ES2251970T3 - Aparato de formacion de imagenes. - Google Patents
Aparato de formacion de imagenes.Info
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Abstract
Un aparato de formación de imágenes que comprende: una fuente de radiación (12) para generar un haz de generación de imágenes; un conjunto de cámaras (14) que comprende una pluralidad de cámaras (122, 124) sensibles al haz de generación de imágenes y disponiendo cada cámara en forma adyacente a otra, en el que cada cámara comprende filas y columnas de píxeles y teniendo una salida para la generación de las señales de las imágenes; medios de control (24) para desplazar la fuente de radiación (12) y el conjunto de cámaras (14) con respecto al sujeto; unos medios del procesador de señales (126, 134, 150, 152) configurados para recibir las señales de las imágenes a partir de la salida de datos de cada cámara por partes, para procesar las señales de las imágenes y para generar datos de imágenes compuestas a partir de las mismas; medios de memoria para almacenar los datos de las imágenes compuestas; y medios de salida (28) para visualizar una imagen generada a partir de los datos de las imágenescompuestas; y medios de control (132) sensibles a las señales de las imágenes y/o los datos de las imágenes compuestas para controlar la operación de los medios del procesador de señales, caracterizado porque se genera una señal de realimentación de la intensidad de la fuente de radiación para cada parte de la señal de imagen, en el que cada parte corresponde a una de las mencionadas filas, y en donde la señal de realimentación de la intensidad de la fuente de radiación se asocia a cada parte de la señal de imagen para su suministro a los medios de control, y para que los medios de control (132) puedan controlar la operación de los medios del procesador de señales dependiendo de las señales de realimentación de la intensidad de la fuente de radiación, para corregir estas partes con respecto a las fluctuaciones de la intensidad en el haz de formación de las imágenes.
Description
Aparato de formación de imágenes.
Esta invención está relacionada con un aparato de
formación de imágenes que puede utilizarse, por ejemplo, en
aplicaciones radiológicas.
El aparato convencional de formación de imágenes
por rayos X es de una versatilidad limitada, y no adecuado en
general para su utilización en la formación de imágenes del cuerpo
completo de los pacientes, con una resolución suficiente para los
fines de diagnósticos. La patente de Sudáfrica número 93/8427
describe un sistema que está diseñado para facilitar la formación de
imágenes del cuerpo completo, con el fin de detectar el contrabando
de artículos tales como los diamantes ocultos en la persona del
sujeto, mientras que al mismo tiempo se minimiza la dosis de
radiación recibida por el sujeto.
Es un objeto de la invención el proporcionar un
aparato alternativo que pueda generar imágenes de una calidad para
el diagnóstico médico con dosis de radiación relativamente
bajas.
El documento US-4179100 expone un
aparato de radiografías que utiliza una fuente de radiación, un
colimador, un centelleador, y un conjunto detector de fotodiodos. El
conjunto detector de fotodiodos es un conjunto de autoexploración.
La dosis de radiación después de la absorción por el paciente bajo
examen se monitoriza para permitir el control del movimiento del
paciente a través del campo de radiación.
De acuerdo con la invención, se proporciona un
aparato de formación de imágenes que comprende:
una fuente de radiación para generar un haz de
generación de imágenes;
un conjunto de cámaras que comprende una
pluralidad de cámaras sensibles al haz de generación de imágenes y
disponiendo cada cámara en forma adyacente a otra, en el que cada
cámara comprende filas y columnas de píxeles y teniendo una salida
para la generación de las señales de las imágenes;
medios de control para desplazar la fuente de
radiación y el conjunto de cámaras con respecto al sujeto;
unos medios del procesador de señales
configurados para recibir las señales de las imágenes a partir de la
salida de datos de cada cámara por partes, para procesar las señales
de las imágenes y para generar datos de imágenes compuestas a partir
de las mismas;
medios de memoria para almacenar los datos de las
imágenes compuestas; y
medios de salida para visualizar una imagen
generada a partir de los datos de las imágenes compuestas; y
medios de control sensibles a las señales de las
imágenes y/o los datos de las imágenes compuestas para controlar la
operación de los medios del procesador de señales,
en el que se genera una señal de realimentación
de la intensidad de la fuente de radiación para cada parte de la
señal de imagen, en el que cada parte corresponde a una de las
mencionadas filas, y en donde la señal de realimentación de la
intensidad de la fuente de radiación se asocia a cada parte de la
señal de imagen para su suministro a los medios de control, y para
que los medios de control puedan controlar la operación de los
medios del procesador de señales dependiendo de las señales de
realimentación de la intensidad de la fuente de radiación, para
corregir estas partes con respecto a las fluctuaciones de la
intensidad en el haz de formación de las imágenes.
La fuente de radiación puede ser una fuente de
rayos X, y las cámaras pueden comprender centelleadores y
dispositivos de carga acoplada para la generación de las señales de
datos de imágenes digitales.
El conjunto de cámaras puede configurarse de
forma que los campos de cobertura de las cámaras adyacentes se
solapen en una dirección transversal la dirección de movimiento del
conjunto de cámaras, de forma que el conjunto de cámaras proporcione
una cobertura completa de una zona de formación de imágenes alargada
definida.
En una realización preferida, cada cámara tiene
un área activa con la forma de un paralelogramo, con extremos
adyacentes de las áreas activas respectivas en contacto, de forma
que la cobertura de las cámaras adyacentes se solapen en una zona de
transición relativamente estrecha que se extienda transversalmente a
la dirección de la exploración.
Los medios del procesador de señales comprenden
un procesador de señales digitales configurado para aplicar un
algoritmo de compensación a las señales de los datos de la imagen,
para compensar la desalineación relativa o distorsión de las
cámaras.
El algoritmo de compensación puede estar
configurado para compensar el desalineamiento de cada píxel de la
imagen con respecto a ambos ejes X e Y, correspondiendo el eje Y a
la dirección de la exploración y el siendo el eje X transversal a la
dirección de la exploración.
Preferiblemente, el algoritmo de compensación
está configurado primeramente para compensar los errores en el
posicionamiento de los píxeles en la dirección del eje Y, y después
en la dirección del eje X para compensar los píxeles no expuestos y
de solapado en las zonas de transición entre las cámaras.
Los medios de control están configurados
preferiblemente para medir las variaciones en la intensidad del haz
de la formación de imágenes, y para generar las señales de control
del accionamiento para variar la velocidad de los medios de
accionamiento, para mantener la intensidad efectiva a un nivel
constante.
Los medios de control pueden ser configurados
para llevar a cabo la compensación de la intensidad por los medios
de la corrección por software de las señales de los datos de las
imágenes, utilizando la información medida con respecto a las
fluctuaciones de la intensidad en el haz de formación de las
imágenes.
Los medios de accionamiento tienen un codificador
asociado con los mismos, para la generación de señales de reloj
relacionadas con el movimiento de la fuente de radiación y el
conjunto de cámaras, y en donde los medios de control incluyen un
circuito de acondicionamiento del reloj sensible a las señales de
reloj, para generar las señales de sincronismo en el tiempo que se
utilizan para sincronizar la operación de la formación de imágenes
del conjunto de cámaras con el movimiento de las mismas.
