ES2824404T3 - Sistema de reducción de rayos x - Google Patents
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Abstract
Un colimador de rayos X que comprende al menos tres placas esencialmente no superpuestas (4901, 4902, 4903) adaptadas para ser montadas en un plano generalmente paralelo a un plano de superficie de entrada del detector, dichas placas (4901, 4902, 4903) formando un espacio (3512) entre ellas, en donde cada placa (4901, 4902, 4903) comprende un primer borde que forma un lado del espacio y un segundo borde diferente del primer borde que está en contacto con dicho primer borde de una placa vecina; en donde cada placa (4901, 4902, 4903) puede definirse como una primera placa, en donde dicha primera placa (4901) se configura para moverse en una primera dirección con respecto al primer borde de dicha primera placa, y una placa vecina (4903) a dicha primera placa (4901) está configurada para moverse en una segunda dirección con respecto al primer borde de dicha placa vecina; y en donde la ubicación del lado del espacio (3512) formado por un primer borde de al menos una placa (4901) de dichas al menos tres placas (4901, 4902, 4903) y la ubicación del lado del espacio (3512) formado por un primer borde de al menos otra placa (4902) de dichas al menos tres placas (4901, 4902, 4903) pueden cambiarse independientemente entre sí.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de reducción de rayos x
Campo de la invención
La invención está relacionada con el campo de la formación de imágenes de rayos X y más particularmente con el campo del control de la cantidad de radiación de rayos X durante la formación de imágenes de múltiples fotogramas. Antecedentes de la invención
En un sistema típico de imágenes de fotogramas múltiples (MFI), el tubo de rayos X genera radiación de rayos X en un ángulo sólido relativamente amplio. Para evitar la exposición innecesaria tanto del paciente como del equipo médico, se usan colimadores de materiales absorbentes de rayos X como el plomo para bloquear la radiación redundante. De esta manera, solo el ángulo sólido necesario de radiación útil sale del tubo de rayos X para exponer solo los elementos necesarios.
Tales colimadores se usan típicamente en modo estático, pero pueden asumir una variedad de diseños y geometrías de radiación de rayos X. Los colimadores pueden configurarse de forma manual o automática mediante el uso de, por ejemplo, las dimensiones del entorno del órgano que está involucrado en el procedimiento como entrada.
En las imágenes de fotogramas múltiples, donde normalmente se toman automáticamente una serie de imágenes una tras otra, la situación es más dinámica que en una radiografía de una sola exposición.
Para tales casos, pueden usarse colimadores con materiales parcialmente transparentes a los rayos X para manipular la distribución de energía de los rayos X.
Es deseable cambiar la distribución de la energía de los rayos X durante la sesión de MFI de manera que para al menos 2 fotogramas diferentes de la sesión de MFI, la distribución del haz de rayos X será diferente.
En MFI, la radiación de rayos X está activa durante un período relativamente largo y el médico tratante normalmente tiene que pararse cerca del paciente, por lo tanto cerca de la radiación de rayos X. Como resultado, se desea proporcionar métodos para minimizar la exposición del equipo médico. Se han sugerido métodos para reducir la intensidad de la radiación de rayos X en donde la reducción resultante de la relación señal/ruido (S/N) de la imagen de rayos X se compensa mediante la mejora digital de la imagen. Otros métodos sugieren un colimador que limita el ángulo sólido de la radiación de rayos X a una fracción del área del intensificador de imágenes y mueve periódicamente el colimador para exponer toda el área de entrada del intensificador de imágenes de manera que la región de interés (ROI) esté más expuesta que el resto de la zona. De esta manera, la ROI recibe una radiación de rayos X lo suficientemente alta como para generar una imagen con buena S/N mientras que el resto de la imagen se expone con baja intensidad de rayos X, lo que proporciona una imagen con S/N relativamente baja o una imagen reducida en tiempo real, según el colimador y el método usado. El tamaño y la posición de la ROI pueden determinarse en una pluralidad de métodos. Por ejemplo, puede ser un área fija en el centro de la imagen o puede centrarse automáticamente sobre el área más activa de la imagen, esta actividad se determina mediante el análisis temporal de la imagen de la secuencia de imágenes de cine recibidas de la cámara de video del sistema de imágenes de fotogramas múltiples. Los documentos US 2009/074148 y US 2013/044860 describen sistemas de colimador para radiación de rayos X con mecanismos de ROI ajustable.
Es deseable proporcionar soluciones de colimador para permitir la reducción de la dosis durante la MFI.
También se desea proporcionar un método para mover los elementos del colimador a fin de respaldar los mejores resultados de imagenología.
Es deseable proporcionar un método para manejar los efectos de este movimiento en la calidad de la imagen.
Resumen de la invención
La invención es como se define en las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de formación de imágenes de fotogramas múltiples que comprende: una fuente de rayos X; un detector que tiene un área de entrada; un monitor configurado para mostrar imágenes detectadas; medios para determinar la ubicación de al menos una región de interés (ROI) de un paciente en la imagen mostrada; y un colimador que comprende medios para proyectar al menos una región de interés (ROI) sobre al menos una fracción seleccionada del área de entrada expuesta por la fuente de rayos X, el colimador comprende al menos tres placas esencialmente no superpuestas montadas en un plano generalmente paralelo al plano de la superficie de entrada del detector, en donde cada placa comprende un primer borde en contacto con un borde de una primera placa vecina y un segundo borde adyacente al primer borde en
contacto con un borde de una segunda placa vecina; y medios para mover cada una de las placas en el plano. Una de las placas puede ser opaca o parcialmente transparente a la radiación de rayos X y el posicionamiento de las placas puede configurarse para crear un área completamente transparente en un espacio formado por las placas esencialmente no superpuestas, para proyectar al menos una región de interés (ROI) y una segunda área opaca o parcialmente transparente cubierta por las placas.
Las placas pueden moverse en direcciones perpendiculares.
Cada una de dichas placas puede estar conectada a un carro movible por al menos un motor y un sistema de transmisión a lo largo de una pista.
El al menos un motor puede comprender un solo motor y cada una de las placas puede estar conectada a una placa adyacente mediante un acoplador.
Cada una de las placas puede moverse mediante una placa adyacente a través del acoplador. El al menos un motor puede comprender dos motores configurados para mover la placa en direcciones perpendiculares.
