ES2302190T3 - Disposicion y metodo para obtener datos de imagenes. - Google Patents
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Abstract
Una disposición basada en el escaneado para obtener datos de formación de la imagen de un objeto (5) con un alto régimen de repetición, que comprende una estructura (11) de soporte que tiene un eje (12) de giro; estando dicha disposición caracterizada por: - una pluralidad de aparatos (10) basados en el escaneado dispuestos de modo fijo sobre dicha estructura de soporte a una distancia esencialmente similar de dicho eje de rotación, incluyendo cada uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el escaneado: - una fuente (1) de radiación que emite radiación (2); y - un detector (6) de radiación que comprende una pila de detectores (6a) de línea, estando dirigido cada uno hacia la fuente de radiación para permitir que un haz de rayos (bl, ..., bn, ..., bN) de dicha radiación entre en el detector de línea; - una mesa (13) de objeto sobre la cual se dispone dicho objeto, estando dispuesta dicha mesa de objeto en la trayectoria de radiación entre la fuente de radiación y el detector de radiación de uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el escaneado; y - un dispositivo (14) proporcionado para que haga girar dicha estructura de soporte alrededor de dicho eje de rotación con relación a dicha mesa de objeto de modo que dicha mesa de objeto se dispondrá sucesivamente en la trayectoria de radiación entre la fuente de radiación divergente y el detector de radiación de cada uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el escaneado, durante cuya rotación cada uno de los detectores de línea de cada uno de dichos detectores de radiación está destinado a registrar, a un alto régimen de repetición, una pluralidad de imágenes de línea de la radiación transmitida a través de dicho objeto.
Description
Disposición y método para obtener datos de
imágenes.
La invención se refiere en general a
disposiciones y métodos basados en el escaneado para obtener datos
de imágenes con regímenes elevados de repetición para el examen de
un objeto en función del tiempo.
Un método de diagnóstico médico de rayos X tal
como la mamografía es un procedimiento de baja dosis que crea una
o más imágenes de una parte de un paciente tal como de un pecho de
la misma que ha de ser examinado, por ejemplo, para la detección
del cáncer en etapas tempranas.
El procedimiento de diagnóstico de la mamografía
incluye generalmente dos imágenes de cada uno de los pechos de la
paciente, una desde arriba y otra desde un lado. Un doctor o un
radiólogo revisan entonces las imágenes del pecho, es decir, los
mamogramas, para identificar cualquier cáncer de pecho.
Aunque este procedimiento es uno de los mejores
métodos de detección temprana de las formas de cáncer de pecho,
todavía es posible en la detección del cáncer de pecho que el médico
o el radiólogo equivoquen el diagnóstico del cáncer revisando el
mamograma. Por ejemplo, el cáncer de pecho puede no ser visto si
está obscurecido por un tejido de pecho fibroglandular,
radiográficamente denso.
La formación de imágenes de la tomosíntesis, en
la cual se adquiere una pluralidad de imágenes con diferentes
ángulos, ha sido estudiada haciendo un esfuerzo para detectar las
formas tempranas del cáncer de pecho. Combinando la pluralidad de
imágenes, es posible reconstruir cualquier plano del pecho que tenga
una imagen que sea paralela al detector. Cuanto mayor sea el número
de imágenes que se utilicen, mejor será la calidad de imagen en las
imágenes de tomosíntesis reconstruidas que se obtienen.
La angiografía es un método radiológico para el
examen de los vasos sanguíneos o linfáticos. Un catéter se inserta
en el vaso, por ejemplo, mediante la técnica de Seldinger y un
agente de contraste soluble en agua se inyecta dentro del vaso,
después de lo cual se toma una serie de imágenes de rayos X del
vaso. El examen de las arterias, venas y vasos linfáticos es
denominado arteriografía, flebografía y linfografía,
respectivamente. La arteriografía, que es un método de examen
aplicado ordinariamente, incluye la angiocardiografía para el
examen del corazón, la angiografía coronaria para el examen de las
arterias coronarias del corazón, y la aortografía para el examen de
la aorta.
La fluoroscopia es una tecnología para
visualizar una radiación ionizada. Una placa de vidrio con una capa
de superficie de material de fluoresceína, por ejemplo,
BaPt(CN), emite luz visible cuando está expuesta a rayos
gamma. La fluoroscopia se usa para la visualización o conversión de
frecuencia de imágenes, por ejemplo de alto régimen de repetición,
tomadas por una cámara de rayos X de alta velocidad, para el examen
del corazón de un paciente por ejemplo.
Diversos detectores de línea para detectar la
radiación de ionización se conocen en la técnica. Aunque tales
detectores proporcionan imágenes unidimensionales instantáneas, las
imágenes bidimensionales solamente pueden ser obtenidas por medio
del escaneado del detector de líneas, y opcionalmente la fuente de
radiación, está en una dirección tranversa a la ordenación del
detector unidireccional. La utilización de ese tipo de detector en
la tomosíntesis por ejemplo, en la que una pluralidad de imágenes ha
sido adquirida con diferentes ángulos sería muy laboriosa. Por
ejemplo, en la angiografía, en la que se observan variaciones en
función del tiempo, la situación es incluso peor.
Una disposición de detector de la radiación
basada en el escaneado para la obtención de imágenes bidimensionales
de un objeto se describe en la publicación de patente de EE.UU. Nº
2003/0155519 A1. La disposición comprende una pluralidad de
unidades detectoras unidimensionales, que comprenden cada una, una
ranura de entrada, a través de la cual se transmite la radiación
ionizada que atraviesa el objeto que es introducido, y que está
dispuesto para la formación de una imagen unidimensional de la
radiación de ionización, en la cual las unidades detectoras están
dispuestas en una ordenación sobre un soporte con sus respectivas
ranuras de entrada que son paralelas entre sí y están enfrentadas a
la fuente de la radiación de ionización. La disposición del detector
incluye además un dispositivo giratorio para hacer girar la
ordenación de unidades detectoras en un plano perpendicular a la
dirección de la radiación de ionización, mientras que las unidades
detectoras están dispuestas para detectar repetidamente, creando
por tanto una serie de imágenes bidimensionales del objeto.
La disposición del detector de radiación basado
en el escaneado de la técnica anterior descrito anteriormente no es
adecuada para ser usada en la obtención de datos de tomosíntesis
puesto que las unidades detectoras unidimensionales no están
dispuestas de modo que sean capaces de proporcionar imágenes
bidimensionales del objeto con diferentes ángulos.
Además, el algoritmo necesitado para la
reconstrucción de imágenes bidimensionales puede ser lento y
complejo dependiendo de las posiciones relativas de las unidades
detectoras unidimensionales de unas con relación a otras y
relativas con respecto al eje de giro.
Todavía más, hay muy poco espacio cerca del eje
de giro, lo cual limita el número de unidades detectoras
unidimensionales, y por tanto la resolución espacial obtenible, en
esa zona. Algunas de las realizaciones no son capaces de medir en
el eje de rotación.
Aún más, y puede ser de la máxima importancia,
la disposición de la técnica anterior usa solamente una fuente de
radiación, y esto limita gravemente el régimen de repetición máximo
de registro de las imágenes bidimensionales del objeto y/o la
resolución espacial obtenida en las imágenes bidimensionales.
Durante la medición, la fuente de radiación no puede ser
desconectada y enfriada, y por lo tanto el flujo de radiación de
salida máximo de la fuente de radiación limita la velocidad a la
cual puede ser efectuada la medición.
