用于采集对象的图像的x射线系统特别是断层摄影组合系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及X射线系统，并且具体而言，涉及用于采集对象的图像的断层摄影组合系统以及用于采集对象的图像的方法。
【背景技术】
[0002]为了探测和分析乳房癌，已知各种乳房摄影系统。
[0003]除常规乳房摄影筛选系统(平面乳房摄影)一一其要求在两个极板之间压缩女性乳房并且其被用于创建具有高横向分辨率的二维X射线图像一一之外，已知数字乳房断层摄影组合(DBT)乳房摄影系统，其还实现深度分辨率并且放松在检查期间强烈地压缩乳房的要求以及乳房计算机断层摄影(CT)系统。
[0004]在平面乳房摄影中，目前针对乳房摄影的具有足够大小的能量分辨光子计数探测器是不可用的。由于在采集投影图像时所辐照的大体积，因而散射光栅对于减少投影图像中的散射而言是必要的。
[0005]在DBT系统中，在利用来自多个断层摄影角的X射线束辐照乳房时，可以采集多个X射线图像。常规地，在总是向在其上支持乳房的固定探测器取向时，X射线源是沿着圆弧路径来移动的。常规地，在示范性地高达2x25°的断层摄影角的范围内采集X射线图像。根据多个所采集的二维X射线图像，可以生成乳房的最终三维体积。这样的三维体积可以提供好的横向分辨率和足够的深度分辨率二者，其中，深度分辨率典型地与断层摄影角成反比地增加。
[0006]已知多狭缝X射线扫描系统，其包括具有多个检测器条的探测器和相关联的读出电子器件。提供了具有这些探测器条的投影处的多个狭缝的预准直器。另一准直器放置在乳房与探测器之间以移除组织中所散射的辐射。
[0007]然而，可能困难的是，设计能够同时执行大角度断层摄影组合扫描和投影乳房摄影的多狭缝扫描系统。而且，由于必要的预准直器可能妨碍将活检单元安装在大部分自然位置，因而乳房活检可能难以实现在这些系统上。而且，由于预准直器限制光子计数探测器的探测器线的管输出，因而需要高的管功率。
【发明内容】
[0008]所述总扫描时间的显著减少以及所述可用的X射线通量的经改进的使用将构成针对多狭缝扫描系统的极大优点。额外地，针对多狭缝扫描系统的预准直器的移除将构成能够容易地集成活检单元的另一优点。本发明的所述目标因此在于提出一种具有以上所提到的优点的经改进的乳房摄影系统。
[0009]所述目标由包括权利要求1的所述特征的X射线系统满足。可以从所述从属权利要求和以下说明导出有利的实施例和其他实施例。
[0010]提出了一种X射线系统并且特别地用于采集对象的图像的断层摄影组合系统，所述系统包括X射线源、X射线探测器、准直器、X射线源移动机构、X射线探测器移动机构和处理单元。所述X射线源移动机构适于将所述X射线源移动到相对于所述X射线探测器的探测表面的不同的断层摄影角α中。所述X射线探测器分段为多个邻近的探测器瓦片。在以下中，X射线探测器段和探测器瓦片是等价的。所述X射线探测器移动机构适于在所述断层摄影组合系统的操作期间至少在第一 X射线探测器位置与第二 X射线探测器位置之间移动所述X射线探测器。所述X射线系统即所述X射线源、所述准直器和所述X射线探测器适于在利用来自多个断层摄影角α的X射线束辐照所述对象时，通过所有探测器瓦片采集多个部分X射线图像，其中，所述处理单元适于根据所述所采集的部分图像，重建所述对象的图像。具体而言，所述图像是三维体积，而且可以是二维图像。
[0011]所述X射线源可以是任何常规X射线源，其例如通过旋转阳极管提供具有定义特性的X射线束。
[0012]根据本发明的断层摄影组合系统的X射线探测器分段为单个探测器瓦片，其由探测器阵列的列和/或行布置，其具有高分辨率。利用对所分段的X射线探测器和两个采集的简单平移，可以由X射线束撞击所有段并且可以覆盖所述完整的探测器平面，即探测器阵列的列或行可以在所述投影平面中切换其位置。在该方面，建立具有有限大小的光子计数、能量分辨探测器阵列而不是相同类型的单线探测器是可行的。这些探测器阵列关于X射线探测和表征是非常高效的。
[0013]本发明的主旨因此在于提供X射线系统和特别地具有用于执行乳房摄影筛选的光子计数探测器阵列的断层摄影组合系统，所述乳房摄影筛选允许以与平面探测器系统相比较减少的散射水平以及不同的效率和测量撞击光子的所述能量的能力，来采集能量分辨的X射线图像。另外，三维体积的重建是可能的，而且，预准直器不是必要的，使得活检单元还可以集成到所述准直器与所述X射线探测器之间的所述断层摄影组合系统中并且使得可以增加所述X射线通量。将所述X射线探测器分段为探测器瓦片还可以允许提供比关于可商购的光子计数X射线探测器可能的更大的探测器平面。
