造影剂与乳房摄影CT系统的组合和产生乳房CT拍摄的方法

摘要

本发明涉及一种造影剂与乳房摄影-CT系统（1）的组合，该造影剂包含提供对比度的元素，该元素具有在第一能量范围中的吸收峰（K边缘），该乳房摄影-CT系统（1）利用第一辐射器-探测器系统（3，4）断层成像地成像女性患者的乳房（6），该第一辐射器-探测器系统在对在阳极（A）上产生的X射线辐射进行滤波之后以预定的管电压发射X射线谱，该X射线谱包括第二能量范围，其中，辐射器-探测器系统采集多个围绕乳房（6）的投影，其中按照本发明第一能量范围是第二能量范围的一部分，并且第二能量范围具有小于70keV的上边界和大于20keV的下边界。本发明还涉及一种通过该组合来产生断层成像的乳房摄影CT拍摄的相应的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种造影剂与乳房摄影-CT系统的组合，该造影剂包含提供 对比度的元素，该元素具有在第一能量范围中的吸收峰，该乳房摄影-CT系 统利用第一辐射器-探测器系统断层成像地成像女性患者的乳房，该第一辐 射器-探测器系统在对在阳极上形成的X射线辐射进行滤波之后以预定的管 电压发射X射线谱，该X射线谱包括第二能量范围，其中，辐射器-探测器 系统采集多个围绕乳房的投影。

此外，本发明还涉及一种通过具有待设置的用于扫描的X射线能量范 围的乳房摄影-CT系统与待选择的造影剂的组合产生断层成像的乳房摄影 -CT拍摄的方法，其中，造影剂主要在第一能量范围中吸收X射线辐射，提 供对比度的元素的吸收峰处于该第一能量范围中，并且通过设置加速电压和 滤波由此产生的X射线辐射来确定至少一个用于CT扫描女性乳房的第二能 量范围。

背景技术

在传统的乳房摄影中对在头尾或横向方向上挤压的乳房建立投影拍摄。 该拍摄反映乳房的“阴影图像（Schattenbild）”。大多采用具有在直至35kV， 少量直至49kV的范围内的高压的钨（W）阳极或钼（Mo）阳极以及铑（Rh） 阳极。此外，出射的X射线的低能部分可以利用Mo、Rh或Cu滤波器有关 应用地分离，该低能部分主要为施加的X射线剂量提供份额但较少为成像 作出贡献。

射线导引装置和散射光滤波器负责于高的空间分辨率。较旧的X射线 胶片大多通过数字探测器代替。对于在投影乳房摄影中的应用，由U.Speck &  I.von Brenndorff在出版物EP0994729B1中描述了造影剂。在使用传统的 造影剂的情况下，该造影剂包含具有原子序数Z=53的碘（I）作为提供对 比度的元素，但仅能不充分地利用造影剂的潜能，因为发射的X射线谱仅 不充分地与碘在33keV处的K边缘叠置。如果使用较高序数的元素，例如 具有原子序数Z=64并且K边缘为50keV的钆（Gd），则还可以不利地察 觉X射线能量与Gd吸收峰的小的叠置。造影剂的施加出于该原因而已经不 能在传统的投影乳房摄影的范围内得以实现。

上面描述的传统的投影乳房摄影已经在过去十年间在各个层面上获得 一系列改进。在激励方面，单色X射线已经被试验，其中，在对比度-噪声 比（CNR）相同的情况下与多色辐射的应用相比可以减小X射线剂量。在 使用具有两个阳极的X射线管的情况下可以使用如下的造影剂：其具有吸 收的元素的恰好位于两个阳极的两个发射线之间的K边缘，从而在阳极之 间的切换“接通或断开”造影剂的可见性。原则上由此产生几乎没有运动伪 影的减影图像。

在探测器方面也进行了发展，由此目前能量分辨的探测器对于一串方案 可用。也逐步地通过摆动管和探测器将生理学匹配地夹紧的乳房转为断层合 成表示。该发展的当前进度在单独为乳房成像而开发的CT设备中表明。如 传统的CT成像和MR成像那样在此在一个可能的实施方式中女性俯卧，不 是整个身体而是仅乳房在无需机械夹紧的条件下被扫描。通常形成3D图像， 如这从CT和MRI中所熟知那样。但可以通过对乳房的专业化来开发具有高 的空间和时间分辨率的、便宜并且由此广泛使用的设备，并且在辐射剂量最 小的条件下使用并销售该设备。这样的设备由此克服了传统或经典的投影乳 房摄影的主要缺陷，即：