Un objeto principal de la invención es por lo
tanto proporcionar una disposición y un método basados en el
escaneado, respectivamente, para obtener datos de imagen de un
objeto a una mayor velocidad que la obtenible usando aparatos y
métodos basados en la escaneado de la técnica anterior.
A este respecto un objetivo particular es
proporcionar un tipo de disposición y un tipo de método, que sean
capaces de recoger, por medio de la detección basada en el
escaneado, datos de la imagen para reconstruir imágenes
tridimensionales del objeto con alto régimen de repetición.
Un objetivo más de la invención es proporcionar
un tipo de disposición y un tipo de método, que sean ejecutables,
mientras exponen el objeto a una baja dosis de radiación.
Un objetivo más todavía de la invención es
proporcionar un tipo de disposición y un tipo de método tales, que
no sean complicados y puedan producir imágenes bi y tridimensionales
del objeto, con alta resolución espacial, alta sensibilidad, alta
relación de señal a ruido, alto contraste de la imagen y bajo ruido
del tejido que se extiende por encima.
Un objetivo más todavía de la invención es
proporcionar un tipo de disposición y un tipo de método, que sean
fiables, seguros y económicos.
Un objeto más todavía de la invención es
proporcionar un tipo de disposición y un tipo de método, mediante
los cuales puedan ser obtenidos datos de tomosíntesis.
Un objeto más todavía de la invención es
proporcionar una disposición y un método tales que no necesiten el
uso de un aparato de tomografía computarizado (CT) completo para
obtener imágenes bi o tridimensionales con alta resolución
espacial.
Todavía aspira además la invención a
proporcionar un tipo de disposición y un tipo de método, tales que
puedan ser usados en angiografía y fluoroscopia.
Todavía aspira además la invención a
proporcionar un tipo de disposición y un tipo de método, tales que
permitan el empleo de algoritmos de reconstrucción de la imagen
rápidos y sencillos.
Estos objetos, entre otros, se logran mediante
las disposiciones y métodos que se reivindican en las
reivindicaciones adjuntas.
Según un aspecto de la presente invención se
proporciona una disposición basada en un escaneado para obtener
datos de la imagen de un objeto a un alto régimen de repetición,
comprendiendo la disposición una estructura de soporte, y aparatos
basados de escaneado dispuestos fijamente sobra la estructura de
soporte e incluyendo cada uno (i) una fuente de radiación, y un
detector de radiación que comprende una pila de detectores de
líneas, estando dirigido cada uno hacia la fuente de radiación para
permitir que un haz de rayos de la radiación entre en el detector
de líneas. La disposición comprende además una mesa de objetos
dispuesta en la trayectoria de radiación de uno de los aparatos
basados de escaneado; y un dispositivo proporcionado para hacer
girar la estructura de soporte con relación a la mesa de objetos de
modo que la mesa de objetos se dispondrá sucesivamente en la
trayectoria de radiación de cada uno de los aparatos basados en el
escaneado. Durante la rotación, cada uno de los detectores de línea
en cada uno de los detectores de radiación está destinado a
registrar una pluralidad de imágenes de línea de radiación
transmitidas a través del objeto.
Los datos procedentes del aparato son excelentes
para ser usados en la tomosíntesis y la formación de imágenes
laminográficas, así como en la angiografía y la fluoroscopia.
Los usos de los detectores de línea son
preferiblemente, pero no exclusivamente, los de detectores de placas
paralelas basados en gases. Otros detectores de línea que pueden
ser usados incluyen ordenaciones basadas en escintiladores,
ordenaciones de CCD, detectores basados en TFT y CMOS, detectores de
líquidos, y ordenaciones de diodos con el borde sobre, cerca de con
el borde sobre o con incidencia perpendicular de los rayos X.
Más características de la invención y ventajas
de la misma, serán evidentes a partir de la descripción detallada
de realizaciones preferidas de la presente invención, descritas en
esta memoria más adelante, y las Figuras 1-4 que se
acompañan, las cuales se proporcionan solamente a modo de
ilustración, y por tanto no son limitativas de la presente
invención.
La Figura 1 ilustra esquemáticamente, en una
vista lateral, un aparato para obtener tomosíntesis u otros datos
de la imagen para el examen de rayos X de un objeto;
las Figuras 2a-c ilustran cada
una esquemáticamente, en una vista lateral, un haz de rayos X
particular a medida que atraviesa el objeto de examen durante el
escaneado mediante el aparato de la Figura 1; y
las Figuras 3-4 ilustran cada
una esquemáticamente, en una vista desde arriba una disposición para
obtener datos de formación de imágenes de tomosíntesis u otros con
un alto régimen de repetición para el examen de rayos X de un
objeto según una realización preferida de la presente invención,
comprendiendo la disposición una pluralidad de los aparatos de la
Figura 1.
Un aparato para obtener la tomosíntesis u otros
datos de formación de imágenes para el examen con rayos X de un
objeto 5 se muestra en la Figura 1. El aparato 10 comprende una
fuente 1 de rayos X, que produce rayos X 2 centrados alrededor de
un eje de simetría 3, cuyo eje es paralelo al eje z, un colimador 4,
un detector 6 de radiación, y una estructura 7 para conectar
rígidamente la fuente 1 de rayos X, el colimador 4, y el detector 6
de la radiación para cada uno.
El detector 6 de la radiación comprende una pila
de detectores 6a de línea, estando cada uno dirigido hacia la
fuente 1 de radiación divergente para permitir que un haz de rayos
b1, ..., b_{n}, ..., b_{N} respectivo se propague formando uno
respectivo de una pluralidad de ángulos diferentes \alpha_{1},
..., \alpha_{n}, ..., \alpha_{N} con respecto a la
superficie delantera del detector 6 de radiación para entrar en el
respectivo detector 6a de línea.
El colimador 4 puede ser una delgada lámina, por
ejemplo de tungsteno, con ranuras transparentes a la radiación
estrechas cortadas o eliminadas químicamente, cuyo número se
corresponde con al número de detectores 6a de línea del detector 6
de radiación. Las ranuras están alineadas con los detectores 6a de
línea de modo que los rayos X que pasen a través de las ranuras del
colimador 4 alcanzarán las unidades 6a detectoras, es decir, como
los haces b_{1}, ..., b_{n}, ..., b_{N} de rayos. El
colimador 4, que es opcional, impide que la radiación, que no está
dirigida directamente hacia los detectores 6a de línea, incida sobre
el objeto 5 que ha de ser examinado, reduciendo de ese modo la
dosis de radiación en el objeto. Esto es ventajoso en todas las
aplicaciones en las que el objeto es un ser humano, un animal, o una
parte del mismo.
En la Solicitud de Patente de EE.UU. Nº
10/657241, se describe el uso de ese tipo de aparato detector para
el escaneado lineal del objeto 5 para obtener datos de tomosíntesis
del mismo para la reconstrucción de imágenes bidimensionales e
incluso tridimensionales del objeto 5. Los contenidos de la
Solicitud de Patente de EE.UU. anterior se incorporan en esta
memoria por su referencia.
