在一方面，本发明涉及用于计算机断层扫描设备的x射线扇形射束的光谱过滤的过滤器装置。在另一方面，本发明涉及计算机断层扫描设备。在另一方面，本发明涉及用于利用计算机断层扫描设备来提供光谱计算机断层扫描数据的方法。在又一方面，本发明涉及用于产生过滤器装置的方法，该过滤器装置用于计算机断层扫描设备的x射线扇形射束的光谱过滤。在又一方面，本发明涉及用于定位过滤器装置中的缺陷的方法，该过滤器装置用于计算机断层扫描设备的x射线扇形射束的光谱过滤。
背景技术：
与传统的单能量计算机断层扫描(ct)扫描仪相比，光谱计算机断层扫描，例如以双能量光谱计算机断层扫描形式的光谱计算机断层扫描，允许基于不同的x射线光谱来更精确地区分组织和疾病过程的化学过程。
在已知的双能量ct技术中，第一示例使用两个x射线管和两个检测器来获得同时的双能量采集和数据处理。该示例的优点是非常快速地执行患者扫描，诸如在心脏成像中，这可以将配准误差和呼吸运动伪影的风险最小化。该设计导致极其复杂的硬件和数据处理困难。
第二示例使用单个x射线管和单个检测器，该单个x射线管快速交替管电压，该单个检测器快速配准来自低能量和高能量两者的信息。高的千伏电压的切换经常导致对x射线管和发生器的高要求和其不良的寿命性能。数据处理具有在低能量、高能量和患者运动之中的同步问题。
光谱ct的第三示例使用分层检测器，其也被称为“三明治”检测器。该系统由单个x射线管和两层检测器组成，该两层检测器同时检测两个能量级别。这些分层的半导体闪烁体具有相当大的光谱重叠问题。该系统的技术挑战和费用与专用的检测器硬件相关。
us10123756b2公开了用于将x射线扇形射束限制并成形的有槽板，该有槽板包括至少一个第一有槽开口和两个不同的x射线过滤器区域，以用于对入射x射线射束进行x射线光谱区分，两个不同的x射线过滤器区域被永久地布置在至少一个第一有槽开口的区域中，使得穿透至少一个第一有槽开口的、包括不同x射线光谱的入射x射线射束的辐射分量是可同时生成的。
技术实现要素：
本发明的基本技术问题是有利于对x射线源和检测器要求较低的单个x射线源光谱计算机断层扫描。该问题通过每个独立权利要求的主题来解决。从属权利要求与本发明的其他方面有关。
在一方面，本发明涉及用于计算机断层扫描设备的x射线扇形射束的光谱过滤的过滤器装置，该过滤器装置包括：
-第一过滤器区域，其包括第一光谱过滤器功能，
-第二过滤器区域，其包括第二光谱过滤器功能，第二光谱过滤器功能不同于第一光谱过滤器功能，
-第一过滤器区域和第二过滤器区域被连续布置在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上并且沿分割线彼此相邻，
-其中当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第一位置时，第一过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第一截面区，并且第二过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第二截面区。
在另一方面，过滤器装置还包括：
-第三过滤器区域，其包括第二光谱过滤器功能，
-第一过滤器区域、第二过滤器区域和第三过滤器区域被连续布置在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上，使得第二过滤器区域被布置在第一过滤器区域和第三过滤器区域之间，
-其中当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第二位置时，第二过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第一截面区，并且第三过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第二截面区，第一位置和第二位置被连续定位在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上。
第二过滤器区域和第三过滤器区域可以被实现为一个相同的过滤器层的不同区域和/或彼此无缝地合并。
x射线扇形射束的第一截面区和x射线扇形射束的第二截面区可以被连续布置在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上并且彼此相邻。x射线扇形射束的第一过滤器区域和/或第一截面区可以是平面和/或基本上垂直于x射线扇形射束的中心平面。x射线扇形射束的第二过滤器区域和/或第二截面区可以是平面和/或基本上垂直于x射线扇形射束的中心平面。x射线扇形射束的第三过滤器区域和/或第一截面区可以是平面和/或基本上垂直于x射线扇形射束的中心平面。
在另一方面，过滤器装置还包括：
-第四过滤器区域，其包括第一光谱过滤器功能，
-第一过滤器区域、第二过滤器区域、第三过滤器区域和第四过滤器区域被连续布置在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上，使得第一过滤器区域被布置在第四过滤器区域和第二过滤器区域之间，
