DE112015000787T5

DE112015000787T5 - Verfahren und System für ein in einem Patiententisch integriertes digitales Röntgendosimeter

Info

Publication number: DE112015000787T5
Application number: DE112015000787.3T
Authority: DE
Inventors: Aaron Judy Couture; Richard Larry Anderton
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-11-10
Also published as: US9277894B2; US20150224343A1; WO2015123554A1; CN106456087B; JP2017511715A; JP6697391B2; CN106456087A

Abstract

Es sind ein Verfahren zur Abbildung eines Patienten und ein Röntgendosimetriesystem geschaffen. Das Röntgendosimetriesystem enthält eine Lagerungsplattform, die eingerichtet ist, um ein abzubildendes Objekt zu lagern, und ein digitales Röntgendosimeter, das auf einer Oberfläche der Lagerungsplattform montiert ist, wobei das Röntgendosimeter eingerichtet ist, um einfallende Strahlung zu empfangen, bevor die einfallende Strahlung durch das abzubildende Objekt hindurchgetreten ist, wobei das Röntgendosimeter eine Dicke von weniger als etwa vier Millimeter aufweist.

Description

HINTERGRUND
Diese Beschreibung betrifft Strahlungsdetektoren und insbesondere ein System und Verfahren zur Messung der Hautspitzendosis eines Patienten unmittelbar auf einem Patientenuntersuchungstisch.
Während medizinischer Fluoroskopie-Bildgebungsprozeduren kann es aufgrund einer übermäßigen Strahlungsbelastung zur einer Verletzung an einem Patienten und/oder Arzt kommen, und eine Hautbeschädigung stellt ein Risiko sowohl für Ärzte als auch für Patienten dar. Um eine Strahlungsdosis während derartiger Prozeduren zu minimieren, ist es wichtig, die während Fluoroskopieprozeduren zu der Haut gelieferte Spitzendosis zu messen. Jedoch ist die Messung der Hautspitzendosis anspruchsvoll, und wenigstens einige bekannte Bildgebungssysteme enthalten keine Verfahren zur Nachverfolgung der Hautspitzendosis. Systeme, die eine Hautdosisüberwachung umfassen, verwenden gewöhnlich Rechen- und Schätzmethoden, um die Hautspitzendosis abzuschätzen. Die Abschätzung umfasst ein Verfolgen der Patientenposition und der Röntgenröhrenausgabe, um die zu der Haut gelieferte Hautspitzendosis nachzuverfolgen. Diese Systeme umfassen gewöhnlich keine Veränderungen aufgrund eines Untersuchungstisches, auf dem ein Patient positioniert ist, oder der Patientengeometrie, z.B. einer Größe oder eines Gewichts des Patienten. Der Untersuchungstisch kann einen Operationstisch, chirurgischen Tisch oder einen anderen Patienten- oder Werkstücklagerungstisch aufweisen.
Zusätzlich werden Dosisinformationen für Fluoroskopieprozeduren auch basierend auf der Position des Patienten und der Kenndaten der Röntgenröhre projiziert oder modelliert.
Es existieren keine kommerziellen Systeme für die aktive Messung der Hautspitzendosis über den gesamten Bestrahlungsbereich. Es sind Dosimeter für eine persönliche Bestrahlung an einem festen Punkt verfügbar. Derzeitige Dosimeter sind für eine persönliche Bestrahlung an festen Punkten verfügbar, und eine Hautspitzendosis wird anhand der Bestrahlung an festen Punkten, den bekannten Eigenschaften der Röntgenröhrenausgabe, den bekannten Eigenschaften des Untersuchungstisches, auf dem der Patient positioniert ist, und der Patientengeometrie geschätzt. Jedoch stellen derartige Dosisberechnungen lediglich Schätzwerte dar, die nicht in Echtzeit zusammengerechnet werden.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform enthält ein Röntgendosimetriesystem eine Lagerungsplattform, die eingerichtet ist, um ein abzubildendes Objekt zu lagern, und ein digitales Röntgendosimeter, das auf einer Oberfläche der Lagerungsplattform montiert ist. Das Röntgendosimeter ist eingerichtet, um einfallende Strahlung zu empfangen, bevor die einfallende Strahlung durch das abzubildende Objekt hindurchgetreten ist, und weist eine Dicke von weniger als etwa vier Millimetern auf.
In einer weiteren Ausführungsform enthält ein Verfahren zur Abbildung eines Patienten ein Bereitstellen eines Patientenlagerungstisches, der ein digitales Röntgendosimeter enthält, das mit einer Oberfläche des Patientenlagerungstisches gekoppelt ist. Das digitale Röntgendosimeter enthält eine flexible Substratschicht, eine Elektrodenschicht, die mit einer leitenden Zwischenverbindung verbunden ist, eine Photodiodenschicht, eine zweite Elektrodenschicht und einen flexiblen Szintillator. Das Verfahren enthält ferner ein Positionieren eines Patienten auf dem Patientenlagerungstisch, wobei ein Abschnitt des Patienten, der abgebildet werden soll, benachbart zu dem digitalen Röntgendosimeter angeordnet wird, Positionieren eines Bildgebungsdetektors auf einer zu dem Patientenlagerungstisch gegenüberliegenden Seite des Patienten und Anzeigen einer Hautspitzendosis für den Patienten in Bezug auf eine Position eines Körpers des Patienten.
In noch einer weiteren Ausführungsform enthält ein Patientenbildgebungssystem eine Lagerungsplattform, die eingerichtet ist, um einen menschlichen Patienten, der abgebildet werden soll, zu lagern, und ein digitales Strahlungsdosimeter, das eingerichtet ist, um einfallende Strahlung zu empfangen, bevor diese durch den Patienten hindurchtritt. Das digitale Strahlungsdosimeter enthält ein Substrat, eine Elektrode, die mit einer leitenden Zwischenverbindung elektrisch verbunden ist, eine Photodiodenschicht und eine Szintillatorschicht und weist eine Dicke von weniger als etwa vier Millimetern auf. Das System enthält ferner eine Bildgebungsstrahlungsquelle, die auf der gleichen Seite des Patienten wie der digitale Strahlungsdetektor positioniert ist, und einen Bildgebungsstrahlungsdetektor, der auf einer zu der Bildgebungsstrahlungsquelle und dem digitalen Strahlungsdosimeter gegenüberliegenden Seite des Patienten positioniert ist. Das digitale Strahlungsdosimeter ist eingerichtet, um eine als Funktion der Position des Patienten und der Bildgebungsstrahlungsquelle akkumulierte Hautspitzendosis für den Patienten zu messen.
ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den Zeichnungen gleiche Teile bezeichnen, worin zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Röntgenbildgebungssystems;
2 eine weggeschnittene Perspektivansicht einer physikalischen Anordnung der Komponenten eines beispielhaften szintillatorbasierten Detektors, der sich zur Verwendung bei dem in 1 veranschaulichten Röntgenbildgebungssystem eignet;
3 eine Perspektivansicht eines beispielhaften C-Bogen-Röntgenfluoroskopiesystems;
4 eine Perspektivansicht des in 3 veranschaulichten C-Bogen-Röntgenfluoroskopiesystems, einschließlich eines darauf veranschaulichten Röntgenflussfeldes;
5 eine weitere Perspektivansicht des in den 3 und 4 veranschaulichten C-Bogen-Röntgenfluoroskopiesystems, einschließlich eines darauf positionierten Patienten;
6 eine ebene Ansicht einer Anordnung von Pixeln des in 3 veranschaulichten Dosimetriedetektors;
7 eine seitliche Draufsicht auf die in 6 veranschaulichten Pixel mit einer oberseitigen Zwischenverbindung; und
8 eine seitliche Draufsicht auf die in 6 veranschaulichten Pixel mit einer bodenseitigen Zwischenverbindung; und
9 eine seitliche Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der in 6 veranschaulichten Pixel mit einem rückseitigen Szintillator.