Durante ese escaneado el dispositivo 7 mueve la
fuente 1 de radiación, el colimador 4, y el detector 6 de radiación
con relación al objeto 5 de una manera lineal paralela al frente del
detector de radiación como se indica mediante la flecha 8, mientras
cada uno de los detectores 6a de línea registra una pluralidad de
imágenes de línea de la radiación transmitida a través del objeto 5
en uno respectivo de los diferentes ángulos \alpha_{1}, ...,
\alpha_{n}, ..., \alpha_{N}. El escaneado del objeto 5 se
realiza preferiblemente de una longitud que sea suficientemente
ancha para que cada uno de los detectores 6a de línea pueda ser
escaneado a través de todo el objeto de interés para obtener, para
cada uno de los detectores 6a de línea, una imagen bidimensional de
la radiación transmitida a través del objeto 5 en uno respectivo de
los ángulos
\alpha_{1}, ..., \alpha_{n}, ..., \alpha_{N}.
\alpha_{1}, ..., \alpha_{n}, ..., \alpha_{N}.
En las Figuras 2a-c, se ilustran
esquemáticamente tres diferentes haces b1, bn y bN de rayos X a
medida que atraviesan el objeto 5 de examen durante el escaneado
efectuado mediante el aparato de la Figura 1. La referencia
numérica 9 indica un plano paralelo al eje x, que coincide con la
dirección 8 de escaneado y con el frente del detector 2 de
radiación.
Como puede verse en las Figuras
2a-c cada par de detector/ haz de rayos X produce
una imagen bidimensional en uno distinto de los diferentes ángulos.
La Figura 2a ilustra la formación de una imagen bidimensional de la
radiación transmitida a través del objeto con un ángulo
\alpha_{1}. La Figura 2b ilustra la formación de una imagen
bidimensional de la radiación transmitida a través del mismo objeto,
pero con un ángulo \alpha_{n}, y la Figura 2c ilustra la
formación de una imagen bidimensional similar, pero formando un
ángulo \alpha_{N}.
Aunque esa técnica de escaneado de detectores
proporciona el registro de datos de tomosíntesis del objeto, es
decir, el registro simultáneo de un cierto número de imágenes de
transmisión de rayos X bidimensionales a alta velocidad, no es
adecuado para registrar varias imágenes, una después de otra, para
observar un examen que depende del tiempo, tal como por ejemplo, el
posicionamiento de los catéteres, y para visualizar materia en
movimiento, tal como por ejemplo el corazón, la sangre, agentes de
contraste, etc., puesto que el movimiento de escaneado ha de ser
retardado, detenido, y acelerado en la dirección opuesta con objeto
de realizar un segundo escaneado del objeto. Tales acciones
consumen tiempo y padecen problemas de estabilidad y alineamiento
debidos a las fuerzas intensas que los detectores experimentan
durante los retardos y las aceleraciones.
Además, para obtener una gran extensión angular
de los datos de tomosíntesis, es decir un ángulo de gran abertura
de la radiación que irradia el aparato detector, el aparato detector
ha de ser largo en la dirección de escaneado, lo cual proporciona
una larga distancia de escaneado. La velocidad de escaneado ha de
ser por lo tanto alta, lo cual requiere mayores exigencias sobre el
retardo y la aceleración del aparato detector en el inicio y el
final del movimiento de escaneado.
En la tomografía computarizada (CT) hay una
tendencia hoy día a registrar más y más imágenes por segundo
incrementando la velocidad de giro, y a usar más y más filas de
detectores, por ejemplo, 4, 8 e incluso 16 filas, en un detector de
líneas de CT para obtener mediciones resueltas en el tiempo.
Últimamente se ha examinado la utilización de 64 y hasta de 256
filas de detectores. El coste de los detectores aumenta a niveles de
altura no razonables para los detectores que tienen tantas
filas.
Cuando el número de imágenes por segundo
aumenta, la dosis de radiación en el paciente, que ya es bastante
alta, aumentará más. Un objetivo de la CT hoy día es poder
registrar, imágenes tridimensionales resueltas en el tiempo de por
ejemplo un corazón.
En la angiografía, se examinan procedimientos en
función del tiempo de vasos de sangre o linfa, los cuales
establecen necesidades sobre el régimen de repetición del detector
usado.
Para ser capaces de realizar la tomosíntesis en
función del tiempo, u otras mediciones de formación de imágenes,
tales como por ejemplo, mediciones de la formación de imágenes
angiográficas, con alto régimen de repetición, usando las técnicas
basadas en el escaneado anteriormente descritas, han de hacerse
diversos cambios y modificaciones.
Una disposición para obtener datos de formación
de imágenes con altos regímenes de repetición para el examen con
rayos X de un objeto según una realización preferida de la presente
invención se ilustra esquemáticamente en la Figura 3 en una vista
desde arriba. La disposición comprende una pluralidad de los
aparatos 10 de la Figura 1 dispuestos sobre una estructura 11 de
soporte que tiene un eje 12 de rotación. Los aparatos 10 se
disponen sobre la estructura 11 de soporte, que preferiblemente se
compone de un disco o placa esencialmente circular, a distancias
esencialmente similares del eje 12 de rotación, y preferiblemente
equiangularmente alrededor del eje de rotación, es decir
adyacentes, unos de los aparatos 10 están dispuestos a una distancia
esencialmente constante entre ellos. Los aparatos 10 se mantienen
sobre la estructura 11 de soporte de modo que el eje 3 de simetría
de la radiación 2, que es paralelo al eje z, es paralelo a la normal
de la estructura 11 de soporte, que se extiende en el plano xy. La
fuente 1 de rayos X, el colimador 4, el detector 6 de radiación y
la estructura 7 que los conecta rígidamente se observan claramente
en la Figura 3.
Además, se proporciona una mesa 13 de objeto,
sobre la cual se coloca el objeto que ha de ser examinado. La mesa
13 del objeto se dispone inicialmente en la trayectoria de radiación
entre el colimador 4 y el detector 6 de radiación de uno de los
aparatos basados en el escaneado. Hay que tener en cuenta que la
mesa de objeto no está soportada por la estructura 11 de soporte,
sino por otra estructura de soporte (no ilustrada).
Se proporciona un dispositivo 14 para hacer
girar la estructura 11 de soporte alrededor del eje 12 de rotación
con relación a la mesa 13 de objeto de modo que la mesa 13 de objeto
se dispondrá sucesivamente en la trayectoria de radiación entre la
fuente de radiación divergente y el detector de radiación de cada
uno de los aparatos 10 basados en el escaneado de la disposición.
Durante la rotación cada uno de los detectores 6a de línea de cada
uno de los aparatos 10 basados en el escaneado está destinado a
registrar una pluralidad de imágenes de línea de la radiación
transmitida a través del objeto en uno respectivo de los diferentes
ángulos.
Hay que tener en cuenta que los aparatos
detectores 10 se activan preferiblemente en orden consecutivo. La
fuente 1 de radiación de rayos X tiene por tanto que ser conmutada
para que emita solamente durante el tiempo de escaneado a través de
la mesa 13 de objeto y por tanto tiene que producir radiación para
la medición.
Preferiblemente, el dispositivo proporcionado
para la rotación está destinado a hacer girar la estructura 11 de
soporte con relación a la mesa 13 de objetor al menos un ángulo, por
ejemplo, una revolución completa, que es suficiente para escanear
cada uno de los detectores 6a de cada uno de los aparatos 10 basados
en el escaneado a través del objeto completo para obtener, para
cada uno de los detectores 6a de la línea de cada uno de los
aparatos 10 basados en el escaneado, una imagen bidimensional de la
radiación.
