CN116196024A - 用于提供患者的灌注图像数据集的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提供灌注图像数据集的方法，包括：检测表示患者的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布的第一图像数据集和表示对应于第二X射线量子能量分布的第二X射线衰减分布的第二图像数据集，第一和第二图像数据集在施用造影剂下被记录，或者检测患者的第一和第二图像数据集，第一图像数据集在施用造影剂下被记录并表示具有造影剂的第一X射线衰减分布，第二图像数据集在未施用造影剂下被记录并表示没有造影剂的第一X射线衰减分布；基于第一和第二图像数据集的基础材料分解来确定造影剂图像数据集和非造影图像数据集；基于造影剂图像数据集与非造影图像数据集的位置对应的图像值的比率来计算灌注图像数据集；提供灌注图像数据集。

Description

用于提供患者的灌注图像数据集的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于基于患者的所检测的第一图像数据集和所检测的第二图像数据集来提供患者的灌注图像数据集的方法和相关装置。此外，本发明涉及一种医学成像设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质。
背景技术
在现代成像方法的帮助下，通常生成二维或三维图像数据，其可以用于被成像的检查对象的可视化以及其他应用。成像方法通常基于X射线的采集，其中生成所谓的投影测量数据。例如，可以借助于计算机断层扫描设备(CT设备)获取投影测量数据。在CT***中，布置在机架处的X射线源和相对置的X射线探测器的组合通常围绕检查对象(以下简称患者，不限于一般性)所在的测量室运转。旋转中心(也称为“等中心”)与在z方向上延伸的所谓***轴线(也称为z轴)重合。在一周或多周运转中，以X射线源的X射线辐射来照射患者，其中借助于对置的X射线探测器以投影测量数据或X射线投影数据的形式采集图像数据集。基于投影测量数据，可以借助于合适的重建算法来生成用于患者在图像空间中的空间表示的图像数据集。重建或重建算法为专业领域中已知的任意图像重建算法，例如加权滤波反投影(WFBP)，如其通常用于计算机断层扫描。替代地，重建算法也是可行的，其应用于专业技能的范围内。
在频谱计算机断层扫描以及其他射线照相方法中，例如通过使用不同的管电压或使用能量分辨的探测器，可以重建同一物体体积的多个图像，其在由现有材料引起的X射线衰减方面由于探测器记录的不同X射线频谱(即X射线量子能量分布)而有所不同。基于此，则例如可通过材料分解来进行至少两种材料的识别。借助于频谱计算机断层扫描，除了血管形态学信息之外，还可获得功能信息。这方面的一个示例是灌注图像，借助于灌注图像可以测量例如某个组织区域的血流。在此为患者注射造影剂(通常为碘)。然后，可以通过材料分解来计算诸如造影剂在患者体内的分布的部分信息。这样的图片提供了关于组织中局部碘浓度(每单位体积中的碘，例如mg/ml或mg/cm3)的信息，由此可推断出血流。
灌注成像的一个应用例如为肺实质灌注的成像。随着每次吸气和呼气，新鲜空气被带到肺部的血气屏障，从而到达肺泡。然后在肺泡的平面上发生气体交换，从而发生血液的氧化和CO2的释放。在此，至关重要的两个因素是：充足的通风(新鲜空气的供应)和充分的灌注(器官的供血)。肺实质灌注紊乱可能会导致危及生命的后果。例如，肺栓塞可能导致肺实质的灌注缺陷，其由肺中供血血管的闭合引起。
在诊断上，对于具有可用计算机断层扫描(CT)的高风险情况，通常会进行造影剂辅助CT血管造影(CTA)来检测血栓栓塞。然而，CTA仅提供可指示血栓位置的形态学表示(造影剂在血管中突然结束)，而不提供例如灌注图形式的功能表示。因此，由于溶解，在CTA中不一定识别出小栓塞，但这可能会导致更大的灌注缺陷。
如上所述，借助于频谱计算机断层扫描，除了血管形态学信息之外，还可以获得功能信息，从而也可以获得关于灌注缺陷的直接信息。由材料分解产生的造影剂图提供了关于肺组织中局部造影剂浓度(例如每单位体积的碘，例如mg/ml或mg/cm3)的信息，并且使得由此可以推断出肺实质中灌注血容量的关系，因此也称为肺灌注血容量(肺部PBV)。与CTA相比，不仅提供有灌注缺陷潜在原因的表示，而且也提供有灌注缺陷本身的表示。也可替代性地通过在造影剂给药和CT扫描之前的附加CT扫描在造影剂给药以及两个CT扫描彼此相减期间/之后获得类似的图片。
然而，借助于上述显示局部造影剂浓度的造影剂图的经典成像忽略了所观察的组织的形态特性，然而，形态特性在各种物理和生理影响的范围内可能是不同的，并且无法总是提供如下信息，即造影剂的较高浓度是如图所示实际上归因于组织的较高或较低灌注还是由于组织的形态相对于正常状态发生了变化。这在如下情况下尤其困难，即其中组织的形态即使在正常状态下也可能会随时间发生变化，例如在仅通过吸气或呼气的肺实质中。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种如下改进的灌注图像数据集。
该目的通过根据本发明的方法和装置来实现。有利的且本身具有创造性的设计方案也是以下说明的主题。
本发明涉及一种用于提供患者的灌注图像数据集的方法，其包括检测步骤、确定步骤、计算步骤和提供步骤。
检测步骤包括借助于第一接口检测第一图像数据集和至少一个第二图像数据集，第一图像数据集表示患者的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布，第二图像数据集表示患者的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个患者第二X射线衰减分布，其中第一图像数据集和第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录。
替代地，检测步骤包括检测患者的第一图像数据集和患者的第二图像数据集，其中第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中第二图像数据集在未施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的没有造影剂的第一X射线衰减分布。
图像数据集可以利用根据本发明的医学成像设备来生成，其将在下文中进一步被说明，并且在检测步骤中借助于第一接口被检测以用于根据本发明的方法的其他方法步骤。图像数据集例如也可以存储在计算机可读存储介质上，或者存储在网络或服务器上，并且在检测步骤中借助于第一接口被读取，且被检测以用于根据本发明的方法的其他方法步骤。
