BR112012020228B1 - Aparelho de mamografia e método de operação do mesmo - Google Patents
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Abstract
aparelho de mamografia. a presente invenção refere-se a um aparelho de mamografia para detectar células malignas nos seios compreendendo uma fonte de raios x e um detector de raios x que coopera com a fonte de raios x para produzir uma imagem de raios x do dito seio e compreendendo ainda uma espátula para achatar o seio pressionado-o contra o dito detector de raios x, em que pelo menos um sensor é aplicado para medir um parâmetro que é usado para determinar a pressão na qual a espátula comprime o seio e em que um sistema do controle é fornecido, que controla o acionamento da espátula dependendo da pressão que é aplicada no seio, em que existe uma unidade de medição da área de contato para medir a área de contato entre o seio e a espátula.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de mamogra-fia para detectar células malignas nos seios compreendendo uma fonte de raios x e um detector de raios x que coopera com a fonte de raios x para produzir uma imagem de raios x do dito seio e compreendendo ainda uma bandeja para achatar o seio pressionando-o contra o dito detector de raios x, em que pelo menos um sensor é aplicado para medir um parâmetro,que é usado para determinar a pressão na qual a bandeja pressiona o seio e em que um sistema de controle é fornecido que controla a atuação da bandeja dependendo da pressão que é aplicada no seio. A pressão do seio com a bandeja contra o detector de raios x serve a finalidade de achatamento do seio, o que é desejável para obter uma imagem de raios x apropriada do seio.
[0002] Um aparelho de mamografia de acordo com o preâmbulo éconhecido de US-B-7.656.993. Nesse aparelho de mamografia conhecido, a bandeja é formada de acordo com a curvatura do seio, e a bandeja compreende múltiplos elementos que podem ser individualmente movidos e controlados dependendo das pressões medidas com vários sensores de pressão a fim de produzir a pressão desejada no seio considerando as propriedades físicas do seio.
[0003] Uma das desvantagens do aparelho de mamografia conhecido, é que, de forma a melhorar a qualidade da formação da imagem dos raios x, é sugerido aplicar uma distribuição desigual de pressões no seio. O entendimento geral na técnica exige, entretanto, que uma pressão uniforme seja aplicada para achatamento dos seios, o que permite a aplicação de uma dose menor de raios x e produz melhor qualidade de imagem.
[0004] Um primeiro objetivo da invenção é, portanto, considerarespecificamente esses parâmetros que são considerados relevantes para a qualidade da geração da imagem de raios x do seio. É considerado que o conhecimento desses parâmetros e a sua consideração melhorem a constatação da presença ou não de células malignas.
[0005] Um objetivo adicional de invenção é melhorar o aparelho demamografia conhecido em que uma pressão desnecessária do seio durante a geração da imagem de raios x é evitada.
[0006] Ainda um objetivo adicional é aumentar a capacidade doaparelho de mamografia de detectar com segurança as células malignas no tecido do seio.
[0007] Ainda um objetivo adicional é proporcionar uma alternativapara métodos existentes que utilizam o método conhecido de mamo- grafia, no qual a pressurização é usada para ainda determinar a presença de células possivelmente malignas que são detectadas com o aparelho de mamografia.
[0008] Esses e outros objetivos da invenção que podem se tornarevidentes a partir da revelação seguinte são pelo menos em parte tratados com os aspectos do aparelho de mamografia da invenção como especificado nas reivindicações anexas.
[0009] Em um primeiro aspecto da invenção, o aparelho de ma-mografia tem uma unidade de medição da área de contato para medir a área de contato entre o seio e a bandeja. No aparelho de mamogra- fia da invenção a bandeja é preferivelmente construída unitária, que significa em uma peça, pelo menos sem a série de elementos de bandeja adjacentes que são individualmente móveis e controláveis como na técnica anterior de acordo com US-B-7.656.993.
[00010] A unidade de medição da área de contato pode ser usada em um modo duplo. Em uma modalidade na qual pelo menos um sensor é usado para medir a força que é aplicada no seio, essa força junto com a área de contato produz a pressão média que é aplicada no seio. Essa pressão média pode então ser controlada em um nível preesta- belecido de modo a evitar dor desnecessária e evitável durante a geração da imagem.
