用于产生3d x射线图像的3d x射线设备和方法
技术领域
1.本发明涉及一种3d x射线设备，该3d x射线设备包括x射线检测器、x射线源和计算机，其中x射线检测器和x射线源围绕待记录的对象体积在移动路径上以至少185
°
的旋转的移动，其中从不同照射方向记录多个x射线投影图像，由此通过x射线源产生的x射线在照射方向之一上照射对象体积并由x射线检测器捕获，其中通过重构方法从记录的x射线投影图像计算对象体积的3d x射线图像。
背景技术：
2.从现有技术中已知许多3d x射线设备和测量方法。
3.us 8,238,522 b2公开了一种滤光片改变组件，该组件可用于例如x射线设备中，并且包括形状滤光片，形状滤光片可用于产生辐射射束并且例如可前后移动。滤光片改变组件还包括射束硬化滤光片，射束硬化滤光片可以用于改变辐射射束的能谱并且例如也可以前后移动。滤光片改变组件包括控制系统，该控制系统可用于选择至少一个滤光片并移动所选择的滤光片。
4.us 2014/0270069 a1公开了一种x射线设备，该x射线设备包括x射线源、用于修改x射线的准直器、以及可操作为控制准直器的机动系统。准直器的叶片可以配置为调制x射线的射束质量。准直器的各个叶片可以由不同的金属（诸如例如铝、铜或锡）制成并且具有不同的厚度，从而可以根据需要影响辐射吸收。
5.us 2007/0172104 a1公开了一种ct设备，该ct设备具有用于改进3d x射线图像的图像质量的x射线滤光片。x射线滤光片用于减少被照射对象的剂量。
6.上述方法的一个缺点是，在旋转超过180
°
的情况下，x射线设备对重叠区域进行两次照射，使得重叠区域内的对象受到更高剂量的照射。
7.因此，本发明的目的是提供一种方法和3d x射线设备，其以跨对象体积分布的均匀剂量记录3d x射线图像。
技术实现要素：
8.本发明涉及一种3d x射线设备，包括：x射线检测器、x射线源和计算机，其中x射线检测器和x射线源在移动路径上以至少185
°
的旋转围绕待记录的对象体积移动。从不同的照射方向记录多个x射线投影图像，由此通过x射线源产生的x射线沿照射方向之一照射对象体积并被x射线检测器捕获。随后通过重构方法从记录的x射线投影图像计算对象体积的3d x射线图像。x射线检测器相对于穿过3d x射线设备的旋转中心的中心轴不对称地布置，其中第一扇形射束和旋转180
°
的相对的第二扇形射束形成重叠区域。至少一个x射线滤光片设置在x射线源和对象体积之间，用于衰减重叠区域内的x射线剂量，其中在重叠区域外的两个扇形射束的区域中不提供用于衰减x射线剂量的x射线滤光片或提供第二x射线滤光片，第二x射线滤光片的宽度与设置在重叠区域内的x射线滤光片的宽度不同。
9.3d x射线设备例如可以是ct设备或dvt设备，其中二维x射线投影图像是从不同照
射方向产生的。在旋转期间，x射线检测器和x射线源围绕对象体积旋转至少185
°
。在旋转期间，x射线检测器和x射线源围绕对象体积描绘例如圆形或椭圆形移动，使得3d x射线设备的旋转中心由圆形移动限定。3d x射线设备的中心轴从x射线源延伸穿过旋转中心。x射线检测器相对于该中心轴不对称地布置，使得例如从中心轴到x射线检测器的第一边缘的第一距离小于从中心轴到x射线检测器的第二边缘的第二距离。3d x射线设备可以包括孔隙，该孔隙被控制成使得扇形射束照射x射线检测器的整个传感器表面，从而扇形射束相对于中心轴也不对称地布置。对于来自某个照射方向的任何给定的第一扇形射束，因此存在旋转180
°
的相对的第二扇形射束，由此第一扇形射束和第二扇形射束相对于中心轴不对称地布置。在重叠区域内，第一扇形射束和第二扇形射束二者都照射对象体积。x射线滤光片因此被成形并设置在重叠区域内，使得重叠区域内x射线剂量的衰减导致整个对象体积内的剂量分布尽可能均匀。因此，3d x射线设备的一个优点是，不对称x射线检测器的布置以及重叠区域内x射线滤光片的选择和布置使得可以在整个对象体积内实现尽可能均匀的剂量分布。因此减少了患者的剂量负担。
