本发明专利技术涉及一种用于对记录区域进行多能量X射线成像以便显示位于该记录区域中的对比材料(42)的方法，该对比材料具有至少65、尤其至少73的原子序数和/或至少60keV的k边，其中，用不同的X射线光谱记录两个图像数据集(1a、1b)，并且将这两个图像数据集结合以便确定对比材料(42)的显示信息(3)，其中，所述X射线光谱通过使用在光谱方面起作用的至少一个滤波器(36、37)从X射线源(20、21)的源光谱开始如此产生，使得这些X射线光谱的差谱的数值具有最大值(10)，该最大值包括由对比材料(42)强吸收的范围，该范围在对比材料(42)的k边处开始。该范围在对比材料(42)的k边处开始。该范围在对比材料(42)的k边处开始。
【技术实现步骤摘要】
用于多能量X射线成像的方法、X射线设备和计算机程序
[0001]本专利技术涉及一种用于对记录区域进行多能量X射线成像以便显示位于记录区域中的对比材料的方法，该对比材料具有至少65、尤其至少73的原子序数和/或至少60keV的k边，其中，用不同的X射线光谱记录两个图像数据集并且将这两个图像数据集结合来确定对比材料的显示信息。此外，本专利技术涉及一种X射线设备、一种治疗系统、一种计算机程序和一种电子可读数据载体。
技术介绍
[0002]多能量X射线成像例如多能量计算机断层摄影(CT)、多能量X光透视或多能量射线摄影在现有技术中基本上已知并且基于在不同的X射线光谱、即具有不同光谱分布的X射线光谱的情况下记录多个X射线图像数据集。在这方面特别已知双能量X射线成像，其中用通常具有不同最大能量的不同X射线光谱记录正好两个图像数据集在现有技术中，在此通常使用低能量光谱和高能量光谱作为不同的X射线光谱，这些光谱可以由不同的施加在X射线源上的管电压产生，其中，例如可以使用常见的管电压如80kV、100kV、120kV或140kV以及它们之间的值。尤其具有不同的最大能量的不同的X射线光谱可以尤其在时间上错开记录的情况下由唯一的X射线源产生，其中，优选在计算机断层摄影中使用具有两个X射线源的计算机断层摄影设备，以便能够同时记录(aufnehmen)投影图像并且因此记录两个能量光谱的待由所述投影图像重建的图像数据集。
[0003]多能量X射线成像特别适用于区分具有不同吸收特性的材料。除了在材料测试中的应用外，医疗技术的应用在这方面也已为人所知，其中，例如从用不同的X射线光谱记录的图像数据集中得出(或者说推导出)关于具有中等原子序数的材料的材料信息、例如关于碘和/或钙的材料信息。由此例如碘图像可以从图像数据集的结合中得出，其中，最终将来自图像数据集的图像数据以特定方式结合的相应的材料分解技术在现有技术中基本已知。
[0004]虽然在下文中频繁提到多能量计算机断层摄影成像作为示例，但二维的多能量成像方法尤其在医疗技术方面也是重要的。尤其地，在数字减影血管造影(DSA)方面已建议，使用多能量射线摄影、尤其是双能量数字射线摄影来代替数字减影血管造影。因为DSA的前提条件是患者尽可能少地运动，这在运动的器官中并不总是可行的。由于呼吸运动，这例如适用于心脏或靠近横膈膜的器官、例如肝脏和肾脏。在对总是处于运动中的肠子进行成像的情况下，DSA也会产生问题。在双能量成像的情况下可以减少运动伪影，因为两个图像数据集能够以它们之间的最小延迟被记录，因此运动也被最小化。
[0005]计算机断层摄影一般而言也已被建议用于在施用医疗活性剂后检查其在人体中、具体地在人体的记录区中的正确定位或积聚。这方面的一个重要应用是对血管、例如供给肿瘤的血管实现有针对性的栓塞术。在这种情况下，施用栓塞剂，该栓塞剂应该积聚在至少一条血管的特定区段中并且应该至少部分地闭塞该血管，其中也已建议在栓塞剂中加入化学和/或放射性活性物质。在化学活性物质的情况下也可以称为经动脉化疗栓塞(TACE)，在
放射性活性物质的情况下可以称为选择性内放射治疗(英文：Selective Internal Radiation Therapy，缩写：SIRT)。这种栓塞方法的主要应用领域是治疗晚期肝癌。
[0006]在此，装载有化疗或放疗活性物质的微粒子、尤其微球可以用作栓塞剂。在此，这种微粒子的注射可以例如以X光透视导引的方式进行。然而，微粒子通常在X射线图像中不可见，因此已建议将微粒子与碘基对比剂或碘油混合。
[0007]但在此要注意的是，治疗成功在很大程度上取决于栓塞的准确性。尤其地，待治疗的病变、尤其肿瘤应当用足够量的活性物质被栓塞，其中另一方面，健康的组织应当尽可能地被放过。在某些情况下，以极高的局部剂量进行多次选择性栓塞，以便达到最佳的治疗效果。例如已表明，在SIRT的情况下，以肝癌的每个病灶100Gy的剂量的多次选择性栓塞将生存时间从六个月增加到14个月。这样高的剂量只能选择性地施用，以便放过健康组织。在选择性栓塞的情况下，监测被栓塞的体积变得极为重要。在这种情况下，检查栓塞体积是一个困难的技术问题，该技术问题尚未完全令人满意地解决。
[0008]在TACE中已建议，用X射线成像、尤其锥形束计算机断层摄影(CBCT)来检查栓塞剂在被施用后的积聚情况。其缺点是，在TACE期间或者之后，计算机断层摄影成像示出液态对比剂在组织中的分布。然而，液态对比剂的分布由于其又被冲出组织而迅速改变。因此，在锥形束计算机断层摄影中显示的对比度与积聚的栓塞剂、尤其微粒子不符。