[00011] Além disso, a área de contato medida entre o seio e a bandeja resultante da compressão do seio pode ser usada, junto com o nível de força preestabelecido, para calcular e aplicar uma pressão de compressão média específica independente das dimensões do seio individual. O conhecimento e o controle dessa pressão de compressão média específica levam a uma melhor normalização da operação de mamografia, com precisão melhorada de projeção enquanto evitando dor desnecessária para as pessoas sendo filmadas. Uma pressão de compressão média na ordem da pressão sanguínea diastólica evita o desconforto excessivo em muitos casos, particularmente com seios pequenos.
[00012] O acima mencionado se aplica também se pelo menos um sensor é usado para medir diretamente a pressão ao invés da força que é aplicada no seio, o que é possível em uma modalidade vantajosa que será discutida a seguir.
[00013] De preferência, a unidade de medição da área de contato compreende recurso ótico. Então é possível medir a área de contato entre o seio e a bandeja sem interferir com a geração da imagem dos raios x. Adequadamente então o recurso ótico compreende uma câmera, de preferência uma câmera de CCD.
[00014] Um aspecto adicional da invenção se refere a tal aparelho de mamografia para detectar células malignas em um seio compreendendo uma fonte de raios x e um detector de raios x,que coopera com a fonte de raios x para produzir uma imagem de raios x do dito seio, e compreendendo ainda uma bandeja para achatar o seio pressionando- o contra o dito detector de raios x e uma unidade de medição da área de contato compreendendo recurso ótico, de preferência uma câmera, para medir a área de contato entre o seio e a bandeja e em que a bandeja é translúcida. Em tal aparelho de mamografia, é benéfico que a bandeja, ou uma placa transparente separada que é montada para se unir com a bandeja,seja conectada em uma fonte de luz, em que a dita bandeja, ou dita placa transparente separada, e a dita fonte de luz são dispostas para propagar a luz dentro da bandeja ou dita placa e para liberar a luz da bandeja ou dita placa na direção da câmera com o tecido do seio contatando a bandeja ou a dita placa. Isso proporciona uma maneira muito efetiva e fácil de implementar a unidade de medição da área de contato fazendo uso do assim chamado efeito de reflexão interno total frustrado da luz que se propaga na bandeja (ou na placa montada para se unir com a bandeja) quando a bandeja (ou a dita placa) está em contato com o seio. A quantidade de luz, bem como a área da qual a luz escapa da bandeja (ou da dita placa separada) depende da pressão (local) aplicada pelo seio na bandeja, ou dita placa. Esse fenômeno torna possível ainda medir a perfusão nos capilares na pele do seio dependendo da pressão (local), por exemplo, usando geração de imagem por manchas.
[00015] De preferência, a bandeja e/ou a placa separada montada para se unir com a bandeja é feita de resina de policarbonato Lexan. Lexan é uma marca registrada da firma Sabic Innovative Plastics para um termoplástico projetado amorfo que é conhecido por suas propriedades notáveis mecânicas, óticas, elétricas e térmicas. As propriedades óticas tornam o material muito adequado para produzir uma trajetória ótica efetiva entre a unidade de medição da área de contato e o seio que está sob investigação. As propriedades óticas da resina de policarbonato podem ser ainda melhoradas proporcionando as mes-mas com traços de óxido de titânio. Também é possível cobrir a bandeja e/ou a placa separada com grafeno, que é conhecido por sua resistência, translucidez e seu excelente comportamento na condução da eletricidade e calor.
[00016] O aparelho de mamografia conhecido é fornecido com uma unidade de processamento para processar os dados do detector de raios x e convertê-los em uma imagem de raios x do seio. De preferência, essa unidade de processamento e a unidade de medição da área de contato são conectadas em um avaliador para determinar a razão entre a área de contato entre o seio e a bandeja e a seção transversal do seio quando derivada da imagem de raios x do seio. Também essa razão pode fornecer informação que é relevante para estabelecer a presença das células malignas.