·从一个到另一个乳房的转换；

·从头尾向到横向的转换；

·乳房的机械挤压；

·如果在一系列两个拍摄中改变或松动挤压，则会出现运动伪影；

·不能3D拍摄；和

·在动态流程中对于造影剂的使用具有不完善的时间分辨率。

在经典的投影乳房摄影的范围内，造影剂的施加是大的例外，因为由于 挤压乳房不能确保完整地流入肿瘤。为了以随后的再挤压来施加造影剂而在 自然拍摄之后解除挤压自动地导致极大的运动伪影。在使用所描述的CT乳 房摄影系统时恰好绕开该问题，因为现在在女性的躺卧状态中在乳房未挤压 的情况下进行乳房摄影拍摄，由此也可以无问题地在患者躺卧时进行造影剂 施加。此外，X射线源的成型、射线导引和带有能量分辨的X射线探测引 起迄今为止未知的造影剂匹配和辐射减小的可能性。

但主要问题在于，在迄今为止的利用造影剂的成像中，所应用X射线 辐射的所使用的X射线能量范围和所使用的造影剂的主要吸收范围彼此并 不协调。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，找到一种由造影剂和乳房摄影-CT 系统的改进的组合，在该组合中所使用的X射线能量和造影剂的主要吸收 范围更好地彼此协调。本发明还要解决的技术问题是，找到一种相应改进的 方法，用来通过这样的由造影剂和乳房摄影-CT系统组成的组合产生断层成 像的乳房摄影拍摄。

发明人已经认识到，借助选择和设置优化地组合造影剂与乳房摄影-CT 系统能够最好地剂量最小地扫描女性乳房，其中，一方面可以从尽可能存在 的相对于待预计的层厚的标准比率出发，并且另一方面也可以附加地必要时 通过自动化的机构进行X射线辐射的所设置的能量范围的边界的特定匹配， 或者可以作为特性内部地发送给系统。为此例如可以在实际CT扫描之前进 行乳房的光学扫描和轮廓确定。在此特别有利的是，待检查的乳房由于患者 的相应安置而已经以未挤压的状态布置在乳房摄影-CT系统的测量空间内。

关于实际相反的、涉及最优的造影剂吸收特征（用于组织结构的最佳对 比）和在造影剂增强的组织中的尽可能小的能量淀积的兴趣，特别有利的是， 这样选择所设置X射线能量范围的边界，使得通过选择不太小的下边界尽 可能少地入射对于成像不可用的X射线辐射，同时为了通过所选择的造影 剂形成最优的对比而使得造影剂的吸收峰尽可能完全地位于所设置的X射 线能量范围中，但所设置的X射线能量范围尽可能少地延伸到高的能量淀 积的范围内。其中要注意的是，在组织中存在的造影剂由于其吸收增强而相 对于没有造影剂的组织产生剂量提高。由于不仅光子的吸收而且其流动和能 量确定淀积的能量，沿着能量增加方向在K边缘后得出淀积的能量的另一 个极大值。由此值得期望的是，所设置的能量范围的上边界高于K边缘， 但低于DER（dose enhancement ratio，剂量增强率）的随后的极大值。由此 DER被理解为以造影剂增强的组织的质能吸收系数μ_en(组织+造影剂)/ρ与质 能吸收系数μ_en(组织)/ρ的比率。也就是DER描述了由于添加造影剂产生的剂 量提高的系数。成立：

DER=a·μ_en(组织)/ρ+b·μ_en(造影剂)/ρμ_en(组织)/ρ，

其中a描述了组织-造影剂混合物的相对的组织分量并且b描述了组织- 造影剂混合物的相对的造影剂分量。具有作为组织参考的水和作为造影剂的 碘的示例计算得出在X射线能量为大约50keV时DER的极大值。

按照本发明的另一方面，发明人还认识到，在使用乳房摄影-CT检查的 条件下，特别是在此处特别示出的造影剂与乳房摄影-CT扫描的能量范围的 优化的组合的边界条件下，当确定对于造影剂流入和流出组织的时间常数时 能够区分肿瘤与健康的组织。作为特别表征的时间常数在此尤其可以采用造 影剂在组织中的停留时间τ。