Los bordes de las placas pueden tener un perfil seleccionado del grupo formado por: recto, en forma de V y cónico. El sistema puede comprender además: una unidad de procesamiento de imágenes conectada entre el detector y el monitor, la unidad de procesamiento de imágenes configurada para optimizar la imagen detectada mostrada en el monitor de acuerdo con al menos una parte de la imagen en al menos una ROI.
La optimización de la imagen puede comprender determinar una función de reproducción de tono para la imagen. La función de reproducción de tono puede implementarse como una función de brillo, una función de contraste, una función gamma, una función de compensación, una función lineal de n grados y una función no lineal.
La optimización de la imagen puede comprender controlar los parámetros de la fuente de rayos X. Los parámetros de la fuente de rayos X se pueden seleccionar del grupo que consta de: modo de corriente, Pico en kilo Volts (PKV), longitud del pulso y control automático de ganancia (AGC).
El colimador puede configurarse para moverse de acuerdo con el ajuste de ampliación del detector y el ROI determinado.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un colimador que comprende: medios para proyectar al menos una región de interés (ROI) sobre al menos una fracción seleccionada de un área de entrada expuesta por una fuente de rayos X, un colimador que comprende al menos tres placas esencialmente no superpuestas montadas en un plano generalmente paralelo a un plano de la superficie de entrada del detector, en donde cada placa comprende un primer borde en contacto con un borde de una primera placa vecina y un segundo borde adyacente al primer borde en contacto con un borde de una segunda placa vecina; y medios para mover cada una de las placas en el plano. Cada una de las placas puede ser opaca o parcialmente transparente a la radiación de rayos X y el posicionamiento de las placas puede configurarse para crear un área completamente transparente en un espacio formado por las placas esencialmente no superpuestas, para proyectar al menos una región de interés (ROI) y una segunda área opaca o parcialmente transparente cubierta por las placas.
Las placas pueden moverse en direcciones perpendiculares.
Cada una de las placas puede estar conectada a un carro movible por al menos un motor y un sistema de transmisión a lo largo de una pista.
El al menos un motor puede comprender un solo motor y en donde cada una de las placas puede estar conectada a una placa adyacente mediante un acoplador.
Cada una de las placas puede moverse mediante una placa adyacente a través del acoplador. El al menos un motor puede comprender dos motores configurados para mover la placa en direcciones perpendiculares.
Los bordes de las placas pueden tener un perfil seleccionado del grupo formado por: recto, en forma de V y cónico. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para controlar un tamaño de visualización de una ROI en una imagen de un área irradiada con rayos X, que comprende: proporcionar un sistema de formación de imágenes de múltiples fotogramas que comprende: una fuente de rayos X; un detector que tiene un área de entrada; y un colimador que comprende medios para proyectar al menos una región de interés (ROI) sobre una fracción seleccionada del área de entrada expuesta por la fuente de rayos X; el colimador comprende al menos tres placas esencialmente no superpuestas montadas en un plano generalmente paralelo al plano de la superficie de
entrada del detector, en donde cada placa comprende un primer borde en contacto con un borde de una primera placa vecina y un segundo borde adyacente al primer borde en contacto con un borde de una segunda placa vecina; y determinar la ubicación y el tamaño de una imagen del área expuesta en el área de entrada del detector moviendo al menos una de las placas en el plano para formar un espacio completamente transparente entre las placas.
Cada una de las placas puede ser opaca o parcialmente transparente a la radiación de rayos X y el posicionamiento de las placas puede configurarse para crear un área completamente transparente en un espacio formado por las placas esencialmente no superpuestas, para proyectar al menos una región de interés (ROI) y una segunda área opaca o parcialmente transparente cubierta por las placas.
Las placas pueden moverse en direcciones perpendiculares.
Cada una de las placas puede estar conectada a un carro movible por al menos un motor y un sistema de transmisión a lo largo de una pista.
El al menos un motor puede comprender un solo motor y en donde cada una de las placas puede estar conectada a una placa adyacente mediante un acoplador.
Cada una de las placas puede moverse mediante una placa adyacente a través del acoplador. El al menos un motor puede comprender dos motores configurados para mover la placa en direcciones perpendiculares.
Los bordes de las placas pueden tener un perfil seleccionado del grupo formado por: recto, en forma de V y cónico. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema para determinar la forma y ubicación de al menos una región de interés (ROI) que comprende medios GUI (Interfaz gráfica de usuario).
Los medios GUI pueden comprender medios para visualizar las imágenes detectadas y medios para determinar al menos un tamaño, ubicación y orientación de ROI.
Los medios para determinar al menos un tamaño y ubicación de la ROI pueden comprender deslizadores.
Los medios GUI pueden comprender medios para visualizar las imágenes detectadas y medios para determinar al menos un tamaño, forma y ubicación de la ROI.
Los medios para determinar pueden comprender herramientas de dibujo configuradas para marcar una forma circundante alrededor de al menos una ROI.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método que comprende el uso de medios GUI para determinar la forma y ubicación de al menos una región de interés (ROI).
Los medios GUI pueden comprender visualizar las imágenes detectadas y determinar al menos un tamaño, ubicación y orientación de la ROI.
La determinación de al menos un tamaño y ubicación de la ROI puede comprender deslizadores móviles. Los medios GUI pueden comprender visualizar las imágenes detectadas y determinar al menos un tamaño, forma y ubicación de la ROI.
La determinación puede comprender dibujar una forma envolvente alrededor de la al menos una ROI. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de formación de imágenes de múltiples fotogramas que comprende: una fuente de radiación; un detector que tiene un área de entrada; un monitor configurado para mostrar imágenes detectadas; medios para determinar al menos una región de interés (ROI) de un objeto en una imagen presentada; un primer colimador; un segundo colimador montado entre dicho primer colimador y dicho objeto; un controlador de radiación configurado para controlar dicha fuente de radiación; y un segundo controlador de colimador.
La fuente de radiación puede comprender una fuente de rayos X.
El monitor puede configurarse para mostrar imágenes detectadas obtenidas a través de al menos uno de dichos colimadores primero y segundo.
El sistema puede comprender además medios de conexión configurados para conectar dicho primer colimador con dicho segundo colimador.