[00017] De preferência, o aparelho de mamografia tem uma unidade de medição de espessura para medir a espessura do seio enquanto o dito seio é comprimido e achatado pela bandeja. A espessura do seio durante a compressão, que não precisa somente ser a informação de estado estável, mas pode também incluir informação relacionada com a espessura do seio em vários níveis de compressão, é um parâmetro que - junto com a força aplicada - fornece informação sobre as propriedades mecânicas do seio. Pela medição desse parâmetro, não linearidades nas propriedades mecânicas do tecido do seio, que podem ser uma indicação do crescimento de célula maligna, podem ser detectadas.
[00018] Adequadamente, a unidade de medição de espessura inclui um recurso para detectar a distância entre a bandeja e o detector de raios x, em particular a distância entre a região da bandeja que contata o seio e o detector de raios x. Essa é uma maneira direta de determinar a espessura do seio que está sendo achatado entre a bandeja e o detector de raios x.
[00019] É ainda desejável que o aparelho de mamografia tenha sensores de pressão que são distribuídos na bandeja e/ou no detector de raios x de modo a registrar as pressões locais no seio. Primeiro, isso proporciona a possibilidade que os sensores de pressão sejam conectados na unidade de processamento, que então pode correlacionar as ditas pressões locais com a imagem de raios x do dito seio. Essa informação da pressão local é indicativa para a seção transversal do seio durante a sua compressão e a informação combinada das pressões locais com a imagem de raios x do seio aumenta a confiabilidade da detecção da presença das células malignas.
[00020] Também é possível usar diretamente esses sensores de pressão para controlar o acionamento da bandeja dependendo da pressão assim medida que é aplicada no seio.
[00021] A confiabilidade da detecção da presença de células malignas pode ser até mesmo melhorada em uma modalidade preferida do aparelho de mamografia da invenção, em que a bandeja e/ou o detector de raios x compreende sensores de temperatura para registrar uma distribuição de temperatura da superfície do seio enquanto ele é achatado entre a bandeja e o detector de raios x. Também a distribuição de temperatura da superfície do seio é informação utilizável que pode ser usada para determinar a área de contato do seio com a bandeja durante a compressão, bem como para detectar a presença de células malignas por si. O aspecto que os sensores de temperatura são fornecidos na bandeja e/ou no detector de raios x fornece a vantagem que os sensores ficam devido à deformação do seio mais próximos das células de produção de calor e vasos sanguíneos no seio, e o contato físico do seio com a bandeja e/ou o detector de raios x melhora a transferência de calor para os sensores de temperatura, reduzindo o tempo necessário para alcançar uma situação de estado estável.
[00022] É considerado que melhores resultados na análise da informação da distribuição de temperatura no seio possam ser obtidos quando os sensores de temperatura são conectados no recurso de processamento e que o dito recurso de processamento é disposto para correlacionar a distribuição da temperatura do seio com a imagem dos raios x.
[00023] Mais preferivelmente, os sensores de pressão e/ou os sensores de temperatura são transparentes para os raios x. Dessa maneira, a qualidade da imagem dos raios x do seio não sofre pela aplicação dos sensores de pressão e/ou sensores de temperatura.
[00024] Em outra modalidade na qual os sensores não são transparentes, é preferido que a bandeja e/ou o detector de raios x e os sensores de pressão e/ou sensores de temperatura fornecidos nele exibam substancialmente o mesmo nível de absorção para os raios x. O efeito na geração da imagem dos raios x é então limitado à necessidade de aplicar um nível de energia ligeiramente mais alto dos raios x.
[00025] Em ainda outra modalidade na qual os sensores não são transparentes e na qual uma unidade de processamento é aplicada para produzir a imagem dos raios x, é preferido que a unidade de processamento seja disposta para remover a imagem dos sensores de pressão e/ou dos sensores de temperatura da imagem dos raios x.
[00026] Os inventores consideram que os sensores de pressão e/ou os sensores de temperatura preferivelmente incluem sensores de película fina e/ou sensores de retícula Bragg de fibra. Bem como sendo sensível ao esforço, o comprimento de onda de Bragg dos sensores de retícula Bragg de fibra é também sensível à temperatura. O esforço medido pode ser convertido para a pressão que é aplicada na bandeja e/ou no detector de raios x.