Alternativamente, los medios de control pueden
incluir un circuito de reloj de referencia, el cual se utilice
para generar las señales de sincronismo para controlar tanto la
operación de los medios de accionamiento como el conjunto de
cámaras, de forma que la operación de la formación de imágenes del
conjunto de cámaras se encuentre sincronizada con los movimientos
de las mismas.
Cada cámara define preferiblemente una pluralidad
de píxeles de imágenes, en donde las salidas de al menos algunos
de los píxeles se encuentran combinadas de acuerdo con un esquema
predeterminado, para mejorar la relación señal/ruido de las señales
de las imágenes.
En una realización preferida, las cámaras están
adaptadas para combinar las salidas de los píxeles que son
adyacentes en la dirección del movimiento de la fuente de radiación
y del conjunto de cámaras en el instante de la generación de las
señales de formación de imágenes.
Los medios del procesador de señales están
adaptados preferiblemente para procesar las señales de las imágenes
para combinar las salidas de los píxeles que sean adyacentes en una
dirección transversal a la dirección del movimiento de la fuente
de radiación y del conjunto de cámaras.
Se describirá a continuación la invención con más
detalle a modo solo de ejemplo, con referencia a los dibujos
adjuntos, en los que:
la figura 1 es vista de una imagen de un aparato
de formación de imágenes de acuerdo con la invención;
la figura 2 es un alzado del aparato de la figura
1 que muestra un brazo de escaneado del mismo con un giro de
90º;
la figura 3 es una vista similar a la figura 2,
en donde se muestra una aplicación alternativa del aparato;
la figura 4 es una vista de una imagen de la
instalación radiológica que incorpora el aparato de la
invención;
la figura 5 es una ilustración esquemática de la
configuración de la fuente de rayos X;
la figura 6 es una ilustración esquemática de un
ajustador del ancho del haz para la fuente de rayos X;
la figura 7 es una diagrama de bloques
esquemático del detector de rayos X del aparato;
la figura 8 es una ilustración esquemática de una
cámara individual de rayos X del detector de la figura 7;
la figura 9 es una ilustración esquemática de un
conjunto de cámaras de rayos X del detector de la figura 7;
la figura 10 es un diagrama de bloques
esquemático de un procesador frontal del aparato;
la figura 11 es un diagrama esquemático de
bloques que muestra el hardware y las interfaces de software de un
pre-procesador de imágenes del aparato;
la figura 12 es un diagrama de bloques del
pre-procesador de imágenes;
la figura 13 es un diagrama de flujo de la
corrección de imágenes ejecutada por el
pre-procesador de imágenes;
la figura 14 ilustra una corrección de imágenes
ejecutada por el pre-procesador de imágenes;
la figura 15 muestra una segunda corrección de
imágenes ejecutada por el pre-procesador de
imágenes;
la figura 16 muestra un diagrama de flujo para
determinar los coeficientes a utilizar durante la compensación;
la figura 17 es un diagrama de bloques
esquemático del administrador del sistema del circuito de
pre-procesamiento de imágenes; y
la figura 18 es un diagrama esquemático que
muestra los modos de los estados del circuito de
pre-procesamiento de imágenes.
Las figuras 1 a 3 muestran tres vistas distintas
del aparato prototipo de la invención para la formación de
imágenes o para el escaneado con rayos X. El aparato comprende un
cabezal 10 que contiene una fuente de rayos X 12, la cual emite un
haz estrecho y en abanico de rayos X hacia una configuración
detectora 14. La fuente de rayos X 12 y el detector 14 están
soportados en ambos extremos de un brazo curvado 16, el cual es
generalmente semicircular o en forma de C.
El bastidor 18 montado sobre una pared 8 o bien
otra estructura fija define un par de raíles 20 en los cuales se
acopla un mecanismo motriz motorizado 22 para accionar el brazo en
forma lineal hacia atrás y hacia delante en una primera dirección
axial de movimiento. Adicionalmente, el mecanismo motriz comprende
un armazón 24 en el cual es movible el brazo 16 mediante el
mecanismo motriz con el fin de hacer que la fuente de rayos X y el
detector puedan girar alrededor de un eje paralelo a la primera
dirección de movimiento del mecanismo.
Una aplicación típica del aparato de formación de
imágenes de la invención es en una instalación radiológica, tal
como la mostrada en la figura 4. El aparato de formación de
imágenes se muestra situado en una esquina de una sala, la cual
puede ser el área de reanimación o la sala de traumatismos de un
hospital, por ejemplo. Alternativamente, el aparato puede estar
situado en un departamento radiológico de un hospital o en
cualquier otro lugar.
Situada en forma adyacente al aparato de
formación de imágenes se encuentra una consola 26 de
posicionamiento local, por medio de la cual el operador puede
configurar los parámetros de visualización necesarios (por ejemplo,
el ángulo del haz 16, posiciones de inicio y parada, y el ancho del
área a someter a los rayos X). La consola principal del operador
28 está provista en la parte posterior de una pantalla 30, la cual
se utiliza por el operador para configurar el procedimiento
radiográfico requerido. El aparato de formación de imágenes es
operado para la ejecución de una exploración de un sujeto 32
soportado sobre una mesita rodante (34) y visualizándose una
imagen de la radiografía sobre una pantalla en la consola 28, con el
fin de permitir al operador evaluar si se ha adquirido una imagen
correcta.
Se proporcionan uno o varios monitores de alta
calidad 36 para la visualización de los diagnósticos y situados de
forma que el personal clínico pueda estudiar las radiografías
adquiridas. Además de ello, se proporciona la consola 38, la cual
forma parte de un Sistema de Información Radiológica, que permite
la visualización y el archivado.
La configuración de la figura 4 está diseñada
para su utilización en una sala de reanimación de una unidad de
traumatismos, con el fin de proporcionar imágenes rápidas de rayos X
de los pacientes lesionados. Una vez que el paciente haya sido
estabilizado, podrá ser colocado convenientemente en posición,
siendo explorado y trasladado para un tratamiento posterior, con la
radiografía resultante que aparezca en la pantalla de diagnóstico
en forma virtualmente instantánea. Debido a la baja dosis de rayos X
administrada por el aparato, se reduce el riesgo de exposición a la
radiación tanto al personal como al paciente.
Se describirán a continuación los distintos
aspectos funcionales del aparato con más detalle.
Con el fin de explotar el potencial de la
invención para la formación de imágenes rápidas de rayos X, se
proporciona una mesita de ruedas especial 34, la cual es ajustable
en altura y estando provista con una configuración de una
abrazadera electromagnética para fijarla en una posición con
respecto al brazo 16 del aparato de exploración durante la
operación.
Una vez que la mesita rodante haya sido bloqueada
en posición, el brazo 16 del aparato se hace girar a la posición
requerida y siendo bloqueado también en su posición de forma
electromagnética. La forma del haz define una cavidad que es
suficientemente grande para rodear el cuerpo del paciente soportado
en la mesita rodante 34.
