ES2646687B1

ES2646687B1 - Equipo y método de generación de tomografías

Info

Publication number: ES2646687B1
Application number: ES201730341A
Authority: ES
Inventors: Manuel Desco Menéndez; Mónica ABELLA GARCÍA
Original assignee: Universidad Carlos III de Madrid; Fundacion para la Investigacion Biomedica del Hospital Gregorio Marañon
Current assignee: Universidad Carlos III de Madrid; Fundacion para la Investigacion Biomedica del Hospital Gregorio Marañon
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-10-26
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: WO2018167348A1; EP3542722A1; ES2646687A1

Abstract

Equipo y método de generación de tomografías. El equipo y el método propuestos permiten, con datos muy limitados (muy pocas proyecciones), en un rango angular limitado de movimiento de la fuente y del detector y elevada tolerancia mecánica (a imprecisiones en el posicionamiento de fuente y detector) obtener tomografías de alta calidad. El equipo comprende un dispositivo de toma de imagen por rayos X con conjunto fuente (1)-detector (2) de rayos X con movimiento, un dispositivo de escaneo de superficie (4), y un sistema de control y procesamiento de datos configurado para ejecutar al menos una rutina de generación de tomografías. El método comprende una rutina de ajuste de la calibración geométrica del equipo y una rutina de reconstrucción de una tomografía con las imágenes y datos de superficie obtenidos por el equipo.

Description

EQUIPO Y MÉTODO DE GENERACIÓN DE TOMOGRAFÍAS D E S C R I P C I Ó N

5 OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enmarca en el campo técnico de los aparatos de diagnóstico por imagen. Más concretamente se describen un equipo y un método que permiten obtener una imagen 3D a partir de un número de proyecciones y un rango angular 10 limitados empleando sistemas de toma de imágenes por rayos X.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un sistema de toma de imágenes de "arco en C” permite obtener imágenes planas, en 15 2D, que no proporcionan información de profundidad. Este tipo de sistemas comprenden

al menos un generador de rayos X y un sistema de captura de imagen montados en un brazo con forma de arco. Comprenden también una unidad de trabajo en la que se visualizan, almacenan y manipulan las imágenes.

20 Algunas de las ventajas de estos sistemas son, por ejemplo, que tienen un diseño abierto que permite colocar el arco en forma de "C” alrededor de un paciente que está tumbado en una cama o una mesa de quirófano, que son compactos y que son muy económicos en comparación con otros equipos de toma de imágenes médicas. Gracias a su diseño abierto, este tipo de sistemas se emplean actualmente como herramienta para obtener 25 imagen de un paciente en el quirófano.

Dos de los principales problemas técnicos asociados a la obtención de imagen 3D con los equipos diseñados para imagen plana son los siguientes:

- el equipo puede sufrir tensiones mecánicas que cambian las posiciones relativas de la 30 fuente y el detector para cada posición de proyección, sin que éstas sean repetibles para

sucesivas adquisiciones (alta tolerancia mecánica), dificultando la calibración geométrica; y

- en general no están diseñados para tomar suficientes proyecciones alrededor del paciente, necesarias para obtener una buena calidad de imagen usando métodos

convencionales de reconstrucción.

En los últimos años se ha intentado desarrollar sistemas basados en instrumental específico que combina equipos de rayos X portátiles con detectores digitales para de 5 imágenes 3D intraoperatorias (como por ejemplo el Ziehm Vision FD Vario 3D®, el Siemens Arcadis Orbic Orbital Rotation® o el O-arm de Medtronics®). No obstante estos sistemas mantienen requisitos estrictos de precisión mecánica, generalmente solo permiten rotaciones isocéntricas y cubren un alto rango angular (135 grados o más).

10 Del estado de la técnica se conoce, asimismo, el documento DE102012209422A1 que describe un sistema de rayos X que comprende un emisor de rayos X y un detector, dispuestos cada uno de ellos en un extremo de un arco con forma de "C” para tomar imágenes durante intervenciones quirúrgicas, así como un transmisor y un receptor de Terahercios que permiten determinar la superficie del paciente bajo estudio y un 15 dispositivo de control que utiliza la información de la superficie obtenida durante procesos de reconstrucción y/o evaluación.

