DE102021205294B3 - Computed tomography device and method for operating a computed tomography device - Google Patents

Abstract

Computertomographieeinrichtung (1), welche aufweist:- wenigstens eine rotierend um einen aufzunehmenden Patienten (4) bewegbare Röntgenquelle (6, 6a, 6b), welche zur Aufnahme von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln ein Röntgenstrahlenfeld (10) abstrahlt,- wenigstens einen Röntgendetektor (7, 7a, 7b) zur Messung von Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlenfeldes (10), und- eine Steuereinrichtung (14) zur Steuerung des Betriebs der Computertomographieeinrichtung (1),wobei die Computertomographieeinrichtung (1) für wenigstens eine der wenigstens einen Röntgenquelle (6, 6a, 6b) ferner wenigstens eine ansteuerbare, im Röntgenstrahlenfeld (10) in Strahlrichtung vor dem Patienten (4) angeordnete Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zur räumlich zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen Abschwächung der Fluenz des Röntgenstrahlenfeldes (10) aufweist, welche zwischen einem eine maximale Fluenz durchlassenden Grundzustand und einem die Röntgenstrahlung vollständig abschirmenden Schließzustand einstellbar ist,wobei die Steuereinrichtung (14) ausgebildet ist,- die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zur Einstellung unterschiedlicher Sollfluenzen des Röntgenstrahlenfeldes (10) an dem Patienten (4) in Abhängigkeit eines aktuellen, die zu durchstrahlende Länge des Patienten (4) beschreibenden Steuerparameters der Röntgenquelle (6, 6a, 6b) anzusteuern und/oder- bei einer zwei gleichzeitig betreibbare, um einen Abstandswinkel versetzte Röntgenquellen (6, 6a, 6b) aufweisenden Computertomographieeinrichtung (1) bei Betrieb beider Röntgenquellen (6, 6a, 6b) wenigstens zeitweise die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) einer der Röntgenquellen (6, 6a, 6b) in den Schließzustand zu schalten, mit dem dieser Röntgenquelle (6, 6a, 6b) zugeordneten Röntgendetektor (7,Computed tomography device (1), which has: - at least one X-ray source (6, 6a, 6b) which can be moved in rotation around a patient (4) to be imaged and which emits an X-ray field (10) from different projection angles for recording X-ray images, - at least one X-ray detector (7 , 7a, 7b) for measuring X-ray radiation of the X-ray field (10), and- a control device (14) for controlling the operation of the computed tomography device (1), the computed tomography device (1) for at least one of the at least one X-ray source (6, 6a, 6b) also has at least one controllable pre-filter device (12, 12a, 12b) arranged in the X-ray field (10) in front of the patient (4) in the beam direction for spatially at least substantially uniform attenuation of the fluence of the X-ray field (10), which between a maximum fluence allowing the ground state to pass and a Schl that completely shields the X-rays ow state is adjustable, wherein the control device (14) is designed, - the pre-filter device (12, 12a, 12b) for setting different target fluences of the X-ray field (10) on the patient (4) depending on a current length of the patient to be irradiated ( 4) to control descriptive control parameters of the X-ray source (6, 6a, 6b) and/or - in the case of a computed tomography device (1) which can be operated simultaneously and have two X-ray sources (6, 6a, 6b) offset by a distance angle, when both X-ray sources (6, 6a, 6b) at least temporarily switching the pre-filter device (12, 12a, 12b) of one of the X-ray sources (6, 6a, 6b) to the closed state, with the X-ray detector (7,

Description

Die Erfindung betrifft eine Computertomographieeinrichtung, welche aufweist:

• - wenigstens eine rotierend um einen aufzunehmenden Patienten bewegbare Röntgenquelle, welche zur Aufnahme von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln ein Röntgenstrahlenfeld abstrahlt,
• - wenigstens einen Röntgendetektor zur Messung von Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlenfeldes, und
• - eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Computertomographieeinrichtung.

The invention relates to a computed tomography device which has:

• - at least one X-ray source that can be moved in a rotating manner around a patient to be imaged and which emits an X-ray field from different projection angles to take X-ray images,
• - at least one X-ray detector for measuring X-rays of the X-ray field, and
• - A control device for controlling the operation of the computed tomography device.

Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Computertomographieeinrichtung.In addition, the invention relates to a method for operating such a computed tomography device.

EP 3 598 949 A1 offenbart ein Computertomographiegerät mit einem Lamellenformfilter und einer Springfokus-Röntgenquelle. EP 3 598 949 A1 discloses a computed tomography device with a blade shape filter and a spring focus x-ray source.

DE 103 02 567 A1 offenbart ein Computertomographiegerät mit wenigstens zwei Strahler-Detektor-Systemen. DE 103 02 567 A1 discloses a computed tomography device with at least two emitter-detector systems.

US 2017 / 0 011 815 A1 offenbart eine Röntgenfilteranordnung, die eine Vielzahl von röntgenstrahlenabschwächenden Schichten umfasst, die in einem Stapel angeordnet sind. U.S. 2017/0 011 815 A1 discloses an x-ray filter assembly comprising a plurality of x-ray attenuating layers arranged in a stack.

US 2020 / 0 375 556 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung von Dualenergie-Röntgenbilddaten, welche eine Röntgenstrahlenquelle, ein Gitterfilter und einen Röntgenstrahlendetektor umfasst. U.S. 2020/0 375 556 A1 discloses an apparatus for generating dual-energy x-ray image data that includes an x-ray source, a grating filter, and an x-ray detector.

US 2015 / 0 182 179 A1 offenbart ein Multi-Energie-Röntgenabbildungssystem, aufweisend eine Röntgenquelle, einen Röntgendetektor und eine Filtervorrichtung, die eine röntgendurchlässige Trägerstruktur mit einer Vielzahl von Septen umfasst. U.S. 2015/0 182 179 A1 discloses a multi-energy x-ray imaging system comprising an x-ray source, an x-ray detector and a filter device comprising an x-ray transparent support structure having a plurality of septa.

SZCZYKUTOWICZ, T. P.; MISTRETTA, C. A. Experimental realization of fluence field modulated CT using digital beam attenuation. Physics in Medicine & Biology, 2014, 59. Jg., Nr. 5, S. 1305, offenbart ein Verfahren zur fluenzfeldmodulierten Computertomographie basierend auf digitaler Strahl-Abschwächung.SZCZYKUTOWICZ, T.P.; MISTRETTA, CA. Experimental realization of fluence field modulated CT using digital beam attenuation. Physics in Medicine & Biology, 2014, vol. 59, no. 5, p. 1305, discloses a method for fluence field modulated computed tomography based on digital beam attenuation.

Die Computertomographie ist ein durchleuchtungsbasiertes Bildgebungsverfahren, bei dem aus verschiedenen Projektionsrichtungen Röntgenbilder (oft auch Projektionsbilder genannt) eines aufzunehmenden Objekts, häufig eines Untersuchungsbereichs eines Patienten, aufgenommen werden, aus denen dann, beispielsweise mittels der gefilterten Rückprojektion oder mit einem anderen Rekonstruktionsverfahren, höherdimensionale Computertomographiedatensätze rekonstruiert werden. Dabei ist es heute gängig, zweidimensionale Röntgenbilder aufzunehmen, aus denen dreidimensionale Bilddatensätze rekonstruiert werden können. Als Aufnahmetrajektorie, das bedeutet, Weg, den die Röntgenquelle um das Objekt, insbesondere den Patienten, beschreibt, werden üblicherweise Kreisbahnen verwendet. Die Röntgenstrahlen eines von der Röntgenquelle entlang der Aufnahmetrajektorie ausgestrahlten Röntgenstrahlenfeldes durchqueren das Objekt, werden dabei geschwächt und treffen hinter dem Objekt auf einen mitbewegten oder durchgängig gegenüberliegend der Aufnahmetrajektorie vorgesehenen Röntgendetektor. Eine Steuereinrichtung steuert dabei nicht nur den Betrieb der Aufnahmeanordnung, gebildet aus Röntgenquelle und Röntgendetektor, sondern kann auch ausgebildet sein, einen dreidimensionalen Bilddatensatz aus zweidimensionalen Röntgenbildern zu rekonstruieren. Bekannt sind insbesondere auch sogenannte Dual Source-Computertomographieeinrichtungen, bei denen zwei Röntgenquellen, üblicherweise mit jeweils zugeordnetem Röntgendetektor, verwendet werden können, um einen schnelleren Computertomographiescan durchführen zu können. Computed tomography is a fluoroscopy-based imaging method in which X-ray images (often also called projection images) of an object to be recorded, often of an examination area of a patient, are recorded from different projection directions, from which higher-dimensional computed tomography data sets are then reconstructed, for example by means of filtered back projection or with another reconstruction method will. It is common today to take two-dimensional X-ray images from which three-dimensional image datasets can be reconstructed. Circular paths are usually used as the recording trajectory, ie the path that the x-ray source describes around the object, in particular the patient. The X-rays of an X-ray field emitted by the X-ray source along the recording trajectory traverse the object, are weakened in the process and impinge behind the object on an X-ray detector which is moved along with it or is provided continuously opposite the recording trajectory. In this case, a control device not only controls the operation of the recording arrangement, formed from the x-ray source and x-ray detector, but can also be designed to reconstruct a three-dimensional image data set from two-dimensional x-ray images. In particular, so-called dual-source computer tomography devices are also known, in which two x-ray sources, usually each with an associated x-ray detector, can be used in order to be able to carry out a faster computer tomography scan.

Bei der Computertomographie werden, um hohe Qualitäten des rekonstruierten Bilddatensatzes zu erreichen, eine Vielzahl von Röntgenbildern aufgenommen. Dadurch entsteht im medizinischen Bereich für einen Patienten eine hohe Strahlenbelastung, mithin eine hohe Röntgendosis. Nachdem diese schädlich sein kann, zielen viele Bemühungen im Stand der Technik darauf ab, diese Strahlenbelastung auf das minimale sinnvolle Maß zu reduzieren (Englisch „as low as reasonably achievable“ ALARA-Prinzip) .In computed tomography, a large number of x-ray images are recorded in order to achieve high quality in the reconstructed image data set. This results in a high radiation exposure for a patient in the medical field, and consequently a high X-ray dose. Since this can be harmful, many efforts in the prior art are aimed at reducing this radiation exposure to the minimum reasonable level (ALARA principle "as low as reasonably achievable").

Diesbezüglich ist insbesondere zu berücksichtigen, dass der Röntgenstrahl unterschiedliche Körperlängen, je nach Projektionswinkel bzw. Projektionsrichtung, durchqueren muss, nachdem ein Patient beispielsweise als elliptisch angenommen werden kann. Beispielsweise wurde in einem Artikel von W. Kalender et al., „Dose reduction in CT by online-tube current control: principles and validation on phantoms and cadavers“, European Radiology 9 (1999), Seiten 323 - 328, beschrieben, dass die Schwächung der Röntgenstrahlung, beispielsweise im Schulterbereich, über zwei oder sogar über drei Größenordnungen zwischen lateralen und Anterior/Posterior-Aufnahmen variieren kann. Das bedeutet, würde man sich an der größten für sinnvolle Bildgebung benötigten Röntgendosis orientieren, wäre eine enorm hohe Strahlenbelastung für den Patienten gegeben.In this regard, it must be taken into account in particular that the x-ray beam has to traverse different body lengths, depending on the projection angle or projection direction, since a patient can be assumed to be elliptical, for example. For example, in an article by W. Kalender et al., "Dose reduction in CT by online-tube current control: principles and validation on phantoms and cadavers", European Radiology 9 (1999), pages 323 - 328, described that the X-ray attenuation, for example in the shoulder area, can vary by two or even three orders of magnitude between lateral and anterior/posterior images. This means that if one were to use the largest X-ray dose required for meaningful imaging as a guide, the patient would be exposed to an enormously high level of radiation.

Um die Strahlenbelastung des Patienten zu reduzieren, wurde vorgeschlagen, bei einer Röntgenröhre als Röntgenquelle den Röhrenstrom (tube current) zu modulieren. Die Intensität der emittierten Röntgenstrahlung ist proportional zum Röhrenstrom. Somit lässt sich die Strahlenexposition während einer Computertomographieaufnahme durch Röhrenstrommodulation patienten- und aufgabenspezifisch reduzieren.In order to reduce the patient's exposure to radiation, it has been proposed to modulate the tube current when using an X-ray tube as the X-ray source. The intensity of the emitted X-rays is proportional to the tube current. Thus, the radiation exposure during a computed tomography recording can be reduced patient- and task-specifically by tube current modulation.

Aufgrund des näherungsweise elliptischen Patientenquerschnitts wird die Röntgenstrahlung, die den Detektor in lateralen Projektionen erreicht, stärker durch den Patienten geschwächt als in sagittaler Projektionsrichtung (Anterior/Posterior-Aufnahmen), vgl. hierzu das Lambert-Beer-Gesetz. Starke Variationen des Detektorsignals würden wegen ungleichen Signal-zu-Rauschverhältnissen (SNR) zwischen den Projektionen zu Artefakten im rekonstruierten Bilddatensatz führen (anisotropes Rauschen). Ferner könnte das Signal außerhalb des vorgesehenen Dynamikbereichs des Röntgendetektors liegen.Due to the approximately elliptical cross-section of the patient, the X-ray radiation that reaches the detector in lateral projections is weakened more by the patient than in the sagittal projection direction (anterior/posterior images), cf. the Lambert-Beer law. Strong variations in the detector signal would lead to artifacts in the reconstructed image data set (anisotropic noise) due to unequal signal-to-noise ratios (SNR) between the projections. Furthermore, the signal could be outside the intended dynamic range of the x-ray detector.