Sofern nicht anders angegeben, sollen die hierin bereitgestellten Zeichnungen Merkmale von Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulichen. Es wird angenommen, dass diese Merkmale in sehr vielfältigen Systemen anwendbar sind, die eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung umfassen. An sich sind die Zeichnungen nicht dazu gedacht, alle herkömmlichen Merkmale zu enthalten, die nach Kenntnis von Fachleuten auf dem Gebiet erforderlich sind, um die hierin offenbarten Ausführungsformen in die Praxis umzusetzen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung veranschaulicht Ausführungsformen der Offenbarung anhand eines Beispiels und nicht als Beschränkung. Es ist vorgesehen, dass die Offenbarung eine allgemeine Anwendbarkeit auf strukturelle und methodische Ausführungsformen für die aktive Messung der Hautspitzenstrahlungsdosis an einem Patienten während medizinischer Prozeduren aufweist. Das Messsystem ist kostengünstig, dünn und flexibel und kann in ein bestehendes Rahmenwerk von chirurgischen Systemen aufgenommen werden.
Ausführungsformen der Offenbarung beschreiben die Aufnahme einer Dosismessvorrichtung oder eines Dosimeters in den Untersuchungstisch, die bzw. das eine als Funktion der Position akkumulierte Hautspitzendosis mit einer Größenauflösung von ungefähr 2–3 Millimetern (mm) bis ungefähr 1 Zentimeter (cm) liefert. Das Dosimeter ist für die Röntgenstrahlung im Wesentlichen transparent, wobei es nur wenige Prozent der gelieferten Dosis aufhält. Das Dosimeter wird in enger Nähe zu der Haut eines Patienten platziert, um Effekte, wie beispielsweise Streuung, die durch die Platzierung, eine Größe des Patienten und die Geometrie des Untersuchungstisches beeinflusst werden, genau zu messen. In dem hierin verwendeten Sinne bezeichnet Hautspitzendosis eine höchste Dosis an irgendeinem Abschnitt einer Patientenhaut während einer Prozedur (zeitlich integriert an einer speziellen Stelle auf der Haut).
Die Messvorrichtung oder das Dosimeter für die Hautspitzendosis ist Teil eines integrierten Dosiserfassungssystems, das funktioniert, indem ein kostengünstiges, eine große Fläche aufweisendes Array von hochröntgentransparenten Detektoren auf einem dünnen, flexiblen Substrat platziert werden. Die Röntgendetektorpixel können ausgebildet sein, um eine Größe von 2–3 mm zu haben, und können 1 cm oder größer sein. Die Anode ist durch ein leitfähiges Metall oder leitfähiges Oxid gebildet. Die lichtempfindliche Schicht ist eine nicht strukturierte Dünnschicht-Photodiode, die in verschiedenen Ausführungsformen aus durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschiedenem amorphen Silizium (a-Si) oder einer lösungsbeschichteten organischen Photodiode (OPD) gebildet ist. Ein transparentes leitendes Metall oder Oxid ist oben auf der OPD-Absorptionsschicht aufgebracht. Die Photodiode kann alternativ mit einem transparenten Material, wie beispielsweise Glas, abgedichtet oder verkapselt sein, um eine schützende Umgebungsdichtung für die Photodiode zu bilden. Ein Szintillatormaterial wird anschließend auf der oberen Elektrode oder einem Barrierematerial angebracht oder aufgebracht. Die Szintillatordicke ist gerade groß genug, um ein Signal für die minimal detektierbare Dosis zu generieren, was die Absorption von Röntgenstrahlen in dem Detektor begrenzt. Der Szintillator kann ein als dünne Schicht abgeschiedenes Material oder eine Kunststofffolie mit in einem Kunststoffbindemittel eingebetteten Szintillatorteilchen, die mit einem Klebstoff laminiert ist, sein. Außerdem kann der Szintillator auf dem Substrat oder der Photodiode direkt aufgedruckt sein.
Die Photodiode erzeugt elektrischen Strom der als Funktion eines Röntgenflusses während einer Röntgenbestrahlung steigt. Der elektrische Strom wird durch metallische Zwischenverbindungen geleitet, die auf dem flexiblen Substrat aufgedruckt oder strukturiert sind. Die Leiter befinden sich entweder auf der vorderen Seite (Photodiodenseite) des Substrates und sind mit der Anode verbunden, oder sie befinden sich auf der (zu der Photodiode gegenüberliegenden) Rückseite und sind über eine Durchkontaktierung in dem Substrat elektrisch verbunden. An dem Rand des Substrates ist eine Reihe von TAB-Bondflächen zur Verbindung mit einer externen Elektronik vorgesehen, die verwendet wird, um den Strom zu verstärken und in digitale Informationen umzuwandeln. Die Röntgendosimeterplatte kann in existierende Untersuchungstische entweder intern oder auf der Oberfläche des Tisches aufkaschiert integriert werden. In einigen Ausführungsformen ist das Röntgendosimeter aus mehreren Röntgendosimeterbaugruppen ausgebildet, die mit einer Dosismessschaltung kommunikationsmäßig verbunden sind, die Signale empfängt und verarbeitet, die eine durch die Röntgendosimeterbaugruppen empfangene Strahlungsmenge repräsentieren. In einigen Ausführungsformen sind die Röntgendosimeterbaugruppen in einer aneinander angrenzenden Beziehung benachbart zueinander auf dem Untersuchungstisch positioniert, und in anderen Ausführungsformen sind die Röntgendosimeterbaugruppen derart positioniert, dass zwischen benachbarten Baugruppen ein Spalt ausgebildet ist. Außerdem sind die Röntgendosimeterbaugruppen an dem Untersuchungstisch permanent oder halbpermanent befestigt, indem sie beispielsweise gemeinsam mit dem Untersuchungstisch erzeugt sind oder indem ein Klebstoff verwendet wird. In anderen Ausführungsformen werden die Röntgendosimeterbaugruppen durch Schwerkraft oder durch statische Anziehung in Stellung gehalten.
Wie hierin verwendet, unterscheidet sich ein Strahlungsdosimeter von einem Strahlungsbildgebungsdetektor insofern, als ein Strahlungsdosimeter in einem Bildgebungssystem mit einem Strahlungsbildgebungsdetektor verwendet wird, um eine Hautspitzendosis in Bezug auf eine Patientenposition und eine Position einer Strahlungsbildgebungsquelle zu bestimmen. Das Strahlungsdosimeter ist auf derselben Seite des Patienten wie die Strahlungsbildgebungsquelle angeordnet und empfängt die Strahlung, bevor die Strahlung einen Körper des Patienten durchdringt. Der Strahlungsbildgebungsdetektor empfängt die Strahlung, nachdem diese den Körper des Patienten durchdrungen hat. Das Strahlungsdosimeter ist ausgebildet, um möglichst strahlungstransparent zu sein, während der Strahlungsbildgebungsdetektor ausgebildet ist, um möglichst viel von der Strahlung, die es erreicht, zu absorbieren. Außerdem ist der Pixelbereich des Strahlungsdosimeters relativ größer als der Pixelbereich des Strahlungsbildgebungsdetektors, was die Auflösung des Strahlungsbildgebungsdetektors größer macht als die Auflösung des Strahlungsdosimeters.
