ITRM20130701A1

ITRM20130701A1 - Struttura di fantoccio universale per controlli di qualita' in tomografia computerizzata e risonanza magnetica

Info

Publication number: ITRM20130701A1
Application number: IT000701A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Acri; Alessia Bramanti; Placido Bramanti; Barbara Testagrossa; Giuseppe Vermiglio
Original assignee: I R C C S Ct Neurolesi Bonino Pulejo
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-21
Also published as: WO2015092776A1; US20160327625A1; EP3082603A1; EP3082603B1; US10168409B2

Description

Titolo: STRUTTURA DI FANTOCCIO UNIVERSALE PER CONTROLLI DI QUALITA’ IN TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA E RISONANZA MAGNETICA * * * * * *

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un fantoccio universale idoneo per la conduzione dei controlli di qualità, utilizzabile indistintamente sia in Tomografia Computerizzata (TC) che in Risonanza Magnetica (RM).

Stato della Tecnica

Lo scopo di un’importante categoria di dispositivi di diagnostica strumentale è quello di produrre immagini in grado di fornire informazioni quanto più precise e accurate.

In particolare, la Tomografia Computerizzata (TC) e la Risonanza Magnetica (RM) sono tra le tecniche di imaging più sofisticate, nonché tra le pratiche attualmente più utilizzate nella attività diagnostica.

Le tecniche di cui sopra si basano sulla acquisizione di immagini ad alta risoluzione, la cui qualità deve persistere nel tempo, motivo per cui è necessario avviare adeguate procedure di Quality Assurance sulla strumentazione che le produce.

Tali procedure includono la conduzione di test periodici, finalizzati all’individuazione di possibili degradazioni nella qualità dell’immagine, cosa che comporterebbe una minore capacità di identificare ed interpretare correttamente reperti patologici, con conseguente riduzione dell’accuratezza e della confidenza diagnostica complessiva.

Questi test prendono il nome di Controlli di Qualità e consistono in un insieme di prove effettuate al fine di determinare il livello di riproducibilità e accuratezza delle prestazioni dell’apparecchiatura diagnostica rispetto ad un riferimento opportunamente definito, atteso che qualsiasi imperfezione o degrado della messa a punto dell’apparecchiatura potrebbe influenzare il corretto percorso diagnostico. A questo proposito, bisogna sottolineare che il deterioramento della qualità dell’immagine, essendo un evento lento e progressivo, non è in genere percepito da un operatore impegnato a lavorare continuamente con la stessa apparecchiatura, e necessita quindi di strumenti tecnici di valutazione, che siano in grado di fornire parametri fisici di misurazione oggettivi e riproducibili che descrivono il livello delle prestazioni delle apparecchiature radiologiche che producono l’immagine diagnostica.

L’attuazione dei Controlli di Qualità, come la manutenzione, è raccomandata sia dai costruttori delle apparecchiature diagnostiche che dalle organizzazioni di Fisica Medica, sia internazionali che nazionali, nonché prevista dalla normativa vigente in Italia, come accade per le apparecchiature di RM, oggetto del DPR n.

542/94, e per le sorgenti e macchine radiogene, normate dal D. Lgs. 187/00, che prevedono che detti controlli vengano condotti periodicamente da parte di esperti che siano in possesso di adeguata qualificazione, titoli e curriculum professionale. Al fine di procedere alle necessarie verifiche, per la quantificazione dei rilievi da effettuare ed il conseguente confronto dei dati ottenuti con i valori di riferimento, bisogna, però, disporre di attrezzature specifiche, consistenti in idonei dispositivi, denominati “fantocci”, di varia forma e composizione, costruiti in modo da fornire un’immagine predeterminata con elementi di riferimento costanti. Da tali immagini particolari si deve poter desumere il livello del parametro della prestazione messo sotto indagine.

In commercio sono disponibili diversi tipi di fantocci per l’acquisizione di immagini test da analizzare e elaborare, per lo più dedicati alla specifica apparecchiatura da testare.

La scelta del fantoccio da utilizzare risulta quindi fortemente condizionata dall’insieme dei parametri che possono essere sottoposti alla verifica della qualità delle prestazioni e che conseguentemente rendono completo il programma di Controlli di Qualità.