-其中当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第三位置时，第四过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第一截面区，并且第一过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第二截面区，第三位置和第一位置被连续地定位在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上，其中第一位置被定位在第三位置和第二位置之间。
第二过滤器区域和第三过滤器区域可以被实现为同一片过滤器材料的不同区域和/或彼此无缝地合并。第一过滤器区域和第四过滤器区域可以被实现为同一片过滤器材料的不同区域和/或彼此无缝地合并。
在另一方面，当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第一位置时，第一过滤器区域和第二过滤器区域一起覆盖x射线扇形射束的基本上整个截面区，特别是覆盖x射线扇形射束的整个截面区。在另一方面，当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第二位置时，第二过滤器区域和第三过滤器区域一起覆盖x射线扇形射束的基本上整个截面区，特别是覆盖x射线扇形射束的整个截面区。在又一方面，当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第三位置时，第四过滤器区域和第一过滤器区域一起覆盖x射线扇形射束的基本上整个截面区，特别是覆盖x射线扇形射束的整个截面区。
在另一方面，当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第一位置时，第一过滤器区域和第二过滤器区域一起覆盖x射线扇形射束的基本上整个截面区，特别是覆盖过滤器装置区域中的x射线扇形射束的整个截面区。在又一方面，当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第二位置时，第二过滤器区域和第三过滤器区域一起覆盖x射线扇形射束的基本上整个截面区，特别是覆盖过滤器装置区域中的x射线扇形射束的整个截面区。
术语“x射线扇形射束的基本上整个截面区”可以被理解为例如除了以下区域之外的x射线扇形射束的整个截面区：由于第一过滤器区域的至少一个缺陷和/或第二过滤器区域的至少一个缺陷的、x射线扇形射束的未被第一过滤器区域覆盖以及未被第二过滤器区域覆盖的至少一个部分截面区，特别是在分割线区域中。
在另一方面，分割线是直的。在另一方面，当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第一位置时，分割线被定位在x射线扇形射束的中心平面内。特别地，如果分割线被定位在x射线扇形射束的中心平面内，则计算机断层扫描设备能够提供双能量光谱计算机断层扫描数据。
在另一方面，过滤器装置还包括承载件(carrier)，承载件包括沿与分割线相对应的线形成的阶状件(step)，第一过滤器区域和第二过滤器区域中的每一个被附接到承载件，使得阶状件和分割线一致重叠。在另一方面，第三过滤器区域被附接到承载件。阶状件的高度可以基本上等于，特别是等于第一过滤器区域和第二过滤器区域之间的厚度差。
阶状件的高度可以等于第一过滤器区域和第二过滤器区域之间的厚度差。第一过滤器区域和第二过滤器区域之间的厚度差可以通过阶状件进行补偿，使得第一过滤器区域和第二过滤器区域在背离承载件的一侧上一起形成均一平坦表面。第一过滤器区域的厚度和承载件在第一过滤器区域的区域中的厚度之和可以等于第二过滤器区域的厚度与承载件在第二过滤器区域的区域中的厚度之和。
承载件支撑过滤器装置的过滤器区域，并且承载件优选地在形式上和材料成分方面是稳定的，特别是关于对x射线辐射的暴露和旋转离心力。可以选择承载件材料来减少承载件对x射线扇形射束衰减的影响，例如使用铝或铝合金，优选高均匀性的铝或铝合金。由于低密度、高强度和抗x射线性能，如peek(聚醚醚酮)和cf(碳纤维)复合材料的高性能塑料也适用于承载件。
在另一方面，第一过滤器区域由选自包括金、铂、钨和钽的组中的材料形成，和/或第一过滤器区域具有10微米至300微米的厚度，例如20微米至200微米，特别是30微米至100微米。
第一过滤器区域优选地由具有用于强x射线能量差的高原子数和高密度的材料组成。金是用于第一过滤器区域的优选金属元素。在材料加工和成本方面，铂、钨和钽也是用于第一过滤器区域的合适金属。
在另一方面，第一过滤器区域由选自包括锡、铜、钛、钼和银的组中的材料形成，和/或第二过滤器区域具有100微米至6毫米的厚度，例如200微米至4毫米，特别是300微米至2毫米。
在另一方面，第二过滤器区域由选自包括锡、铜、钛、钼和银的组中的材料形成，和/或第二过滤器区域具有100微米至6毫米的厚度，例如200微米至4毫米，特别是300微米至2毫米。锡是用于第二过滤器区域的优选金属。在材料加工和成本方面，铜、钛、钼和银也是用于第二过滤器区域的合适金属。