[0009]在SIRT中已建议使用不透射线的栓塞剂、尤其微粒子。不透射线性可以通过给微粒子装载不透射线的材料、例如碘或钡来实现。如果这时不再需要将液态对比剂与栓塞剂混合，则计算机断层摄影成像将示出栓塞剂的确切位置，而不是对比剂的位置。
[0010]但临床实践已经表明，这种尤其积聚有碘的栓塞剂的X射线可见性不足以检查栓塞剂在记录区域中的正确的积聚情况。此外，通常仍将这种栓塞剂与含碘的对比剂混合，以便监测和控制微粒子的浮力和流动。
[0011]该问题的可能的解决方案是使用双能量方法，因此可以将碘含量与图像中的其它材料分开。然而，这仍然不能提供栓塞剂的微粒子的充分可见性，并且在液态对比剂存在的情况下，微粒子不能与该液态对比剂有意义地分开。
[0012]在SIRT中，在手术后通过计算机断层摄影(CT)和单光子发射计算机断层摄影(SPECT)的结合来监控被栓塞的体积。这具有两个显著的缺点。一是，虽然CT和SPECT的结合可以公开放射性活性物质的位置，但患者必须被带到相应的核医学实验室或者一般而言被带到相应的检查空间中。因此必须极长时间地中断治疗。此外，SPECT/CT的结合具有较低的空间分辨率，例如在几毫米的数量级，这明显低于其它计算机断层摄影方法、尤其锥形束计算机断层摄影的空间分辨率。于是可能发生该分辨率不足以确定栓塞剂的确切位置的情况。例如，一些存在侧枝栓塞风险的器官或解剖结构不能被识别。此外，该分辨率也不足以检查分割的肿瘤体积与被栓塞的体积是否重叠。但良好的重叠是成功治疗和对患者而言的良好结果、例如抑制肿瘤和延长预期寿命的前提条件。
[0013]在此也可以考虑给栓塞剂配备不透射线的材料、例如碘。然而，在SIRT的情况下，只有非常少的微粒子积聚在组织中，因此可视化变难。
[0014]在这样的栓塞方法中，但也在其它应用情况下已经考虑使用具有高原子序数的对比材料作为不透射线的材料。由于载体材料、例如塑料载体材料通常被用于构成栓塞剂的微粒子、例如小球(珠子)，该载体材料的特性在进一步的设计中也必须被考虑。微粒子的塑
料材料具有比食盐溶液或对比剂更低的密度，因此微粒子受到浮力。这意味着，塑料微粒子没有良好地与载体液体、尤其生理盐水或对比剂混合。为了最佳的混合，微粒子的密度应当与载体液体的密度相当。这可以通过向载体材料、尤其塑料载体材料添加金属粉末来实现。该金属粉末也导致微粒子变得不透射线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于对记录区域进行多能量X射线成像以便显示位于该记录区域中的对比材料(42)的方法，该对比材料具有至少65、尤其至少73的原子序数和/或至少60keV的k边，其中，用不同的X射线光谱记录两个图像数据集(1a、1b)，并且将这两个图像数据集结合以便确定对比材料(42)的显示信息(3)，其特征在于，所述X射线光谱通过使用在光谱方面起作用的至少一个滤波器(36、37)从X射线源(20、21)的源光谱开始如此产生，使得这些X射线光谱的差谱的数值具有最大值(10)，该最大值包括由对比材料(42)强吸收的范围，该范围在对比材料(42)的k边处开始。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大值(10)的宽度为5至40keV，和/或所述最大值(10)在差谱中所占的份额为至少90％、尤其至少95％，和/或两个X射线光谱始于X射线源(20、21)的同一源光谱。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，尤其在使用同一源光谱的情况下，将所述对比材料(42)用作所述至少一个滤波器(36、37)中的第一滤波器(36)的第一过滤材料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第二X射线光谱在光谱方面未经过滤，或者将具有比所述对比材料(42)更高的原子序数的过滤材料用作第二滤波器(37)的第二过滤材料。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第二过滤材料选择为，使得第二过滤材料的k边与对比材料(42)的k边的距离为5至30keV。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，当对比材料(42)是钽、铂或金时，将铋用作第二过滤材料，或者当对比材料(42)是钬或镱时，将钽用作第二过滤材料。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述显示信息(3)通过将所述两个图像数据集(1a、1b)相减来确定，和/或所述显示信息被确定为示出对比材料(42)的分布的显示图像(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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