Röntgenquelle so gesteuert, dass in den Übersichtswinkelpositionen die abgestrahlte Röntgenstrahlungsdosis höher ist als die Röntgenstrahlungsdosis, die von den anderen Winkelpositionen aus abgestrahlt ist. Da es ja bei der Erfassung der Rohdaten für die Ermittlung der Streustrahlungsdaten, anders als bei der Erfassung der Rohdaten für die Ermittlung der Übersichtsbilder, nicht auf die Bildqualität ankommt, kann hier mit einer erheblich geringeren Röntgenstrahlungsdosis gearbeitet und somit die Gesamtdosis reduziert werden.there is advantageously in the pre-measurement, the X-ray source controlled so that in the overview angle positions the emitted X-radiation dose is higher as the x-ray dose, that from the other angular positions is radiated out. As it is in the collection of raw data for the determination of the scattered radiation data, unlike the acquisition the raw data for the determination of the overview images, not depends on the picture quality, can here with a worked considerably lower X-ray dose and thus the total dose can be reduced.

Nachdem die Vormessung durchgeführt wurde, wird bevorzugt anhand der ersten Rohdaten ein Streustrahlungsprofil ermittelt. Dies ist durch eine Interpolation der Werte an den maskierten Stellen möglich, an welchen die Direktstrahlung abgeschirmt ist und an denen daher lediglich die noch verbleibende Streustrahlung detektiert wird.After this the pre-measurement has been carried out is preferred the first raw data a scattered radiation profile determined. This is by interpolation of the values at the masked locations, where the direct radiation is shielded and where therefore only the remaining scattered radiation is detected.

Besonders bevorzugt wird zusätzlich auf Basis der in der Vormessung ermittelten ersten Rohdaten auch ein Absorptionsprofil des Untersuchungsobjekts ermittelt. Auf Basis dieses Absorptionsprofils kann dann automatisch eine bei der Hauptmessung auszustrahlende Dosis bestimmt werden. Bei den bisher üblichen Verfahren liefern die Übersichtsbilder alleine lediglich einen einzigen Sichtwinkel auf das Patienten-Absorptionsprofil, welches aber nicht für eine akkurate Vorhersage des vollen 360°-Absorptionsprofils ausreicht. Ist dieses komplette Absorptionsprofil aber bekannt, kann für die Aufnahme in der Hauptmessung die Dosis dynamisch an das Patienten-Absorptionsprofil angepasst werden, so dass sie gerade ausreicht, um die benötigte Bildqualität zu erreichen. Allein dadurch kann eine ggf. in der Vormessung selbst erhöhte Strahlungsdosis bei der Hauptmessung um ein Mehrfaches wieder eingespart werden, so dass die Gesamtdosis für den Patienten reduziert werden kann und zudem noch eine bessere Verteilung der Strahlenbelastung auf den Patienten zwischen der Vormessung und der Hauptmessung erreicht wird.Particularly preferably, an absorption profile of the examination object is additionally determined on the basis of the first raw data determined in the preliminary measurement. On the basis of this absorption profile can then automatically one in the main measurement be irradiated dose. In the hitherto conventional methods, the overview images alone provide only a single viewing angle on the patient absorption profile, but this is not sufficient for an accurate prediction of the full 360 ° absorption profile. However, if this complete absorption profile is known, the dose in the main measurement can be dynamically adjusted to the patient absorption profile so that it is just sufficient to achieve the required image quality. This alone can be a possibly in the pre-measurement itself increased radiation dose in the main measurement can be saved again by a multiple, so that the total dose for the patient can be reduced and also achieved a better distribution of radiation exposure to the patient between the pre-measurement and the main measurement becomes.

Besonders bevorzugt werden in einer ohne ein Untersuchungsobjekt, aber mit der Maskenstruktur durchgeführten Luft-Kalibrationsmessung dritte Rohdaten erzeugt. Alternativ oder ganz besonders bevorzugt zusätzlich erfolgt außerdem eine solche Luft-Kalibrationsmessung ohne die Maskenstruktur, um vierte Rohdaten zu akquirieren. Die ermittelten weiteren Rohdaten können dann zur Korrektur der Streustrahlungsdaten und/oder Bilddaten genutzt werden. Mit den so ermittelten Messungen können z. B. die Schattenartefakte, welche in den Übersichtsbilddaten aufgrund der verwendeten Maskenstruktur auftreten, wieder herausgerechnet werden, so dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Übersichtsbilder erzeugt werden können, in denen die Maske nicht sichtbar ist. Dabei werden zunächst mit Hilfe der Luft-Kalibrationsmessung sog. Luft-Kalibrierungstabellen erzeugt, die später zu beliebigen Zeiten auch für mehrere Messungen mit dem Gerät genutzt werden können, um die durch die Maskenstruktur verursachten Absorptionen in den Übersichtsbildern zu korrigieren. Diese Tabel len können im Übrigen auch hilfreich sein, um den sog. Penumbra-Effekt herauszurechnen, der durch einen nicht ausreichend eingegrenzten Fokus der Röntgenquelle verursacht werden kann.Especially be preferred in one without an examination object, but with the mask structure performed air calibration measurement generates third raw data. Alternatively or very particularly preferred In addition, such an air calibration measurement also takes place without the mask structure, to acquire fourth raw data. The determined further raw data can then be used for correction the scattered radiation data and / or image data are used. With the measurements thus determined can, for. The shadow artifacts, which in the overview image data due to the used Mask structure occur, be deducted again, so with the process of the invention overview images can be generated in which the mask is not visible is. First, with the aid of the air calibration measurement so-called air calibration tables generated later any times even for multiple measurements with the device can be used to through the mask structure corrected absorptions in the overview images. Incidentally, these tables can also be helpful be to calculate the so-called Penumbra effect, which by a insufficiently limited focus of the X-ray source can be caused.

Zusätzlich oder alternativ kann vorzugsweise auch bei der Vormessung dafür gesorgt werden, dass bei der Rotation um das Untersuchungsobjekt und der Verschiebung der Gantry-Kreisbahn in Längsrichtung überlappende Bildbereiche erfasst werden, so dass in jeder der aufeinander folgenden Rotationen die durch die Maske abgeschatteten Bild- bzw. Detektorpixelwerte noch einmal ohne die Abschattung erfasst werden. Auch auf diese Weise ist eine Korrektur der durch die Maske erzeugten Schattenartefakte für die Übersichtsmessung möglich. Ebenso sind andere Korrekturmethoden möglich, z. B. durch Berechnung einer Abschätzung für die abgeschatteten Detektorpixel, basierend auf den Werten von Nachbarpixeln oder durch Verwendung von sog. Flying Spot Modes, bei denen die Position des Fokus der Röntgenquelle hin- und her springt und sich daher auch die Position des durch die Maskenstruktur erzeugten Schattens zwischen nachfolgenden Aufnahmen verschiebt. Die Verfahren können auch kombiniert eingesetzt werden.additionally or alternatively, preferably also in the Vormessung for be taken care of during the rotation around the examination object and the displacement of the gantry orbit in the longitudinal direction overlapping Image areas are captured so that in each of the consecutive Rotations reduce the image or detector pixel values shadowed by the mask be captured again without the shading. Also on this Way is a correction of the shadow artifacts generated by the mask possible for overview measurement. Likewise are other correction methods possible, eg. B. by calculation an estimate for the shaded detector pixels, based on the values of neighboring pixels or by use of so-called flying spot modes, in which the position of the focus of X-ray source jumps back and forth and therefore also the position of the shadow generated by the mask pattern between shifts subsequent recordings. The procedures can can also be used in combination.