Por medio de la disposición citada pueden ser
registrados varios conjuntos de imágenes bidimensionales para la
reconstrucción de tomosíntesis o cualquier otra clase de
reconstrucción de la imagen, uno tras otro, sin tener que retardar,
detener y acelerar los detectores. Los detectores preferiblemente se
hacen girar simplemente a una velocidad de giro constante.
Hay que tener en cuenta que se obtiene una
diferencia en el movimiento de escaneado para cada aparato 10
detector con relación al escaneado descrito en la Solicitud de
Patente de EE.UU. Nº 10/657241. En esta solicitud se describe un
escaneado en la dirección x lineal, en tanto que en la presente
invención la dirección de escaneado es a lo largo de la periferia
de un círculo dispuesto en el plano xy. No obstante, cuanto mayor es
el radio del círculo el movimiento obtenido es de tipo más
lineal.
La distancia entre los aparatos 10 detectores y
el eje 12 de giro está comprendida preferiblemente entre alrededor
de 0,5 m y alrededor de 4 m, más preferiblemente entre alrededor de
0,5 m y alrededor de 2 m, y con la máxima preferencia es de
alrededor de 1 m.
Cuanto más aparatos detectores se disponen sobre
la estructura 11 de soporte, el régimen de repetición en el
registro del tiempo de resolución que se obtiene es más alto para
una velocidad de giro dada de la estructura 11 de soporte.
El número de los aparatos 10 basados en el
escaneado está comprendido preferiblemente entre 2 y 20, más
preferiblemente entre 2 y 10, y con la máxima referencia entre 4 y
8. Un número típico es 5.
El dispositivo 14 proporcionado para giro está
destinado a hacer girar la estructura 11 de soporte con relación a
la mesa 13 de objeto a una velocidad giratoria comprendida
preferiblemente entre 0,2 revoluciones por segundo y alrededor de
10 revoluciones por segundo, más preferiblemente entre alrededor de
0,5 revoluciones por segundo y alrededor de 5 revoluciones por
segundo, y con la máxima preferencia entre alrededor de 0,5
revoluciones por segundo y alrededor de 2 revoluciones por segundo,
Una cifra típica sería de una revolución completa por segundo.
Esta proporciona un régimen de repetición
comprendido entre 0,4 imágenes/segundo y alrededor de 200
imágenes/segundo para la tomosíntesis. Las cifras típicas dadas
anteriormente corresponden a un régimen de repetición de alrededor
de 5 imágenes por segundo. Cada imagen es registrada en un cierto
número de ángulos, que corresponde al número de detectores 6a de
línea en la pila de detectores de línea de cada uno de los aparatos
basados en el escaneado.
Los diferentes ángulos \alpha_{1}, ...,
\alpha_{n}, ..., \alpha_{N} están distribuidos sobre un
margen angular \alpha_{N} - \alpha_{1}, de preferiblemente
al menos 5º, más preferiblemente de al menos 20º, y con la máxima
preferencia de al menos 45º dependiendo de la solicitud o clase de
examen para obtener los datos de tomosíntesis de alta calidad para
el examen del objeto. Un valor típico es de 90º. Si se ha de
efectuar otra clase de mediciones, el margen angular
\alpha_{N}-\alpha_{1} puede ser naturalmente
mucho menor. En otros casos, el margen angular
\alpha_{N}-\alpha_{1} puede tener que ser
minimizado.
La longitud en la dirección radial de cada uno
de los detectores 6a de línea en la pila de detectores de línea de
cada uno de los aparatos 10 basados en el escaneado está comprendida
preferiblemente entre alrededor de 0,05 m y 2 m, más
preferiblemente entre alrededor de 0,1 m y 1 m, y con la máxima
preferencia entre alrededor de 0,2 m y 0,5 m. De modo similar, la
pila de detectores de línea de cada uno de los aparatos 10 basados
en el escaneado está comprendida preferiblemente en la dirección
tangencial entre alrededor de 0,2 m y 2 m, más preferiblemente
entre alrededor de 0,4 m y 1,5 m, y con la máxima preferencia entre
alrededor de 0,75 m y 1,25 m. Los tamaños de los aparatos 10
detectores dependen de la particular aplicación para la que es usada
la disposición.
El número de detectores 6a de línea en la pila
de detectores de línea de cada uno de los aparatos 10 basados en el
escaneado es al menos de 2, preferiblemente al menos de 5, más
preferiblemente al menos de 10, y con la máxima preferencia entre
alrededor de 20 y alrededor de 100, dependiendo del número de
imágenes registradas en los diferentes ángulos, que se requieren
durante el examen. Este número puede ser tan alto como de varios
cientos de detectores 6a de línea.
La operación de escaneado, en las Figuras
2a-c designada s1, establece una resolución espacial
de las imágenes bidimensionales formadas a partir de los registros
unidimensionales en la dirección del escaneado. Típicamente, la
operación s1 de escaneado puede ser de alrededor de 10 a 500
micrómetros, y los elementos de detección individuales de cada uno
de los detectores de línea pueden ser de tamaño similar.
Una disposición para obtener la tomosíntesis u
otros datos de la formación de imágenes con altos regímenes de
repetición para el examen de rayos X de un objeto según una
realización preferida alternativa de la presente invención se
ilustra esquemáticamente en la Figura 4 en una vista desde arriba.
Esta realización es idéntica a la realización de la Figura 3 a
excepción de que los detectores 6a de línea de cada aparato detector
10 están dispuestos 11 radialmente con respecto al eje 12 de
rotación en vez de estar dispuestos paralelos entre sí dentro de
cada aparato detector 10. Cualquier modelo de reconstrucción tiene
naturalmente que ser modificado para tratar con la disposición no
paralela de la línea de detectores 6a.
Para registros de imagen de transmisión
bidimensionales generales la disposición basada en el escaneado
puede tener típicamente las dimensiones siguientes. La estructura
de soporte puede tener un radio de 1 m, los detectores de línea
pueden ser de 20 cm de longitud y estar dispuestos radialmente en la
periferia de la estructura de soporte separados 1 cm entre sí. Se
proporcionan seis aparatos basados en el escaneado, cada uno de los
cuales incluye alrededor de 100 detectores de línea que apuntan
hacia una fuente de radiación respectiva dispuesta alrededor de 1,5
m por encima de los detectores de línea. La velocidad de giro
durante el escaneado puede ser, por ejemplo, de 0,01 a 1
revolución completa por segundo. También puede ser mayor, o menor,
limitada principalmente por las fuerzas mecánicas sobre el equipo y
el flujo de rayos X procedentes del tubo de rayos X (así como la
transmisión del objeto) para obtener suficientes rayos X detectados
en cada píxel de imagen para producir una imagen de alta
calidad.
Preferiblemente, la velocidad de giro se
selecciona de modo que al menos pueda ser configurada una imagen de
transmisión bidimensional por segundo.
Pueden distinguirse tres diferentes
variantes:
En la primera variante, las imágenes de
transmisión bidimensional pueden ser reconstruidas mediante un
dispositivo de tratamiento de imágenes desarrollando o configurando
cada una de las imágenes de transmisión bidimensionales a partir de
las imágenes de línea de radiación desde uno de los detectores de
línea en uno de los detectores de radiación, es decir, cada
detector de línea es responsable de registrar todas las imágenes de
la línea, mediante las cuales se forma una imagen de transmisión
bidimensional. El número de imágenes de transmisión bidimensionales
reconstruidas es igual al producto del número de la pluralidad de
aparatos basados en el escaneado por el número de detectores de
línea en cada uno de los detectores de radiación para cada
revolución completa que efectúe la estructura de soporte.
