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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
eine Röntgenbildgebung
mit Schlitzabtastung bei einer Mammographie in dem Sinn, dass zum
ersten Mal ein Bild mit hoher räumlicher
Auflösung
erfasst werden kann, ohne die Ergonomie bei der Brustpositionierung
zu beeinträchtigen.
Sie betrifft weiterhin eine Strahlkollimatoranordnung, welche aus
einem Kollimator oder mehreren Kollimatoren in einer Röntgenvorrichtung
besteht, welcher bzw. welche den Röntgenstrahl so formen, dass
er auf die aktive Detektorfläche
auftrifft (Vorkollimator), und um gestreute Röntgenstrahlen zu entfernen
(Nachkollimator). Sie umfasst weiterhin: eine Röntgenquelle; einen Röntgenstrahlbildempfänger, welcher
positioniert ist, um Röntgenstrahlen
von der Röntgenquelle
zu empfangen; Mittel zum Positionieren des zu untersuchenden Objekts,
wobei die Mittel zwischen der Röntgenquelle
und dem Röntgenstrahlbildempfänger positionierbar
sind; und wobei der Vorkollimator zwischen der Röntgenquelle und den Mitteln
zum Positionieren des Objekts positioniert ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Wenn
eine Mammographie mit Schlitzabtastung ausgeführt wird, ist ein wesentliches
Problem eine Platzierung der Brust einer Patientin in einer korrekten
Position, während
gleichzeitig der bewegliche Kollimator so positioniert wird, dass
er sich so nahe wie möglich
an der Brust befindet, um im Hinblick auf die räumliche Auflösung eine
hohe Bildqualität
zu erhalten.
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1a ist
eine schematische Seitenansicht einer digitalen Mammographieröntgenvorrichtung 10, welche
eine Röntgenquelle 11,
eine Kollimatoranordnung 12, Druckflügel 13 und 14 und
ei ne Detektoranordnung 15 umfasst. Röntgenstrahlen sind mit 17 bezeichnet.
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Die
zu untersuchende (zu röntgende)
Brust 16 wird zwischen den Druckflügeln 13 und 14 platziert,
und ein Druck wird auf sie ausgeübt,
welcher während
der Belichtung eine Bewegung verhindert und auch die Menge an überlappendem
Gewebe verringert, da die Brust flachgedrückt wird.
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Wie
in 1a und 1b dargestellt,
muss die Kollimatoranordnung 12 so nahe wie möglich an dem
oberen Druckflügel 12 positioniert
werden. Wie in 1a dargestellt, wird die Bildqualität beeinträchtigt werden,
falls dies nicht der Fall ist, da auf Grund der Größe der Röntgenquelle,
welche durch den Schlitz auf dem Detektor abgebildet werden wird,
die räumliche
Auflösung
b1 verschlechtert wird, wenn der Kollimator von dem Objekt wegbewegt
wird. Dies gilt nur für
eine Dimension, die Dimension senkrecht zu dem Schlitz, wie in 1b dargestellt.
Somit muss man, wenn die Brust in der Untersuchungsposition platziert
wird, der Kollimatoranordnung ausweichen, und wenn die Untersuchung
beginnt, muss der Kollimator so nahe wie möglich an dem oberen Flügel und oberhalb
desselben platziert werden.
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Die
EP 0 417 965 offenbart ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung von Bildgebung bei
einer Röntgenmammographievorrichtung mit
einer steuerbaren Röntgenquelle,
welche eine Einrichtung zum Lenken des Röntgenstrahls in einer vorgewählten Konfiguration
auf wenigstens einen Abschnitt eines Zielbereichs umfasst. Die Erzeugungsintensität des Strahls
wird in jedem einer Mehrzahl von im Wesentlichen gleichen Abschnitten
des Zielbereichs detektiert, und ein erster Abschnitt mit einer
niedrigsten Strahlungsintensität
wird identifiziert. Die Röntgenquelle
wird eingestellt, um eine vorherbestimmte Strah lungsintensität in dem
identifizierten ersten Abschnitt herzustellen. Dann werden zweite
Abschnitte identifiziert, welche jeweils eine Strahlungsintensität aufweisen,
die größer als
ein vorherbestimmter Prozentanteil der Strahlungsintensität in dem
identifizierten ersten Abschnitt ist. Die in Richtung der identifizierten
zweiten Abschnitte gerichtete Strahlungsintensität wird dann mit einem Steuersystem
als Antwort auf die in den zweiten Abschnitten detektierte Strahlungsintensität automatisch
geschwächt.
Die Abschwächung
wird erreicht, indem Kollimatoren in den Strahl bewegt werden, um
so die in Richtung der zweiten Abschnitte gelenkte Strahlung zu
verringern. Der Strahl wird über
das Ziel bewegt und wird gemäß der in
jedem der Abschnitte des Strahls detektierten Strahlung kontinuierlich
eingestellt. Auf diese Weise empfängt jeder Bereich des Ziels
gerade ausreichend Strahlung, um eine richtige Bildgebung bereitzustellen,
ohne Bereiche des Ziels überzubelichten,
welche eine kleinere Abschwächung
als andere Bereiche aufweisen. Somit ist es die Aufgabe dieser Erfindung,
eine Abschwächung zu
erreichen, indem der Kollimator horizontal versetzt wird.