Los medios de conexión pueden comprender un conector mecánico conectado a uno de los brazos en C, la cubierta del colimador original, la cubierta del tubo de radiación, el alojamiento del brazo en C y una placa con ruedas montadas en el suelo.
El sistema puede comprender además un brazo robótico configurado para accionar dicho segundo colimador.
El brazo robótico puede ser dirigido por sensores configurados para asegurar que dicho segundo colimador esté montado en coordinación con dicho primer colimador.
El sistema puede comprender además un primer controlador del colimador y un controlador del brazo robótico.
El primer controlador de colimador puede estar conectado con dicho controlador del brazo robótico y se configura para dirigir dicho brazo robótico.
Los medios para determinar pueden comprender uno de un mando, un teclado y una pantalla táctil.
El sistema puede comprender además un motor giratorio configurado para permitir que la placa gire en un plano generalmente paralelo al plano de la superficie de entrada del detector.
Breve descripción de los dibujos
La invención se entenderá mejor con referencia a las siguientes Figuras:
La Figura 1A es una ilustración esquemática simplificada de un diseño ilustrativo de un entorno y sistema clínico de formación de imágenes de múltiples fotogramas;
La Figura 1B es una ilustración de un diseño ilustrativo del sistema de la Figura 1A que muestra detalles adicionales de componentes del ejemplo de sistema de la invención;
La Figura 2 es una ilustración esquemática de una imagen ilustrativa presentada en un monitor de un sistema de formación de imágenes de múltiples fotogramas;
La Figura 3 es una ilustración esquemática simplificada de un diseño ilustrativo de un entorno y sistema clínico de formación de imágenes de múltiples fotogramas con la adición de un dispositivo de entrada;
La Figura 4 es una vista superior de un colimador construido con cuatro placas esencialmente no superpuestas, parcialmente transparentes a los rayos X, con la ROI en el centro;
La Figura 4.1 muestra un ejemplo de posible disposición de la tuerca 4501 E;
La Figura 4A es una vista superior del colimador de la Figura 4 con la ROI en una ubicación descentrada;
La Figura 5 ilustra la distribución de la intensidad de los rayos X en diferentes áreas de la imagen cuando el ROI está en el centro;
La Figura 6 es una vista superior de otro ejemplo de un colimador construido con cuatro placas esencialmente no superpuestas, parcialmente transparentes a los rayos X, con la ROI en el centro;
La Figura 6A es una vista superior del colimador de la Figura 6 con la ROI en una ubicación descentrada;
La Figura 7 es una vista superior de otro ejemplo de un colimador construido con cuatro placas parcialmente transparentes a los rayos X esencialmente no superpuestas con la ROI en el centro;
La Figura 7A es una vista superior del colimador de la Figura 7 con la ROI en una ubicación descentrada;
La Figura 8 es una vista superior de otro ejemplo de un colimador construido de tres placas parcialmente transparentes a los rayos X esencialmente no superpuestas con la ROI en el centro;
La Figura 8A es una vista superior del colimador de la Figura 8 con la ROI en una ubicación descentrada;
La Figura 9 es una vista superior de otro ejemplo de un colimador construido con cinco placas parcialmente transparentes a los rayos X, esencialmente no superpuestas, con la ROI en el centro;
La Figura 9A es una vista superior del colimador de la Figura 9 con la ROI en una ubicación descentrada; La Figura 9B es una vista superior del colimador de la Figura 9 con una ROI diferente en el centro;
La Figura 9C es una vista superior del colimador de la Figura 9 con una ROI diferente en el centro;
La Figura 10 es una vista superior de otro ejemplo de un colimador construido con doce placas parcialmente
transparentes a los rayos X esencialmente no superpuestas con la ROI en el centro;
La Figura 10A es una vista superior de una ampliación de los componentes de los elementos de motorización del colimador de la Figura 10;
La Figura 10B es una vista superior del colimador de la Figura 10 con la ROI en una ubicación descentrada;
La Figura 10C es una vista superior del colimador de la Figura 10 con la ROI en el centro;
La Figura 11 es una vista superior de un colimador construido con cuatro placas parcialmente transparentes a los rayos X esencialmente no superpuestas con la ROI en una ubicación descentrada;
La Figura 11A es una vista superior del colimador de la Figura 11 con la ROI en el centro;
La Figura 12A muestra el uso de placas de "borde recto" y la imagen resultante con la penetración de la radiación de rayos X;
La Figura 12B demuestra el uso de placas de "borde en forma de V" y la imagen resultante;
La Figura 12C demuestra el uso de placas de "borde cónico" y la imagen resultante;
La Figura 12D demuestra el acoplamiento cuando dos filtros no están a la misma distancia de la fuente de radiación; La Figura 12E también demuestra el acoplamiento cuando dos filtros no están a la misma distancia de la fuente de radiación;
La Figura 13 muestra una interfaz de usuario ilustrativa que puede implementarse como parte de una aplicación de control;
La Figura 13A es otro ejemplo de una interfaz de usuario y configuración automática de la ROI;
La Figura 13B es otro ejemplo de un posible dibujo de forma y configuración automática de la ROI mediante el uso de la interfaz de usuario de la Figura 13A;
La Figura 13C es otro ejemplo de dibujo de formas posibles y configuración automática de la ROI mediante el uso de la interfaz de usuario de la Figura 13A;
La Figura 13D es otro ejemplo de dibujo de formas posibles y configuración automática de la ROI mediante el uso de la interfaz de usuario de la Figura 13A;
La Figura 13E es otro ejemplo de dibujo de formas posibles y configuración automática de la ROI mediante el uso de la interfaz de usuario de la Figura 13A;
La Figura 13F es otro ejemplo de dibujo de formas posibles y configuración automática de la ROI mediante el uso de la interfaz de usuario de la Figura 13A;
La Figura 13G es otro ejemplo de dibujo de formas posibles y configuración automática de la ROI mediante el uso de la interfaz de usuario de la Figura 13A;
La Figura 14 representa esquemáticamente un sistema existente con el colimador adicional que está conectado mecánicamente;
La Figura 15 representa esquemáticamente un sistema existente con el colimador adicional que es accionado por un brazo robótico;
La Figura 16 es un ejemplo de conexión mecánica;
La Figura 16A es una vista superior del sistema de la Figura 16;
La Figura 17 es otro ejemplo de conexión mecánica;
La Figura 17A es una vista lateral del sistema de la Figura 17;
La Figura 17B es otra vista lateral del sistema de la Figura 17;
La Figura 18 es otro ejemplo de conexión mecánica;
La Figura 18A es un ejemplo de un colimador girado del sistema de la Figura 17;
La Figura 19 es otro ejemplo de conexión mecánica; y
La Figura 19A es una vista lateral del sistema de la Figura 19.