Um bei variierenden Schwächungen ein ausgeglichenes Signal-zu-Rauschverhältnis zu gewährleisten und innerhalb der geeigneten Dynamik des Röntgendetektors zu messen, wird die Röntgenstrahlung entsprechend der Röntgenabschwächung moduliert. Entsprechend wird die Intensität (im Sinne der Fluenz, also des Photonenflusses) der Röntgenstrahlung bei lateralen Projektionen höher als bei Projektionen entlang der Sagittalachse eingestellt. Neben dem bereits erwähnten Artikel von Kalender et al. sei zur Modulation des Röhrenstroms noch auf die Artikel von Gies et al., „Dose reduction in CT by anatomically adapted tube current modulation. I. Simulation studies“, Medical Physics 26 (1999), Seite 2235, von Seidenfuss et al., „Dose Reduction of the Female Breast in Chest CT“, American Journal of Radiology 202 (2014), Seiten W447 - W452, und Franck et al., „Estimating the Patient-specific Dose to the Thyroid and Breasts and Overall Risk in Chest CT When Using Organ-based Tube Current Modulation“, Radiology 288 (2018), Seiten 164 - 169, verwiesen.In order to ensure a balanced signal-to-noise ratio with varying attenuation and to measure within the appropriate dynamic range of the X-ray detector, the X-ray radiation is modulated according to the X-ray attenuation. Accordingly, the intensity (in terms of fluence, ie the photon flow) of the X-ray radiation is set higher for lateral projections than for projections along the sagittal axis. In addition to the article by Kalender et al. For the modulation of the tube current, refer to the article by Gies et al., "Dose reduction in CT by anatomically adapted tube current modulation. I. Simulation studies”, Medical Physics 26 (1999), page 2235, by Seidenfuss et al., “Dose Reduction of the Female Breast in Chest CT”, American Journal of Radiology 202 (2014), pages W447-W452, and Franck et al., Estimating the Patient-specific Dose to the Thyroid and Breasts and Overall Risk in Chest CT When Using Organ-based Tube Current Modulation, Radiology 288 (2018), pp. 164-169.

Die Modulation des Röhrenstroms ist allerdings begrenzt durch technische Limitationen der Röntgenröhre. So sind beispielsweise der Anstieg und die Absenkung der Intensität der Röntgenstrahlung durch die thermischen Eigenschaften der Glühkathode beschränkt. Die Geschwindigkeit der Absenkung der Intensität der Röntgenstrahlung ist beispielsweise durch das Nachglühen der Glühkathode limitiert, auch wenn der elektrische Röhrenstrom heruntergefahren ist. Sind, wie beispielsweise im Schulterbereich, Variationen über zwei oder sogar drei Größenordnungen notwendig, wäre eine Modulation proportional zur Quadratwurzel notwendig, das bedeutet, der Röhrenstrom müsste um ein bis zwei Größenordnungen variiert werden. However, the modulation of the tube current is limited by the technical limitations of the X-ray tube. For example, the increase and decrease in the intensity of X-ray radiation is limited by the thermal properties of the hot cathode. The speed at which the intensity of the X-ray radiation is reduced is limited, for example, by the afterglow of the hot cathode, even when the electric tube current is reduced. If variations over two or even three orders of magnitude are necessary, such as in the shoulder region, a modulation proportional to the square root would be necessary, which means that the tube current would have to be varied by one to two orders of magnitude.

Auch ein kurzzeitiges, sehr schnelles Abschalten, beispielsweise im Bereich von Millisekunden, der Röntgenstrahlung durch Abschalten des Röhrenstroms bei CT-Systemen ist aufgrund dieser Einschränkungen nicht möglich.Because of these limitations, it is also not possible to switch off the X-ray radiation very quickly, for example in the millisecond range, for a short time by switching off the tube current in CT systems.

Die Modulation des Röhrenstroms ist die Standardmethode, um die Intensität, insbesondere die Fluenz im Röntgenstrahlenfeld, der Röntgenstrahlung zwischen unterschiedlichen Projektionsaufnahmen anzupassen. Teilweise kann es auch sinnvoll sein, zusätzlich während einer bestimmten Projektionsaufnahme die Intensität der Röntgenstrahlung auch räumlich zu variieren. In diesem Zusammenhang wird in einem Artikel von Sascha Manuel Huck et al., „Technical Note: Sheet-based dynamic beam attenuator - A novel concept for dynamic fluence field modulation in x-ray CT“, Med. Phys. 46 (12), Seiten 5528 - 5537, sowie in DE 10 2016 213 990 A1 ein Formfilter vorgeschlagen, welcher eine Mehrzahl von Lamellenblechen aufweist, welche derart auf einen Fokuspunkt zulaufen, dass bei einer Veränderung der Lage des Formfilters derart, dass der Fokuspunkt nicht mehr dem Fokuspunkt der Röntgenquelle entspricht, unterschiedliche räumliche Intensitätsverteilungen resultieren. Dieses Konzept wird in einem weiteren Artikel von Sascha Manuel Huck et al., „The z-sbDBA, a new concept for a dynamic sheet-based fluence field modulator in x-ray CT“, Med. Phys. 47 (2020), Seiten 4827 - 4837, sowie DE 10 2018 214 311 A1 , dahingehend fortgebildet, dass die Lamellenbleche bzw. Lamellen ein bestimmtes Höhenprofil aufweisen, wobei ebenso bei einer kontrollierten Bewegung des Formfilters relativ zu der Röntgenquelle und/oder einer kontrollierten Bewegung von Lamellen zumindest einer Teilzahl der Mehrzahl an Lamellen relativ zueinander eine räumliche Intensitätsverteilung des Röntgenstrahls verändert wird.The modulation of the tube current is the standard method to adjust the intensity, in particular the fluence in the X-ray field, of the X-ray radiation between different projection recordings. In some cases, it can also be useful to also spatially vary the intensity of the x-ray radiation during a specific projection recording. In this context, an article by Sascha Manuel Huck et al., "Technical Note: Sheet-based dynamic beam attenuator - A novel concept for dynamic fluence field modulation in x-ray CT", Med. Phys. 46 (12), pages 5528 - 5537, as well as in DE 10 2016 213 990 A1 proposed a shape filter, which has a plurality of lamellae, which run towards a focus point in such a way that changing the position of the shape filter such that the focus point no longer corresponds to the focus point of the X-ray source, different spatial intensity distributions result. This concept is discussed in another article by Sascha Manuel Huck et al., "The z-sbDBA, a new concept for a dynamic sheet-based fluence field modulator in x-ray CT", Med. Phys. 47 (2020), pages 4827 - 4837, as well as DE 10 2018 214 311 A1 , developed in such a way that the lamellar plates or lamellae have a specific height profile, with a spatial intensity distribution of the X-ray beam also changing with a controlled movement of the form filter relative to the X-ray source and/or a controlled movement of lamellae at least some of the plurality of lamellae relative to one another becomes.

Ein weiteres Problem in der Computertomographie ist auch die sogenannte Quer-Streustrahlung (cross scatter) bei Dual-Source-Computertomographieeinrichtungen, die zwei insbesondere zueinander senkrechte Strahlrichtungen aufweisende Röntgenquellen umfassen. Röntgenphotonen können durch die Anwesenheit des Patienten, von einer Röntgenquelle ausgesandt, zu dem Röntgendetektor der anderen Röntgenquelle gestreut werden, so dass eine Verfälschung der Messung im Röntgendetektor der anderen Röntgenquelle auftritt. Quer-Streustrahlung kann zu starken Bildartefakten im rekonstruierten Bilddatensatz führen. Mithin ist eine Korrektur der Quer-Streustrahlung sinnvoll, um die Genauigkeit und Artefaktfreiheit einer Computertomographieaufnahme zu gewährleisten, vgl. hierzu beispielsweise den Artikel von Petersilka et al., „Strategies for scatter correction in dual source CT“, Med. Phys. 37 (2010), Seiten 5971 - 5992, wo auch Korrekturmethoden beschrieben sind. Diese Korrekturmethoden sind jedoch sehr rechenaufwändig oder aber sehr ungenau.A further problem in computed tomography is also the so-called cross-scattered radiation (cross scatter) in dual-source computed tomography devices, which comprise two X-ray sources, in particular having beam directions perpendicular to one another. X-ray photons can be scattered by the presence of the patient, emitted by one X-ray source, to the X-ray detector of the other X-ray source, so that the measurement in the X-ray detector of the other X-ray source is falsified. Cross-scattered radiation can lead to strong image artifacts in the reconstructed image data set. Consequently, a correction of the cross-scattered radiation makes sense in order to ensure the accuracy and freedom from artefacts of a computed tomography recording, see, for example, the article by Petersilka et al., “Stra tegies for scatter correction in dual source CT”, Med. Phys. 37 (2010), pages 5971 - 5992, where correction methods are also described. However, these correction methods are very computationally expensive or very imprecise.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Computertomographieeinrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben, welche die angesprochenen Probleme adressieren.The invention is therefore based on the object of specifying an improved computed tomography device and a method for its operation, which address the problems addressed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Computertomographieeinrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Computertomographieeinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by a computed tomography device and a method for operating a computed tomography device having the features of the independent claims. Advantageous configurations result from the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Computertomographieeinrichtung weist für wenigstens eine der wenigstens einen, bevorzugt jede, Röntgenquelle ferner wenigstens eine ansteuerbare, im Röntgenstrahlenfeld in Strahlrichtung vor dem Patienten angeordnete Vorfiltereinrichtung zur räumlich zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen Abschwächung der Fluenz des Röntgenstrahlenfeldes auf, welche zwischen einem eine maximale Fluenz durchlassenden Grundzustand und einem die Röntgenstrahlung vollständig abschirmenden Schließzustand einstellbar ist, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist,

• - die Vorfiltereinrichtung zur Einstellung unterschiedlicher Sollfluenzen des Röntgenstrahlenfeldes an dem Patienten in Abhängigkeit eines aktuellen, die zu durchstrahlende Länge des Patienten beschreibenden Steuerparameters, insbesondere eines aktuellen Projektionswinkels, der Röntgenquelle anzusteuern und/oder
• - bei einer zwei gleichzeitig betreibbare, um einen Abstandswinkel versetzte Röntgenquellen aufweisenden Computertomographieeinrichtung bei Betrieb beider Röntgenquellen wenigstens zeitweise die Vorfiltereinrichtung einer der Röntgenquellen in den Schließzustand zu schalten, mit dem dieser Röntgenquelle zugeordneten Röntgendetektor ein Streustrahlungsbild der anderen Röntgenquelle aufzunehmen und das Streustrahlungsbild zur Streustrahlungskorrektur von mit der anderen Röntgenquelle aufgenommenen Röntgenbildern des Objekts zu verwenden.

For at least one of the at least one, preferably each, x-ray source, a computed tomography device according to the invention also has at least one controllable pre-filter device arranged in the x-ray field in the beam direction in front of the patient for spatially at least substantially uniform attenuation of the fluence of the x-ray field, which is between a basic state allowing a maximum fluence to pass and a closed state that completely shields the X-ray radiation can be set, the control device being designed

• - the pre-filter device for setting different target fluences of the X-ray field on the patient depending on a current control parameter describing the length of the patient to be irradiated, in particular a current projection angle, of the X-ray source and/or
• - in the case of a computer tomography device that can be operated simultaneously and has two x-ray sources offset by a distance angle, to switch the pre-filter device of one of the x-ray sources to the closed state at least temporarily when both x-ray sources are in operation, to record a scattered radiation image of the other x-ray source with the x-ray detector assigned to this x-ray source and to use the scattered radiation image to correct the scattered radiation of with X-ray images of the object taken from the other X-ray source.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Vorfiltereinrichtung zu verwenden, die durch ihre Struktur Röntgenstrahlung in unterschiedlichem Maße blockieren kann. Mit anderen Worten kann durch die Vorfiltereinrichtung je nach Einstellung ein unterschiedlicher Anteil der Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlenfeldes absorbiert werden, um entsprechende Intensitäten nach der Vorfiltereinrichtung, also Fluenzen (Photonenflüsse) im Bereich eines Patienten bzw. des Aufnahmebereichs des Patienten, einzustellen. Dabei kann der Vorfilter insbesondere, wie noch an Beispielen dargelegt werden wird, äußerst schnell schaltbar bzw. einstellbar sein, so dass je nach zu durchstrahlender Körperlänge des Patienten unterschiedliche, geeignete Fluenzen der Röntgenstrahlung im Röntgenstrahlungsfeld herbeigeführt werden können. Neben einer Anwendung zur Modulierung der Fluenz zur Reaktion auf unterschiedliche Projektionsrichtungen bietet die erfindungsgemäß beschriebene Vorfiltereinrichtung jedoch auch die Möglichkeit, nachdem sie in einen komplett undurchlässigen Schließzustand geschaltet werden kann, den Beitrag von Quer-Streustrahlung (cross scatter) tatsächlich zu vermessen, indem sozusagen eine der Röntgenquellen abgeschirmt wird, so dass nur die Streustrahlung der anderen Röntgenquelle auf dem der abgeschirmten Röntgenquelle zugeordneten, entsprechenden Röntgendetektor gemessen wird. Mit anderen Worten wird ein Streuhstrahlungsbild des Untersuchungsobjektes, insbesondere also des Patienten, bei Beleuchtung durch die andere Röntgenquelle aufgenommen. In diesem Fall handelt es sich bei der Computertomographieeinrichtung also um eine sogenannte Dual Source-Computertomographieeinrichtung, wobei der Abstandswinkel zwischen den beiden Röntgenquellen beispielsweise 90° betragen kann. In diesem Fall stehen die Richtungen der Zentralstrahlen der jeweiligen Röntgenstrahlenfelder senkrecht aufeinander. Ein so gemessenes Streustrahlungsbild kann genutzt werden, um für andere, reguläre Röntgenbilder eine äußerst genaue Streustrahlungsabschätzung und somit eine äußerst genaue Kompensation bzw. Korrektur für die Quer-Streustrahlung herbeizuführen.According to the invention, it is proposed to use a pre-filter device which, due to its structure, can block x-ray radiation to varying degrees. In other words, depending on the setting, a different proportion of the X-rays of the X-ray field can be absorbed by the pre-filter device in order to set corresponding intensities downstream of the pre-filter device, i.e. fluences (photon flows) in the area of a patient or the recording area of the patient. The pre-filter can be switched or adjusted extremely quickly, as will be explained with examples, so that different, suitable fluences of the X-ray radiation can be brought about in the X-ray radiation field depending on the length of the patient's body to be irradiated. In addition to an application for modulating the fluence in response to different projection directions, the pre-filter device described according to the invention also offers the possibility, after it can be switched to a completely opaque closed state, to actually measure the contribution of cross-scatter radiation (cross scatter) by, so to speak, a of the X-ray sources is shielded, so that only the scattered radiation of the other X-ray source is measured on the corresponding X-ray detector assigned to the shielded X-ray source. In other words, a scattered radiation image of the examination subject, that is to say in particular of the patient, is recorded when illuminated by the other x-ray source. In this case, the computed tomography device is a so-called dual-source computed tomography device, in which case the angle of separation between the two x-ray sources can be 90°, for example. In this case, the directions of the central rays of the respective X-ray fields are perpendicular to one another. A scattered radiation image measured in this way can be used to bring about an extremely precise estimate of scattered radiation for other, regular x-ray images and thus an extremely precise compensation or correction for the transverse scattered radiation.