La valutazione di detti parametri necessita, quindi, di fantocci specificatamente dedicati all’apparecchiatura in esame, ed in molti casi, per una valutazione completa sulle stesse apparecchiature, vi è la necessità di utilizzare più di un fantoccio.

Il più delle volte sono le stesse Ditte costruttrici che forniscono i fantocci insieme alle apparecchiature diagnostiche, cui risultano quindi dedicati, con lo scopo di poterne testare in sede di accettazione prima, e di costanza poi, il relativo funzionamento, in riferimento ad appositi protocolli, spesso sviluppati dalle ditte stesse per ciascuna macchina e solitamente gestiti direttamente dal software dell’apparecchiatura. Pertanto ogni macchina prevede un suo specifico protocollo di acquisizione e di elaborazione dei dati, con il risultato che sempre più spesso la persona preposta alla conduzione delle misure, ovvero l’Esperto in Fisica Medica, si trova a dover fare uso di molti e differenti tipi di fantocci, per ciascuno dei quali è previsto un apposito protocollo di misure cui fare riferimento.

Sarebbe quindi utile un unico tipo di fantoccio che sia in grado di effettuare quante più misure di parametri fisici caratteristici possibili indipendentemente dalla macchina utilizzata.

Sommario dell’invenzione

Scopo primario della presente invenzione è quello di realizzare un fantoccio unico che sia idoneo per effettuare i controlli di qualità sia in tomografia computerizzata (TC) che in risonanza magnetica (RM).

Tale scopo viene raggiunto realizzando una struttura di fantoccio universale per l’acquisizione di immagini test che, in conformità alla rivendicazione 1, comprende un contenitore a forma di parallelepipedo diviso mediante pareti interne in sezioni che possono essere riempite almeno in parte da un fluido in relazione al tipo di apparecchiatura da sottoporre a controllo di qualità, dette sezioni comprendendo - una prima sezione, a forma di parallelepipedo, suddivisa in due primi compartimenti da un primo setto, detti primi compartimenti aventi un volume diverso tra loro;

- una seconda sezione, a forma di parallelepipedo, suddivisa diagonalmente in almeno due secondi compartimenti da almeno un secondo setto, in modo che detti almeno due secondi compartimenti siano due prismi triangolari;

- ed una terza sezione, a forma di parallelepipedo, suddivisa in quattro terzi compartimenti da due terzi setti tra loro trasversali.

Vantaggiosamente il contenitore viene realizzato in Polimetilmetacrilato (PMMA), materiale assimilabile a tessuto equivalente.

Vantaggiosamente le diverse sezioni del fantoccio vengono utilizzate, ognuna almeno parzialmente riempita con un appropriato fluido e/o riempita con inserti solidi opportuni, per le misure di alcuni specifici parametri fisici caratteristici della apparecchiatura sottoposta a controllo di qualità.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un fantoccio universale, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui: la Fig.1a rappresenta una vista prospettica di un fantoccio secondo l’invenzione; la Fig.1b rappresenta una vista dall’alto del fantoccio di Figura 1a;

la Fig. 2a rappresenta una vista prospettica di una prima tipologia di inserto per la conduzione dei Controlli di Qualità in dispositivi di tomografia computerizzata; la Fig.2b rappresenta una vista laterale dell’inserto di Figura 2a;

la Fig. 3 rappresenta una seconda tipologia di inserto per la conduzione dei Controlli di Qualità in dispositivi di tomografia computerizzata;

la Fig. 4 rappresenta una terza tipologia di inserto per la conduzione dei Controlli di Qualità in dispositivi di risonanza magnetica.