相应于该认识，发明人建议一种造影剂与乳房摄影-CT系统的组合，该 造影剂包含提供对比度的元素，该元素具有在第一能量范围中的吸收峰（K 边缘），该乳房摄影-CT系统利用第一辐射器-探测器系统断层成像地成像女 性患者的乳房，该第一辐射器-探测器系统在对在阳极上形成的X射线辐射 进行滤波之后以预定的管电压发射X射线谱，该X射线谱包括第二能量范 围，其中，辐射器-探测器系统采集多个围绕乳房的投影，其中，按照本发 明第一能量范围是第二能量范围的一部分，并且第二能量范围具有小于 70keV的上边界和大于20keV的下边界。

在优选的实施中，第一能量范围应当以吸收峰上升开始并且直到吸收下 降到不高于在吸收峰中质能吸收系数的最大吸收值的60%，优选不高于 80%。关于质量吸收系数的值应当这样选择上边界，使得吸收不会更强地下 降直至在吸收峰中最大质量吸收系数的50%，优选不大于直至60%。

此外，构造乳房摄影-CT系统有利的是，第一能量范围设置在第二能量 范围的上一半中，优选上三分之一中，优选上四分之一中。

原则上，在此描述的吸收峰可以是提供对比度的元素的任意的吸收边缘 （K边缘或L边缘），但在实践中由于能量关系尤其可以将提供对比度的元 素的K边缘看作吸收峰。

按照本发明的组合的特定的实施，第二能量范围可以具有在40keV和 45keV之间的上边界，优选地具有在30keV和33keV之间的下边界。在此， 建议将碘作为提供对比度的元素。

在另一种替换中，第二能量范围具有在50keV和60keV之间的上边界， 优选地结合在40keV和50keV之间的下边界，其中，为此建议钆作为提供 对比度的元素。

为了设置第二能量范围的下边界可以使用金属滤波器，其中特别有利的 是布置铜和/或锡滤波器，其在X射线管的区域内布置在辐射路径中，由此 相应地预滤波穿透检查对象的辐射并且不承担带有总是在组织中完全吸收 的X射线能量的辐射负荷。

按照本发明一般地，第二能量范围关于其上边界应当这样设置，使得在 待穿透的最厚的组织层之后，在考虑滤波的条件下，吸收在最大X射线能 量（=Energie an der Obergrenze，在上边界处的能量）的情况下的光子流的 60-90%。此外。第二能量范围关于其下边界应当这样设置，使得在待穿透的 最厚的组织层之后吸收在最小X射线能量（=Energie an der Untergrenze，在 下边界处的能量）的情况下的光子流的90-60%。

为了使足够剂量到达探测器，还要注意的是，这样选择第二能量范围， 使得在待穿透的最厚的组织层之后到达探测器的光子流减小到不少于10⁶光 子/（s*mm²）。在该考察中，当然也计入可由X射线管产生的剂量产出，因 为该剂量产出确定初始的光子流。

如上面已经提到的那样，用于选择由乳房摄影-CT系统辐射的X射线能 量范围的最优的上边界的另一种标准也应考虑造影剂特定的DER变化。为 此建议，第二能量范围具有如下选择的上边界，使得其布置在造影剂的K 边缘处的能量特定的吸收系数的峰值与DER（DER=dose enhancement ratio） 的在能量上次高的极大值之间。由此实现，在如下区域内将尽可能少的X 射线能量入射到组织中，该区域由于造影剂的剂量提高效果在组织中淀积特 别多的能量。

原则上，按照本发明的组合可以基于关于待透射的乳房组织层的密度和 厚度的标准值设置，但特别有利的是，设置用于光学扫描乳房轮廓的装置。 为此例如可以使用激光扫描器，其安装在辐射器-探测器系统的区域内。在 此也可以使用使辐射器-探测器系统围绕扫描区域旋转的运动机械。

也可以设置用于自动确定待由X射线辐射透射的最厚的组织层的装置。 由此可以基于光学扫描的轮廓或利用CT通过第一粗略概览扫描产生的轮 廓，自动地确定最大待透射的组织层以及在此也自动确定其厚度，在那里现 在基于这些数据和其它在此提到的标准进行施加的X射线能量范围的设置， 必要时也自动选择最优的造影剂，或者至少在选择菜单中提供最优替选方 案。

