CN108351429B - Ct***和ct方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双源或多源CT***和方法。为了抑制或甚至完全消除交叉散射的负面影响，所提出的CT***包括两个X射线源(10、11)、两个探测器(13、14)、两个读出单元(15、16)、控制单元(17)以及重建单元(19)。此外，散射校正单元(18)被提供为或读出单元(15、16)被配置为根据探测到的辐射生成经散射校正的读出信号，其中，根据由探测器在单个投影间隔(I)期间探测到的辐射来生成经散射校正的读出信号，所述单个投影间隔包括三个阶段的多个重复，其中，所述源交替地打开和关闭，并且其中，所述读出单元交替地记录初级辐射或交叉散射辐射。
Description
技术领域
本发明涉及一种CT***和对应的CT方法。
背景技术
在计算机断层摄影(CT)中，采取措施以避免散射光子撞击在探测器上。为此，所谓的防散射光栅已经发展为在角(phi)和纵向(z)方向两者上提供散射衰减。然而，尽管采取了这些措施，但仍需要复杂的基于Monte Carlo的软件校正，以便完全消除由散射事件造成的剩余伪影。这在双源***中尤其困难，其中，源以交叉散射影响彼此的对应探测器，即，来自一个源的光子可能由于通过患者或对象的散射而撞击在错误的探测器上。此外，这种防散射校正在一定程度上需要大量的计算努力。
US 2004/114710 A1公开了一种X射线CT装置，其包括多个X射线辐射源和多个X射线探测单元。通过每个X射线辐射源使X射线的辐射的定时偏移，探测单元分别获得投影数据和散射校正数据。在散射校正单元中，基于投影数据和散射校正数据来执行散射校正。
US 2011/311019 A1公开了一种断层摄影装置，其包括至少两个X射线源，所述至少两个X射线源被不同的切换模式同时驱动以生成唯一编码的辐射。断层摄影装置还包括至少两个探测器，所述两个探测器中的每个探测器探测由至少两个X射线源中其对应的一个发射的初级辐射以及来自至少两个X射线源中的至少一个的交叉散射辐射。至少两个探测器中的每个产生表示探测到的初级辐射和交叉散射辐射的集合信号。该断层摄影装置还包括去耦器，所述去耦器基于不同的切换模式识别集合信号内的与至少两个X射线源中的至少一个对应的至少一个信号，并将识别的信号与其对应的X射线资源相关联。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有两个X射线源的备选和改进的CT***和CT方法，以用于抑制或甚至完全消除交叉散射的负面影响。
在本发明的第一方面中，呈现了一种CT***，其包括：
-两个X射线源，其用于关于成像区域旋转，并同时或随后发射通过成像区域的辐射，
-两个探测器，每个X射线源针对一个，所述两个探测器用于探测穿过所述成像区域之后的辐射，
-两个读出单元，每个探测器针对一个，所述两个读出单元用于读出来自相应的探测器的探测到的辐射，
-控制单元，其用于通过交替地打开和关闭所述X射线源中的每个来控制所述X射线源，使得在第一阶段中仅第一X射线源发射辐射，在第二阶段中两个X射线源发射辐射，并且在第三阶段中仅第二X射线源发射辐射，并且所述控制单元用于控制所述读出单元，使得由探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射与由相同探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射被区分，以及
-重建单元，其用于根据经散射校正的读出信号重建投影，
其中，散射校正单元被提供为或者所述读出单元被配置为根据探测到的辐射生成经散射校正的读出信号，其中，根据由探测器在单个投影间隔期间探测到的并由对应的读出单元读出的辐射生成经散射校正的读出信号，所述单个投影间隔包括所述三个阶段的多个重复。
在本发明的另一方面中，呈现了一种使用CT***的CT方法，所述CT***包括：两个X射线源，其用于关于成像区域旋转，并同时或随后发射通过成像区域的辐射；两个探测器，每个X射线针对源一个，所述两个探测器用于探测穿过所述成像区域之后的辐射；以及两个读出单元，每个探测器针对一个，所述两个读出单元用于读出来自相应的探测器的探测到的辐射；所述CT方法包括：