Gli stessi numeri di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione Con l’intento di individuare dei percorsi procedurali quanto più possibile omogenei per i diversi tipi di apparecchiature esistenti sul mercato, così svincolandoli da quanto previsto in merito dalle case costruttrici, e con l’intento di consentire un più agevole confronto delle prestazioni, sia nel tempo che tra le stesse, indipendentemente anche dalle eventuali peculiarità di chi le conduce, omogeneizzando in tal modo metodologie e strumenti per la conduzione dei controlli di qualità di natura radiologica, è stato sviluppato e realizzato un unico fantoccio di agevole impiego e dai costi estremamente contenuti rispetto agli svariati esemplari esistenti sul mercato, da utilizzarsi indifferentemente su apparecchiature di TC e RM. Tale fantoccio ha la proprietà di poter essere impiegato per la misura dei parametri più significativi per determinare la qualità delle immagini ottenute sia con tomografi TC che RM, scegliendo opportunamente la composizione chimica del liquido di riempimento in relazione alla specifica apparecchiatura da sottoporre a verifica. Nella seguente Tabella 1 vengono riportati i parametri più significativi, identificati come tali da associazioni scientifiche internazionali (AAPM – NEMA) e nazionali (AIFB – ANPEQ - INAIL area ex Ispesl), nonché dalle Ditte costruttrici stesse e dagli Autori di autorevoli lavori presenti in letteratura scientifica, attraverso la cui determinazione è possibile valutare la qualità delle immagini di tomografi sia TC che RM, con accanto specificato se il relativo parametro può o meno essere determinato con il fantoccio della presente invenzione.

Tabella 1

TC Fantoccio dell’invenzione RM Fantoccio dell’invenzione Rumore numeri TC Si Rapporto Segnale Rumore Si

Uniformità numeri TC Si Uniformità Si

Risoluzione Spaziale Si Risoluzione Spaziale Si

Spessore dello Strato Si Spessore dello Strato Si

Dimensione Pixel Precisione T1e T2Si

Scala di Contrasto Si Frequenza di Risonanza Si

Risoluzione basso

Si Slice warp Si

contrasto

Valore medio numeri TC Si Accuratezza T1e T2Si

Linearità numeri TC Si Posizione dello strato Si

Posizione dello strato Si Separazione fra gli strati Si

Separazione fra gli strati Si Artefatti/Ghosts Si

Accuratezza del centratore Rapporto Contrasto

Si

laser Rumore

Accuratezza del centratore

CTDI

laser

DLP Distorsione Geometrica Si

Posizionamento del lettino

Tali parametri ed i loro significati in tomografia computerizzata e/o in tomografia a risonanza magnetica sono noti agli esperti del settore.

Dall’esame della tabella 1 risulta evidente come, con l’impiego del fantoccio dell’invenzione, sia possibile determinare la maggior parte dei parametri utilizzati per qualificare e quantificare il livello delle prestazioni diagnostiche di un tomografo TC/RM, e tra questi certamente i parametri più significativi, richiesti peraltro dalle Linee Guida Ispesl.

Una forma di realizzazione preferita del fantoccio, oggetto della presente invenzione, è illustrata nelle Figure 1a e 1b. Tale fantoccio, indicato globalmente con il riferimento numerico 1, permette di eseguire la conduzione dei controlli di qualità sia in TC che in RM, scegliendo in maniera opportuna la composizione chimica del liquido di riempimento di alcune sue parti, in relazione alla specifica apparecchiatura soggetta a verifica. La scelta del liquido di riempimento può essere eseguita in modo noto, a seconda dell’apparecchiatura da testare e dei particolari parametri da valutare.

Il fantoccio 1 ha preferibilmente la forma di un parallelepipedo rettangolo. Preferibilmente, ma non necessariamente, l’estensione longitudinale L della base 2 del fantoccio è doppia della profondità P e dell’altezza H del fantoccio stesso. A titolo puramente esemplificativo, e non limitativo, una variante del fantoccio può avere le seguenti dimensioni HxLxP: 16 cm x 32 cm x 16 cm. In ogni caso il fantoccio dell’invenzione risulta particolarmente compatto ed agevole da trasportare o manipolare rispetto ai fantocci attualmente utilizzati. Vantaggiosamente il suo volume può variare tra 6 e 10 dm<3>, preferibilmente tra 7 e 9 dm<3>.

Vantaggiosamente il fantoccio 1 è realizzato in Polimetilmetacrilato (PMMA), materiale assimilabile a tessuto equivalente.

Il fantoccio dell’invenzione è vantaggiosamente suddiviso in diverse sezioni. Nella vista dall’alto di Figura 1b è possibile distinguere meglio le suddette sezioni.