第一图像数据集和第二图像数据集特别是可以是断层扫描图像数据集，其基于从不同投影角度记录的多个投影数据集被确定，即被重建。第一图像数据集和第二图像数据集可以是通过计算机断层扫描设备确定的计算机断层扫描图像数据集。然而，第一图像数据集和第二图像数据集也可以通过其他射线照相方法被确定，例如通过C型臂X射线设备。这种射线照相方法(例如计算机断层扫描)的结果是呈现X射线束沿其从X射线源到X射线探测器的路径的(X射线)衰减。这种X射线衰减是由沿射线路径的辐照介质或材料引起的。衰减通常被定义为被削弱的辐射强度与主辐射强度之比的对数，并且相对于路径法线被称为材料衰减系数。在一些射线照相成像应用中，特别是在计算机断层扫描应用中，使用一个归一化为水的衰减系数的值、即以霍恩斯菲尔德单位(HU)表示的CT值而不是衰减系数本身来表示检查对象中X射线的衰减分布。这是以众所周知的方式根据当前通过测量所确定的衰减系数和水的参考衰减系数来计算的。第一或第二图像数据集特别是可以反映衰减系数或CT值的空间分布，即患者的X射线衰减分布。
第一图像数据集和至少一个第二图像数据集，或者在替代实施方式中仅第一图像数据集特别是在施用造影剂的情况下生成，从而相当于造影剂增强的图像数据集。造影剂增强的图像数据集特别是基于以下事实：在采集图像数据集所基于的测量数据之前为患者施用造影剂，例如静脉注射，以便在所采集的图像数据集中产生造影剂增强。结合本发明，造影剂被理解为在添加到检查对象之后促使吸收中(即在X射线图像中)的对比度改善或对比度增强的任何介质。优选地使用原子序数大于20或大于40的造影剂。造影剂特别是具有小于83或小于70的原子序数。特别有利的造影剂例如含有碘。然而，造影剂也可以是例如基于钆或其他材料的造影剂。
患者可以是人类患者和/或动物患者。所确定的图像数据集可以涉及患者身体的部分区域，例如应当通过结果图像数据集进行成像的患者特定身体区域。在这种情况下，图像数据集仅包含关于患者待成像部分区域(例如胸部或骨盆)的X射线衰减分布的信息。替代地，图像数据集涉及患者的整个身体。在这种情况下，图像数据集包含关于患者整个身体的X射线衰减分布的信息。
X射线量子能量分布是指用于记录多个图像数据集中一个图像数据集的X射线辐射的能量频谱。根据一个替代方案，利用具有彼此不同的X射线量子能量分布的X射线辐射可以生成至少两个图像数据集。X射线量子能量分布例如可以在其平均X射线量子能量或其峰值能量上有所不同，其可以在频谱上部分重叠或者完全分离，即没有交集。
以彼此不同的X射线量子能量分布所生成的至少两个图像数据集可以利用双能量或多能量成像设备生成。在此，不同的X射线量子能量分布在X射线图像记录装置的相应使用的一个或多个X射线源处由不同的加速电压产生。替代地，可以利用X射线源后面的不同频谱滤波器产生不同的X射线量子能量分布，和/或可以使用能量选择性探测器。在此，能量选择性可以被理解为频谱分辨或频谱分离。能量选择性探测器被设置为根据入射X射线量子的量子能量对其进行分类。能量选择性X射线探测器可以特别是被设计为光子计数的直接转换X射线探测器。
特别是可预先通过所使用的成像设备及其一个或多个加速电压或其他***参数(例如能量选择性X射线探测器的参数)预设或固定地设置用于记录图像数据集的X射线量子能量分布。这包括还基于待成像的患者的患者信息(例如基于存储在数据库中的患者信息的定位片、查询等)在记录之前直接调整这些参数。
已知的是，不同的材料或组织类型，如水或骨头或所添加的造影剂，与X射线有不同程度的相互作用。此外，X射线穿过物质时衰减的能量相关性也是已知的。这意味着低能量X射线比高能量X射线更容易被物质吸收。如果以彼此不同的X射线量子能量分布生成第一图像数据集和第二图像数据集，则第一图像数据集表示患者对于第一X射线能量频谱的空间X射线衰减分布，即X射线量子能量分布，并且至少一个第二图像数据集表示患者对于至少一个第二X射线能量频谱的X射线衰减分布。
如果检测步骤包括检测患者的第一图像数据集和患者的第二图像数据集，其中第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中第二图像数据集在未施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的没有造影剂的第一X射线衰减分布，则对患者执行两次延时成像应用，其中在第一次施用造影剂并确定相关图像数据集，并且其中在第二次不施用造影剂并相应地再次确定相关图像数据集。然而，在此除造影剂施用之外的成像应用参数保持不变。特别是相同的X射线量子能量分布不仅用于生成第一图像数据集，而且用于生成第二图像数据集。由此，第一图像数据集是造影剂增强的，而第二图像数据集不是。在有利的设计方案中，在此除了造影剂之外生成尽可能相同类型的图像数据集，其在成像设备的参数、所成像的患者区域和患者的状态方面尽可能相同。在此，可以在第二图像数据集之前或之后确定第一图像数据集。通常，在具有造影剂的图像数据集之前生成没有造影剂的图像数据集。
在下文所述的确定步骤之前，可以进行第一图像数据集到第二图像数据集的配准。这特别是在如下情况下可促使有利地改善结果，即第一图像数据集和第二图像数据集不表示完全相同的时间和地点，并且无法排除在记录第一图像数据集和第二图像数据集时被记录对象的移动。例如，这特别是可以是如下情况，即对患者执行两次延时成像应用，其中在第一次施用造影剂并确定相关图像数据集，并且其中在对其有时间延时的第二次不施用造影剂并相应地再次确定相关图像数据集。然而，还可有利的是，借助于所谓的双能量方法通过使用两个X射线频谱来记录第一图像数据集和第二图像数据集。这可特别有利地通过使用能量选择性的、即能量分辨的X射线探测器来排除，其被设计为在第一能量范围中、即根据第一X射线量子能量分布并且在第二能量范围中、即根据第二X射线量子能量分布同时记录第一和第二图像数据集的数据。
在此，配准可以理解为如下方法，即利用其在反映相同或相似对象的两个图像中建立其图像元素(像素或体素)之间的明确的形貌关系或相关性。相关性的确定通常通过独特的特征、即所谓的“地标”来进行，其可以由用户交互确定，也可以由***自动确定。在此，地标可以是一维结构，如特殊的解剖点，也可以是多维结构，如先前在图像中分割的某些器官的表面。然而，也可以通过存储在图像中的强度值分布来进行配准。图像配准是医疗图像处理中的一项常见任务，对此有许多解决方案。用于配准方法的可用优化方法的示例有梯度下降法、下坡单纯形法、爬山法和模拟退火法。对于配准，特别是可以使用非刚性、柔性或弹性配准。弹性配准方法可以理解为其中可应用弹性变换(也称为“非刚性变换”)、例如基于样条或多项式的变换的图像配准方法。
确定步骤包括借助于运算单元基于第一图像数据集和至少一个第二图像数据集来确定造影剂图像数据集和非造影图像数据集。