[00027] Uma vantagem dos sensores de película fina e sensores de retícula Bragg de fibra é que eles são oticamente transparentes e em grande extensão translúcidos para os raios x, e que já que eles realmente absorvem os raios x, o material da bandeja e/ou do detector de raios x pode ser facilmente selecionado com aproximadamente o mesmo valor de absorção. Se ainda permanece imagens notáveis das fibras na imagem dos raios x do seio, essas imagens das fibras podem ser facilmente subtraídas da imagem de raios x do seio. A transparên- cia ótica dos sensores de retícula Bragg de fibra é benéfica para posicionar o seio entre a bandeja e o detector para a geração de imagens de raios x.
[00028] É ainda preferido que os sensores de retícula Bragg de fibra sejam distribuídos na bandeja e/ou no detector de raios x em um número pré-selecionado de modo a proporcionar uma resolução de aproximadamente 8 x 8 pixels ou pelo menos 6 x 6 pixels. Isso proporciona informação suficiente que pode ser significativamente relacionada com a imagem de raios x do seio.
[00029] A invenção será a seguir ainda elucidada com referência ao desenho de um aparelho de mamografia de acordo com a invenção.
[00030] No desenho:- a figura 1 mostra esquematicamente o aparelho de ma- mografia da invenção.
[00031] Com referência à figura 1, o aparelho de mamografia da invenção é representado com a referência 1. Esse aparelho de mamo- grafia 1 é usado para filmar células malignas 8 no seio 2. Para essa finalidade, o aparelho de mamografia 1 compreende uma fonte de raios x 3 e um detector de raios x 4 que coopera com a fonte de raios x para produzir uma imagem de raios x do dito seio 2.
[00032] O aparelho de mamografia 1 ainda compreende uma bandeja 5 para achatar o seio 2 comprimindo-o contra o dito detector de raios x 4. Na modalidade mostrada, a bandeja 5 é fornecida com um sensor de força ou torque 20 para medir a força na qual a bandeja 5 achata o seio 2. Além disso, um sistema de controle 10, normalmente formando parte de um sistema de computador 19, é fornecido que recebe os sinais de medição do sensor de força ou torque 20 através da linha 11 e controla o acionamento da bandeja 5 através de uma linha de direção 12 dependendo da força que é medida com o sensor 20 e usando os resultados da medição da área de contato, o que é discuti- do no próximo parágrafo.
[00033] No controle do acionamento da bandeja 5, a força medida com o sensor 20 é convertida, primeiramente, para uma pressão considerando a área de contato entre a bandeja 5 e o seio 2. Para essa finalidade, uma unidade de medição da área de contato 6', 6" é aplicada para medir a área de contato entre o seio 2 e a bandeja 5. A unidade de medição da área de contato 6', 6" compreende recurso ótico, tal como uma câmera 6', de preferência uma câmera de CCD. A saída de uma câmera de CCD 6' pode ficar diretamente disponível em um formato digital para o sistema de controle 10.
[00034] Beneficamente, o recurso ótico 6', 6" da unidade de medição da área de contato compreende ainda uma fonte de luz 6", com a qual a bandeja 5 é conectada nessa fonte de luz 6" e a dita bandeja 5 e a fonte de luz 6" são dispostas para propagar a luz dentro da bandeja 5 e para liberar a luz da bandeja 5 na direção da câmera 6' com o tecido do seio 2 entrando em contato com a bandeja 5.
[00035] Para melhorar a trajetória ótica da unidade de medição da área de contato 6',6" para o seio 2, é vantajoso fabricar a bandeja de resina de policarbonato Lexan. Lexan é uma marca registrada da firma Sabic Innovative Plastics para um termoplástico projetado amorfo que é conhecido por suas propriedades notáveis mecânicas, óticas, elétricas e térmicas. As propriedades óticas da resina de policarbonato podem ser ainda melhoradas fornecendo-a com traços de óxido de titânio, embora não mostrado na figura, também é possível medir a área de contato usando uma placa separada que é montada para se unir com a bandeja no lado da bandeja que é planejado para contatar o seio. Nessa modalidade, a placa é então conectada na fonte de luz, e a placa e a fonte de luz são então dispostas para propagar a luz dentro da placa e para liberar a luz da placa na direção da câmera com o tecido do seio entrando em contato com a placa.