Una prima sezione 3 del fantoccio 1, anch’essa avente forma di parallelepipedo rettangolo, è vantaggiosamente suddivisa in due vani o compartimenti 3’, 3’’, separati da un setto 10, perpendicolare al fondo ed a due prime pareti laterali 12, 12’ opposte della sezione 3, e pertanto parallelo alle due seconde pareti laterali opposte 11, 11’. Il setto 10, avente uno spessore pari o inferiore a 1 mm e realizzato ad esempio in PMMA o altro idoneo materiale, è posizionato in prossimità di una parete 11 delle due seconde pareti laterali. Vantaggiosamente la distanza del setto 10 dalla parete laterale 11 è pari a circa 1/4÷1/9 della profondità P del fantoccio 1, in modo da permettere un’agevole misura sull’immagine acquisita, utilizzando il Line Profile Tool, tool noto agli addetti ai lavori. A titolo esemplificativo questa distanza può variare da circa 2 cm a 4 cm. Sempre a titolo esemplificativo la prima sezione 3 può avere le seguenti dimensioni HxLxP: 16 cm x 8 cm x 16 cm.

Le pareti laterali 12, 12’ sono più lunghe delle pareti laterali 11, 11’. La parete laterale interna 12’ separa la prima sezione 3 da una seconda sezione 4 del fantoccio ad essa adiacente.

Tale sezione 3 può venire utilizzata per effettuare valutazioni di uniformità (sia in TC che RM), rapporto S/N (sia in TC che RM), risoluzione spaziale (sia in TC che RM), artefatti/ghosts e frequenza di risonanza (solo in RM). Per eseguire le suddette valutazioni (controlli di qualità), i compartimenti 3’ e 3’’ vengono riempiti fino a 3/4 di volume, al fine di poter distinguere, all’interno del fantoccio universale, la zona riempita con il liquido dedicato dalla zona contenente aria, sempre all’interno della sezione 3.

Di seguito, sebbene noti agli esperti del settore, riportiamo in sintesi una breve spiegazione riguardante i suddetti parametri valutabili mediante la sezione 3 del fantoccio dell’invenzione.

Uniformità: in TC l’uniformità è la costanza dei numeri TC dell’immagine di un materiale omogeneo attraverso il campo di esame. Il numero TC, espresso in unità di Hounsfield, UH, è un valore adimensionale proporzionale alla densità del tessuto. Le UH sono riferite alla densità dell’acqua che per convenzione è pari a 0, in quanto, come ben noto, il corpo umano è formato per oltre il 70% di acqua. Al di sopra e al di sotto di tale valore si localizzano le densità dei diversi tessuti della materia vivente. In RM l’uniformità dell’immagine è relativa all’abilità del sistema RM di produrre un segnale di risposta costante sul volume mappato quando l’oggetto di cui si acquisisce l’immagine ha caratteristiche RM omogenee.

Rapporto S/N (Signal/Noise): in TC il rumore è definito come la variazione dei numeri TC rispetto al valore medio in un’area definita, denominata regione di interesse (ROI), al centro dell’immagine della sostanza uniforme. L’entità del rumore è valutata mediante la deviazione standard, fornita dalla console, dei numeri TC. In RM il rumore è definito come la variazione del segnale in una regione omogenea. Su un’unica immagine si selezionano ROI piccole, ma con statistica superiore a 100 pixel, sulle quali viene valutato il segnale S come valore medio della distribuzione dei segnali nella ROI ed il rumore N come deviazione standard della stessa distribuzione. Il protocollo suggerisce di prendere cinque regioni posizionate una al centro e le restanti quattro in posizioni ortogonali tra loro in regioni più periferiche ma evitando la zona di bordo per valutare l’omogeneità di S/N.

Risoluzione Spaziale: in TC la risoluzione spaziale è la capacità di distinguere differenti oggetti nell’immagine; quando la differenza di attenuazione tra gli oggetti ed il fondo è grande in confronto al rumore, essa può essere valutata mediante la funzione di risposta ad un impulso PSF, Point Spread Function, i.e. la risposta del sistema ad una sollecitazione puntuale, ovvero ad un singolo pixel. In RM la risoluzione spaziale è la capacità di distinguere differenti oggetti nell’immagine; essa può essere valutata mediante la funzione di risposta ad un impulso PSF. Artefatti/Ghosts: in RM consistono nella presenza di segnale significativamente diverso dal fondo in regioni dell’immagine in cui non esiste Signal Producing Volume.