-通过交替地打开和关闭所述X射线源中的每个来控制所述X射线源，使得在第一阶段中仅第一X射线源发射辐射，在第二阶段中两个X射线源发射辐射，并且在第三阶段中仅第二X射线源发射辐射，
-控制所述读出单元，使得由探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射与由相同探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射被区分，
-根据探测到的辐射生成经散射校正的读出信号，其中，根据由探测器在所述三个阶段的多个重复上探测到的并由对应的读出单元读出的辐射，来生成经散射校正的读出信号，以及
-根据所述经散射校正的读出信号重建投影。
在本发明的又一方面中，提供了一种包括程序代码单元的计算机程序，所述程序代码单元用于当所述计算机程序在计算机上执行时使所述计算机执行本文公开的方法的步骤；以及一种在其中存储有计算机程序产品的非瞬态计算机可读记录介质，所述计算机程序产品当由处理器运行时，使本文公开的方法被执行。
本发明的优选实施例在从属权利要求中定义。应该理解，所要求保护的方法、计算机程序和介质具有与所要求保护的***类似和/或相同的优选实施例，尤其是如从属权利要求中所定义的和本文所公开的。
本发明基于主动测量交叉散射的想法。具体地，提出了指示源自于除了与探测器对应的X射线源之外的一个或多个X射线源的交叉散射光子的量(以及任选地，频谱足迹)的数据的采集。该额外的信息用于开始或微调校正措施，以避免由交叉散射导致的成像伪影。为此目的，利用X射线源的快速切换能力将采集时间划分为子间隔(阶段)，其中，独立地测量初级辐射或交叉散射辐射。这继而提供在逐个投影的基础上收集交叉散射信息的可能性。
此外，根据由对应的探测器在所述三个阶段的多个重复上探测到的辐射生成经散射校正的读出信号，所述多个重复全部是单个投影间隔的部分。与US 2004/114710 A1中公开的装置和方法(根据其，在角坐标中对用于任何探测器的初级传输数据进行不规则地采样)相比，这提供了更灵活和有利的方法。根据US 2004/114710 A1，散射和数据读数在一个投影间隔(也称为采集间隔或帧)期间不交错，并且在每个投影间隔期间一个接一个地采集各个散射分量。相反，根据本发明，散射和数据读数在一个投影间隔期间被重复多次，并且根据所有这些数据(在一个投影间隔期间采集的)生成经散射校正的读出信号，然后将其用于图像重建和生成投影。因此，对于每个角位置，根据在与所述角位置对应的单个投影间隔期间探测到的辐射生成单独的投影，其中，投影间隔被细分成子间隔，其中，X射线源根据上述切换模式打开和关闭多次。
因此，根据本发明，子采样模式在每个帧内是重复的并且更加灵活。这使得与已知解决方案相比，散射和交叉散射的感测更均匀，即，在每个投影间隔内，对包括交叉散射数据的获得的数据在时间上(并因此在角度上)均匀地采样。
在优选实施例中，读出单元被配置为在生成经散射校正的读出信号中考虑所述三个不同阶段的时间长度。这还改进了散射校正的准确性，尤其是在不同阶段的时间长度不同时。
优选地，每个读出单元包括计数器，基于由对应的探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射来增大其计数，并且基于由对应的探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射来减小其计数。计数器在精确测量不同阶段中的探测到的辐射中特别有用。此外，计数器(也称为计数电子器件)允许根据切换模式(即，不同阶段中的X射线源的切换)的阶段重新引导所采集的碰撞光子。因此，信息在碰撞探测器时被分离。
计数器优选地被配置为基于乘以校正因子的由对应的探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射，来减小其计数，所述校正因子对应于对应的X射线源打开的阶段的时间长度与对应的X射线源关闭的阶段的时间长度的比率。该实施例考虑了不同阶段的时间长度。