Konkret kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei mehreren unter unterschiedlichen Projektionsrichtungen, insbesondere unterschiedlichen Projektionswinkeln, gemessene Streustrahlungsbilder durch Interpolation und/oder Extrapolation für beliebige Projektionsrichtungen, insbesondere Projektionswinkel, Streustrahlungsbilder ermittelt werden, die dann von den gemessenen Röntgenbildern abgezogen werden können, um die Quer-Streustrahlungskorrektur ohne zeitaufwändige Berechnungen zu ermöglichen.Specifically, provision can be made, for example, for several scattered radiation images measured in different projection directions, in particular different projection angles, to be determined by interpolation and/or extrapolation for any projection directions, in particular projection angles, which can then be subtracted from the measured X-ray images in order to Enable stray radiation correction without time-consuming calculations.

Die beschriebene Vorfiltereinrichtung ermöglicht eine Modulation, insbesondere im Sinne einer Absenkung, des Röntgenflusses, und zwar grundsätzlich unabhängig vom angelegten Röhrenstrom. Anders ausgedrückt kann die Fluenz der Röntgenstrahlung je nach Einstellung der Vorfiltereinrichtung zwischen der Grundstellung und der Schließstellung, insbesondere unter Nutzung entsprechender Zwischenstellungen, abgesenkt werden, wofür ein entsprechender Aktor vorgesehen sein kann. Auf diese Weise ist es mithin möglich, Methoden zur projektionsabhängigen Strahlenexposition weiter zu verbessern. Dabei können insbesondere, um die konkrete Stärke der Abschwächung der Fluenz für bestimmte Projektionswinkel zu bestimmen, im Stand der Technik grundsätzlich bekannte Vorgehensweisen herangezogen werden, beispielsweise gemäß einem Artikel von Sascha Manuel Huck et al., „A method for optimizing the x-ray tube current in ROE imaging using a simulation framework for radiation dose and image quality calculation for arbitrary fluence distributions“, Proceedings Volume 11595, Medical Imaging 2021: Physics of Medical Imaging, 1159505 (2021). Durch geeignete Auswahl des wenigstens einen Aktors, worauf im Folgenden noch weiter eingegangen werden wird, kann die Fluenz schneller variiert werden, als dies durch die herkömmliche Modulation des Röhrenstroms möglich wäre. So können beispielsweise Aufnahmeprotokolle, die auf einem EKG-Trigger basieren, verbessert werden.The pre-filter device described enables a modulation, in particular in the sense of a reduction, of the X-ray flux, and in fact in principle independently of the tube current applied. In other words, depending on the setting of the pre-filter device, the fluence of the X-ray radiation can be lowered between the basic position and the closed position, in particular using appropriate intermediate positions, for which purpose an ent speaking actuator can be provided. In this way, it is therefore possible to further improve methods for projection-dependent radiation exposure. In order to determine the specific strength of the weakening of the fluence for specific projection angles, procedures that are fundamentally known in the prior art can be used, for example according to an article by Sascha Manuel Huck et al., “A method for optimizing the x-ray tube current in ROE imaging using a simulation framework for radiation dose and image quality calculation for arbitrary fluence distributions”, Proceedings Volume 11595, Medical Imaging 2021: Physics of Medical Imaging, 1159505 (2021). By suitably selecting the at least one actuator, which will be discussed in more detail below, the fluence can be varied more quickly than would be possible with the conventional modulation of the tube current. For example, recording protocols based on an ECG trigger can be improved.

Darüber hinaus eröffnet die Verwendung der Vorfiltereinrichtung eine neue Methode zur Korrektur von Quer-Streustrahlung in Dual Source-Computertomographiesystemen. In wissenschaftlichen Beiträgen wird die Bedeutung von effektiven Quer-Streustrahlungskorrekturen hinsichtlich der Bildqualität betont, wobei zusätzlich zu dem oben genannten Artikel von Petersilka et al. auch auf den Artikel von Y. Kyriakou und W. Kalender, „Intensity distribution and impact of scatter for dual-source CT“, Phys. Med. Biol. 52 (2007), Seiten 6969 - 6989, verwiesen sei.In addition, the use of the pre-filter device opens up a new method for correcting cross-scattered radiation in dual-source computed tomography systems. The importance of effective cross-scatter corrections with regard to image quality is emphasized in scientific papers, whereby in addition to the above-mentioned article by Petersilka et al. also refer to the article by Y. Kyriakou and W. Kalender, "Intensity distribution and impact of scatter for dual-source CT", Phys. Med. Biol. 52 (2007), pp. 6969-6989.

Bezüglich der Nutzung der Vorfiltereinrichtung zur Fluenzmodulation in Abhängigkeit der zu durchstrahlenden Länge des Patienten, insbesondere also in Abhängigkeit von dem Projektionswinkel, kann konkret vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Wahl eines durch die Vorfiltereinrichtung zu absorbierenden Anteils der Röntgenstrahlung für jeden Projektionswinkel in Abhängigkeit einer Patienteninformation, insbesondere eines die Form des Patienten beschreibenden Patientenmodells, ausgebildet ist. Dabei ist es grundsätzlich denkbar, ein äußerst einfaches, beispielsweise durch Patientendaten angepasstes Patientenmodell heranzuziehen, beispielsweise ein Ellipsoidmodell für Messungen im Bereich des Torso. Es wurden jedoch auch bereits moderne Computertomographieeinrichtungen vorgeschlagen, die die Möglichkeit besitzen, eine Außenkontur und/oder Oberfläche eines Patienten zu vermessen, insbesondere durch Verwendung von externen Sensoren, wie beispielsweise 3D-Kameras bzw. Terahertz-Kameras. Auf diese Weise kann ein äußerst genaues Patientenmodell geschaffen werden. Weitere Quellen für Patientenmodelle sind beispielsweise in elektronischen Patientenakten und dergleichen zu finden, nachdem bereits vorgeschlagen wurde, anhand von gesammelten anatomischen medizinischen Bildaufnahmen des Patienten ein Patientenmodell sozusagen immer mitzuführen und immer genauer zu gestalten. Hierbei kann insbesondere auch die Schwächung entlang der durchstrahlten Länge in dem Patientenmodell berücksichtigt werden, nachdem beispielsweise Knochen deutlich stärker absorbieren als Weichgewebe. Entsprechende Vorgehensweisen sind im Stand der Technik bekannt und können auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.With regard to the use of the pre-filter device for fluence modulation as a function of the length of the patient to be irradiated, i.e. in particular as a function of the projection angle, it can specifically be provided that the control device selects a portion of the X-ray radiation to be absorbed by the pre-filter device for each projection angle as a function of patient information , in particular a patient model describing the shape of the patient. In this case, it is fundamentally conceivable to use an extremely simple patient model, adapted for example by patient data, for example an ellipsoid model for measurements in the region of the torso. However, modern computed tomography devices have already been proposed that have the option of measuring an outer contour and/or surface of a patient, in particular by using external sensors such as 3D cameras or terahertz cameras. In this way, an extremely accurate patient model can be created. Further sources for patient models can be found, for example, in electronic patient files and the like, after it has already been proposed that a patient model should always be carried along, so to speak, and designed more and more precisely based on collected anatomical medical images of the patient. Here, in particular, the weakening along the irradiated length in the patient model can also be taken into account since, for example, bones absorb significantly more than soft tissue. Corresponding procedures are known in the prior art and can also be used within the scope of the present invention.

Konkret kann die Röntgenquelle eine Röntgenröhre umfassen bzw. sein, wodurch sich die besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt, dass die Steuereinrichtung zur Einstellung der Sollfluenzen wenigstens teilweise durch gemeinsame Ansteuerung der Röntgenröhre zur Einstellung eines Röhrenstroms und der Vorfiltereinrichtung zur Einstellung eines zu absorbierenden Anteils ausgebildet ist. Mit anderen Worten sieht diese besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, die Modulation des Röhrenstroms und die Vorfiltereinrichtung miteinander zu kombinieren, um auf möglichst einfache und schnelle Art eine gewünschte Sollfluenz einstellen zu können. Auf diese Weise kann die Vorfiltereinrichtung beispielsweise eine zu langsame Nachführung des Röhrenstroms bzw. ein Nachglühen kompensieren, ohne dass der wenigstens eine Aktor selbst auf äußerst schnelle Ansprech- und Verstellzeiten ausgelegt werden muss. Dies ist jedoch, wie noch genauer dargelegt werden wird, im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft möglich.Specifically, the X-ray source can include or be an X-ray tube, resulting in the particularly advantageous embodiment that the control device for setting the target fluences is at least partially configured by jointly controlling the X-ray tube to set a tube current and the pre-filter device to set a portion to be absorbed. In other words, this particularly advantageous embodiment of the present invention provides for the modulation of the tube current and the pre-filter device to be combined with one another in order to be able to set a desired setpoint fluence as simply and quickly as possible. In this way, the pre-filter device can, for example, compensate for too slow tracking of the tube current or afterglow without the at least one actuator itself having to be designed for extremely fast response and adjustment times. However, as will be explained in more detail, this is advantageously possible within the scope of the present invention.

Bezüglich der Quer-Streustrahlungskorrektur sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, wie bereits dargelegt wurde, vor, dass die Steuereinrichtung zur Aufnahme mehrerer Streustrahlungsbilder einer Röntgenquelle für unterschiedliche Projektionsrichtungen, insbesondere unterschiedliche Projektionswinkel, und zur Streustrahlungskorrektur durch Ermittlung eines interpolierten und/oder extrapolierten Streustrahlungsbildes für die Projektionsrichtung, insbesondere den Projektionswinkel, des zu korrigierenden Röntgenbildes aus wenigstens einem Teil der aufgenommenen Streustrahlungsbilder und Subtraktion des interpolierten und/oder extrapolierten Streustrahlungsbildes von dem Röntgenbild ausgebildet ist. Werden die Röntgenquellen beispielsweise in einer Kreisbahn um den Patienten bewegt, können für verschiedene Projektionswinkel Streustrahlungsbilder aufgenommen werden, in denen die Röntgenstrahlung der jeweils anderen Röntgenquelle abgeschirmt wird und mit dem der jeweils anderen Röntgenquelle zugeordneten Röntgendetektor ein Streustrahlungsbild aufgenommen wird. Diese Stützstellen bilden die Grundlage für eine Interpolation und/oder Extrapolation für die restlichen Projektionswinkel, so dass ein abgeschätztes Streustrahlungsbild für den Projektionswinkel des zu korrigierenden Röntgenbildes ermittelt werden kann und zur Quer-Streustrahlungskorrektur einfach von diesem abgezogen werden kann. Damit ist eine äußerst einfache, dabei aber hochgenaue neue Methode zur Quer-Streustrahlungskorrektur beschrieben.With regard to the transverse scattered radiation correction, a particularly advantageous development of the present invention, as already explained, provides that the control device for recording a plurality of scattered radiation images of an x-ray source for different projection directions, in particular different projection angles, and for scattered radiation correction by determining an interpolated and/or extrapolated scattered radiation image for the projection direction, in particular the projection angle, of the x-ray image to be corrected from at least part of the recorded scattered radiation images and subtraction of the interpolated and/or extrapolated scattered radiation image from the x-ray image. If the x-ray sources are moved in a circular path around the patient, for example, scattered radiation images can be recorded for different projection angles, in which the x-ray radiation from the other x-ray source is shielded and a scattered radiation image is recorded with the x-ray detector assigned to the other x-ray source. These support points form the Basis for an interpolation and/or extrapolation for the remaining projection angles, so that an estimated scattered radiation image can be determined for the projection angle of the X-ray image to be corrected and can simply be subtracted from this for transverse scattered radiation correction. This describes an extremely simple but highly accurate new method for correcting cross-scattered radiation.