Frequenza di Risonanza: in RM il software restituisce la frequenza di risonanza all’interno della ROI selezionata. Tale valore viene confrontato con quello nominale.

Una seconda sezione 4 del fantoccio 1, anch’essa avente forma di parallelepipedo rettangolo, ed adiacente a detta prima sezione 3, è vantaggiosamente suddivisa in almeno due vani o compartimenti 4, 4’’, separati da un setto 20, sostanzialmente perpendicolare al fondo della sezione 4 e disposto diagonalmente all’interno della sezione 4 in modo da formare due prismi triangolari uguali, aventi per base un triangolo rettangolo, che definiscono i suddetti compartimenti 4’, 4’’. Per la valutazione di vari parametri, solo uno dei due compartimenti 4’, 4’’ viene riempito con un opportuno liquido, che sarà specifico in relazione all’apparecchiatura soggetta a verifica.

Il setto 20 ha uno spessore pari o inferiore a 1 mm ed è realizzato ad esempio in PMMA o altro idoneo materiale con similari caratteristiche di attenuazione.

Vantaggiosamente la seconda sezione 4 ha lo stesso volume (dimensioni) della prima sezione 3, ad esempio HxLxP: 16 cm x 8 cm x 16 cm.

La seconda sezione 4 può venire utilizzata per effettuare valutazioni di posizione dello strato (sia in TC che RM), spessore dello strato (sia in TC che RM), separazione fra gli strati (sia in TC che RM), Slice Warp (solo in RM). Per eseguire le suddette valutazioni (controlli di qualità) il compartimento 4’ viene riempito con un opportuno liquido di riempimento, mentre il compartimento 4’’ rimane pieno di aria, oppure viceversa, oppure si riempiono i due compartimenti 4’, 4’’ con due fluidi aventi differenti densità. La seconda sezione 4 è così in grado di riprodurre il comportamento a rampa e a cuneo.

Di seguito, sebbene noti agli esperti del settore, riportiamo in sintesi una breve spiegazione riguardante i suddetti parametri valutabili mediante la sezione 4 del fantoccio dell’invenzione.

Posizione dello strato: in TC e RM il controllo sulla posizione dello strato permette di determinare esattamente la posizione dello strato acquisito, quest’ultimo impostato utilizzando i sistemi di centratura disponibili.

Spessore dello Strato: in TC e RM lo spessore dello strato è determinato dalla larghezza a metà altezza (FWHM) del profilo della fetta irraggiata, mediante il Line Profile Tool (noto agli addetti dei lavori), moltiplicata per la tangente dell’angolo, ottenuta come rapporto tra i cateti 13 e 12’.

Separazione fra gli strati: in TC e RM il test consiste nella verifica della distanza impostata tra gli strati. La valutazione prevede la sovrapposizione grafica dei profili della rampa di ciascuno strato acquisito ed il calcolo del valore centrale di ogni picco.

Slice Warp: in RM il test consiste nella verifica qualitativa della perfetta orizzontalità dello strato acquisito.

In una variante alternativa, nella seconda sezione 4 può essere previsto un ulteriore setto 20’, disposto diagonalmente all’interno della sezione 4 in modo trasversale all’altro setto 20, in modo da dividere la sezione 4 in quattro prismi triangolari, a due a due uguali, aventi per base un triangolo isoscele e definenti quattro compartimenti. In questo caso, per eseguire le suddette valutazioni (controlli di qualità), i compartimenti vengono riempiti esattamente nella stessa maniera descritta sopra, ma in questo caso il sistema è in grado di riprodurre il comportamento tipico del doppio cuneo, noto agli esperti del settore.