Relacionados con esta patente se conocen los documentos DE102010010192A1 y US2012294504A1 que describen respectivamente un aparato que consta de un 20 transmisor y receptor de Terahercios y una unidad de procesamiento que representa la superficie irradiada y un método para obtener imágenes 3D libres de artefacto en situaciones de truncamiento completando los datos con información de la superficie del paciente o determinar la posición relativa del paciente.

25 En los documentos anteriores se describe un sistema de rayos con sistema de escaneo de superficie para situaciones quirúrgicas en el que se usa la superficie para la corrección del artefacto de truncamiento o para posicionamiento del paciente entre otros. No se describen soluciones para eliminar artefactos por ángulo reducido o pocas proyecciones. Además no se describen soluciones para el problema de calibración por falta de precisión 30 mecánica (valores altos de tolerancia mecánica que no garantizan la repetitividad de la trayectoria de fuente y detector).

El documento US2011255765A1 describe un sistema de rayos X con detector de superficie para compensar artefacto metálico en estudios dentales a partir del registro de

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la superficie de los dientes con la imagen reconstruida (eliminando puntos en la imagen reconstruida que caen fuera de la superficie). En este documento no se proponen soluciones a los problemas de reconstrucción avanzada para baja dosis con ángulo limitado y/o pocas proyecciones, ni al de calibración por falta de precisión mecánica (valores altos de tolerancia mecánica que no garantizan la repetitividad de la trayectoria de fuente y detector).

Otras patentes conocidas que hacen uso de un escáner de superficie son por ejemplo la US 20130034203A1 que describe un método para obtener una imagen de simulación de la anatomía de un animal de experimentación basado en el registro de la superficie del animal con un atlas, y el aparato para adquirir los datos necesarios para la superficie; la US2010010757A1 que describe el uso de escáner de superficie para recoger parte de los datos necesarios para obtener mapas de atenuación; y la US2016148398A1 que permite la corrección de desplazamientos en los datos de proyección debidos a la deformación geométrica y vibración de un arco en C en tiempo corto.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención describe un equipo y un método de generación de tomografías a partir de los datos obtenidos con un dispositivo de toma de imágenes por rayos X, que puede tener alta tolerancia mecánica, y un dispositivo de escaneo de superficies.

El equipo de generación de tomografías de la presente invención comprende:

- un dispositivo de toma de imágenes por rayos X que a su vez comprende:

- una fuente de rayos X,

- un detector de rayos X,

y la fuente de rayos X o el detector de rayos X o ambos se mueven siguiendo una órbita predefinida alrededor del cuerpo o parte del cuerpo del que se quiere generar la tomografía;

- un dispositivo de escaneo de superficie configurado para obtener datos de la superficie del cuerpo o parte del cuerpo bajo estudio. Este dispositivo puede ir unido a la fuente de rayos X, al detector de rayos X o puede ser totalmente independiente de ellos, incluyendo la posibilidad de que se sujete y mueva de forma manual.

- un sistema de control y procesamiento de datos configurado para ejecutar al menos una rutina de calibración geométrica y una rutina de generación de tomografías a partir de datos obtenidos por el dispositivo de toma de imagen y el dispositivo de escaneo de superficie.

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A lo largo de la memoria, cuando se emplean los términos "fuente” y "detector” estos hacen referencia a la fuente de rayos X y al detector de rayos X. Asimismo, cuando se hace referencia al cuerpo del que se va a generar la tomografía se está haciendo referencia a un cuerpo completo o a una parte de éste.

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Es clave para la invención que las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen por rayos X sean digitales por lo que en un ejemplo de realización de la invención el detector es un detector digital tipo flat-panel. En otra forma de realización de la invención el dispositivo de toma de imagen por rayos X comprende un detector 15 analógico y en este caso el dispositivo de imagen por rayos X necesita incluir un elemento de digitalización de la imagen.

La fuente de rayos X y el detector de rayos X se pueden mover de forma independiente, cada uno de ellos siguiendo una trayectoria predeterminada, o con un 20 movimiento solidario (por ejemplo en los casos en los que la fuente y el detector están unidos de forma solidaria a un bastidor). El sistema de imagen por rayos X, puede ser de tipo TAC, "arco en C”, sistema de radiología digital con un sistema de suspensión que permita mover la fuente y el detector alrededor de la muestra, etc.