Para la angiocardiografía el corazón de un
paciente se examina en función del tiempo. Dado un tamaño de corazón
de 16 cm, una velocidad de giro de 0,01 revoluciones completas por
segundo y las características de detector anteriores, el tiempo
para escanear un detector de líneas a través del corazón es
aproximadamente de 2,5 segundos. Una operación de escaneado de por
ejemplo, 0,1 mm requiere un tiempo de exposición de 1,5 ms para cada
imagen de línea registrada instantáneamente única. Se toman 6
imágenes de transmisión bidimensionales por segundo incluso aunque
sean tomadas (expuestas) durante periodos de tiempo que se
solapen.
En la segunda variante, las imágenes de
transmisión bidimensionales son reconstruidas mediante un
dispositivo de tratamiento de imágenes desarrollando cada una de
las imágenes de transmisión bidimensionales a partir de las
imágenes de línea de radiación desde los detectores de la línea en
uno de los detectores de radiación como es registrada durante el
escaneado una distancia correspondiente a la distancia entre unos
adyacentes de los detectores de línea en el detector de radiación,
es decir, todos los detectores de línea en un detector de radiación
que cubren el objeto son juntos responsables del registro de las
imágenes de línea, mediante los cuales se forma una imagen de
transmisión bidimensional.
De acuerdo con las figuras anteriores, alrededor
de 16 detectores de línea cubren el corazón, y por tanto cada
imagen de transmisión bidimensional se forma a partir de imágenes de
línea tomadas por 16 detectores de línea durante el escaneado. Con
una velocidad rotacional de 0, 16 revoluciones por segundo, el
tiempo de exposición para cada imagen será entonces aproximadamente
de 10 ms y 100 imágenes de transmisión bidimensionales por segundo
serán tomadas, una después de otra.
En la tercera variante, las imágenes de
transmisión bidimensional son reconstruidas mediante un dispositivo
de tratamiento de imágenes desarrollando cada línea de cada una de
las imágenes de transmisión bidimensionales a partir de una imagen
de línea de la radiación de cada uno de los detectores de línea de
uno de los detectores de radiación, es decir, todos los detectores
de línea en un detector de radiación son juntos responsables de
registrar las imágenes de línea, mediante las cuales se forma una
imagen de transmisión bidimensional. Cada línea en la imagen de
transmisión bidimensional se forma a partir de imágenes de línea
tomadas por todos los detectores de línea en el detector de
radiación en una posición dada. El número de imágenes de transmisión
bidimensionales reconstruidas es igual al número
de aparatos basados en el escaneado durante cada revolución completa que la estructura de soporte se hace girar.
de aparatos basados en el escaneado durante cada revolución completa que la estructura de soporte se hace girar.
Dadas las Figuras anteriores y una velocidad de
giro de 1 revolución completa por segundo, el tiempo de exposición
para una imagen de transmisión bidimensional es de alrededor de 160
ms, y se toman 6 imágenes por segundo.
Cuando se forman imágenes, con un régimen de
repetición dado, un evento periódico, es decir, un evento que
ocurre a intervalos, tal como por ejemplo los latidos del corazón,
la resolución en el tiempo de las series de imágenes
bidimensionales puede hacerse más corta que el régimen de muestreo
de la formación de imágenes combinando los datos de formación de
imágenes de varios latidos de corazón. Este método es especialmente
eficiente si la frecuencia de los latidos de corazón y la
frecuencia de muestreo de la imagen no son múltiplos enteros una de
otra, sino que se obtiene un desplazamiento de fase en la serie de
imágenes entre cada latido de corazón.
Un detector de línea preferido para ser usado en
la presente invención es un detector de placas paralelas basado en
un gas, proporcionado preferiblemente con un amplificador de
avalancha de electrones. Tal detector de placas paralelas basado en
un gas es un detector de ionización, en el que electrones liberados
como un resultado de la ionización efectuada por la radiación de
ionización son acelerados en una dirección esencialmente
perpendicular a la dirección de la radiación.
Para más detalles con respecto a esa clase de
detectores de línea basados en gases para ser usados en la presente
invención, se hace referencia a las siguientes Patentes de EE.UU.
hechas por Tom Francke y otros, y asignadas a "XCounter AB" de
Suecia, cuyas patentes se incorporan en esta memoria por su
referencia: Núms. 6.546.070; 6.522.722; 6.518.578; 6.118.125;
6.373.065; 6.337.482; 6.385.282; 6.414.317; 6.476.397; y 6.477.223.
Se hace constar particularmente que ese tipo de detector es muy
eficaz evitando que la radiación dispersada de Compton sea
detectada. Esta propiedad es de extraordinaria importancia para
obtener datos de tomosíntesis de alta calidad.
Además, esa clase de detectores ha sido hallada
extremadamente sensible y puede en principio ser destinada a la
detección de fotones únicos, lo cual es importante cuando se
estudian procesos muy rápidos.
La distancia entre las placas paralelas, es
decir, los electrodos, del detector de línea pude ser inferior a
alrededor de 2 mm, preferiblemente inferior a alrededor de 1 mm, más
preferiblemente inferior a alrededor de 0,5 mm, y con la máxima
preferencia comprendida entre 0,1 mm y 0,5 mm. "XCounter AB" ha
empezado recientemente a verificar las características de
eliminación de la dispersión de Compton del detector de línea
experimentalmente y se ha observado un buen contraste usando un
amplio espectro de alta energía de rayos X, en cuyas condiciones un
sistema de detector convencional no sería capaz de ver estructura
alguna en absoluto. Se cree que el detector de línea basado en
gases, representado anteriormente, discrimina más del 99% de los
fotones dispersos; y mediante un diseño correcto se prevé que se
pueda impedir que alrededor del 99,9% o más de los fotones dispersos
sean detectados.
Más detalles sobre este tema se dan en la
Patente de EE.UU. Núm. Nº 6.856.669 B2, de Francke y otros, cuyo
contenido se incorpora en esta memoria por su referencia.
Se ha de tener en cuenta, no obstante, que
cualquier otro tipo de detector puede ser usado en la presente
invención. Tales detectores de línea incluyen ordenaciones basadas
en escintiladores, ordenaciones de CCD, detectores basados en TFT y
CMOS, detectores líquidos, y detectores de estado sólido tales como
ordenaciones de diodos PIN unidimensionales colocados de canto,
casi de canto con incidencia perpendicular de los rayos X,
posiblemente con una estructura de colimador frontal para rechazar
parcialmente los rayos X dispersos.
Se ha de tener en cuenta además que la
estructura 7 para conectar rígidamente la fuente 1 de rayos X, el
colimador 4, y el detector 6 de radiación pueden ser intercambiados
por dispositivos separados (no ilustrados) por la fuente 1 de rayos
X, el colimador 4 y el detector 6 de radiación, los cuales pueden
ser controlados electrónicamente para obtener movimientos lineales
síncronos de los dispositivos separados destinados a obtener el
movimiento de escaneado similar.