Una terza sezione 5 del fantoccio 1, avente preferibilmente forma di un cubo, ed adiacente a detta seconda sezione 4, è vantaggiosamente suddivisa in quattro vani o compartimenti 6, 7, 8, 9. In una variante preferita i compartimenti 6, 7, 8, 9, avente forma di parallelepipedo, sono tra loro uguali ed ottenuti dividendo il volume del cubo della terza sezione 5 mediante due setti 30, 40, tra loro uguali ed ortogonali.

I setti 30, 40 definiscono insieme una forma a croce greca nella vista dall’alto del fantoccio (Figura 1b). Anche i setti 30, 40 hanno uno spessore pari o inferiore a 1 mm e sono realizzati, ad esempio, in PMMA o altro idoneo materiale con similari caratteristiche di attenuazione.

Vantaggiosamente la terza sezione 5 ha pari profondità P ed altezza H delle sezioni 3 e 4 ma presenta una estensione longitudinale pari a circa il doppio dell’estensione longitudinale di ciascuna delle sezioni 3 e 4. A titolo esemplificativo la terza sezione 5 può avere le seguenti dimensioni HxLxP: 16 cm x 16 cm x 16 cm, ed i compartimenti 6, 7, 8, 9 possono avere le seguenti dimensioni HxLxP: 16 cm x 8 cm x 8 cm.

I quattro compartimenti della terza sezione 5 possono venire utilizzati per effettuare valutazioni dei seguenti otto parametri caratteristici utili per l’espletamento dei controlli di qualità: valore medio dei numeri TC (in TC), Linearità numeri TC (in TC), Scala di contrasto (in TC), Risoluzione a basso contrasto (in TC), Precisione dei tempi di rilassamento T1 e T2 (in RM), Accuratezza dei tempi di rilassamento T1 e T2 (in RM), Rapporto Contrasto Rumore (in RM) e Distorsione Geometrica (in RM). Quattro di questi parametri sono relativi alla tomografia computerizzata; gli altri quattro sono relativi alla tomografia a risonanza magnetica.

Di seguito, sebbene noti agli esperti del settore, riportiamo in sintesi una breve spiegazione riguardante i suddetti parametri valutabili mediante la sezione 5 del fantoccio dell’invenzione:

Verifica del valore medio dei numeri TC: il valore medio dei numeri TC, che rappresenta l’attenuazione media associata a ciascuna area elementare dell’immagine TC, deve essere confrontato con il valore di riferimento.

Linearità numeri TC e scala di contrasto: in TC la linearità dei numeri TC consiste nella valutazione della corrispondenza lineare tra numero TC e la densità fisica (o elettronica) o il coefficiente di attenuazione. Un indice sintetico della linearità è costituito dalla scala di contrasto definita come la pendenza della retta che rappresenta il coefficiente di attenuazione lineare in funzione dei numeri TC.

Risoluzione basso contrasto: in TC è la capacità di evidenziare tessuti con piccole differenze di densità elettronica.

Precisione dei tempi di rilassamento T1 e T2: in RM la precisione della valutazione dei due tempi di rilassamento spin-reticolo e spin-spin è definita come la variazione della valutazione in una serie ripetuta di misure in identiche condizioni. Accuratezza dei tempi di rilassamento T1 e T2: in RM l’accuratezza della valutazione dei due tempi di rilassamento spin-reticolo e spin-spin è definita come la variazione di tali parametri rispetto a valori standard di riferimento.

Rapporto Contrasto Rumore: in RM individua la capacità del sistema di differenziare regioni con diverse caratteristiche di rilassamento e densità protonica rispetto al rumore.

Distorsione Geometrica: in RM la distorsione geometrica è legata alla capacità del sistema RM di riprodurre le dimensioni di un oggetto.

Per eseguire le suddette valutazioni (controlli di qualità) i compartimenti 6, 7, 8 e 9 vengono riempiti parzialmente con un opportuno liquido di riempimento, in base all’apparecchiatura da testare, ed al loro interno vengono inoltre collocati rispettivi inserti solidi mobili corrispondenti ad un diverso parametro da valutare.