10.因此，在重叠区域之外的对象体积的区域中不设置用于衰减x射线剂量的x射线滤光片，因为所述区域仅被照射一次，而不是像在重叠区域中的情况那样被照射两次。也可以在重叠区域之外的这些区域中设置具有恒定或可变宽度和恒定或可变衰减的附加x射线滤光片，由此x射线滤光片被适当地成形并设置在重叠区域内以将重叠区域内的剂量衰减到重叠区域外的值内的剂量值，以便对象体积内的剂量进展尽可能均匀。
11.3d x射线设备可以有利地是ct设备或dvt设备。
12.因此，3d x射线设备可以是常规的计算机断层扫描摄影(ct)设备或常规的数字体积断层摄影(dvt)设备，使得本发明的3d x射线设备可以由常规的ct设备或dvt设备产生而无需为所述设备配备所述x射线滤光片而引起的太多技术努力。
13.可以有利地选择x射线滤光片的形状，使得x射线滤光片的透射率曲线跨重叠区域单调地减小或增加。
14.x射线滤光片的这种形状因此使得重叠区域中的期望的剂量减少成为可能。
15.可以有利地选择x射线滤光片的形状，使得x射线滤光片的透射率曲线相对于旋转中心是点对称的，并且在重叠区域的中心点处具有50%的x射线剂量衰减。
16.特别是在具有空间恒定或近似恒定强度的射束瓣的情况下，这种配置确保对象体积中的剂量分布尽可能均匀。
17.x射线滤光片的透射率曲线是取决于沿x射线滤光片的整个长度的x坐标的x射线辐射的透射率或衰减的函数。因此，x射线滤光片相对于扇形射束成形和设置，使得透射率曲线相对于旋转中心是点对称的，并且在重叠区域的中心点处x射线剂量衰减50%。
18.重叠区域的中心点是旋转中心到x射线检测器上的投影。
19.第一扇形射束的剂量和相对的第二扇形射束的剂量因此相加，使得剂量的总和导致重叠区域内的均匀剂量进展。
20.可以有利地选择x射线滤光片的形状，使得x射线滤光片的透射率曲线在重叠区域内单调增加，例如从0％到100％。
21.x射线滤光片的形状可以有利地是长方体形状、楔形形状、阶梯形状或被适配到3d重构方法的加权曲线的形状。
22.x射线滤光片因此可以具有例如长方体形状，由此透射率曲线沿重叠区域的整个长度具有50％的x射线剂量的恒定衰减。在x射线滤光片为楔形形状的情况下，选择x射线滤光片沿所述长度的宽度，使得透射率曲线例如创建沿x射线滤光片的长度从0%到100%透射率的直线。在x射线滤光片为阶梯形状的情况下，选择x射线滤光片沿所述整个长度的宽度，使得透射率曲线具有阶梯式进展。透射率曲线可以具有均匀的阶梯式增加，例如，阶梯式增加被布置为相对于重叠区域的中心是点对称的。x射线滤光片的形状可以被适配到3d重构方法的加权曲线，由此选择x射线滤光片沿所述长度的宽度，从而产生具有选择的进展的点对称透射率曲线。
23.x射线检测器和x射线源可以有利地在移动路径上以至少360
°
的旋转围绕待记录的对象体积移动。
24.由于至少360
°
的旋转，待记录的整个对象体积被测量两次，因此对于任何给定的第一辐射射束，都有相对的第二辐射射束，并且在重叠区域内创建均匀的剂量进展。
25.为了衰减重叠区域内的x射线剂量，可以有利地在x射线源和对象体积之间设置不同宽度和形状的多个x射线滤光片。
26.各个x射线滤光片可以是例如两个楔形x射线滤光片和一个长方体x射线滤光片，它们在x射线方向上一个在另一个之上设置在重叠区域内。因此，一个在另一个之上设置的x射线滤光片也产生期望的透射率曲线。
27.在第一扇形射束和相对的第二扇形射束的重叠区域和剩余区域之间的过渡处，重要的是不出现剂量进展的间歇性。
28.x射线滤光片可以有利地由多个层构成，其中各个层由具有不同x射线吸收属性的材料构成，由此x射线滤光片的各个层被构造成使得产生期望的透射率曲线。
29.因此，x射线滤光片由多层不同材料（诸如铜或铝）构造，从而产生期望的、可能是点对称的透射率曲线。x射线滤光片的各个层可以布置成平行于x射线扇形射束的x射线，使得材料的不同x射线吸收属性和各个层的宽度产生期望的透射率曲线。
30.3d x射线设备可以有利地包括处于x射线源和对象体积之间的孔隙以便形成扇形射束，由此x射线滤光片被设置在孔隙和x射线源之间或孔隙和对象体积之间。
31.因此，扇形射束被孔隙准直，从而撞击孔隙的x射线被吸收。x射线滤光片因此可以设置在孔隙的前面或孔隙的后面。
32.计算机可以有利地被配置为使得在通过所述重构方法计算3d x射线图像时计及至少一个x射线滤光片对x射线剂量的衰减。