Die folgende Beschreibung nimmt auf die beigefügten Zeichnungen Bezug, in denen mangels einer gegenteiligen Darstellung die gleichen Nummern in verschiedenen Zeichnungen ähnliche Elemente repräsentieren.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Röntgenbildgebungssystems 10. In der beispielhaften Ausführungsform ist das Röntgenbildgebungssystem 10 eingerichtet, um Röntgenbilddaten zu akquirieren und zu verarbeiten. Das Röntgenbildgebungssystem 10 enthält eine Röntgenquelle 12, einen Kollimator 14 und einen Detektor 22. Der Detektor 22 ist ein Fluoroskopiedetektor. Alternativ ist der Detektor 22 ein Detektor, der den Betrieb des Röntgenbildgebungssystem 10, wie hierin beschrieben, ermöglicht. In einer Ausführungsform ist der Detektor 22 an einer Lagerungsplattform 23 montiert, indem der Detektor 22 entweder mit einer Oberfläche der Lagerungsplattform 23 verbunden oder in einer Ausnehmung eingebettet ist, die in der Oberfläche der Lagerungsplattform 23 ausgebildet ist. Die Röntgenquelle 12 ist benachbart zu dem Kollimator 14 positioniert. In einer Ausführungsform ist die Röntgenquelle 12 eine Niederenergiequelle, und sie wird in Niederenergie-Bildgebungstechniken, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, in Fluoroskopietechniken, eingesetzt. Der Kollimator 14 ermöglicht einem Strahl der Röntgenstrahlung 16, die durch die Röntgenquelle 12 ausgestrahlt wird, sich strahlenförmig zu einem Ziel 18, wie beispielsweise einem industriellen Bauteil oder einem menschlichen Patienten, auszubreiten. Ein Teil der Röntgenstrahlung 16 wird durch das Ziel 18 abgeschwächt, und wenigstens ein Teil der abgeschwächten Strahlung 20 trifft auf den Detektor 22 auf.
Der Detektor 22 basiert auf der Szintillation, d.h. einer optischen Umwandlung, Direktumwandlung, oder auf anderen Techniken, die zur Erzeugung elektrischer Signale auf der Basis einer einfallenden Strahlung verwendet werden. Zum Beispiel wandelt ein szintillatorbasierter Detektor Röntgenphotonen, die auf seine Oberfläche einfallen, in optische Photonen um. Diese optische Photonen können dann durch Verwendung von Photosensor(en), z.B. Photodiode(n), in elektrische Signale umgewandelt werden. Hingegen erzeugt ein Direktumwandlungsdetektor direkt elektrische Ladungen als Reaktion auf einfallende Röntgenphotonen. Die elektrischen Ladungen werden gespeichert und aus Speicherkondensatoren ausgelesen. Wie im Einzelnen nachstehend beschrieben, werden diese Signale, unabhängig von der eingesetzten Umwandlungsmethode, akquiriert und verarbeitet, um ein Bild der Merkmale (z.B. der Anatomie) innerhalb des Ziels 18 aufzubauen.
In der beispielhaften Ausführungsform wird die Röntgenquelle 12 durch eine Energieversorgungs- und Steuerungsschaltung 24 gesteuert, die Leistungs- und Steuerungssignale für Untersuchungssequenzen liefert. Außerdem ist der Detektor 22 mit einer Detektorakquisitionsschaltung 26 gekoppelt, die eingerichtet ist, um elektrische Auslesesignale, die in dem Detektor 22 generiert werden, zu empfangen. Die Detektorakquisitionsschaltung 26 kann auch verschiedene Signalverarbeitungs- und Filterungsfunktionen, beispielsweise zur anfänglichen Anpassung von Dynamikbereichen und zum Interleaving digitaler Signale, ausführen.
In der beispielhaften Ausführungsform spricht eine oder sprechen beide von der Energieversorgungs-/Steuerungsschaltung 24 und der Detektorakquisitionsschaltung 26 auf Signale von einer Systemsteuerung 28 an. Die Systemsteuerung 28 enthält Signalverarbeitungsschaltkreise, die gewöhnlich auf einem Universalzweck- oder anwendungsspezifischen digitalen Computer basieren, der programmiert ist, um Signale entsprechend einem oder mehreren Parametern zu verarbeiten. Die Systemsteuerung 28 enthält ferner Speicherschaltkreise zur Speicherung von Programmen und Routinen, die durch den Computer ausgeführt werden, sowie Konfigurationsparametern und Bilddaten und Schnittstellenschaltungen.
Das System 10 enthält eine Dosismessschaltung 30, die eingerichtet ist, um akquirierte Strahlungsdaten von der Detektorakquisitionsschaltung 26 zu empfangen. Die Dosismessschaltung 30 ist eingerichtet, um die akquirierten Strahlungsdaten zu einer an dem Detektor 22 empfangenen Dosis zu verarbeiten. In verschiedenen Ausführungsformen empfängt der Detektor 22 einen Strahl der Röntgenstrahlung 16, bevor dieser durch das Ziel 18 hindurchtritt. In diesen Ausführungsformen sind die Röntgenquelle 12 und der Kollimator 14 auf einer zu dem Detektor 22 bezüglich des Ziels 18 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Zum Beispiel könnten die Röntgenquelle 12 und der Kollimator 14 in 1 unterhalb der Lagerungsplattform 23 positioniert und eingerichtet sein, um einen Strahl der Röntgenstrahlung 16 aufwärts durch die Lagerungsplattform 23, den Detektor 22 hindurch und in das Ziel 18 zu richten.
Eine Bedienerstation 32 ist mit der Systemsteuerung 28 und/oder der Dosismessschaltung 30 kommunikationsmäßig verbunden, um einem Bediener zu ermöglichen, eine Röntgenbildgebung des Ziels 18 auszulösen und zu konfigurieren und Bilder durchzusehen, die aus Röntgenstrahlen, die auf den Detektor 22 auftreffen, generiert werden. Zum Beispiel steht die Systemsteuerung 28 mit der Bedienerstation 32 in Kommunikationsverbindung, so dass ein Bediener über eine oder mehrere Eingabevorrichtungen, die der Bedienerarbeitsstation 32 zugeordnet sind, Instruktionen oder Befehle an die Systemsteuerung 28 liefern kann.
In ähnlicher Weise steht die Dosismessschaltung 30 mit der Bedienerstation 32 in Kommunikationsverbindung, so dass die Bedienerstation 32 die Ausgabe der Dosismessschaltung 30 empfängt und auf einer Ausgabevorrichtung 34, wie beispielsweise einem Display oder Drucker, anzeigt. Die Ausgabevorrichtung 34 kann standardmäßige oder Spezialzweck-Computermonitore und zugehörige Verarbeitungsschaltungen enthalten. Im Allgemeinen können Anzeigen, Drucker, Bedienerstationen und ähnliche Vorrichtungen, die innerhalb des Systems 10 geliefert werden, für die Datenakquisitionskomponenten lokal sein, oder sie können sich von diesen Komponenten entfernt, beispielsweise irgendwo innerhalb einer Institution oder eines Krankenhauses oder an einer vollständig anderen Stelle, befinden. Die Ausgabevorrichtungen und Bedienerstationen, die sich von den Datenakquisitionskomponenten entfernt befinden, können mit dem Bildakquisitionssystem über ein oder mehrere konfigurierbare Netzwerke, wie beispielsweise das Internet oder über virtuelle private Netzwerke, betriebsmäßig verbunden sein. Obwohl die Systemsteuerung 28, die Dosismessschaltung 30 und die Bedienerstation 32 in 1 als voneinander verschieden veranschaulicht sind, können diese Komponenten tatsächlich in einem einzigen prozessorbasierten Rechensystem verkörpert sein. Alternativ können einige oder alle dieser Komponenten in verschiedenen prozessorbasierten Rechensystemen vorhanden sein, die eingerichtet sind, um miteinander zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die Dosismessschaltung 30 eine Komponente einer anderen Rekonstruktions- und Betrachtungsarbeitsstation sein.