La Figura 3 illustra un esempio di una prima tipologia di inserti 50 per la conduzione dei controlli di qualità su apparecchiature TC. Due inserti 50, di forma cubica, ad esempio di dimensioni 6 cm x 6 cm x 6 cm, realizzati tra loro in materiale diverso, ad esempio PMMA e Teflon, possono essere utilizzati per la verifica del valore medio dei numeri TC, nonché per valutare la linearità degli stessi. Ciascun inserto 50 viene inserito all’interno di un rispettivo compartimento cubico della sezione 5, ad esempio di dimensioni 8cm x 8cm x 8cm, parzialmente riempito con un predeterminato liquido.

Le Figure 2a e 2b illustrano un esempio di una seconda tipologia di inserti 60 per la conduzione dei controlli di qualità su apparecchiature TC.

L’inserto 60 è anch’esso un cubo, realizzato ad esempio in PMMA, ed avente ad esempio dimensioni 6 cm x 6 cm x 6 cm. Vantaggiosamente l’inserto cubico 60 presenta all’interno una serie di fori cilindrici 61 disposti tra loro paralleli, con il proprio asse longitudinale disposto lungo uno stesso piano di mezzeria del cubo, ed attraversanti il cubo da una parete a quella opposta; detti fori cilindrici 61 avendo un diametro decrescente andando da una parte all’altra del cubo. La visualizzazione dei suddetti fori cilindrici 61 permette di ottenere informazioni in merito alla scala di contrasto del tomografo sottoposto a controllo di qualità.

A titolo esemplificativo, possono essere previsti sei fori cilindrici 61 aventi, in successione, un diametro decrescente pari rispettivamente a 10 mm, 8 mm, 6mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm (Figura 2b).

Gli inserti 60 possono essere utilizzati per la verifica della scala di contrato e della risoluzione a basso contrasto in TC.

Ciascun inserto 60 viene inserito all’interno di un rispettivo compartimento della sezione 5, parzialmente riempito con un predeterminato liquido.

La Figura 4 illustra, invece, un esempio di una terza tipologia di inserti 70 per la conduzione dei controlli di qualità su apparecchiature RM. Una pluralità di inserti 70, di forma sferica e di uguali dimensioni, ad esempio aventi raggio pari a circa 2-4 cm, realizzati in PMMA, vengono riempiti con liquidi differenti e collocati all’interno dei compartimenti 6, 7, 8, 9, precedentemente identificati, a loro volta precedentemente riempiti con un liquido appropriato. Questi inserti 70 permettono di valutare rispettivamente la precisione dei tempi di rilassamento T1 e T2, l’accuratezza di detti tempi di rilassamento T1 e T2, il rapporto Contrasto Rumore, e la Distorsione Geometrica.