在另一个实施例中，每个读出单元包括散射计数器和辐射计数器，其中，所述控制单元被配置为控制所述读出单元，使得由对应的读出单元的散射计数器读出由探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射以获得散射信号，并且由相同的读出单元的辐射计数器读出由相同的探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射以获得辐射信号，并且其中，所述读出单元还被配置为通过从由相同的读出单元的散射计数器和辐射计数器读出的辐射信号中减去散射信号来校正散射，以获得经散射校正的读出信号。这提供了简单而可靠的实施方式。优选地，在该实施例中，在生成经散射校正的读出信号中考虑各个阶段中的相应采样持续时间(即所述三个不同阶段的时间长度)的比率。
每个读出单元还可以包括：开关，其由控制单元控制，以将探测到的辐射切换到相应的阶段中的散射计数器或辐射计数器；或者启用逻辑，其由控制单元控制，以在相应的阶段中启用或禁用散射计数器或辐射计数器。
此外，为了还获得频谱信息，每个读出单元还可以包括用于能量色散计数的两个或更多个辐射计数器和/或两个或更多个散射计数器。
在另一实施例中，控制单元被配置为控制所述读出单元，使得由探测器在三个不同阶段期间探测到的辐射被区分，并且使得通过对应于所述探测器的读出单元根据在所述三个不同阶段中的探测到的辐射生成经散射校正的读出信号。根据该实施例，X射线源的定时与上面解释的相同，但是在探测器处的投影间隔内的不同阶段的分组是不同的。在这种情况下，在交叠阶段期间(在此期间两个X射线源打开)，探测器采集辐射数据(基于来自分配的X射线源的辐射)加散射数据(由来自相应的其他X射线源的辐射产生的)。可以通过根据在其他两个阶段(其中，X射线源中的一个被相应地关闭)中采集的相邻(实时)测量的散射强度信号估计的散射强度和已知的三个阶段的持续时间的比率，来校正这两个读数。
在备选实施例中，读出单元不包括计数器，但是每个读出单元包括积分器，所述积分器被配置为在每个阶段之后提供积分值，所述积分值用于生成所述经散射校正的读出信号。
经散射校正的信号的生成可以由读出单元执行，其可以相应地进行调整。备选地，可以提供单独的单元，尤其是作为读出单元的部分。
在另一实施例中，所述控制单元被配置为控制所述散射校正单元或所述读出单元，使得根据由探测器在均具有相同的持续时间的随后的投影间隔期间探测到的辐而生成随后的经散射校正的读出信号中的每个。这提供了不同的投影是可比较的。
在另一实施例中，所述控制单元被配置为控制所述X射线源在随后的投影间隔期间根据相同的切换模式交替地将所述X射线源中的每个打开或关闭。这在以下意义上进一步确保了对于辐射的均匀感测，即每个单个投影都以相同的切换模式采集，并且不同的投影是可比较的。初级辐射、散射和初级辐射加上散射的信息在每个投影内获得，而根据US2004/114710 A1和US 2011/311019 A1，这种切换模式或“聚合”仅能够基于不同的投影获得，即每个投影具有不同的集合信号，但其在投影内保持不变。
附图说明
参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并得到阐述。在以下附图中：
图1示出了根据本发明的CT***的第一实施例的示意图，
图2示出了图示数据采集的第一实现方式的定时图，
图3示出了根据本发明的读出单元的第一实施例的电路图，
图4示出了根据本发明的读出单元的第二实施例的电路图，
图5示出了根据本发明的读出单元的第三实施例的电路图，
图6示出了根据本发明的读出单元的第四实施例的电路图，
图7示出了图示数据采集的第二实现方式的定时图，
图8示出了根据本发明的读出单元的第五实施例的电路图，
图9示出了根据本发明的使用积分器的读出单元的第六实施例的电路图，以及
图10示出了解释代替于计数器使用积分器的图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的CT***1的第一实施例的示意图。其包括两个X射线源10、11，在该范例中，所述两个X射线源位移大约90°的旋转角度，以关于成像区域12旋转并同时或随后发射通过成像区域12的辐射20、21，其中，检查的对象(例如患者台上的患者)被布置。两个探测器13、14(每个X射线源10、11一个)与相应的X射线源10、11相对布置，以探测穿过成像区域12之后的辐射。两个读出单元15、16(每个探测器13、14一个)被提供以用于从相应的探测器13、14读出(优选地每像素或像素的组)探测到的辐射。此外，控制单元17被提供用于控制所述X射线源10、11以及所述读出单元15、16。任选的散射校正单元18根据探测到的辐射生成经散射校正的读出信号。备选地，经散射校正的读出信号的生成也可以由读出单元15、16执行，所述读出单元可以在一些实施例中相应地被配置，即，散射校正的功能可以由读出单元固有地或由独立的单元执行。重建单元19根据经散射校正的读出信号重建图像，即，每投影间隔生成投影。