Con el brazo 16 bloqueado en posición con
respecto al armazón 24 del mecanismo motriz, y estando también
bloqueado el carrito rodante 34 en posición, se opera el mecanismo
motriz, de forma que el aparato ejecute una exploración lineal
horizontal. Un haz estrecho en abanico de rayos X irradia una banda
delgada a través del ancho de la cama del paciente conforme la
fuente de rayos X y el detector se desplazan desde el punto de
inicio hasta el punto final de la exploración.
La posición estándar de operación del aparato es
con la fuente de rayos X 12 en la parte más superior, con el fin
de permitir la toma de las imágenes del cuerpo completo en la forma
A-P (anterior a posterior) y P-A.
El brazo 16 puede girar hasta 90º para las distintas vistas
radiales/laterales. La mesita rodante 34 ajustable en altura es
útil para poder enfocar sobre áreas específicas de interés. Como
una alternativa al ajuste de la altura de la mesita rodante, podría
ajustarse también en su lugar la altura del conjunto del brazo. Con
el brazo girado a 90º, serán posibles también las vistas del pecho
erguido, tal como se muestra en la figura 3.
En aparato del prototipo, el ancho o grosor del
haz de rayos X (en la dirección de la exploración) en el detector
se determina mediante un colimador de ranura delgada, el cual se
preajusta en fábrica con un valor inferior a 10 mm. Montado en la
parte frontal de esta ranura, se encuentra un segundo colimador que
determina la longitud de la banda rectangular (transversal a la
dirección de la exploración) para su exposición a los rayos X. Esta
longitud es ajustable desde un mínimo de 100 mm hasta el campo
total de exposición de 680 mm, adicionalmente a un cierto valor de
desplazamiento desde la línea central de la bancada. La fuente de
luz visible proporcionada en el cabezal 10 genera un haz delgado,
coincidente con el haz de rayos X, para iluminar la parte irradiada
del sujeto durante la utilización.
Con referencia a la figura 5, la fuente de rayos
X comprende un tubo de rayos X, un obturador de rayos X, un filtro
de rayos X, fuente de luz coincidente, colimador y controlador del
ancho del haz de rayos X. El tubo de rayos X 100 genera rayos X y
está alimentado por un suministro eléctrico de alimentación de alto
voltaje. El obturador de rayos X 102 impide la exposición del
paciente a los rayos X en los casos en que el tubo está provisto
con alimentación eléctrica pero no se ejecutan todas las condiciones
operativas, por ejemplo durante el calentamiento o inicialización
de la velocidad del brazo del escáner. Actúa también como un
interbloqueo de seguridad para el sistema de control.
El filtro de rayos X 104 asegura que el espectro
sea filtrado hasta conseguir la "dureza" correcta mediante la
eliminación de los rayos X "blandos" o de baja energía que
serian absorbidos por el cuerpo del paciente y que no
contribuirían a la calidad de la imagen. La fuente de luz 106 y el
espejo 108 translúcido de rayos X proporcionan un haz de luz que
tiene la forma y es coincidente con el haz de rayos X. Esto indica
la dimensión del haz de rayos X y la posición para el operador.
El colimador 110 de rayos X bloquea los rayos X
no deseados y los divergentes que son perjudiciales para la
calidad de la imagen, que promocionan la dispersión e incrementan
innecesariamente la cantidad de dosis para el paciente. El
colimador es una ranura delgada en un material opaco a los rayos X,
que está situado a una distancia suficientemente lejos del tubo de
rayos X para permitir la creación aproximada de un haz paralelo de
rayos X a su través. El porcentaje de los rayos X no paralelos está
determinado por factores tales como el ancho de la ranura, la
profundidad de la ranura, y la distancia desde la ranura al punto
focal del tubo de rayos X. La calidad de la imagen se mejora de dos
formas mediante la utilización del colimador. Crea realmente un haz
paralelo o colimado de rayos X y reduce el área de exposición
instantánea.
El grado de colimación del haz especifica el
ángulo de divergencia del haz de rayos X, o el grado hasta el cual
son paralelos los rayos X. Los rayos X no paralelos provocan
realmente errores de paralaje que a su vez proporcionan la
aparición de manchas. El grado de colimación determina por tanto
la magnitud del manchado de la imagen como resultado de la técnica
de escaneado de rayos X. La resolución mínima necesaria en el
sistema de escaneado de rayos X determina la cantidad de manchas
que pueden tolerarse y por tanto el grado mínimo de colimación.
Un resultado secundario del haz de rayos X
colimado es un área de exposición instantánea muy estrecha
(típicamente inferior a 10 mm). Se genera una imagen a través de
los rayos X mediante la irradiación y captura de los rayos
transmitidos. Los rayos X son absorbidos en forma diferencial en el
objeto como resultado de las variaciones de grosor y densidades a
través del objeto. No obstante, se dispersa una cierta magnitud de
rayos X en forma isotrópica, y por tanto no se desplazan en forma
rectilínea hasta el detector. Estos rayos X dispersos no añaden
información a la imagen, sino que en su lugar son una fuente de
ruido. Mediante la utilización de un área de exposición
instantánea muy estrecha y un detector estrecho en la forma
correspondiente, pueden captarse un mínimo de estos rayos X
dispersos, reduciéndose por tanto el ruido en la imagen. Esto
permite que la dosis de rayos X pueda ser reducida con respecto a
las exposiciones de grandes áreas, manteniendo mientras tanto la
relación necesaria de señal/ruido.
En algunas configuraciones del aparato, el grosor
útil del haz de rayos X puede ser más estrecho que el grosor real
del detector. Esto podría provocar la detección de rayos X dispersos
no deseados. Con el fin de impedir lo anteriormente expuesto,
podría utilizarse un colimador adicional o un
post-colimador, situado entre el detector y el
paciente, para apantallar estos rayos X dispersos, mejorando por
tanto además la relación de señal/ruido del sistema. Dicho
post-colimador puede comprender dos bandas de
material de alta atenuación de rayos X, tales como el tungsteno,
situadas en ambos lados del haz útil de rayos X, de forma tal que
no puedan alcanzar al detector cualesquiera rayos X
dispersos.
dispersos.
El control del ancho del haz de rayos X se lleva
a cabo por los medios de un controlador del ancho del haz o
mecanismo obturador 112, mostrado esquemáticamente en las figuras
6a, b y c. El controlador del ancho de haz cumple funciones
similares al colimador para mejorar la calidad de la imagen,
reduciendo la dispersión y reduciendo la dosis innecesaria para el
paciente. El controlador 112 del ancho del haz de rayos X controla
el ancho de la imagen de rayos X, así como también cualquier
desplazamiento desde el centro del haz. Es útil también para
limitar el ancho del haz con respecto a la cámara de rayos X
(situada en el detector de rayos X mostrada en la figura 7) para
evitar la saturación. El controlador prototipo del ancho del haz
consiste en dos barras de engranajes o cremalleras 114 fabricadas
a partir de un material opaco a los rayos X y con una sección en
T. Las cremalleras 114 son deslizables longitudinalmente en un
canal 116 y se desplazan dentro y fuera del haz por los medios de
los respectivos piñones 118, los cuales pueden acoplarse a motores
eléctricos o a los mandos 120 tal como se muestran, para el
movimiento automatizado o manual, respectivamente. La longitud del
área de exposición puede ajustarse desde 100 mm hasta cualquier
longitud deseada (680 mm en el prototipo).