Descripción detallada de la invención
A lo largo de la siguiente descripción se hace referencia a varios colimadores que tienen placas o filtros. Ambos términos se usan en el mismo sentido, para describir filtros destinados a cambiar la intensidad de la radiación de una manera no uniforme sobre el campo de visión (FOV), a diferencia de los filtros destinados a cambiar el espectro de la radiación en todo el FOV.
Ahora se hace referencia a la Figura 1A que presenta un diseño típico de un entorno clínico de formación de imágenes de múltiples fotogramas.
El tubo de rayos X 100 genera radiación de rayos X 102 dirigida hacia arriba que ocupa un ángulo sólido relativamente grande hacia un colimador 104. El colimador 104 bloquea una parte de la radiación permitiendo que un ángulo sólido de radiación más pequeño continúe en la dirección ascendente, atraviese la cama 108 que normalmente está hecha de material que es relativamente transparente a la radiación de rayos X y a través del paciente 110 que está acostado en la cama 108. Parte de la radiación es absorbida y dispersada por el paciente y la radiación restante llega al área 112 de entrada típicamente redonda del intensificador de imágenes 114. El área de entrada del intensificador de imágenes suele ser del orden de 300 mm de diámetro, pero puede variar según el modelo y la tecnología. La imagen generada por el intensificador de imágenes 114 es capturada por la cámara 116, procesada por el procesador de imágenes 117 y luego mostrada en el monitor 118 como imagen 120. Aunque la invención se describe principalmente en referencia a la combinación del intensificador de imagen 114 y la cámara 116 se apreciaría que ambos elementos pueden ser reemplazados por un sensor de radiografía digital de cualquier tecnología como CCD o CMOS de pantalla plana u otras tecnologías como Silicio amorfo con detectores de centelleo ubicado en el plano 112. Un ejemplo de ello es CXDI-50RF, disponible de Canon USA, Inc., Lake Success, NY. El término "detector" se usa para incluir cualquiera de estas tecnologías, incluida la combinación de cualquier intensificador de imagen con cualquier cámara e incluyendo cualquier tipo de sensor de pantalla plana o cualquier otro dispositivo que convierta rayos X en señales electrónicas.
Los términos "área" y "región" se usan alternativamente en la descripción detallada de la invención y significan lo mismo y se usan como sinónimos.
El término "fuente de rayos X" se usa para proporcionar una interpretación amplia de un dispositivo que tiene una fuente puntual de rayos X que no necesariamente tiene la forma de un tubo. Aunque el término tubo de rayos X se usa en los ejemplos de la invención de acuerdo con la terminología común en la técnica, aquí se representa que los ejemplos de la invención no se limitan a una interpretación estricta del tubo de rayos X y que cualquier fuente de rayos X puede usarse en estos ejemplos (por ejemplo, incluso material radiactivo configurado para funcionar como una fuente puntual).
El operador 122 está de pie junto al paciente para realizar el procedimiento médico mientras observa la imagen 120. El operador tiene un interruptor de pie 124. Al presionar el interruptor, se emite radiación continua de rayos X (o rayos X pulsados de frecuencia relativamente alta como se explica a continuación) para proporcionar una imagen de cine 120. La intensidad de la radiación de rayos X se optimiza típicamente en una compensación de baja intensidad que es conveniente para reducir la exposición del paciente y el operador y la radiación de alta intensidad conveniente para permitir una imagen de alta calidad 120 (alta relación señal/ruido). Con radiación de rayos X de baja intensidad y, por tanto, baja exposición del área de entrada del intensificador de imágenes, la relación S/N de la imagen 120 podría ser tan baja que la imagen 120 se vuelva inútil.
El sistema de coordenadas 126 es un sistema de coordenadas cartesiano de referencia con el eje Y apuntando hacia la página y XY es un plano paralelo a planos como el del colimador 104 y el plano de entrada 112 del intensificador de imagen.
Es un propósito de la presente invención proporcionar una alta exposición en el área de entrada del intensificador de imagen en una o más ROI deseadas que proporcionen, por lo tanto, una imagen con S/N alta allí mientras se reduce la exposición de otras secciones del área del intensificador de imagen, a costa de una menor calidad de imagen (menor S/N). Con esta disposición, el operador puede ver una imagen clara en una o más ROI y obtener una imagen lo suficientemente buena para la orientación general en el resto del área de la imagen. También es un propósito de esta invención proporcionar un mapa más complejo de segmentos en la imagen donde cada segmento resulta de un nivel diferente de radiación de rayos X según se desee para la aplicación específica.
De acuerdo con algunas modalidades, el sistema de rayos X puede incluir múltiples elementos de filamento para generar haces de rayos X múltiples y simultáneos, un subconjunto de los cuales puede seleccionarse y configurarse para modificar la radiación de rayos X para apuntar a las ROI deseadas en el campo de visión de acuerdo con la ubicación del foco de atención del operador.
De acuerdo con algunas modalidades, el sistema de rayos X puede incluir una matriz/conjunto de tubos/fuentes de rayos X para generar haces de rayos X múltiples y simultáneos, un subconjunto de los cuales puede seleccionarse y configurarse para modificar la radiación de rayos X para apuntar a las ROI deseadas en el campo de visión de acuerdo con la ubicación del foco de atención del operador.
De acuerdo con algunas modalidades, el sistema de rayos X puede incluir además cátodos y/o ánodos rotativos y traducibles para generar haces de rayos X múltiples y simultáneos, un subconjunto de los cuales puede seleccionarse y configurarse para modificar la radiación de rayos X para apuntar a las ROI deseadas en el campo de visión de acuerdo con la ubicación del foco de atención del operador.