替代方案是检测步骤包括检测患者的第一图像数据集和患者的第二图像数据集，其中第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中第二图像数据集在没有施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的没有造影剂的第一X射线衰减分布，基于该替代方案，可以通过如下方式确定造影剂数据集，即可选地在配准之后、特别是在图像空间中从第一图像数据集中减去第二图像数据集。减法的结果相应于造影剂数据集。非造影图像数据集可以在没有施用造影剂的情况下基于第二图像数据集直接确定，即特别是直接对应于第二图像数据集。由于两次扫描的必要时间间隔，会有所限制，并且基于利用该替代方案所生成的灌注图像数据集可能仅可以进行定性而非定量的陈述，然而，这例如在如下情况下构成可行的有利可能性，即没有合适的成像***可以在使用不同X射线量子能量分布的情况下用于图像数据集的频谱生成。
替代方案为检测步骤包括借助于第一接口检测表示患者的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布的第一图像数据集和表示患者的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布的至少一个第二图像数据集，其中第一图像数据集和第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，基于该替代方案，造影剂图像数据集和非造影图像数据集的确定可如下所述进行。
然后，在确定步骤中，可以基于至少两个(基础)材料中的至少两个图像数据集来执行本身已知的材料或基础材料分解。在材料分解中假设基于以下考虑，即借助于X射线图像记录装置测量的X射线衰减值可以被描述为所谓基础材料相对于所述X射线量子能量分布的X射线衰减值的线性组合。从关于不同X射线量子能量分布的至少两个图像数据集可以获得所测量的X射线衰减值。材料或基础材料可以是任何物质或任意组织，特别是水、造影剂(如碘)、软组织、骨骼等。基础材料的与X射线辐射能量相关的X射线衰减基本上是已知的，或者可以通过对幻象的预先测量来确定，并且以表格的形式存储，以便在材料分解的范畴中进行调用。材料分解的结果可以是患者中至少两种材料的空间密度分布，从中可以为待成像的患者身体区域中的每个图像元素确定基础材料比例或基础材料组合。例如，在W.Kalender等人的“利用双频谱方法进行材料选择性成像和密度测量，I.基础和方法，W.Kalende，W.Bautz，D.Felsenberg，C.Süβ和E.Klotz，数字图像诊断7，1987，66-77，GeorgThieme出版社”中，说明了一种在X射线照相中用于基础材料分解的方法。对于专业技术人员来说，基础材料分解可在图像空间和投影空间中以显而易见的方式进行。这两种方式对于根据本发明的方法是等效的，然而计算步骤在图像空间中可以有利地简单地进行，因为在此可以逐个图像元素地进行计算。分解成两种以上的材料特别是可以基于所检测的两个以上的图像数据集，其中可以为每个图像数据集分配X射线量子能量分布，其中这些X射线量子能量频谱彼此不同。例如，在US 2010/0 135 453A1或US2007/0 217 570A1中可以找到仅基于在两种以上材料中的两个图像数据集的多材料分解的示例方法。
在根据本发明的方法的范畴中，除了造影剂作为基础材料之外，基础材料分解可以基于水或组织材料作为第二基础材料，特别是软组织材料，例如脂肪。例如，还可以包括将材料分解成两种以上的基础材料，例如所使用的造影剂、水和脂肪。第二基础材料或另外的基础材料可以特别是取决于哪个检查区域被成像以及哪个结构应借助于灌注图像数据集被成像。
造影剂图像数据集可以基本上对应于由造影剂在患者体内引起的X射线衰减的比例。造影剂图像数据集特别是可反映患者中的局部造影剂浓度(每体积的造影剂量)。造影剂图像数据集特别是可以直接由基础材料分解产生，其中基础材料表示所使用的造影剂。造影剂数据集可以对应于组织灌注的经典表示，例如在肺部PBV方法的意义上。
基于基础材料分解，进一步确定(虚拟)非造影图像数据集(也称为VNC图像)。(虚拟)非造影图像数据集可以特别是反映感兴趣组织的形态特性。
在最简单的近似中，(虚拟)非造影图像数据集在根据本发明的方法的范畴中可以对应于基础材料图像，其表示第二基础材料，被提供为将基础材料分解成两种基础材料的结果，例如造影剂和水或者造影剂和组织材料，例如脂肪。这特别是在如下情况下可以提供良好的结果，即基本上仅在感兴趣的显示区域中的两种材料是重要的和/或例如水相应于待显示组织的足够精确的近似物。如果灌注图像数据集用于肺实质的灌注成像，作为(虚拟)非造影图像数据集，例如从基础材料分解成造影剂和水所产生的水图像数据集可以是足够好的选择和有利的简单实现。
然而，基于基础材料分解的结果，还可以确定如下(虚拟)非造影图像数据集，即其不同于上述一种材料图像数据集并且考虑在患者相关区域中存在的材料的组合。为此，可以使用公知的用于计算(虚拟)非造影图像的方法。例如，在此参考Uhrig M等人：使用双能量CT监控靶向治疗：半自动RECIST加上通过量化黑色素瘤转移的碘摄取的补充功能信息(《癌症成像》2013年7月22日；13(3)：306-13.doi:10.1102/1470-7330.2013.0031.PMID:23876444；PMCID:PMC3719051)和Martin Petersilka等人：双源CT的技术原理(欧洲放射学杂志，第68卷，2008年第3期，第362-368页，https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2008.08.013)。
计算步骤包括借助于运算单元基于造影剂图像数据集的图像值与非造影图像数据集的位置对应的图像值的比率来计算灌注图像数据集。
在特别简单且时效性较高的设计方案中，最终灌注图像数据集直接对应于造影剂图像数据集和非造影图像数据集的商或各个位置对应的图像值的商。然而，该信息可能取决于采集和重建参数。然而，只要不用确保不同生成的图像数据集的定量比较，则这种实现方式可以有利地比较简单且时效性较高。在其他设计方案中，计算还可以包括另外的计算步骤或将因子应用于该比率，例如以便在不同生成的图像数据集的记录中实现可比性的改善和可量化性的改善。
提供步骤包括借助于第二接口提供灌注图像数据集。
灌注图像数据集可以被提供用于在显示单元(例如监视器)上显示，或者用于另外的进一步处理。除了灌注图像数据集之外，特别是还可以借助于接口提供第一或第二图像数据集、造影剂图像数据集和/或非造影图像数据集。这样，例如不同数据集的显示可以彼此并列或可依次选择，以全面提供其中所包含的不同信息。