Die Maskenstruktur kann eine beliebige Struktur aufweisen. Da ja innerhalb der Vormessung auch Rohdaten zur Erzeugung der Übersichtsbilder akquiriert werden sollen, ist die Maskenstruktur vorzugsweise so ausgebildet, dass der maskierende Flächenanteil der Maskenstruktur, d. h. der Bereich der Maskenstruktur, welcher die Röntgenstrahlung im Wesentlichen abschirmt, kleiner ist als der übrige Flächenanteil der Maskenstruktur, durch welchen die Röntgenstrahlung im Wesentlichen ungeschwächt durchgeht. Beispielsweise kann die Maskenstruktur – im Gegensatz z. B. zu der aus der US 6,876,718 B2 bekannten Maskenstruktur, welche aus einer Bleiplatte mit einem darin eingebrachten Muster aus engen Löchern besteht – einzelne, möglichst eng begrenzt maskierende Punkte oder Streifen aufweisen. Eine solche Maskenstruktur kann z. B. erzeugt werden, indem streifenförmige oder kreisförmige Plättchen, Drähte etc. aus stark röntgenstrahlabsorbierendem Material, wie z. B. Blei, auf einen vorzugsweise plattenförmigen Träger aus nur schwach röntgenstrahlabsorbierendem Material aufgebracht werden. Die maskierenden, röntgenstrahlabsorbierenden Elemente können je nach Anwendungsfall und exakter Berechnungs- bzw. Korrekturmethode auch halbtransparent sein.The mask structure may have any structure. Since raw data for generating the overview images should also be acquired within the pre-measurement, the mask structure is preferably designed such that the masking area portion of the mask structure, ie the area of the mask structure which substantially shields the X-ray radiation, is smaller than the remaining area portion of the mask structure through which the X-ray passes substantially unattenuated. For example, the mask structure - in contrast z. B. to the from the US 6,876,718 B2 known mask structure, which consists of a lead plate with an introduced pattern of narrow holes - have individual, as narrow as possible masking masking points or stripes. Such a mask structure can, for. B. generated by strip or circular platelets, wires, etc. made of strong X-ray absorbing material such. As lead, are applied to a preferably plate-shaped carrier from only weakly X-ray absorbing material. The masking, X-ray absorbing elements can also be semitransparent depending on the application and precise calculation or correction method.

Der Träger kann beispielsweise in einem üblicherweise in einem CT-Scanner vor der Röntgenquelle ohnehin angeordneten Blendenkasten eingesetzt werden. Vorzugsweise weist das Computertomographiesystem, beispielsweise die Steuereinrichtung, eine geeignete Masken-Steuerungseinheit auf, um für eine Vormessung automatisch die Maskenstruktur zwischen dem Untersuchungsobjekt und einer Röntgenquelle des Computertomographiesystems zu positionieren. Mit Hilfe dieser Masken-Steuerungseinheit kann auch automatisch die Maskenstruktur für die Hauptmessung wieder entfernt werden, so dass es nicht erforderlich ist, dass das Bedienungspersonal zwischen Vor- und Hauptmessung manuell Veränderungen am CT-Scanner durchführt.Of the For example, carrier can be used in one arranged anyway in front of the X-ray source in a CT scanner Aperture box can be inserted. Preferably, the computed tomography system, For example, the control device, a suitable mask control unit to automatically enter the mask structure for a pre-measurement between the examination object and an X-ray source of the computed tomography system. With the help of this Mask control unit can also automatically change the mask structure be removed again for the main measurement, so it it is not necessary for the operating staff to and main measurement manually makes changes to the CT scanner.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich im Rahmen der verschiedensten Computertomographie-Verfahren einsetzbar. Besonders vorteilhaft ist es auch bei der Aufnahme von sog. Multi-Energiebildern, bei denen Rohdaten unter Aussendung von Röntgenstrahlen mit unterschiedlichen Röntgenstrahlungs-Energiespektren akquiriert werden, wie bei den derzeit schon häufiger angewandten Verfahren mit zwei verschiedenen Energiespektren zur Erzeugung so genannter „Dual Energy-Bilder". Dementsprechend muss nur dafür gesorgt werden, dass auch in der Vormessung erste Rohdaten unter Aussendung von Röntgenstrahlen mit unterschiedlichen Röntgenstrahlungs-Energiespektren akquiriert werden. Bei so genannten Multi-Energiebildern oder Dual-Energy-Bildern werden die geringen Unterschiede in den Absorptionskoeffizienten der verschiedenen Körpergewebe bei unterschiedlichen Röntgenenergiespektren genutzt, um zusätzliche Informationen über die Körpergewebe zu erhalten. Dabei ist eine besonders akkurate Messung der Röntgen-Absorptionskoeffizienten eine Voraussetzung, um diese Informationen zu gewinnen. Insofern ist es bei solchen Verfahren besonders wichtig, die Streustrahlung gut zu eliminieren und/oder restliche Streustrahlung mit Hilfe von Korrekturen herauszurechnen. Durch die erfindungsgemäß durchführbaren Vormessungen mit den entsprechenden Energiespektren können erheblich exaktere Werte sowohl für die Streustrahlenkorrektur als auch ggf. für die Messung der Abschwächungsprofile bei den verschiedenen Energiespektren ermittelt werden, so dass letztlich erheblich bessere Aufnahmen gefertigt werden können.The method according to the invention can basically be used in the context of a wide variety of computed tomography methods. It is also particularly advantageous in the recording of so-called multi-energy images in which raw data are acquired with the emission of X-rays with different X-ray energy spectra, as in the currently more frequently used method with two different energy spectra For the production of so-called "dual energy images", it is only necessary to ensure that the first raw data is also acquired in the pre-measurement by emitting X-rays with different X-ray energy spectra.These are called multi-energy images or dual-energy images The small differences in the absorption coefficients of different body tissues in different X-ray energy spectra used to obtain additional information about the body tissues.A particularly accurate measurement of the X-ray absorption coefficients is a prerequisite to gain this information, so it is particularly important in such procedures In order to eliminate the scattered radiation well and / or to eliminate residual scattered radiation by means of corrections, the pre-measurements with the corresponding energy spectra which can be carried out according to the invention make it possible to obtain considerably more exact values both for the scattering trajectory Steering correction as well as possibly for the measurement of the attenuation profiles in the various energy spectra are determined so that ultimately much better images can be made.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen.The Invention will be described below with reference to the attached Figures on the basis of embodiments again in more detail explained. Here are the same in the different figures Components provided with identical reference numbers.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung der Direktstrahlung und der Streustrahlung in einem CT und darunter eine Darstellung der Wirkung der Streustrahlung auf ein aufgenommenes Absorptionsprofil, 1 a schematic representation of the direct radiation and scattered radiation in a CT and below a representation of the effect of scattered radiation on a recorded absorption profile,

2 eine schematische Darstellung der „Beam-Stopp-Methode" zur Messung von Streustrahlungsdaten mit einer Maskenstruktur, 2 a schematic representation of the "beam stop method" for measuring scattered radiation data with a mask structure,

3 eine schematische Darstellung eines bei dem Verfahren gemäß 2 aufgenommenen Abschwächungsprofils, 3 a schematic representation of one in the method according to 2 absorbed attenuation profile,