En la Figura 1B se describe un ejemplo de un diseño más detallado de un entorno clínico de formación de imágenes de múltiples fotogramas de acuerdo con la presente invención. El operador 122 presiona el pedal 124 para activar los rayos X. El dispositivo de entrada 128 proporciona una indicación de una o más ROI. Esta información se proporciona normalmente en relación con el monitor 118. Esta información, al menos un centro deseado de ROI, puede proporcionarse, por ejemplo, en términos de coordenadas (X,Z), en el plano del monitor 118, mediante el uso del sistema de coordenadas 126. Se apreciará que en este ejemplo el plano del monitor 118 y por lo tanto también la imagen 120 son paralelos al plano (X,Z) del sistema de coordenadas 126. Son posibles otros sistemas de coordenadas, incluidos los sistemas de coordenadas que se agrupan en el monitor 118 y giran con el monitor 118 cuando se gira en relación con el sistema de coordenadas 126.
Los datos de la entrada 128 se proporcionan al controlador 127 que es básicamente un ordenador, como cualquier ordenador PC.
La caja 150 de la Figura 1B representa un colimador de acuerdo con la presente invención, por ejemplo, el colimador de las Figuras 4 a 11.
La caja 150 se puede ubicar debajo del colimador 104, encima del colimador 104 como se muestra con la referencia numérica 150A o en lugar del colimador 104 (no se muestra en la Figura 1B). Los colimadores representados por las cajas 150 y 150A están controlados por el controlador 127. La emisión de rayos X también es controlada por el controlador 127, típicamente a través del controlador de rayos X 130. El colimador bloquea parcialmente la radiación, dependiendo del al menos un centro deseado de la ROI determinado (etapa 2720). Parte de los rayos X son absorbidos por el paciente 110 (etapa 2730) y la radiación restante llega al intensificador de imágenes 114 (etapa 2740). En la etapa 2750 la imagen es intensificada y capturada por una cámara 116 y en la etapa 2760 la imagen capturada se transfiere al procesador de imágenes 117 y en la etapa 2770 la imagen procesada se muestra en el monitor 120.
El procesador de imágenes 117 puede asumir muchas formas y puede incorporarse en la presente invención de diferentes formas. En el ejemplo de la Figura 1B, el procesador de imagen 117 incluye dos subunidades principales: 117A proporciona corrección de imagen básica, como falta de uniformidad de píxeles (desplazamiento oscuro, sensibilidad, reconstrucción de píxeles muertos, etc.), 117C proporciona procesamiento de mejora de imagen (como reducción de ruido, máscara de enfoque, corrección de gamma, etc.). En los sistemas convencionales, la imagen de la subunidad 117A se transfiere para su posterior procesamiento en la subunidad 117C. Las subunidades del procesador de imágenes 117 pueden ser soportadas cada una por un hardware dedicado, pero también pueden ser subunidades lógicas soportadas por cualquier hardware.
En el ejemplo de la Figura 1B, la imagen de la cámara 116 se corrige mediante la subunidad de procesamiento de imágenes 117A y luego se transfiere al controlador 127. El controlador 127 procesa la imagen según se requiera mediante el uso de cualquiera de los colimadores representados por la casilla 150 y devuelve la imagen procesada a la subunidad 117C para mejorar la imagen.
Se apreciará que el procesamiento de imágenes del controlador 127 no tiene que ocurrir en el controlador 127 y puede ser ejecutado por una tercera subunidad 117B (no mostrada en la Figura 1B) ubicada entre 117A y 117C. La subunidad 117B también puede ser solo un proceso lógico realizado en cualquier lugar del procesador de imágenes 117.
También se apreciará que el controlador 130 de rayos X se presenta aquí en el sentido amplio de controlador del sistema. Como tal, también puede comunicarse con el procesador de imágenes 117 para determinar sus parámetros operativos y recibir información como se muestra en la línea de comunicación 132, puede controlar el intensificador de imagen 114, por ejemplo para los parámetros de zoom (la línea de comunicación no se muestra), puede controlar los parámetros de la cámara 116 (línea de comunicación no mostrada), puede controlar el brazo en C y la posición de la cama (línea de comunicación no mostrada) y puede controlar el tubo de rayos X 100 y los parámetros de
funcionamiento del colimador 104 (línea de comunicación no mostrada). Puede haber una interfaz de usuario para que el operador 122 u otros miembros del personal ingresen solicitudes o cualquier otra necesidad al controlador 130 de rayos X (no mostrado).
Físicamente, parte o todo el procesador de imágenes 117, el controlador 127 y el generador de rayos X (la unidad eléctrica que acciona el tubo de rayos X 100) pueden estar incluidos en el controlador de rayos X 130. El controlador de rayos X 130 puede contener uno o más ordenadores y software adecuado para soportar la funcionalidad requerida. Un ejemplo de tales sistemas con un controlador de rayos X es el brazo en C móvil OEC 9900 Elite disponible de GE OEC Medical Systems, Inc., Salt Lake City, UT e E.UU. Se apreciará que el sistema ilustrativo no es idéntico al sistema de la Figura 1B y solo se proporciona como un ejemplo general. Algunas de estas características se muestran en la Figura 3. Se hace ahora referencia a la Figura 2 que ilustra un ejemplo de una imagen 120 mostrada en el monitor 118. En este ejemplo, la línea circular discontinua 204 indica el límite entre el segmento 200 de la imagen y el segmento 202 de la imagen, ambos segmentos constituyen la imagen 120 completa. En este ejemplo, se desea obtener una buena calidad de imagen en el segmento 200, lo que significa un mayor DPP de rayos X para el segmento 200 y es aceptable tener una menor calidad de imagen en el segmento 202, lo que significa un menor DPP para el segmento 202.
Se apreciará que los dos segmentos 200 y 202 se proporcionan aquí solo como un ejemplo de una modalidad de la invención que no se limita a este ejemplo y que la imagen 120 se puede dividir en cualquier conjunto de segmentos controlando la forma de las aberturas en los colimadores y el modo de movimiento de los colimadores. Tales ejemplos se proporcionan a continuación.