33.因此在计算3d x射线图像时计及x射线滤光片的衰减或透射率曲线，从而防止潜在的失真和成像错误。因此，通过所述重构方法的计算假定针对对象体积的每个体素具有正确的x射线滤光片衰减剂量。
34.x射线滤光片可以有利地由铜或铝制成。
35.铜和铝材料对于x射线的目标衰减特别有利。
36.x射线滤光片可以有利地通过控制单元和驱动单元自动移动到相对于辐射射束的期望位置。
37.例如，驱动单元可以包括电动机，使得x射线滤光片在控制单元的控制下相对于辐射射束按需要定位。这可能是必要的，例如，如果扇形射束的大小通过调整孔隙而改变。x射
线滤光片因此以期望的方式相对于辐射射束定位，例如使得透射率曲线是点对称的并且在重叠区域的中心点处具有50％的x射线剂量衰减。
38.本发明还涉及一种通过根据上述本发明方法的3d x射线设备产生3d x射线图像的方法，由此在通过所述重构方法从个体x射线投影图像计算3d x射线图像时计及x射线滤光片对x射线剂量的衰减。
39.因此，本发明方法的一个优点在于，使用具有所述x射线滤光片的上述3d x射线设备，以减小的剂量负担记录3d x射线图像。因此，通过所述重构方法的计算假定针对对象体积的每个体素具有x射线滤光片衰减的剂量。
附图说明
40.将参照附图解释本发明。附图示出：图1：3d x射线设备的示意图，图2：x射线滤光片的矩形实施例，图3：x射线滤光片的楔形实施例，图4：x射线滤光片的阶梯式实施例，图5：x射线滤光片的楔形实施例，图6：由两片构成的x射线滤光片的阶梯式实施例，图7：是由三层构成的x射线滤光片的楔形实施例。
41.图1示出了包括x射线检测器2、x射线源3和计算机4的3d x射线设备1的示意图。x射线检测器2在第一移动路径5上以至少360
°
的旋转围绕待记录的对象体积6顺时针移动，而x射线源3在第二移动路径7上以至少360
°
的旋转以对应的方式围绕待记录的对象体积6移动。在旋转期间，从不同的照射方向8记录多个x射线投影图像，由此通过x射线源3产生的x射线9在对应的照射方向8上照射对象体积6并且由x射线检测器2捕获。随后通过重构方法和使用计算机4从不同照射方向的记录的x射线投影图像计算定位在对象体积6中的患者11的3d x射线图像10。x射线检测器2相对于穿过旋转中心13的3d x射线设备1的中心轴12不对称地布置。x射线9的第一扇形射束14照射对象体积6。x射线源3沿移动路径7旋转180
°
以到达相对位置15。x射线检测器2同样对应地旋转180
°
以到达x射线检测器2的相对位置16。在相对位置15中，x射线源发射相对的第二扇形射束17，第二扇形射束17照射对象体积6。第一扇形射束14和第二扇形射束17照射共同的重叠区域18。因此该重叠区域18被测量和照射两次，而对象体积6内的第一扇形射束14的第一剩余区域19和第二扇形射束17的第二剩余区域20仅被照射和记录一次。因此，对于照射方向8之一的每个第一扇形射束14，存在相对的第二扇形射束17和重叠区域18。对不同照射方向的所有重叠区域18进行重叠创建重叠区域18的圆柱形体积，其在平面视图中被示出为围绕旋转中心13的圆。对不同照射方向8的所有扇形射束14、17进行重叠同样导致对象体积6的圆柱形体积，其在平面视图中被示出为圆。在x射线检测器2围绕对象体积6移动期间，例如，可以以0.01
°
和10
°
之间的角度增量每秒记录30到1,000个x射线投影图像。
42.为了衰减重叠区域18内的x射线剂量，x射线滤光片21设置在相对于x射线源3并因此相对于第一扇形射束14的固定位置。因此，重叠区域18内的x射线剂量作为第一扇形射束14的一部分被衰减，如虚线22所示的。由于x射线源3和相对位置15的旋转，x射线滤光片21
被移动到相对位置23，使得相对的第二扇形射束17的重叠区域18被衰减。在目前情况中，例如可以由铜制成的x射线滤光片21具有长方体形状，使得第一扇形射束14的重叠区域18中的x射线剂量衰减50％并且重叠区域18内的相对的第二扇形射束17也相应地衰减50％剂量。因此，总体而言，在重叠区域18内实现了100%的均匀x射线剂量。为了产生扇形射束14，将孔隙24设置在相对于x射线源3的固定位置，由此孔隙24可由钨或铅制成。在x射线源3旋转时，孔隙24也移动到相对位置25以产生相对的第二扇形射束17。