25 El dispositivo de escaneo de superficie puede ser del tipo de los que son con contacto (como aquellos en forma de punteros con marcadores que siguen los sistemas de posicionamiento óptico) o del tipo de los que son sin contacto (ya sea basado en un dispositivo de holografía conoscópica, como el ConoProbe Mark®, en luz estructurada, como el 3D Artec Eva®, o en otros tipos de radiación no ionizantes, como la imagen 30 de Terahercios, o incluso ionizantes, como RX de muy baja dosis).

El método de la presente invención comprende unas etapas iniciales de:

a) realizar una calibración geométrica del dispositivo de toma de imagen por rayos X; y

b) obtener unas imágenes con el dispositivo de toma de imagen por rayos X.

Asimismo, el método comprende las siguientes etapas:

c) obtener datos de una superficie de un cuerpo con el dispositivo de escaneo de superficie;

5 d) obtener una máscara 3D del cuerpo a partir de los datos de superficie obtenidos con el dispositivo de escaneo de superficie;

e) ajustar la calibración geométrica del dispositivo de toma de imagen por rayos X obtenida previamente con las imágenes obtenidas por el mismo y los datos de superficie obtenidos por el dispositivo de escaneo de superficie;

10 f) reconstruir una imagen tomográfica a partir de las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen de rayos X combinadas con los datos de superficie obtenidos con el dispositivo de escaneo de superficie.

Gracias a la combinación del equipo y el método descritos, con datos muy limitados (muy 15 pocas proyecciones), en un rango angular limitado de movimiento de la fuente y del detector y elevada tolerancia mecánica (a imprecisiones en el posicionamiento de fuente y detector, permitiendo errores de posición mayores de 1 mm y 1 grado) se obtienen resultados equivalentes a los obtenidos con los TAC tradicionales u otros equipos específicos de rayos X para 3D, en los que el conjunto fuente-detector gira 192° (“short 20 sean”) o 360 grados (“fui! sean”).

Una de las ventajas de la presente invención es que el equipo tiene una menor exigencia de rango angular de rotación del conjunto fuente-detector. Esto es especialmente ventajoso en los casos en los que hay dificultades de movilidad del paciente (en la UVI 25 o durante la cirugía, por ejemplo, donde se suelen utilizar sistemas portátiles de arco en C que permiten adquirir imagen 2D pero no están diseñados para obtener imagen 3D).

Asimismo, el equipo y el método permiten emplear menores dosis de radiación para el 30 paciente al obtener una tomografía de calidad adecuada con menos proyecciones. Otra ventaja asociada es que permite aumentar la velocidad de adquisición de las tomografías al obtener imágenes de calidad adecuada con menos rango angular de giro del conjunto fuente-detector, facilitando la realización de estudios dinámicos.

Adicionalmente, el equipo y el método permiten extender el uso de sistemas preexistentes de radiología 2D al permitir incorporar en ellos capacidades tomográficas. Además el equipo de generación de tomografías puede ser portátil si el dispositivo de 5 toma de imagen por rayos X es de tipo arco en C.

Por último, la presente invención tiene menos requisitos de tolerancia mecánica en el posicionamiento de fuente y detector, ya que el método de ajuste de calibración propuesto permite corregir variaciones de las posiciones del dispositivo de toma de 10 imágenes por rayos X (fuente y detector) en sucesivas adquisiciones. Esto permite el abaratamiento de costes, ventaja especialmente importante en aplicaciones de veterinaria o en países en desarrollo con pocos recursos.

En los equipos y métodos conocidos del estado de la técnica es necesario realizar una 15 calibración periódica que es válida en subsiguientes adquisiciones dado que tienen una tolerancia mecánica suficientemente baja para garantizar la repetitividad de la trayectoria de fuente y detector que permite evitar la aparición de errores sistemáticos en las imágenes (artefactos) por debajo del medio milímetro y la décima de grado en desplazamientos y rotaciones de fuente o detector.