根据本发明的方法有利地将形态和功能信息彼此结合，从而使得可以考虑灌注图像数据与形态条件(特别是例如与疾病相关的变化)的相关性。在此所述的本发明及其两种信息的结合使得可潜在地补偿这种影响。
根据本发明的方法的特别有利的应用是借助于根据本发明的灌注图像数据集来表示肺实质的灌注。
与诸如肌肉或脂肪等其他人体组织不同的是，肺实质的密度每秒都在变化。随着吸气，空气组织比发生变化，密度减小。呼气时则情况相反，密度又增大。这种生理效应例如也可直接在吸气和呼气CT图像的测量CT值中被读取(不同的HU值)。此外，即使在一个时间点内，密度分布也不是均匀的。由于记录过程中的典型仰卧位和作用于肺实质的物理重力，会导致肺内的不均匀分布：背部肺实质的密度最高，并朝胸骨方向稳定下降。
如果肺实质的血流在传统意义上仅通过造影剂数据集来表示，则不直接测量灌注，而是仅通过碘的射入量来替代。在仅使用造影剂数据集的传统肺PBV的先前方法中，碘图显示了组织中富集了多少“每体积碘”(如mg/ml)而忽略了肺实质的密度或量。由此，虽然已知碘富集得在哪里较多和在哪里较少，但除了差异较大的情况之外并不知道肺实质的灌注在局部较低还是较高。这可能足以表示较大的灌注差异，但不足以定量地比较微小的差异。因此，尽管健康肺组织的灌注在任何地方都是相同的，但传统的肺PBV值例如显示了已仅由于所作用的重力在一层内不同的造影剂浓度。因此，先前借助于造影剂图对灌注的显示并不总是能够说明较高的造影剂浓度是归因于更多的实质(更高的密度)还是更低的灌注。量化也成问题。肺栓塞中的高灌注差异的识别通常与此无关，但其他应用可能性由此仍然受限(例如，在肺部存在其他疾病相关变化的情况下对灌注结果的评估；对增量或局部影响的评估；量化)。根据本发明的方法和所产生的灌注数据集可实现特别准确的考虑形态的显示，其中可补偿潜在的影响事件，并且基于此扩展了评估和诊断可能性。
本发明方法的下述设计变型方案特别是基于根据本发明的如下替代方案，即在检测步骤中检测表示患者的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布的第一图像数据集和表示患者的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布的至少一个第二图像数据集，其中第一图像数据集和第二图像数据集是在施用造影剂的情况下被记录的，并且此外，所述确定包括基于第一图像数据集和至少一个第二图像数据集的基础材料分解。
因此，在其中相应的设计变型方案中，在计算时造影剂图像数据集和非造影图像数据集的图像值的比率可以利用缩放因子来缩放，其中缩放因子可以特别是具有与X射线光子能量的相关性。适当的缩放可以有利地用于生成灌注图像数据集，在其中减少了与记录参数的相关性，或者使得可以更好地另外显示与评估相关的信息的提取。特别是通过缩放的适当选择可改善数据集的标准化和可量化性，以消除在采集参数中的差异。
在此，缩放因子特别是可取决于基础材料分解所基于的基础材料的至少一个比衰减系数μ/ρ，其中μ是相应基础材料对X射线的能量相关的吸收系数，ρ是相应密度。例如，如果基础材料是所使用的造影剂(特别是碘)以及水或组织(特别是软组织)，则缩放因子可取决于所使用的造影剂的比衰减系数(μ/ρ)I和/或水或组织的比衰减系数(μ/ρ)W。
缩放因子特别是可以包括至少两种基础材料的比衰减系数μ/ρ的商。这样的缩放因子例如可以用来生成用于指定的X射线光子能量的虚拟单能量灌注图像数据集。
在不同X射线光子能量下的缩放因子可以例如以表格形式可调用地被保存或者借助于功能关系被提供。例如，功能关系可以基于相应基础材料的已知参考数据的拟合。
此外，本发明还涉及一种用于提供患者的灌注图像数据集的装置，其包括
–第一接口，被设计为
ο检测第一图像数据集和至少一个第二图像数据集，第一图像数据集表示患者的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布，第二图像数据集表示患者的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布，其中第一图像数据集和第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，或者
ο检测患者的第一图像数据集和患者的第二图像数据集，其中第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中第二图像数据集在未施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者的没有造影剂的第一X射线衰减分布。
–运算单元，被设计为基于第一图像数据集和至少一个第二图像数据集来确定造影剂图像数据集和非造影图像数据集，并且基于造影剂图像数据集的图像值与非造影图像数据集的位置对应的图像值的比率来计算灌注图像数据集，和
–第二接口，被设计为提供灌注图像数据集。
这种用于提供灌注图像数据集的装置可以特别是被设计为执行前述根据本发明的用于提供灌注图像数据集的方法及其各方面。该装置可以被设计为通过以下方式执行该方法及其各方面，即将接口和运算单元设计为执行相应的方法步骤。
装置或运算单元特别是可以是计算机、微控制器或集成电路。替代地，其可以是计算机的真实或虚拟网络(真实网络的英语术语是“cluster(集群)”，虚拟网络的英语术语是“cloud(云)”)。装置还可以被设计为在真实计算机或者真实或虚拟计算机网络上运行的虚拟***(英语为virtualization(虚拟化))。
接口可以是硬件或软件接口(例如PCI总线、USB或火线)。运算单元可以具有硬件元件或软件元件，例如微处理器或所谓的FPGA(“Field Programmable Gate Array(现场可编程门阵列)”的英语缩写)。
接口可以特别是包括若干子接口。换言之，接口也可以包括多个接口。运算单元可以特别是包括执行相应方法的不同步骤的若干子运算单元。换言之，运算单元也可以被理解为多个运算单元。
此外，装置还可以包括存储单元。存储单元可以实现为非永久性工作存储器(随机存取存储器，简称RAM)或永久性大容量存储器(硬盘、USB棒、SD卡、固态磁盘)。
所提出的装置的优点基本上对应于所提出的用于生成结果图像数据集的方法的优点。在此提到的特征、优点或替代实施方式同样也可以适用于装置，反之亦然。
此外，本发明还涉及一种医学成像设备，包括用于提供如上所述的灌注图像数据集的装置，并且包括与至少一个X射线探测器对置的至少一个X射线源，其中患者可位于X射线源和X射线探测器之间。医学成像设备可以相应地被设计为生成第一和第二图像数据集。
所提出的医学成像设备的优点基本上对应于所提出的用于提供灌注图像数据集的方法的优点。在此提到的特征、优点或替代实施方式同样也可以适用于成像设备，反之亦然。