43.图2示出了沿图1的中心轴12的x射线滤光片21的宽度30作为沿图1的移动方向5的x射线检测器2的长度31的函数的图。在第一函数32中绘制x射线滤光片21的宽度30作为到x射线检测器2上的投影的进展，即取决于x射线检测器的长度。在当前情况下，扇形射束14的x射线的光子的平均能量为60kev。x射线滤光片由铜制成。因此，从第一函数32可以看出，x射线滤光片21的宽度在重叠区域18内是恒定的0.5mm，由此在第一剩余区域19内未设置x射线滤光片。0%和100%之间的透射率33绘制在第二y轴上。因此，透射率曲线34示出了透射率对x射线检测器2的长度坐标31的依赖性，由此50％的衰减发生在重叠区域内，或者更具体地，透射率为50％并且第一剩余区域19中的透射率是100%。
44.图3示出了如图2中那样的图，其中宽度30的函数32取决于x射线检测器2的长度坐标31急剧下降。x射线滤光片因此具有楔形形状40。因此，透射率曲线34在重叠区域18内从0％到100％线性增加并且在剩余区域19内保持恒定在100％。重叠区域18的中心点41的透射率为50％。因此，线性增加函数34在重叠区域18内相对于重叠区域的中心点41是点对称的，从而图1的第一扇形射束14的剂量和第二扇形射束17的剂量相加导致100%的均匀剂量分布。
45.图4示出了x射线滤光片的另一个实施例，其具有阶梯形状50，阶梯形状50具有变化的宽度30，由此相关的图示出了宽度30取决于x射线检测器2的长度坐标的阶梯式函数32。因此，透射率曲线34在重叠区域18内示出阶梯式增加，其相对于重叠区域18的中心点41是点对称的。剩余区域19中的透射率为100％。因此，重叠区域的中心点41处的透射率为50％。
46.图5示出了具有第二楔形形状60的x射线滤光片的另一个实施例，其中宽度30比针对图3的x射线滤光片减小得更多。取决于长度坐标31的宽度30的函数32的进展因此导致增加的透射率曲线34，其在重叠区域18内相对于重叠区域的中心点41是点对称的。重叠区域18的中心点41处的透射率为50％。剩余区域19内的透射率保持在100%。
47.图6示出了x射线滤光片70的另一个实施例，包括第一部分71和第二部分72，其中第一部分71由例如铝制成，而第二部分72由例如铜制成。两个部分71和72的不同x射线吸收属性以及取决于相邻坐标31的宽度30的所选函数32导致期望的阶梯式透射率曲线34，该阶梯式透射率曲线34在重叠区域18内相对于重叠区域18的中心点41点对称地延伸。中心点41处的透射率33为50％。
48.图7示出了x射线滤光片80的另一个实施例，包括第一部分81、第二部分82和第三部分83，其中各个部分81、82和83在照射方向8上一个在另一个之上设置。各部分81、82和83可以由不同的材料制成。取决于长度坐标31和各个材料的宽度30的函数32因此被选择为实现重叠区域18内的透射率曲线34的期望线性进展。重叠区域18的中心点41处的透射率33为50％。
49.参考符号1 3d x射线设备2 x射线检测器3 x射线源4 计算机5 移动路径6 对象体积7 第二移动路径8 照射方向9 x射线10 3d x射线图像11 病人12 中心轴13 旋转中心14 第一扇形射束15 x射线源3的相对位置16 x射线检测器2的相对位置17 相对的第二扇形射束18 重叠区域19 第一剩余区域20 第二剩余区域21 x射线滤光片22 虚线23 x射线滤光片的相对位置24 孔隙25 x射线源的相对位置30 x射线滤光片的宽度31 x射线检测器的长度32 第一函数33 透射率34 透射率曲线40 楔形x射线滤光片41 重叠区域的中心点50 阶梯式x射线滤光片60 第二楔形x射线滤光片70 另外的x射线滤光片，两部分71 x射线滤光片的第一部分72 x射线滤光片的第二部分80 另外的x射线滤光片，三部分
81 x射线滤光片的第一部分82 x射线滤光片的第二部分83 x射线滤光片的第三部分。
技术领域