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En el estado de la técnica no se encuentra ninguna solución al problema de calibración geométrica en los casos de alta tolerancia mecánica del equipo. Asimismo, en el estado de la técnica no se describen sistemas que permitan la eliminación de artefactos por ángulo reducido o pocas proyecciones.

25 DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con unas formas de realización preferentes de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un 30 juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1a.- Muestra una vista de una forma de realización del equipo de generación de

tomografías.

Figura 1b.- Muestra una vista de otro ejemplo de realización del equipo de generación de tomografías con el dispositivo de escaneo de imagen dispuesto en otra posición.

Figura 2.- Muestra un diagrama de flujo del método de generación de tomografías.

Figura 3.- Muestra gráficas con un resultado obtenido con el método del ajuste de calibración para dos parámetros geométricos (desplazamiento horizontal y rotación del 10 detector).

Figuras 4a.- Muestra cortes sagital, coronal y axial de la reconstrucción 3D de un cuerpo generado a partir de los datos obtenidos con el dispositivo de toma de imágenes de rayos X mediante un método del estado de la técnica, antes de realizar el ajuste de calibración.

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Figura 4b.- Muestra cortes sagital, coronal y axial de la reconstrucción 3D de un cuerpo generada mediante el mismo método del estado de la técnica que las figuras 4a, después de haber realizado un ajuste de calibración.

20 Figura 4c.- Muestra unas vistas de cortes sagital, coronal y axial de la reconstrucción 3D de un cuerpo generada mediante el método completo de generación de tomografías de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

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A continuación se describen, con ayuda de las figuras 1 a 4, unos ejemplos de realización del equipo y el método de generación de tomografías de la presente invención. Asimismo, se muestran los resultados de tomografías (vistas de cortes sagital, coronal y axial de reconstrucciones 3D de un cuerpo) generadas a partir de los 30 datos obtenidos con un dispositivo de toma de imágenes de rayos X mediante un método del estado de la técnica (FDK) y mediante las distintas etapas del método de generación de tomografías de la presente invención.

Un primer objeto de la invención es el equipo de generación de tomografías. En la

figura 1 se ha representado un ejemplo de realización de dicho equipo que comprende al menos un dispositivo de toma de imagen por rayos X, un dispositivo de escaneo de superficie y un sistema de control.

5 El dispositivo de toma de imagen por rayos X comprende una fuente de rayos X (1) y un detector digital de rayos X (2); uno de estos elementos o ambos tienen movimiento.

La fuente de rayos X (1) y el detector digital de rayos X (2) están enfrentados entre sí 10 en el dispositivo de toma de imágenes y entre ellos que se coloca el cuerpo (5) del que se quiere generar la tomografía. La fuente de rayos X (1) o el detector de rayos X (2) o ambos se mueven siguiendo una órbita (3) predefinida alrededor del cuerpo (5) que puede ser isocéntrica o no isocéntrica. En las figuras 1a y 1b se muestran unos ejemplos de realización en los que la órbita (3) no es circular y la fuente de rayos X (1) 15 y el detector de rayos X (2) se mueven de forma independiente entre sí.

El movimiento de la fuente de rayos X (1) o del detector de rayos X (2) o de ambos es el que permite obtener imágenes 2D del cuerpo (5) desde diferentes vistas o ángulos de proyección. Como se ha descrito previamente, el equipo y el método aquí 20 propuestos permiten obtener tomografías de calidad adecuada incluso en los casos en los que el movimiento del conjunto fuente-detector está limitado a un rango pequeño de vistas.

El equipo comprende también un dispositivo de escaneo de superficie (4) configurado 25 para obtener datos de la superficie cuerpo (5) a estudio. Dicho dispositivo de escaneo de superficie (4) puede estar dispuesto en diversas posiciones del equipo (unido a la fuente de rayos X, al detector de rayos X o ser totalmente independiente, incluyendo la posibilidad de que se sujete y mueva de forma manual) sin que esto limite la correcta obtención de la superficie.

30 .