应该注意，所提出的CT***可以包括多于两个X射线源、探测器和读出单元，在这种情况下，下面描述的提出的操作可以以相同的方式应用，具有对X射线源、探测器和读出单元的相应数量的对应适应。读出单元优选地与相应的探测器集成到探测单元中，所述探测单元通常可以是计数或积分探测单元，如将在下面更详细地解释的。
根据本发明，提出了允许测量初级辐射(光子)和交叉散射辐射两者的采集序列。具体地，探测器13被配置为以交错方式测量源自于源10的初级辐射和源自于源11的交叉散射光子。以相同的方式，探测器14被配置为以交错方式测量源自于源11的初级辐射11和源自于源10的交叉散射光子。由于X射线源中快速光栅切换的可用性，因此亚微秒(sub-μs)瞬态时间是可能的，从而允许在一个采集间隔或投影中具有X射线源的多个开/关相位(即不同的切换模式)。
因此，根据本发明，控制单元17被配置为通过交替地打开和关闭所述X射线源10、11中的每个来控制所述X射线源，使得在第一阶段中仅第一X射线源10发射辐射，在第二阶段中X射线源10、11两者都发射辐射，并且在第三阶段中仅第二X射线源11发射辐射。此外，控制单元控制所述读出单元15、16，使得在对应的X射线源关闭的阶段期间由探测器探测到的辐射与在对应的X射线源打开的阶段期间由相同的探测器探测到的辐射区分。
散射校正单元18根据探测到的辐射生成经散射校正的读出信号，其中，根据由探测器在所述三个阶段的多次重复上探测到并通过对应的读出单元读出的辐射，即根据在单个投影间隔期间运行的切换模式的不同阶段期间采集的辐射，生成经散射校正的读出信号。备选地，取决于特定的实现方式，读出单元15、16可以被配置为以这种方式生成经散射校正的读出信号。
该操作在图2中图示，图2示出了指示两者源10、11的激活/非激活阶段(即，不同切换模式)以及对应辐射的采集的序列的基本定时图。在该实施例中，考虑了读出单元15、16中的每个的两个不同采集模式A1、A2和A3、A4，同时可以区分X射线源10、11中的每个的两个切换模式S1、S2和S3、S4。根据这些不同的采集阶段和切换模式的组合，随时间重复可以区分全部阶段的三种不同类型。
在表示第一阶段P1的第一时间间隔T1中，第一源10打开(切换模式S1)并且第二源11关闭(切换模式S4)。由两者探测器13、14探测辐射，其中，由第一探测器13探测到的辐射由对应的读出单元15记录为初级辐射201(采集模式A1)，并且由第二探测器14探测到的辐射由对应的读出单元16记录为交叉散射辐射202(采集模式A4)，其中，记录了相对源10的交叉散射光子。
在表示第二阶段P2的第二时间间隔T2中，两者源10、11都打开(源10的切换模式S1和源11的切换模式S3)。辐射由两者探测器13、14探测，其中，由第一探测器13探测到的辐射由对应的读出单元15记录为初级+交叉散射辐射(采集模式A1)，并且由第二探测器14探测到的辐射由对应的读出单元16记录为初级+交叉散射辐射(采集模式A3)。
在表示第三阶段P3的第三时间间隔T3中，第一源10关闭(切换模式S2)并且第二源11打开(切换模式S3)。由两者探测器13、14探测辐射，其中，由第一探测器13探测到的辐射由对应的读出单元15记录为交叉散射辐射(采集模式A2)，并且由第二探测器14探测到的辐射由对应的读出单元16记录为初级辐射(采集模式A3)。
在第四时间间隔T4中，设置和操作与第二时间间隔中的相同，即，第四时间间隔也表示第二阶段P2。之后，在采集间隔I上将阶段P1-P2-P3-P2重复多次，在该范例中是四次。