1.本发明涉及一种3d x射线设备，该3d x射线设备包括x射线检测器、x射线源和计算机，其中x射线检测器和x射线源围绕待记录的对象体积在移动路径上以至少185
°
的旋转的移动，其中从不同照射方向记录多个x射线投影图像，由此通过x射线源产生的x射线在照射方向之一上照射对象体积并由x射线检测器捕获，其中通过重构方法从记录的x射线投影图像计算对象体积的3d x射线图像。
背景技术：
2.从现有技术中已知许多3d x射线设备和测量方法。
3.us 8,238,522 b2公开了一种滤光片改变组件，该组件可用于例如x射线设备中，并且包括形状滤光片，形状滤光片可用于产生辐射射束并且例如可前后移动。滤光片改变组件还包括射束硬化滤光片，射束硬化滤光片可以用于改变辐射射束的能谱并且例如也可以前后移动。滤光片改变组件包括控制系统，该控制系统可用于选择至少一个滤光片并移动所选择的滤光片。
4.us 2014/0270069 a1公开了一种x射线设备，该x射线设备包括x射线源、用于修改x射线的准直器、以及可操作为控制准直器的机动系统。准直器的叶片可以配置为调制x射线的射束质量。准直器的各个叶片可以由不同的金属（诸如例如铝、铜或锡）制成并且具有不同的厚度，从而可以根据需要影响辐射吸收。
5.us 2007/0172104 a1公开了一种ct设备，该ct设备具有用于改进3d x射线图像的图像质量的x射线滤光片。x射线滤光片用于减少被照射对象的剂量。
6.上述方法的一个缺点是，在旋转超过180
°
的情况下，x射线设备对重叠区域进行两次照射，使得重叠区域内的对象受到更高剂量的照射。
7.因此，本发明的目的是提供一种方法和3d x射线设备，其以跨对象体积分布的均匀剂量记录3d x射线图像。
技术实现要素：
8.本发明涉及一种3d x射线设备，包括：x射线检测器、x射线源和计算机，其中x射线检测器和x射线源在移动路径上以至少185
°
的旋转围绕待记录的对象体积移动。从不同的照射方向记录多个x射线投影图像，由此通过x射线源产生的x射线沿照射方向之一照射对象体积并被x射线检测器捕获。随后通过重构方法从记录的x射线投影图像计算对象体积的3d x射线图像。x射线检测器相对于穿过3d x射线设备的旋转中心的中心轴不对称地布置，其中第一扇形射束和旋转180
°
的相对的第二扇形射束形成重叠区域。至少一个x射线滤光片设置在x射线源和对象体积之间，用于衰减重叠区域内的x射线剂量，其中在重叠区域外的两个扇形射束的区域中不提供用于衰减x射线剂量的x射线滤光片或提供第二x射线滤光片，第二x射线滤光片的宽度与设置在重叠区域内的x射线滤光片的宽度不同。
9.3d x射线设备例如可以是ct设备或dvt设备，其中二维x射线投影图像是从不同照
射方向产生的。在旋转期间，x射线检测器和x射线源围绕对象体积旋转至少185
°
。在旋转期间，x射线检测器和x射线源围绕对象体积描绘例如圆形或椭圆形移动，使得3d x射线设备的旋转中心由圆形移动限定。3d x射线设备的中心轴从x射线源延伸穿过旋转中心。x射线检测器相对于该中心轴不对称地布置，使得例如从中心轴到x射线检测器的第一边缘的第一距离小于从中心轴到x射线检测器的第二边缘的第二距离。3d x射线设备可以包括孔隙，该孔隙被控制成使得扇形射束照射x射线检测器的整个传感器表面，从而扇形射束相对于中心轴也不对称地布置。对于来自某个照射方向的任何给定的第一扇形射束，因此存在旋转180
°
的相对的第二扇形射束，由此第一扇形射束和第二扇形射束相对于中心轴不对称地布置。在重叠区域内，第一扇形射束和第二扇形射束二者都照射对象体积。x射线滤光片因此被成形并设置在重叠区域内，使得重叠区域内x射线剂量的衰减导致整个对象体积内的剂量分布尽可能均匀。因此，3d x射线设备的一个优点是，不对称x射线检测器的布置以及重叠区域内x射线滤光片的选择和布置使得可以在整个对象体积内实现尽可能均匀的剂量分布。因此减少了患者的剂量负担。
10.因此，在重叠区域之外的对象体积的区域中不设置用于衰减x射线剂量的x射线滤光片，因为所述区域仅被照射一次，而不是像在重叠区域中的情况那样被照射两次。也可以在重叠区域之外的这些区域中设置具有恒定或可变宽度和恒定或可变衰减的附加x射线滤光片，由此x射线滤光片被适当地成形并设置在重叠区域内以将重叠区域内的剂量衰减到重叠区域外的值内的剂量值，以便对象体积内的剂量进展尽可能均匀。