Se ha de tener en cuenta además que en vez de
mantener el objeto en reposo y la estructura de soporte girando
alrededor del eje de rotación, la estructura de soporte puede ser
mantenida en reposo y el objeto puede se hecho girar alrededor del
eje de rotación. Esto puede ser particularmente ventajoso en el caso
en que el objeto que se examina no sea un paciente que esté
despierto.
Para poder registrar imágenes del objeto con más
ángulos todavía, el objeto puede ser girado o movido de otra manera
sobre la mesa del objeto, o la estructura de soporte, que es
portadora de los aparatos 10 basados en el escaneado, puede ser
inclinada, después de lo cual el escaneado se realiza por medio del
giro de la estructura de soporte alrededor de un eje de rotación,
que es ortogonal al plano de la estructura de soporte.
Se ha de tener en cuenta que para las tres
variantes de formación de imágenes bidimensionales, cada imagen es
tomada con un ángulo ligeramente diferente a través del objeto que
el anterior debido a que el ángulo del detector está en
correspondencia con el eje vertical. Esta secuencia de ángulos de
imagen se repite para cada detector 6 de radiación usado para la
adquisición de la imagen. Esto es ventajoso en el ejemplo de la
angiografía en el que es beneficioso ver el corazón desde muchos
ángulos diferentes. Con este método el corazón puede ser
representado desde muchos ángulos para una inyección de agente de
contraste única. Esto es también beneficioso en la mamografía, o en
cualquier otra búsqueda de tumor, en la que el tumor pueda estar
oculto detrás de un objeto denso en una vista, pero es visible con
un ángulo diferente.
Se ha de tener en cuenta además que el detector
5 de radiación del aparato de la Figura 1 puede ser modificado de
modo que los detectores de línea, en vez de estar dispuestos en una
pila lineal, se dispongan en la periferia de un círculo, cuyo
centro coincide con la posición de la fuente 1 de radiación.
Las ventajas de la presente invención
incluyen:
\blacktriangleright Un gran número de imágenes
consecutivas que pueden se registradas durante un corto periodo de
tiempo. El número es establecido por el número de aparatos
detectores usados basados en el escaneado, el número de detectores
de línea en cada uno de los aparatos detectores basados en el
escaneado, la velocidad de giro del movimiento de escaneado, y la
elección del modelo de reconstrucción.
\blacktriangleright Las fuerzas sobre los
aparatos detectores, es decir, las fuentes de radiación y los
detectores de radiación son pequeños y constantes en el tiempo. No
se producirán vibraciones mecánicas.
\blacktriangleright Solamente uno o dos tubos
de rayos X han de ser conmutados a la vez, lo cual significa que
cada fuente de rayos X puede ser refrigerada a excepción de cuando
este esta sea requerida para la medición, es decir, desde cuando
este empiece a ser solapada con la mesa 13 de los objetos hasta que
su haz de radiación haya escaneado a través del objeto
completamente. Como una consecuencia, un gran número de imágenes
consecutivas por segundo pueden ser registradas sin
sobrecalentamiento de los tubos de rayos X. Típicamente, una fuente
de rayos X es conmutada conectándola durante 1/6 a 1/3 del tiempo de
barrido, lo cual implica que la potencia pueda ser incrementada de
3 a 6 veces cuando la fuente de radiación es conmutada activándola
en comparación con una potencia continua máxima. Un dispositivo de
control puede ser proporcionado para controlar la conmutación de
los tubos de rayos X o de otras fuentes usadas de radiación.
\blacktriangleright Pueden ser usados tubos de
rayos X más económicos puesto que no se necesita tener una gran
capacidad de calentamiento.
\blacktriangleright No hay limitaciones, sean
cuales fueran con respecto a la anchura y longitud de los aparatos
detectores basados en el escaneado en la disposición. Cuanto
mayores sean las anchuras de los aparatos detectores basados en el
escaneado, mayor será ángulo de tomosíntesis que se obtiene. La
longitud de cada detector de línea puede ser limitada. Si un
detector de línea más larga es necesario, varios detectores de línea
pueden ser dispuestos lado con lado para simular juntos un detector
de línea más largo. Esa disposición se describe en la Solicitud de
Patente de EE.UU. Núm. 20030155518, de Tom Francke, cuyo contenido
se incorpora en esta memoria por su referencia.
\blacktriangleright Disponiendo los detectores
de línea lejos del eje de rotación, los píxeles estarán más cerca de
ser de forma cuadrática, y la reconstrucción será más rápida y más
fácil. El escaneado será más similar a un escaneado lineal. Además,
los detectores de línea pueden disponerse más próximos entre sí
(empaquetados más densamente) puesto que la distancia entre dos
detectores de línea adyacentes es muy similar en sus extremos
lejanos (el extremo radialmente interior y el extremo radialmente
exterior) debido al gran radio de la estructura de soporte y a las
posiciones de los detectores de línea.
\blacktriangleright Los rayos de la radiación
de ionización casi incidirán sobre los detectores de línea con una
incidencia normal puesto que las fuentes de radiación están
situadas justamente encima de los detectores de línea en la
periferia de la estructura de soporte.
\blacktriangleright La dosis aplicada al
paciente es menor comparada con la CT.
\blacktriangleright El tiempo de exposición es
corto, lo cual significa que cualquier imprecisión debida al
movimiento del o efectuado por el objeto es minimizada.
\blacktriangleright La utilización del
detector de placas paralelas basado en un gas, proporcionado
preferiblemente con un amplificador de avalancha de electrones
descrito anteriormente, permite proporcionar una disposición
bastante económica, con detectores de radiación que son sensibles a
la dirección, es decir, que tienen un ruido extremadamente bajo de
fotones dispersos y que no producen ruido electrónico, es decir,
proporcionan fotones para el recuento con una relación de señal a
ruido excelente para los fotones individuales.
Claims (40)
1. Una disposición basada en el escaneado para
obtener datos de formación de la imagen de un objeto (5) con un
alto régimen de repetición, que comprende una estructura (11) de
soporte que tiene un eje (12) de giro; estando dicha disposición
caracterizada por:
- una pluralidad de aparatos (10) basados en el
escaneado dispuestos de modo fijo sobre dicha estructura de soporte
a una distancia esencialmente similar de dicho eje de rotación,
incluyendo cada uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el
escaneado:
- -
- una fuente (1) de radiación que emite radiación (2); y
- -
- un detector (6) de radiación que comprende una pila de detectores (6a) de línea, estando dirigido cada uno hacia la fuente de radiación para permitir que un haz de rayos (bl, ..., b_{n}, ..., b_{N}) de dicha radiación entre en el detector de línea;
- una mesa (13) de objeto sobre la cual se
dispone dicho objeto, estando dispuesta dicha mesa de objeto en la
trayectoria de radiación entre la fuente de radiación y el detector
de radiación de uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el
escaneado; y
- un dispositivo (14) proporcionado para que
haga girar dicha estructura de soporte alrededor de dicho eje de
rotación con relación a dicha mesa de objeto de modo que dicha mesa
de objeto se dispondrá sucesivamente en la trayectoria de radiación
entre la fuente de radiación divergente y el detector de radiación
de cada uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el
escaneado, durante cuya rotación cada uno de los detectores de
línea de cada uno de dichos detectores de radiación está destinado a
registrar, a un alto régimen de repetición, una pluralidad de
imágenes de línea de la radiación transmitida a través de dicho
objeto.