El detector 14 de rayos X se muestra
esquemáticamente en la figura 7 y comprende una pluralidad de
cámaras de rayos X 122, cada una con una placa 124 de tipo CCD
asociada. Los dispositivos de carga acoplada (CCD) son efectivos
en la detección de la radiación en las longitudes de onda visibles
y la convierten en una señal de salida electrónica analógica. Son
menos efectivas en la detección de los rayos X y quedan dañadas por
la radiación de los rayos X. Se utilizan por tanto los
centelleadores para convertir los rayos X en luz. Los
centelleadores cubren el área completa sobre la cual colisionan los
rayos X en la cámara. Los dispositivos CCD están limitados en sus
dimensiones y son extremadamente costosos. El área de la imagen
está cubierta por tanto mediante múltiples dispositivos CCD,
estando determinado el número total mediante un compromiso del
costo con respecto a la resolución.
Las salidas de las respectivas placas CCD 124 son
llevadas a un procesador frontal 126, el cual tiene una salida 128
de enlace de datos de fibra óptica. En el prototipo se instalaron
doce placas CCD 124 en un procesador frontal 126. El procesador
frontal (FEP) 126 está montado en un brazo en forma de C 16 en la
proximidad cercana a las placas CCD, y en donde los conectores en
el procesador frontal 126 se encuentran separados para facilitar lo
más corta posible la interfaz con las placas CCD.
La configuración de una única cámara se muestra
esquemáticamente en las figuras 8a y b. La cámara comprende un
centelleador 129, un haz cónico de fibra óptica 130 y la placa CCD
124 asociada. Los haces cónicos de fibras ópticas se utilizan con
el fin de reducir la dimensión de la imagen y poder proyectar la
imagen desde el centelleador sobre los dispositivos CCD discretos
(cada cámara tiene un área activa que tiene una forma en
paralelogramo en una vista en planta, de forma que la cobertura de
las cámaras adyacentes se solape en una dirección transversal a la
dirección de exploración).
La figura 9 muestra la cara frontal del conjunto
de cámaras que muestra esquemáticamente la forma de paralelogramo
de cada área activa de cada cámara y el solapado resultante en una
zona de transición estrecha 174 transversal a la dirección de
exploración. Las múltiples cámaras entran en contacto en forma
conjunta con el fin de obtener un detector compuesto, el cual tiene
aproximadamente 700 mm de ancho. Todas las cámaras tienen una
forma idéntica de paralelogramo para asegurar que la imagen
escaneada no contenga ninguna zona en blanco. Los espacios libres
entre las cámaras se encuentran minimizados también hasta
aproximadamente 50 micrómetros, con el fin de reducir la cantidad
de información perdida en las juntas. El área escaneada cubierta
por cada cámara se solapa con el área escaneada por las cámaras
adyacentes para asegurar que no se pierda información. Las
imágenes solapadas se combinan en una única imagen utilizando un
software, una vez que los datos llegan al
pre-procesador de imágenes (descrito con detalle más
adelante). Cualesquiera otros artefactos, tales como la distorsión
de la imagen o bien las fluctuaciones de la intensidad de los rayos
X, pueden ser compensadas en el pre-procesador de
imágenes.
La cámara de rayos X 122 detecta los rayos X que
se transmiten a través del paciente y los convierte en una señal
de salida electrónica analógica. Esta señal de salida es
amplificada por la placa CCD respectiva 124, la cual está montada
directamente en la cámara de rayos X. La ganancia a través del
trayecto analógico es variable para permitir la compensación de la
intensidad variable de la señal. La intensidad de la señal de los
rayos X puede variar como resultado de las fluctuaciones en la
velocidad de exploración, y con el rizado en la fuente de
alimentación del tubo de rayos X, o con parámetros no exactos del
tubo de rayos X. Esta ganancia está controlada mediante señales de
control desde un controlador 132 (mostrado en la figura 10).
Después de la amplificación y del ajuste del
desplazamiento se ejecuta un procedimiento de muestreo doble
correlacionado estándar (CDS) en la señal mediante un procesador
analógico CCD (CAP) (no mostrado). El CAP además convierte la
señal CDS analógica en una señal digital (conteniendo los datos de
la imagen) de una profundidad de 14 bits, por ejemplo. La señal
digital se lleva a través de un cable de cinta hasta el procesador
frontal 126.
La amplificación, ajuste del desplazamiento, CDS
y la digitalización deberán ejecutarse con circuitos electrónicos
de bajo nivel de ruido para minimizar el valor del ruido añadido a
la señal de las imágenes.
Los dispositivos CCD son operados en un modo de
Retardo de Tiempo e Integración, con el fin de obtener la máxima
ventaja de la operación de escaneado por desplazamiento. Los píxeles
de los dispositivos CCD se conmutan a una velocidad que
corresponde y que se deriva de la velocidad de escaneado del brazo
16 en forma de C. Las señales de sincronismo digitales se generan
en el procesador frontal 126 en el Bloque Programable Digital 134
(véase la figura 10). Estas señales de sincronismo se sincronizan
con el resto del sistema mediante la utilización de la señal 136
del reloj del codificador del brazo en forma de C, que se generan
mediante el movimiento físico del brazo en forma de C.
Alternativamente, si el movimiento del brazo puede ser controlado
para que sea estable y predecible dentro de la precisión del
sistema, entonces el reloj derivado del codificador del brazo en
forma de C puede ser reemplazado por un circuito de reloj de
referencia de precisión.
El reloj 136 del codificador del brazo en forma
de C necesita ser acondicionado, dependiendo de cual sea el
formato de la salida del codificador de movimiento del brazo en
forma de C, para que sea compatible con los niveles de la señal
digital utilizada en el procesador frontal 126. Esto quedará
asegurado mediante un circuito de acondicionamiento del reloj
138.
La realimentación del ancho del haz se
proporciona al procesador frontal 126 y al
pre-procesador de imágenes (véase la figura 12).
El procesador frontal 126 utiliza el haz con realimentación para
determinar cuales son las cámaras expuestas. El procesador frontal
se activa entonces solo a las cámaras expuestas, reduciendo por
tanto el calor generado en el detector y la velocidad de los datos
en un enlace de fibra óptica hasta el
pre-procesador de imágenes. El
pre-procesador de imágenes utiliza la
realimentación del ancho del haz en los cálculos del procesamiento
de las imágenes.
