專利名稱：用于調整灰度值開窗的方法、計算單元和x射線裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于利用X射線裝置所確定的CT值來調整用于利用X射線裝置、特別是利用計算機斷層造影設備的成像的灰度值開窗(Grauwertfensterung)的中數(Zentralwert)的寬度和位置的方法。本發明還涉及一種實現該方法的計算程序以及具有這樣的計算程序的一種計算單元、一種X射線裝置和一種數據載體。
背景技術：
在醫學技術中在利用X射線輻射成像時，例如在計算機斷層造影設備中的成像時，始終努力向患者應用盡可能小的X射線輻射的劑量以用于產生一個或多個患者組織的 圖像。但是，為了能夠借助一個或多個所產生的圖像解決臨床問題，還必須達到特定的圖像質量，這要求最低限度的劑量。對于圖像質量相關的量度例如是圖像噪聲或圖像對比度。特別是，特定元素和材料(如在計算機斷層造影中作為造影劑使用的碘)的圖像對比度與所使用的X射線輻射的頻譜具有相對強烈的依賴關系。在使用相對較低的管電壓的情況下，X射線輻射的頻譜是這樣的，即碘的圖像對比度上升。就此而言，特別是在使用碘的情況下，為了實現盡可能高的圖像質量而應用到患者的X射線的劑量取決于X射線輻射的頻譜。因此，在用于顯示傳輸血液的血管的CT血管造影中，其中實際上重要的僅是碘的可見性，通過使用相對較低的管電壓來降低應用到患者的X射線的劑量(參見M. J. Siegelet al. , “Radiation Dose and Image Quality in Pediatric CT Effect of TechnicalFactors and Phantom Size and Shape，，，Radiology 2004 ；233 515 至 522 頁)。在“Automatic selection of tube potential for radiation dose reductionin CT A general strategy”中L. Yu等人介紹了一種針對降低為此向患者待施加的X射線的劑量而選擇適用于特定檢查的管電壓的方法，其中將碘-對比度-噪聲比用作結合噪聲條件α的圖像質量指標，以便可以對于不同的檢查表征和考慮對圖像質量的不同要求。對于不同的檢查提供不同的噪聲條件α用于匹配。通過該噪聲條件應當實現絕對圖像噪聲不超過一定的值。對于CT血管造影來說，其中重要的僅是碘-對比度-噪聲比，在I. 5和2. O之間選擇噪聲條件α。對于具有造影劑的胸部、軀干或背部檢查來說，在I. I和I. 25之間選擇噪聲條件α。對于沒有造影劑的胸部、軀干或背部檢查來說，將α選擇為等于I。基于“相對劑量因子(relativ dose factor，RDF) ”(其中考慮了碘的對比度-噪聲比以及噪聲條件α)來確定管電壓，利用該管電壓對于特定的檢查向患者應用最小的X射線輻射的劑量。在未在先公開的DE 10 2010 043 712. 3中描述了一種確定用于產生患者的特定的待檢查的組織的至少一幅圖像的X射線裝置的X射線管的管電壓的值的方法，其中，這樣確定管電壓的值，使得為了產生患者的特定的待檢查的組織的至少一幅圖像，在調節X射線管上的管電壓的值的情況下以及在拍攝患者的特定的待檢查的組織的至少一個X射線投影情況下，在保持相同的圖像質量的情況下應用到患者的X射線的劑量盡可能地小。在未在先公開的DE 10 2010 043 712. 3中建議的方法基于如下的考慮，對于利用X射線對組織進行的幾乎每次檢查在保持相同的圖像質量的情況下可以找到如下的管電壓，在該管電壓下可以降低或優化為了檢查該組織向患者應用的X射線的劑量。在此，優化取決于待檢查的組織，應當在至少一幅圖像中顯示該組織。