医学成像设备可以被设计为提供表示患者的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布的第一图像数据集和表示患者的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个患者第二X射线衰减分布的至少一个第二图像数据集，其中第一图像数据集和第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录。
成像设备特别是可以是被设计用于从不同投影角度记录多个X射线投影的X射线设备，例如具有环形旋转框架的计算机断层扫描设备，或者成像设备可以是C型臂X射线设备。图像可以在记录单元的特别是连续的旋转运动期间生成，记录单元包括X射线源和与X射线源相互作用的X射线探测器。X射线源特别是可以是具有旋转阳极的X射线管。用于计算机断层扫描设备的X射线探测器例如是具有多条线的线探测器。用于C型臂X射线设备的X射线探测器例如是平面探测器。
X射线探测器可以对应于频谱分离X射线探测器。频谱分离X射线探测器被设置为根据入射X射线量子的量子能量对其进行分类，并将其分别分配给图像数据集的其中一个。因此，对于根据本发明的方法，仅需要具有预定或固定发射频谱的X射线源。根据本发明的这一方面，图像数据集的记录特别快速地进行，并且无需对患者施加额外剂量。X射线探测器可以是量子计数探测器或两层探测器。量子计数探测器通常可以理解为直接转换探测器，其通过合适的探测器材料将入射X射线量子直接转换成电信号。量子计数探测器可以能量分辨地运行，其中能量分辨率可通过所谓的分仓来调节。换言之，可以定义可对入射X射线量子进行分类的任意能量范围。第一图像数据集和至少一个第二图像数据集分别由一个或多个能量范围内的信号形成。可根据第一X射线量子能量分布和/或至少一个第二X射线量子能量分布对图像数据集进行能量范围的分配。作为用于量子计数探测器的探测器材料，特别适用的是如碲化镉、碲化镉锌或砷化镓的半导体，或者在平面探测器的情况下，特别适用的是非晶硒等。两层探测器或双层探测器被设计为将入射X射线管频谱分解为低能和高能分量。为此，两层探测器由两层构成。朝向X射线源的探测器层以低能量测量入射X射线的光子，并且将所测量的信号分配给第一图像数据集。其被高能X射线穿透。在其下方或其后方的即设置为背离X射线源的探测器层中测量具有较高量子能量的光子，并将其分配给第二图像数据集。通常，两个探测器层都包括闪烁体，因此两层探测器为间接转换探测器。诸如碘化铯、钨酸镉的晶体或诸如氧硫化钆等的陶瓷材料可用作闪烁材料。
成像设备还可以包括以不同发射频谱工作的两个源探测器***。在这种情况下，成像设备包括两个X射线源和两个X射线探测器，其中每个探测器被设置为接收从其中一个X射线源发出的X射线辐射。这也被称为双源X射线成像装置。此外，两个X射线源中的至少一个还可包括用于改善出射X射线的频谱分离的滤波器，特别是锡滤波器。
成像设备还可用于所谓的“kV摆动”，其中X射线源朝X射线探测器的方向快速连续地发射不同的发射频谱。
成像设备也可被设计为所谓的“双光束”设备，其中提供源探测器***，并且在X射线源前面布置有由两种材料组成的滤波器，从而在通过滤波器之后存在两个彼此不同的X射线量子能量分布，其分别照射X射线探测器的部分区域。
此外，本发明还涉及一种具有计算机程序的计算机程序产品，计算机程序可直接加载到如上所述的用于提供灌注图像数据集的装置的存储器中，该计算机程序具有程序段，当该程序段由装置运行时其执行用于提供灌注图像数据集的前述方法之一的所有步骤或其各方面。
此外，本发明涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被如上所述的用于提供灌注图像数据集的装置读取和运行的程序段，当该程序段由装置运行时其执行用于提供灌注图像数据集的前述方法之一的所有步骤或其各方面。
计算机可读存储介质的示例有DVD、磁带、硬盘或USB棒，其上存储有电子可读控制信息，特别是软件。
很大程度上基于软件的实现方式具有如下优点，即先前已使用的装置和运算单元也可简单地通过软件更新进行改装，以便以根据本发明的方式工作。除了计算机程序之外，计算机程序产品必要时还可包括诸如文档和/或附加组件的附加组成部分，以及诸如便于使用软件的硬件密钥(加密狗等)之类的硬件组件。
此外，在本发明的范畴内，关于本发明的不同实施方式和/或不同权利要求类别(方法、用途、装置、***、组件等)所述的特征也可以组合成本发明的其他实施方式。例如，与装置相关的权利要求也可以扩展为具有结合方法所说明或要求保护的特征，反之亦然。在此，方法的功能特征可通过相应设计的具体组件来实施。
不定冠词“一个”或“一种”的使用不排除相关特征也可多次出现的可能性。词语“具有”的使用不排除通过词语“具有”所连接的术语可能是相同的。例如，医学成像装置具有医学成像装置。词语“单元”的使用不排除词语“单元”所涉及的对象可能具有在空间上彼此分离的多个组件。
在本申请的上下文中，词语“基于”特别是可理解为词语“通过使用”的意义。基于第二特征产生(或者确定、决定等)第一特征的表述特别是并不排除可以基于第三特征产生(或者确定、决定等)第一特征。
附图说明
在下文中将参考附图借助于示例性实施方式解释本发明。附图中的图示是示意性的、大大简化的并且不一定按比例绘制。其中：
图1示意性地示出了肺组织灌注的不同情况，
图2示出了用于提供灌注图像数据集的方法的示意性方法流程，
图3示出了用于提供灌注图像数据集的装置的示意图，并且
图4示出了示例性医学成像设备的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出了肺组织灌注的不同情况，以表示通过传统肺部PBV值对肺实质灌注的传统评估的缺陷。在之前的传统肺部PBV方法中，由基础材料分解产生的造影剂图显示了在组织中富集了多少“每体积造影剂”(例如mg/ml)，而忽略了肺实质的密度或量。由此，虽然已知碘富集得在哪里较多和在哪里较少，但除了差异较大的情况之外并不知道肺实质的灌注在局部较低还是较高。
在第一行中，示出了在显微水平上具有正常灌注血管a的肺容积LV。借助于传统PBV值的成像导致第一肺部PBV值PBV1在宏观水平上具有第一灌注水平。
在第二行中，示出了在微观水平上具有正常灌注血管a的肺容积LV，而例如在呼气状态下第一行反映了吸气状态，从而在借助于传统肺部PBV值成像时每单位体积的较高数量的正常灌注血管导致第二肺部PVB值PBV2，尽管存在血管结构的正常灌注，其在宏观水平上与第一灌注水平相比具有更高的第二灌注水平。因此，先前仅借助于每体积造影剂浓度的肺灌注测定并不总是能揭示较高的造影剂浓度是归因于较多的实质(较高的密度)还是较低的灌注。量化也是成问题的。
