DE10332301B4 - Device for medical diagnosis - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung für die medizinische Diagnose mit einem für hochenergetische Photonen außerhalb des optischen Wellenlängenbereichs empfindlichen abbildenden Hochenergiedetektor (9) und einer Hochenergiestrahlungsquelle (2), von der aus hochenergetische Photonen durch ein Gewebe eines zu untersuchenden Objekts (7) hindurch zu dem der Hochenergiestrahlungsquelle (2) zugeordneten Hochenergiedetektor (9) emittierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass einer Positioniervorrichtung (4, 8) für das zu untersuchende Objekt (7) ein auf Photonen im optischen Wellenlängenbereich empfindlicher abbildender Niederenergiedetektor (8) und eine Photonen im optischen Wellenlängenbereich emittierende Niederenergiestrahlungsquelle (5) zugeordnet sind und dass das Gewebe des zu untersuchenden Objekts (7) zusätzlich ohne Positionsänderung mit Hilfe des Niederenergiedetektors (8) und der zugeordneten Niederenergiestrahlungsquelle (5) untersuchbar ist und dass eine an den Niederenergiedetektor (8) und den Hochenergiedetektor (9) angeschlossene Bildverarbeitungseinheit (15) die Fusion eines mit dem Niederenergiedetektor (8) aufgenommenen Niederenergiebilds mit einem vom Hochenergiedetektor (9) aufgenommenen Hochenergiebilds vornimmt.Apparatus for medical diagnosis comprising a high-energy non-optical-wavelength imaging high-energy detector (9) and a high-energy radiation source (2) from which high-energy photons pass through a tissue of an object to be examined (7) to the high-energy radiation source (2) associated high energy detector (9) are emissive, characterized in that a positioning device (4, 8) for the object to be examined (7) on photons in the optical wavelength range sensitive imaging low-energy detector (8) and a photons in the optical wavelength range emitting low-energy radiation source (5) and that the tissue of the object to be examined (7) can additionally be examined without changing the position with the aid of the low-energy detector (8) and the associated low-energy radiation source (5), and that one to the low-energy detector (8) and the High energy detector (9) connected image processing unit (15) performs the fusion of a low-energy detector (8) recorded low-energy image with a high energy detector (9) recorded high energy image.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die medizinische Diagnose mit einem für hochenergetische Photonen außerhalb des optischen Wellenlängenbereichs empfindlichen abbildenden Hochenergiedetektor und einer Hochenergiestrahlungsquelle, von der aus hochenergetische Photonen durch ein Gewebe eines zu untersuchenden Objekts hindurch zu dem der Hochenergiestrahlungsquelle zugeordneten Hochenergiedetektor emittierbar sind.The The invention relates to a device for medical diagnosis with a for high energy photons outside of the optical wavelength range sensitive high-energy imaging detector and a high-energy radiation source, from which consists of high-energy photons through a tissue of one to be examined Object assigned to the high-energy radiation source High energy detector can be emitted.
Eine derartige Vorrichtung ist auf dem Gebiet der Mammographie allgemein bekannt. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung zur Untersuchung der weiblichen Brust, der so genannten Mamma. Die Mammographie wird insbesondere zur Früherkennung von Brustkrebs verwendet. Dazu wird die zu untersuchende Mamma zwischen einer Kompressionsplatte und einer Detektorplatte komprimiert und mit Hilfe von Röntgenstrahlung, die von einer Röntgenquelle erzeugt wird, durchleuchtet.A Such device is general in the field of mammography known. This is a device for examining the female breast, the so-called mom. The mammography will especially for early detection used by breast cancer. For this purpose, the breast to be examined between a compression plate and a detector plate compressed and with the help of X-rays, that from an x-ray source is generated, illuminated.
Da die Aussichten auf Dauerheilung bei einer frühzeitigen Diagnose sehr gut sind, besteht Bedarf an medizinischen Vorrichtungen, mit denen sich ein Mammakarzinom frühzeitig entdecken lässt.There the prospects of permanent cure with an early diagnosis very well There is a need for medical devices that can be used a breast cancer early to discover.
Bei der weiblichen Brust handelt es sich jedoch um ein anatomisch kompliziertes Gewebe, so dass auf herkömmlichen Röntgenaufnahmen Läsionen nur schwer erkennbar sind. Häufig gehen daher Läsionen im so genannten anatomischen Rauschen unter.at The female breast, however, is an anatomically complicated one Tissue, so on conventional radiographs lesions are difficult to recognize. Often therefore go lesions in the so-called anatomical noise below.