[00036] O aparelho de mamografia da invenção ainda tem uma unidade de processamento 17 para processar os dados do detector de raios x 4 recebidos através da linha 21 e convertê-los em uma imagem de raios x do seio 2. A unidade de processamento 17 e a unidade de medição da área de contato 6', 6" são conectadas através de linhas 15, 16 respectivas em um avaliador 14 no sistema de computador 19 para determinar a razão entre a área de contato medida entre o seio 2 e a bandeja 5 e uma seção transversal do seio como derivada da imagem de raios x do seio 2.
[00037] O aparelho de mamografia 1 ainda tem uma unidade de medição de espessura 13 para medir a espessura do seio enquanto o dito seio 2 é achatado pela bandeja 5. A unidade de medição de espessura 13 é capaz de detectar a distância entre a região da bandeja 5 que contata o seio 2 e o detector de raios x 4. No exemplo mostrado, essa pode ser uma unidade de medição de ângulo conectada no braço que mantém a bandeja 5.
[00038] A bandeja 5 é preferivelmente fornecida com uma série de sensores de pressão 7 para medir as pressões locais que podem ser indicativas da presença das células malignas. É desejável que os sensores de pressão 7 sejam distribuídos na bandeja 5 e preferivelmente também no detector de raios x 4 de modo a registrar as pressões locais no seio 2, e que a unidade de processamento 17 (geralmente formando parte do sistema de computador 19) seja disposta para correlacionar as ditas pressões locais com a imagem de raios x do dito seio 2. Também é possível que os sensores de pressão 7 sejam diretamente utilizados para controlar a pressão que é aplicada no seio 2. Dessa maneira, um sensor de força para medir a força na qual a bandeja 5 é aplicada no seio 2 pode ser descartado.
[00039] A figura 1 ainda mostra que a bandeja 5 e/ou o detector de raios x 4 compreende sensores de temperatura 18 para registrar uma distribuição de temperatura do seio 2 enquanto ele é pressionado entre a bandeja 5 e o detector de raios x 4. Esses sensores de temperatura 18 para registrar uma distribuição de temperatura do seio 2 ficam preferivelmente medindo durante o período completo da compressão do seio 2 pela bandeja 5. De preferência, a unidade de processamento 17 do sistema de computador 19 é também disposta para correlacionar a distribuição da temperatura do seio 2 com a imagem de raios x.
[00040] A elucidação acima dos aspectos da invenção não é planejada para limitar as reivindicações anexas ao exemplo específico que é fornecido com ela. Ao contrário, é possível que muitas variações sejam possíveis dentro do escopo da invenção. Por exemplo, é preferido que os sensores de pressão 7 e/ou os sensores de temperatura 18 sejam transparentes para os raios x. Em outra modalidade, entretanto, é pos-sível que a bandeja 5 e/ou o detector de raios x 4 e os sensores de pressão 7 e/ou os sensores de temperatura 18 fornecidos neles exibam substancialmente o mesmo nível de absorção para os raios x. Em ainda outra modalidade, é possível que os sensores de pressão 7 e/ou os sensores de temperatura 18 não sejam totalmente transparentes para os raios x e que a unidade de processamento 17 seja disposta para remover a imagem dos sensores de pressão 7 e/ou dos sensores de temperatura 18 da imagem de raios x.