In konkreter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann hinsichtlich der Korrektur der Quer-Streustrahlung vorgesehen sein, dass bei der Aufnahme einer Mehrzahl von Röntgenbildern zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Computertomographiedatensatzes die Steuereinrichtung zur Aufnahme eines Streustrahlungsbildes jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Röntgenbildern ausgebildet ist. Dabei kann die vorgegebene Anzahl beispielsweise zwischen 20 und 120 gewählt sein, beispielsweise bei 100. Das bedeutet, für eine Röntgenquelle wird für jedes 100ste Projektionsbild ein Streustrahlungsbild aufgenommen, so dass insbesondere regelmäßige Stützstellen bei unterschiedlichen Projektionsrichtungen, insbesondere Projektionswinkeln, für die soeben beschriebene Interpolation und/oder Extrapolation entstehen. Sollen für beide Röntgenquellen Streustrahlungsbilder aufgenommen werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Versatz zwischen der Aufnahme von Streustrahlungsbildern für beide Röntgenquellen als die Hälfte der vorgegebenen Anzahl gewählt ist. Dann kann beispielsweise das 50ste Bild als Streustrahlungsbild der einen Röntgenquelle, das 100ste Bild als Streustrahlungsbild der anderen Röntgenquelle, das 150ste Bild wieder als Streustrahlungsbild der einen Röntgenquelle und so fort aufgenommen werden.In a specific embodiment of the present invention, with regard to the correction of the transverse scattered radiation, it can be provided that when recording a plurality of X-ray images for the reconstruction of a three-dimensional computed tomography data set, the control device is designed to record a scattered radiation image after a predetermined number of X-ray images. The specified number can be selected between 20 and 120, for example 100. This means that for an X-ray source, a scattered radiation image is recorded for every 100th projection image, so that in particular regular support points in different projection directions, in particular projection angles, for the interpolation and /or extrapolation arise. If scattered radiation images are to be recorded for both x-ray sources, it has proven to be expedient if the offset between the recording of scattered radiation images for both x-ray sources is chosen to be half the specified number. Then, for example, the 50th image can be recorded as a scattered radiation image of one x-ray source, the 100th image as a scattered radiation image of the other x-ray source, the 150th image again as a scattered radiation image of one x-ray source and so on.

Wie bereits erwähnt, ist die Vorfiltereinrichtung mit besonderem Vorteil so ausgebildet, dass eine möglichst gleichmäßige Abschwächung der Fluenz über die gesamte Ausdehnung des Röntgenstrahlenfeldes parallel zur Bildebene des Röntgendetektors gegeben ist. Dies lässt sich jedoch nicht in jedem Fall bei hinreichend einfacher und/oder einstellbarer Konstruktion vollständig genau erreichen, so dass eine Restungleichmäßigkeit verbleiben kann. In diesem Zusammenhang kann die Steuereinrichtung zur rechnerischen Kompensation einer verbleibenden Restungleichmäßigkeit der Absorption der Vorfiltereinrichtung über ihre Fläche in den Röntgenbildern ausgebildet sein. Dies kann selbstverständlich analog für Streustrahlungsbilder gelten. Bildet sich beispielsweise ein Gradient aus, sind entsprechende Korrekturmaßnahmen im Stand der Technik grundsätzlich bereits bekannt. In konkreter Ausführung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass, insbesondere ohne Objekt, also ohne Patient, eine Kalibrierungsmessung durchgeführt wird, um Kalibrierungsdaten aufzunehmen, welche die Restungleichmäßigkeit quantitativ umfassen. Diese kann dann beispielsweise multiplikativ, oder auch anderweitig, pixelweise korrigiert werden.As already mentioned, the pre-filter device is advantageously designed in such a way that the fluence is attenuated as uniformly as possible over the entire extent of the x-ray field parallel to the image plane of the x-ray detector. However, with a sufficiently simple and/or adjustable construction, this cannot always be achieved with complete accuracy, so that a residual non-uniformity can remain. In this context, the control device can be designed for the computational compensation of any remaining non-uniformity of the absorption of the pre-filter device over its surface in the x-ray images. This can, of course, apply analogously to scattered radiation images. If a gradient forms, for example, corresponding corrective measures are already known in principle in the prior art. In a specific embodiment, provision can be made, for example, for a calibration measurement to be carried out, in particular without an object, ie without a patient, in order to record calibration data which quantitatively include the residual non-uniformity. This can then be corrected, for example, multiplicatively or in some other way, pixel by pixel.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorfiltereinrichtung wenigstens einen Aktor und einen Stapel von in einer zur Strahlrichtung eines Zentralstrahls des Strahlenfeldes senkrechten Anordnungsrichtung aufeinanderfolgende, voneinander beabstandete, längliche, dünne, zumindest im Wesentlichen parallele Lamellen aufweist, welche eine Länge, eine Höhe und eine Dicke aufweisen, wobei eine Höhenrichtung der Lamellen in der Grundstellung auf den Fokuspunkt der Röntgenquelle ausgerichtet ist, und wobei der Aktor zur Einstellung eines zu absorbierenden Anteils durch Verdrehung der Lamellen gegen die Ausrichtung im Grundzustand ausgebildet ist. Die Vorfiltereinrichtung kann mithin eine Lamellenanordnung aus einzelnen Lamellen aufweisen, die voneinander beabstandet zumindest im Wesentlichen parallel verlaufen. Derartige Lamellen können auch als Lamellenbleche bezeichnet werden. Dabei wird die Lamellenanordnung zweckmäßigerweise größer als die vom Röntgenstrahlenfeld ausgeleuchtete Fläche gewählt. In der Grundstellung sind die einzelnen Lamellen auf den Fokuspunkt der Röntgenröhre, insbesondere also auf die entsprechende Stelle auf der Anodenscheibe, fokussiert. Sind die Lamellen der Vorfiltereinrichtung entsprechend auf den Fokuspunkt der Röntgenquelle ausgerichtet, kann die Röntgenstrahlung die Vorfiltereinrichtung nahezu ungehindert passieren. Nur die Dicke der Lamellen in Bezug auf den Lamellenabstand reduziert die Transmission leicht. Werden jedoch die Lamellen, sei es einzeln oder sei es als gesamte Lamellenanordnung, um ihre Längsrichtung verkippt, werden die einzelnen Lamellen allmählich defokussiert. Folglich wird die effektive Fläche, die Röntgenstrahlung absorbieren kann, vergrößert und die Fluenz der Röntgenstrahlung nach der Vorfiltereinrichtung wird dementsprechend reduziert. Die Transmission durch die Vorfiltereinrichtung lässt sich demnach durch Variieren des Kippwinkels, insbesondere in kurzer Zeit, einstellen, ohne den Röhrenstrom zwangsläufig verändern zu müssen.
Ab einem bestimmten Grenzwinkel ist die Lücke zwischen benachbarten Lamellen geschlossen, so dass (nahezu) alle Röntgenphotonen absorbiert werden und die Fluenz der Röntgenstrahlung im Scanbereich, wo also der Patient positioniert ist, zumindest nahezu 0 ist (Schließstellung). Dabei kann als Aktor beispielsweise ein Rotations- und/oder Translationsmotor verwendet werden, um die Vorfiltereinrichtung graduell zwischen den beiden Endpositionen (Grundstellung und Schließstellung) zu bewegen, so dass eine gewünschte Transmission und somit Intensität der Röntgenstrahlung erreicht werden kann. Neben der Modulation der Fluenz der Röntgenstrahlung zur Kompensation der Abschwächung durch den Patienten kann die schnell agierende Vorfiltereinrichtung, wie beschrieben, auch zur Messung von Quer-Streustrahlung bei Dual-Source-Computertomographieeinrichtungen verwendet werden, indem unmittelbar auf oder über den beschriebenen Grenzwinkel gestellt wird, mithin in die Schließstellung gefahren wird, in der die Lamellen die gesamte Fläche des Strahlenfächers überdecken.In a particularly advantageous embodiment of the present invention, it can be provided that the pre-filter device has at least one actuator and a stack of spaced apart, elongate, thin, at least essentially parallel lamellae which follow one another in an arrangement direction perpendicular to the beam direction of a central beam of the radiation field and which have a Have a length, a height and a thickness, with a vertical direction of the lamellae being aligned with the focal point of the X-ray source in the basic position, and the actuator being designed to adjust a proportion to be absorbed by twisting the lamellae against the alignment in the basic state. The pre-filter device can therefore have a lamellar arrangement of individual lamellae, which run at least essentially parallel at a distance from one another. Such lamellae can also be referred to as lamellar plates. In this case, the lamella arrangement is expediently selected to be larger than the area illuminated by the X-ray field. In the basic position, the individual slats are focused on the focal point of the X-ray tube, i.e. in particular on the corresponding point on the anode disc. If the lamellae of the pre-filter device are correspondingly aligned with the focal point of the x-ray source, the x-ray radiation can pass through the pre-filter device almost unhindered. Only the thickness of the lamellas in relation to the lamella spacing reduces the transmission slightly. However, if the lamellae are tilted about their longitudinal direction, either individually or as an entire lamellar arrangement, the individual lamellae are gradually defocused. Consequently, the effective area capable of absorbing X-rays is increased and the fluence of X-rays after the pre-filter device is correspondingly reduced. The transmission through the pre-filter device can accordingly be adjusted by varying the tilt angle, in particular in a short time, without necessarily having to change the tube current.
Above a certain critical angle, the gap between adjacent lamellae is closed, so that (almost) all X-ray photons are absorbed and the fluence of the X-ray radiation in the scanning area, where the patient is positioned, is at least almost 0 (closed position). For example, a rotation and/or translation motor can be used as an actuator to gradually move the pre-filter device between the two end positions (basic position and closed position) so that a desired transmission and thus intensity of the X-ray radiation can be achieved can. In addition to the modulation of the fluence of the X-ray radiation to compensate for the attenuation by the patient, the fast-acting pre-filter device, as described, can also be used to measure cross-scattered radiation in dual-source computed tomography devices by setting it directly to or above the critical angle described, is therefore driven into the closed position in which the slats cover the entire surface of the fan beam.

Eine derartige Lamellenanordnung weist eine gewisse Ähnlichkeit mit der Struktur eines Streustrahlenrasters auf, so dass die Vorfiltereinrichtung mit besonderem Vorteil auch einen Teil der Extrafokalstrahlung, die aus der Röntgenröhre bzw. allgemein Röntgenquelle in der Richtung des Patienten propagieren würde, herausfiltern kann. Wird, was bevorzugt ist, die hier beschriebene Vorfiltereinrichtung zusätzlich zu konventionellen Bowtie-Filtern eingesetzt, und wird im Strahlengang zunächst der Bowtie-Filter und dann die Vorfiltereinrichtung positioniert, kann mit dieser Anordnung auch Filter-Streustrahlung, die beim Durchgang durch den Bowtie-Filter entsteht, effektiv herausgefiltert werden.Such a lamellar arrangement has a certain similarity to the structure of an anti-scatter grid, so that the pre-filter device can advantageously also filter out part of the extrafocal radiation that would propagate from the x-ray tube or generally x-ray source in the direction of the patient. If, as is preferred, the pre-filter device described here is used in addition to conventional bow-tie filters, and if the bow-tie filter and then the pre-filter device are positioned in the beam path, this arrangement can also be used to filter scattered radiation that occurs when passing through the bow-tie filter arises can be effectively filtered out.

Während es grundsätzlich denkbar ist, einen im Wesentlichen mit dem in DE 10 2016 213 990 A1 beschriebenen Formfilter vergleichbaren oder sogar diesem entsprechenden Vorfilter in der erfindungsgemäßen Vorfiltereinrichtung zu verwenden, sieht jedoch eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass die Lamellen entlang einer Rotationsachse der Röntgenquelle aufeinanderfolgen. Die Rotationsachse der Röntgenquelle ist üblicherweise die Zentralachse einer Patientenaufnahme der Computertomographieeinrichtung, insbesondere in einer Gantry, und entspricht in den meisten Fällen einer Längsrichtung des Patienten. Sowohl bei der Kreisbahn-Computertomographie als auch bei der Spiral-Computertomographie rotiert die wenigstens eine Röntgenquelle um diese Rotationsachse, deren Richtung üblicherweise auch als z-Richtung bezeichnet wird. Die Längsrichtung der Lamellen steht dann parallel zur Bildebene senkrecht hierzu, so dass die Lamellen der Lamellenanordnung mithin entlang der Rotationsachse aufeinanderfolgen. Nachdem die Drehung der Lamellen durch den wenigstens einen Aktor um die Längsrichtung derselben erfolgt, ist dies im vorliegenden Fall die zur Rotationsachse senkrechte Querrichtung, die im Allgemeinen auch als y-Richtung bezeichnet werden kann und letztlich mit der Röntgenquelle (und der Vorfiltereinrichtung) dreht. Diese Anordnung hat, insbesondere bei Drehung der gesamten Lamellenanordnung durch genau einen Aktor, eine Vielzahl von Vorteilen.While it is fundamentally conceivable to essentially use the in DE 10 2016 213 990 A1 However, to use a prefilter comparable to the shape filter described or even to use this corresponding prefilter in the prefilter device according to the invention, a particularly advantageous embodiment of the present invention provides that the lamellae follow one another along an axis of rotation of the X-ray source. The axis of rotation of the X-ray source is usually the central axis of a patient image of the computed tomography device, in particular in a gantry, and in most cases corresponds to a longitudinal direction of the patient. Both in circular path computed tomography and in spiral computed tomography, the at least one x-ray source rotates about this axis of rotation, the direction of which is usually also referred to as the z-direction. The longitudinal direction of the slats is then parallel to the image plane and perpendicular thereto, so that the slats of the slat arrangement follow one another along the axis of rotation. After the rotation of the slats by the at least one actuator about the longitudinal direction of the same, in the present case this is the transverse direction perpendicular to the axis of rotation, which can generally also be referred to as the y-direction and ultimately rotates with the X-ray source (and the pre-filter device). This arrangement has a number of advantages, particularly when the entire lamellar arrangement is rotated by exactly one actuator.