Zur Erkennung von Tumoren ist in letzter Zeit die Verwendung fluoreszierender metabolischer Marker bekannt geworden, die sich entweder ausschließlich in bestimmten Regionen des Körpers anreichern oder überall im Körper verteilt sind, aber dafür nur in bestimmten Körperbereichen durch die dort ablaufenden Stoffwechselprozesse aktiviert werden. Für die Suche nach einem Tumor wird der fluoreszierende metabolische Marker in die Blutbahn des Patienten gebracht und der fluoreszierende Marker durch eine Bestrahlung im Bereich der Anregungswellenlänge zum Leuchten gebracht. Der Tumor kann dann durch Erfassen des vom fluoreszierenden Marker emittierten Lichts im Bereich der Emissionswellenlänge detektiert werden.to Recognition of tumors is lately more fluorescent metabolic markers that are either exclusively in certain regions of the body enrich or everywhere in the body are distributed, but for that only in certain body areas be activated by the metabolic processes occurring there. For the Finding a tumor becomes the fluorescent metabolic marker brought into the patient's bloodstream and the fluorescent marker by irradiation in the region of the excitation wavelength for Brought lights. The tumor can then be detected by detecting the fluorescence Marker emitted light detected in the range of emission wavelength become.
Die
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen von Läsionen mit Hilfe hochenergetischer Photonen zu schaffen.outgoing From this prior art, the invention is based on the object an improved device for detecting lesions using high-energy To create photons.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den in dem Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. In den davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.These The object is achieved by a device having the features specified in claim 1 solved characterizing features. In the dependent claims are indicated advantageous embodiments and developments.
Die Vorrichtung umfasst eine Hochenergiestrahlungsquelle, die hochenergetische Photonen durch ein zu untersuchendes Objekt zu einem Hochenergiedetektor sendet. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Positioniervorrichtung für das zu untersuchende Objekt auf, der ein auf Photonen im optischen Wellenlängenbereich empfindlicher abbildender Niederenergiedetektor und eine niederenergetische Photonen im optischen Wellenlängenbereich emittierende Niederenergiestrahlungsquelle zugeordnet sind, die Photonen im optischen Wellenlängenbereich, insbesondere im nahen Infrarotbereich, zu dem zugeordneten Niederenergiedetektor sendet. Die Hochenergiestrahlungsquelle und der Hochenergiedetektor sowie die Niederenergiestrahlungsquelle und der Niederenergiedetektor sind so angeordnet, dass die Untersuchung ohne Positionsänderung des Gewebes des zu untersuchenden Objekts durchgeführt werden kann. Ferner bewirkt eine an den Niederenergiedetektor und den Hochenergiedetektor angeschlossene Bildverarbeitungseinheit die Fusion eines mit dem Niederenergiedetektor aufgenommenen Niederenergiebilds mit einem vom Hochenergiedetektor aufgenommenen Hochenergiebilds.The Apparatus comprises a high energy radiation source, the high energy Photons through an object to be examined to a high energy detector sends. The device further comprises a positioning device for the object to be examined, the one on photons in the optical wavelength range sensitive imaging low-energy detector and a low-energy Emitting photons in the optical wavelength range Are associated with low-energy radiation source, the photons in the optical Wavelength range, especially in the near infrared range, to the associated low energy detector sends. The high energy radiation source and the high energy detector and the low energy radiation source and the low energy detector are arranged so that the examination without position change the tissue of the object to be examined are performed can. Furthermore, one connected to the low energy detector and the high energy detector causes Image processing unit merging one with the low energy detector recorded low-energy image with a high-energy detector recorded high energy image.
Zur Durchführung einer Untersuchung wird ein fluoreszierender Marker in das Gewebe des zu untersuchenden Objekts eingebracht und das Gewebe des zu untersuchenden Objekts sowohl mit hochenergetischen als auch niederenergetischen Photonen bestrahlt. Die transmittierten hochenergetischen Photonen werden mit Hilfe des Hochenergiedetektors erfasst und die von den Markersubstanzen emittierten niederenergetischen Photonen werden mit Hilfe des Niederenergiedetektors detektiert.to execution An examination turns a fluorescent marker into the tissue introduced the object to be examined and the tissue of the examining object with both high-energy and low-energy Photons irradiated. The transmitted high-energy photons are recorded with the help of the high energy detector and those of the Marker substances emitted are low-energy photons detected with the help of the low energy detector.