4 ein Flussdiagramm für einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, 4 a flow chart for a possible sequence of the method according to the invention,

5 eine schematische Darstellung zur Demonstration der verschiedenen Winkelstellungen bei der Aufnahme der Rohdaten in der Vormessung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, 5 a schematic representation of the demonstration of the various angular positions in the recording of the raw data in the pre-measurement according to the inventive method,

6 ein Topogramm des Brustbereichs eines Patienten mit einer schematische Darstellung einer möglichen Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Aufnahme des Topogramms, 6 a topogram of the chest region of a patient with a schematic representation of a possible mode of operation of the method according to the invention when the topogram is recorded,

7 eine grob schematische Darstellung eines Computertomographiesystems mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, 7 1 is a rough schematic representation of a computed tomography system with an exemplary embodiment of a control device according to the invention for carrying out the method,

8 ein Bild eines Testobjekts, welches mit einer semitransparenten Maske im Röntgen-Strahlengang aufgenommen wurde, 8th an image of a test object, which was taken with a semi-transparent mask in the X-ray path,

9 ein Referenzbild zu dem Bild in 8 ohne die semi-transparente Maskenstruktur, 9 a reference picture to the picture in 8th without the semi-transparent mask structure,

10 ein Luft-Kalibrationsbild aus dem Gerät, mit welchem die Aufnahmen in 8 und 9 gefertigt wurden, ohne Objekt, jedoch mit der Maskenstruktur im Röntgenstrahlengang. 10 an air calibration image from the device with which the recordings in 8th and 9 were made without object, but with the mask structure in the X-ray beam.

11 das Bild gemäß 8 nach einer Korrektur mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Nutzung des Luft-Kalibrationsbilds nach 10. 11 the picture according to 8th after a correction with the method according to the invention using the air calibration image after 10 ,

1 zeigt grob schematisch den Schnitt durch einen CT-Scanner mit einer rotierenden Gantry. Im Gantry-Gehäuse 2 sind auf einem ringförmigen Gantry-Rahmen ein Röntgenstrahler 5 und gegenüberliegend ein Röntgendetektor 4 angeordnet. Durch die Rotation des Rahmens rotieren die Röntgenquelle 5 und der Detektor 4 um das Untersuchungsobjekt P, hier einen Patienten P, welcher sich in dem von der Gantry-Kreisbahn umschlossenen Messraum 6 befindet. Der Röntgenstrahler 5 strahlt dabei einen in Längsrichtung des Patienten P flachen, scheibenförmigen, in der Rotationsebene sich in einem bestimmten Fächerwinkel SW ausbreitenden Röntgenstrahlungsfächer ab. Der Winkel SW ist so gewählt, dass der Strahlungsfächer in der Detektorebene eine Kreisbogenlänge aufspannt, die der Länge des Detektors 4 entspricht. 1 shows roughly schematically the section through a CT scanner with a rotating gantry. In the gantry housing 2 are on an annular gantry frame an X-ray source 5 and an X-ray detector opposite 4 arranged. The rotation of the frame causes the X-ray source to rotate 5 and the detector 4 around the examination object P, here a patient P, which is located in the measuring room enclosed by the gantry circular path 6 located. The X-ray source 5 emits a flat, disc-shaped, in the longitudinal direction of the patient P, disc-shaped, in the plane of rotation at a certain fan angle SW spreading X-ray fan. The angle SW is chosen such that the radiation fan in the detector plane spans an arc length, that of the length of the detector 4 equivalent.

Die durch den geraden Pfeil symbolisierte Direktstrahlung DR läuft von der Röntgenquelle 5 durch das Untersuchungsobjekt P auf den in direkter Linie vom Fokus der Röntgenquelle 5 beabstandeten Detektorpixel. Die durch den abgeknickten Pfeil symbolisierte Streustrahlung SR wird dagegen beispielsweise aufgrund von Compton-Streuung innerhalb des Untersuchungsobjekts P abgelenkt und trifft daher auf einen anderen Detektorpixel. Um aus den mit einem solchen CT-Scanner erzeugten Rohdaten Bilder rekonstruieren zu können, ist es notwendig, das direkte Abschwächungsprofil zu messen, d. h. die einzelnen Detektorpixel sollten möglichst genau detektieren, welcher Abschwächung ein Röntgenstrahl unterworfen ist, der direkt vom Fokus durch den Patienten P hindurch auf den jeweiligen Detektorpixel trifft. Daher sollte vorteilhafterweise möglichst nur Direktstrahlung DR gemessen werden. Die Streustrahlung SR trägt dagegen lediglich zur Erhöhung des Rauschens bei. Dies ist im Diagramm im unteren Teil der 1 dargestellt, dessen obere Kurve ein von dem Detektor ohne weitere Maßnahmen zur Abschirmung der Streustrahlung SR gemessenes Abschwächungsprofil zeigt (gemessene Intensität I über Ort x des Detektors). Die untere Kurve zeigt dagegen das gleiche Abschwächungsprofil nach Eliminierung der Streustrahlung. Dies macht deutlich, dass die Streustrahlung lediglich das Untergrundrauschen erhöht und nicht zur Bildgebung beitragen kann.The direct radiation DR symbolized by the straight arrow runs from the X-ray source 5 through the examination object P in the direct line from the focus of the X-ray source 5 spaced detector pixels. The stray radiation SR symbolized by the bent arrow, on the other hand, is deflected, for example, due to Compton scattering within the examination subject P and therefore strikes a different detector pixel. In order to be able to reconstruct images from the raw data generated by such a CT scanner, it is necessary to measure the direct attenuation profile, ie the individual detector pixels should detect as precisely as possible which attenuation an X-ray is subjected to directly from the focus by the patient P passes through the respective detector pixel. Therefore, advantageously only direct radiation DR should be measured if possible. By contrast, the scattered radiation SR merely contributes to increasing the noise. This is in the diagram in the lower part of the 1 shown, the upper curve of a shows the attenuation profile measured by the detector without further measures for shielding the scattered radiation SR (measured intensity I over location x of the detector). In contrast, the lower curve shows the same attenuation profile after elimination of scattered radiation. This makes it clear that the scattered radiation only increases the background noise and can not contribute to the imaging.