在第三行中示出了例如处于吸气状态的肺容积LV，其由于炎症(例如由于病毒感染)而具有灌注增加的血管结构b。在此，借助于传统肺部PBV值的成像可导致与呼气状态下的正常灌注组织相同或至少相似的肺部PBV2值(第二行)，例如在微观水平上具有不同灌注水平的两种不同情况可导致基于传统肺部PBV值在宏观水平上的相同灌注水平。在此基础上，无法区分状态。
此外，如第四行所示，还可能会出现例如液体的沉积物c，这可能会附加地改变肺组织的组成。同样在这种情况下，借助于传统肺PBV值的成像可能导致与呼气状态下正常灌注组织相同或至少相似的PBV2值(第二行)。在此同样无法进行区分。
在这种情况下，目前所使用的将肺实质灌注检查结果划分为纯功能部分(造影剂图像)和纯形态学部分(非造影图像)有其局限性。在此所述的本发明及其两种信息的组合使得可潜在地补偿这种影响并提供可区分的或潜在可量化的结果。
图2示出了用于提供灌注图像数据集的本发明方法的示意性方法流程。
在示意性方法流程的第一替代方案中，步骤S1包括检测患者39的第一图像数据集和患者39的第二图像数据集，其中第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者39的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中第二图像数据集在未施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者39的没有造影剂的第一X射线衰减分布。
在方法流程的第二替代方案中，步骤S1包括借助于第一接口IF1检测第一图像数据集和至少一个第二图像数据集，第一图像数据集表示患者的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布，第二图像数据集表示患者的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布，其中第一图像数据集和第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录。
步骤S2包括借助于运算单元CU确定造影剂图像数据集和非造影图像数据集。
基于第一替代方案，可以通过如下方式确定造影剂数据集，即可选地在图像数据集相互配准之后是在图像空间中从第一图像数据集中减去第二图像数据集。减法的结果对应于造影剂数据集。非造影图像数据集可以在未施用造影剂的情况下基于第一图像数据集直接确定，即特别是直接对应于第一图像数据集。
基于第二替代方案，借助于运算单元CU确定造影剂图像数据集和非造影图像数据集包括基于第一图像数据集和至少一个第二图像数据集的基础材料分解。在一个实施方式中，基础材料分解至少基于包含所使用的造影剂和水或者所使用的造影剂和组织材料(特别是软组织材料)的基础材料。在其他实施方式中也可以区分两种以上的基础材料，例如造影剂、水和脂肪。造影剂数据集基本上可直接由基础材料分解产生，并且反映出患者体内的局部造影剂浓度(每体积的造影剂量)。在简单的实施方式中，非造影图像可以直接对应于由基础材料分解产生的基础材料图像数据集，其在基础材料分解成造影剂和第二材料时被分配给第二材料。例如，非造影图像可以对应于水图像数据集。这特别是在以下情况下是有利的，即可以基于第二材料充分良好地在形态学性质方面描述涉及材料组成的感兴趣的区域。在其他实施变型方案中，也可以在其他方面提供非造影图像数据集，从而也考虑到相关图像区域中的不同材料。在此，特别是可以使用计算虚拟非造影图像(所谓的VNC图像，VNC：virtual non-contrast，虚拟非造影)的公知方法。例如，如果灌注图像数据集用于肺实质灌注的成像，然而在作为非造影图像数据集的有利的简单假设和实施的范畴内，例如可以选择从基础材料分解为造影剂和水时所产生的水图像数据集，以获得合适的灌注图像数据集。
步骤S3包括借助于运算单元CU基于造影剂图像数据集的图像值与非造影图像数据集的位置对应的图像值的比率来计算S3灌注图像数据集。
步骤S4包括借助于第二接口IF2提供S4灌注图像数据集。
在特别简单且时效性较高的设计方案中，最终的灌注图像数据集直接对应于造影剂图像数据集和非造影图像数据集的商或各个位置对应的图像值的商。
然而，特别是结合上述第二替代方案，灌注图像数据集的计算S3此外还可以包括利用缩放因子来缩放造影剂图像数据集和非造影图像数据集的图像值的比率。缩放因子可以特别是取决于X射线光子能量L。缩放因子例如可以取决于基础材料分解所基于的基础材料的至少一个比衰减系数μ/ρ，其中μ是在指定X射线光子能量的能量L下基础材料对X射线的相应吸收系数，ρ是相应密度。缩放因子特别是可以包括在特定的X射线光子能量下至少两个基础材料的比衰减系数μ/ρ的商并且用于生成该X射线光子能量的虚拟单能量灌注图像数据集。下面将更详细地解释缩放因子的可能实现。
例如，根据一个实施变型方案，用于指定X射线光子能量L的灌注图像数据集PD可以如下计算：
Figure BDA0003969029430000201
在此，bw[单位HU]和bI[单位g/cm3]示例性地对应于水或组织的基础材料图像bw和造影剂(例如碘)的基础材料图像bI，其来自于基础材料向这两种材料的分解。如果基于其他基础材料进行基础材料分解，则必须使用相应的基础材料图像。选择水作为基础材料特别是在肺部区域中可为合适的近似，如上所述，这是本发明方法的特别有利的应用，并且其可实现简单的提供，因为由此肺部的相关区域、特别是肺组织的密度得以充分良好地描述，并且很少有其他材料(例如脂肪或钙化部)起作用。
hum(L)对应于取决于X射线光子能量L的缩放因子，其基于基础材料分解所基于的基础材料(例如水和造影剂)在X射线光子能量L下的基础材料比衰减系数μ/ρ，其中μ是基础材料对X射线的能量相关的相应吸收系数，ρ是相应密度。在此，缩放因子特别是包括两种基础材料在能量L下的比衰减系数的商：
Figure BDA0003969029430000202
具体而言，缩放因子可以定义如下。
Figure BDA0003969029430000203
在不同能量L下的缩放因子可以例如以表格形式可调用地被保存或者借助于功能关系被提供。例如，功能关系可基于相应基础材料的已知参考数据的拟合(例如借助于X射线衰减系数的NIST数据库，https://physics.nist.gov/)被确定。于是，通过在所选择的X射线光子能量L下缩放因子的应用，可以计算该X射线光子能量的灌注图像数据集。
能量相关的缩放因子使得可以在一定程度上以与在能量等级L下虚拟单能量图像VMI(L)的已知显示相似的方式在指定的能量等级L下的虚拟单能量灌注图像数据集的意义上显示灌注图像数据集。在虚拟单能量图像VMI中，通过设定能量等级和与之相关的所有材料的固定衰减特性使显示标准化，以消除CT采集参数中的差异。在通过新技术(例如光子计数探测器)对所有记录进行的可能标准化的背景下，这一点尤为非同寻常。对于虚拟单能量图像的生成，例如可参考DE 10 2015 204 450 A1。