11.3d x射线设备可以有利地是ct设备或dvt设备。
12.因此，3d x射线设备可以是常规的计算机断层扫描摄影(ct)设备或常规的数字体积断层摄影(dvt)设备，使得本发明的3d x射线设备可以由常规的ct设备或dvt设备产生而无需为所述设备配备所述x射线滤光片而引起的太多技术努力。
13.可以有利地选择x射线滤光片的形状，使得x射线滤光片的透射率曲线跨重叠区域单调地减小或增加。
14.x射线滤光片的这种形状因此使得重叠区域中的期望的剂量减少成为可能。
15.可以有利地选择x射线滤光片的形状，使得x射线滤光片的透射率曲线相对于旋转中心是点对称的，并且在重叠区域的中心点处具有50%的x射线剂量衰减。
16.特别是在具有空间恒定或近似恒定强度的射束瓣的情况下，这种配置确保对象体积中的剂量分布尽可能均匀。
17.x射线滤光片的透射率曲线是取决于沿x射线滤光片的整个长度的x坐标的x射线辐射的透射率或衰减的函数。因此，x射线滤光片相对于扇形射束成形和设置，使得透射率曲线相对于旋转中心是点对称的，并且在重叠区域的中心点处x射线剂量衰减50%。
18.重叠区域的中心点是旋转中心到x射线检测器上的投影。
19.第一扇形射束的剂量和相对的第二扇形射束的剂量因此相加，使得剂量的总和导致重叠区域内的均匀剂量进展。
20.可以有利地选择x射线滤光片的形状，使得x射线滤光片的透射率曲线在重叠区域内单调增加，例如从0％到100％。
21.x射线滤光片的形状可以有利地是长方体形状、楔形形状、阶梯形状或被适配到3d重构方法的加权曲线的形状。
22.x射线滤光片因此可以具有例如长方体形状，由此透射率曲线沿重叠区域的整个长度具有50％的x射线剂量的恒定衰减。在x射线滤光片为楔形形状的情况下，选择x射线滤光片沿所述长度的宽度，使得透射率曲线例如创建沿x射线滤光片的长度从0%到100%透射率的直线。在x射线滤光片为阶梯形状的情况下，选择x射线滤光片沿所述整个长度的宽度，使得透射率曲线具有阶梯式进展。透射率曲线可以具有均匀的阶梯式增加，例如，阶梯式增加被布置为相对于重叠区域的中心是点对称的。x射线滤光片的形状可以被适配到3d重构方法的加权曲线，由此选择x射线滤光片沿所述长度的宽度，从而产生具有选择的进展的点对称透射率曲线。
23.x射线检测器和x射线源可以有利地在移动路径上以至少360
°
的旋转围绕待记录的对象体积移动。
24.由于至少360
°
的旋转，待记录的整个对象体积被测量两次，因此对于任何给定的第一辐射射束，都有相对的第二辐射射束，并且在重叠区域内创建均匀的剂量进展。
25.为了衰减重叠区域内的x射线剂量，可以有利地在x射线源和对象体积之间设置不同宽度和形状的多个x射线滤光片。
26.各个x射线滤光片可以是例如两个楔形x射线滤光片和一个长方体x射线滤光片，它们在x射线方向上一个在另一个之上设置在重叠区域内。因此，一个在另一个之上设置的x射线滤光片也产生期望的透射率曲线。
27.在第一扇形射束和相对的第二扇形射束的重叠区域和剩余区域之间的过渡处，重要的是不出现剂量进展的间歇性。
28.x射线滤光片可以有利地由多个层构成，其中各个层由具有不同x射线吸收属性的材料构成，由此x射线滤光片的各个层被构造成使得产生期望的透射率曲线。
29.因此，x射线滤光片由多层不同材料（诸如铜或铝）构造，从而产生期望的、可能是点对称的透射率曲线。x射线滤光片的各个层可以布置成平行于x射线扇形射束的x射线，使得材料的不同x射线吸收属性和各个层的宽度产生期望的透射率曲线。
30.3d x射线设备可以有利地包括处于x射线源和对象体积之间的孔隙以便形成扇形射束，由此x射线滤光片被设置在孔隙和x射线源之间或孔隙和对象体积之间。
31.因此，扇形射束被孔隙准直，从而撞击孔隙的x射线被吸收。x射线滤光片因此可以设置在孔隙的前面或孔隙的后面。
32.计算机可以有利地被配置为使得在通过所述重构方法计算3d x射线图像时计及至少一个x射线滤光片对x射线剂量的衰减。