Wie bereits eingangs erläutert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, Streustrahlung abzuschirmen, beispielsweise mit Hilfe von sog. Streustrahlungsgittern. Ebenso gibt es verschiedene Verfahren, Streustrahlung oder zumindest Schätzwerte für die Streustrahlung zu erfassen und mit Hilfe dieser dann die Rohdaten zu korrigieren. Eine solche Methode, welche auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ist die sog. „Beam-Stopp-Methode", die schematisch in 2 dargestellt ist. Hier wird zwischen das Untersuchungsobjekt P und die Röntgenquelle 5 in einer Vormessung eine Maskenstruktur 10 positioniert. Diese Maskenstruktur 10 besteht beispielsweise aus einer Trägerplatte 7 aus nicht oder nur schwach röntgenabsorbierendem Material (d. h. ein Material mit kleiner Kernladungszahl Z, z. B. Beryllium (Z = 4) oder Kohlenstofffasern (Z = 6)), auf welches sog. „Beam-Stopper" 8 (Strahlenstopper), hier in Form von kreisförmigen Plättchen, aus stark röntgenabsorbierendem Material wie z. B. Blei aufgebracht sind. Alternativ können auch andere Materialien und/oder Formen von Beam-Stoppern, beispielsweise Drähte etc., eingesetzt werden. Die Beam-Stopper 8 werfen dann hinter dem Objekt auf der Detektoroberfläche Schatten S, welche bei der Messung erfasst werden. Über Positioniermittel 9 ist die Maskenstruktur vorteilhafterweise automatisch im Strahlengang zwischen Röntgenquelle 5 und Patient P positionierbar und ebenso automatisch wieder entfernbar.As already explained at the outset, there are various possibilities for shielding scattered radiation, for example with the aid of so-called scattered radiation gratings. Likewise, there are various methods of detecting scattered radiation or at least estimated values for the scattered radiation and then using this to correct the raw data. One such method, which is also used in the context of the present invention, is the so-called "beam stop method", which is shown schematically in FIG 2 is shown. Here, between the examination object P and the X-ray source 5 in a pre-measurement a mask structure 10 positioned. This mask structure 10 consists for example of a carrier plate 7 of material which does not or only weakly X-ray-absorbing material (ie a material with a low atomic number Z, eg beryllium (Z = 4) or carbon fibers (Z = 6)), to which so-called "beam stopper" 8th (Radiation stopper), here in the form of circular platelets, made of strong X-ray absorbing material such. B. lead are applied. Alternatively, other materials and / or shapes of beam stoppers, such as wires, etc. may be used. The beam stopper 8th then behind the object on the detector surface cast shadows S, which are detected during the measurement. Via positioning means 9 the mask structure is advantageously automatically in the beam path between the X-ray source 5 and patient P positionable and also automatically removable.

Die Größe der Beam-Stopper 8 ist bei dem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung möglichst klein genug gewählt, damit nur geringe Artefakte, d. h. Schatten S, auf der Detektoroberfläche auftreten und die in der Vormessung erzeugten Daten so möglichst gut auch für andere Zwecke, insbesondere eine Erzeugung von Übersichtsbildern, verwendet werden können. Auf der anderen Seite sind sie aber auch gerade groß genug, damit der sogenannte „Penumbra-Effekt" nicht zu stark wird, der durch die nicht ideale Fokussierung des Röntgenstrahlers und außerfokale Strahlung auftreten kann. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Beam-Stopper einen Durchmesser zwischen ca. 1 mm und 5 mm auf. Bei Verwendung von anderen Strukturen wie z. B. Drähten oder Ähnlichem wird ebenfalls ein Durchmesser von vorzugsweise 1 mm bis 5 mm gewählt.The size of the beam stopper 8th is chosen as small as possible in the embodiment for the present invention, so that only small artifacts, ie shadow S, occur on the detector surface and the data generated in the pre-measurement as well as possible for other purposes, in particular a generation of overview images can be used , On the other hand, however, they are also just large enough so that the so-called "penumbra effect" does not become too strong, which can occur due to the non-ideal focusing of the X-ray source and of extra-focal radiation.-In a particularly preferred embodiment, the beam stops have a Diameter between about 1 mm and 5 mm When using other structures such as wires or the like, a diameter of preferably 1 mm to 5 mm is also selected.

3 zeigt ein Abschwächungsprofil (gemessene Intensität I über Ort x des Detektors), welches mit dem in 2 schematisch dargestellten Aufbau bei einer Verwendung von neun kreisförmigen Beam-Stoppern 8 in einer Zeile eines CT-Detektors gemessen wird. Die Einbrüche in der Signalintensität I resultieren aus der Direktstrahlungsabsorption durch die Beam-Stopper 8. Die Detektorpixel in diesen Regionen messen daher im Wesentlichen das aktuelle Streustrahlungsprofil in der erfassten Schicht. Durch Interpolation dieser Minima in der Signalintensität I kann somit ein Streustrahlungsprofil über die komplette Schicht erstellt werden. Mit Hilfe des Streustrahlungsprofils kann dann aus den in der Hauptmessung erzeugten Rohdaten der Streustrahlungsanteil einfach abgezogen werden. Ein mögliches Verfahren zur Auswertung der so gemessenen Streustrahlungsdaten bzw. Streustrahlungsprofile und zur Korrektur der Rohdaten, welches in analoger Form auch im Rahmen der Erfindung einsetzbar ist, ist in der bereits eingangs erwähnten US 6,876,718 B2 beschrieben. 3 shows an attenuation profile (measured intensity I over location x of the detector) associated with the in 2 schematically illustrated construction when using nine circular beam stoppers 8th in a line of a CT detector is measured. The dips in the signal intensity I result from the direct radiation absorption by the beam stopper 8th , The detector pixels in these regions therefore essentially measure the current scatter profile in the detected slice. By interpolation of these minima in the signal intensity I, a scattered radiation profile can thus be created over the entire layer. With the help of the scattered radiation profile, the scattered radiation component can then be simply subtracted from the raw data generated in the main measurement. A possible method for evaluating the scattered radiation data or scattered radiation profiles thus measured and for correcting the raw data, which can also be used in an analogous form within the scope of the invention, is already mentioned in the introduction US 6,876,718 B2 described.

Hinsichtlich der Messung der Streustrahlungsprofile bzw. der Korrektur der Bilder funktioniert dieses Verfahren recht gut, jedoch hat es den Nachteil, dass die Strahlenbelastung für den Patienten wegen der separaten Vormessung höher ist.Regarding the measurement of the scattered radiation profiles or the correction of the images This method works quite well, but it has the disadvantage that the radiation exposure to the patient because of separate pre-measurement is higher.

Daher wird nach der erfindungsgemäßen Methode nun die Streustrahlung nur in einer einzigen Vormessung gemeinsam mit der Erfassung der Übersichtsbilder (Topogramme) für den weiteren klinischen CT-Ablauf gemessen, wobei vorteilhafterweise ein ganz spezieller Ablauf der Messung vorgesehen ist, um die Dosis insgesamt zu minimieren. Zusätzlich können nämlich mit Hilfe dieser nachfolgend detailliert erläuterten Vormessung auch genaue Informationen über das Abschwächungsprofil des Patienten über den gesamten Aufnahmebereich erfasst werden, auf dessen Basis die automatische Expositionskontrolle in der späteren Hauptmessung gesteuert wird. Dadurch kann eine maximale Dosiseinsparung während des Gesamt-Messvorgangs erreicht werden.Therefore is the method of the invention now the Stray radiation only in a single pre-measurement together with the Capture of the overview images (topograms) for measured the further clinical CT procedure, advantageously a very special course of measurement is provided to the dose total to minimize. In addition, namely with the help of this pre-measurement detailed below also exact information about the mitigation profile of the patient over the entire recording area based on which the automatic exposure control in the later main measurement is controlled. This can a maximum dose saving during the whole measuring process be achieved.