Zum einen wäre eine Strukturierung entlang der Querrichtung (y-Richtung) anfällig für Ringartefakte im rekonstruierten Bilddatensatz. Geringe Abweichungen der Lamellen von ihrer Soll-Position können bereits starke Artefakte im dreidimensionalen Bilddatensatz erzeugen. Die vorliegende Erfindung vermeidet eine Strukturierung in der y-Richtung, so dass das Artefaktrisiko deutlich vermindert wird. Ferner hat sich gezeigt, dass bei einer Anordnung, in der die Lamellen entlang der Rotationsachse (z-Richtung) aufeinanderfolgen, der Vorteil erhalten wird, dass der zum Erreichen der Schließstellung notwendige Grenzwinkel deutlich kleiner ist, in vielen Fällen sogar um den Faktor 10 oder sogar mehr kleiner. Auf diese Weise resultiert eine hohe Zeitersparnis im Betrieb, da ein Schließen durch den wenigstens einen Aktor deutlich schneller möglich ist.
Allgemein kann gesagt werden, dass die einzelnen Lamellen in einem Rahmen gehaltert sein können, wobei die sich so ergebende Lamellenanordnung durch den genau einen Aktor insgesamt verdreht wird, was die mechanische Ausgestaltung, die Ansteuerung und die insgesamte Komplexität deutlich reduziert.On the one hand, structuring along the transverse direction (y-direction) would be susceptible to ring artifacts in the reconstructed image data set. Slight deviations of the slats from their target position can already produce strong artefacts in the three-dimensional image data set. The present invention avoids structuring in the y-direction, so that the risk of artifacts is significantly reduced. It has also been shown that an arrangement in which the slats follow one another along the axis of rotation (z-direction) has the advantage that the critical angle required to reach the closed position is significantly smaller, in many cases even by a factor of 10 or even more smaller. In this way, a great deal of time is saved during operation, since closing by the at least one actuator is possible much more quickly.
In general, it can be said that the individual slats can be held in a frame, with the resulting slat arrangement being rotated overall by exactly one actuator, which significantly reduces the mechanical configuration, the control and the overall complexity.

In konkreter Ausgestaltung kann der Aktor einen Piezomotor und/oder elektroaktive Polymere umfassen. Beide Arten von Aktoren sind äußerst schnelle Aktoren, was eine sehr schnelle Umstellung der Vorfiltereinrichtung ermöglicht.In a specific embodiment, the actuator can include a piezo motor and/or electroactive polymers. Both types of actuators are extremely fast actuators, which allows the pre-filter device to be changed over very quickly.

Dies gilt insbesondere, wenn, insbesondere durch die Anordnung mit entlang der Rotationsachse aufeinanderfolgenden Lamellen sowie die Lamellengeometrie, ein äußerst kleiner Grenzwinkel gegeben ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schließstellung bei einem Grenzwinkel von 0,5° bis 5° erreicht ist. In einer beispielhaften Ausgestaltung wurde festgestellt, dass bei in Querrichtung zur Rotationsachse (z-Richtung) aufeinanderfolgenden Lamellen ein Grenzwinkel von 30° gegeben wäre, während bei der erfindungsgemäß bevorzugten Ausgestaltung mit entlang der Rotationsachse aufeinanderfolgenden Lamellen bereits ein Grenzwinkel von 2° und somit eine äußerst kurze Verstellzeit gegeben sind. Die Verstellzeit kann beispielsweise nur 1 - 3 ms, insbesondere 2 ms, von der Grundstellung in die Schließstellung betragen. Wie bereits erwähnt, sind diese Werte insbesondere abhängig von der Lamellengeometrie, für welche im Folgenden noch beispielhafte und vorteilhafte Werte angegeben werden.This applies in particular if an extremely small limiting angle is given, in particular due to the arrangement with lamellae following one another along the axis of rotation and the lamella geometry. In particular, it can be provided that the closed position is reached at a limit angle of 0.5° to 5°. In an exemplary embodiment, it was found that in the case of slats that follow one another in the transverse direction to the axis of rotation (z-direction), there would be a limit angle of 30°, while in the preferred embodiment according to the invention with slats that follow one another along the axis of rotation, there is already a limit angle of 2° and thus an extremely short adjustment times are given. The adjustment time can be, for example, only 1-3 ms, in particular 2 ms, from the basic position to the closed position. As already mentioned, these values depend in particular on the lamella geometry, for which exemplary and advantageous values are given below.

In einer einfach zu realisierenden, bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Lamellen eben und rechteckig sind. Hierdurch ggf. auftretende Abweichungen von der optimalen Ausrichtung, mithin Restungleichmäßigkeiten, können, wie bereits dargelegt wurde, falls notwendig auch rechnerisch durch die Steuereinrichtung kompensiert werden, beispielsweise auf der Basis von Kalibrierungsdaten.In a preferred embodiment that is easy to implement, it can be provided that the slats are flat and rectangular. Any deviations from the optimal alignment that may occur as a result, and therefore residual irregularities, can, as already explained, also be compensated for by calculation by the control device if necessary be, for example on the basis of calibration data.

Dennoch hier gilt, wie bereits bezüglich der ebenen, rechteckigen Lamellen dargelegt, dass eine fehlende Krümmung der Lamellenfläche vernachlässigbar ist, da in vielen Computertomographieanwendungen das Röntgenstrahlenfeld mithilfe von Blenden in einem Raumwinkelbereich geführt wird, dessen Aufweitung in Richtung der Rotationsachse der Computertomographieeinrichtung gegenüber der Aufweitung in der dazu senkrechten Rotationsebene äußerst gering ist.Nevertheless, as already explained with regard to the flat, rectangular lamellae, it applies here that a lack of curvature of the lamellar surface is negligible, since in many computed tomography applications the X-ray field is guided with the help of apertures in a solid angle range, the widening of which in the direction of the axis of rotation of the computed tomography device compared to the widening in the plane of rotation perpendicular to it is extremely small.

In einer konkreten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Abstand der Vorfiltereinrichtung von dem Fokuspunkt 80 bis 120 mm beträgt und/oder die Lamellen eine Dicke von 10 bis 100 µm und/oder einen Abstand von 50 bis 300 µm und/oder ein Dicken-zu-Abstandsverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 30 aufweisen. Durch eine geringe Dicke der Lamellen in Bezug zu dem Lamellenabstand ist eine geringe Reduzierung der Fluenz in der Grundstellung gegeben. Eine passende Dimensionierung der Lamellenanordnung, insbesondere des Lamellenabstands und der Dicke, kann im Zusammenspiel mit einem endlich großen Fokuspunkt dazu führen, dass die Lamellenstruktur auf dem Detektor nicht aufgelöst werden kann (blurring). Für derartige und verwandte Filteraufbauten wurde dies beispielsweise in den oben bereits zitierten Artikeln von Huck et al. in Medical Physics gezeigt.In a specific embodiment, it can be provided that the distance between the pre-filter device and the focus point is 80 to 120 mm and/or the lamellae have a thickness of 10 to 100 μm and/or a distance of 50 to 300 μm and/or a thickness increase - Have a spacing ratio of 1:3 to 1:30. Due to the small thickness of the lamellas in relation to the lamella spacing, there is a slight reduction in the fluence in the basic position. A suitable dimensioning of the lamella arrangement, in particular the lamella spacing and the thickness, in combination with a finite focal point can lead to the lamella structure not being able to be resolved on the detector (blurring). For such and related filter constructions, this was, for example, in the articles by Huck et al. already cited above. shown in Medical Physics.

Insbesondere bei dem bereits genannten Abstand vom Fokuspunkt, bevorzugt von 80 bis 120 mm, ergibt sich eine zweckmäßige Ausgestaltung der Lamellen bei einer Höhe von 1 bis 6 mm und/oder einer Länge von 80 bis 120 mm.In particular, given the already mentioned distance from the focus point, preferably 80 to 120 mm, an expedient configuration of the slats results with a height of 1 to 6 mm and/or a length of 80 to 120 mm.

Zweckmäßigerweise können die Lamellen aus einem für die Röntgenstrahlen im erwartbaren Spektrum möglichst gleichmäßig absorbierenden Material, vorzugsweise einem Element mit einer hohen Ordnungszahl, oder einem Material mit vergleichbaren Absorptionseigenschaften bestehen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Lamellen aus Blei, Tantal, Wolfram und/oder einer Legierung mit wenigstens einem dieser Metalle bestehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind grundsätzlich auch anderweitige Ausgestaltungen der Vorfiltereinrichtung denkbar. Beispielsweise kann eine Ausgestaltung mit schaltbaren Mikroblenden in Betracht gezogen werden, während eine andere mögliche Ausbildung ein beispielsweise elektrisch schaltbares Material enthalten kann.Expediently, the lamellae can consist of a material that absorbs the X-rays in the expected spectrum as uniformly as possible, preferably an element with a high atomic number, or a material with comparable absorption properties. For example, it can be provided that the lamellae consist of lead, tantalum, tungsten and/or an alloy with at least one of these metals.
In principle, other configurations of the pre-filter device are also conceivable within the scope of the present invention. For example, a design with switchable micro-shutters can be envisaged, while another possible design can include a material that is, for example, electrically switchable.

Wie bereits erwähnt, ist es auch allgemein zweckmäßig, wenn die Vorfiltereinrichtung einem Bowtie-Filter im Strahlengang nachgeschaltet ist. Ferner kann die Vorfiltereinrichtung beispielsweise in einem Blendengehäuse zweckmäßig verbaut sein. As already mentioned, it is also generally expedient if the pre-filter device is connected downstream of a bowtie filter in the beam path. Furthermore, the pre-filter device can be installed in a diaphragm housing, for example.

Neben der Computertomographieeinrichtung betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer, insbesondere erfindungsgemäßen, Computertomographieeinrichtung, welche aufweist:

• - wenigstens eine rotierend um einen aufzunehmenden Patienten bewegbare Röntgenquelle, welche zur Aufnahme von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln ein Röntgenstrahlenfeld abstrahlt,
• - wenigstens einen Röntgendetektor zur Messung von Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlenfeldes,
• - eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Computertomographieeinrichtung, und
• - wenigstens eine ansteuerbare, im Röntgenstrahlenfeld in Strahlrichtung vor dem Patienten angeordnete Vorfiltereinrichtung zur räumlich zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen Abschwächung der Fluenz des Röntgenstrahlenfeldes, welche zwischen einem eine maximale Fluenz durchlassenden Grundzustand und einem die Röntgenstrahlung vollständig abschirmenden Schließzustand einstellbar ist,

wobei mittels der Steuereinrichtung

• - die Vorfiltereinrichtung zur Einstellung unterschiedlicher Sollfluenzen des Röntgenstrahlenfeldes an dem Patienten in Abhängigkeit eines aktuellen, die zu durchstrahlende Länge des Patienten beschreibenden Steuerparameters, insbesondere eines aktuellen Projektionswinkels, der Röntgenquelle angesteuert wird und/oder
• - bei einer zwei gleichzeitig betreibbare, um einen Abstandswinkel versetzte Röntgenquellen aufweisenden Computertomographieeinrichtung bei Betrieb beider Röntgenquellen
  • - wenigstens zeitweise die Vorfiltereinrichtung einer der Röntgenquellen in den Schließzustand geschaltet wird,
  • - mit dem dieser Röntgenquelle zugeordneten Röntgendetektor ein Streustrahlungsbild der anderen Röntgenquelle aufgenommen wird und
  • - das Streustrahlungsbild zur Streustrahlungskorrektur von mit der anderen Röntgenquelle aufgenommenen Röntgenbildern des Objekts verwendet wird.

In addition to the computed tomography device, the present invention also relates to a method for operating a computed tomography device, in particular according to the invention, which has:

• - at least one X-ray source that can be moved in a rotating manner around a patient to be imaged and which emits an X-ray field from different projection angles to take X-ray images,
• - at least one X-ray detector for measuring X-rays of the X-ray field,
• - a control device for controlling the operation of the computed tomography device, and
• - at least one controllable pre-filter device arranged in front of the patient in the X-ray field in the beam direction for spatially at least substantially uniform attenuation of the fluence of the X-ray field, which can be adjusted between a basic state allowing a maximum fluence through and a closed state completely shielding the X-ray radiation,

wherein by means of the control device

• - the pre-filter device for setting different target fluences of the X-ray field on the patient as a function of a current control parameter describing the length of the patient to be irradiated, in particular a current projection angle, of the X-ray source is controlled and/or
• - in a computed tomography device which can be operated simultaneously and has two x-ray sources offset by a distance angle when both x-ray sources are in operation
  • - the pre-filter device of one of the X-ray sources is switched to the closed state at least temporarily,
  • - A scattered radiation image of the other X-ray source is recorded with the X-ray detector assigned to this X-ray source and
  • - the scattered radiation image is used for scattered radiation correction of x-ray images of the object taken with the other x-ray source.