因此，在(均匀分布了不同的阶段P1-P3的)整个采集间隔I上由不同的读出单元15、16在阶段P1和P3中记录的交叉散射辐射可以用于估计影响阶段P2中的采集的散射的量，其估计然后可以用于帮助(离线)散射校正。在图2所示的范例中，连续帧(由I指示)是相同的，并且帧I内的时间结构对于重建不那么关键，因为从帧到帧改变。因此，如上所述，不同的阶段P1到P3是均匀分布的，这是指从一帧到下一帧的分布。子帧可以具有任何长度，只要连续帧(例如帧I和帧I+1)是可比较的。
在使用快速切换X射线管作为X射线源10、11的情况下，指示相应X射线源的状态的信号容易获得。因此可以进行阶段P1和P3中的不同的采集模式A1和A2(针对第一读出单元15)和A3和A4(针对第二读出单元16)的清楚区分。可以通过使用用于将对应源10、11切换为正确的切换模式(即，打开或关闭)的切换信号或者通过使用指示对应源10、11的切换模式的另一切换状态信号将读出单元15、16切换为正确的采集模式，来简单地实现对读出单元15、16的控制，即将它们设置为正确的采集模式。
图3示出了根据本发明的读出单元30的第一实施例的电路图，其中，示出了用于读出一个探测器元件150(或探测器元件的组；在该范例中，优选为直接转换探测器的第一探测器15的)的读出单元的电路。读出单元30包括耦合到探测器元件15的CSA(电荷灵敏放大器)+脉冲整形单元31、鉴别器(也称为阈值单元)32、切换单元33、辐射计数器34和散射计数器35。基于相应源(在该范例中为第一源10)的切换模式，提供指示其切换模式S1或S2的信号，其被用作用于控制切换单元33的控制信号C，鉴别器32耦合到辐射计数器34(在源10的切换模式S1中)或散射计数器35(在源10的切换模式S3中)。
然后将在采集间隔I的结束处的辐射计数器34和散射计数器35的最终计数信号提供给散射校正单元18，其中生成经散射校正的辐射信号。这可能以不同的方式获得。
通常，存在具有已知持续时间的读出时间间隔和散射时间间隔。根据散射数据，可以通过将散射计数除以散射读出的积分持续时间来导出交叉散射率。辐射数据包含已知的无散射采集的整数时段加上交叉散射的污染，其具有可以根据几乎同时的(除了小的交错)散射测量结果确定的强度。例如，可以应用以下两种方式处理这些数据：
·基于(纯)交叉散射(即，分别在采集模式A2(针对读出单元15)和A4(针对读出单元16)期间)的测量结果，从被包括在测量结果中的交叉散射减去预期贡献(即，分别在采集模式A1(针对读出单元15)和A3(针对读出单元16)期间)。这可以通过将交叉散射测量结果(例如，针对采集模式A2中的探测器15)缩放到相应的持续时间(T3、T7、...)，并且然后使用该缩放的交叉散射测量结果来校正其他测量结果(例如，针对采集模式A1中的探测器15)，其中，在该校正中考虑其中两者源被打开(并且因此导致其他测量结果中的交叉散射)的阶段P2的持续时间(T2、T4、...)。
·采集的原始数据不是直接校正的，而是将关于预期散射水平的信息用在对材料分解进行最大似然估计中。该选项克服了第一选项忽视散射噪声贡献的缺陷。然而，第一选项可以以更直接的方式实施。
在备选简单实施例中，切换单元33可以由使用控制信号C(其也可以被视为源10的开/关信号)的逻辑代替，以在源10的切换模式的相反阶段中启用/禁用相应的计数器34、35。
在又一实施例中，使用切换单元10来实现计数器选择，但是此外使用用于启用/禁用相应计数器的上述启用逻辑。
通常，根据本发明，在不同切换模式和采集模式的开和关阶段的持续时间方面没有限制或约束。然而，通常假设散射计数器中的记录的光子数量明显低于辐射计数器中的数量。
开关33主要用于确保对应的计数数据总是在各个阶段的对应计数器中相加。探测器无法区分散射光子和信号光子。
在图3所示的实施例中，假设仅一个阈值可用。图4示出了应用多分箱拓扑结构的根据本发明的读出单元40的第二实施例的电路图。在该实施例中，单个辐射计数器34由包括多个计数器341、342的多分箱辐射计数单元44代替，并且单个鉴别器32由包括多个鉴别器321、322的多分箱鉴别器单元42代替(应用不同的阈值)，所述多个鉴别器321、322耦合到相应的计数器341、342以获得探测到的辐射的频谱信息。
在读出单元40中，使用处于最低阈值处的单个散射计数器35，考虑到在这种情况下散射光子的能量信息不是主要感兴趣的。在图5所示的读出单元50的备选实施例中，为初级光子和散射光子提供了相同程度的频谱差异。为此目的，单个散射计数器35由包括多个计数器351、352的多分箱散射计数单元代替。此外，单个开关33由多个开关331、332取代，开关331、332全部由控制信号C同步控制。