Se apreciaría que la DPP debería interpretarse como la dosis de rayos X suministrada hacia un segmento que representa un píxel de la imagen 120 para generar el valor de lectura del píxel usado para construir la imagen 120 (excluyendo la absorción por parte del paciente u otros elementos que no son parte del sistema, como las manos y herramientas del operador).
Como se explicó anteriormente, los píxeles con diferente DPP según el diseño y el uso del colimador se normalizan para proporcionar un marco de visualización adecuado. El esquema de normalización se realiza de acuerdo con el esquema de exposición a rayos X (es decir, forma, velocidad y posición del colimador). Tal normalización se puede realizar sobre la base de parámetros teóricos.
Los colimadores de acuerdo con esta invención pueden montarse en un sistema de rayos X como independientes o junto con otro colimador, por ejemplo, de manera que esté diseñado para limitar los rayos X a una parte del área de entrada 112 del intensificador de imágenes. Los colimadores de la invención y otros colimadores se pueden colocar en cualquier orden a lo largo de la trayectoria de los rayos X. La parte expuesta del área 112 es el resto de la superposición del área de todos los colimadores en la trayectoria del bloque de rayos X. En el diseño de tal disposición sucesiva, las distancias de cada uno de los colimadores desde la fuente de rayos X y la distancia al área 112 deben considerarse con la geometría de los colimadores, como se describió anteriormente, para obtener la funcionalidad deseada.
En el presente ejemplo, al menos una ROI se convierte en el área usada para la optimización de la imagen. El dispositivo de entrada proporciona las coordenadas de ROI de al menos un usuario en la pantalla. Las ROI se trasladan a estas coordenadas, con un ajuste complementario del colimador y se realiza la optimización para la imagen incluida en las ROI.
La imagen puede optimizarse según el contenido de las ROI mediante el uso de cualquiera de los parámetros mencionados anteriormente o cualquier otro parámetro que modifique el valor mostrado de un píxel en la imagen. Se llama ahora la atención sobre la Figura 3 que presenta un sistema ilustrativo para llevar a cabo la invención. Normalmente, en los sistemas de rayos X, una ROI que está centrada en la imagen 120 (como la ROI 200 de la Figura 2) y tiene una posición fija se usa para el análisis de imágenes y para generar parámetros para controlar el tubo de rayos X 100 y modificar la imagen 120. Para esta área se pueden calcular parámetros como el valor medio, el valor máximo y el contraste. Tales parámetros se usan normalmente para optimizar el funcionamiento del tubo de rayos X (tales como mA, mAs y KVp).
En este ejemplo, se usa un dispositivo 127 de entrada para proporcionar al controlador 130 de rayos X las coordenadas de la ROI de uno o más usuarios 122.
El dispositivo de entrada puede ser cualquier dispositivo de entrada que afecte la posición y/o la forma de la ROI. Por ejemplo, se puede usar un rastreador ocular, un mando, un teclado, una pantalla interactiva, un dispositivo de lectura de gestos, un intérprete de voz o cualquier otro dispositivo adecuado para determinar las coordenadas relativas a la imagen 120, y la posición de la ROI y/o la forma cambia de acuerdo con tal entrada.
De acuerdo con modalidades de la invención, algunos de los dispositivos de entrada pueden necesitar una interfaz
129 de usuario.
La interfaz de usuario puede tener cualquier pantalla, operada por cualquier ordenador o tableta, usar mouse, bola de seguimiento o pantalla táctil, mando o gestos con la mano para controlar la selección de la ROI.
Los siguientes ejemplos, demostrados en las Figuras 4 a 11, presentan colimadores para colimar la radiación de rayos X en sistemas de rayos X que comprenden una imagen visualizada del área irradiada. Los sistemas comparten las siguientes características:
- Una primera parte de la imagen representa la ROI: sección de radiación sin filtrar (100 % de la radiación que llega a las placas del colimador)
- Una segunda parte de la imagen es el fondo, donde la radiación es filtrada por las placas del colimador (100 %>radiación>0 de la radiación que llega a las placas del colimador)
- El filtro de fondo comprende al menos tres filtros separados
- El área de la imagen de fondo comprende al menos un punto en un área de filtro de la imagen y al menos un punto en una segunda área de filtro de la imagen;
- Existe al menos un contorno que conecta estos dos puntos, en donde la radiación a lo largo del contorno encuentra esencialmente las mismas características de filtrado (mismo espesor de filtrado total, por ejemplo, de filtros de una composición de material uniforme).
Por simplicidad, se puede considerar una línea recta que conecta estos dos puntos para la descripción, pero debe tenerse en cuenta que cambiar la caracterización de la filtración a lo largo de esta línea debido al ángulo cambiante de incidencia de la radiación (y por lo tanto el espesor efectivo) se considera particularmente, en el alcance de esta invención, como esencialmente la misma caracterización de filtrado. Lo mismo ocurre con cualquier contorno o línea recta, con respecto a la falta de uniformidad del espesor del filtro, la homogeneidad del material, etc., típicamente presentes como resultado de las limitaciones de precisión de fabricación, todos se incluyen en "esencialmente la misma" terminología.
Esto incluye también los filtros que no están a la misma altura o sin tocar los bordes, etc. Aún están acoplados pero la distancia entre los bordes puede cambiar de acuerdo con la posición (ángulo de incidencia). Esto se explicará con más detalle junto con las Figuras 12D y 12E.
Además, cuando se usa el término "uniforme" en referencia al filtrado, el alcance de uniforme incluye tales tolerancias descritas anteriormente.
Los filtros esencialmente no superpuestos significan un diseño que está destinado a soportar las características del sistema anteriores en al menos la mayor parte del área de la imagen. Una pequeña superposición que, por ejemplo, da como resultado un filtrado adicional a lo largo de los bordes superpuestos de dos filtros adyacentes, todavía estaría incluida en "esencialmente no superpuesta". Ahora se hace referencia a la Figura 4 que proporciona un colimador 4500 ilustrativo de acuerdo con la presente invención.
El colimador 4500 consta de cuatro placas 4501, 4502, 4503 y 4504 que son opacas o parcialmente transparentes a los rayos X. En este ejemplo asumiremos que cada una de dichas placas transmite el 10 % del haz 106, pero se apreciaría que se pueden incluir otros niveles de transmisión. Las placas 4501, 4502, 4503 y 4504 se pueden fabricar con cualquier material adecuado, teniendo en cuenta el efecto deseado de la distribución espectral del haz de rayos X transmitido. Por ejemplo, se pueden usar placas de cobre o aluminio.