为了实现进一步改善断层成像地显示的乳房的图像，按照本发明的组合 也可以利用如下探测器构造，该探测器被构造为直接转换的能量分辨的探测 器。

此外还可以布置与第一辐射器-探测器系统角度错开地布置的第二辐射 器-探测器系统，由此可以从两个投影方向同时进行扫描。由此，既可以改 善时间分辨率，然而尤其也可以在不使用能量分辨的探测器的条件下以不同 的能量范围同时扫描。

第二辐射器-探测器系统优选也可以具有第一辐射器-探测器系统的上 述特征。

发明人还建议，乳房摄影-CT系统包括用于放置患者的装置，该装置允 许在CT扫描期间将乳房未挤压地定位在至少一个辐射器-探测器系统的测 量场中。在此优选地，患者处于躺卧位置，从而乳房可以以自然的形状在没 有造成负担的挤压和变形的条件下进行扫描，其中，由此也可以更简单得多 地将图像位置与实际乳房局部对应。

按照本发明的组合也可以这样构成，即乳房摄影-CT系统具有带有用于 程序代码的存储器的计算机，并且在该存储器中存储了在运行时执行按照本 发明的方法的程序代码。此外，还可以设置用于调节第二能量范围的装置， 特别是开关、分压计或在参数化菜单中的菜单选项。

除了上面描述的按照本发明的由彼此最优匹配的造影剂和乳房摄影 -CT系统组成的组合，发明人还建议一种用于通过具有待设置的用于扫描的 X射线能量范围的乳房摄影-CT系统与待选择的造影剂组成的组合产生断层 成像的乳房摄影拍摄的方法，其中：

-造影剂吸收主要在第一能量范围中的X射线辐射，提供对比度的元素 的吸收峰位于该第一能量范围中，和

-通过设置加速电压和滤波由此产生的X射线辐射来确定至少一个用 于CT扫描女性乳房的第二能量范围。

按照本发明，应当这样选择第一能量范围和至少一个第二能量范围，使 得第一能量范围位于第二能量范围内并且第二能量范围具有小于等于 70keV的上边界和大于等于20keV的下边界。

优选地，可以这样设置第一能量范围，使得其位于第二能量范围的上三 分之二中，优选位于第二能量范围的上半部中或第二能量范围的上三分之一 中。

在有利的实施方案中，可以将第二能量范围的上边界设置为在40keV 和45keV之间的值并且将下边界设置为在30keV和33keV之间的值，其中， 优选地可以采用碘作为提供对比度的元素。在此，铜特别适合用于滤除低的 能量范围。该设置变型方案由于位于相对低的能量范围尤其适用于在其中仅 需穿透相对薄的组织层的检查。

在另一种有利的变型方案中，可以将第二能量范围的上边界设置为在 50keV和60keV之间的值，将第二能量范围的下边界设置为在40keV和 50keV之间的值，其中，可以使用钆作为提供对比度的元素。在此优选可以 使用铜或锡或两者的组合来滤波。由于位于能量较高的能量范围，这样的设 置特别适用于扫描相对更厚的组织层。

对于匹配于透射的组织层厚基本上有利地，有好处的是，对于第二能量 范围这样选择上边界，使得在待穿透的最厚的组织层之后，在考虑预滤波的 条件下，吸收在最大X射线能量的情况下的光子流的60%至90%，而应当 这样选择下边界，使得待穿透的最厚的组织层吸收在最小X射线能量的情 况下的光子流的90%至60%。

为了获得好的测量结果，还应当这样选择第二能量范围，使得在待穿透 的最厚的组织层之后到达探测器的光子流下降到不少于10⁶光子/（s*mm²）。

为了避免由于测量在检查的乳房中输入过大的能量，还有利的是，这样 选择第二能量范围的上边界，使得该上边界布置在造影剂的K边缘处的能 量特定的吸收系数的峰值与DER的在能量上次高的极大值之间。由此一方 面最优地使用造影剂的提供对比度的效果，而另一方面避免了不需要地高的 剂量负荷。