[0014]所述X射线源移动机构可以适于沿着弧形路径移动所述X射线源以便辐照要从多个断层摄影角观察的对象。所述弧形路径上的所有点与所述探测器平面的中心之间的所述距离可以是常量。
[0015]所述X射线探测器移动机构还可以适于提供特别地平行于共同探测器平面的所述X射线探测器的线性运动。然而，为了防止所述X射线束仅在0°的断层摄影角处垂直地撞击所述X射线探测器，所述X射线探测器移动机构可以适于围绕垂直于所述X射线束的轴线倾斜/旋转所述X射线探测器。从而，可以确保所述X射线束专有地垂直地撞击到所述X射线探测器平面的所述段上。换句话说，在所述X射线源可以定位在沿着弧形路径的各位置处以便辐照要从各种断层摄影角α检查的所述对象时，所述X射线探测器的定位被调节为，使得独立于所选择的断层摄影角α，所述X射线束垂直于所述X射线探测器的所述探测表面。
[0016]在有利的实施例中，所述第一X射线探测器位置和所述第二X射线探测器位置在共同投影平面中移位大约探测器瓦片的所述宽度或更少。因此，所述X射线探测器可以包括多个平行布置的探测器瓦片，其中，邻近探测器瓦片的划界边缘彼此相隔，其中，所述距离是探测器瓦片的所述宽度或更少。通过简单地移动所述X射线探测器大约该距离，在第二采集过程中，使用所述探测器的所述剩余部分，使得一起完整的探测器平面已经暴露于所述X射线束。
[0017]在又一有利的实施例中，两个邻近探测器瓦片提供部分图像采集之间的交叠区域，其中，所述X射线系统还包括波束整形器，其适于调节所述交叠区域中的所述X射线束强度。通过稍微交叠两个邻近图像采集区域，改进了图像重建。在所述交叠区域中，基本上对所述相同窄图像区段采集两次，其允许无缝地连接两个邻近图像区段准确得多。
[0018]更进一步地，所述X射线系统可以适于借助于所述X射线探测器移动机构在所述相同断层摄影角α处将所述X射线探测器从所述第一 X射线探测器位置移动到所述第二 X射线探测器位置，并且所述X射线系统可以适于针对多个离散的断层摄影角α中的每个在所述第一 X射线探测器位置和所述第二 X射线探测器位置中的每个处采集部分图像。因此，对于每个断层摄影角α而言，采集和组合两个部分图像以用于执行所述重建。这导致所述所重建的图像的清楚地经改进的质量，并且X射线辐射的所述暴露与共同方法是可比较的。可以通过滤波反投影算法来执行所述重建。
[0019]然而，在另一有利的实施例中，所述X射线系统适于通过所述第一X射线探测器位置与所述第二 X射线探测器位置之间的所述距离连续地采集部分图像。因此，在中间位置采集多个图像。这对于达到得到的二维图像中的较好的噪声均匀性可以是有利的。
[0020]备选地，所述X射线系统可以适于借助于所述X射线探测器移动机构将所述X射线探测器从所述第一 X射线探测器位置移动到所述第二 X射线探测器位置，同时改变所述断层摄影角α，并且所述X射线系统可以适于针对多个离散的断层摄影角α中的每个在要么所述第一 X射线探测器位置要么所述第二 X射线探测器位置处采集部分图像。由此，可以清楚地减少X射线辐射的暴露的所述总数目。然而，用于根据这样的数据集重建三维图像的所述努力可以要求迭代重建算法。
[0021]不言而喻，所述准直器应当对应于所述X射线探测器的所述运动而调节和/或移动。
[0022]在又一实施例中，所述准直器包括在彼此之上的垂直线准直设备的集合，其适于利用部分图像采集生成反转棋盘图案。这允许逐个视图延伸所述胸部乳头方向的所述部分扫描的所述方向。利用该图案，中断所述线性部分图像，即间隙发生在所述探测器平面的X方向和y方向上。为了提供所述探测器平面的完全暴露，两个正交线准直器可以示范性地定位在两个探测器位置中的每个的两个不同位置。因此，创建四个部分图像。这导致散射效应的进一步减少以及探测器大小的可能减少。
[0023]在另一有利的实施例中，所述X射线系统包括布置在所述X射线探测器与用于支撑要被检查的所述对象的支撑布置之间的防散射滤线栅。如果相对大的组织体积要被筛选，则防散射滤线栅可以是有用的。所述防散射滤线栅将被理解为用于限制实现所述探测器的X射线暴露中所创建的辐射散射的数量的设备。通常，这样的光栅包括引线的一系列交