2. La disposición de la reivindicación 1, en la
que:
- dichos datos de formación de imágenes a un
alto régimen de repetición son datos de tomosíntesis;
- cada una de dichas fuentes (1) de radiación es
divergente; y
- los detectores de línea en cada uno de dichos
detectores (6) de radiación están dirigidos hacia una respectiva de
dichas fuentes de radiación divergentes para permitir que haces
(b_{1}, ..., b_{n}, ..., b_{N}) de rayos de la radiación de
la fuente de radiación divergente se propaguen formando ángulos
diferentes (\alpha_{1}, ..., \alpha_{n}, ...,
\alpha_{N}) a cada entrada en uno respectivo de los detectores
de línea, en donde
- los detectores de línea en cada uno de dichos
detectores (6) de radiación están destinados cada uno a registrar
una pluralidad de imágenes de la línea de radiación transmitidas a
través de dicho objeto en uno respectivo de dicha pluralidad de
ángulos diferentes para proporcionar dichos datos de
tomosíntesis.
3. La disposición de la reivindicación 2, en la
que dicha pluralidad de diferentes ángulos está distribuida sobre
un margen angular (\alpha_{N} - \alpha_{1}) de al menos 5º,
preferiblemente al menos 20º, y con la máxima preferencia de al
menos 45º.
4. La disposición de las reivindicaciones 2 ó 3,
que comprende un dispositivo de tratamiento de imágenes destinado a
reconstruir imágenes bi o tridimensionales de dicho objeto de dichos
datos de tomosíntesis por medio de la ejecución de un cálculo de
reconstrucción de la tomosíntesis.
5. La disposición de la reivindicación 1, en la
que dichos datos de formación de imágenes a un alto régimen de
repetición son datos para la reconstrucción de imágenes de
transmisión bidimensionales.
6. La disposición de la reivindicación 5, que
comprende un dispositivo de tratamiento de imágenes destinado a
reconstruir dichas imágenes de transmisión bidimensionales, cuyo
número es igual al número de dicha pluralidad de aparatos basados
en escanear durante cada revolución completa que dicho dispositivo
giratorio hace girar a dicha estructura de soporte.
7. La disposición de la reivindicación 6, en la
que dicho dispositivo de tratamiento de imágenes está destinado a
reconstruir dichas imágenes de transmisión bidimensionales de modo
que cada línea de cada una de dichas imágenes de transmisión
bidimensionales es desarrollada a partir de una imagen de la línea
de radiación de cada uno de los detectores de línea en uno de
dichos detectores de radiación.
8. La disposición de la reivindicación 5 que
comprende un dispositivo de tratamiento de imágenes destinado a la
reconstrucción de dichas imágenes de transmisión bidimensionales,
cuyo número es igual al producto del número de dicha pluralidad de
aparatos basados en escanear por el número de detectores de línea en
cada uno de dichos detectores de radiación para cada revolución
completa que dicho dispositivo giratorio hace girar a dicha
estructura de soporte.
9. La disposición de la reivindicación 8, en la
que dicho dispositivo de tratamiento de imágenes está destinado a
reconstruir dichas imágenes de transmisión bidimensionales de modo
que cada línea de cada una de dichas imágenes de transmisión
bidimensionales es desarrollada a partir de una imagen de línea de
radiación desde uno de los detectores de línea en uno de dichos
detectores de radiación.
10. La disposición de la reivindicación 9, en la
que dicho dispositivo de tratamiento de imágenes está destinado a
reconstruir dichas imágenes de transmisión bidimensionales de modo
que cada una de dichas imágenes de transmisión bidimensionales sea
desarrollada a partir de las imágenes de línea de radiación de uno
de los detectores de línea en uno de dichos detectores de
radiación.
11. La disposición de la reivindicación 9, en la
que dicho dispositivo de tratamiento de imágenes está destinado a
reconstruir dichas imágenes de transmisión bidimensionales de modo
que cada una de dichas imágenes de transmisión bidimensionales sea
desarrollada a partir de las imágenes de línea de radiación de los
detectores de línea en uno de dichos detectores de radiación como
se registró durante el escaneado una distancia correspondiente a la
distancia entre unos adyacentes de los detectores de línea en dicho
uno de dichos detectores de radiación.
12. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 11, que comprende un aparato de fluoroscopia
para visualizar, con un alto régimen de repetición, la radiación
transmitida a través de dicho objeto.
13. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 11, en la que dichos datos para la
reconstrucción de las imágenes de transmisión bidimensionales son
datos angiográficos.
14. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en la que el número de dicha pluralidad de
aparatos basados en el escaneo está comprendido entre 2 y 20,
preferiblemente entre 2 y 10, y más preferiblemente entre 4 y
8.
15. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 14, en la que dicha pluralidad de aparatos
basados en el escaneo están dispuestos equiangularmente alrededor
de dicho eje de rotación.
16. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, en la que dicha distancia esencialmente
similar está comprendida entre 0,5 m y alrededor de 4 m,
preferiblemente entre alrededor de 0,5 m y alrededor de 2 m, y más
preferiblemente es de alrededor de 1 m.
17. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, en la que dicho dispositivo proporcionado
para hacer girar, está destinado a hacer girar dicha estructura de
soporte con relación a dicha mesa de objetos a una velocidad
giratoria comprendida entre alrededor de 0,01 revoluciones por
segundo y alrededor de 10 revoluciones por segundo, preferiblemente
entre alrededor de 0,5 revoluciones por segundo y alrededor de 5
revoluciones por segundo, y más preferiblemente entre alrededor de
0,5 revoluciones por segundo y alrededor de de 2 revoluciones por
segundo.
18. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17, en la que la longitud de cada uno de los
detectores (6a) de línea en la pila de detectores de línea en cada
uno de dichos detectores de radiación está comprendida entre
alrededor de 0,05 m y 2 m, preferiblemente, entre alrededor de 0,1 m
y 1 m, y con la máxima preferencia entre alrededor de 0,2 m y 0,5
m.
19. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18 en la que la pila de detectores de línea en
cada uno de dichos detectores de radiación está comprendida entre
alrededor de 0,2 m y 2 m, preferiblemente entre alrededor de 0,4 m
y 1,5 m, y con la máxima preferencia entre alrededor de 0,75 m y 1,
25 m.
20. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 19, en la que el número de detectores (6a) de
línea en la pila de detectores de línea en cada uno de dichos
detectores de radiación es al menos de 2, preferiblemente al menos
de 5, más preferiblemente al menos de 10, y con la máxima
preferencia entre alrededor de 20 y alrededor de 100.
21. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20, en la que los detectores (6a) de línea en
cada uno de dichos detectores de radiación están dispuestos
paralelos entre sí.
22. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20, en la que cada uno de los detectores (6a)
de línea en la pila de detectores de línea, en cada uno de dichos
detectores de radiación, está dispuesto radialmente con respecto a
dicho eje de rotación.
23. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, en la que:
- la fuente de radiación divergente de cada uno
de dichos aparatos basados en el escaneo es una fuente (1) de rayos
X; y
- el detector de radiación de cada uno de dichos
aparatos basados en el escaneo es un detector (6a) de ionización
de base gaseosa, en el que electrones liberados como un resultado de
la ionización por un respectivo haz de rayos son acelerados en una
dirección esencialmente perpendicular a la dirección de ese haz de
rayos.