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Eine
Mammographievorrichtung zum Aufnehmen von Mammographiebildern mit
einer optimalen Strahlkollimation ist in der
US 5,627,869 offenbart. Eine verhältnismäßige Steuerung
einer Kollimatorelementposition basierend auf einer Druckflügelposition
und Abmessungseingaben ist vorgesehen, um eine optimale Kollimation
des Röntgenstrahls
für ein
gewünschtes
Bildgebungsverfahren und eine gewünschte Dicke der zusammengedrückten Brust
zu erhalten. Die maßgeblichen
Aufgaben dieser Erfindung sind, eine Mammographievorrichtung mit
einem Röntgenstrahlkollimator
bereitzustellen, welcher automatisch eingestellt wird, um einen
passend kollimierten Röntgenstrahl
für jeden
Vergrößerungsfaktor bereitzustellen,
und eine Mammographievorrichtung mit einem Röntgenstrahlkollimator bereitzu stellen, welcher
automatisch eingestellt wird, um einen Röntgenstrahl bereitzustellen,
der für
jeden Vergrößerungsfaktor
für eine
Brust mit jeder Dicke und bei Verwendung eines Druckflügels mit
jeder Abmessung passend kollimiert ist. Daher ist der Kollimator
mit Kollimatorblättern
versehen, welche so gesteuert werden, dass sie in einer horizontalen
Richtung versetzt werden.
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Die
US 4,203,037 offenbart eine
Vorrichtung zur Belichtung eines Objekts mit Röntgenstrahlen, welche einstellbare
Objektstütz-
und -zusammendrückmittel
und erste Kollimatormittel umfasst, welche eine Öffnung aufweisen und zwischen
dem Röntgengenerator
und den Objektstützmitteln
angeordnet sind. Zweite Kollimatormittel weisen eine Öffnung auf und
sind zwischen den Ojektstützmitteln
und Röntgendetektionsmitteln
angeordnet. Mittel sind vorgesehen, um die ersten und zweiten Kollimatormittel derart
zu bewegen, dass eine Ausrichtung zwischen den Öffnungen in diesen und dem
Röntgengenerator aufrecht
erhalten wird, um nacheinander Abschnitte des Objekts mit Röntgenstrahlen
zu belichten, welche durch die ersten Kollimatormittel gehen, und
es solchen Röntgenstrahlen
zu ermöglichen,
durch die Öffnung
in einem zweiten Kollimatormittel zu gehen und auf die Röntgendetektionsmittel
aufzutreffen. Die Objektstütz-
und -zusammendrückmittel
sind bevorzugt strukturell unabhängig
von den Kollimatormitteln. Die Röntgenstrahldetektionsmittel
weisen bevorzugt die Form eines hochempfindlichen Detektors auf,
beispielsweise einer Filmfolienkassette oder eines selbstabtastenden
Felds von Fotodioden, welche optisch mit Szintillatormitteln gekoppelt
sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Somit
ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kollimatoranordnung
und eine eine derartige Kollimatoranord nung verwendende Röntgenvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, welche die mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme
löst und
einen Arbeitsbereich für
die Krankenschwester oder anderes Personal gewährleistet, welcher frei von
Hindernissen ist. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Kollimatoranordnung zur Verfügung zu stellen, welche während der
Belichtung so nahe wie möglich
an dem zu untersuchenden Objekt platziert werden kann.
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Daher
ist die eingangs erwähnte
Kollimatoranordnung an einer Tragestruktur angeordnet, um die Stahlkollimatoranordnung
zwischen einer ersten Position, wenn keine Röntgenbelichtung ausgeführt wird,
und einer zweiten Position, gerade bevor eine Röntgenbelichtung eingeleitet
wird und während
der Röntgenbelichtung,
zu versetzen. Bevorzugt befindet sich die zweite Position im Wesentlichen
in einer kurzen Entfernung von den Zusammendrückmitteln. Aus Flexibilitätsgründen erfolgt
die Versetzung in einer seitlichen und/oder horizontalen Richtung.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Mammographievorrichtung nach Anspruch
1 und ein Verfahren bei einer Mammographievorrichtung nach Anspruch 4.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Im
Folgenden wird die Erfindung auf eine nicht beschränkende Weise
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren weiter beschrieben werden, wobei:
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1a, 1b schematische
Darstellungen einer Röntgenvorrichtung
nach dem Stand der Technik sind,
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2 schematisch
ein Ausführungsbeispiel einer
Röntgenvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung darstellt, und
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3 schematisch
ein detaillierteres Ausführungsbeispiel
einer Röntgenvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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2 ist
eine schematische Ansicht, welche eine Röntgenvorrichtung 20 nach
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Vorrichtung 20 umfasst
eine Röntgenquelle 21,
eine Kollimatoranordnung 22, Druckflügel 23 und 24 und
eine Detektoranordnung 25. Die zu untersuchende (zu röntgende)
Brust 26 wird zwischen den Druckflügeln 23 und 24 platziert, und
ein Druck wird auf sie ausgeübt,
welcher die Brust flachdrückt,
so dass, so weit die Brust mit Röntgenstrahlen
belichtet und mit der Detektoranordnung 25 detektiert wird,
man einen ausreichenden Kontrast erhält. Die Röntgenstrahlen sind mit 27 bezeichnet.