在该方法中可以在实际的CT扫描之前光学地扫描乳房轮廓，必要时自 动地通过乳房摄影-CT系统实施。例如可以借助至少一个激光扫描器实施光 学扫描，其中，该激光扫描器应当优选地布置在辐射器-探测器系统的区域 中，优选地布置在支承至少一个辐射器-探测器系统的旋转装置上。在最简 单的情况中，例如可以使用多个上下布置的激光测距仪，其以旋转的机架绕 着位于检查场中的乳房行驶并且通过确定在乳房表面及其在多个平面中的 旋转路径之间的距离来确定轮廓。由此可以以极其简单的方式在实际的CT 扫描之前确定待透射的最厚的组织层。

替换地也可以借助优选粗略的预扫描通过X射线辐射来确定乳房的轮 廓以及在此也确定现有的组织厚度，从而优选地在考虑待扫描的乳房的当前 吸收情况的条件下可以自动地进行所使用的能量范围的设置（和由此必要时 也选择造影剂）。

在执行CT扫描时还具有优势的是，能量范围特定地确定X射线辐射的 衰减。对此适用不同的措施。由此可以利用唯一的辐射器-探测器系统分别 以不同设置的第二能量范围实施两次或多次CT扫描。由此呈现多个吸收谱。

在另一种方案中，可以使用双源系统，其中利用两个角度错开地布置的 辐射器-探测器系统分别以不同的第二能量范围同时执行两次扫描。

替换地，可以利用具有至少一个能量范围分辨的探测器的辐射器-探测 器系统执行至少一次扫描，其中，所测量的衰减被划分为至少两个不同的能 量范围。优选地，在此使用至少一个直接转换的探测器。

当使用两个不同的光谱来检查时，所使用的光谱的分布应当这样彼此协 调，使得各光谱的总光子流相差不多于50%，优选不多于30%，优选不多于 20%，优选不多于10%。

当通过上面描述的检查提供能量范围特定的衰减数据时，可以借助该能 量范围特定的衰减数据将断层成像的乳房摄影拍摄材料分解为至少两种材 料。优选地，材料分解可以将断层成像的拍摄分解为软组织、钙和造影剂中 的至少两个部分，其然后可以用作鉴别诊断的基础。

相应于本发明的第二方面，发明人还建议，借助未挤压的乳房的乳房摄 影的CT检查在造影剂流入和流出的条件下，优选以相同的拍摄参数产生由 多个（优选至少三个）时间上彼此跟随的断层成像的乳房摄影-CT拍摄组成 的时间系列。

由此得出如下可能性：在时间系列中确定至少一个描述了流入的时间特 性的第一时间常数，或确定至少一个描述了造影剂的流出的时间特性的第二 时间常数。例如可以确定造影剂在组织中的停留时间作为表征的时间常数。 在此假定在组织中的浓度K(t)的指数时间特性，该指数时间特性可以近似地 通过等式K(t)=K_maxexp(-t/τ)来描述。在此，τ相应于衰减时间，需要其以达 到最大浓度K_max的1/e。但还要指出的是，按照本发明的方法不受该指数型 部分特性的限制并且具有其它函数的其它的近似考察也包含在本发明中。

基于良性的和恶性的组织的典型的组织区别得出对于流入和流出造影 剂的不同的时间常数，从而可以体积特定地确定这种时间常数以用于辅助诊 断。因此也建议，关于乳房体积来体积特定地确定时间常数并且在断层成像 图像中输出至少一个体积特定地确定的时间常数的值。

优选地，可以重叠地显示断层成像的乳房摄影-CT图像与至少一个时间 常数的断层成像图像，其中有利的是，在重叠地显示至少一个断层成像的乳 房摄影-CT图像与至少一个时间常数的断层成像图像时以黑白显示乳房摄 影-CT图像的CT值并且以彩色显示时间常数。

除了在此描述的由最优彼此匹配的造影剂和乳房摄影-CT系统组成的 组合以及在此描述的通过具有最优设置的用于扫描的X射线能量范围的乳 房摄影-CT系统与所选择的造影剂的这种组合产生断层成像的乳房摄影-CT 拍摄的方法，本发明还包括这种组合和/或造影剂的制造或提供，其具有用 于按照上面描述的标准设置的乳房摄影-CT系统来应用在此处描述的方法 中的指示。