Claims (14)
1. Aparelho de mamografia (1) para detectar células malignas (8) nos seios (2) compreendendo uma fonte de raios x (3) e um detector de raios x (4) que coopera com a fonte de raios x (3) para fornecer uma imagem de raios x do dito seio (2) e compreendendo ainda uma bandeja (5) para achatar o seio (2) pressionando-o contra o dito detector de raios x (4), em que pelo menos um sensor (7) é aplicado para medir um parâmetro que é usado para determinar a pressão na qual a bandeja (5) comprime o seio (2) e em que um sistema de controle (10) é fornecido, que controla o acionamento da bandeja (5) dependendo da pressão que é aplicada no seio (2), caracterizado pelo fato de que ele tem uma unidade de medição da área de contato (6', 6") para medir a área de contato entre o seio (2) e a bandeja (5).
2. Aparelho de mamografia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de medição da área de contato (6', 6") compreende um recurso ótico.
3. Aparelho de mamografia (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a bandeja (5) é translúcida e a bandeja (5) ou uma placa transparente separada montada para se unir com a bandeja (5) é conectada em uma fonte de luz (6"), em que a dita bandeja (5), ou dita placa transparente separada, e a dita fonte de luz (6") são dispostas para propagar a luz dentro da bandeja (5) ou da dita placa separada e para liberar a luz da bandeja (5) ou da dita placa separada na direção da câmera (6') com o tecido do seio (2) contatando a bandeja (5) ou a dita placa separada.
4. Aparelho de mamografia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a bandeja (5) é feita de resina de policarbonato Lexan.
5. Aparelho de mamografia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é forne- cido com uma unidade de processamento (17) para processar os dados do detector de raios x (4) e convertê-los em uma imagem de raios x do seio (2), em que a unidade de processamento (17) e a unidade de medição da área de contato (6', 6") são conectadas em um avaliador (14) para determinar a razão entre a dita área de contato e a seção transversal do seio como derivada da imagem de raios x do seio (2).
6. Aparelho de mamografia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ele tem uma unidade de medição de espessura (13) para medir a espessura do seio enquanto o dito seio (2) é comprimido pela bandeja (5).
7. Aparelho de mamografia, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de medição de espessura (13) inclui um recurso para detectar a distância entre a bandeja (5) e o detector de raios x (4).
8. Aparelho de mamografia, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a bandeja (5) é unitária e que existem sensores de pressão (7) que são distribuídos na bandeja (5) ou no detector de raios x (4) de modo a registrar as pressões locais no seio (2).
9. Aparelho de mamografia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a bandeja (5) ou o detector de raios x (4) compreende sensores de temperatura (18) para registrar uma distribuição de temperatura do seio enquanto ele é achatado entre a bandeja (5) e o detector de raios x (4).
10. Aparelho de mamografia, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que os sensores de pressão (7) ou os sensores de temperatura (18) são conectados na unidade de processamento (17) e a dita unidade de processamento (17) é disposta para correlacionar as pressões locais no seio (2) ou a distribuição da temperatura do seio (2) com a imagem de raios x.
11. Aparelho de mamografia, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que os sensores de pressão (7) ou os sensores de temperatura (18) são transparentes para os raios x, em que a bandeja (5) ou o detector de raios x (4) e os sensores de pressão (7) ou sensores de temperatura (18) fornecidos nele exibem o mesmo nível de absorção para os raios x.
12. Aparelho de mamografia, de acordo com a reivindicação 9, ou 10, ou 11, caracterizado pelo fato de que uma unidade de processamento (17) é aplicada para produzir a imagem de raios x, em que os sensores de pressão (7) ou os sensores de temperatura (18) não são transparentes para os raios x, e que a unidade de processamento (17) é disposta para remover a imagem dos sensores de pressão (7) ou dos sensores de temperatura (18) da imagem dos raios x.
13. Aparelho de mamografia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que os sensores de pressão (7) ou os sensores de temperatura (18) incluem sensores de película fina ou sensores de retícula Bragg de fibra em que os sensores de retícula Bragg de fibra são distribuídos na bandeja (5) ou no detector de raios x (4) em um número pré-selecionado de modo a proporcionar uma resolução de pelo menos 6 x 6 pixels, ou de pelo menos 8 x 8 pixels.
14. Método de operação de um aparelho de mamografia (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que uma pressão de compressão média é aplicada no seio na ordem da pressão sanguínea diastólica de modo a evitar desconforto excessivo, particularmente com um seio pequeno.
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