Der Ablauf dieses Verfahrens wird anhand von 4 ersichtlich. In einem ersten Schritt wird hierbei zunächst die Vormessung VM durchgeführt. Eine mögliche Vorgehensweise bei dieser Vormessung ist in 5 dargestellt. Bei der bevorzugten Variante eines Spiralscans läuft die Röntgenquelle 5 gemeinsam mit dem gegenüberliegend auf dem Gantry-Rahmen angeordneten Detektor 4 auf einer Helixbahn um den Patienten P um, d. h. die Gantry rotiert unter permanenter Bewegung der Gantry-Kreisbahn 3 relativ zum Patienten P entlang der Patientenlängsachse A. Anders als bei einem normalen Spiralscan wird hier aber die Röntgenquelle 5 nur gepulst in bestimmten Winkelpositionen W₁, W₂, W₃, W₄ betrieben. Dies spart im Verhältnis zu einem vollständigen Spiralscan eine erhebliche Dosis ein. Während dieser Messung befindet sich jeweils zwischen der Röntgenquelle 5 und dem Patienten P. wie in 2 dargestellt, eine Maskenstruktur 10 mit den Beam-Stoppern 8. Die so erzeugten Rohdaten RD₁ werden z. T., je nach Winkelstellung W₁, W₂, W₃, W₄, nur zur Ermittlung des Streustrahlungs- und Absorptionsprofils herangezogen. In bestimmten Winkelpositionen, beispielsweise in der 9-Uhr-Stellung W₁ und in der 12-Uhr-Stellung W₄, dienen die gemessenen Rohdaten RD₁ zusätzlich zur Rekonstruktion von Topogrammen. Dabei erfolgt die Steuerung der Röntgenquelle so, dass in diesen Übersichtsbild-Winkelpositionen W₁, W₄ mit einer für die Rekonstruktion der Topogramme erforderlichen höheren Dosis gemessen wird, wogegen in den anderen Winkelpositionen W₂, W₃ die Dosis auf ein Minimum heruntergesetzt wird.The procedure of this procedure is based on 4 seen. In a first step, the pre-measurement VM is first performed. One possible approach to this pre-measurement is in 5 shown. In the preferred variant of a spiral scan, the X-ray source is running 5 together with the oppositely arranged on the gantry frame detector 4 on a helical path around the patient P, ie the gantry rotates with permanent movement of the gantry orbit 3 relative to the patient P along the patient's longitudinal axis A. Unlike a normal spiral scan but here is the X-ray source 5 only pulsed in certain angular positions W ₁ , W ₂ , W ₃ , W ₄ operated. This saves in relation to a complete spi ralscan a substantial dose. During this measurement, the X-ray source is located in each case 5 and the patient P. as in 2 shown, a mask structure 10 with the beam stoppers 8th , The raw data RD ₁ thus generated are z. T., depending on the angular position W ₁ , W ₂ , W ₃ , W ₄ , only used to determine the scattered radiation and absorption profile. In certain angular positions, for example in the 9 o'clock position W ₁ and in the 12 o'clock position W ₄ , the measured raw data RD ₁ additionally serve to reconstruct topograms. In this case, the control of the X-ray source is carried out so that in these overview image angular positions W ₁ , W _{4 is} measured with a required for the reconstruction of the topogram higher dose, whereas in the other angular positions W ₂ , W _3, the dose is reduced to a minimum.

In der Winkelposition W₁ kann so in der Vormessung ein laterales Topogramm des Patienten P erzeugt werden, in der Winkelposition W₄ ein Anterior-/Posterior-Topogramm. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass nur eines von beiden Topogrammen oder ein Topogramm aus einer beliebigen anderen Winkelstellung heraus oder auch mehr als zwei Topogramme erzeugt werden. Um die Dosis einzusparen, werden jedoch vorzugsweise so wenig Topogramme, wie gerade für die Planung der nachfolgenden Messung erforderlich sind, erzeugt.In the angular position W ₁ , a lateral topogram of the patient P can thus be generated in the pre-measurement, and an anterior / posterior topogram in the angular position W ₄ . Of course, it is also possible that only one of the two topograms or a topogram from any other angular position out or even more than two topograms are generated. In order to save the dose, however, it is preferred to generate as few topograms as are currently required for the planning of the subsequent measurement.

6 zeigt ein Beispiel eines Anterior-/Posterior-Topogramms vom Brustkorbbereich eines Patienten. Eingezeichnet sind jeweils die Bildabschnitte, die in den aufeinander folgenden Rotationszyklen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ erzeugt wurden, d. h. jeweils immer dann, wenn sich die Röntgenquelle 5 auf ihrer Helixbahn in der Winkelposition W₄ befunden hat. Wie hier zu sehen ist, ist die Helixkurve so gewählt, dass sich die erfassten Bildabschnitte von zwei aufeinander folgenden Rotationszyklen R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ teilweise überlappen. Die Beam-Stopper 8, welche hier durch die Schatten S dargestellt sind, sind so angeordnet, dass sie sich nur in einer Hälfte des erfassten Bildabschnitts (bei einer Teilung quer zur Patienten-Längsachse) befinden. Dadurch wird der überlappende Bereich jeweils einmal mit und einmal ohne Beam-Stopper-Schatten S erfasst. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Korrektur bzw. Eliminierung der durch die Schatten S gebildeten Artefakte in den Übersichtsbildern. Wie hier ebenfalls zu sehen ist, wird so ein komplettes Netz von Messpunkten erfasst, an denen jeweils nur die Streustrahlung gemessen wurde, so dass sich auf diese Weise ein den Körper des Patienten um 360° komplett umspannendes Streustrahlungsprofil ermitteln lässt, mit dem auf die bekannte Weise die Rohdaten und somit auch die Bilddaten bei der späteren Hauptmessung korrigiert werden können. 6 shows an example of an anterior / posterior topogram from the chest area of a patient. In each case, the image sections which were produced in the successive rotation cycles R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ are drawn, ie in each case whenever the X-ray source 5 on its helical path in the angular position W _{4 has} found. As can be seen here, the helical curve is chosen so that the captured image sections of two consecutive rotation cycles R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ partially overlap. The beam stopper 8th , which are represented here by the shadows S, are arranged so that they are only in one half of the captured image section (at a pitch transverse to the patient's longitudinal axis). As a result, the overlapping area is detected once with and once without beam stopper shadow S. This allows a simple correction or elimination of the artifacts formed by the shadows S in the overview images. As can also be seen here, a complete network of measurement points is detected, on which only the scattered radiation was measured, so that in this way the patient's body 360 ° completely spanning scattered radiation profile can be determined, with the well-known Way the raw data and thus also the image data in the later main measurement can be corrected.

Wie 4 weiter zeigt, werden hierzu die so ermittelten Rohdaten RD₁ in einem Streustrahlungsprofilermittlung SE herangezogen, um die Streudaten bzw. das gewünschte Streustrahlungsprofil SP zu erzeugen. Weiterhin werden die Rohdaten RD₁ in einer Absorptionsprofilermittlung AE verwendet, um ein Absorptionsprofil AP des Patienten zu ermitteln. Außerdem werden in einem Topogramm-Rekonstruktionsschritt TR aus einem Teil der Rohdaten RD₁ die Topogramm-Bilddaten TD rekonstruiert.As 4 In addition, the raw data RD ₁ determined in this way are used in a scattered radiation profile determination SE in order to generate the scatter data or the desired scattered radiation profile SP. Furthermore, the raw data RD _{1 are used} in an absorption profile determination AE in order to determine an absorption profile AP of the patient. In addition, in a topogram reconstruction step TR, the topogram image data TD is reconstructed from a part of the raw data RD ₁ .

Die Topogramme TD werden dann in einem Messprotokollermittlungsschritt MPE verwendet, um die weitere Hauptmessung HM zu planen und beispielsweise ein Messprotokoll auszuwählen, wobei z. B. durch eine grafische Referenzierung im Topogramm T die genauen Schichten festgelegt werden, in denen Schnittbilder gemessen werden sollen. Das so erzeugte, individualisierte Messprotokoll MP dient dann dazu, die Hauptmessung HM zu steuern.The Topograms TD are then in a measurement log determination step MPE used to plan the more main measurement HM and for example to select a measurement protocol, where z. B. by a graphical Referencing in the topogram T the exact layers are defined, in which sectional images should be measured. The thus created, individualized Measurement protocol MP then serves to control the main measurement HM.