图5所示的实施例要求使用显著更多的计数器。尽管散射计数器351、352预期需要少量比特，但是它们仍然可能需要读出单元50的不可忽略的硅面积。对此的可能方式是假设可以简单地从主要事件减去散射事件。平均而言，这种近似是正确的。图6示出了读出单元60的对应实施例的电路图。如可以看出的，现在使用了仅一组计数器361、362(通常，如果频谱信息不是期望的，则单个计数器能够是足够的)。然而，控制信号C不用于选择一个(或多个)计数器，例如，通过控制如图3和4所示的开关，而是指示计数器是否应该如下增大或减小：在例如源10打开时，允许耦合到其对应探测器的计数器361、362在记录计数(直接和散射两者)的情况下增大。当源10关闭(并且源11打开，即在阶段P3中)时，从相同的计数器361、362中减去任何记录的事件。平均地，在采集时段I上由计数器361、362计数的事件的量将对应于无散射采集。
只要开和关阶段(在整个采集时段I内)具有相同的持续时间，该操作就是有效的。如果开时段比关时段长，则这可以在减小计数器361时被考虑。例如，如果开时段比关时段长5倍，则计数器应当在相应源的关阶段期间针对每个单个登记事件减小5次。此处的想法是从辐射数据中减去硬件中每记录散射事件的一个事件。对此，辐射数据中包括的散射时间段应等于散射采样的持续时间。否则可能需要重新缩放。
在其它实施例中，(一个或多个)鉴别器的阈值可以针对初级光子和交叉散射光子两者独立。此外，(一个或多个)开关可以在(一个或多个)鉴别器之前或之后布置。
在通过使用图2所示的定时图图示的实施例中，假设在相应读出单元15、16的采集阶段A1和A3中，探测到在源10、11两者都活跃时(在阶段P2中)以及在相反的源被关闭时(在阶段P1和P3中)撞击的光子。在某种程度上，这种操作模式可能会稀释可用信息。因此，在另一实施例中，将又一个其它阶段考虑为如图7所示的定时图中图示的。
根据该实施例，每个读出单元15、16具有三个不同的采集模式B1-B3(用于读出单元15)和B4-B6(用于读出单元16)。与参考图2说明的操作相比，增加了在其中相应读出单元测量自散射的采集模式B1(用于读出单元15)和B6(用于读出单元16)。阶段P1和P3给出了散射的效应的估计，但是现在对于读出单元15，阶段P1(例如，在时间间隔T1中)是无交叉散射阶段，并且阶段P3(例如，在时间间隔T3中)是仅交叉散射的时间间隔，而对于读出单元16，阶段P3是无交叉散射阶段，并且阶段P1是仅交叉散射的时间间隔。
混合信号测量结果(分别在用于读出单元15的采集模式B2和用于读出单元16的采集模式B5中)的交叉散射校正可以以与以上关于图2解释的相同的方式执行。分别在读出单元15的采集模式B1和读出单元16的采集模式B6中测量的无交叉散射信号不需要校正，但是这些信号可以与交叉散射校正的信号一起用于最终的信号估计。
源10、11的关阶段可以被选择得非常小，但是应该足够长以提供足够的光子，从而产生所涉及的散射的良好估计。对于CT，典型的读出持续时间(图2中的I)范围为200-400μs。假设1μs的切换时间(开-关)，可以考虑具有采样传输的10-40μs的采样散射以及50-100μs的散射。散射到辐射数据的相对变化能够为1：5或1:10。
在所有定时图形中，已经假设投影(根据采集间隔中的数据导出的)包括多个这样的采集阶段(P1-P2-P3-P4)。然而，本发明不限于每个采集间隔的采集阶段的特定子集或数量。此外，阶段或子间隔可以或者可以不与采集时间间隔同步。
图8示出了根据本发明的用于实施图7图示的实施例的读出单元70的第五实施例的电路图。基于源10、11的状态，三个不同的启用(控制)信号E1、E2和E3由启用逻辑38生成，以启用相应的计数器371、372、373。对于读出单元15，计数器371在采集模式B3(阶段P3)期间启用，计数器372在采集模式B1(阶段P1)期间启用，并且计数器373在采集模式B2(阶段P2)期间启用。对于较早的实施例，预期辐射计数器371和372显著小于计数器373。