虚拟单能量图像可以简化地从所确定的基础材料图像的线性组合中计算得出。例如，虚拟单能量图像可以简化地基于向两种材料水或组织和造影剂(例如碘)的双材料分解如下组成：
VMI(L)＝bw+bI·hum(L)
其中根据灌注图像数据集的上述计算，bw[单位HU]和bI[单位g/cm3]示例性地相应于由基础材料分解而成的水或组织和造影剂的基础材料图像。借助于函数hum(L)，可以计算在指定的能量L下每浓度的CT值。如果基于其他基础材料进行基础材料分解，则必须使用相应的基础材料图像。如果基于第一和第二图像数据集在造影剂施用下的X射线成像应用的范畴中无论如何都要执行虚拟单能量图像数据集的计算，则可使用单色化的中间结果bw和bI来计算灌注图像数据集。
与提供虚拟单能量图像数据集的情况一样，可以指定用于计算的X射线光子能量来计算灌注图像数据集，或者也可重复性地选择为其计算灌注图像数据集的不同的能量L。此外，一种方法特别是还可包括选择X射线光子能量的步骤。在此，则例如用户可例如通过诸如键盘的输入单元来选择应为其计算灌注图像数据集的X射线光子能量。还可借助于其他参数(例如患者特定参数，如患者体重或身高)自动确定该选择。
除了上述借助于hum(L)的缩放之外，在该方法的范畴内可能需要进行其他缩放。例如，利用无HU的背景进行缩放可能是有意义的：
Figure BDA0003969029430000221
其中bw[单位HU]和bI[单位g/cm3]相应于水和造影剂的基础材料图像。
此外，基于已经创建的具有两个不同能量等级(L1和L2)的虚拟单能量图像对本发明灌注图像数据集的后续计算也是可行的。这是可能的，因为每个VMI基本上仅表示由bI成像的造影剂和由bw成像的水或组织的线性组合，并且通过关于线性因子的明确认知可再提取出基础材料。
Figure BDA0003969029430000222
其中为在能量L1或L2(以keV为单位)下的虚拟单能量图像数据集，hum(L)为在对于灌注图像数据集PD(L)可选择的能量L下或在相应能量L1或L2下的缩放因子。
在上述公式中未明确列出的是，使用伪密度[单位HU]而不是图像数据集中的实际HU值，这相当于增加1000HU，以便特别是当水用作基础材料并以单位HU进行计算时避免出现除以零的情况。
图3示出了用于提供患者39的灌注图像数据集的装置20的示意图。
装置45包括第一接口IF1，其被设计用于检测第一图像数据集和至少一个第二图像数据集，第一图像数据集表示患者39的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布，第二图像数据集表示患者39的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布。第一接口IF1可以替代地被设计用于检测患者39的第一图像数据集和患者39的第二图像数据集，其中第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者39的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中第二图像数据集在未施用造影剂的情况下被记录，并且表示患者39的没有造影剂的第一X射线衰减分布。
此外，装置45还包括运算单元CU，其被设计为基于第一图像数据集和至少一个第二图像数据集来确定造影剂图像数据集和非造影图像数据集，并且基于造影剂图像数据集的图像值与非造影图像数据集的位置对应的图像值的比率来计算灌注图像数据集。
此外，装置45还包括第二接口IF2，其被设计用于输出灌注图像数据集。
此外，装置45还可以包括存储单元MU。在存储单元MU上可以以可调用的方式保存所检测的图像数据集或所计算的灌注图像数据集。存储单元可以实现为非永久性工作存储器(随机存取存储器，简称RAM)或永久性大容量存储器(硬盘、USB棒、SD卡、固态磁盘)。
这种用于提供灌注图像数据集的装置45可以特别是被设计为执行前述根据本发明的用于提供灌注图像数据集的方法及其各方面。该装置可以被设计为通过以下方式执行该方法及其各方面，即将接口IF1、IF2和运算单元CU设计为执行相应的方法步骤。
在所示实施例中，装置45与医学成像设备32连接。装置45例如可以通过网络与成像设备32连接。装置特别是也可以包括在成像设备32中。成像设备32例如可以是计算机断层扫描设备。
网络可以是本地网络(英语术语为“Local Area Network(局域网)”，简称“LAN”)或大型网络(英语术语为“Wide Area Network(广域网)”，简称“WAN”)。本地网络的一个示例为内联网，大型网络的一个示例为因特网。网络特别是也可以实施为无线网，特别是实施为WLAN(“无线LAN”，在英语中通常缩写为“WiFi”)或蓝牙连接。网络也可以实施为上述示例的组合。
此外，在装置45和成像设备32之间的通信也可以离线进行，例如通过数据载体的交换。
图4示出了呈计算机断层扫描设备形式的医学成像设备32。
CT设备具有带有转子35的机架33。转子35包括至少一个X射线源37，特别是X射线管，和与X射线源37对置的至少一个X射线探测器36。X射线探测器36和辐射源37可以围绕共同的轴线43(也称为旋转轴线)旋转。患者39支承在患者床41上，并且可以通过机架33沿旋转轴线43移动。通常，患者39例如可以包括动物患者和/或人类患者。
CT设备32包括计算机***20，其包括用于提供灌注图像数据集的装置45。此外，计算机***20还可以具有重建单元42，其用于基于由成像设备32确定的数据重建图像数据集。此外，计算机***20还可以具有用于控制成像设备的控制单元48。
此外，输入设备47和输出设备49与计算机***20连接。输入设备47和输出设备49例如可实现交互，例如用户手动配置、确认或触发方法步骤。例如，可以在包括监视器的输出设备49上向用户显示计算机断层扫描投影数据集和/或二维图像数据集或三维图像数据集。
通常，在辐射源和患者之间的相对旋转运动期间，从多个投影角度以患者39的多个(原始)投影数据集的形式记录测量数据，同时患者39借助于患者床41连续或顺序地移动穿过机架33。然后，基于投影数据集，借助于例如包括滤波反投影或迭代重建方法的数学方法，可重建检查区域内沿旋转轴线的相应z位置的层图像数据集。
成像设备32特别是被设计为至少生成根据本发明的第一图像数据集和第二图像数据集。于是，包括在计算机***45内的用于提供灌注图像数据集的装置特别是被设计为基于这些图像数据集执行根据本发明的用于提供灌注图像数据集的方法。