在另一方面，第二过滤器区域由选自包括金、铂、钨和钽的组中的材料形成，和/或第二过滤器区域具有10微米至300微米的厚度，例如20微米至200微米，特别是30微米至100微米。
第三过滤器区域可以由与第二过滤器区域相同的材料形成。第三过滤器区域可以具有与第二过滤器区域相同的尺寸，特别是相同的厚度。优选地，第二过滤器区域和第三过滤器区域是同一片过滤材料的区域。
第四过滤器区域可以由与第一过滤器区域相同的材料形成。第四过滤器区域可以具有与第一过滤器区域相同的尺寸，特别是相同的厚度。优选地，第四过滤器区域和第一过滤器区域是同一片过滤材料的区域。
第一过滤器区域的材料的纯度足够高，以获得在第一过滤器区域内是均匀的衰减系数。第一过滤器区域的层厚度被要求在具有严格厚度容差的一定范围内，以获得第一过滤器区域对x射线扇形射束的均一衰减。第二过滤器区域的材料的纯度足够高，以获得在第二过滤器区域内是均匀的衰减系数。第二过滤器区域的层厚度被要求在具有严格厚度容差的一定范围内，以获得第二过滤器区域对x射线扇形射束的均一衰减。
第三过滤器区域的材料的纯度足够高，以获得在第三过滤器区域内是均匀的衰减系数。第三过滤器区域的层厚度被要求在具有严格厚度容差的一定范围内，以获得第三过滤器区域对x射线扇形射束的均一衰减。第四过滤器区域的材料的纯度足够高，以获得在第四过滤器区域内是均匀的衰减系数。第四过滤器区域的层厚度被要求在具有严格厚度容差的一定范围内，以获得第四过滤器区域对x射线扇形射束的均一衰减。
在又一方面，本发明涉及计算机断层扫描设备，包括：
-x射线源和检测器，x射线源和检测器关于计算机断层扫描设备的旋转轴被可旋转地布置，
-本发明涉及的过滤器装置，被布置用于对从x射线源发射并朝向检测器传播的x射线扇形射束的光谱过滤。
在另一方面，过滤器装置被定位在x射线源和计算机断层扫描设备的旋转轴之间。
在另一方面，计算机断层扫描设备的旋转轴垂直于x射线扇形射束的中心平面。x射线扇形射束的中心平面可以包括x射线扇形射束的中心射束，x射线扇形射束的中心射束垂直于计算机断层扫描设备的旋转轴。在另一方面，计算机断层扫描设备的旋转轴和x射线扇形射束的中心射束被定位在垂直于x射线扇形射束的中心平面和/或垂直于第一过滤器区域和/或第二过滤器区域的平面中。在又一方面，x射线扇形射束的中心射束穿透第一过滤器区域、第二过滤器区域以及第一过滤器区域和第二过滤器区域之间的分割线中的至少一个。
在另一方面，第一过滤器区域和第二过滤器区域中的每一个覆盖检测器相对于x射线源的整个角范围。在另一方面，第一过滤器区域和第二过滤器区域中的每一个以由x射线扇形射束的准直限定的、x射线扇形射束的扇形角度，特别是以由计算机断层扫描设备的准直器系统可以提供的、x射线扇形射束的最大可能扇形角度，覆盖x射线扇形射束的整个角范围。在另一方面，第一过滤器区域和第二过滤器区域中的每一个覆盖x射线扇形射束的角范围，包括x射线扇形射束围绕x射线扇形射束的中心射束的中心部分。在又一方面，第一过滤器区域和第二过滤器区域中的每一个覆盖检测器的角范围，包括检测器围绕x射线扇形射束的中心射束的中心部分。
在另一方面，计算机断层扫描设备还包括定位器，用于将过滤器装置放置在相对于x射线扇形射束的第一位置，和/或用于将过滤器装置放置在相对于x射线扇形射束的第二位置。
定位器可以包括例如线性驱动设备和/或可移动的准直槽板，过滤器装置附接到该准直槽板。定位器可以通过沿垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向移动过滤器装置来放置过滤器装置，特别是高精度地放置过滤器装置。这允许将计算机断层扫描设备从其中过滤器装置处于相对于x射线扇形射束的第一位置的双能量模式切换到其中过滤器装置处于相对于x射线扇形射束的第二位置的单能量模式。
在双能量模式中，x射线扇形射束由两个不同的光谱过滤器功能进行预过滤，并且被分割成高能量的半部分和低能量的半部分。在机架旋转期间，检查对象(例如，台上的患者)可以在基本上垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上被移动。在由过滤器装置进行的衰减之后，检测器的对应半部分可以持续记录低能量和高能量光谱。因此，顺序扫描可以同时获得双能量投影数据，特别是在没有x射线源的低能量模式和高能量模式之间的切换的延迟的情况下，和/或同时减少由于呼吸和/或其他患者器官运动引起的数据配准问题。在单能量模式中，静态扫描和顺序扫描都可以通过单能量过滤来执行，例如以用于专用临床用途，如低剂量和/或肺癌筛查等。
在又一方面，本发明涉及用于利用本发明涉及的计算机断层扫描设备来提供光谱计算机断层扫描数据的方法，该方法包括：
-将过滤器装置放置在相对于x射线扇形射束的第一位置，使得第一过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第一截面区，并且第二过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第二截面区，