在所有上述实施例中，考虑了光子计数探测器和读出单元的使用。然而，所提出的双源CT***也可以替代地使用电荷积分型探测器和读出单元。假定图2中所示的定时图，图9中描绘了可能的实施例，其示出了根据本发明的使用积分器39的读出单元80的第六实施例的电路图。图10示出了解释积分器而不是计数器的使用的对应图。其具体地示出了积分器39的积分信号V对时间t。
在采集模式A1中(在用于读出单元15的时间间隔T4、T5和T6期间，如图2所示)，初级和交叉散射光子两者被积分。在所述阶段的结束处，在时间间隔T6的结束处的时间t1处，积分信号V的值V1被采样并传输用于成像目的。在随后的采集模式A2中(在时间间隔T7期间)，对应的源10被关闭，因此积分由来自另一源11的交叉散射光子引起的过量电荷。在该阶段的结束处，在时间间隔T7的结束处的时间t2处，积分信号V的值V2被采样。在V2和V1之间的差异给出交叉散射贡献，然后可以从积分值V1中减去所述交叉散射贡献以获得经散射校正的辐射信号。
总之，本发明提供了一种备选和改进的双(或多)源CT***和CT方法，通过其可以有效地抑制或甚至完全消除交叉散射的负面效应。本发明通常可应用在具有光子计数(纯计数或能量分辨)和/或积分探测器和读出单元的任何双源或多源***中。
尽管已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性的或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以履行在权利要求中记载的若干项目的功能。尽管在相互不同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可以存储/分布在合适的非暂态介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线电信***分布。
权利要求中的任何参考符号不应被解释为对范围的限制。
Claims (14)
1.一种CT***，包括：
两个X射线源(10、11)，其用于关于成像区域(12)旋转，并且同时或随后发射通过所述成像区域的辐射，
两个探测器(13、14)，每个X射线源针对一个探测器，所述两个探测器用于探测穿过所述成像区域之后的辐射，
两个读出单元(15、16)，每个探测器针对一个读出单元，所述两个读出单元用于读出从相应的探测器探测到的辐射，
控制单元(17)，其用于通过交替地打开和关闭所述两个X射线源中的每个来控制所述两个X射线源，使得在第一阶段中仅第一X射线源发射辐射，在第二阶段中两个X射线源都发射辐射，并且在第三阶段中仅第二X射线源发射辐射，并且所述控制单元用于控制所述两个读出单元，使得由探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射与由相同的探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射相区分，以及
重建单元(19)，其用于根据经散射校正的读出信号重建投影，
其中，散射校正单元(18)被提供为或者所述两个读出单元(15、16)被配置为根据所述探测到的辐射生成经散射校正的读出信号，其中，根据由探测器在单个投影间隔(I)期间探测到的并由对应的读出单元读出的辐射生成经散射校正的读出信号，所述单个投影间隔包括所述三个阶段的多次重复。
2.根据权利要求1所述的CT***，
其中，所述两个读出单元(15、16)被配置为在所述经散射校正的读出信号的生成中考虑所述三个不同阶段的时间长度。
3.根据权利要求1所述的CT***，
其中，每个读出单元(60)包括计数器(361、362)，所述计数器被配置为基于由对应的探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射来增大所述计数器的计数，并且基于由对应的探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射来减小所述计数器的计数。
4.根据权利要求3所述的CT***，
其中，所述计数器(361、362)被配置为基于乘以校正因子的由对应的探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射来减小所述计数器的计数，所述校正因子对应于对应的X射线源打开的所述阶段的时间长度与对应的X射线源关闭的所述阶段的时间长度的比率。