Los dispositivos CCD de cada placa CCD
comprenden unas filas y columnas múltiples de píxeles. Las filas de
píxeles están orientadas en sentido perpendicular a la dirección
de exploración. Los electrones generados por los rayos X se
integran en el píxel durante el retardo de tiempo entre las señales
de fase de los píxeles, y se desplazan hasta la fila siguiente
mediante los impulsos de relojes de las fases. En cada fila
subsiguiente, se generan electrones adicionales por los rayos X, y
se alarga por tanto el periodo de exposición de la imagen. Se
impide la formación de manchas en la imagen mediante la conmutación
de los píxeles de acuerdo con el movimiento mecánico del brazo en
forma de C que soporta la fuente de rayos X, tal como se ha
mencionado anteriormente. La señal se integra por tanto a través de
la altura total del haz de abanico de rayos X, y no se desperdicia
ninguna señal de los rayos X.
El almacenamiento tiene lugar cuando los valores
de dos o más píxeles se combinan o se suman en forma conjunta. Por
ejemplo, el almacenamiento de dos píxeles por dos píxeles generará
un superpixel que será la suma de cuatro píxeles adyacentes. Los
píxeles verticales (en la dirección de la exploración, o eje Y) se
almacenan en los dispositivos CCD 122, y los píxeles horizontales
(perpendiculares a la dirección de la exploración) se almacenarán
en los circuitos electrónicos del pre-procesador
126 do en el pre-procesador de imágenes.
El almacenamiento de las filas del CCD se ejecuta
para incrementar la relación de señal/ruido, y para obtener la
dimensión máxima de los píxeles necesarios. Si las filas no se
almacenaran se incrementaría el ruido de lectura del CCD presente
en la imagen. Este almacenamiento de las filas del CCD se ejecuta
en los registros de salida de los dispositivos CCD 122 y está
controlado por el bloque digital programable 134.
Se observará que, a pesar de que la configuración
especifica descrita anteriormente, el sistema puede estar diseñado
de una forma tal que el almacenamiento pueda tener lugar en forma
flexible en el dispositivo CCD o bien que su hardware de lectura
antes de cualquier digitalización tenga lugar mediante software,
una vez digitalizado. El proceso de almacenamiento puede tener
lugar en combinaciones de filas o de columnas.
Aunque el procesador frontal 126 tiene muchas
funciones, son críticas para el producto final tres
especificaciones relacionadas con el rendimiento. Estas son la
velocidad a la cual puede leerse la información en el CCD, la
velocidad de datos entre el procesador frontal 126 y el
pre-procesador de imágenes, y la relación de
señal/ruido del sistema. En un sistema prototipo, la velocidad de
exploración más rápida se encontró que era de diez segundos para
una exploración del cuerpo completo (1800 mm). Cada dispositivo CCD
tiene que tener borrado su contenido, digitalizado y multiplexado
a la velocidad de exploración. La velocidad de los datos entre el
procesador frontal y el pre-procesador de imágenes
estará determinada por el super-píxel almacenado
más pequeño que es de 2 x 2 píxel almacenados (véase anteriormente
una explicación del almacenamiento de los píxeles). Esto se
convierte a una velocidad de datos de 147 Mbits por segundo, para
todos los doce canales.
Con referencia ahora a la figura 10, el
procesador frontal 126 comprende un bloque programable digital 134
que comprende uno o más dispositivos FPGA y la memoria
necesaria.
El bloque digital programable 134 muestrea la
señal digital de 14 bits de las tarjetas CCD. En la señal digital
se ejecuta el almacenamiento del número especificado de columnas
(típicamente de 1 a 5). En combinación con el almacenamiento de
las filas en el CCD, según se explicó anteriormente, esto
proporciona la aparición en los superpíxeles de una señal con una
elevación en la relación de señal/ruido, lo cual mantiene el tamaño
de los píxeles requeridos para una resolución óptima.
El bloque digital programable 134 genera también
las señales de control de los dispositivos CCD. Estas señales se
desplazan de nivel en las tarjetas de los dispositivos CCD a los
niveles apropiados para controlar el CCD. Los voltajes operativos
de los CCD se generan en una fuente de alimentación externa. Las
señales de control de los CCD y los voltajes operativos son
llevados a las placas de los dispositivos CCD a través de un cable
adecuado.
El controlador 132 controla principalmente los
distintos modos de operación del procesador frontal 126 y sirve
también para un fin de pruebas incorporadas, en el que se
monitorizan los niveles de los voltajes y las funciones básicas en
la placa impresa del procesador. Se envía un informe del estado
de prueba a la interfaz de usuario a través de la interfaz 142, el
cual podría ser por ejemplo una interfaz RS232C. El controlador
controla también las distintas configuraciones del bloque 134
digital programable. Esto se realiza mediante la configuración de
las FPGA en forma distinta en cada instante con un modo diferente de
operación según se requiera. Esto es necesario cuando se
seleccionan distintas velocidades de exploración, y para ejecutar
la corrección de alineamiento de los datos. La realimentación del
control del ancho del haz de los rayos X y del obturador se envía
también al controlador 132. El controlador 132 se implementaría
típicamente utilizando un microprocesador.
La señal de realimentación de la intensidad de
los rayos X se convierte en una señal digital mediante un
convertidor A/D 144. Esta señal se asocia a cada línea o fila
horizontal de los datos de la imagen que se envían al
pre-procesador de imágenes.
El circuito incluye un oscilador 146. La salida
del oscilador es una frecuencia de reloj, la cual es muy estable a
través de un periodo de tiempo de una exploración. La señal de reloj
del codificador del brazo en forma de C se compara con esta
frecuencia. El resultado de la comparación indica la variación de
la velocidad con respecto al brazo en forma de C. Este resultado se
asocia también a cada fila horizontal de los datos de la imagen
enviados al pre-procesador de imágenes. El
pre-procesador de imagen utiliza la información de
la intensidad y la variación de la velocidad asociada a cada línea
para corregir la iluminación no uniforme debida a las variaciones
en la velocidad del desplazamiento del brazo en forma de C. El
oscilador efectúa también la conmutación de los circuitos
electrónicos cuando no esté en movimiento el brazo en forma de
C.
El pre-procesador de imagen se
utiliza para convertir la salida de datos de la imagen del
procesador frontal 126 en un formato que pueda ser visualizado en
un monitor de vídeo. La señal del procesador frontal es una señal
de datos multiplexados generada a partir de doce señales de salida
de datos individuales desde las placas de los dispositivos CCD
124. El diagrama de bloques completo que muestra las interfaces
del hardware y el software del pre-procesador es el
mostrado en la figura 11, mientras que la figura 12 es un diagrama
esquemático del pre-procesador de imagen, el cual
está típicamente implementado en un ordenador personal 152.