-将检查对象的检查区放置在检测器的第一检测器区域和第一过滤器区域之间，
-基于x射线扇形射束穿透第一过滤器区域和检查对象的检查区的那些x射线，经由第一检测器区域来记录检查对象的检查区的第一投影数据，
-将检查对象的检查区放置在检测器的第二检测器区域和第二过滤器区域之间，
-基于x射线扇形射束穿透第二过滤器区域和检查对象的检查区的那些x射线，经由第二检测器区域来记录检查对象的检查区的第二投影数据，
-基于第一投影数据和第二投影数据，提供光谱计算机断层扫描数据。
在另一方面，第一检测器区域和第二检测器区域被连续布置在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上，和/或沿线彼此相邻，沿该线，检测器的面向x射线源的表面和x射线扇形射束的中心平面相交。可以同时记录第一投影数据和第二投影数据。
在另一方面，检查对象的检查区在基本上垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上被持续移动，并且在检查对象的检查区的持续移动期间，检查对象的检查区按顺序首先被放置在检测器的第一检测器区域和第一过滤器区域之间，并且然后被放置在检测器的第二检测器区域和第二过滤器区域之间，其中在检查对象的检查区的持续移动期间，x射线源和检测器关于计算机断层扫描设备的旋转轴旋转，使得检查对象的检查区的第一投影数据和检查对象的检查区的第二投影数据在对应的螺旋采集中被记录，和/或使得x射线源和检测器中的每一个跟随相对于检查对象的检查区的对应的螺旋轨迹。
在另一方面，本发明涉及用于产生过滤器装置的方法，该过滤器装置用于计算机断层扫描设备的x射线扇形射束的光谱过滤，该方法包括：
-例如通过机械加工或模塑来提供承载件，
-将包括第一光谱过滤器功能的第一过滤器区域附接到承载件，
-将包括与第一光谱过滤器功能不同的第二光谱过滤器功能的第二过滤器区域附接到承载件，使得第一过滤器区域和第二过滤器区域被连续布置在垂直于x射线扇形射束的中心平面的方向上并且沿分割线彼此相邻，
-其中当过滤器装置被放置在相对于x射线扇形射束的第一位置时，第一过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第一截面区，并且第二过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第二截面区。
第一过滤器区域可以例如通过物理和/或化学加工被永久地附接到承载件。第二过滤器区域可以例如通过物理和/或化学加工被永久地附接到承载件。物理加工可以是例如键合和/或加热。化学加工可以是例如电镀。由锡制成的过滤器区域可以例如通过轧制工艺制成。
在另一方面，承载件包括沿着与分割线相对应的线形成的阶状件，其中第一过滤器区域的边缘和第二过滤器区域的边缘中的每一个与阶状件对准，从而在第一过滤器区域的边缘和第二过滤器区域的边缘之间形成分割线，使得阶状件和分割线一致重叠和/或使得第一过滤器区域的边缘和第二过滤器区域的边缘之间的间隙最小化。第一过滤器区域的边缘和/或第二过滤器区域的边缘可以例如通过精确切割制成，以具有窄的直线度容差。
在另一方面，本发明涉及用于定位本发明所涉及的过滤器装置中的缺陷的方法，该过滤器装置用于计算机断层扫描设备的x射线扇形射束的光谱过滤，该方法包括：
-将过滤器装置放置在相对于x射线扇形射束的第一位置，使得第一过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第一截面区，并且第二过滤器区域覆盖x射线扇形射束的第二截面区，
-将x射线源的焦点连续移动到多个焦点位置中的每个焦点位置，x射线扇形射束从该焦点发射，
-对于多个焦点位置中的每个焦点位置，基于x射线扇形射束的穿透过滤器装置的那些x射线，经由计算机断层扫描设备的检测器来记录测试投影数据，
-基于针对多个焦点位置中的每个焦点位置的测试投影数据，定位过滤器装置中的缺陷。
在另一方面，基于针对多个焦点位置中的每个焦点位置的测试投影数据来定位过滤器装置中的缺陷包括：
-通过从针对多个焦点位置中的至少一个焦点位置的测试投影数据中减去参考投影数据来确定相减结果，从而获得相减结果，
-通过将相减结果与至少一个阈值相比较来确定比较结果，基于比较结果定位过滤器装置中的缺陷。
参考投影数据可以例如从针对多个焦点位置中的每个焦点位置的测试投影数据中选择。例如，参考投影数据可以是针对与至少一个焦点位置中的至少一个焦点位置不同的焦点位置的测试投影数据。在另一方面，参考投影数据与测试投影数据分开提供，例如基于先前的投影数据采集，和/或基于过滤器装置的虚拟模型计算。
利用所提出的过滤器装置和方法，可以实现若干益处。特别地，可以使用单个x射线源计算机断层扫描设备、以成本高效的设置来提供双能量光谱计算机断层扫描数据，以获得附加的诊断信息，该成本高效的设置可以容易地切换到单能量计算机断层扫描模式，例如，切换到锡过滤模式，以用于常规早期检测筛查，例如肺癌筛查。由于通过过滤器装置在患者之前进行附加的x射线过滤，患者在双能量模式和单能量模式下均暴露于减少的剂量。