Bei der Hauptmessung HM kann das Abschwächungsprofil AP genutzt werden, um automatisch die Dosis optimal einzustellen, d. h. von jeder Winkelrichtung aus genau die minimale Dosis zu wählen, die gerade notwendig ist, um ein qualitativ ausreichend gutes Bild zu erzeugen.at the main measurement HM can use the attenuation profile AP to automatically adjust the dose optimally, d. H. from every angle direction from choosing exactly the minimum dose, which is just necessary to get a qualitatively good picture to create.

Die in der Hauptmessung HM akquirierten zweiten Rohdaten RD₂ werden dann in der Rohdatenkorrektur RK hinsichtlich der Streustrahlung korrigiert, d. h. es werden die Streustrahlungsanteile mit Hilfe des ermittelten Streustrahlungsprofils SP soweit wie möglich aus den Rohdaten RD₂ eliminiert.The second raw data RD ₂ acquired in the main measurement HM are then corrected with respect to the scattered radiation in the raw data correction RK, ie the scattered radiation components are eliminated as far as possible from the raw data RD ₂ with the aid of the determined scattered radiation profile SP.

Die korrigierten zweiten Rohdaten RD_2,k werden dann an die Bildrekonstruktion BR übergeben, bei der die gewünschten diagnostischen Bilddaten, d. h. die Schichtbilder und/oder dreidimensionalen Bildvolumina, erzeugt werden.The corrected second raw data RD _{2, k} are then transferred to the image reconstruction BR, at which the desired diagnostic image data, ie the slice images and / or three-dimensional image volumes, are generated.

Optional können zu einem beliebigen Zeitpunkt, z. B. vor der Vormessung VM, Luft-Kalibrationsmessungen LM₁, LM₂ ohne einen im Untersuchungsraum befindlichen Patienten durchgeführt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine erste Luft-Kalibrationsmessung LM₁ mit der im Strahlengang positionierten Maskenstruktur 10 durchgeführt und damit dritte Rohdaten RD₃ akquiriert und es wird eine zweite Luft-Kalibrationsmessung LM₂ ohne die Maskenstruktur 10 durchgeführt und damit vierte Rohdaten RD₄ akquiriert.Optionally, at any time, eg. B. before the pre-measurement VM, air calibration measurements LM ₁ , LM _{2 are performed} without a patient located in the examination room. In the exemplary embodiment illustrated, a first air calibration measurement LM _{1 is made} with the mask structure positioned in the beam path 10 performed and thus third raw data RD ₃ acquires and there is a second air calibration measurement LM ₂ without the mask structure 10 carried out and thus acquired fourth raw data RD ₄ .

Aus den gewonnenen dritten Rohdaten RD₃ werden dann in einem weiteren Kalibrationsdatenermittlungschritt KE₁ erste Korrekturdaten KD₁ ermittelt, mit denen bei der Topogramm-Rekonstruktion TR die Artefakte durch die Maskenstruktur 10 eliminiert werden. In ähnlicher Weise werden aus den bei der zweiten Luft-Kalibrationsmessungen LM₂ ohne die Maskenstruktur 10 gewonnenen vierten Rohdaten RD₄ in einem weiteren Kalibrationsdatenermittlungschritt KE₂ zweite Korrekturdaten KD₂ ermittelt, mit denen bei der Bild-Rekonstruktion BR Artefakte durch andere Objekte, z. B. den Patiententisch, eliminiert werden können. Die Korrekturdaten können alternativ aber auch zur Korrektur der in der Vor- bzw. Hauptmessung erzeugten Rohdaten RD₁, RD₂ genutzt werden.From the obtained third raw data RD ₃ first correction data KD ₁ are then determined in a further calibration data determination step KE ₁ , with which in the topogram reconstruction TR the artifacts through the mask structure 10 be eliminated. Similarly, in the second air calibration measurements LM _{2 will become} without the mask structure 10 won fourth Rohda In a further calibration data determination step KE _2, second correction data KD _{2 are} determined by means of which RD ₄ artifacts are detected by other objects, eg, in the image reconstruction BR. As the patient table, can be eliminated. Alternatively, the correction data can also be used to correct the raw data RD ₁ , RD ₂ generated in the preliminary or main measurement.

7 zeigt grob schematisch ein Computertomographiesystem 1 mit einer Steuereinrichtung 20 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Computertomographiesystem weist in üblicher Weise einen wie bereits im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebenen Scanner mit einem Gantry-Gehäuse 2 auf, in dem eine Röntgenquelle 5 und ein gegenüberliegender Detektor 4 an einem rotierenden Gantry-Rahmen angeordnet sind, der um einen Messraum 6 rotiert. In den Messraum 6 ist ein Patient P entlang seiner Längsachse A mit Hilfe eines geeigneten Patiententisches einschiebbar. Vor der Röntgenquelle 5 befindet sich in Abstrahlrichtung im Gantry-Gehäuse 2 eine automatisch positionierbare Maskenstruktur 10, wie dies bereits im Zusammenhang mit 2 erläutert wurde. 7 shows roughly schematically a computed tomography system 1 with a control device 20 for carrying out the method according to the invention. The computer tomography system has in the usual way one as already in connection with the 1 and 2 described scanner with a gantry housing 2 in which an X-ray source 5 and an opposing detector 4 arranged on a rotating gantry frame surrounding a measuring space 6 rotates. In the measuring room 6 is a patient P along its longitudinal axis A with the help of a suitable patient table inserted. In front of the X-ray source 5 located in the radiation direction in the gantry housing 2 an automatically positionable mask structure 10 as already related to 2 was explained.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 nur um ein Beispiel eines CTs handelt und die Erfindung auch an beliebigen anderen CT-Konstruktionen, beispielsweise mit ringförmigem feststehendem Röntgendetektor und/oder mehreren Röntgenquellen genutzt werden kann. Ebenso sind bei der Steuereinrichtung 20 nur die Komponenten dargestellt, die für die Erläuterung der Erfindung wesentlich sind. Grundsätzlich sind derartige CT-Systeme und zugehörige Steuereinrichtungen dem Fachmann bekannt und brauchen daher nicht im Detail erläutert zu werden.It is expressly understood that it is in the embodiment according to 7 is only one example of a CT and the invention can also be used on any other CT designs, for example, with an annular fixed X-ray detector and / or multiple X-ray sources. Likewise, in the control device 20 only the components that are essential for the explanation of the invention. Basically, such CT systems and associated control devices are known in the art and therefore need not be explained in detail.

Eine Kernkomponente der Steuereinrichtung 20 ist hier ein Prozessor 27, auf dem verschiedene Komponenten in Form von Softwaremodulen realisiert sind. Alternativ kann die Steuereinrichtung 20 mehrere zusammenwirkende Prozessoren aufweisen. Die Steuereinrichtung 20 weist weiterhin eine Terminalschnittstelle 22 auf, an die ein Terminal 40 angeschlossen ist, über das ein Bediener die Steuereinrichtung 20 und somit das Computertomographiesystem 1 bedienen kann. Eine Netzwerkschnittstelle 23 dient zum Anschluss an einen Datenbus 41, um so eine Verbindung zu einem RIS (Radiologischen Informationssystem) bzw. PACS (Picture Archiving and Communication in Me dicine = Bildarchivierung und -kommunikation in der Medizin) herzustellen.A core component of the control device 20 here is a processor 27 on which various components in the form of software modules are realized. Alternatively, the control device 20 have multiple cooperating processors. The control device 20 also has a terminal interface 22 on, to which a terminal 40 is connected, via which an operator, the control device 20 and thus the computed tomography system 1 can serve. A network interface 23 serves for connection to a data bus 41 in order to establish a connection to a RIS (Radiological Information System) or PACS (Picture Archiving and Communication in Medication) in the field of medical image archiving and communication.