2 zeigt eine weggeschnittene perspektivische Ansicht einer physikalischen Anordnung der Komponenten eines beispielhaften szintillatorbasierten Detektors 35, der sich zur Verwendung als der Detektor 22, der in 1 dargestellt ist, eignet. Der Detektor 35 enthält ein flexibles Substrat 36, auf dem eine oder mehrere Komponenten angeordnet sind. Zum Beispiel enthält der Detektor 35 in der vorliegenden Ausführungsform ein durchgehendes Photosensorelement 38, Transistoren 42, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, Dünnschicht-Transistoren (TFTs) aus amorphem Silizium (a-Si), einen Szintillator 44, Datenausleseleitungen 48, Scannleitungen 50, eine leitfähige Schicht 54 und eine dielektrische Schicht 56, die in Bezug auf das Substrat 36 aufgebracht sind. Die Komponenten des Detektors 35 bestehen aus metallischen, dielektrischen, organischen und/oder anorganischen Materialien und sind in Bezug auf das Substrat 36 mit verschiedenen Materialauftragungs- und -entfernungstechniken gefertigt. Zu einigen Beispielen für Auftragungstechniken gehören z.B. chemische Gasphasenabscheidung, physikalische Gasphasenabscheidung, elektrochemische Auftragung, Stanzen, Drucken, Sputtern und/oder eine beliebige sonstige geeignete Abscheidungstechnik. Zu einigen Beispielen für Materialentfernungstechniken gehören Litographie, Ätzen, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, Trockenätzen, Nassätzen, Laserätzen, Sputtern und/oder beliebige sonstige geeignete Materialentfernungstechniken.
Der Detektor 35 enthält ein Array von Pixelbereichen 40 auf dem flexiblen Substrat 36. Jeder Pixelbereich 40 enthält Transistoren 42, die mit jeweiligen Datenausleseleitungen 48, Scannleitungen 50 und dem Photosensor 38 betriebsmäßig verbunden sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Transistoren 42 in einer zweidimensionalen Anordnung mit Reihen, die sich entlang einer x-Achse 51 erstrecken, und Spalten, die sich entlang einer y-Achse 52 erstrecken, oder umgekehrt angeordnet. In einigen Ausführungsformen sind die Transistoren 42 in anderen Konfigurationen angeordnet. Zum Beispiel sind die Transistoren 42 in einigen Ausführungsformen in einem Honigwabenmuster angeordnet. Eine räumliche Dichte der Transistoren 42 bestimmt eine Menge der Pixelbereiche 40 oder der Pixel in der Anordnung, die physikalischen Dimensionen der Anordnung sowie die Pixeldichte oder die Auflösung des Detektors 35.
Jede der Datenausleseleitungen 48 steht mit einem Ausgang eines jeweiligen Transistors 42 in elektrischer Verbindung. Zum Beispiel ist jede der Datenausleseleitungen 48 einer Reihe oder Spalte der Transistoren 42 zugeordnet, und der Ausgang (z.B. Source oder Drain) jedes Transistors 42 in der Reihe oder Spalte steht mit derselben Datenausleseleitung 48 in elektrischer Verbindung, so dass eine Datenausleseleitung pro Reihe oder Spalte vorhanden ist. Die Datenausleseleitungen 48 sind für Interferenz, beispielsweise elektronisches Rauschen von einer direkten Umgebung, empfindlich, die die Datensignale beeinflusst, die auf den Datenausleseleitungen 48 übertragen werden. Die Datenausleseleitungen 48 sind aus einem leitenden Material, wie beispielsweis einem Metall, ausgebildet und sind eingerichtet, um eine Übertragung von elektrischen Signalen, die einfallenden Röntgenstrahlen entsprechen, z.B. zu der Bildverarbeitungsschaltung innerhalb der Dosismessschaltung 30 zu unterstützen.
Die Scannleitungen 50 stehen mit Eingängen (z.B. Gates) der Transistoren 42 in elektrischer Verbindung. Zum Beispiel ist jede der Scannleitungen 50 einer Reihe oder Spalte der Transistoren 42 zugeordnet, und der Eingang jedes Transistors 42 in derselben Reihe oder Spalte steht mit einer der Scannleitungen 50 in elektrischer Verbindung. Elektrische Signale, die auf den Scannleitungen 50 übertragen werden, werden verwendet, um Transistoren 42 zu steuern, um Daten an dem Transistorausgang auszugeben, so dass alle Transistoren 42, die mit einer einzelnen der Scannleitungen 50 verbunden sind, eingerichtet sind, um Daten gleichzeitig auszugeben, und Daten aus allen Transistoren 42, die mit einer einzelnen der Scannleitungen 50 verbunden sind, durch die Datenausleseleitungen 48 parallel zu den anderen strömen. In verschiedenen Ausführungsformen erstrecken sich die Scannleitungen 50 und die Datenausleseleitungen 48 senkrecht zueinander, um ein Gitter zu bilden. Die Scannleitungen 50 sind aus einem leitenden Material, wie beispielsweise einem Metall, ausgebildet und sind eingerichtet, um eine Übertragung elektrischer Signale von einer Steuereinrichtung (z.B. der Systemsteuerung 28) zu einem Eingang der Transistoren 42 zu unterstützen.
Der kontinuierliche Photosensor 38 ist über den Transistoren 42, den Datenausleseleitungen 48 und/oder den Scannleitungen 50 aufgebracht. Der Photosensor 38 ist aus einem oder mehreren photoelektrischen Materialien, wie beispielsweise einem oder mehreren organischen (d.h. kohlenstoffhaltigen) und/oder anorganischen (d.h. nicht kohlenstoffhaltigen) Materialien ausgebildet, die Licht in elektrischen Strom wandeln. In der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich das photoelektrische Material kontinuierlich als eine unitäre Struktur über der Anordnung von Transistoren 42, den Datenausleseleitungen 48 und den Scannleitungen 50, so dass das photoelektrische Material des Photosensors 38 die Pixelbereiche 40 im Wesentlichen überlagert und/oder bedeckt. Durch Verwendung eines kontinuierlichen nicht strukturierten photoelektrischen Materials, das über dem Transistorarray angeordnet ist, wird die Dichte der Transistoren 42 in dem Array und folglich die Pixeldichte des Detektors im Vergleich zu strukturierten Photosensoren vergrößert und/oder eine Komplexität der Detektorfertigung reduziert.
Elektroden, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, elektrische Kontakte des Photosensors 38, definieren (eine) Anode(n) und (eine) Kathode(n) des Photosensors 38 und sind aus einem leitenden Material, wie z.B. Indiumzinnoxid (ITO), ausgebildet. Zum Beispiel enthält der Photosensor 38 Elektroden, die auf einer ersten Seite des Photosensors 38 angeordnet sind, um die erste Seite des Photosensors 38 mit den Transistoren 42 elektrisch zu verbinden, und er enthält eine oder mehrere Elektroden, die auf einer zweiten, gegenüberliegenden Seite des Photosensors 38 angeordnet sind, um die zweite Seite des Photosensors 38 mit einer Vorspannung elektrisch zu verbinden, oder umgekehrt. Die Elektroden des Photosensors 38 bilden die Anode(n) oder Kathode(n) des Photosensors 38.