在没有明确描述的情况下，各个实施例或其各个方面和特征可以彼此组合或交换，而不限制或扩大所描述的发明的范围，只要这样的组合或交换是有意义的并且在本发明的意义上。在适用的情况下，关于本发明的一个实施例描述的优点也有利于本发明的其他实施例。
参考以下事实：所描述的方法和所描述的设备仅仅是本发明的优选示例实施例，并且本领域技术人员可以在不脱离由权利要求指定的本发明的范围的情况下改变本发明。
附图说明
下面将参考附图，使用示例实施例来说明本发明。附图中的图示是示意性且高度简化的，并且不一定按比例绘制。
图1示出了用于计算机断层扫描设备的x射线扇形射束的光谱过滤的过滤器装置。
图2示出了过滤器装置的截面图。
图3示出了在相对于x射线扇形射束的第一位置的过滤器装置。
图4示出了在相对于x射线扇形射束的第二位置的过滤器装置。
图5示出了图示用于利用计算机断层扫描设备来提供光谱计算机断层扫描数据的方法的图。
图6示出了图示用于产生过滤器装置的方法的图。
图7示出了图示用于定位过滤器装置中的缺陷的方法的图。
图8示出了用于定位过滤器装置中的缺陷的相减结果的二维表示。
图9示出了用于定位过滤器装置中的缺陷的相减结果的表示。
图10示出了包括过滤器装置的计算机断层扫描设备。
具体实施方式
图1示出了用于计算机断层扫描设备1的x射线扇形射束7的光谱过滤的过滤器装置5，过滤器装置5包括：
-第一过滤器区域51，其包括第一光谱过滤器功能，
-第二过滤器区域52，其包括第二光谱过滤器功能，第二光谱过滤器功能不同于第一光谱过滤器功能，
-第一过滤器区域51和第二过滤器区域52被连续布置在垂直于x射线扇形射束7的中心平面7c的方向上并且沿分割线54彼此相邻，
-其中当过滤器装置5被放置在相对于x射线扇形射束7的第一位置时，第一过滤器区域51覆盖x射线扇形射束7的第一截面区71，并且第二过滤器区域52覆盖x射线扇形射束7的第二截面区72。
过滤器装置5还包括：
-第三过滤器区域53，其包括第二光谱过滤器功能，
-第一过滤器区域51、第二过滤器区域52和第三过滤器区域53被连续布置在垂直于x射线扇形射束7的中心平面7c的方向上，使得第二过滤器区域52被布置在第一过滤器区域51和第三过滤器区域53之间，
-其中当过滤器装置5被放置在相对于x射线扇形射束7的第二位置时，第二过滤器区域52覆盖x射线扇形射束7的第一截面区71，并且第三过滤器区域53覆盖x射线扇形射束7的第二截面区72，第一位置和第二位置被连续定位在垂直于x射线扇形射束7的中心平面7c的方向上。
第二过滤器区域52和第三过滤器区域53由单片过滤器材料形成。边界线55图示了仅基于第二过滤器区域52和第三过滤器区域53的关于x射线扇形射束7的几何形状的尺寸的、第二过滤器区域52和第三过滤器区域53之间的边界。与边界线55相关联的过滤器材料的材料成分没有变化，并且厚度没有变化。分割线54和边界线55中的每一个都是直线。分割线54和边界线55彼此平行。
过滤器装置5包括通孔mb和mc，用于将形成第二过滤器区域52和第三过滤器区域53的那片过滤器材料和/或承载件5c附接到定位器58。
图2示出了包括承载件5c的过滤器装置5的截面图。承载件5c包括沿与分割线54相对应的线形成的阶状件56。第一过滤器区域51和第二过滤器区域52中的每一个被附接到承载件5c，使得阶状件56和分割线54一致重叠。第一过滤器区域51和第二过滤器区域52沿分割线54彼此直接相邻。
第一过滤器区域51由选自包括金、铂、钨和钽的组中的材料形成，并且具有30微米至100微米的厚度t1。第二过滤器区域52由选自包括锡、铜、钛、钼和银的组中的材料形成，并且具有300微米至2毫米的厚度t2。
阶状件56的高度等于第一过滤器区域51和第二过滤器区域52之间的厚度差。第一过滤器区域51和第二过滤器区域52之间的厚度差由阶状件56进行补偿，使得第一过滤器区域51和第二过滤器区域52在背离承载件5c的一侧上一起形成均一平坦表面。第一过滤器区域51的厚度t1和承载件5c在第一过滤器区域51的区域中的厚度tc1之和等于第二过滤器区域52的厚度t2与承载件5c在第二过滤器区域52的区域中的厚度tc2之和。
图3示出了在相对于x射线扇形射束7的第一位置的过滤器装置5。当过滤器装置5被放置在相对于x射线扇形射束7的第一位置时，第一过滤器区域51和第二过滤器区域52一起覆盖x射线扇形射束7的基本上整个截面区。
第一过滤器区域51的长度、第二过滤器区域52的长度和第三过滤器区域53的长度中的每一个允许沿圆周方向phi覆盖x射线扇形射束7的整个延伸。第一过滤器区域51的宽度w1、第二过滤器区域52的宽度w2和第三过滤器区域53的宽度w3中的每一个允许沿方向z覆盖x射线扇形射束7的整个延伸的至少一半，方向z平行于旋转轴ar并且垂直于x射线扇形射束7的中心平面7c。
分割线54被定位在x射线扇形射束7的中心平面7c内。沿x射线扇形射束7的中心平面7c，x射线扇形射束7被分成两个基本上相等大小的半部7a和7b。