Asimismo el equipo comprende un sistema de control y procesamiento de datos configurado para ejecutar al menos una rutina de calibración geométrica y una rutina de generación de tomografías. Preferentemente, la rutina de generación de tomografías que

se ejecuta en el sistema de control y procesamiento de datos comprende al menos las siguientes etapas:

-una etapa de ajuste de calibración geométrica -una etapa de reconstrucción avanzada de imágenes

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También es objeto de la presente invención un método de generación de tomografías con el equipo de generación de tomografías. Las tomografías se generan a partir de los datos adquiridos con el dispositivo de toma de imagen y el dispositivo de escaneo de superficie. En la figura 2 se muestran las diferentes etapas del método.

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Las etapas iniciales del método son:

a) realizar una calibración geométrica del equipo;

b) obtener unas imágenes digitales con el dispositivo de toma de imagen por rayos X

15 La etapa a) de calibración geométrica del equipo permite determinar la posición exacta de la fuente de rayos X y del detector de rayos X para cada vista. Esta etapa se realiza periódicamente en el equipo.

En un ejemplo de realización el método podría comprender también una etapa inicial de 20 pre-procesar las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen por rayos X, en caso de que el detector obtuviera imágenes en datos crudos sin procesar.

Posteriormente, el método comprende la realización de las siguientes etapas:

c) obtener datos de una superficie de un cuerpo (5) con el dispositivo de escaneo de 25 superficie (4);

d) obtener una máscara 3D del cuerpo (5) del que se quiere generar la tomografía, a partir de los datos de superficie obtenidos con el dispositivo de escaneo (4) de superficie;

e) ajustar la calibración geométrica del equipo realizada previamente mediante las imágenes obtenidas por el dispositivo de toma de imagen por rayos X y los datos de

30 superficie obtenidos por el dispositivo de escaneo (4) de superficie;

f) reconstruir una imagen tomográfica a partir de las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen de rayos X combinadas con los datos de superficie

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obtenidos con el dispositivo de escaneo (4) de superficie.

Para que las posiciones obtenidas de fuente y detector sean válidas para siguientes adquisiciones, es necesario que se garantice una tolerancia mecánica submilimétrica en desplazamientos lineales de la fuente y/o el detector y por debajo del grado en desplazamientos de rotación de la fuente y/o el detector. En caso de que la tolerancia mecánica del equipo esté por encima de estos valores, es necesario ajustar los parámetros geométricos tal que representen las posiciones reales de la fuente y el detector de rayos X durante la adquisición de las imágenes con el dispositivo de toma de imagen por rayos X. Por ello la etapa de ajustar la calibración geométrica del equipo (etapa e)) es esencial en el método descrito.

Dicha etapa de ajustar la calibración geométrica del equipo comprende preferentemente las siguientes subetapas:

i) hacer una reconstrucción preliminar, de las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen por rayos X usando el fichero de calibración inicial obtenido en la etapa inicial a);

ii) hacer un registro 3D con la máscara obtenida a partir de los datos obtenidos con el dispositivo de escaneo de superficie;

iii) simular la proyección de la máscara registrada obtenida en la subetapa iii) con el fichero de calibración inicial obtenido en la en la etapa inicial a); y

iv) realizar un registro rígido de la proyección de la máscara registrada obtenida en la subetapa iii) y de las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen por rayos X proyección a proyección;

v) corregir el fichero de calibración geométrica inicial obtenido en la etapa inicial a) con los valores de registro obtenidos en la subetapa iv) para obtener un fichero de calibración ajustado.

En un ejemplo de realización, la etapa b) se realiza mediante un método convencional de reconstrucción tipo FDK con el fichero de calibración geométrica inicial obtenido en la etapa a).

En la figura 2 se aprecian todos los pasos de las etapas clave de la presente invención que son las etapas de ajustar la calibración del equipo (etapa e)), previamente

descrita, y de reconstruir la imagen tomográfica a partir de las pocas proyecciones obtenidas con el dispositivo de toma de imagen de rayos X y con los datos de superficie obtenidos con el dispositivo de escaneo de superficie (etapa f)). Estas etapas del método son las que permiten obtener una imagen tomográfica de calidad 5 adecuada a pesar de partir de pocas imágenes (pocas proyecciones) y obtenidas en posiciones limitadas (rango angular limitado de movimiento del conjunto fuente- detector) con el equipo de la invención con bajos requisitos de tolerancia mecánica.