Über dem kontinuierlichen Photosensor 38 ist eine dielektrische Schicht 56 angeordnet, und eine leitende Schicht 54 ist auf der dielektrischen Schicht 56 angeordnet. Die dielektrische Schicht 56 enthält Durchkontaktierungen 58, um die leitende Schicht 54 mit der (den) Elektrode(n) des Photosensors 38 elektrisch zu verbinden, um zu ermöglichen, dass eine gemeinsame Vorspannung an jeden Pixelbereich 40 des Detektors 35 angelegt wird.
Der Szintillator 44 ist über der leitenden Schicht 54 angeordnet und erzeugt die optischen Photonen, wenn er Röntgenstrahlen ausgesetzt ist. Die optischen Photonen, die durch den Szintillator 44 ausgestrahlt werden, werden durch den Photosensor 38 detektiert, der die optischen Photonen in eine elektrische Ladung umwandelt, die durch die Transistoren 42 zu den Datenausleseleitungen 48 ausgegeben werden. Der Szintillator 44 kann ein als dünne Schicht aufgebrachtes Material oder eine Kunststofffolie mit in einem Kunststoffbindemittel eingebetteten Szintillatorteilchen, die mit einem Klebstoff aufkaschiert wird, sein. Außerdem ist der Szintillator 44 in verschiedenen Ausführungsformen direkt auf das Substrat 36 oder den Photosensor 38 aufgedruckt.
3 zeigt eine Perspektivansicht eines beispielhaften C-Bogen-Röntgenfluoroskopiesystems 300. In der beispielhaften Ausführungsform wird eine C-Bogen-Anordnung 302 mit einer Patientenuntersuchungstischanordnung 304 verwendet, um medizinische Operationen an einem (in 3 nicht veranschaulichten) Patienten durchzuführen. Ein großformatiges digitales Röntgendosimeter, das auch als ein Dosimetriedetektor 306 bezeichnet wird, ist auf oder innerhalb einer Lagerungsplattform 308 der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 positioniert. Der Dosimetriedetektor 306 erstreckt sich entlang einer Längsachse 310 der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 über eine vorbestimmte Strecke 312 hinweg. In einer Ausführungsform entspricht die Strecke 312 einer Länge der Patientenuntersuchungstischanordnung 304. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Strecke 312 kürzer als die Länge der Patientenuntersuchungstischanordnung 304. Zum Beispiel ist die Strecke 312 in einer Ausführungsform kürzer als eine Länge eines Volumens des Untersuchungstisches unterhalb der Patientenuntersuchungstischanordnung 304, so dass der Dosimetriedetektor 306 und die Lagerungsplattform 308 einen Strahl der Röntgenstrahlung 16 empfangen, bevor ein (in 3 nicht veranschaulichter) Patient den Strahl der Röntgenstrahlung 16 empfängt und bevor ein Teil des Strahls der Röntgenstrahlung 16, der den Patienten durchdrungen hat, einen Bildgebungsdetektor 314 erreicht. In einer Ausführungsform ist der Dosimetriedetektor 306 bemessen, um mehr als 10% eines Oberflächenbereiches der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 abzudecken. In einer anderen Ausführungsform ist der Dosimetriedetektor 306 bemessen, um mehr als 50% einer Oberfläche der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 abzudecken. In einigen Ausführungsformen enthält die Patientenuntersuchungstischanordnung 304 eine Vertiefung 315, die in der Oberfläche der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 ausgebildet ist, wobei die Vertiefung 315 komplementär zu der Größe und Dicke des Dosimetriedetektors 306 bemessen ist. Der Dosimetriedetektor 306 ist mit der Oberfläche der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 klebend verbunden oder ist mit der Oberfläche der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 integral ausgebildet. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Patientenuntersuchungstischanordnung 304 in einem Kardiologietisch, einem Operationstisch oder einem Angiografietisch verkörpert.
4 zeigt eine Perspektivansicht des C-Bogen-Röntgenfluoroskopiesystems 300. In der beispielhaften Ausführungsform wird ein Flussfeld 402 der Röntgenstrahlung, die durch den Dosimetriedetektor 306 erfasst wird, auf dem Dosimetriedetektor 306 visuell dargestellt, wobei Variationen der Schattierung Anzeichen für die Variation der Flussfeldintensität darstellen. Die visuelle Darstellung des Flussfeldes 402 veranschaulicht die Schwierigkeit der Verwendung eines Punktdosimeters, das den Fluss nur an einem bestimmten Punkt misst. Es ist eine Intensität des Flussfeldes 402 veranschaulicht, wie es über einen relativ kleinen Bereich stark variiert. Eine kleine Verlagerung des Punktdosimeters von einer Position, die bei einer Schätzungsberechnung angenommen wird, hat einen großen Fehler bei der Berechnung der Hautspitzendosis zur Folge.
5 zeigt eine Perspektivansicht des C-Bogen-Röntgenfluoroskopiesystems 300. In der beispielhaften Ausführungsform wird das Flussfeld 402 der Röntgenstrahlung, die durch den Dosimetriedetektor 306 erfasst wird, auf dem Dosimetriedetektor 306 visuell dargestellt, während ein Patient 502 auf der Untersuchungstischanordnung 304 positioniert ist. Die visuelle Darstellung des Flussfeldes 402 veranschaulicht die Schwierigkeit der Verwendung eines Punktdosimeters, das den Fluss nur an einem bestimmten Punkt misst. Eine Intensität des Flussfeldes 402 ist veranschaulicht, wie sie über einen relativ kleinen Bereich und über einen Abschnitt des Patienten 502 stark variiert, der einer Untersuchung oder Prozedur ausgesetzt wird, die eine Positionierung von Untersuchungsinstrumenten in dem Patienten 502 bei gleichzeitiger Beobachtung der Positionierung mit dem Fluoroskopiesystem 300 verwendet. Eine kleine Verlagerung des Punktdosimeters von einer Position, die bei einer Schätzungsberechnung angenommen wird, hat einen großen Fehler bei der Berechnung der Hautspitzendosis für den Patienten, den Arzt oder ein anderes medizinisches Personal, das die Prozedur unterstützt, zur Folge.
6 zeigt eine ebene Ansicht eines Layouts von Pixeln des Dosimetriedetektors 306. In der beispielhaften Ausführungsform wird der Dosimetriedetektor 306 für eine aktive Echtzeit-Messung der Hautspitzendosis an einem Patienten während medizinischer Prozeduren verwendet. Wie hierin verwendet, bezeichnet Echtzeit Ergebnisse, die in einer deutlich kurzen Zeitdauer nach einer Veränderung der Eingangsgrößen, die das Ergebnis beeinflussen, eintreten, z.B. Ereignisse, die in Echtzeit ohne wesentliche beabsichtigte Verzögerung eintreten.