x射线源6和检测器8关于计算机断层扫描设备1的旋转轴ar被可旋转地布置。过滤器装置5被布置用于对从x射线源6发射并且朝向检测器8传播的x射线扇形射束7进行光谱过滤。第一过滤器区域51和第二过滤器区域52中的每一个覆盖检测器8相对于x射线源6的整个角范围。
计算机断层扫描设备1包括定位器58，用于将过滤器装置5放置在相对于x射线扇形射束7的第一位置，并且用于将过滤器装置5放置在相对于x射线扇形射束7的第二位置。
图4示出了在相对于x射线扇形射束7的第二位置的过滤器装置5。当过滤器装置5被放置在相对于x射线扇形射束7的第二位置时，第二过滤器区域52和第三过滤器区域53一起覆盖x射线扇形射束7的基本上整个截面区。边界线55被定位在x射线扇形射束7的中心平面7c内。
图5示出了图示用于利用计算机断层扫描设备1提供光谱计算机断层扫描数据的方法的图，该方法包括：
-将过滤器装置5放置p5在相对于x射线扇形射束7的第一位置，使得第一过滤器区域51覆盖x射线扇形射束7的第一截面区71，并且第二过滤器区域52覆盖x射线扇形射束7的第二截面区72，
-将检查对象13的检查区n放置pn1在检测器8的第一检测器区域81和第一过滤器区域51之间，
-基于x射线扇形射束7穿透第一过滤器区域51和检查对象13的检查区n的那些x射线，经由第一检测器区域81来记录r1检查对象13的检查区n的第一投影数据，
-将检查对象13的检查区n放置pn2在检测器8的第二检测器区域82和第二过滤器区域52之间，
-基于x射线扇形射束7穿透第二过滤器区域52和检查对象13的检查区n的那些x射线，经由第二检测器区域82来记录r2检查对象13的检查区n的第二投影数据。
-基于第一投影数据和第二投影数据，提供ps光谱计算机断层扫描数据。
检查对象13的检查区n在基本上垂直于x射线扇形射束7的中心平面7c的方向上被持续移动，并且在持续移动期间，检查对象13的检查区n按顺序首先被放置在检测器8的第一检测器区域81和第一过滤器区域51之间，并且然后被放置在检测器8的第二检测器区域82和第二过滤器区域52之间。在检查对象13的检查区n的持续移动期间，x射线源6和检测器8关于计算机断层扫描设备1的旋转轴ar旋转，使得检查对象13的检查区n的第一投影数据和检查对象13的检查区n的第二投影数据中的每一个在对应的螺旋采集中被记录。
图6示出了图示用于产生过滤器装置5的方法的图，该过滤器装置5用于计算机断层扫描设备1的x射线扇形射束7的光谱过滤，该方法包括：
-提供pc承载件5c，
-将包括第一光谱过滤器功能的第一过滤器区域51附接a51到承载件5c，
-将包括与第一光谱过滤器功能不同的第二光谱过滤器功能的第二过滤器区域52附接a52到承载件5c，使得第一过滤器区域51和第二过滤器区域52被连续布置在垂直于x射线扇形射束7的中心平面7c的方向上并且沿分割线54彼此相邻，
-其中当过滤器装置5被放置在相对于x射线扇形射束7的第一位置时，第一过滤器区域51覆盖x射线扇形射束7的第一截面区71，并且第二过滤器区域52覆盖x射线扇形射束7的第二截面区72。
承载件5c包括沿与分割线54相对应的线形成的阶状件56。第一过滤器区域51的边缘和第二过滤器区域52的边缘中的每一个与阶状件56对准，从而在第一过滤器区域51的边缘和第二过滤器区域52的边缘之间形成分割线56，使得阶状件56和分割线54一致重叠。
图7示出了图示用于定位过滤器装置5中的缺陷的方法的图，该过滤器装置6用于计算机断层扫描设备1的x射线扇形射束7的光谱过滤，该方法包括：
-将过滤器装置5放置pt在相对于x射线扇形射束7的第一位置，使得第一过滤器区域51覆盖x射线扇形射束7的第一截面区71，并且第二过滤器区域52覆盖x射线扇形射束7的第二截面区72，
-将x射线源6的焦点连续地移动mf到多个焦点位置中的每个焦点位置，x射线扇形射束7从x射线源6的该焦点发射，
-针对多个焦点位置中的每个焦点位置，基于x射线扇形射束7穿透过滤器装置5的那些x射线，经由计算机断层扫描设备1的检测器8来记录rt测试投影数据，
-基于针对多个焦点位置中的每个焦点位置的测试投影数据，定位t5过滤器装置5中的缺陷。
基于多个焦点位置中的每个焦点位置的测试投影数据来定位t5过滤器装置5中的缺陷包括：
-通过从针对多个焦点位置中的至少一个焦点位置的测试投影数据中减去参考投影数据来确定相减结果，从而获得相减结果，
-通过将相减结果与至少一个阈值th、tl相比较来确定比较结果，基于比较结果定位过滤器装置5中的缺陷。
图8示出了用于定位过滤器装置5中的缺陷的相减结果的二维表示。
轴dcn表示检测器信道编号。轴drn表示检测器行编号。针对基于x射线扇形射束7穿透第一过滤器区域52的那些x射线来记录的测试投影数据的相减结果在行1至32中示出。针对基于x射线扇形射束7穿透第二过滤器区域52的那些x射线来记录的测试投影数据的相减结果在行33至64中示出。由于焦点的大小不是无限小的，因此行30至35中所示出的结果可以被视为基于混合过滤获得的结果。