El círculo discontinuo 106A (Figura 4A) representa la sección transversal del cono de rayos X 106 en general en el plano del colimador 4500. Excepto por una porción de haz de rayos X de forma rectangular 3510 (Figura 4A), el resto de la intensidad del haz se reduce debido a las placas 4501, 4502, 4503 y 4504.
Ocho motores pueden mover las placas 4501, 4502, 4503 y 4504 como se explica a continuación. Los componentes de los elementos de motorización se detallan con referencia a la placa 4501. Los mecanismos de las otras 3 placas son análogos.
El motor 4501A acciona el tornillo 4501C que mueve la tuerca 4501E. La tuerca 4501E está conectada a la placa 4501, por lo tanto permite que la placa 4501 se mueva en las direcciones de la flecha 4501F.
El motor 4501B acciona el tornillo 4501D que mueve la tuerca 4501E. La tuerca 4501E está conectada a la placa 4501, por lo tanto, permite que la placa 4501 se mueva en las direcciones de la flecha 4501G. Por lo tanto, cada placa puede moverse como lo indican las flechas de doble cabezal para cada placa, independientemente de las otras placas. En la Figura 4.1 se muestra un ejemplo de la posible disposición de la tuerca 4501E. Los rieles 4505A pueden usarse para soportar las placas y permitir el movimiento. Los motores 4501A y 4501B se deslizan libremente sobre los rieles 4505A de acuerdo con las direcciones mencionadas.
Para crear una ROI rectangular, cada uno de los dos bordes adyacentes de un filtro (placa) es paralelo y está en contacto con el borde de un filtro vecino, como se muestra en la Figura 4.
El colimador 4500 se basa en "acoplamiento activo", lo que significa que el controlador de los motores debe garantizar el acoplamiento de las placas donde el acoplamiento de dos placas significa que están en contacto a lo largo de al menos una parte de un borde.
Como se mencionó anteriormente, cada placa puede moverse de forma independiente, pero para evitar la penetración de la radiación entre las placas, el controlador asegura que cuando una placa se mueve en dirección perpendicular a una línea de acoplamiento, la placa adyacente acoplada a lo largo de esta línea se mueve con ella y, por lo tanto, se mantiene el acoplamiento. Es decir, cuando es necesario mover un motor, el controlador también puede mover otros motores para mantener el acoplamiento de las placas.
Se apreciará que el acoplamiento no es necesario en todo momento y típicamente se prefiere tener el acoplamiento al menos cuando se activa la radiación.
Se aprecia que un haz de rayos X de imagen circular/forma de cono circular es solo un ejemplo. El haz de rayos X y la imagen pueden ser rectangulares o de cualquier otra forma, dependiendo de la configuración del brazo en C y del colimador.
En el ejemplo de la Figura 4A, la abertura 3512 está en la región del haz 106 (como se muestra en la sección transversal del haz 106A) y tiene un cierto tamaño dictado por la ROI requerida. La Figura 4A muestra un ajuste de las placas 4501, 4502, 4503 y 4504 para crear la abertura requerida para proporcionar radiación a la ROI que es diferente de la forma de ejemplo de ROI de la Figura 4.
Con este ejemplo de colimador 4500, por lo tanto, la ROI 3602 de la imagen 120 (Figura 5) no solo puede moverse a través del área de la imagen 120 hasta la ubicación deseada, sino que también puede cambiarse el tamaño y la relación de aspecto de la ROI como se desee para compensar la ampliación en el intensificador de imágenes 114 (Figura 1A) o por otras razones.
Ahora se hace referencia a la Figura 5, que ilustra la distribución de la intensidad de los rayos X en diferentes áreas de la imagen 120 cuando la imagen de la ROI 3602 está en la posición resultante de la ROI mecánica 3512 presentada en la Figura 4A. En este ejemplo, no hay ningún objeto (paciente) entre el colimador 4500 y el área de entrada 112, por lo que, idealmente, sin radiación de bloqueo del colimador convencional adicional, la radiación de rayos X sobre el área de entrada 112, fuera de la ROI, sería uniforme (hasta un nivel específico de limitaciones de uniformidad inherentes al sistema). En este ejemplo, como resultado del colimador 4500, el área de la imagen 120 se divide en dos áreas de intensidad: 3602, la ROI, donde está el 100 % de intensidad original y 3604A, donde la intensidad es el 10 % de la de la ROI.
Los métodos descritos anteriormente para corregir el fondo son totalmente aplicables para corregir el fondo 3604A del presente ejemplo.
Por lo tanto, se apreciaría que el ejemplo actual puede usarse junto con los métodos de corrección descritos anteriormente.
Se hace ahora referencia a la Figura 6 que proporciona un ejemplo de colimador 4700 de acuerdo con la presente invención.
El colimador 4700 usa cuatro motores en lugar de los ocho motores usados en la configuración de la Figura 4. Los componentes de los elementos de motorización se detallan con referencia a la placa 4701. Los mecanismos de las otras 3 placas son análogos.
El motor 4701A acciona el tornillo 4701B que mueve la tuerca 4701C. La tuerca 4701C está conectada a la placa 4701, por lo que permite que la placa 4701 se mueva en las direcciones de la flecha 4701D.
Un acoplador 4705 en forma de "L" conecta las placas 4701 y 4704 en donde la tuerca 4701C se desliza en el lado del acoplador 4705A y la placa 4704 está conectada fijamente al otro lado 4705B del acoplador mediante un conector 4706.
Por lo tanto, cuando la placa 4701 se mueve en las direcciones de la flecha 4701D, la placa 4704 se mueve con ella en la misma dirección pero para moverse en las direcciones de la flecha 4701E, la placa 4702 se mueve y mueve la placa 4701 con ella.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración, una sola placa no puede moverse sin provocar el movimiento de otra placa.
El colimador 4700 se basa en un "acoplamiento pasivo", lo que significa que los acopladores en forma de "L" aseguran el acoplamiento de las placas al forzar dos bordes adyacentes de las placas vecinas a mantener sus posiciones relativas deslizándose entre sí. Los cuatro motores se deslizan libremente sobre los rieles 4505B de acuerdo con las direcciones mencionadas.