Sämtliche Ausführungen bezüglich der erfindungsgemäßen Computertomographieeinrichtung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.All statements relating to the computed tomography device according to the invention can be applied analogously to Ver drive transferred, so that the advantages already mentioned can also be obtained with this.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

• 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Computertomographieeinrichtung,
• 2 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorfiltereinrichtung,
• 3 eine Querschnittsansicht durch die Lamellenanordnung der Vorfiltereinrichtung,
• 4 eine Aufsicht auf die Lamellenanordnung in einer Grundstellung,
• 5 eine Aufsicht auf die Lamellenanordnung in einer Schließstellung,
• 6 eine Skizze zur Erläuterung einer Quer-Streustrahlungsmessung bei einer Dual-Source-Computertomographieeinrichtung, und
• 7 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Further advantages and details of the present invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawing. show:

• 1 a schematic diagram of a computed tomography device according to the invention,
• 2 a schematic, perspective view of a pre-filter device,
• 3 a cross-sectional view through the lamella arrangement of the pre-filter device,
• 4 a top view of the slat arrangement in a basic position,
• 5 a top view of the slat arrangement in a closed position,
• 6 a sketch to explain a cross-scattered radiation measurement in a dual-source computed tomography device, and
• 7 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Computertomographieeinrichtung 1. Diese weist eine Gantry 2 auf, die mittig eine Patientenaufnahme 3 aufweist, in die ein hier nur angedeuteter Patient 4 mittels einer Patientenliege 5 eingefahren werden kann, um eine Computertomographieaufnahme anzufertigen. Hierzu weist die Computertomographieeinrichtung 1 eine Aufnahmeanordnung mit einer Röntgenquelle 6, hier einer Röntgenröhre, und einem zugeordneten Röntgendetektor 7 auf. Die Röntgenquelle 6 ist gemeinsam mit dem Röntgendetektor 7 um den Patienten 4 rotierbar, um Röntgenbilder aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen, hier unterschiedlichen Projektionswinkeln, aufzunehmen. Als Rotationsachse 8 dient dabei die Längsachse der Patientenaufnahme 3. 1 shows a schematic diagram of a computed tomography device 1 according to the invention. This has a gantry 2 which has a patient receptacle 3 in the center into which a patient 4 (only indicated here) can be moved using a patient bed 5 in order to produce a computed tomography recording. For this purpose, the computed tomography device 1 has a recording arrangement with an x-ray source 6 , here an x-ray tube, and an associated x-ray detector 7 . The x-ray source 6 can be rotated around the patient 4 together with the x-ray detector 7 in order to record x-ray images from different projection directions, here different projection angles. The longitudinal axis of the patient receptacle 3 serves as the axis of rotation 8.

Zur Aufnahme von Röntgenbildern sendet die als Röntgenröhre ausgebildete Röntgenquelle 6 von einem Fokuspunkt 9 aus ein Röntgenstrahlenfeld 10 (oft auch kurz Röntgenstrahl) aus, welches durch eine hier nicht näher gezeigte Blende entsprechend geformt werden kann. In dem Blendengehäuse 13 sind vorliegend noch ein Bowtie-Filter 11 sowie eine Vorfiltereinrichtung 12 verbaut. Die Vorfiltereinrichtung 12 ist ansteuerbar und zwischen einer eine maximale Fluenz der Röntgenstrahlung durchlassenden Grundstellung und einer zumindest im Wesentlichen vollständig schließenden Schließstellung einstellbar. Das bedeutet, es existieren verschiedene Zwischenstellungen zwischen der Grundstellung und der Schließstellung, in denen verschiedene Anteile der Röntgenstrahlung absorbiert werden, so dass eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Abschwächung der Fluenz und somit der Intensität der Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlenfeldes 10 möglich ist.To take X-ray images, the X-ray source 6 designed as an X-ray tube emits an X-ray field 10 (often also called X-ray beam for short) from a focus point 9, which field can be shaped accordingly by an aperture not shown in detail here. In the present case, a bowtie filter 11 and a pre-filter device 12 are installed in the diaphragm housing 13 . The pre-filter device 12 can be controlled and adjusted between a basic position allowing a maximum fluence of the X-ray radiation to pass through and a closed position which closes at least essentially completely. This means that there are different intermediate positions between the basic position and the closed position, in which different portions of the X-rays are absorbed, so that an at least substantially uniform weakening of the fluence and thus the intensity of the X-rays of the X-ray field 10 is possible.

Auch wenn in 1 der einfacheren Darstellung halber nur eine Röntgenquelle 6 gezeigt ist, kann die Computertomographieeinrichtung 1 auch zwei Röntgenquellen 6 aufweisen, welche beispielsweise um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sein können. Auch der zweiten Röntgenquelle 6 kann dann ein Röntgendetektor 7 zugeordnet sein.Even if in 1 For the sake of simplicity, only one x-ray source 6 is shown, the computed tomography device 1 can also have two x-ray sources 6, which can be arranged offset from one another by 90°, for example. An X-ray detector 7 can then also be assigned to the second X-ray source 6 .

Der Betrieb der Computertomographieeinrichtung 1 wird durch eine Steuereinrichtung 14 gesteuert, die zum einen allgemein den Aufnahme- und Rekonstruktionsbetrieb steuern kann, aber auch für die Einstellung der Vorfiltereinrichtung 12 zuständig ist. Hinsichtlich des Aufnahmebetriebs werden aus verschiedenen Projektionsrichtungen, hier Projektionswinkeln, Röntgenbilder aufgenommen, aus welchen dann ein dreidimensionaler Bilddatensatz rekonstruiert werden kann.The operation of the computed tomography device 1 is controlled by a control device 14 which, on the one hand, can generally control the acquisition and reconstruction operation, but is also responsible for setting the pre-filter device 12 . With regard to the recording mode, X-ray images are recorded from different projection directions, here projection angles, from which a three-dimensional image data set can then be reconstructed.

Die Vorfiltereinrichtung 12 wird in der Computertomographieeinrichtung 1 zum einen genutzt, um die Fluenz der Röntgenstrahlung auf die unterschiedlichen Durchstrahlungslängen in Abhängigkeit vom Projektionswinkel anzupassen. Herkömmlich wurde hierfür der Röhrenstrom der Röntgenquelle 6 moduliert. Dies kann vorliegend unterstützend bzw. ergänzend auch erfolgen, jedoch kann auch allein die ja zumindest im Wesentlichen gleichmäßig schwächende Vorfiltereinrichtung 12 genutzt werden. Diese kann hierzu insbesondere einen Aktor aufweisen, über den äußerst schnell passende Zwischenzustände bzw. für maximale Fluenz auch der Grundzustand eingestellt werden können. Dabei kann ein Zusammenhang zwischen dem Projektionswinkel und einer einzustellenden Fluenz des Röntgenstrahlenfeldes 10 beispielsweise anhand eines Patientenmodells hergeleitet werden.The pre-filter device 12 is used in the computed tomography device 1 on the one hand to adjust the fluence of the x-ray radiation to the different transmission lengths depending on the projection angle. The tube current of the x-ray source 6 was conventionally modulated for this purpose. In the present case, this can also be done in a supporting or supplementary manner, but the pre-filter device 12 , which is at least essentially uniformly weakening, can also be used alone. For this purpose, it can in particular have an actuator, via which suitable intermediate states or, for maximum fluence, the basic state can also be set extremely quickly. A relationship between the projection angle and a fluence of the x-ray field 10 to be set can be derived, for example, using a patient model.

Bei einer Dual-Source-Computertomographieeinrichtung 1 werden die dann zwei Vorfiltereinrichtungen 12 auch genutzt, um einen Beitrag zur Quer-Streustrahlungskorrektur zu leisten, indem bei Betrieb beider Röntgenquellen 6 zeitweise, beispielsweise für eine Bildaufnahme, die Vorfiltereinrichtung 12 einer Röntgenquelle 6 in den Schließzustand eingestellt wird. Der dieser Röntgenquelle 6 zugeordnete Röntgendetektor 7 nimmt dann ein Streustrahlungsbild der Quer-Streustrahlung der anderen Röntgenquelle 6 auf. Dies kann wechselweise während des Abfahrens einer Aufnahmetrajektorie mehrfach geschehen, beispielsweise für jede Röntgenquelle bei jedem 100sten Bild, wobei dann der Versatz zweckmäßigerweise 50 ist, so dass interpolierte und/oder extrapolierte Streustrahlungsbilder auch für andere Projektionswinkel ermittelt werden können und, beispielsweise durch Subtraktion, zur Korrektur von bei diesen Projektionswinkeln aufgenommenen Röntgenbildern eingesetzt werden können.In a dual-source computed tomography device 1, the two pre-filter devices 12 are then also used to make a contribution to the correction of cross-scattered radiation by temporarily setting the pre-filter device 12 of one x-ray source 6 to the closed state, for example for image recording, when both x-ray sources 6 are in operation becomes. The x-ray detector 7 assigned to this x-ray source 6 then records a scattered radiation image of the transverse scattered radiation from the other x-ray source 6 . This can happen several times alternately while following a recording trajectory, for example for each X-ray source in every 100th image, in which case the offset is then expediently 50, so that interpolated and/or extrapolated scattered radiation images can also be determined for other projection angles and, for example by sub traction, can be used to correct X-ray images taken at these projection angles.

Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass es bei Abweichungen von der Gleichmäßigkeit der Abschwächung der Fluenz durch die Vorfiltereinrichtung 12 auch vorgesehen sein kann, dass die Steuereinrichtung 14 zur rechnerischen Kompensation der Restungleichmäßigkeiten ausgebildet ist, beispielsweise auf der Grundlage von Kalibrierungsdaten, die in einer Kalibrierungsmessung beispielsweise ohne Objekt, hier also ohne Patienten 4, aufgenommen werden können.It should also be noted at this point that, in the event of deviations from the uniformity of the attenuation of the fluence by the pre-filter device 12, provision can also be made for the control device 14 to be designed for the computational compensation of the residual non-uniformities, for example on the basis of calibration data that is stored in a Calibration measurement, for example, without an object, so here without a patient 4, can be recorded.

Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorfiltereinrichtung 12 im Hinblick auf die 2 bis 5 näher erläutert. Wie die Perspektivansicht der 2 zeigt, umfasst die Vorfiltereinrichtung 12 eine Lamellenanordnung 15 mit vorliegend aus Wolfram bestehenden, ebenen, rechteckigen, im Wesentlichen parallel entlang der Rotationsachse 8 aufeinanderfolgenden Lamellen 16. Die länglichen Lamellen 16 erstrecken sich mit ihrer Längsrichtung entlang einer zur Rotationsachse 6 und zur Richtung eines Zentralstrahls des Röntgenstrahlenfelds 9 senkrechten Querrichtung 17, die auch als y-Richtung bezeichnet werden kann, wenn die Richtung der Rotationsachse 6 als z-Richtung bezeichnet wird.The following is now a preferred embodiment of the pre-filter device 12 with regard to 2 until 5 explained in more detail. Like the perspective view of 2 shows, the pre-filter device 12 comprises a lamella arrangement 15 with, in the present case, made of tungsten, flat, rectangular lamellae 16, which are essentially parallel along the axis of rotation 8 and follow one another X-ray field 9 vertical transverse direction 17, which can also be referred to as the y-direction when the direction of the axis of rotation 6 is referred to as the z-direction.

Wie 3 zeigt, sind die Lamellen 16 mit ihrer Höhenrichtung in einer Grundstellung auf den Fokuspunkt 9 der Röntgenquelle 6 ausgerichtet, so dass lediglich exakt auf die Stirnkante 18 der Lamellen 16 treffende Röntgenstrahlen 19 des Röntgenstrahlenfeldes 10 absorbiert werden, während andere Röntgenstrahlen 19 die Vorfiltereinrichtung 12 problemlos passieren können. Mit anderen Worten entspricht die zusätzlich in 4 vom Blickpunkt des Fokuspunkts 9 aus gezeigte Grundstellung der Einstellung der Vorfiltereinrichtung 12, in der eine maximale Fluenz gleichmäßig durchgelassen wird.As 3 shows, the vertical direction of the lamellae 16 is aligned with the focal point 9 of the x-ray source 6 in a basic position, so that only x-rays 19 of the x-ray field 10 hitting the front edge 18 of the lamellae 16 exactly are absorbed, while other x-rays 19 pass through the pre-filter device 12 without any problems be able. In other words, the additional in 4 Basic position of the setting of the pre-filter device 12, shown from the point of view of the focus point 9, in which a maximum fluence is evenly transmitted.

Auch wenn dies der Übersichtlichkeit halber in den Figuren nicht näher gezeigt ist, sind die Lamellen 16 der Lamellenanordnung 15 in einem Rahmen gehaltert, beispielsweise durch Einstecken und/oder sonstige Befestigung. Beispielsweise kann der Rahmen bereits die geeignete Ausrichtung in der Grundstellung, vgl. 3, herstellen.Even if this is not shown in detail in the figures for the sake of clarity, the slats 16 of the slat arrangement 15 are held in a frame, for example by being inserted and/or otherwise fastened. For example, the frame can already have the appropriate orientation in the basic position, cf. 3 , manufacture.

Der gesamten Lamellenanordnung 15 ist nun ein Aktor 20, vgl. 2, zugeordnet, der die gesamte Lamellenanordnung 15 in diesem Ausführungsbeispiel um die Querrichtung 17, also die Längsrichtung der Lamellen, dreht. Bei dem Aktor 20 handelt es sich vorliegend um einen Piezo-Drehmotor, es ist jedoch auch eine Ausgestaltung als Translationsmotor und/oder als ein anderer, schnell ansprechbarer und bewegender Aktor, beispielsweise unter Nutzung von EAP, denkbar. Auch ist es grundsätzlich denkbar, jedoch weniger bevorzugt, jeder Lamelle 16 einen einzelnen Aktor zu deren Verdrehung zuzuordnen und/oder eine Kopplungsmechanik vorzusehen.The entire slat arrangement 15 is now an actuator 20, cf. 2 , Assigned, which rotates the entire slat arrangement 15 in this exemplary embodiment about the transverse direction 17, ie the longitudinal direction of the slats. In the present case, the actuator 20 is a piezo rotary motor, but an embodiment as a translational motor and/or as another actuator that can be addressed and moved quickly, for example using EAP, is also conceivable. It is also fundamentally conceivable, but less preferred, to assign each lamella 16 an individual actuator for rotating it and/or to provide a coupling mechanism.