图9示出了用于定位过滤器装置5中的缺陷的相减结果s1、s2、s3的表示。相减结果s1、s2、s3中的每一个被确定用于三个不同焦点位置中的对应焦点位置。轴y表示衰减值。具有超过阈值th的相减结果异常高值的峰值s指示在分割线54附近的过滤器装置5中存在缺陷。
图10示出了包括过滤器装置5的计算机断层扫描设备1。计算机断层扫描设备1包括具有支撑框架21、倾斜框架22和旋转框架24的机架20。x射线源6和检测器8安装在旋转框架24上，以围绕采集部分4旋转，采集部分4被定位在隧道形开口9内。计算机断层扫描设备1还包括患者处置系统10，以用于可移动地支撑患者13，使得患者身体的至少一部分可以被置放在隧道形开口9中的采集部分4中，以便被x射线扇形射束穿透。
计算机断层扫描设备1还包括：控制单元30，控制单元30包括计算机可读介质32；图像重建单元34；处理器35；用于控制定位器58的定位器控制单元36；输入单元38和输出单元39。输入单元38可以包括用于输入数据的装置，例如键盘和/或触敏表面。输出单元39可以包括用于输出数据的装置，例如显示器。
1.一种用于计算机断层扫描设备(1)的x射线扇形射束(7)的光谱过滤的过滤器装置(5)，所述过滤器装置(5)包括：
-第一过滤器区域(51)，包括第一光谱过滤器功能，
-第二过滤器区域(52)，包括第二光谱过滤器功能，所述第二光谱过滤器功能不同于所述第一光谱过滤器功能，
-所述第一过滤器区域(51)和所述第二过滤器区域(52)被连续布置在垂直于所述x射线扇形射束(7)的中心平面(7c)的方向上、并且沿分割线(54)彼此相邻，
-其中当所述过滤器装置(5)被放置在相对于所述x射线扇形射束(7)的第一位置时，所述第一过滤器区域(51)覆盖所述x射线扇形射束(7)的第一截面区(71)，并且所述第二过滤器区域(52)覆盖所述x射线扇形射束(7)的第二截面区(72)。
2.根据权利要求1所述的过滤器装置(5)，还包括：
-第三过滤器区域(53)，包括所述第二光谱过滤器功能，
-所述第一过滤器区域(51)、所述第二过滤器区域(52)和所述第三过滤器区域(53)被连续布置在垂直于所述x射线扇形射束(7)的所述中心平面(7c)的所述方向上，使得所述第二过滤器区域(52)被布置在所述第一过滤器区域(51)和所述第三过滤器区域(53)之间，
-其中当所述过滤器装置(5)被放置在相对于所述x射线扇形射束(7)的第二位置时，所述第二过滤器区域(52)覆盖所述x射线扇形射束(7)的所述第一截面区(71)，并且所述第三过滤器区域(53)覆盖所述x射线扇形射束(7)的所述第二截面区(72)，所述第一位置和所述第二位置被连续定位在垂直于所述x射线扇形射束(7)的中心平面(7c)的所述方向上。
3.根据权利要求1或2所述的过滤器装置(5)，其中当所述过滤器装置(5)被放置在相对于所述x射线扇形射束(7)的所述第一位置时，所述第一过滤器区域(51)和所述第二过滤器区域(52)一起覆盖所述x射线扇形射束(7)的基本上整个截面区。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤器装置(5)，所述分割线(54)是直的，和/或当所述过滤器装置(5)被放置在相对于所述x射线扇形射束(7)的所述第一位置时，所述分割线(54)被定位在所述x射线扇形射束(7)的所述中心平面(7c)内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器装置(5)，还包括承载件(5c)，
-所述承载件(5c)包括阶状件(56)，所述阶状件(56)沿与所述分割线(54)相对应的线形成，
-所述第一过滤器区域(51)和所述第二过滤器区域(52)中的每一个被附接到所述承载件(5c)，使得所述阶状件(56)和所述分割线(54)一致重叠。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的过滤器装置(5)，
-其中所述第一过滤器区域由选自包括金、铂、钨和钽的组中的材料形成，和/或
-其中所述第一过滤器区域具有10微米至300微米的厚度，和/或
-其中所述第二过滤器区域由选自包括锡、铜、钛、钼和银的组中的材料形成，和/或
-其中所述第二过滤器区域具有100微米至6毫米的厚度。
7.一种计算机断层扫描设备(1)，包括：
-x射线源(6)和检测器(8)，所述x射线源(6)和所述检测器(8)关于所述计算机断层扫描设备(1)的旋转轴(ar)被可旋转地布置，
-根据权利要求1至6中任一项所述的过滤器装置(5)，所述过滤器装置(5)被布置用于x射线扇形射束(7)的光谱过滤，所述x射线扇形射束(7)从所述x射线源(6)发射、并且朝向所述检测器(8)传播。
8.根据权利要求7所述的计算机断层扫描设备(1)，
-其中所述第一过滤器区域(51)和所述第二过滤器区域(52)中的每一个覆盖所述检测器(8)关于所述x射线源(6)的整个角范围。
9.根据权利要求7或8所述的计算机断层扫描设备(1)，还包括定位器(58)，用于将所述过滤器装置(5)放置在相对于所述x射线扇形射束(7)的所述第一位置，和/或用于将所述过滤器装置(5)放置在相对于所述x射线扇形射束(7)的所述第二位置。