33.因此在计算3d x射线图像时计及x射线滤光片的衰减或透射率曲线，从而防止潜在的失真和成像错误。因此，通过所述重构方法的计算假定针对对象体积的每个体素具有正确的x射线滤光片衰减剂量。
34.x射线滤光片可以有利地由铜或铝制成。
35.铜和铝材料对于x射线的目标衰减特别有利。
36.x射线滤光片可以有利地通过控制单元和驱动单元自动移动到相对于辐射射束的期望位置。
37.例如，驱动单元可以包括电动机，使得x射线滤光片在控制单元的控制下相对于辐射射束按需要定位。这可能是必要的，例如，如果扇形射束的大小通过调整孔隙而改变。x射
线滤光片因此以期望的方式相对于辐射射束定位，例如使得透射率曲线是点对称的并且在重叠区域的中心点处具有50％的x射线剂量衰减。
38.本发明还涉及一种通过根据上述本发明方法的3d x射线设备产生3d x射线图像的方法，由此在通过所述重构方法从个体x射线投影图像计算3d x射线图像时计及x射线滤光片对x射线剂量的衰减。
39.因此，本发明方法的一个优点在于，使用具有所述x射线滤光片的上述3d x射线设备，以减小的剂量负担记录3d x射线图像。因此，通过所述重构方法的计算假定针对对象体积的每个体素具有x射线滤光片衰减的剂量。
附图说明
40.将参照附图解释本发明。附图示出：图1：3d x射线设备的示意图，图2：x射线滤光片的矩形实施例，图3：x射线滤光片的楔形实施例，图4：x射线滤光片的阶梯式实施例，图5：x射线滤光片的楔形实施例，图6：由两片构成的x射线滤光片的阶梯式实施例，图7：是由三层构成的x射线滤光片的楔形实施例。
41.图1示出了包括x射线检测器2、x射线源3和计算机4的3d x射线设备1的示意图。x射线检测器2在第一移动路径5上以至少360
°
的旋转围绕待记录的对象体积6顺时针移动，而x射线源3在第二移动路径7上以至少360
°
的旋转以对应的方式围绕待记录的对象体积6移动。在旋转期间，从不同的照射方向8记录多个x射线投影图像，由此通过x射线源3产生的x射线9在对应的照射方向8上照射对象体积6并且由x射线检测器2捕获。随后通过重构方法和使用计算机4从不同照射方向的记录的x射线投影图像计算定位在对象体积6中的患者11的3d x射线图像10。x射线检测器2相对于穿过旋转中心13的3d x射线设备1的中心轴12不对称地布置。x射线9的第一扇形射束14照射对象体积6。x射线源3沿移动路径7旋转180
°
以到达相对位置15。x射线检测器2同样对应地旋转180
°
以到达x射线检测器2的相对位置16。在相对位置15中，x射线源发射相对的第二扇形射束17，第二扇形射束17照射对象体积6。第一扇形射束14和第二扇形射束17照射共同的重叠区域18。因此该重叠区域18被测量和照射两次，而对象体积6内的第一扇形射束14的第一剩余区域19和第二扇形射束17的第二剩余区域20仅被照射和记录一次。因此，对于照射方向8之一的每个第一扇形射束14，存在相对的第二扇形射束17和重叠区域18。对不同照射方向的所有重叠区域18进行重叠创建重叠区域18的圆柱形体积，其在平面视图中被示出为围绕旋转中心13的圆。对不同照射方向8的所有扇形射束14、17进行重叠同样导致对象体积6的圆柱形体积，其在平面视图中被示出为圆。在x射线检测器2围绕对象体积6移动期间，例如，可以以0.01
°
和10
°
之间的角度增量每秒记录30到1,000个x射线投影图像。
42.为了衰减重叠区域18内的x射线剂量，x射线滤光片21设置在相对于x射线源3并因此相对于第一扇形射束14的固定位置。因此，重叠区域18内的x射线剂量作为第一扇形射束14的一部分被衰减，如虚线22所示的。由于x射线源3和相对位置15的旋转，x射线滤光片21
被移动到相对位置23，使得相对的第二扇形射束17的重叠区域18被衰减。在目前情况中，例如可以由铜制成的x射线滤光片21具有长方体形状，使得第一扇形射束14的重叠区域18中的x射线剂量衰减50％并且重叠区域18内的相对的第二扇形射束17也相应地衰减50％剂量。因此，总体而言，在重叠区域18内实现了100%的均匀x射线剂量。为了产生扇形射束14，将孔隙24设置在相对于x射线源3的固定位置，由此孔隙24可由钨或铅制成。在x射线源3旋转时，孔隙24也移动到相对位置25以产生相对的第二扇形射束17。