Der Dosimetriedetektor 306 enthält ein Substrat 602, auf dem Schichten der Pixel 604 der Röntgenstrahlungsdetektorstruktur ausgebildet sind, wie nachstehend beschrieben. In der beispielhaften Ausführungsform sind die Pixel 604 in Spalten und Reihen ausgebildet, die ungefähr gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Eine Zwischenverbindung 606 verbindet jedes Pixel mit der Ausleseelektronik unter Verwendung einer Tape-Automated-Bonding(TAB)-Verbindung 608. Jedes der Pixel 604 ist mit einer vorbestimmten Länge l und Weite w bemessen. In der beispielhaften Ausführungsform sind l und w ausgewählt, um ungefähr 2,0 Millimeter (mm) zu betragen. In anderen Ausführungsformen sind l und w ausgewählt, um ungefähr 1 Zentimeter (cm) zu betragen. In verschiedenen Ausführungsformen sind l und w ausgewählt, um ungleiche Strecken zu sein. Zum Beispiel kann eine Pixelauflösung des Dosimetriedetektors 604 über die Länge oder Weite des Dosimetriedetektors 306 hinweg variieren. Eine bestimmte Patientenuntersuchungstischanordnung 304 kann einer bestimmten Anwendung, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, Herzanwendungen, zugeordnet sein. Weil ein Großteil der Strahlungsdosis in der unmittelbaren Nähe zu der Anordnung des Herzens über einem bestimmten Bereich der Patientenuntersuchungstischanordnung 304 erwartet wird, kann die Pixelauflösung in diesem Bereich größer in diesem Bereich ausgewählt werden (d.h. l und/oder w sind relativ kleinere Werte). Weil die Pixel 604 so groß bemessen sind, wird jedes der Pixel 604 einzeln adressiert, und ein Multiplexing der Signale von den Pixeln 604 wird nicht eingesetzt. Weil die Pixel 604 so groß sind, ist ferner der Dosimetriedetektor 604 für eine digitale Röntgenbildgebung nicht besonders geeignet. Dies ist ein Unterscheidungsmerkmal zwischen einem digitalen Röntgenbildgebungsdetektor, wie beispielsweise dem (in 2 veranschaulichten) Detektor 35, und dem Dosimetriedetektor 306. Die große Größe der Pixel 604 ermöglicht auch dem Dosimetriedetektor 306, bei relativ geringen Kosten gefertigt zu werden. Demgemäß ist der Dosimetriedetektor 306 kostengünstig, dünn und flexibel, und er wird in einen bestehenden Rahmen chirurgischer Systeme eingebaut.
7 zeigt eine Seitenansicht des Pixels 604 mit einer oberseitigen Zwischenverbindung. 8 zeigt eine Seitenansicht des Pixels 604 mit einer bodenseitigen Zwischenverbindung. In der beispielhaften Ausführungsform ist das Pixel 604 auf dem flexiblen Substrat 602 ausgebildet. Eine gesamte Dicke 700 des Pixels 604 und des Substrats 602 beträgt ungefähr 1/8 Zoll (3,175 mm). Eine Anodenschicht 702, die durch ein leitendes Metall oder ein leitendes Oxid gebildet ist, und eine Zwischenverbindung 606 sind auf dem Substrat 602 aufgedruckt. Eine Photodiodenschicht 704 ist eine nicht strukturierte Dünnschicht-Photodiode, die in verschiedenen Ausführungsformen aus durch plasmaverstärkte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschiedenem amorphem Silizium (a-Si) oder eine lösungsbeschichtete organische Photodiode (OPD) gebildet ist. Eine Elektrodenschicht 706 aus einem transparenten leitenden Material oder Oxid ist über der Photodiodenschicht 704 angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Photodiodenschicht 704 mit einer transparenten Barriereschicht 707, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, mit Glas dichtend verschlossen oder verkapselt, um eine schützende Umgebungsdichtung für die Photodiodenschicht 704 zu bilden. Anschließend wird eine Szintillatorschicht 708 auf der Elektrodenschicht 706 oder der Barriereschicht 707 aufgebracht oder abgeschieden. Eine Dicke 710 der Szintillatorschicht 708 ist derart ausgewählt, dass sie gerade groß genug ist, um ein Signal für eine minimal erfassbare Dosis zu generieren, was die Absorption von Röntgenstrahlen in dem Detektor begrenzt. In der beispielhaften Ausführungsform wird ein TFT-Array nicht benötigt, weil ein Bild nicht gespeichert wird. Die Szintillatorschicht 708 kann ein als dünne Schicht abgeschiedenes Material oder eine mit einem Klebstoff aufkaschierte Kunststofffolie mit in einem Kunststoffbindemittel eingebetteten Szintillatorpartikeln sein.
Weil die Pixel 604 im Vergleich zu zum Beispiel den Bildgebungsdetektorpixeln relativ groß sind, weist jedes einzelne Pixel seinen eigenen Datenkanal auf, zu dem es Informationen ausgibt. Weil die Anzahl der Datenkanäle zum Auslesen relativ klein ist, müssen die Datenkanäle folglich nicht gemultiplext werden, was die elektronische Ausleseschaltung weiter einfacher gestaltet. Die Pixel 604 sind anders als für einen Bildgebungsdetektor ausgebildet, weil bei der Erzeugung eines Bildes es erwünscht ist, möglichst viele Röntgenstrahlen aufzuhalten oder zu zählen und diese Informationen in Licht umzuwandeln. In der beispielhaften Ausführungsform ist es erwünscht, die Szintillatorschicht 708 gerade dick genug auszubilden, um ein Röntgensignal zu generieren, indem möglichst wenige Röntgenstrahlen aufgehalten werden, um das Signal zu erzeugen. Die Szintillatorschicht 708 ist abgestimmt, um einen Durchlasskoeffizienten für Röntgenstrahlen zu haben, der kleiner als oder gleich einem Durchlasskoeffizienten für Röntgenstrahlen der Lagerungsplattform 308 (wie sie in den 3 und 5 veranschaulicht ist) ist. Auf diese Weise reicht ein Teil des gesamten Röntgenflusses, der durch die Lagerungsplattform 308 und den Detektor 306 (wie in den 3 und 5 veranschaulicht) hindurchtritt, für die Funktion der medizinischen Bildgebung, die an dem Patienten vorgenommen wird, aus. Die Photodiodenschicht 704 erzeugt elektrischen Strom, der als Funktion des Röntgenflusses während der Röntgenbestrahlung steigt. Der elektrische Strom wird durch metallische Zwischenverbindungen 606 geleitet, die auf dem flexiblen Substrat 602 aufgedruckt oder strukturiert sind, wie in 7 veranschaulicht, oder durch metallische Zwischenverbindungen 806, wie sie in 8 veranschaulicht sind. Die (in den 7 und 8 nicht veranschaulichten) Leiter befinden sich entweder auf der Oberseite (der Photodiodenseite) des Substrats 602 (wie in 7 veranschaulicht) und sind mit einer Anode verbunden, oder sie befinden sich auf der (zu der Photodiode entgegengesetzten) Unterseite und sind über eine Durchkontaktierung 712 in dem Substrat 602 (wie in 8 veranschaulicht) elektrisch verbunden. An dem Rand des Substrats 602 ist eine Reihe von TAB-Bondflächen-Verbindungen 608 (wie in 6 veranschaulicht) zur Verbindung mit der (in 1 veranschaulichten) Datenakquisitionsschaltung 26 vorgesehen, die verwendet werden, um den Strom zu verstärken und in digitale Informationen umzuwandeln. Der Dosimetriedetektor 306 wird in bestehende Untersuchungstische, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, in die Lagerungsplattform 308 entweder intern oder in einer auf die Oberfläche der Lagerungsplattform 308 aufkaschierten Weise integriert.