En un ejemplo de generación de tomografías empleando un equipo como el mostrado en 10 la figura 1, para conseguir las diferentes proyecciones (imágenes 2D) con el dispositivo de toma de imagen por rayos X se desplazan la fuente de rayos X (1) y el detector de rayos X (2) de manera conjunta siguiendo en una órbita (3) cuasi-circular alrededor del cuerpo (5) ya que en este ejemplo la fuente y el detector están unidos a un bastidor. En este ejemplo de realización, para obtener las imágenes de las figuras 4a-c se realizan 42 15 proyecciones distribuidas uniformemente en un rango angular de 120 grados.

En la figura 3 se observa el resultado de la primera etapa clave del método de generación de tomografías de la invención, que es la etapa de ajustar la calibración a partir de los datos de superficie obtenidos. La figura muestra los valores de dos de los principales 20 parámetros geométricos, desplazamiento horizontal y rotación del detector (2), para dos calibraciones geométricas diferentes antes y después del ajuste de calibración.

En dicha figura 3 se muestra la diferencia en los parámetros geométricos para el mismo dispositivo de toma de imágenes por rayos X obtenidos calibrando en dos momentos 25 diferentes (falta de precisión mecánica en el dispositivo de toma de imágenes por rayos X) y la necesidad de la etapa e) del método de generación de tomografías de la invención, que es la etapa de ajustar la calibración a partir de los datos de superficie obtenidos. En una de las gráficas de la figura 3 se ha representado el desplazamiento horizontal en milímetros correspondiente a cada ángulo de proyección, en grados. En la 30 otra gráfica se ha representado la rotación, en grados para cada ángulo de proyección, también en grados. En ambos casos la línea de trazos con rayas representa una primera calibración y la línea de trazos con raya-punto-raya representa esa misma primera calibración pero ajustada. Asimismo, la línea de trazos con raya-punto-punto-raya representa una segunda calibración y la línea continua representa esa misma segunda

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calibración pero ajustada. Después del ajuste de calibración, los parámetros coinciden con la posición actual del dispositivo de toma de imágenes por rayos X en el momento de obtener las imágenes del cuerpo.

En la figura 4a se muestran los resultados obtenidos con el equipos de obtención de imágenes 2D mediante un método del estado de la técnica, antes de realizar el ajuste de calibración. En la figura 4b se muestran los resultados obtenidos con el mismo equipo y método del estado de la técnica que la figura 4a después de realizar la etapa de ajustar la calibración a partir de las imágenes y los datos de superficie obtenidos previamente.

En la figura 4c se aprecia un ejemplo de tomografía de calidad obtenida con el equipo y el método de la invención. Como se puede observar en dicha figura, la imagen reconstruida es de alta calidad a pesar de estar generada sin haber garantizado la precisión mecánica que permita la repetitividad de la trayectoria de fuente y detector y a partir de datos muy limitados.

En este caso se ha obtenido una tomografía de calidad adecuada con solo 42 proyecciones frente a las más de 400 proyecciones que suelen realizarse en los TAC del estado de la técnica. Además el rango angular en el cual se han realizado los movimiento del conjunto fuente-detector ha sido de 120° frente a los 360° habituales para las adquisiciones con los equipos del estado de la técnica o a los 195° necesarios en una adquisición corta (“short sean”).

En este ejemplo de realización se ha usado un método de reconstrucción basado en la minimización de la función Total Variation (TV) sujeto a las restricciones: (a) fidelidad de los datos y (b) resultado contenido en la máscara generada a partir de los datos obtenidos por el dispositivo de escaneo de superficie (4). En este caso se ha empleado la siguiente formulación:

donde u es la imagen reconstruida, y son los gradientes de u en las direcciones x e y, A

es la matriz del sistema, f son los datos adquiridos por el dispositivo de adquisición de

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imagen1

imagen por rayos X, o2 es el ruido en estos datos y Q es la máscara generada a partir de los datos adquiridos con el dispositivo de escaneo de superficie. La resolución del problema de minimización se ha hecho usando la formulación de Split Bregman.