10.一种用于利用根据权利要求7至9中任一项所述的计算机断层扫描设备(1)提供光谱计算机断层扫描数据的方法，所述方法包括：
-将所述过滤器装置(5)放置(p5)在相对于所述x射线扇形射束(7)的所述第一位置，使得所述第一过滤器区域(51)覆盖所述x射线扇形射束(7)的所述第一截面区(71)，并且所述第二过滤器区域(52)覆盖所述x射线扇形射束(7)的所述第二截面区(72)，
-将检查对象(13)的检查区(n)放置(pn1)在所述检测器(8)的第一检测器区域(81)和所述第一过滤器区域(51)之间，
-基于所述x射线扇形射束(7)的穿透所述第一过滤器区域(51)和所述检查对象(13)的所述检查区(n)的那些x射线，经由所述第一检测器区域(81)来记录(r1)所述检查对象(13)的所述检查区(n)的第一投影数据，
-将所述检查对象(13)的所述检查区(n)放置(pn2)在所述检测器(8)的第二检测器区域(82)和所述第二过滤器区域(52)之间，
-基于所述x射线扇形射束(7)的穿透所述第二过滤器区域(52)和所述检查对象(13)的所述检查区(n)的那些x射线，经由所述第二检测器区域(82)来记录(r2)所述检查对象(13)的所述检查区(n)的第二投影数据，
-基于所述第一投影数据和所述第二投影数据，提供(ps)光谱计算机断层扫描数据。
11.根据权利要求10所述的方法，
-其中所述检查对象(13)的所述检查区(n)在基本上垂直于所述x射线扇形射束(7)的中心平面(7c)的方向上被持续移动，并且在所述持续移动期间，所述检查对象(13)的所述检查区(n)按顺序首先被放置在所述检测器(8)的所述第一检测器区域(81)和所述第一过滤器区域(51)之间，并且然后被放置在所述检测器(8)的所述第二检测器区域(82)和所述第二过滤器区域(52)之间，
-其中在所述检查对象(13)的所述检查区(n)的所述持续移动期间，所述x射线源(6)和所述检测器(8)关于所述计算机断层扫描设备(1)的所述旋转轴(ar)被旋转，使得所述检查对象(13)的所述检查区(n)的所述第一投影数据和所述检查对象(13)的所述检查区(n)的所述第二投影数据中的每一个在对应的螺旋采集中被记录。
12.一种用于产生过滤器装置(5)的方法，所述过滤器装置(5)用于计算机断层扫描设备(1)的x射线扇形射束(7)的光谱过滤，所述方法包括：
-提供(pc)承载件(5c)，
-将包括第一光谱过滤器功能的第一过滤器区域(51)附接(a51)到所述承载件(5c)，
-将包括第二光谱过滤器功能的第二过滤器区域(52)附接(a52)到所述承载件(5c)，所述第二光谱过滤器功能与所述第一光谱过滤器功能不同，使得所述第一过滤器区域(51)和所述第二过滤器区域(52)被连续布置在垂直于所述x射线扇形射束(7)的中心平面(7c)的方向上、并且沿分割线(54)彼此相邻，
-其中当所述过滤器装置(5)被放置在相对于所述x射线扇形射束(7)的第一位置时，所述第一过滤器区域(51)覆盖所述x射线扇形射束(7)的第一截面区(71)，并且所述第二过滤器区域(52)覆盖所述x射线扇形射束(7)的第二截面区(72)。
13.根据权利要求12所述的方法，
-所述承载件(5c)包括阶状件(56)，所述阶状件(56)沿与所述分割线(54)相对应的线形成，
-其中所述第一过滤器区域(51)的边缘和所述第二过滤器区域(52)的边缘中的每一个与所述阶状件(56)对准，从而在所述第一过滤器区域(51)的所述边缘和所述第二过滤器区域(52)的所述边缘之间形成所述分割线(56)，使得所述阶状件(56)和所述分割线(54)一致重叠。
14.一种用于定位根据权利要求1至6中任一项所述的过滤器装置(5)中的缺陷的方法，所述过滤器装置(5)用于计算机断层扫描设备(1)的x射线扇形射束(7)的光谱过滤，所述方法包括：
-将所述过滤器装置(5)放置(pt)在相对于所述x射线扇形射束(7)的所述第一位置，使得所述第一过滤器区域(51)覆盖所述x射线扇形射束(7)的所述第一截面区(71)，并且所述第二过滤器区域(52)覆盖所述x射线扇形射束(7)的所述第二截面区(72)，
-将所述x射线源(6)的焦点连续地移动(mf)到多个焦点位置中的每个焦点位置，所述x射线扇形射束(7)从所述x射线源(6)的所述焦点被发射，
-针对所述多个焦点位置中的每个焦点位置，基于所述x射线扇形射束(7)的穿透所述过滤器装置(5)的那些x射线，经由所述计算机断层扫描设备(1)的所述检测器(8)来记录(rt)测试投影数据，
-基于针对所述多个焦点位置中的每个焦点位置的所述测试投影数据，来定位(t5)所述过滤器装置(5)中的所述缺陷。
15.根据权利要求14所述的方法，
-基于针对所述多个焦点位置中的每个焦点位置的所述测试投影数据，来定位(t5)所述过滤器装置(5)中的所述缺陷包括：
-通过从针对所述多个焦点位置中的至少一个焦点位置的所述测试投影数据中减去参考投影数据来确定相减结果，从而获得相减结果，
-通过将所述相减结果与至少一个阈值(th、tl)相比较来确定比较结果，所述过滤器装置(5)中的所述缺陷基于所述比较结果而被定位。
技术总结