Wird die Lamellenanordnung 15 um die Querrichtung 17 (y-Achse) gedreht, wie durch den Pfeil 21 angedeutet, werden die Lamellen 16 gegenüber der in 3 gezeigten Grundstellung hinsichtlich des Fokuspunktes 9 der Röntgenquelle 6 defokussiert, so dass auch die Seiten der Lamellen 16 beginnen, einen Anteil der Röntgenstrahlen 19 zu absorbieren, und zwar auf aufgrund der Anzahl der Lamellen 16 und ihren geringen räumlichen Abstand räumlich zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Art und Weise. Mit anderen Worten führt das Verschwenken der Lamellenanordnung 15 um einen Winkel zu einer zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen Fluenz- und somit Intensitätsabschwächung im Röntgenstrahlenfeld 10 nach der Vorfiltereinrichtung 12, also im Bereich des Patienten 4. Ab einem bestimmten Grenzwinkel können zumindest nahezu keine Röntgenstrahlen 19 mehr durch die Vorfiltereinrichtung 12, konkret die Lamellenanordnung 15, hindurchdringen, so dass eine Schließstellung erreicht ist, die in 5 wiederum in der Aufsicht schematisch dargestellt ist.If the slat arrangement 15 is rotated about the transverse direction 17 (y-axis), as indicated by the arrow 21, the slats 16 are rotated relative to that in 3 The basic position shown is defocused with respect to the focus point 9 of the x-ray source 6, so that the sides of the lamellae 16 also begin to absorb a portion of the x-ray beams 19, in a spatially at least essentially uniform manner and due to the number of lamellae 16 and their small spatial spacing Way. In other words, the pivoting of the lamella arrangement 15 by an angle leads to an at least substantially uniform fluence and thus intensity reduction in the X-ray field 10 after the pre-filter device 12, i.e. in the area of the patient 4. From a certain critical angle, at least almost no X-rays 19 can pass through penetrate through the pre-filter device 12, specifically the lamella arrangement 15, so that a closed position is reached, which in 5 in turn is shown schematically in the plan.

Aufgrund der gewählten Anordnung und Ausgestaltung der Lamellen 16 ist dies bereits bei äußerst geringen Winkeln, beispielsweise zwischen 0,5 und 5°, möglich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Grenzwinkel beispielsweise 2°. Nachdem mithin eine äußerst geringe Verdrehung ausreichend ist, kann durch den Aktor 20 äußerst schnell, beispielsweise innerhalb von wenigen ms, zwischen der Grundstellung und der Schließstellung gewechselt werden. Nachdem der Aktor 20 schrittweise schaltet, ist es zudem möglich, eine Vielzahl von Zwischenstellungen zwischen der Grundstellung und der Schließstellung zu wählen, was die Fluenzmodulation durch Ansteuerung der Vorfilterleinrichtung 12 in Abhängigkeit vom Projektionswinkel sowie gegebenenfalls der Patientengeometrie, beschrieben durch ein Patientenmodell, erlaubt, insbesondere alternativ zu einer Modulation des Röhrenstroms und/oder ergänzend zu dieser.Due to the selected arrangement and design of the lamellae 16, this is already possible at extremely small angles, for example between 0.5 and 5°. In the present exemplary embodiment, the limit angle is 2°, for example. Since an extremely slight rotation is therefore sufficient, the actuator 20 can be used to switch between the basic position and the closed position extremely quickly, for example within a few ms. After the actuator 20 switches step by step, it is also possible to select a large number of intermediate positions between the basic position and the closed position, which allows the fluence modulation by controlling the pre-filter device 12 depending on the projection angle and, if applicable, the patient geometry, described by a patient model, in particular as an alternative to and/or in addition to a modulation of the tube current.

Der Abstand der Vorfiltereinrichtung 12 von dem Fokuspunkt 9 kann 80 bis 120 mm betragen, die Lamellen 16 können eine Dicke von 10 bis 100 µm aufweisen und/oder einen Abstand von 50 bis 300 µm. In diesem Zusammenhang hat sich ein Dicken-zu-Abstandsverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 30 als nützlich erwiesen, da dann keine Struktur der Lamellenanordnung 15 in den Röntgenbildern zu sehen ist. Bezüglich der Höhe der Lamellen 16 kann diese 1 bis 6 mm betragen; die Länge kann beispielsweise im Bereich von 80 bis 120 mm liegen.The distance between the pre-filter device 12 and the focal point 9 can be 80 to 120 mm, the lamellae 16 can have a thickness of 10 to 100 μm and/or a distance of 50 to 300 μm. In this connection, a thickness-to-distance ratio of 1:3 to 1:30 has proven to be useful since no structure of the lamella arrangement 15 can then be seen in the X-ray images. Regarding the height of the slats 16 this can be 1 to 6 mm; the length can be, for example, in the range from 80 to 120 mm.

Die Tatsache, dass die Lamellenanordnung 15 strukturell an ein Streustrahlenraster erinnert, bringt weitere Vorteile. So wird zumindest ein Teil der Extrafokalstrahlung, die aus der Röntgenquelle 6 Richtung Patient gelangen könnte, herausgefiltert. Dies gilt auch für Filter-Streustrahlung des der Vorfiltereinrichtung 12 vorgeschalteten Bowtie-Filters 11.The fact that the lamella arrangement 15 is structurally reminiscent of an anti-scatter grid brings further advantages. At least part of the extrafocal radiation that could reach the patient from the x-ray source 6 is filtered out. This also applies to filter scattered radiation from the bowtie filter 11 upstream of the pre-filter device 12.

Grundsätzlich wäre im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine um 90° gedrehte Anordnung der Lamellen 16 denkbar, so dass die Längsrichtung der Rotationsachse 8 entspricht und die Lamellen 16 in Querrichtung 17 aufeinanderfolgen. Dies ist jedoch weniger bevorzugt, da eine Strukturierung entlang der Querrichtung 17 anfällig für Ringartefakte im rekonstruierten Bilddatensatz ist, was durch die hier gezeigte Anordnung vermieden wird. Ferner ergeben sich für die Kippung um die Querrichtung 17, Pfeil 21, deutlich höhere Grenzwinkel.In principle, an arrangement of the lamellae 16 rotated by 90° would also be conceivable within the scope of the present invention, so that the longitudinal direction corresponds to the axis of rotation 8 and the lamellae 16 follow one another in the transverse direction 17 . However, this is less preferred since structuring along the transverse direction 17 is susceptible to ring artifacts in the reconstructed image data set, which is avoided by the arrangement shown here. Furthermore, the tilting about the transverse direction 17, arrow 21, results in significantly higher critical angles.

6 erläutert schematisch das Prinzip der Quer-Streustrahlungsmessung bei einer Dual-Source-Computertomographieeinrichtung 1, die mithin zwei Röntgenquellen 6a, 6b, aufweist. Beiden Röntgenquellen 6a, 6b ist eine Vorfiltereinrichtung 12a, 12b vorgeschaltet und sie können gleichzeitig betrieben werden, um Simultanröntgenbilder mit den hier nur angedeuteten zugeordneten Röntgendetektoren 17a, 17b aufzunehmen. Während diesen Simultanaufnahmen kann es vorkommen, dass, vgl. Röntgenstrahlenverlauf 22, Röntgenquanten zu dem jeweils anderen Detektor 17a, 17b gestreut werden, was als Quer-Streustrahlung (cross scatter) bezeichnet wird. 6 schematically explains the principle of the cross-scattered radiation measurement in a dual-source computed tomography device 1, which consequently has two x-ray sources 6a, 6b. A pre-filter device 12a, 12b is connected upstream of both x-ray sources 6a, 6b and they can be operated simultaneously in order to record simultaneous x-ray images with the assigned x-ray detectors 17a, 17b, which are only indicated here. During these simultaneous recordings, it can happen that, cf. X-ray path 22, X-ray quanta are scattered to the respective other detector 17a, 17b, which is referred to as cross-scatter radiation.

Nachdem der Aktor 20 der Vorfiltereinrichtung 12a ein äußerst schnelles Umschalten zwischen der Grundstellung und dem Schließzustand bzw. einer beliebigen Zwischenstellung und dem Schließzustand erlaubt, ist es möglich, für einzelne Projektionsbilder eines Aufnahmevorgangs eine der Vorfiltereinrichtungen 12a, 12b (im Bild beispielhaft die Vorfiltereinrichtung 12a) in die Schließstellung zu bringen, so dass jegliche über den zugeordneten Röntgendetektor 17a aufgenommene Röntgenstrahlung Quer-Streustrahlung von der anderen Röntgenquelle 6b, deren Vorfiltereinrichtung 12b in der Grundstellung oder einer Zwischenstellung ist, sein muss. Es können also, bevorzugt in regelmäßigen Abständen, Streustrahlungsbilder aufgenommen werden.After the actuator 20 allows the pre-filter device 12a to switch extremely quickly between the basic position and the closed state or any intermediate position and the closed state, it is possible to use one of the pre-filter devices 12a, 12b (the pre-filter device 12a in the image as an example) for individual projection images of a recording process. into the closed position, so that any X-ray radiation recorded via the associated X-ray detector 17a must be cross-scattered radiation from the other X-ray source 6b, the pre-filter device 12b of which is in the basic position or an intermediate position. Scattered radiation images can therefore be recorded, preferably at regular intervals.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist ein Ablaufplan für die Aufnahme von Projektionsbildern gezeigt, wobei in einem Schritt S1 ein Projektionsbild aufgenommen werden soll. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S2 zunächst überprüft, ob für eine der beiden Röntgenquellen 6a, 6b eine bestimmte Anzahl von Röntgenbildern wieder erreicht ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt S3 für die jeweils andere Röntgenquelle 6b, 6a durch die Steuereinrichtung 14 die Vorfiltereinrichtung 12 in den Schließzustand geschaltet, so dass deren jeweilig zugeordneter Röntgendetektor 17b, 17a ein Streustrahlungsbild aufnehmen wird. Dabei kann beispielsweise jedes 100ste Bild als Streustrahlungsbild aufgenommen werden, wobei vorzugsweise die Streustrahlungsbildaufnahme für die Röntgenquellen 6a, 6b um die Hälfte der Anzahl versetzt erfolgt, mithin 50 Bilder nach der Aufnahme eines Streustrahlungsbilds einer der Röntgenquellen 6a, 6b ein Streustrahlungsbild der anderen Röntgenquelle 6b, 6a aufgenommen wird. 7 shows an embodiment of the method according to the invention. A flowchart for recording projection images is shown, with a projection image being recorded in a step S1. If this is the case, in a step S2 it is first checked whether a specific number of x-ray images has been reached again for one of the two x-ray sources 6a, 6b. If this is the case, in step S3 the pre-filter device 12 for the other x-ray source 6b, 6a is switched to the closed state by the control device 14 so that its respectively assigned x-ray detector 17b, 17a will record a scattered radiation image. For example, every 100th image can be recorded as a scattered radiation image, with the scattered radiation image recording for the X-ray sources 6a, 6b preferably being offset by half the number, i.e. 50 images after the recording of a scattered radiation image of one of the X-ray sources 6a, 6b, a scattered radiation image of the other X-ray source 6b, 6a is included.

Je nachdem, ob eine der Vorfiltereinrichtungen 12a, 12b im Schritt S3 in die Schließstellung geschaltet wurde, wird für eine oder beide Vorfiltereinrichtungen 12a, 12b in Abhängigkeit des jeweiligen Projektionswinkels durch die Steuereinrichtung 14 so eingestellt, dass eine geeignete, der zu durchstrahlenden Länge des Patienten 4 zugeordnete Fluenz nach der jeweiligen Vorfiltereinrichtung 12a, 12b eingestellt wird.Depending on whether one of the pre-filter devices 12a, 12b was switched to the closed position in step S3, the control device 14 adjusts one or both pre-filter devices 12a, 12b depending on the respective projection angle so that a suitable length of the patient to be irradiated 4 associated fluence is set after the respective pre-filter device 12a, 12b.

In einem Schritt S5 wird dann das Röntgenbild bzw. Streustrahlungsbild aufgenommen und in einem Schritt S6 überprüft, ob weitere Röntgenbilder aufzunehmen sind. Ist dies nicht der Fall, werden zur Streustrahlungskorrektur im Schritt S7 für die Projektionswinkel, für die kein Streustrahlungsbild aufgenommen wurde, durch Interpolation und/oder Extrapolation aus den aufgenommenen Streustrahlungsbildern berechnete Streustrahlungsbilder ermittelt, welche dann, insbesondere durch Subtraktion, ebenso im Schritt S7 zur Korrektur der Quer-Streustrahlung von Röntgenbildern bei dem entsprechenden Projektionswinkel abgezogen werden können.In a step S5, the X-ray image or scattered radiation image is then recorded and in a step S6 it is checked whether further X-ray images are to be recorded. If this is not the case, for the purpose of correcting scattered radiation, in step S7 for the projection angles for which no scattered radiation image was recorded, calculated scattered radiation images are determined by interpolation and/or extrapolation from the recorded scattered radiation images, which then, in particular by subtraction, also in step S7 for correction of the cross-scattered radiation of X-ray images at the corresponding projection angle can be subtracted.