Claims

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10

15

20

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R E I V I N D I C A C I O N E S

1. - Equipo de generación de tomografías que comprende:

- un dispositivo de toma de imagen por rayos X que a su vez comprende:

- una fuente de rayos X (1),

- un detector de rayos X (2),

y la fuente de rayos X (1) y el detector de rayos X (2) están enfrentados entre sí para recibir entre ellos un cuerpo (5) del que se va a generar la tomografía;

- un dispositivo de escaneo de superficie (4) configurado para obtener la superficie cuerpo (5),

- un sistema de control y procesamiento de datos configurado para ejecutar al menos una rutina de calibración geométrica y una rutina de generación de tomografías a partir de los datos obtenidos por el dispositivo de toma de imagen por rayos X y el dispositivo de escaneo de superficie (4).
2. - Equipo de generación de tomografías según la reivindicación 1 caracterizado por que el movimiento de la fuente de rayos X (1) o del detector de rayos X (2) o de ambos se realiza en una órbita (3) isocéntrica alrededor del cuerpo (5).
3. - Equipo de generación de tomografías según la reivindicación 1 caracterizado por que el movimiento de la fuente de rayos X (1) o del detector de rayos X (2) o de ambos se realiza en una órbita (3) no isocéntrica alrededor del cuerpo (5).
4. - Equipo de generación de tomografías según la reivindicación 1 caracterizado por que el movimiento de la fuente de rayos X (1) y el movimiento del detector de rayos X son independientes, pudiéndose mover cada uno de ellos o ambos con una trayectoria predeterminada.
5. - Equipo de generación de tomografías según la reivindicación 1 caracterizado por que el movimiento de la fuente de rayos X (1) y el movimiento del detector de rayos X (2) son solidarios.
6. - Equipo de generación de tomografías según la reivindicación 1 caracterizado por que el dispositivo de escaneo (4) de superficie es un dispositivo de escaneo con contacto.

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7. - Equipo de generación de tomografías según la reivindicación 1 caracterizado por que el dispositivo de escaneo (4) de superficie es un dispositivo de escaneo sin contacto.
8. - Equipo de generación de tomografías según la reivindicación 1 caracterizado por que 10 la rutina de generación de tomografías comprende al menos las siguientes etapas:

- una etapa de ajuste de la calibración geométrica del equipo;

- una etapa de reconstrucción avanzada de imágenes.
9. - Método de generación de tomografías con el equipo de generación de tomografías de 15 las reivindicaciones 1 a 8 que comprende las etapas de:

a) realizar una calibración geométrica del equipo;

b) obtener unas imágenes con el dispositivo de toma de imagen por rayos X; y está caracterizado porque posteriormente comprende las siguientes etapas:

c) obtener datos de una superficie de un cuerpo (5) con el dispositivo de escaneo de 20 superficie (4);

d) obtener una máscara 3D del cuerpo (5) a partir de los datos de superficie obtenidos con el dispositivo de escaneo (4) de superficie;

e) ajustar la calibración geométrica del equipo obtenida previamente con las imágenes obtenidas por el dispositivo de toma de imagen por rayos X y los datos de superficie

25 obtenidos por el dispositivo de escaneo (4) de superficie;

f) reconstruir una imagen tomográfica a partir de las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen de rayos X combinadas con los datos de superficie obtenidos con el dispositivo de escaneo (4) de superficie.

30 10.- Método de generación de tomografías según la reivindicación 9 caracterizado porque

la etapa de ajustar la calibración geométrica del equipo comprende las siguientes subetapas:

i) hacer una reconstrucción preliminar, de las imágenes obtenidas con el dispositivo

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de toma de imagen por rayos X usando el fichero de calibración inicial obtenido en la etapa inicial a);

ii) hacer un registro 3D con la máscara obtenida a partir de los datos obtenidos con el dispositivo de escaneo de superficie;

5 iii) simular la proyección de la máscara registrada obtenida en la subetapa iii) con el fichero de calibración inicial obtenido en la etapa inicial a); y iv) realizar un registro rígido de la proyección de la máscara registrada obtenida en la subetapa iii) y de las imágenes obtenidas con el dispositivo de toma de imagen por rayos X proyección a proyección;

10 v) corregir el fichero de calibración geométrica inicial obtenido en la etapa inicial a) los valores de registro obtenidos en la subetapa iv) para obtener un fichero de calibración ajustado.