Über eine Steuerschnittstelle 21 kann von der Steuereinrichtung 20 der CT-Scanner angesteuert werden. Dabei werden z. B. die Rotationsgeschwindigkeit der Gantry, die Verschiebung der Patientenliege und die Röntgenquelle 5 selbst gesteuert. Über einen Ausgang 26 der Steuerschnittstelle 21 besteht auch die Möglichkeit, von der Steuereinheit 20 aus eine Positionierung der Maskenstruktur 10 im Strahlengang automatisch vorzunehmen und die Maskenstruktur 10 wieder aus dem Strahlengang zu entfernen.Via a control interface 21 can from the controller 20 the CT scanner can be controlled. This z. As the rotational speed of the gantry, the displacement of the patient bed and the X-ray source 5 self-controlled. About an exit 26 the control interface 21 there is also the possibility of the control unit 20 from a positioning of the mask structure 10 in the beam path automatically and the mask structure 10 to remove it from the beam path again.

Über eine Akquisitionsschnittstelle 24 werden die vom Detektor 4 erfassten Rohdaten RD₁, RD₂, RD₃, RD₄ übernommen und an den Prozessor 27 weitergegeben.Via an acquisition interface 24 be the ones from the detector 4 captured raw data RD ₁ , RD ₂ , RD ₃ , RD ₄ and transferred to the processor 27 passed.

Weiterhin weist die Steuereinrichtung 20 eine Speichereinheit 25 auf, in der u. a. verschiedene Messprotokolle MP hinterlegt sind, die vom Bediener mit Hilfe des Terminals 40 aufgerufen und ggf. verändert werden können bzw. mit Hilfe derer innerhalb der eigentlichen Planung unter Verwendung von Topogrammen der genaue Ablauf einer Messung festgelegt werden kann. Hierbei gibt es auch spezielle Messprotokolle, welche zur automatischen Steuerung des CT-Systems für eine erfindungsgemäße Vormessung aufgerufen werden können. Innerhalb der Speichereinrichtung 25 können auch Bilddaten BD, Übersichtsbilddaten TD, Rohdaten RD₁, RD₂, RD₃, RD₄, Korrekturdaten KD₁, KD₂ oder Streustrahlungsdaten SP zwischengelagert werden, die innerhalb der Verfahren noch genutzt werden müssen. In der Regel ist es so, dass die fertig erzeugten Bilddaten BD über die Schnittstelle 23 und den Bus 41 an spezielle Bilddatenmassenspeicher und/oder Befundungsstationen, Printer etc. ausgegeben werden.Furthermore, the control device 20 a storage unit 25 on, among other things, various measurement protocols MP are stored, the operator by means of the terminal 40 can be called up and possibly changed or with the help of which the exact sequence of a measurement can be determined within the actual planning using topograms. There are also special measurement protocols which can be called up for automatic control of the CT system for a pre-measurement according to the invention. Within the storage device 25 It is also possible to temporarily store image data BD, overview image data TD, raw data RD ₁ , RD ₂ , RD ₃ , RD ₄ , correction data KD ₁ , KD ₂ or scattered radiation data SP, which still have to be used within the methods. As a rule, the finished image data BD is transmitted via the interface 23 and the bus 41 to special image data mass storage and / or diagnostic stations, printer, etc. are output.

Als eine Softwarekomponente ist auf dem Prozessor 27 u. a. eine Messsteuereinheit 31 implementiert. Diese Messsteuereinheit 31 steuert über die Steuerschnittstelle 21 auf Basis ei nes oder mehrerer ausgewählter Messprotokolle MP den Scanner an, um eine Messung durchzuführen und dementsprechend Daten zu akquirieren. Diese Messsteuereinheit 31 umfasst hier auch eine Maskensteuerungseinheit 32, welche entsprechend dem Messprotokoll für eine erfindungsgemäß durchzuführende Vormessung über den Anschluss 26 die Maskenstruktur 10 passend positioniert.As a software component is on the processor 27 including a measurement control unit 31 implemented. This measuring control unit 31 controls via the control interface 21 On the basis of one or more selected measuring protocols MP, the scanner is used to perform a measurement and to acquire data accordingly. This measuring control unit 31 here also includes a mask control unit 32 which according to the measurement protocol for a pre-measurement to be carried out according to the invention via the connection 26 the mask structure 10 positioned appropriately.

Eine weitere Komponente auf dem Prozessor 27 ist eine Bilddaten-Rekonstruktionseinheit 28, mit welcher aus den über die Datenakquisitions-Schnittstelle 24 erhaltenen Rohdaten RD₁, RD₂ die gewünschten Bilddaten, beispielsweise das Topogramm oder bei der Hauptmessung die diagnostischen Bilder, rekonstruiert werden können. Die während der Vormessung erzeugten ersten Rohdaten RD₁ werden außerdem an eine Streustrahlenprofil-Ermittlungseinheit 29 übergeben, welche das Streustrahlenprofil SP ermittelt und dieses an die Bilddaten-Rekonstruktionseinheit 28 übergibt, die die später bei der Hauptmessung akquirierten Rohdaten RD₂ vor der Rekonstruktion der Bilddaten BD korrigiert.Another component on the processor 27 is an image data reconstruction unit 28 with which via the data acquisition interface 24 obtained raw data RD ₁ , RD _2, the desired image data, such as the topogram or in the main measurement, the diagnostic images can be reconstructed. The first raw data RD ₁ generated during the pre-measurement is also sent to a scattered beam profile determination unit 29 which determines the anti-scattering profile SP and this to the image data reconstruction unit 28 transfers the raw data acquired later in the main measurement RD ₂ corrected before the reconstruction of image data BD.

Weiterhin können Rohdaten RD₃, RD₄, welche wie oben beschrieben in den Luft-Kalibrationsmessungen erzeugt werden, in einer Kalibrationseinheit 30 genutzt werden, um Korrekturdaten KD₁, KD₂ zu erzeugen und diese für Korrekturen von nachfolgenden Messungen im Speicher 25 zu hinterlegen.Furthermore, raw data RD ₃ , RD ₄ , which are generated as described above in the air calibration measurements, in a calibration unit 30 can be used to generate correction data KD ₁ , KD ₂ and this for corrections of subsequent measurements in the memory 25 to deposit.

Anhand der 8 bis 11 wird abschließend ein Ergebnis einer Messung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt.Based on 8th to 11 Finally, a result of a measurement with the method according to the invention is shown.