5.根据权利要求1所述的CT***，
其中，每个读出单元(30、40、50、70)包括散射计数器(35、351、352、371、372)和辐射计数器(34、341、342、373)，
其中，所述控制单元(17)被配置为控制所述两个读出单元，使得由探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射由对应的读出单元的所述散射计数器读出以获得散射信号，并且使得由相同的探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射由相同的读出单元的所述辐射计数器读出以获得辐射信号，并且
其中，所述两个读出单元还被配置为通过从由相同的读出单元的所述散射计数器和所述辐射计数器读出的所述辐射信号减去所述散射信号来校正散射以获得所述经散射校正的读出信号。
6.根据权利要求5所述的CT***，
其中，每个读出单元(30、40、50)包括开关(33、331、332)，所述开关由所述控制单元(17)控制，以在相应的阶段中将所述探测到的辐射切换到散射计数器或所述辐射计数器。
7.根据权利要求5所述的CT***，
其中，每个读出单元(70)包括启用逻辑(38)，所述启用逻辑(38)由所述控制单元(17)控制，以在相应的阶段中启用或禁用所述散射计数器(371、372)或所述辐射计数器(373)。
8.根据权利要求5所述的CT***，
其中，每个读出单元(40、50、70)包括用于能量色散计数的两个或更多个辐射计数器(341、342)和/或两个或更多个散射计数器(351、352、371、372)。
9.根据权利要求1所述的CT***，
其中，所述控制单元(17)被配置为控制所述两个读出单元，使得由探测器在所述三个不同阶段期间探测到的辐射被区分，并且使得经散射校正的读出信号由对应于所述探测器的所述读出单元根据所述三个不同阶段中的所述探测到的辐射生成。
10.根据权利要求1所述的CT***，
其中，每个读出单元(80)包括积分器(39)，所述积分器被配置为在每个阶段之后提供积分值，所述积分值用于生成所述经散射校正的读出信号。
11.根据权利要求1所述的CT***，
其中，所述控制单元(17)被配置为控制所述散射校正单元(18)或所述两个读出单元(15、16)，使得根据由探测器在随后的投影间隔(I)期间探测到的所述辐射生成随后的经散射校正的读出信号中的每个，所述随后的投影间隔中的每个具有相同的持续时间。
12.根据权利要求1所述的CT***，
其中，所述控制单元(17)被配置为控制所述两个X射线源在随后的投影间隔(I)期间根据相同的切换模式交替地将所述两个X射线源中的每个打开和关闭。
13.一种使用CT***的CT方法，所述CT***包括：两个X射线源(10、11)，其用于关于成像区域(12)旋转，并且同时或随后发射通过所述成像区域的辐射；两个探测器(13、14)，每个X射线源针对一个探测器，所述两个探测器用于探测穿过所述成像区域之后的辐射；以及两个读出单元(15、16)，每个探测器针对一个读出单元，所述两个读出单元用于读出从相应的探测器探测到的辐射，所述CT方法包括：
通过交替地打开和关闭所述两个X射线源中的每个来控制所述两个X射线源，使得在第一阶段中仅第一X射线源发射辐射，在第二阶段中两个X射线源都发射辐射，并且在第三阶段中仅第二X射线源发射辐射；
控制所述两个读出单元，使得由探测器在对应的X射线源关闭的阶段期间探测到的辐射与由相同的探测器在对应的X射线源打开的阶段期间探测到的辐射相区分；
根据所述探测到的辐射生成经散射校正的读出信号，其中，根据由探测器在单个投影间隔(I)期间探测到的并由对应的读出单元读出的辐射生成经散射校正的读出信号，所述单个投影间隔包括所述三个阶段的多次重复；并且
根据所述经散射校正的读出信号重建投影。
14.一种存储有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码单元，所述程序代码单元用于当所述计算机程序在计算机上执行时使所述计算机执行根据权利要求13所述的方法的步骤。
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