43.图2示出了沿图1的中心轴12的x射线滤光片21的宽度30作为沿图1的移动方向5的x射线检测器2的长度31的函数的图。在第一函数32中绘制x射线滤光片21的宽度30作为到x射线检测器2上的投影的进展，即取决于x射线检测器的长度。在当前情况下，扇形射束14的x射线的光子的平均能量为60kev。x射线滤光片由铜制成。因此，从第一函数32可以看出，x射线滤光片21的宽度在重叠区域18内是恒定的0.5mm，由此在第一剩余区域19内未设置x射线滤光片。0%和100%之间的透射率33绘制在第二y轴上。因此，透射率曲线34示出了透射率对x射线检测器2的长度坐标31的依赖性，由此50％的衰减发生在重叠区域内，或者更具体地，透射率为50％并且第一剩余区域19中的透射率是100%。
44.图3示出了如图2中那样的图，其中宽度30的函数32取决于x射线检测器2的长度坐标31急剧下降。x射线滤光片因此具有楔形形状40。因此，透射率曲线34在重叠区域18内从0％到100％线性增加并且在剩余区域19内保持恒定在100％。重叠区域18的中心点41的透射率为50％。因此，线性增加函数34在重叠区域18内相对于重叠区域的中心点41是点对称的，从而图1的第一扇形射束14的剂量和第二扇形射束17的剂量相加导致100%的均匀剂量分布。
45.图4示出了x射线滤光片的另一个实施例，其具有阶梯形状50，阶梯形状50具有变化的宽度30，由此相关的图示出了宽度30取决于x射线检测器2的长度坐标的阶梯式函数32。因此，透射率曲线34在重叠区域18内示出阶梯式增加，其相对于重叠区域18的中心点41是点对称的。剩余区域19中的透射率为100％。因此，重叠区域的中心点41处的透射率为50％。
46.图5示出了具有第二楔形形状60的x射线滤光片的另一个实施例，其中宽度30比针对图3的x射线滤光片减小得更多。取决于长度坐标31的宽度30的函数32的进展因此导致增加的透射率曲线34，其在重叠区域18内相对于重叠区域的中心点41是点对称的。重叠区域18的中心点41处的透射率为50％。剩余区域19内的透射率保持在100%。
47.图6示出了x射线滤光片70的另一个实施例，包括第一部分71和第二部分72，其中第一部分71由例如铝制成，而第二部分72由例如铜制成。两个部分71和72的不同x射线吸收属性以及取决于相邻坐标31的宽度30的所选函数32导致期望的阶梯式透射率曲线34，该阶梯式透射率曲线34在重叠区域18内相对于重叠区域18的中心点41点对称地延伸。中心点41处的透射率33为50％。
48.图7示出了x射线滤光片80的另一个实施例，包括第一部分81、第二部分82和第三部分83，其中各个部分81、82和83在照射方向8上一个在另一个之上设置。各部分81、82和83可以由不同的材料制成。取决于长度坐标31和各个材料的宽度30的函数32因此被选择为实现重叠区域18内的透射率曲线34的期望线性进展。重叠区域18的中心点41处的透射率33为50％。
49.参考符号1 3d x射线设备2 x射线检测器3 x射线源4 计算机5 移动路径6 对象体积7 第二移动路径8 照射方向9 x射线10 3d x射线图像11 病人12 中心轴13 旋转中心14 第一扇形射束15 x射线源3的相对位置16 x射线检测器2的相对位置17 相对的第二扇形射束18 重叠区域19 第一剩余区域20 第二剩余区域21 x射线滤光片22 虚线23 x射线滤光片的相对位置24 孔隙25 x射线源的相对位置30 x射线滤光片的宽度31 x射线检测器的长度32 第一函数33 透射率34 透射率曲线40 楔形x射线滤光片41 重叠区域的中心点50 阶梯式x射线滤光片60 第二楔形x射线滤光片70 另外的x射线滤光片，两部分71 x射线滤光片的第一部分72 x射线滤光片的第二部分80 另外的x射线滤光片，三部分
81 x射线滤光片的第一部分82 x射线滤光片的第二部分83 x射线滤光片的第三部分。
再多了解一些
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