8 zeigt die Aufnahme eines Testphantoms, welches hier als Untersuchungsobjekt P dient. Die Aufnahme wurde in einer Vormessung mit einer semitransparenten Maskenstruktur erzeugt. Diese Maskenstruktur besteht aus semitransparenten streifenförmigen Beam-Stoppern. Ebenso sichtbar ist der Patiententisch, der als Artefakt PT in dem Bild auftritt. 9 zeigt hierzu passend ein Referenzbild, welches ohne die Mas kenstruktur aufgenommen wurde. Auch hier ist der Patiententisch PT deutlich sichtbar. 8th shows the recording of a test phantom, which serves as the examination object P here. The image was taken in a pre-measurement with a semi-transparent mask structure. This mask structure consists of semitransparent strip-shaped beam stoppers. Also visible is the patient table, which appears as an artifact PT in the image. 9 shows fittingly a reference image, which was taken without the mask structure. Again, the patient table PT is clearly visible.

10 zeigt ein sog. Luft-Kalibrationsbild, welches an der gleichen Position aufgenommen wurde wie die Bilder 8 und 9, jedoch ohne das Untersuchungsobjekt P, aber mit Maskenstruktur. 11 zeigt nun das in 8 gezeigte Bild nach einer Korrektur mit Hilfe des Luft-Kalibrationsbilds 10. Auf diesem korrigierten Bild ist die Maskenstruktur nicht mehr zu sehen. Außerdem ist im Gegensatz zur Referenzaufnahme auch das Patiententisch-Artefakt PT eliminiert worden. 10 shows a so-called. Air calibration image, which was taken at the same position as the images 8 and 9, but without the examination object P, but with mask structure. 11 now shows the in 8th shown image after a correction using the air calibration image 10 , On this corrected image, the mask structure is no longer visible. In addition, unlike the reference image, the patient table artifact PT has also been eliminated.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei dem dargestellten Computertomographiesystem 1 lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann das Verfahren nicht nur bei der Aufnahme von Bildern von Patienten bzw. Probanten verwendet werden, sondern z. B. auch im industriellen Bereich oder in der Forschung zur Aufnahme von anderen beliebigen Untersuchungsobjekten.It is finally pointed out again that it is in the previously described in detail methods and in the illustrated computer tomography system 1 are merely exemplary embodiments, which can be modified by the skilled person in various ways, without departing from the scope of the invention. In particular, the method can not only be used when taking pictures of patients or test subjects, but z. B. also in the industrial sector or in research for the inclusion of any other objects under investigation.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- JP 2000070254 [0005]
US 6876718 B2 [0006, 0025, 0045]

Claims

Method for controlling a computer tomography system ( 1 ) for generating images of the interior of an examination object (P), in which first raw data (RD ₁ ) are first acquired in a pre-measurement (VM), wherein between the examination subject (P) and an X-ray source ( 5 ) of the computed tomography system ( 1 ) a mask structure ( 10 ), which locally in certain spatial areas at least a substantial part of the X-ray source ( 5 ) on the examination object (P) emitted direct radiation (DR), in which from the first raw data measured in the pre-measurement (RD ₁ ) scattered radiation data (SD) are determined in which in a subsequent main measurement (HM) second raw data (RD ₂ ) acquires on the basis of which the desired image data (BD) of the examination object (P) are reconstructed, the second raw data (RD ₂ ) being previously corrected with the aid of the scattered radiation data (SD), characterized in that first raw data acquired in the preliminary measurement (FIG. RD ₁ ) overview image data (TD) of the examination object (P) are reconstructed on the basis of which the main measurement is controlled.

A method according to claim 1, characterized in that the examination object (P) in the pre-measurement (VM) several times of a number of different, along a gantry orbit ( 3 ) is irradiated around an object axis (A) around defined angular positions (W ₁ , W ₂ , W ₃ , W ₄ ), wherein the examination object (P) between two of an angular position (W ₁ , W ₂ , W ₃ , W ₄ ) from successive irradiations along the object axis (A) relative to the gantry orbit ( 3 ) is moved.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that only first raw data (RD ₁ ) are used for the reconstruction of overview image data (TD), which are irradiated upon irradiation of the examination subject (P) by certain along a gantry circular path (FIG. 3 ) are acquired around an object axis (A) around defined overview image angle positions (W ₁ , W ₄ ) from.

Method according to claim 2 or 3, characterized in that the X-ray source ( 5 ) is controlled in the pre-measurement (VM) so that only in the defined angular positions (W ₁ , W ₂ , W ₃ , W ₄ ) X-ray radiation is emitted.

A method according to claim 4, characterized in that in the pre-measurement (VM) one of the X-ray source ( 5 ) in the overview image angular positions (W ₁ , W ₄ ) of radiated X-ray dose is higher than an X-ray dose radiated from other angular positions (W ₂ , W ₃ ).

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that based on the first raw data (RD ₁ ) a scattered radiation profile (SP) is determined.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the basis of the first raw data (RD ₁ ) an absorption profile (AP) of the examination object (P) is determined on the basis of which a dose to be radiated during the main measurement (HM) is dynamically adjusted ,

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that without an examination object in an air calibration measurement (LM) further raw data (RD ₃ ) with the mask structure ( 10 ) and / or in an air calibration measurement (LM) further raw data (RD ₄ ) without the mask structure ( 10 ) and the determined further raw data (RD ₃ , RD ₄ ) are used to correct the scattered radiation data (SD) and / or image data (BD).

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the pre-measurement (VM) first raw data (RD) with emission of X-rays with different X-ray energy spectra are acquired.

Control device ( 20 ) for controlling a computed tomography system ( 1 ) for generating images of the interior of an examination object (P) with - an acquisition control unit ( 31 ) for controlling a specific measurement procedure for acquisition of raw data (RD ₁ , RD ₂ , RD ₃ , RD ₄ ) - an image data reconstruction unit ( 28 ) in order to reconstruct image data (BD) on the basis of raw data (RD ₁ , RD ₂ ), the control device ( 20 ) is designed so that first raw data (RD ₁ ) are first acquired in a pre-measurement (VM), wherein between the examination object (P) and an X-ray source ( 5 ) of the computed tomography system ( 1 ) a mask structure ( 10 ), which locally in certain spatial areas at least a substantial part of the X-ray source ( 5 ) absorbs direct radiation (DR) radiated onto the examination object (P), and that scattered radiation data (SP) is determined from the first raw data (RD ₁ ) measured in the pre-measurement (VM) and also from first raw data acquired in the pre-measurement (VM) (RD ₁ ) overview image data (TD) of the examination object (P) are reconstructed, and that in a master measurement (HM) based on the overview image data (TD) second raw data (RD ₂ ) are acquired on the basis of which the desired image data (BD) of the examination subject (P) are reconstructed, with the second Raw data (RD ₂ ) must be corrected beforehand with the help of scattered radiation data (SP).

Computed Tomography System ( 1 ) into the beam path between an X-ray source of the computed tomography system ( 1 ) and one in the computed tomography system ( 1 ) examination object (P) positionable masks structure and with a control device ( 10 ) according to claim 10.

Computer tomography system according to claim 11, characterized by a mask control unit ( 32 ) for a pre-measurement (VM) automatically the mask structure ( 10 ) between the examination object (P) and an X-ray source ( 5 ) of the computed tomography system ( 1 ).

Computed tomography system according to claim 11 or 12, characterized in that the mask structure ( 10 ) is formed so that the masking surface portion of the mask structure ( 10 ) smaller than the remaining surface portion of the mask structure ( 10 ).

Computer program product which is directly integrated into a processor ( 27 ) a programmable controller ( 20 ) of a computed tomography system ( 1 ) is loadable with program code means to carry out all the steps of a method according to any one of claims 1 to 9, when the program in the control device ( 20 ) is performed.