Tal como se muestra en las figuras 11 y 12, la
salida 150 del enlace de datos de fibra óptica del procesador
frontal 126 (véase la figura 10) está conectada a un bus de datos y
a un circuito 154 del controlador de la interfaz de fibra óptica,
el cual convierte las señales ópticas de nuevo a un formato
electrónico digital. Las señales son llevadas a través del bus de
datos del ordenador personal a una memoria de acceso aleatorio
(RAM) para el procesamiento por un microprocesador estándar o bien
por un circuito dedicado de procesamiento de señales digitales
(DPS). Una vez en la memoria RAM, la tarea de corrección de la
imagen gestiona, corrige y convierte los datos digitales en un
formato que pueda ser transmitido a una estación de visualización
de diagnósticos 36, por medio de la librería 164 de la interfaz de
la base de datos.
El pre-procesador de imágenes
(IPP) comprende siete bloques funcionales principales. Cuatro de
esos controlan o proporcionan el acceso a los puntos de la
interfaz, mientras que los otros tres proporcionan la funcionalidad
central del IPP. Con referencia a la figura 11, estas unidades son
el gestor 156 del sistema IPP, el cual controla el estado y modo
del IPP. La tarea de la corrección y mejora de las imágenes 158
ejecuta todas las correcciones y mejoras de las imágenes. Una tarea
160 de generación de imágenes de confirmación genera una imagen de
confirmación, que es enviada a la consola del operador 28. El
gestor 162 de comunicaciones serie del procesador frontal (FEP)
gestiona la interfaz serie del procesador frontal 126. Esta
interfaz podría ser un enlace estándar RS232C. El bus de datos y el
controlador de la interfaz de fibra óptica 154 gestionan la
configuración de la interfaz de fibra óptica, y dependiendo de cual
sea el soporte del controlador provisto por el fabricante, se
gestiona la funcionalidad para leer los datos de esta interfaz. La
librería 164 de la interfaz de la base de datos gestiona todos los
requisitos de la interfaz para un servidor de la base de datos de
imágenes y para las estaciones de visualización de diagnósticos 36.
Finalmente, una interfaz en la consola del operador 166 gestiona la
interfaz para la consola del operador 28.
El pre-procesador de imágenes
(IPP) procesa los datos de las imágenes y corrige estos datos en
cuanto a los artefactos de la imagen. Los siguientes factores de
rendimiento son críticos para el producto final y para la
consecución del propósito principal del IPP:
- Enlace de datos de fibra FEP/IPP - El super-píxel más pequeño agrupado es al menos una agrupación de 2x2. Esto conduce a la conversión a una velocidad de datos de 147 Mbits por segundo, para todas las cámaras. El enlace de datos es capaz de mantener esta velocidad de transferencia durante la operación de exploración, y transfiere estos datos a la memoria del sistema IPP en tiempo real.
- Velocidad de corrección - La imagen se corrige en un tiempo lo más próximo posible al tiempo real. Los algoritmos de corrección aseguran que la imagen corregida y confirmada está disponible para el operador en la consola de operaciones 28 y en el monitor de diagnóstico 36 tan pronto como sea posible.
- Dimensión de la imagen - El IPP mantiene al menos una copia de la imagen completa en la memoria, mientras que se ejecuta el algoritmo de corrección, y requiriendo una memoria suficiente para su ejecución.
Se describen con detalle a continuación las
correcciones de las imágenes ejecutadas en las imágenes mediante
el pre-procesador de imágenes. Estas correcciones se
ejecutan para compensar los elementos artificiales que se añaden a
una imagen durante la captura y visualización digital. Están
dirigidas también para eliminar los artefactos provocados por la
unión de las cámaras y los conos de las fibras ópticas. Las
correcciones de la imagen tienen que ejecutarse en un orden
específico, el cual se determina mediante el efecto esperado a
partir de una corrección específica. En la figura 13 se muestra
un diagrama de flujo de las correcciones de la imagen.
La secuencia estándar de las correcciones es:
- 1.
- Alineación Y
- 2.
- Alineación X
- 3.
- Substracción de la corriente de oscuridad del CCD
- 4.
- Normalización de la señal (compensación de ganancia)
- 5.
- Compensación de las variaciones de la velocidad de exploración
- 6.
- Compensación de las fluctuaciones de la intensidad de los rayos X
- 7.
- Puesta a escala de la imagen (por ejemplo, logarítmica)
Algunas de las correcciones pueden dejarse fuera
de la secuencia si su contribución a la calidad de la imagen no
está garantizada a expensas de la velocidad de procesado.
La primera corrección ejecutada es la alineación
Y. Esta corrección compensa la ligera diferencia en el
posicionamiento de las cámaras en el plano X-Y. El
valor independiente de la alineación Y se define para cada píxel en
lugar de para cada cámara. Como los conos de la fibra óptica pueden
provocar la distorsión de curvatura de la imagen, la definición de
un valor independiente para cada píxel en lugar de para cada cámara
permite que la distorsión de curvatura sea compensada, y de aquí
la necesidad de valores independientes para cada píxel en oposición
a cada cámara. Todo ello se traduce a un desplazamiento vertical de
los valores de la imagen. Esta corrección deberá tener cuidado del
problema mostrado en las figuras 14(a) y (b). Se proporciona
también un sistema para permitir al usuario el editar los valores
de compensación de la curva final.
La segunda corrección es la correspondiente a la
alineación X. Esto puede hacerse solo una vez que los píxeles
hayan sido alineados debidamente en la dirección Y, siguiendo por
tanto la alineación Y. Los conos de fibra óptica utilizados son de
forma de un paralelogramo, lo cual da lugar a un solapado de los
píxeles en la unión de dos conos. Existe también una cierta parte
del CCD que no está cubierta por el cono. Esto da lugar a píxeles
situados la oscuridad en ambos lados de los conos. Los píxeles no
expuestos situados en los extremos de cada cono serán eliminados
en el procesador frontal 126 durante la operación de agrupación.
Por tanto, el software de corrección se programará para procesar los
valores de solapado creados por la unión.
Supóngase que la cámara n y la cámara n+1 se
solapan mediante t_{no} píxeles, tal como se muestra en la
figura 9. El solape está compensado por la suma de los valores de
los píxeles de solapado, es decir, los primeros t_{no} píxeles
de la cámara n+1 se suman a los últimos t_{no} píxeles de la
cámara n. A esto se refiere el problema mostrado esquemáticamente en
la figura 15.
Las dos correcciones siguientes son las
compensaciones estándar de ganancia y de desplazamiento. Una vez
más, el valor independiente del desplazamiento y la ganancia se
utilizan por cada columna y no por cada cámara.
El nivel de la corriente de la oscuridad o el
valor de desplazamiento de CC (corriente continua) se determina
durante la calibración antes de que se inicie la exploración de la
imagen, para compensar el desplazamiento de la temperatura en el
CCD. Esto se realiza obteniendo una imagen sin exponer el detector
a los rayos X. Se calcula un nivel de señal promedio para cada
columna de la imagen y esto constituye el valor del desplazamiento
de CC. Cada columna en la imagen se corrige entonces para el
desplazamiento de CC, mediante la substracción del valor del
desplazamiento de la corriente en la oscuridad para dicha columna a
partir de cada píxel en dicha columna.