9 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Pixels 604, die einen rückseitigen Szintillator 902 verwendet. In der beispielhaften Ausführungsform ist das Pixel 604 auf einem Substrat 904 ausgebildet. Eine gesamte Dicke 906 des Pixels 604 beträgt ungefähr 1/8 Zoll (3,175 Millimeter). Eine Anodenschicht 908, die durch ein leitendes Metall oder ein leitendes Oxid gebildet ist, und eine Zwischenverbindung 910 sind auf dem Substrat 904 aufgedruckt. Eine Photodiodenschicht 912 ist eine nicht strukturierte Dünnschicht-Photodiode, die in verschiedenen Ausführungsformen aus durch plasmaverstärkte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschiedenes amorphes Silizium (a-Si) ausgebildet oder eine lösungsbeschichtete organische Photodiode (OPD) ist. Eine Elektrodenschicht 914 aus einem undurchsichtigen und reflektierenden leitenden Metall oder Oxid ist über der Photodiodenschicht 912 angeordnet. Eine optionale Barriereschicht 916, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, ein Glas bildet eine schützende Umgebungsdichtung für die Elektrodenschicht 914. Die Szintillatorschicht 902 wird auf dem Substrat 904 auf einer Seite angebracht oder aufgebracht, die zu derjenigen der Photodiodenschicht 912, der Elektrodenschicht 914 und der optionalen Barriereschicht 916 gegenüberliegt. Eine Reflektorschicht 918 ist über der Szintillatorschicht 902 abgeschieden. Eine Dicke 710 der Szintillatorschicht 708 ist gerade groß genug ausgewählt, um ein Signal von der Photodiodenschicht 912 für eine minimale erfassbare Dosis zu generieren, was die Absorption von Röntgenstrahlen in dem Detektor begrenzt.
Ausführungsformen dieser Offenbarung beschreiben die Aufnahme einer Hautspitzendosismessvorrichtung oder eines Dosimeters in dem Untersuchungstisch, die bzw. das eine Hautspitzendosis, akkumuliert als Funktion der Position, mit einer Größenauflösung von ungefähr 2–3 Millimetern (mm) bis ungefähr 1 Zentimeter (cm) liefert. Das Dosimeter ist für die Röntgenstrahlung im Wesentlichen transparent, wobei es nur wenige Prozent der gelieferten Dosis aufhält. Das Dosimeter wird in enger Nähe zu der Haut eines Patienten platziert, um Effekte, wie beispielsweise Streuung, genau zu messen, die durch die Platzierung, Größe des Patienten und die Geometrie des Untersuchungstisches beeinflusst werden. Die Dosismessvorrichtung oder das Dosimeter ist ein Teil eines integrierten Dosiserfassungssystems, das funktioniert, indem eine kostengünstige großflächige Anordnung von Detektoren mit hoher Röntgentransparenz auf einem dünnen flexiblen Substrat positioniert werden. Die Röntgendetektorpixel sind mit einer Größe von 2,0–3,0 Millimetern und 1,0 Zentimeter oder größer ausgebildet.
Es wird erkannt werden, dass die vorstehenden Ausführungsformen, die in einem bestimmten Detail beschrieben worden sind, lediglich beispielhafte oder mögliche Ausführungsformen sind und dass viele weitere Kombinationen, Hinzufügungen oder Alternativen existieren, die aufgenommen werden.
Ferner ist/sind die bestimmte Benennung der Komponenten, Großschreibung der Begriffe, die Attribute, Datenstrukturen oder irgendein anderer programmierungsbezogener oder struktureller Aspekt nicht bindend oder bedeutend, und die Mechanismen, die den Offenbarungsgegenstand oder dessen Merkmale implementieren, können verschiedene Namen, Formate oder Protokolle haben. Ferner kann das System durch eine Kombination aus Hardware und Software, wie beschrieben, oder vollständig in Form von Hardwareelementen implementiert sein. Auch ist die bestimmte Unterteilung der Funktionalitäten zwischen den verschiedenen Systemkomponenten, wie hierin beschrieben, lediglich ein Beispiel und nicht bindend; Funktionen, die durch eine einzelne Systemkomponente durchgeführt werden, können stattdessen von mehreren Komponenten durchgeführt werden, und Funktionen, die von mehreren Komponenten durchgeführt werden, können stattdessen von einer einzigen Komponente durchgeführt werden.
Die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“ bzw. „das“ umfassen mehrfache Bezugnahmen, sofern aus dem Kontext nicht deutlich was anderes hervorgeht.
Einige Abschnitte der vorstehenden Beschreibung präsentieren Merkmale anhand von Algorithmen und symbolischen Darstellungen von Operationen an Informationen. Diese algorithmischen Beschreibungen und Darstellungen werden von Fachleuten auf dem Gebiet der Datenverarbeitung verwendet, um den Inhalt ihrer Arbeit anderen Fachleuten am effektivsten zu vermitteln. Es wird verstanden, dass diese Operationen, obwohl sie funktionell oder logisch beschrieben sind, anhand von Computerprogrammen implementiert werden. Außerdem hat es sich zuweilen als zweckdienlich erwiesen, auf diese Anordnungen von Operationen ohne Verlust an Allgemeingültigkeit als Module oder durch funktionelle Bezeichnungen Bezug zu nehmen.
Sofern dies nicht speziell anders angegeben ist, wie aus der vorstehenden Erläuterung ersichtlich, wird erkannt werden, dass in der gesamten Beschreibung Erläuterungen, die die Ausdrücke, wie beispielsweise „Verarbeitung“ oder „Datenverarbeitung“ oder „Berechnung“ oder „Bestimmung“ oder „Anzeigen“ oder „Bereitstellen“ oder dergleichen, verwenden, sich auf die Aktion und Prozesse eines Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Rechenvorrichtung beziehen, die Daten, die als physikalische (elektronische) Größen innerhalb der Speicher oder Register des Computersystems oder einem anderen derartigen Informationsspeicher, einer Übertragung oder in Anzeigevorrichtungen dargestellt werden, manipuliert und transformiert.
Auf der Basis der vorstehenden Beschreibung werden die vorstehend erläuterten Ausführungsformen des Offenbarungsgegenstands unter Verwendung von Comuterprogrammier- oder Ingenieurstechniken implementiert, zu denen Computersoftware, Firmware, Hardware oder eine beliebige Kombination oder Untermenge von diesen gehören. Jedes beliebige derartige resultierende Programm, das Computer lesbare und/oder Computer ausführbare Instruktionen aufweist, ist innerhalb eines oder mehrerer Computer lesbarer Medien enthalten oder vorgesehen, wodurch ein Computerprogramprodukt, d.h. ein Herstellungsgegenstand, entsprechend den erläuterten Ausführungsformen der Offenbarung geschaffen wird. Das Computer lesbare Medium kann z.B. ein ortsfestes (Festplatten-)Laufwerk, eine Diskette, eine optische Scheibe, ein Magnetband, ein Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein Nur-Lese-Speicher (ROM) oder ein Flash-Speicher, etc., oder ein beliebiges Sende-/Empfangsmedium, wie beispielsweise das Internet oder ein anderes Kommunikationsnetzwerk oder eine andere Kommunikationsverbindung, sein. Der Herstellungsgegenstand, der den Computercode enthält, wird geschaffen und/oder wird verwendet, indem die Instruktionen unmittelbar von einem Medium aus ausgeführt werden, indem der Code von einem Medium zu einem anderen kopiert wird oder indem der Code über ein Netzwerk übertragen wird.
Eine Näherungssprache, wie sie hierin in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, wird angewandt, um eine quantitative Darstellung zu modifizieren, die in zulässiger Weise variieren könnte, ohne eine Veränderung der Grundfunktion, mit der sie in Beziehung steht, zur Folge zu haben. Demgemäß soll ein Wert, der durch einen Ausdruck oder durch Ausdrücke, wie beispielsweise „etwa“ und „im Wesentlichen“ modifiziert ist, nicht auf den genauen angegebenen Wert beschränkt sein. In wenigstens einigen Fällen kann die Näherungssprache der Präzision eines Instrumentes zur Messung des Wertes entsprechen. Hier und in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen können Bereichsgrenzen kombiniert und/oder gegeneinander ausgetauscht werden, so dass Bereiche identifiziert werden und all die Unterbereiche umfassen, die darin enthalten sind, sofern aus dem Kontext oder der Sprache nicht was anderes hervorgeht.