Pertanto il fantoccio della presente invenzione, con una struttura compatta, semplice ed economica, permette di valutare, mediante l’inserimento di appropriati liquidi e/o inserti, sostanzialmente tutti i principali parametri utili alla determinazione della qualità delle immagini ottenute sia con tomografi TC che RM. I risultati preliminari ottenuti dal confronto tra il fantoccio universale, oggetto della presente invenzione, ed i fantocci che ad oggi vengono utilizzati per la conduzione dei Controlli di Qualità in TC e RM hanno mostrato un discrepanza al di sotto del 3%.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Struttura di fantoccio (1) universale per l’acquisizione di immagini test, utilizzabile indistintamente per condurre controlli di qualità sia in apparecchiature di Tomografia Computerizzata (TC) che in apparecchiature di Tomografia a Risonanza Magnetica (RM), detta struttura di fantoccio (1) comprendente un contenitore a forma di parallelepipedo diviso mediante pareti interne in sezioni (3, 4, 5) che possono essere riempite almeno in parte da un fluido in relazione al tipo di apparecchiatura da sottoporre a controllo di qualità, dette sezioni comprendendo - una prima sezione (3), a forma di parallelepipedo, suddivisa in due primi compartimenti (3’, 3’’) da un primo setto (10), detti primi compartimenti aventi un volume diverso tra loro; - una seconda sezione (4), a forma di parallelepipedo, suddivisa diagonalmente in almeno due secondi compartimenti (4’, 4’’) da almeno un secondo setto (20), in modo che detti almeno due secondi compartimenti (4’, 4’’) siano due prismi triangolari; - ed una terza sezione (5), a forma di parallelepipedo, suddivisa in quattro terzi compartimenti (6, 7, 8, 9) da due terzi setti (30, 40) tra loro trasversali.
2. Struttura di fantoccio secondo la rivendicazione 1, in cui prima sezione (3), seconda sezione (4) e terza sezione (5) sono disposte in successione lungo un asse longitudinale del contenitore.
3. Struttura di fantoccio secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il contenitore ha la forma di parallelepipedo rettangolo, la prima sezione (3) ha la forma di parallelepipedo rettangolo, la seconda sezione (4) ha la forma di parallelepipedo rettangolo e la terza sezione (5) ha la forma di cubo.
4. Struttura di fantoccio secondo la rivendicazione 3, in cui le dimensioni della prima sezione (3) sono uguali alle dimensioni della seconda sezione (4), ed in cui la terza sezione (5) ha uguale profondità (P) ed altezza (H) rispetto a dette prima sezione (3) e seconda sezione (4) ed ha una estensione longitudinale pari al doppio dell’estensione longitudinale di dette prima sezione (3) e seconda sezione (4).
5. Struttura di fantoccio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui nella seconda sezione (4) è previsto un ulteriore secondo setto (20’), disposto diagonalmente all’interno della seconda sezione (4) e trasversalmente a detto secondo setto (20), in modo da dividere la seconda sezione (4) in quattro prismi triangolari, a due a due uguali, definenti quattro secondi compartimenti.
6. Struttura di fantoccio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo setto (10) è perpendicolare rispetto al fondo del contenitore e rispetto a due prime pareti laterali opposte (12, 12’) della prima sezione (3), ed è parallelo a due seconde pareti laterali opposte (11, 11’) di detta prima sezione (3).
7. Struttura di fantoccio secondo la rivendicazione 6, in cui detto primo setto (10) è posizionato in prossimità di una parete (11) di dette due seconde pareti laterali opposte (11, 11’), preferibilmente essendo la distanza del primo setto (10) dalla parete (11) pari a circa 1/4÷1/9 della profondità (P) del contenitore.
8. Struttura di fantoccio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui detti quattro terzi compartimenti (6, 7, 8, 9) sono tra loro uguali, separati tra loro dai due terzi setti (30, 40) tra loro uguali ed ortogonali.
9. Struttura di fantoccio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il contenitore, detto primo setto (10), detto almeno un secondo setto (20, 20’) e detti terzi setti (30, 40) sono realizzati in PMMA o altro idoneo materiale che abbia caratteristiche di attenuazione simili all’acqua.
10. Uso di una struttura di fantoccio, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, per effettuare, utilizzando la prima sezione (3) di detta struttura, una valutazione dei seguenti parametri: - uniformità, rapporto S/N e risoluzione spaziale per controlli di qualità sia in apparecchiature di Tomografia Computerizzata (TC) che in apparecchiature di Tomografia a Risonanza Magnetica (RM); - artefatti/ghosts e frequenza di risonanza per controlli di qualità in apparecchiature di Tomografia a Risonanza Magnetica (RM).
11. Uso di una struttura di fantoccio, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, per effettuare, utilizzando la seconda sezione (4) di detta struttura, una valutazione dei seguenti parametri: - posizione dello strato, spessore dello strato e separazione fra gli strati per controlli di qualità sia in apparecchiature di Tomografia Computerizzata (TC) che in apparecchiature di Tomografia a Risonanza Magnetica (RM); - Slice Warp per controlli di qualità in apparecchiature di Tomografia a Risonanza Magnetica (RM).
12. Uso di una struttura di fantoccio, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, per effettuare, utilizzando la terza sezione (5) di detta struttura, una valutazione dei seguenti parametri: - valore medio dei numeri TC, linearità dei numeri TC, scala di contrasto e risoluzione a basso contrasto per controlli di qualità in apparecchiature di Tomografia Computerizzata (TC); - precisione dei tempi di rilassamento T1 e T2, accuratezza di detti tempi di rilassamento T1 e T2, rapporto Contrasto Rumore e Distorsione Geometrica per controlli di qualità in apparecchiature di Tomografia a Risonanza Magnetica (RM).