In einem Schritt S8 kann dann auf bekannte Weise die Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bilddatensatzes aus den (korrigierten) zweidimensionalen Röntgenbildern erfolgen.In a step S8, a three-dimensional image data record can then be reconstructed from the (corrected) two-dimensional x-ray images in a known manner.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (13)

Computertomographieeinrichtung (1), welche aufweist: - wenigstens eine rotierend um einen aufzunehmenden Patienten (4) bewegbare Röntgenquelle (6, 6a, 6b), welche zur Aufnahme von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln ein Röntgenstrahlenfeld (10) abstrahlt, - wenigstens einen Röntgendetektor (7, 7a, 7b) zur Messung von Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlenfeldes (10), und - eine Steuereinrichtung (14) zur Steuerung des Betriebs der Computertomographieeinrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Computertomographieeinrichtung (1) für wenigstens eine der wenigstens einen Röntgenquelle (6, 6a, 6b) ferner wenigstens eine ansteuerbare, im Röntgenstrahlenfeld (10) in Strahlrichtung vor dem Patienten (4) angeordnete Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zur räumlich zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen Abschwächung der Fluenz des Röntgenstrahlenfeldes (10) aufweist, welche zwischen einem eine maximale Fluenz durchlassenden Grundzustand und einem die Röntgenstrahlung vollständig abschirmenden Schließzustand einstellbar ist, wobei die Steuereinrichtung (14) ausgebildet ist, - die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zur Einstellung unterschiedlicher Sollfluenzen des Röntgenstrahlenfeldes (10) an dem Patienten (4) in Abhängigkeit eines aktuellen, die zu durchstrahlende Länge des Patienten (4) beschreibenden Steuerparameters, insbesondere eines aktuellen Projektionswinkels, der Röntgenquelle (6, 6a, 6b) anzusteuern und/oder - bei einer zwei gleichzeitig betreibbare, um einen Abstandswinkel versetzte Röntgenquellen (6, 6a, 6b) aufweisenden Computertomographieeinrichtung (1) bei Betrieb beider Röntgenquellen (6, 6a, 6b) wenigstens zeitweise die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) einer der Röntgenquellen (6, 6a, 6b) in den Schließzustand zu schalten, mit dem dieser Röntgenquelle (6, 6a, 6b) zugeordneten Röntgendetektor (7, 7a, 7b) ein Streustrahlungsbild der anderen Röntgenquelle (6, 6a, 6b) aufzunehmen und das Streustrahlungsbild zur Streustrahlungskorrektur von mit der anderen Röntgenquelle (6, 6a, 6b) aufgenommenen Röntgenbildern des Objekts zu verwenden.Computer tomography device (1), which has: - at least one X-ray source (6, 6a, 6b) which can be moved in rotation around a patient (4) to be imaged and which emits an X-ray field (10) from different projection angles for recording X-ray images, - at least one X-ray detector (7 , 7a, 7b) for measuring X-rays of the X-ray field (10), and - a control device (14) for controlling the operation of the computed tomography device (1), characterized in that the computed tomography device (1) for at least one of the at least one X-ray source (6 , 6a, 6b). a ground state that transmits a maximum fluence and a X-ray radiation vo fully shielding closed state can be set, with the control device (14) being designed, - the pre-filter device (12, 12a, 12b) for setting different target fluences of the X-ray field (10) on the patient (4) depending on a current length of the to be irradiated control parameters describing the patient (4), in particular a current projection angle, of the x-ray source (6, 6a, 6b) and/or - in the case of a computer tomography device (1) having two x-ray sources (6, 6a, 6b) that can be operated simultaneously and are offset by a distance angle Operation of both X-ray sources (6, 6a, 6b) to switch the pre-filter device (12, 12a, 12b) of one of the X-ray sources (6, 6a, 6b) to the closed state at least temporarily, with the X-ray detector assigned to this X-ray source (6, 6a, 6b). (7, 7a, 7b) to record a scattered radiation image of the other X-ray source (6, 6a, 6b) and the scattered radiation image for scattered radiation correction structure of the other X-ray source (6, 6a, 6b) recorded X-ray images of the object to use. Computertomographieeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14) zur Wahl eines durch die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zu absorbierenden Anteils der Röntgenstrahlung für jeden Projektionswinkel in Abhängigkeit einer Patienteninformation, insbesondere eines die Form des Patienten (4) beschreibenden Patientenmodells, ausgebildet ist.Computed tomography device (1) after claim 1 , characterized in that the control device (14) is designed to select a portion of the X-ray radiation to be absorbed by the pre-filter device (12, 12a, 12b) for each projection angle as a function of patient information, in particular a patient model describing the shape of the patient (4). . Computertomographieeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenquelle (6, 6a, 6b) eine Röntgenröhre umfasst, wobei die Steuereinrichtung (14) zur Einstellung der Sollfluenzen wenigstens teilweise durch gemeinsame Ansteuerung der Röntgenröhre zur Einstellung eines Röhrenstroms und der Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zur Einstellung eines zu absorbierenden Anteils ausgebildet ist.Computed tomography device (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the X-ray source (6, 6a, 6b) comprises an X-ray tube, wherein the control device (14) for setting the target fluences is at least partially activated by jointly controlling the X-ray tube for setting a tube current and the pre-filter device (12, 12a, 12b) for Setting a portion to be absorbed is formed. Computertomographieeinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14) zur Aufnahme mehrerer Streustrahlungsbilder einer Röntgenquelle (6, 6a, 6b) für unterschiedliche Projektionsrichtungen, insbesondere unterschiedliche Projektionswinkel, und zur Streustrahlungskorrektur durch Ermittlung eines interpolierten und/oder extrapolierten Streustrahlungsbildes für die Projektionsrichtung, insbesondere den Projektionswinkel, des zu korrigierenden Röntgenbildes aus wenigstens einem Teil der aufgenommenen Streustrahlungsbilder und Subtraktion des interpolierten und/oder extrapolierten Streustrahlungsbildes von dem Röntgenbild ausgebildet ist.Computed tomography device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (14) for recording a plurality of scattered radiation images of an X-ray source (6, 6a, 6b) for different projection directions, in particular different projection angles, and for scattered radiation correction by determining an interpolated and/or extrapolated scattered radiation image for the projection direction, in particular the projection angle, of the X-ray image to be corrected from at least a part of the recorded scattered radiation images and subtraction of the interpolated and/or extrapolated scattered radiation image from the X-ray image. Computertomographieeinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme einer Mehrzahl von Röntgenbildern zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Computertomographiedatensatzes die Steuereinrichtung (14) zur Aufnahme eines Streustrahlungsbildes jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Röntgenbildern ausgebildet ist.Computed tomography device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that when recording a plurality of X-ray images for the reconstruction of a three-dimensional computed tomography data set, the control device (14) is designed to record a scattered radiation image after a predetermined number of X-ray images. Computertomographieeinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Anzahl zwischen 20 und 120 gewählt ist und/oder dass der Versatz zwischen der Aufnahme von Streustrahlungsbildern für beide Röntgenquellen (6, 6a, 6b) als die Hälfte der vorgegebenen Anzahl gewählt ist.Computed tomography device (1) after claim 5 , characterized in that the predetermined number is selected between 20 and 120 and/or that the offset between the recording of scattered radiation images for both X-ray sources (6, 6a, 6b) is selected as half the predetermined number. Computertomographieeinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14) zur rechnerischen Kompensation einer verbleibenden Restungleichmäßigkeit der Absorption der Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) über ihre Fläche in den Röntgenbildern ausgebildet ist.Computed tomography device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (14) is designed for the computational compensation of any remaining non-uniformity in the absorption of the pre-filter device (12, 12a, 12b) over its surface in the X-ray images. Computertomographieeinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) wenigstens einen Aktor (20) und einen Stapel von in einer zur Strahlrichtung eines Zentralstrahls des Röntgenstrahlenfeldes (10) senkrechten Anordnungsrichtung aufeinanderfolgende, voneinander beabstandete, längliche, dünne, zumindest im Wesentlichen parallele Lamellen (16) aufweist, welche eine Länge, eine Höhe und eine Dicke aufweisen, wobei eine Höhenrichtung der Lamellen (16) in der Grundstellung auf den Fokuspunkt (9) der Röntgenquelle (6, 6a, 6b) ausgerichtet ist, und wobei der Aktor (20) zur Einstellung eines zu absorbierenden Anteils durch Verdrehung der Lamellen (16) gegen die Ausrichtung im Grundzustand ausgebildet ist.Computed tomography device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pre-filter device (12, 12a, 12b) has at least one actuator (20) and a stack of spaced-apart arrangement directions which follow one another in a direction perpendicular to the beam direction of a central beam of the X-ray field (10). , elongated, thin, at least has essentially parallel lamellae (16) which have a length, a height and a thickness, with a height direction of the lamellae (16) in the basic position being aligned with the focal point (9) of the x-ray source (6, 6a, 6b), and wherein the actuator (20) is designed to set a portion to be absorbed by twisting the lamellae (16) against the orientation in the basic state. Computertomographieeinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (16) entlang einer Rotationsachse (8) der Röntgenquelle (6, 6a, 6b) aufeinanderfolgen und/oder die Drehung des wenigstens einen Aktors (20) um die Längsrichtung der Lamellen (16) erfolgt und/oder die Lamellenanordnung (15) durch den genau einen Aktor (20) insgesamt verdreht wird.Computed tomography device (1) after claim 8 , characterized in that the lamellae (16) follow one another along an axis of rotation (8) of the X-ray source (6, 6a, 6b) and/or the rotation of the at least one actuator (20) takes place around the longitudinal direction of the lamellae (16) and/or the slat arrangement (15) is rotated overall by exactly one actuator (20). Computertomographieeinrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (20) einen Piezomotor und/oder elektroaktive Polymere umfasst und/oder dass die Schließstellung bei einem Grenzwinkel von 0,5° bis 5° erreicht ist.Computed tomography device (1) after claim 8 or 9 , characterized in that the actuator (20) comprises a piezo motor and/or electroactive polymers and/or that the closed position is reached at a limit angle of 0.5° to 5°. Computertomographieeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (16) eben und rechteckig sind und/oder in ihrer Längsrichtung wenigstens teilweise zur wenigstens teilweisen Anpassung an den Strahlverlauf gekrümmt sind.Computed tomography device (1) according to one of Claims 8 until 10 , characterized in that the lamellae (16) are flat and rectangular and/or are at least partially curved in their longitudinal direction for at least partially adapting to the path of the beam. Computertomographieeinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) einem Bowtie-Filter (11) im Strahlengang nachgeschaltet ist und/oder in einem Blendengehäuse (13) verbaut ist.Computed tomography device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pre-filter device (12, 12a, 12b) follows a bowtie filter (11) in the beam path and/or is installed in a diaphragm housing (13). Verfahren zum Betrieb einer, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildeten, Computertomographieeinrichtung (1), welche aufweist: - wenigstens eine rotierend um einen aufzunehmenden Patienten (4) bewegbare Röntgenquelle (6, 6a, 6b), welche zur Aufnahme von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Projektionswinkeln ein Röntgenstrahlenfeld (10) abstrahlt, - wenigstens einen Röntgendetektor (7, 7a, 7b) zur Messung von Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlenfeldes (10), - eine Steuereinrichtung (14) zur Steuerung des Betriebs der Computertomographieeinrichtung (1), und - für wenigstens eine der wenigstens einen Röntgenquelle (6, 6a, 6b) wenigstens eine ansteuerbare, im Röntgenstrahlenfeld (10) in Strahlrichtung vor dem Patienten (4) angeordnete Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zur räumlich zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen Abschwächung der Fluenz des Röntgenstrahlenfeldes (10), welche zwischen einem eine maximale Fluenz durchlassenden Grundzustand und einem die Röntgenstrahlung vollständig abschirmenden Schließzustand einstellbar ist, wobei mittels der Steuereinrichtung (14) - die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) zur Einstellung unterschiedlicher Sollfluenzen des Röntgenstrahlenfeldes (10) an dem Patienten (4) in Abhängigkeit eines aktuellen, die zu durchstrahlende Länge des Patienten (4) beschreibenden Steuerparameters, insbesondere eines aktuellen Projektionswinkels, der Röntgenquelle (6, 6a, 6b) angesteuert wird und/oder - bei einer zwei gleichzeitig betreibbare, um einen Abstandswinkel versetzte Röntgenquellen (6, 6a, 6b) aufweisenden Computertomographieeinrichtung (1) bei Betrieb beider Röntgenquellen (6, 6a, 6b) - wenigstens zeitweise die Vorfiltereinrichtung (12, 12a, 12b) einer der Röntgenquellen (6, 6a, 6b) in den Schließzustand geschaltet wird, - mit dem dieser Röntgenquelle (6, 6a, 6b) zugeordneten Röntgendetektor (7, 7a, 7b) ein Streustrahlungsbild der anderen Röntgenquelle (6, 6a, 6b) aufgenommen wird und - das Streustrahlungsbild zur Streustrahlungskorrektur von mit der anderen Röntgenquelle (6, 6a, 6b) aufgenommenen Röntgenbildern des Objekts verwendet wird.Method for operating a computed tomography device (1), in particular designed according to one of the preceding claims, which has: - at least one X-ray source (6, 6a, 6b) which can be moved in rotation around a patient (4) to be imaged and which emits an X-ray field (10) from different projection angles in order to take X-ray images, - at least one X-ray detector (7, 7a, 7b) for measuring X-rays of the X-ray field (10), - a control device (14) for controlling the operation of the computed tomography device (1), and - For at least one of the at least one X-ray source (6, 6a, 6b), at least one controllable pre-filter device (12, 12a, 12b) arranged in the X-ray field (10) in the beam direction in front of the patient (4) for spatially at least substantially uniform attenuation of the fluence of the X-ray field (10), which can be set between a basic state allowing a maximum fluence to pass through and a closed state completely shielding the X-ray radiation, with the control device (14) - The pre-filter device (12, 12a, 12b) for setting different target fluences of the X-ray field (10) on the patient (4) as a function of a current control parameter describing the length of the patient (4) to be irradiated, in particular a current projection angle, of the X-ray source ( 6, 6a, 6b) is controlled and/or - in a computed tomography device (1) which can be operated simultaneously and has two x-ray sources (6, 6a, 6b) offset by a distance angle, when both x-ray sources (6, 6a, 6b) are in operation - the pre-filter device (12, 12a, 12b) of one of the X-ray sources (6, 6a, 6b) is switched to the closed state at least temporarily, - a scattered radiation image of the other x-ray source (6, 6a, 6b) is recorded with the x-ray detector (7, 7a, 7b) assigned to this x-ray source (6, 6a, 6b) and - the scattered radiation image is used for the scattered radiation correction of x-ray images of the object recorded with the other x-ray source (6, 6a, 6b).

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