Da sich durch die fluoreszierenden Marker auch kleinste Läsionen im Gewebe des zu untersuchenden Objekts detektieren lassen, kann das niederenergetische Bild des zu untersuchenden Objekts zum Aufspüren von Läsionen verwendet werden. Das hochenergetische Bild dient dann dazu, die räumliche Lage der Läsion zu bestimmen. Die Vorrichtung kann daher dazu verwendet werden, Läsionen mit großer Zuverlässigkeit aufzuspüren und deren Lage mit großer Genauigkeit zu bestimmen.There Fluorescent markers are also the smallest lesions in the Can detect tissue of the object to be examined, the low-energy image of the object to be examined for detecting lesions be used. The high-energy image then serves the spatial Location of the lesion to determine. The device can therefore be used to lesions with big ones reliability track down and their location with great Determine accuracy.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden der Niederenergiedetektor und der Hochenergiedetektor eine mechanische Einheit. Durch die feste relative Lage des Niederenergiedetektors bezüglich des Hochenergiedetektors ist es möglich, die aus den Bildern gewonnenen Ortsinformationen zuverlässig in Beziehung zu setzen.In a preferred embodiment, the low energy detector and the high energy form Detector a mechanical unit. Due to the fixed relative position of the low-energy detector with respect to the high-energy detector, it is possible to reliably relate the location information obtained from the images.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Niederenergiestrahlungsquelle in einer für die hochenergetischen Photonen transparenten Positioniervorrichtung für das zu untersuchende Objekt. Da derartige Positioniervorrichtungen ohnehin vorhanden sind, braucht für die Niederenergie strahlungsquelle keine zusätzliche mechanische Halterung vorgesehen zu werden.In a further preferred embodiment is the low-energy radiation source in one of the high-energy Photon transparent positioning device for the object to be examined. Since such positioning devices are available anyway, needs for the Low energy radiation source no additional mechanical support to be provided.
Ferner ist es möglich, sowohl dem Hochenergiedetektor als auch der Positioniervorrichtung jeweils eine Niederenergiestrahlungsquelle und einen Niederenergiedetektor zuzuordnen. Dadurch kann die Richtung der Strahlung mit niederenergetischen Photonen je nach der Lage der zu untersuchenden Läsion gewählt werden. Dadurch lassen sich Läsionen genauer lokalisieren.Further Is it possible, both the high energy detector and the positioning device each a low energy radiation source and a low energy detector assigned. This allows the direction of radiation with low-energy photons depending on the location of the lesion to be examined. Leave it lesions locate more precisely.
Weiterhin ist es möglich, einen Niederenergiedetektor und eine Niederenergiestrahlungsquelle auf einer Seite des zu untersuchenden Objekts anzuordnen. Dies ermöglicht eine Auswertung der vom zu untersuchenden Objekt reflektierten oder zurückgestreuten Photonen oder der in Rückwärtsrichtung austretenden aufgrund der Fluoreszenz der Markiersubstanz reemittierten Photonen.Farther Is it possible, a low energy detector and a low energy radiation source to arrange a side of the object to be examined. This allows a Evaluation of the object to be examined reflected or backscattered Photons or the leaking in the backward direction due to the fluorescence of the marker re-emitted photons.
Zur Verbesserung der Auflösung im optischen Wellenlängenbereich kann die Niederenergiestrahlungsquelle flächenmäßig ausgedehnt sein und in unterschiedliche, einzeln aktivierbare Bereiche eingeteilt sein. Die einzelnen Bereiche können mit Hilfe einer Steuerung aktiviert werden, um das zu untersuchende Objekt nacheinander abschnittsweise oder aus verschiedenen Richtungen zu beleuchten.to Improvement of the resolution in the optical wavelength range the low-energy radiation source can be extended in area and in be divided into different, individually activatable areas. The individual areas can be activated with the help of a control to the to be examined Object successively in sections or from different directions to illuminate.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of Invention explained in detail with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:
Nach
dem Durchqueren einer zu untersuchenden Mamma
In
der zwischen der Kompressionsplatte
Vorzugsweise
handelt es sich bei den in der Läsion
Für die Suche nach einem Tumor wird der fluoreszierende metabolische Marker in die Blutbahn der Patientin gebracht und im Tumor angereichert und unter Umständen aktiviert. Der fluoreszierende Marker wird dann durch eine Bestrahlung im Bereich der Anregungswellenlänge zum Leuchten gebracht. Der Tumor kann dann durch Erfassen des vom fluoreszierenden Marker emittierten Lichts im Bereich der Emissionswellenlänge detektiert werden.For the search after a tumor, the fluorescent metabolic marker is in brought the patient's bloodstream and accumulated in the tumor and in certain circumstances activated. The fluorescent marker is then irradiated in the range of the excitation wavelength lit up. The tumor can then be detected by detecting the vom detected fluorescent marker emitted light in the range of emission wavelength become.
Um
die Trennung des in die Mamma eingestrahlten Lichts von dem aufgrund
Fluoreszenz emittierten von Marker emittierten Lichts zu erleichtern,
ist der Photodetektor
Da
die Abbildungsorte
Daneben
ist im Mammographiegerät
In
Bei
einer abgewandelten nicht dargestellten Ausführungsform ist in der Kompressionsplatte
In
Das
in
Die
Ansteuerung der einzelnen Leuchtpunkte
Auch
im Bereich des Photodetektors
Der
Photodetektor
Bei
einer abgewandelten Ausführungsform des
Röntgenmammographiegeräts
Daneben
sind weitere Abwandlungen des Mammographiegeräts
So
ist es beispielsweise möglich,
den Röntgendetektor
For example, it is possible to use the X-ray detector
Bei
einer weiteren abgewandelten Ausführungsform sind dem Röntgendetektor
Daneben
ist es denkbar, die optische Lichtquelle
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