\newpage
24. La disposición de la reivindicación 23, en
la que dicho detector de ionización de base gaseosa es un detector
(6a) de avalancha de electrones.
25. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, en la que el detector de radiación de cada
uno de dichos aparatos basados en el escaneo es cualquiera de una
ordenación de diodos, una ordenación basada en escintiladores, una
ordenación de CCD, un detector basado en TFT- o CMOS-, o un detector
(6a) de líquido.
26. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, en la que cada uno de dichos aparatos
basados en el escaneo comprende un colimador (4) dispuesto en la
trayectoria de radiación inmediatamente aguas abajo de la fuente de
radiación de ese aparato basado en el escaneo, impidiendo dicho
colimador que la radiación, que no esté dirigida hacia los
detectores de línea de ese aparato basado en el escaneo, incida
sobre dicho objeto, reduciendo de ese modo la dosis de radiación
aplicada a dicho objeto.
27. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 26, que comprende un dispositivo de control
para conmutar conectando y desconectando dichas fuentes de
radiación, siendo proporcionado dicho dispositivo de control para
que conecte y desconecte dichas fuentes de radiación en un orden
consecutivo de modo que cada una de dichas fuentes de radiación
puede ser desconectada y enfriada mientras el objeto no está
presente en la trayectoria de radiación del aparato basado en el
escaneado, en el que está comprendida la fuente de radiación.
28. La disposición de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 27, en la que cada uno de los detectores de
línea en los detectores de radiación está dispuesto a una distancia
del eje de rotación que es mayor que la longitud de cada uno de los
detectores de línea en los detectores de radiación.
29. Un método basado en el escaneo para obtener
datos de formación de imágenes de un objeto (5) con un alto régimen
de repetición usando una disposición basada en el escaneo que
comprende una estructura (11) de soporte que tiene un eje (12) de
rotación; y una pluralidad de aparatos (10) basados en el escaneo
dispuestos de modo fijo sobre dicha estructura de soporte a una
distancia esencialmente similar de dicho eje de rotación, incluyendo
cada uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el escaneo una
fuente (1) de radiación que emite radiación, y un detector (6) de
radiación que comprende una pila de detectores (6a) de línea,
estando dirigido cada uno hacia la fuente de radiación para
permitir que un haz (b_{1}, ..., b_{n}, ..., b_{N}) de rayos
entre en el detector de línea, comprendiendo dicho método las
operaciones de:
- disponer dicho objeto en la trayectoria de
radiación entre la fuente de radiación y el detector de radiación
de uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el escaneo; y
- hacer girar dicha estructura de soporte
alrededor de dicho eje de giro con relación a dicho objeto de modo
que dicho objeto se dispondrá sucesivamente en la trayectoria de
radiación entre la fuente de radiación divergente y el detector de
radiación de cada uno de dicha pluralidad de aparatos basados en el
escaneo, durante cuya rotación, por medio de cada uno de dichos
detectores de línea de cada uno de dichos detectores de radiación,
una pluralidad de imágenes de la línea de radiación transmitida a
través de dicho objeto se registra a un alto régimen de
repetición.
30. El método de la reivindicación 29 en el
que:
- dichos datos de formación de imágenes a alto
régimen de repetición se proporcionan como datos de
tomosíntesis;
- la radiación procedente de cada una de dichas
fuentes (1) de radiación es emitida en forma de haz de radiación
divergente; y
- los detectores de línea en cada uno de dichos
detectores (6) de radiación están dirigidos hacia una respectiva de
dichas fuentes para permitir que haces de rayos (b_{1}, ...,
b_{n}, ..., b_{N}) de la radiación de la fuente de radiación
que se propagan con diferentes ángulos (\alpha_{1}, ...,
\alpha_{n}, ..., \alpha_{N}) a cada entrada de uno
respectivo de los detectores de línea, en donde
- una pluralidad de imágenes de línea de
radiación transmitidas a través de dicho objeto en uno respectivo
de dicha pluralidad de diferentes ángulos es registrada mediante los
detectores de línea en cada uno de dichos detectores (6) de
radiación para proporcionar dichos datos de tomosíntesis.
31. El método de la reivindicación 30, en el que
dos o tres imágenes tridimensionales de dicho objeto son
reconstruidas a partir de dichos datos de tomosíntesis por medio de
la ejecución de un cálculo de la reconstrucción de la
tomosíntesis.
32. El método de la reivindicación 29, en el que
dichos datos de formación de imágenes de alto régimen de repetición
son proporcionados como datos para reconstruir imágenes de
transmisión bidimensionales.
33. El método de la reivindicación 32, en el que
dichas imágenes de transmisión bidimensionales, cuyo número es
igual al número de dicha pluralidad de aparatos basados en el
escaneado para cada revolución completa que dicha estructura de
soporte gira, son reconstruidas desarrollando cada una de dichas
imágenes de transmisión bidimensionales a partir de una imagen de
línea de la radiación de cada uno de los detectores de línea de uno
de dichos detectores de radiación.
34. El método de la reivindicación 32, en el que
dichas imágenes de transmisión bidimensionales, cuyo número es
igual al producto del número de dicha pluralidad de aparatos basados
en el escaneo y el número de detectores de línea en cada uno de
dichos detectores de radiación para cada revolución completa que
dicha estructura de soporte es girada, son reconstruidas
desarrollando cada una de dichas imágenes de transmisión
bidireccionales a partir de imágenes de línea de la radiación de
uno de los detectores de línea en uno de dichos detectores de
radiación.
35. El método de la reivindicación 32, en el que
dichas imágenes de transmisión bidimensionales, cuyo número es
igual al producto del número de dicha pluralidad de aparatos basados
en el escaneo por el número de detectores de línea en cada uno de
dichos detectores de radiación para cada revolución completa que
dicha estructura de soporte efectúa, son reconstruidas
desarrollando cada una de dichas imágenes de transmisión
bidimensionales de las imágenes de línea de la radiación de los
detectores de línea en uno de dichos detectores de radiación
registradas durante el escaneo una distancia correspondiente a la
distancia entre unas adyacentes de los detectores de línea en dicho
uno de dichos detectores de radiación.
36. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 29 a 35, en el que la radiación transmitida a
través de dicho objeto es visualizada, con un alto régimen de
repetición, mediante un método fluoroscópico.
37. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 29 a 35, en el que dichos datos de formación de
imágenes de dicho objeto son datos de formación de imágenes de
angiografía.
38. El método de cualquiera a de la
reivindicaciones 29 a 37, en el que dichas fuentes de radiación son
conmutadas, conectando y desconectando en un orden consecutivo de
modo que cada una de dichas fuentes de radiación puede ser
desconectada y enfriada mientras el objeto no está presente en la
trayectoria de radiación del aparato basado en el escaneo, en el
que está comprendida la fuente de radiación.
39. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 29 a 37, en el que:
- dicho objeto realiza un evento periódico, tal
como por ejemplo latidos de corazón;
- los datos de formación de imágenes de varios
ciclos de dicho evento periódico son registrados; y
- los datos de formación de imágenes de dichos
varios ciclos son combinados para incrementar la resolución
temporal de los datos de formación de imágenes del evento
periódico.
40. El método de la reivindicación 39, en el que
dicho alto régimen de repetición es seleccionado con relación a la
frecuencia del evento periódico de modo que dicho alto régimen de
repetición y dicha frecuencia del evento periódico no sean
múltiplos enteros uno de otro.
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