La máscara de ganancia se determina también
durante la calibración. Esta máscara no necesita ser determinada
durante cada exploración, sino más bien durante las sesiones de
calibración programadas. La máscara de ganancia aproximada se
obtiene para cada nivel de energía de los rayos X, mediante la
exposición de la cámara a un haz no interrumpido de rayos X, y
promediando la imagen para cada columna. Posteriormente, la máscara
de desplazamiento se resta de la mascara de ganancia y el resultado
llega a ser la mascada de ganancia final. Cada columna en la
imagen está normalizada para la ganancia correspondiente, dividiendo
cada píxel por el valor correspondiente en la máscara de ganancia.
La figura 16 muestra el diagrama de flujo para la determinación de
los coeficientes a utilizar durante la compensación.
Similar a la compensación de la máscara de
ganancia es la compensación para las variaciones de la velocidad
de exploración, y para las fluctuaciones de la intensidad de los
rayos X. Las variaciones en la velocidad de exploración y en la
intensidad de los rayos X provocan realmente variaciones en la
ganancia por cada fila en la imagen. El cambio en la ganancia es
proporcional al cambio en la velocidad o intensidad y la imagen
puede ser normalizada por cada fila con respecto a estas
variaciones.
Las etapas anteriores pueden realizarse de la
forma siguiente:
- Etapa 1: Medida de la corriente de oscuridad con los rayos X desactivados.
- Etapa 2: Adquirir la ganancia de la imagen cuando estén activados los rayos X.
- Etapa 3: Restar la corriente de la oscuridad de la imagen.
- Etapa 4: Normalizar la imagen utilizando los factores de ganancia determinados a partir de la mascara de ganancia, de la intensidad de los rayos X y las variaciones de la velocidad.
La corrección final de la imagen es el registro
del valor corregido. Esto es necesario porque la atenuación de los
rayos X es exponencial. Los valores de registro necesarios se
obtienen por medio de una tabla de consulta predefinida, la cual
se genera durante el tiempo de inicialización y permaneciendo en la
memoria para su utilización posterior. Los valores de registro se
calculan de una forma tal que se proporcione el acondicionamiento
de la imagen así como también para su registro. Los valores en la
tabla de consulta variarán de 0 a 16384 si se utiliza un rango de
14 bits. Estas correcciones tienen que ejecutarse tan rápido como
sea posible, con el fin de cumplir adecuadamente con las exigencias
de una unidad de traumatismos.
Los algoritmos utilizados para ejecutar las
correcciones antes mencionadas han sido optimizados para un alto
nivel para mejorar el rendimiento y la velocidad del sistema. Los
algoritmos han sido implementados como un proceso
multi-encadenado, con tareas múltiples que se
ejecutan en forma concurrente. Este proceso puede comprender
principalmente tres tareas:
- 1.
- La tarea principal recibe información de la imagen y solo comienza ejecutando las correcciones antes mencionadas después de haber recibido el número máximo de filas que podrían estar desalineadas. (La razón para la espera del numero máximo de filas que podrían estar desalineadas ante de iniciar las correcciones es para asegurar que los desplazamientos lineales ejecutados por el alineamiento Y no se salgan del alcance). Este encadenamiento tiene una prioridad crítica, para asegurar que las correcciones se ejecuten tan rápido como sea posible.
- 2.
- La tarea de mejora del contraste comienza procesando la imagen tan pronto como se hayan corregido las filas disponibles de la tarea principal. Esta tarea ejecuta la denominada operación de "máscara sin definir" (básicamente una mejora del contraste, compresión de la escala de grises y el algoritmo de mejora de los bordes) en las filas corregidas. Esta tarea hace uso de un núcleo de control, el cual es una matriz cuadrada, y que convoluciona esta matriz a través de las filas corregidas para generar una imagen de "máscara sin definir". Esta imagen forma la base de la imagen de confirmación visualizada en la consola del operador.
- 3.
- La tarea de reducción reduce la imagen generada por cualquiera de las tareas anteriores, para generar un pictograma de la radiografía (imagen) tomada. El factor de reducción se configura normalmente a 12, pero es configurable en forma dinámica dependiendo del tamaño de la imagen tomada.
Las tareas 2 y 3 anteriores se utilizan en forma
intercambiable dependiendo de las necesidades del cliente.
Normalmente, la "imagen sin definir" se genera como una imagen
de confirmación, y la versión reducida de la misma se utiliza como
un pictograma para la selección posterior en la base de datos. Esta
configuración es intercambiable, permitiendo que la radiografía
reducida llegue a convertirse en una imagen de confirmación y una
versión de "máscara sin definir" de la misma, convirtiéndose
después en el pictograma.
Además de estas tareas principales, existen
tareas varias que realizan las funciones siguientes:
- (a)
- Acondicionamiento de la imagen "enmascarada sin definir". Bajo estas condiciones se entienden los siguientes puntos:
- \sqbullet
- los valores de coma flotante se convierten en valores enteros de 8 bits.
- \sqbullet
- el rango se ajusta para la escala de visualización optima (ajustada para una escala de 8 bits de acuerdo con los valores máximos/mínimos) y
- \sqbullet
- los datos erráticos (por ejemplo, los valores negativos) que no contribuyan a la imagen se elimina (ajustados a los valores máximos/mínimos).
- (b)
- Eliminar las columnas no expuestas (se crean mediante la conmutación de todas las columnas en el CCD sin importar si se encuentran o no dentro del alcance de las configuraciones del colimador, porque los dispositivos CCD no pueden ser leídos solo en forma parcial).
- (c)
- La transmisión de la imagen corregida y la imagen de confirmación a la base de datos y a la consola del operador respectivamente.
En la figura 17 se muestra con más detalle el
gestor del sistema 156, el cual es responsable del control del
estado, modo y operación del sistema de captura de imágenes.
\newpage
El gestor del sistema 156 comprende tres
procesos:
- \sqbullet
- Un controlador de operaciones 168, el cual gestiona la operación global del sistema de captura de las imágenes. El controlador de operaciones controla también la corrección, calibración y los procesos de generación de la imagen de confirmación;
- \sqbullet
- Un gestor 170 del estado y de las alarmas, el cual gestiona la base de datos de las alarmas y estados así como también el historial de las alarmas; y
- \sqbullet
- Un gestor de mensajes 172, el cual gestiona todos los mensajes que se envían al buzón de correos IPP, y que envía todas las respuestas a los apartados de correos relevantes.
La figura 18 muestra la maquina de los estados
del pre-procesador de imágenes, según está
controlada por el gestor del sistema 156. Después de la
inicialización, el gestor del sistema permanece en un estado de
desconectado hasta que se conecten la consola del operador 28 y el
servidor de la base de datos de las imágenes, y establece los
canales de comunicación relevantes. El
pre-procesador de imágenes se encuentra entonces
disponible y listo para su utilización. El procesador frontal 126
no necesita estar conectado, o bien en comunicación en esta fase.
Esto permite al procesador frontal el poder entrar en un modo de
ahorro de energía.
