[发明专利]基于造影剂的血管成像

说明书

描述了一种X射线造影剂(K)。X射线造影剂(K)具有X射线吸收，X射线吸收的在至少两种不同的X射线光子能量(E(1)、E(2))之间的变化显著不同于钙的X射线吸收在至少两个不同的X射线光子能量(E(1)、E(2))之间的变化。还描述了一种X射线成像方法。此外，描述了一种图像重构装置(50)。还描述了一种X射线成像系统(60)。

技术领域

本发明涉及一种X射线造影剂。此外，本发明涉及一种使用上述X射线造影剂的X射线成像方法。本发明还涉及一种图像重构装置。本发明还涉及一种X射线成像系统。

背景技术

在现代成像方法的帮助下，通常会生成二维或三维的图像数据，这些图像数据可用于对成像的检查对象进行可视化，还可用于其他应用。

这些成像方法通常基于对X射线辐射的检测，其中，生成所谓的投影测量数据。例如，可以借助于计算机断层扫描(CT)系统获取投影测量数据。

在X射线图像记录时，经常使用造影剂，将造影剂注射给患者，以提高图像记录的对比度，从而便于诊断。使用造影剂的一个例子是，采用X射线方法对血管进行成像。在此，X射线方法可以使用常规系统、C臂系统、血管对比系统或CT系统执行。通常，在这种成像中使用碘作为X射线造影剂。

然而，在使用碘进行血管对比的情况下，出现的问题是，血管中的骨物和钙化物以及部分钙化的斑块具有与填充造影剂的血管相似的密度值，尤其是在复杂的解剖结构中，例如在颅骨区域、填充碘的血管、骨物和钙化物在血管中重叠，因此在图像显示中不再能够精确地相互分开。因此，特别是对于具有较小直径的血管，在严重钙化的情况下，通常不能再借助CT血管对比来确定所述血管的血管宽度，也称为管腔。这种现象代表了在冠状动脉和外围腿部血管中使用CT血管对比的限制。

传统上，已经尝试通过减去要记录的区域的先前记录—这是在没有造影剂的情况下进行的，来将血管中的骨物和钙化物或部分钙化的斑块与通过碘造影剂可见的区域分开。但由于在先前记录与主要记录之间的时间偏差，因患者移动而出现配准问题。此外，通过附加的图像记录，增加了患者的辐射剂量。

使用基于软件的方法来把与血管有关的图像信息和与骨物有关的图像信息分开也容易出错。这些错误尤其在例如颅底的复杂显像情况下发生。此外，由于开花效应，不可能从血管显像中消除(部分)钙化的斑块。因为部分钙化的斑块由于开花效应而比它们实际显示的更大。如果从图像中去除了斑块的显示，那么由于斑块先前覆盖的面积太大，因此保留了没有图像信息可用的区域。

把骨物和含碘造影剂像素分开的一种方法是，使用双能或多能成像方法。在这种情况下，利用至少两种不同的平均X射线能量对同一个检查区域进行图像记录。然而，在通过分类将像素分配给造影剂或骨物材料的简单变型的情况下，会出现与在使用基于软件的方法时发生的类似问题。特别是在复杂的血管结构中，也会发生含碘区域和含斑块区域的不正确分开。这种做法同样也导致钙化区域的放大表示。如果随后提取这些区域，以使血管可见，则不清楚被放大表示所覆盖的区域将如何显示在图像中。

在另一种相对较新的方法中，采用双能图像记录，用来基于该记录计算两个不同的图像，其中，这两个图像之一表明了含钙的结构，而这两个图像中的另一个显示出被施加了造影剂的区域。因此，在造影剂图像中既看不到骨物，也看不到血管的钙化物。虽然以这种方式避免了在图像中对钙化物的放大表示，并且存在有关否则被放大结构所覆盖的区域的信息，但仍然存在的问题是，以前使用的造影剂例如碘和骨物或钙化物在X射线记录的能量范围内(40keV到140keV)在其光谱吸收特性方面非常相似。这意味着，在这两种材料中，X射线的吸收会随着能量的降低而急剧增加。图1中示出了针对低能量记录(由E(1)表示)和高能量记录(由E(2)表示)的吸收。由于传统造影剂碘和钙的相似特性，所得到的材料图像显示出非常高的图像噪声和不精确的材料分开。虽然通过显著增加辐射剂量可以消除高的图像噪声和不精确的材料分开的问题，但这种做法会增加患者的健康负担，并且在某些类型的检查中，例如在冠状动脉对比中，由于技术限制而无法实现。