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Die
Kollimatoranordnung 22 ist eingerichtet, um wenigstens
zwei Positionen, eine Parkposition P und eine aktive Position A
einzunehmen. In der Parkposition ist der Kollimator in einem Bereich
angeordnet, welcher die Positionierung der Patientenbrust zwischen
den Druckflügeln
nicht stört.
Dieser Bereich kann ein Bereich außerhalb des Belichtungsbereichs sein,
bevorzugt indem die Kollimatoranordnung von dem Belichtungsbereich
versetzt und/oder angehoben wird. Ein Versetzen der gesamten Kollimatoranordnung
ist eine seitliche Bewegung, während
das Anheben eine vertikale Bewegung bezüglich der Zeichenebene ist.
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Wenn
die Untersuchung beginnt, ist die Kollimatoranordnung 22 in
der Parkposition P positioniert. Sie muss ausreichend hoch oder
versetzt sein, dass sie die Justierung der Brust 26 durch
die Krankenschwester nicht stört.
Wenn das Zusammendrücken
be endet ist und die Belichtung mit Röntgenstrahlen einzuleiten ist,
bewegt sich die Kollimatoranordnung 22 abwärts/seitwärts und
stoppt in einer Position so nahe wie möglich an der Druckplatte 23. Wenn
die Belichtung beendet ist, bewegt sich die Kollimatoranordnung
wenigstens mit der Geschwindigkeit der Druckplatte aufwärts/seitwärts zur
Parkposition. Die Kollimatorbewegung in Richtung der Druckplatten
kann beispielsweise mit einem fest zugeordneten Schalter eingeleitet
werden, nachdem die Positionierung der Brust ausgeführt ist.
Es ist wichtig, dass die Zeit, während
der die Brust zusammengedrückt
werden muss, minimiert wird. Aus diesem Grund sollte die Bewegung
der Kollimatoranordnung so schnell wie möglich sein, ohne eine Beunruhigung
der Patientin hervorzurufen. Es ist möglich, eine genaue Parkposition
für den
Kollimator durch Befehle eines Steuersystems einzurichten, zwischen näherungsweise
18cm von dem Detektor und näherungsweise
50cm von dem Detektor. Insbesondere ist es, wenn Kollimatoren mit
mehreren Schlitzen verwendet werden, wichtig, dass der Kollimator
nahe an dem zu untersuchenden Objekt platziert wird. In diesem Fall
wird die Auflösung
des resultierenden Bilds in einer Richtung senkrecht zu den Schlitzen
des Kollimators verschlechtert.
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3 ist
eine schematische, aber detailliertere Darstellung, welche eine
erfindungsgemäße Röntgenvorrichtung 30 zeigt.
Die Vorrichtung 30 umfasst allgemein eine Basis 38,
einen Bildgebungsarm 381, welcher schwenkbar an der Basis 38 angebracht
ist, eine an einem Ende des Bildgebungsarms 381 befestigte
Röntgenquelle 31,
und einen Bildempfänger
oder eine Detektoranordnung 35, welcher bzw. welche an
einem zweiten Ende des Bildgebungsarms befestigt ist. Die Vorrichtung
umfasst auch Druckflügelhalteeinrichtungen,
welche verschiebbar an dem Bildgebungsarm angebracht sind. Die Druckflügelhalteeinrichtung
hält obere
bzw. untere Druckflügel 33 bzw. 34.
Eine versetzbare Kollimatoranordnung 32 ist an einem Kollimatorarm 39 angeordnet.
Nach diesem Ausführungsbeispiel
ist die Detektoranordnung 35 mit dem unteren Druckflügel 34 integriert
ausgestaltet.
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Der
Kollimatorhaltearm 39 ist eingerichtet, um die Kollimatoranordnung 32 zu
versetzen, indem er den Kollimator in einer vertikalen Richtung
verschiebt, und kann auch eine Teleskopstruktur umfassen, um die
Kollimatoranordnung horizontal zu versetzen. In 3 ist
die Kollimatoranordnung 32 in ihrer Parkposition angeordnet.
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Die
Erfindung ist nicht auf Mammographie beschränkt und kann bei jeder Art
von Röntgenbildgebungsvorrichtungen
verwendet werden, wobei halbleitende oder gasförmige Detektoren oder ein Röntgenfilm
verwendet werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt; sie
kann auf eine Anzahl von Weisen abgewandelt werden, ohne von dem Umfang
der beigefügten
Ansprüche
abzuweichen.