附图说明

下面对照附图对本发明作进一步的说明，其中仅示出为理解本发明所需 的特征。采用如下附图标记：1:乳房摄影-CT系统;2:旋转装置;3:X射线 管;4:探测器;5:预滤波器;6:乳房;7:患者;8:造影剂施加装置;9:放置 装置;10:计算机;11:激光测距仪;A:阳极;D:探测器;E_Ph:光子能量;F: 滤波器;P:对象;Prg₁-Prg_n:计算机程序;T:肿瘤;W:窗;τ:造影剂在组织/ 肿瘤中的停留时间。

其中详细地：

图1示出了在最小剂量输入的同时关于最佳对比，将待设置的X射线 谱与待选择的造影剂的组合进行优化的示意图，

图2示出了质量衰减系数和质能衰减系数，具有在33keV处的K边缘 范围（左纵坐标）以及对于碘的肌肉组织的DER（右纵坐标），

图3示出了在25keV和45keV之间的能量范围内在使用钨阳极的情况 下对于具有10cm直径的对象的最佳的韧致辐射谱，并且附加地示出了在利 用碘预滤波之后的第二光谱，

图4示出了在45keV和65keV之间的能量范围内在使用钨阳极的情况 下对于具有10cm直径的对象的最佳的韧致辐射谱，并且附加地示出了在通 过钆预滤波之后的第二光谱，

图5在患者具有70kg的体重的情况下在给予0.1mmol Gd kg^-1之后对于 四个不同的以秒为单位的τ表示的在乳房肿瘤中的停留时间示出了肿瘤中的 浓度-时间曲线的结果，

图6示出了在施加持续时间为50s并且总造影剂剂量为37000mg碘的 情况下的检查结果，和

图7示出了乳房摄影-CT系统。

具体实施方式

对于造影剂在X射线-CT乳房摄影中的应用，必须合理地组合物理的、 病理生理学的和药理学的前提条件，然后造影剂应用才能超越天然形态的诊 断。

通过提供对比度的元素（例如碘（I）或钆（Gd））引起的造影剂的吸收 特征与X射线谱的最佳组合属于物理前提条件。在传统CT设备中，参数的 选择是受限制的，因为在大多数情况中仅提供80至140kV的高压范围。除 了该最终通过一种朗伯贝尔定律（Lambert-Beer Gesetz）描述的纯吸收特征， 还必须要注意的是，关于造影剂的剂量输入保持在可接受的界限中或可以忽 略。也就是通过选择阳极、高压和滤波这样协调X射线谱，使得在可接受 的剂量输入的情况下X射线吸收是最优的。最后在该优化考虑中也考虑乳 房的大小。迄今为止完全不考虑由于造影剂引起的剂量提高。

图1示出了在最小剂量输入的同时关于最佳对比，将待设置的X射线 谱结合待选择的造影剂的组合进行优化的示意图。上图在截面图中可以识别 示意性示出的乳房摄影-CT系统，其中在X射线管上以阳极A产生X射线 辐射，该X射线辐射在从窗W出射之后通过滤波器F滤波并且在探测器D 上测量。在此产生的X射线谱在左下方示出的线图中示出了具有90kVp和 140kVp加速电压的钨阳极的示例。描绘了标准化强度I/I0关于光子能量E_ph的曲线。

此外，在辐射路径中示意性示出了具有在部分区域T（=肿瘤）中通过 造影剂增强的组织的对象P。对应的吸收特性在下图中对于肌肉组织、具有 1%碘的水和具有1%钆的水通过质量吸收系数μ在对数标尺上关于光子能量 E_Ph的相应曲线示出。

除了增强与正常组织的形态对比度的纯的“固定图像（Standbild）”之 外，药理学允许附加的诊断结论。如果将造影剂支持的MR乳房摄影的知识 转用到有针对性的CT乳房摄影，从而可以对于良性的和恶性的肿瘤以不同 的药理学来计算。良性的肿瘤通常示出在施加之后直至700s的连续流入， 而恶性的肿瘤以极快的上升响应并且然后“淘汰（wash-out）”。此外，还存 在一些明确的情况。基于强调血液半衰期的新的造影剂-全身-药理学，也可 以对肿瘤建模，方法是在此也引入肿瘤-血液半衰期。在此令人惊讶地，用 于肿瘤的血液或血浆半衰期的参数τ足以将良性和恶性肿瘤彼此界定。基于 不可避免的剂量负荷，在人的应用中就连续拍摄而言是受到限制的。但是除 了自然图像（Nativbild）之外仅分别应用二至三个造影剂拍摄就足够了。在 选择时间点时，动力学模型可以令人吃惊地确定患者相关的精确的时间点。 对于乳房摄影-CT检查必须施加大约100ml较粘的造影剂溶液。施加团注 （Applikationsbolus）可以关于造影剂溶液的施加速度和浓度在宽的范围内 变化。