該方法的出發點是，考慮特定的待檢查的組織的對比度(以及必要時的被提供了造影劑的、特定的待檢查組織的對比度)與X射線管的X射線輻射的頻譜的依賴關系或者與管電壓的值(該管電壓的值對于產生X射線輻射的頻譜是重要的)的依賴關系。此外，對于打算借助所產生的特定的待檢查的組織至少一幅圖像來診斷或解決診斷的或臨床的問題，通過至少一個規定或描述期望的圖像質量的參數來預先給定所需要的或所期望的圖像質量，該參數例如可以是參考管電壓和參考管電流或者可以是參考噪聲。在考慮至少一個規定或描述所期望的圖像質量的參數的情況下，在保持恒定的對比度-噪聲比作為圖像質量特征的情況下確定如下的管電壓在調節到該管電壓時在拍攝一個或多個X射線投影以用于產生患者的特定的待檢查的組織的至少一幅圖像的情況下，應用到患者的X射線輻 射的劑量為最小。在此，將用于顯示基于X射線投影的拍攝所確定的代表特定的組織和圍繞特定組織的組織的CT值的灰度值開窗與參考管電壓相關聯，其中將特定的灰度值分配給特定的CT值。但是，如果對于拍攝X射線投影不使用參考管電壓，而是使用在該管電壓下針對患者的特定的待檢查的組織的成像應用到患者的X射線的劑量為最小的管電壓，則保持與參考管電壓相關聯的灰度值開窗可以導致，由于通過所設置的管電壓引起CT值的改變使得圖像觀感變得不可接受。

發明內容
因此，本發明要解決的技術問題在于，提供一種本文開頭所述類型的方法、計算程序、計算單元、X射線裝置以及數據載體，使得在改變管電壓的情況下盡可能地改善圖像觀感。根據本發明，上述技術問題通過一種基于利用X射線裝置所確定的CT值來調整用于利用X射線裝置的成像的灰度值開窗的寬度和中數的位置的方法來解決，在優選自動地確定和調節用于檢查患者的特定的組織的X射線裝置的X射線管的拍攝管電壓的范圍內，從用于患者的特定的組織的檢查的管電壓出發進行該調整，其中將與參考管電壓相關聯的灰度值開窗的寬度和中數的位置與拍攝管電壓自動地匹配。通過將灰度值開窗與拍攝管電壓或者與通過使用拍攝管電壓與在使用參考管電壓的情況下所產生的CT值相比改變了的CT值自動地匹配，保持了通過原始地選擇或設計灰度值開窗所打算的、由用戶熟悉的原始的圖像觀感。根據本發明的一種變形，為了將灰度值開窗自動地與拍攝管電壓匹配，首先確定在參考管電壓下灰度值開窗的寬度Ww,M。根據本發明的另一種變形，對于特定的組織的檢查，確定在參考管電壓下特定的待檢查的組織的對比度Cm以及確定在拍攝管電壓下特定的待檢查的組織的對比度Cauf。為了能夠確定用于特定的待檢查的組織的對比值，需要事先例如在使用相應準備好的模體的情況下例如借助仿真或借助校準測量，確定不同的可能要檢查的組織的對比度(以及必要時不同的可能要檢查的、被提供了造影劑的組織的對比度)與X射線輻射的頻譜的依賴關系或者與X射線管的管電壓的值的依賴關系，并且優選地將該依賴關系存儲在數據存儲器或數據庫中以供調用。相應地，分別針對當前的檢查情況從數據存儲器中獲得特定的待檢查的組織的對比度(以及必要時特定的待檢查的、被提供了造影劑的組織的對比度)與X射線輻射的頻譜的依賴關系或者與X射線管的管電壓的值的依賴關系，根據其可以關于參考管電壓和拍攝管電壓分別確定對比度。根據本發明的一種實施方式，對于和特定的待檢查的組織相鄰的組織，其對比度具有與管電壓的值相對小的依賴關系，由CT值確定開窗的特定的寬度Wfix。典型地，和特定的待檢查的組織相鄰的組織不接收或僅不太多地接收造影劑，從而特別地不出現通過造影劑引起的、和特定的待檢查的組織相鄰的組織與X射線輻射的頻譜或者與管電壓的值的強 烈的依賴關系。這點大多也被期望，因為和特定的待檢查的組織相鄰的組織對于診斷通常僅是次級重要的。和特定的待檢查的組織相鄰的組織例如是肌肉組織或脂肪組織。如已經提到的那樣，因為對比度和該組織的CT值與管電壓的依賴關系很小，從而對于該組織來說期望幾乎不改變的灰度值開窗，以便對于組織的圖像觀感實際上保持不變，規定特定的寬度Wfix以用于屬于這些組織的CT值的開窗。 根據本發明的一種實施方式，最后如下地確定關于拍攝管電壓的灰度值開窗的寬