Während die Offenbarung anhand verschiedener spezieller Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird erkannt werden, dass die Offenbarung innerhalb des Rahmens und Umfangs der Ansprüche mit Modifikationen ausgeführt werden kann.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eines Systems und Verfahrens zur Strahlungsdosimetrie stellen kosteneffiziente und zuverlässige Mittel zur Messung einer Hautspitzendosis einer Strahlung bereit, die zu einem Patienten und/oder einem medizinischen Personal während einer Prozedur, wenn auch eine radiologische Bildgebung durchgeführt wird, geliefert wird. Infolgedessen ermöglichen das System und Verfahren, wie sie hierin beschrieben sind, eine Überwachung und Reduktion der Dosis für Patienten und medizinisches Personal auf eine kostengünstige und zuverlässige Weise.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um den Offenbarungsgegenstand, einschließlich der besten Ausführungsart, zu beschreiben und auch um jeden Fachmann auf dem Gebiet zu befähigen, den Offenbarungsgegenstand auszuführen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Offenbarung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Ansprüche enthalten sein, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche enthalten.

Claims

Röntgendosimetriesystem, das aufweist: eine Lagerungsplattform, die eingerichtet ist, um ein abzubildendes Objekt zu lagern; und ein digitales Röntgendosimeter, das auf einer Oberfläche der Lagerungsplattform montiert ist, wobei das digitale Röntgendosimeter eingerichtet ist, um einfallende Strahlung zu empfangen, bevor die einfallende Strahlung durch das abzubildende Objekt hindurchgetreten ist, wobei das Röntgendosimeter eine Dicke von weniger als etwa vier Millimeter aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei eine Pixelauflösung des digitalen Röntgendosimeters über wenigstens entweder einer Länge und/oder einer Weite des digitalen Röntgendosimeters hinweg variiert.
System nach Anspruch 1, wobei eine Pixelauflösung des digitalen Röntgendosimeters etwa zwei Millimeter beträgt.
System nach Anspruch 1, wobei eine Pixelauflösung des digitalen Röntgendosimeters etwa ein Zentimeter beträgt.
System nach Anspruch 1, wobei das digitale Röntgendosimeter bemessen ist, um mehr als 10 Prozent eines Oberflächenbereiches der Lagerungsplattform abzudecken.
System nach Anspruch 5, wobei das digitale Röntgendosimeter bemessen ist, um mehr als 50 Prozent eines Oberflächenbereiches der Lagerungsplattform abzudecken.
System nach Anspruch 1, wobei das Röntgendosimeter aus mehreren Röntgendosimeterbaugruppen ausgebildet ist.
System nach Anspruch 1, wobei das digitale Röntgendosimeter mit der Oberfläche der Lagerungsplattform klebend verbunden ist.
System nach Anspruch 1, wobei das digitale Röntgendosimeter mit der Oberfläche der Lagerungsplattform integral ausgebildet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Lagerungsplattform wenigstens einen von einem Kardiologietisch, einem Operationstisch und einem Angiografietisch aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei das digitale Röntgendosimeter mehrere Schichten aufweist, zu denen eine Substratschicht, eine Elektrodenschicht, die mit einer leitenden Zwischenverbindung verbunden ist, eine Photodiodenschicht, eine zweite Elektrodenschicht und eine Szintillatorschicht gehören, die entweder auf der gleichen Seite der Substratschicht wie die Photodiodenschicht und/oder auf einer zu der Photodiodenschicht gegenüberliegenden Seite der Substratschicht positioniert ist.
System nach Anspruch 1, wobei das digitale Röntgendosimeter mehrere Schichten aufweist, zu denen eine Substratschicht, eine Elektrodenschicht, die mit einer leitenden Zwischenverbindung verbunden ist, eine Photodiodenschicht, eine zweite Elektrodenschicht, eine Barriereschicht und eine Szintillatorschicht gehören.
Verfahren zur Abbildung eines Patienten, das aufweist: Bereitstellen eines Patientenlagerungstisches, der ein digitales Röntgendosimeter enthält, das mit einer Oberfläche des Patientenlagerungstisches gekoppelt ist, wobei das digitale Röntgendosimeter eine flexible Substratschicht, eine Elektrodenschicht, die mit einer leitenden Zwischenverbindung verbunden ist, eine Photodiodenschicht, eine zweite Elektrodenschicht und einen flexiblen Szintillator enthält; Positionieren eines Patienten auf dem Patientenlagerungstisch, wobei ein Abschnitt des Patienten, der abgebildet werden soll, benachbart zu dem digitalen Röntgendosimeter angeordnet wird; Positionieren eines Bildgebungsdetektors auf einer zu dem Patientenlagerungstisch gegenüberliegenden Seite des Patienten; und Anzeigen einer Hautspitzendosis für den Patienten in Bezug auf eine Position eines Körpers des Patienten.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Positionieren eines Patienten auf dem Patientenlagerungstisch ein Positionieren des Patienten auf dem Patientenlagerungstisch zwischen dem digitalen Röntgendosimeter und einem Bildgebungsdetektor aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Bereitstellen eines Patientenlagerungstisches ein Ausbilden des digitalen Röntgendosimeters integral mit dem Patientenlagerungstisch aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Bereitstellen eines Patientenlagerungstisches ein Erzeugen des digitalen Röntgendosimeters unter Verwendung der Oberfläche des Patientenlagerungstisches als das Substrat des digitalen Röntgendosimeters aufweist.
Patientenbildgebungssystem, das aufweist: eine Lagerungsplattform, die eingerichtet ist, um einen abzubildenden menschlichen Patienten zu lagern; ein digitales Strahlungsdosimeter, das eingerichtet ist, um einfallende Strahlung zu empfangen, bevor diese durch den Patienten hindurchtritt, wobei das digitale Strahlungsdosimeter ein Substrat, eine Elektrode, die mit einer leitenden Zwischenverbindung elektrisch verbunden ist, eine Photodiodenschicht und eine Szintillatorschicht aufweist, wobei das digitale Strahlungsdosimeter eine Dicke von weniger als etwa vier Millimeter aufweist; eine Bildgebungsstrahlungsquelle, die auf der gleichen Seite des Patienten wie das digitale Strahlungsdosimeter positioniert ist; und einen Bildgebungsstrahlungsdetektor, der auf einer zu der Bildgebungsstrahlungsquelle und dem digitalen Strahlungsdosimeter gegenüberliegenden Seite des Patienten positioniert ist, wobei das digitale Strahlungsdosimeter eingerichtet ist, um eine als Funktion der Position des Patienten und der Bildgebungsstrahlungsquelle akkumulierte Hautspitzenstrahlungsdosis für den Patienten zu messen.
System nach Anspruch 17, wobei die Lagerungsplattform wenigstens einen von einem Kardiologietisch, einem Operationstisch und einem Angiografietisch aufweist.
System nach Anspruch 17, wobei die Lagerungsplattform das Substrat bildet.
System nach Anspruch 17, wobei die Pixelauflösung des digitalen Strahlungsdosimeters etwa zwei Millimeter beträgt.
System nach Anspruch 17, wobei das digitale Röntgendosimeter bemessen ist, um mehr als 20 Prozent einer Oberfläche der Lagerungsplattform abzudecken.