X射线探测器36可以对于于频谱分离的X射线探测器，例如量子计数探测器或两层探测器。成像设备32也可以被设计为所谓的“kV摆动”，其中X射线源朝X射线探测器36的方向快速连续地发射不同的发射频谱。X射线设备也可以被设计成所谓的“双光束”设备。
在其他实施方式中，成像设备还可以包括以不同发射频谱工作的两个X射线源探测器***。在这种情况下，成像设备包括两个X射线源和两个X射线探测器，其中每个探测器被设置为接收从其中一个X射线源发出的X射线辐射。这也被称为双源X射线成像装置。此外，两个X射线源中的至少一个还可以包括用于改善出射X射线的频谱分离的滤波器，特别是锡滤波器。

Claims (12)

1.一种用于提供患者的灌注图像数据集的方法，包括以下步骤：
–借助于第一接口(IF1)，检测(S1)第一图像数据集和至少一个第二图像数据集，所述第一图像数据集表示所述患者(39)的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布，所述第二图像数据集表示所述患者(39)的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布，其中所述第一图像数据集和所述第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，或者
借助于第一接口(IF1)，检测(S1)所述患者(39)的第一图像数据集和所述患者(39)的第二图像数据集，其中所述第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示所述患者(39)的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中所述第二图像数据集在未施用造影剂的情况下被记录，并且表示所述患者(39)的没有造影剂的第一X射线衰减分布；
–借助于运算单元(CU)，基于所述第一图像数据集和至少一个所述第二图像数据集来确定(S2)造影剂图像数据集和非造影图像数据集；
–借助于所述运算单元(CU)，基于所述造影剂图像数据集的图像值与所述非造影图像数据集的位置对应的图像值的比率来计算(S3)所述灌注图像数据集；
–借助于第二接口(IF2)，提供(S4)所述灌注图像数据集。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述检测(S1)的步骤中，检测表示所述患者(39)的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布的第一图像数据集和表示所述患者(39)的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布的至少一个第二图像数据集，其中所述第一图像数据集和所述第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且其中所述确定(S2)包括基于所述第一图像数据集和至少一个所述第二图像数据集的基础材料分解。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述基础材料分解至少基于包含所使用的造影剂和水或组织材料的基础材料，并且所述非造影图像对应于由所述基础材料分解产生的水图像数据集或组织图像数据集。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中在所述计算(S3)中，利用缩放因子对所述造影剂图像数据集和所述非造影图像数据集的图像值的所述比率进行缩放。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述缩放因子具有与X射线光子能量的相关性。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述缩放因子取决于所述基础材料分解所基于的基础材料的至少一个比衰减系数μ/ρ，其中μ是相应基础材料对X射线的能量相关的吸收系数，ρ是相应密度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述缩放因子包括所述基础材料分解所基于的基础材料的比衰减系数μ/ρ的商。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述灌注图像数据集特别是反映了肺实质的灌注。
9.一种用于提供患者(39)的灌注图像数据集的装置(45)，包括：
–一个第一接口(IF1)，被设计为
ο检测(S1)第一图像数据集和至少一个第二图像数据集，所述第一图像数据集表示所述患者(39)的对应于第一X射线量子能量分布的第一X射线衰减分布，所述第二图像数据集表示所述患者(39)的对应于至少一个第二X射线量子能量分布的至少一个第二X射线衰减分布，其中所述第一图像数据集和所述第二图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，或者
ο检测(S1)所述患者(39)的第一图像数据集和所述患者(39)的第二图像数据集，其中所述第一图像数据集在施用造影剂的情况下被记录，并且表示所述患者(39)的具有造影剂的第一X射线衰减分布，其中所述第二图像数据集在未施用造影剂的情况下被记录，并且表示所述患者(39)的没有造影剂的第一X射线衰减分布；
–一个运算单元(CU)，被设计为基于所述第一图像数据集和至少一个所述第二图像数据集来确定(S2)造影剂图像数据集和非造影图像数据集，并且基于所述造影剂图像数据集的图像值与所述非造影图像数据集的位置对应的图像值的比率来计算(S3)所述灌注图像数据集；和
–一个第二接口(IF2)，被设计为提供(S4)所述灌注图像数据集。
10.一种医学成像设备(32)，包括根据权利要求9所述的装置，并且包括与至少一个X射线探测器(2)对置的至少一个X射线源(37)，其中在所述X射线源(37)和所述X射线探测器(2)之间可设置患者(39)。
11.一种计算机程序产品，具有计算机程序，所述计算机程序能够直接加载到根据权利要求9所述的用于提供灌注图像数据集的装置(20)的存储器(25)中，所述计算机程序具有程序段，以便当所述程序段由所述装置(20)运行时，执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤。
12.一种计算机可读的存储介质，在所述存储介质上存储有能够被根据权利要求9所述的用于提供灌注图像数据集的装置(20)读取和运行的程序段，以便当所述程序段由所述装置(20)运行时，执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤。
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