度 ww, auf
權利要求
1.一種基于利用X射線裝置(I)所確定的CT值來調整用于利用X射線裝置(I)的成像的灰度值開窗的寬度和中數的位置的方法，在確定和調節用于檢查患者(P)的特定的組織的X射線裝置⑴的X射線管(6)的拍攝管電壓(kVauf)的范圍內，從用于患者⑵的特定的組織的檢查的參考管電壓(kVMf)出發進行該調整，其中，將與該參考管電壓(kVMf)相關聯的灰度值開窗的寬度(Ww, Mf)和中數(Wz, μ)的位置自動地與所述拍攝管電壓(kVauf)匹配。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，確定在所述參考管電壓(kVMf)下灰度值開窗的覽度(Ww, μ)。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其中，確定在所述參考管電壓(kVMf)下特定的待檢查的組織的對比度(CMf)以及確定在所述拍攝管電壓(kVauf)下特定的待檢查的組織的對比度(Cauf)。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的方法，其中，對于與特定的待檢查的組織相鄰的組織，其對比度具有與管電壓的值相對小的依賴關系，由CT值規定開窗的特定的寬度(Wfix)。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，如下地確定對于所述拍攝管電壓(kVauf)的灰度值開窗的寬度(Ww,auf)
6.根據權利要求I至5中任一項所述的方法，其中，為了調整在所述拍攝管電壓(kVauf)下灰度值開窗的中數的位置，確定在所述參考管電壓(kVMf)下灰度值開窗的中數(Wz,%)。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，如下地確定在所述拍攝管電壓(kVauf)下的灰度值開窗的中數(Wz,Mf)
8.根據權利要求I至7中任一項所述的方法，其中，由用戶發起所述灰度值開窗的寬度和中數的位置與所述拍攝管電壓(kVauf)自動地匹配。
9.一種計算程序(13)，其實現根據權利要求I至8中任一項所述的方法中的一種。
10.一種計算單元(12)，具有根據權利要求9所述的計算程序(13)。
11.一種X射線裝置(I)，具有根據權利要求10所述的計算單元(12)。
12.—種數據載體(14，15)，具有根據權利要求9所述的計算程序(13)。
全文摘要
本發明涉及一種基于利用X射線裝置(1)所確定的CT值來調整用于利用X射線裝置(1)的成像的灰度值開窗的寬度和中數的位置的方法，在確定和調節用于檢查患者(P)的特定的組織的X射線裝置(1)的X射線管(6)的拍攝管電壓(kVauf)的范圍內，從用于患者(P)的特定的組織的檢查的參考管電壓(kVref)出發進行該調整，其中，將與參考管電壓(kVref)相關聯的灰度值開窗的寬度(WW，ref)和中數(WZ，ref)的位置自動地與所述拍攝管電壓(kVauf)匹配。本發明還涉及一種實現所述方法的計算程序(13)以及具有這種計算程序(13)的一種計算單元(12)、一種X射線裝置(1)和一種數據載體(14，15)。
文檔編號A61B6/03GK102631209SQ20121000550
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月10日 優先權日2011年2月9日
發明者B.施米特, E.克羅茲, R.勞佩克, U.福伊爾雷恩 申請人:西門子公司