图2示出了质量衰减系数μ/ρ和质能衰减系数μ_en/ρ，具有在33keV处 的K边缘跳变（左纵坐标）以及对于碘的“剂量增强率（Dose Enhancement  Ratio）”（DER，对于肌肉组织）（右纵坐标）。DER表示通过造影剂施加的 辐射剂量的增强以及与外部施加的辐射剂量相加的情况。在横坐标上绘出光 子能量E_ph。

为了对于在乳房摄影-CT图像中的对比而优化吸收，应当在能量E> 33keV时开始X射线谱并且为了减小通过碘造影剂引起的剂量增加而避免 DER曲线的极大值，即对于碘E<40-45keV或30-33keV<E<40-45keV。

图3以实线示例性地在设定具有10cm直径的对象并且使用钨阳极的条 件下，对于应用具有关于光子能量E_ph在33keV时的K边缘的碘造影剂的情 况，在纵坐标上示出了具有强度值I的为此相应地优化的光谱。为了优化光 谱使用具有0.3g/cm³铜的滤波器来预滤波辐射，并且将具有45kVp的加速电 压与所使用的造影剂碘匹配。

图4同样以实线示出了在设定具有10cm直径的对象并且使用钨阳极的 条件下，与应用具有在50keV时的K边缘的钆造影剂相结合的对于该对象 优化的光谱。为了优化光谱使用具有2.0g/cm³铜和0.4g/cm³锡的滤波器来预 滤波辐射，并且将具有65kVp的加速电压与所使用的造影剂匹配。

因为对于作为阳极使用的材料钨，其K边缘在69.5keV并且其L边缘 在10keV至12keV之间，在所示出的韧致辐射谱中不存在强度峰值。

但对于具有K边缘成像的双能技术的情况，在图3和图4两图中附加 地以点划线示出了在此优选的第二优化光谱，其重点低于各个使用的造影剂 的K边缘。通过利用相同的用作造影剂的材料预滤波辐射来实现该光谱曲 线。在此，在图3中使用碘作为预滤波器材料并且在图4中使用钆作为预滤 波器材料。可以例如如下地实现这样的滤波，使得造影剂、在此为碘或钆优 选细致分布地包含在塑料物质（Kunststoffmasse）内并且将由塑料和造影剂 组成的混合物引入到辐射路径中。

在使用能量分辨的探测器的情况下可以取消该附加的预滤波，因为通过 相应地选择探测器的能量阈值来实现分离高于和低于K边缘的能量。

在图5中概括了在患者体重为70kg的情况下在肿瘤中给予0.1mmol Gd  kg^-1之后对于在乳房肿瘤中以按秒的τ表示的四个不同的停留时间的浓度- 时间曲线的结果。在横坐标上绘制了在施加之后按秒的时间t。在此，区分 三种曲线。在良性肿瘤中通常观察到在肿瘤中浓度C_T连续上升，如其在成 像中对于τ值为300s和400s可见的那样。恶性肿瘤的特征通常在于随后的 浓度减小的快速提高，如其对于τ=100s可见的那样。具有τ=200s的曲线粗 略来看表征了在良性和恶性肿瘤之间的范围。这是单参数（Ein-Parameter） 图示，在此τ描述了在肿瘤中基于血流的停留时间并且成立：τ=V_T/k_T，其 中肿瘤体积为V_T并且肿瘤血流为k_T。

已经示出了，利用CT确定的结果可以良好地通过动力学模型描述，但 还必须注意，在X射线检查和应用CT值或豪恩斯弗尔德单元（HU）的情 况下其线性地取决于造影剂的浓度。