Es responsabilidad del procesador frontal el
iniciar la comunicación con el procesador frontal, de forma que
pueda salir del modo de ahorro de energía y comenzar la activación y
la preparación para una exploración. La consola del operador
notificará al procesador frontal que se va a iniciar una
exploración, y que el pre-procesador de imagen
tiene que prepararse para una exploración. El
pre-procesador de imagen se comunica inmediatamente
a través del enlace serie con el procesador frontal, haciendo así
que se salga el procesador frontal del modo de ahorro de energía,
y haciendo que se conecte y comunique con el
pre-procesador de imagen. Una vez que se haya
recibido una respuesta válida desde el
pre-procesador frontal, el procesador de imágenes
entra en el estado de espera activa, esperando a una notificación
de activación de una exploración desde la consola del operador. El
pre-procesador de imágenes emprende entonces el
proceso de exploración. A su terminación, retorna al estado de
espera.
Puede verse por tanto que la invención
proporciona un aparato alternativo, el cual puede producir imágenes
de una calidad de diagnostico medico con unas dosis de radiación
relativamente bajas.
Claims (14)
1. Un aparato de formación de imágenes que
comprende:
una fuente de radiación (12) para generar un haz
de generación de imágenes;
un conjunto de cámaras (14) que comprende una
pluralidad de cámaras (122, 124) sensibles al haz de generación de
imágenes y disponiendo cada cámara en forma adyacente a otra, en el
que cada cámara comprende filas y columnas de píxeles y teniendo
una salida para la generación de las señales de las imágenes;
medios de control (24) para desplazar la fuente
de radiación (12) y el conjunto de cámaras (14) con respecto al
sujeto;
unos medios del procesador de señales (126, 134,
150, 152) configurados para recibir las señales de las imágenes a
partir de la salida de datos de cada cámara por partes, para
procesar las señales de las imágenes y para generar datos de
imágenes compuestas a partir de las mismas;
medios de memoria para almacenar los datos de las
imágenes compuestas; y
medios de salida (28) para visualizar una imagen
generada a partir de los datos de las imágenes compuestas; y
medios de control (132) sensibles a las señales
de las imágenes y/o los datos de las imágenes compuestas para
controlar la operación de los medios del procesador de señales,
caracterizado porque se genera una señal
de realimentación de la intensidad de la fuente de radiación para
cada parte de la señal de imagen, en el que cada parte corresponde a
una de las mencionadas filas, y en donde la señal de
realimentación de la intensidad de la fuente de radiación se asocia
a cada parte de la señal de imagen para su suministro a los medios
de control, y para que los medios de control (132) puedan controlar
la operación de los medios del procesador de señales dependiendo de
las señales de realimentación de la intensidad de la fuente de
radiación, para corregir estas partes con respecto a las
fluctuaciones de la intensidad en el haz de formación de las
imágenes.
2. Un aparato de formación de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 1, en el que la fuente de radiación
es una fuente de rayos X, y en el que las cámaras comprenden unos
centelleadores y dispositivos de carga acoplada asociados para
generar señales digitales de datos de la imagen.
3. Un aparato de formación de imágenes según la
reivindicación 1 ó 2, en el que el conjunto de cámaras está
configurado de forma que la longitud global de los campos de
cobertura del conjunto de las cámaras adyacentes se solapen en una
dirección transversal a la dirección del movimiento del conjunto de
cámaras, de forma que el conjunto de cámaras proporcione una
cobertura total de una zona de formación de imágenes de tipo
alargado así definida.
4. Un aparato de formación de imágenes de acuerdo
con la reivindicación 3, en el que cada cámara tiene un área
activa con una forma de paralelogramo, con los extremos adyacentes
de las respectivas áreas activas en contacto, de forma que la
cobertura de las cámaras adyacentes se solapen en una zona de
transición relativamente estrecha, extendiéndose transversalmente en
la dirección de la exploración.
5. Un aparato de formación de imágenes de acuerdo
con la reivindicación 3 ó 4, en el que los medios del procesador
de señales comprenden un procesador de señales digitales
configurado para aplicar un algoritmo de compensación a las señales
de los datos de la imagen, para compensar la desalineación relativa
o la distorsión de las cámaras.
6. Un aparato de formación de imágenes de acuerdo
con la reivindicación 5, en el que el algoritmo de compensación
está configurado para compensar el desalineamiento de cada píxel de
la imagen con respecto a los ejes X e Y, correspondiendo el eje Y a
la dirección de la exploración, y siendo el eje X transversal a la
dirección de exploración.
7. Un aparato de formación de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 6, en el que el algoritmo de
compensación está configurado primeramente para compensar los
errores en el posicionamiento de los píxeles en la dirección del
eje Y, y después en la dirección del eje X, para compensar los
píxeles no expuestos y los píxeles solapados en las zonas de
transición entre las cámaras.
8. Un aparato de formación de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que los medios
de control están dispuestos para medir las variaciones en la
intensidad del haz de exploración, y para generar señales de
control del accionamiento motriz, para variar la velocidad de los
medios de accionamiento motriz, para mantener la intensidad
efectiva a un nivel constante.
9. Un aparato de formación de imágenes de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que los medios
de control están configurados para llevar a cabo la compensación de
la intensidad por los medios de la corrección por software de las
partes de la señal de imagen, utilizando la señal de realimentación
de la intensidad de la fuente de radiación.
10. Un aparato de formación de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que
los medios motrices tienen un codificador asociado con los mismos,
para generar señales de reloj relacionadas con el movimiento de la
fuente de radiación y el conjunto de las cámaras, y en el que los
medios de control incluyen un circuito de acondicionamiento del
reloj, sensible a las señales de reloj, para generar las señales
de sincronismo, las cuales se utilizan para sincronizar la operación
de formación de las imágenes del conjunto de cámaras con el
movimiento de las mismas.
11. Un aparato de formación de imágenes según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que los medios de
control incluyen un circuito de reloj de referencia, el cual se
utiliza para generar señales de sincronismo para controlar tanto
la operación de los medios motrices como el conjunto de cámaras, de
forma que la operación de formación de imágenes del conjunto de
cámaras esté sincronizada con el movimiento de las mismas.
12. Un aparato de formación de imágenes según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que cada cámara
define una pluralidad de píxeles de las imágenes, en el que las
salidas de al menos algunos de los píxeles están combinadas de
acuerdo con un esquema predeterminado, para mejorar la relación de
señal/ruido de las señales de imagen.
13. Un aparato de formación de imágenes según la
reivindicación 12, en el que las cámaras están adaptadas para
combinar las salidas de los píxeles que sean adyacentes en la
dirección del movimiento de la fuente de radiación y el conjunto de
las cámaras en el instante de la generación de las señales de
imagen.
14. Un aparato de formación de imágenes según la
reivindicación 13, en el que los medios del procesador de señales
está adaptado para procesar las señales de las imágenes para
combinar las salidas de los píxeles que sean adyacentes en una
dirección transversal a la dirección del movimiento de la fuente de
radiación y del conjunto de las cámaras.
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