图5还可以得出，造影剂的浓度由于较高的流速率，即在小的τ值的情 况下对于恶性肿瘤在相同的肿瘤体积中分别达到较高的值。

相应地，如源于图6那样，也对于团注施加进行观察。其示出了在施加 持续时间t_appl为50s且总造影剂剂量为37000mg碘的情况下的检查结果。在 纵坐标上给出肿瘤中的造影剂浓度C_T并且在横坐标上按照mg I/ml给出碘溶 液的浓度C_I。在恶性肿瘤中的值以菱形描绘并且对于良性肿瘤以方形描绘。 在碘溶液的浓度为370mg I ml^-1时可以以施加速度2ml s^-1施加剂量直至对于 92.5mg I ml^-1的碘浓度以施加速度8ml s^-1施加剂量。115mg I ml^-1是大约血 液等渗的。可以看出，在恶性肿瘤中有利的是，以小的碘浓度但高的施加速 度来工作，在良性肿瘤中忽略该效果。当然也可以改变施加持续时间，但应 当不任意延长施加周期并且保持低于100s，以便不使患者过度负荷。

为了产生尽可能小的辐射负荷，将在此描述的乳房摄影-CT检查集中在 几个时间测量点上。其中从这几个测量点产生停留时间τ的像素式的或体素 式的断层成像图像。通过在造影剂和具有设置的X射线能量范围的乳房摄 影-CT系统之间同时优化的组合，可以实现特别小的辐射剂量负荷。

由此该申请的内容满足了在使用最优地彼此协调的设备参数和造影剂 参数的情况下剂量优化的X射线-CT成像的现代要求，其优选也个性化地适 应于待检查的患者。

所提供的组合和所提供的方法通过如下避免常规乳房摄影的缺陷：

·针对安排的任务优化所使用的X射线辐射的能量谱，

·最小化X射线剂量，

·通过生理学地放置在躺卧位置中来阻止乳房的挤压，

·按照3D断层成像成像，

·最优地将X射线谱和造影剂吸收叠置，

·避免由于造影剂而最大剂量提高的能量范围，

·无运动伪影的高的空间分辨率，

·高的时间分辨率，

·在躺卧位置中施加造影剂，

·个性化地匹配施加特性，和

·使用能量分辨的探测器或另外的双能技术以用于分离并量化组织和 造影剂对比度。

在图7中示出了按照本发明构造的乳房摄影-CT系统1的示意图。其示 出了旋转装置2，在该旋转装置上安装了辐射器-探测器系统，该系统由具有 预滤波器5的X射线管3和相对布置的探测器4组成。此外布置用于患者7 的放置装置9，从而患者7的乳房6可以没有挤压地定位在可旋转的辐射器 -探测器系统的测量场内。此外，乳房摄影-CT系统1还包括自动的造影剂施 加装置8，用于自动控制地施加前面相应于上述规定所选择的造影剂。乳房 摄影-CT系统1和造影剂施加装置8的控制通计算机10进行，该计算机在 其存储器中包含在运行时执行的程序Prg₁-Prg_n。

为了扫描乳房轮廓在旋转装置2的臂上安装彼此上下布置的一串激光 测距仪11，借助其可以在X射线扫描之前确定已经处于辐射器-探测器系统 的测量场中的未挤压的乳房的轮廓。替换地也存在如下可能性：仅利用辐射 器-探测器系统借助预扫描预先确定乳房的轮廓和密度分布。

按照本发明，乳房摄影-CT系统1（在此通过相应的菜单选项实现，其 可以通过键盘或其它常用的输入装置来选择）具有程序技术控制的输入装 置，其优选依据前面确定的乳房轮廓和由此确定的待透射的层厚建议所设置 的X射线能量范围与自动地要施加的造影剂的至少一个优化的组合。通过 选择所建议的组合然后可以在最优的条件下进行实际的乳房摄影-CT扫描。

如果借助提供的系统1在造影剂流入和流出的条件下产生一系列CT拍 摄，则在使用相应描述的计算机程序的条件下也可以利用该系统实施按照本 发明的方法，以用于确定在组织中造影剂的体积特定的停留时间τ。

虽然本发明在细节上通过优选的实施例详细描述和说明，但本发明不受 所公开的示例限制并且可以由专业人员导出其它方案，而不脱离本发明的保 护范围。