Se apreciará que algunas de las placas pueden moverse mediante un motor y un acoplador y algunas placas pueden moverse mediante dos motores.
En ese caso, se necesita un "acoplamiento activo" además del "acoplamiento pasivo".
Se apreciará que el mecanismo de movimiento específico aquí descrito se proporciona para explicar la invención y que el alcance de la invención no se limita a este mecanismo de movimiento.
Para crear una ROI rectangular, cada uno de los dos bordes adyacentes de un filtro (placa) es paralelo y está en contacto con el borde de un filtro vecino.
Se hace ahora referencia a la Figura 6A.
La Figura 6A muestra un ajuste de las placas 4701, 4702, 4703 y 4704 para crear la abertura para proporcionar radiación a la ROI.
Con este ejemplo de colimador 4700, por lo tanto, la ROI de la imagen 120 no solo puede moverse a través del área de la imagen 120 a la ubicación deseada, sino que también puede cambiarse el tamaño y la relación de aspecto de la ROI como se desee, para compensar la ampliación en el intensificador de imagen. 114 o por otras razones.
Se hace ahora referencia a la Figura 7 que proporciona un ejemplo de colimador 4800 de la presente invención. El colimador 4800 también usa cuatro motores en lugar de ocho.
Los componentes de los elementos de motorización se detallan con referencia a la placa 4801. Los mecanismos de las otras 3 placas son análogos.
El motor 4801A acciona el tornillo 4801B que mueve la tuerca 4801C. La tuerca 4801C está conectada a la placa 4801, por lo que permite que la placa 4801 se mueva en las direcciones de la flecha 4801D.
Un acoplador 4805 en forma de "U" conecta las placas 4801 y 4804 en donde la tuerca 4801C se desliza en el lado del acoplador 4805A y la tuerca 4804A se desliza en el lado del acoplador 4805B. El conector 4806 está conectado fijamente al riel 4505C y permite que el acoplador se deslice a través de él.
El acoplador en forma de "U" dicta las limitaciones de movimiento y asegura el acoplamiento de las placas.
Por lo tanto, cuando la placa 4801 se mueve en las direcciones de la flecha 4801D, la placa 4804 se mueve con ella en la misma dirección pero para moverse en las direcciones de la flecha 4801E, la placa 4802 se mueve y mueve la placa 4801 con ella.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración, una sola placa no puede moverse sin provocar el movimiento de otra placa.
El colimador 4800 se basa en un "acoplamiento pasivo", lo que significa que el acoplador en forma de "U" asegura el acoplamiento de las placas al forzar dos bordes adyacentes de las placas vecinas a mantener sus posiciones relativas deslizándose entre sí. Los motores se deslizan libremente sobre los rieles 4505C de acuerdo con las direcciones mencionadas. Se apreciará que algunas de las placas pueden moverse mediante un motor y un acoplador y algunas placas pueden moverse mediante dos motores.
En ese caso, se necesita un "acoplamiento activo" además del "acoplamiento pasivo".
Para crear una ROI rectangular, cada uno de los dos bordes adyacentes de un filtro (placa) es paralelo y está en contacto con el borde de un filtro vecino.
Se hace ahora referencia a la Figura 7A.
En el ejemplo de la Figura 7A, la abertura 3512 está en la región del haz 106 (como se muestra en la sección transversal del haz 106A) y tiene un cierto tamaño.
La Figura 7A muestra un ajuste de las placas 4801, 4802, 4803 y 4804 para crear la abertura para proporcionar
radiación a la ROI.
Con este ejemplo de colimador 4800, por lo tanto, la ROI de la imagen 120 no solo puede moverse a través del área de la imagen 120 a la ubicación deseada, sino que también puede cambiarse el tamaño y la relación de aspecto de la ROI como se desee, para compensar la ampliación en el intensificador de imagen 114 o por otras razones.
Se hace ahora referencia a la Figura 11 que proporciona un ejemplo del colimador 5400 de la presente invención. El colimador 5400 también usa cuatro motores en lugar de ocho.
Los componentes de los elementos de motorización se detallan con referencia a la placa 5401. Los mecanismos de las otras 3 placas son análogos.
El motor 5401A se mueve sobre el riel 4505G y conecta las placas 5401 y 5402 mediante los acopladores 5402A y 5402B y las tuercas 5401B y 5401C respectivamente, lo que permite que la placa 5401 se mueva en las direcciones de la flecha 5401D.
Las tuercas 5401B y 5401C se deslizan libremente en los acopladores 5402A y 5402B respectivamente. Los acopladores 5402A y 5402B dictan las limitaciones de movimiento y aseguran el acoplamiento de las placas.
Por lo tanto, cuando la placa 5401 se mueve en las direcciones de la flecha 5401D, la placa 5402 se mueve con ella en la misma dirección pero para moverse en las direcciones de la flecha 5401E, la placa 5404 se mueve y mueve la placa 5401 con ella.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración, una sola placa no puede moverse sin provocar el movimiento de otra placa.
El colimador 5400 se basa en un "acoplamiento pasivo", lo que significa que los acopladores 5402A y 5402B aseguran el acoplamiento de las placas forzando dos bordes adyacentes de los filtros vecinos a mantener la distancia entre ellos deslizándose entre sí.
Los motores se deslizan sobre los rieles 4505G de acuerdo con las direcciones mencionadas.
Para crear una ROI rectangular, cada uno de los dos bordes adyacentes de un filtro (placa) es paralelo y está en contacto con el borde de un filtro vecino.
Ahora se hace referencia a la Figura 11A.
En el ejemplo de la Figura 11A, la abertura 3512 está en la región del haz 106 (como se muestra en la sección transversal del haz 106A) y tiene un cierto tamaño.
La Figura 11A muestra un ajuste de las placas 5401, 5402, 5403 y 5404 para crear la abertura para proporcionar radiación a la ROI.
Con este ejemplo de colimador 5400, por lo tanto, la ROI de la imagen 120 no solo puede moverse a través del área de la imagen 120 a la ubicación deseada, sino que también puede cambiarse el tamaño y la relación de aspecto de la ROI como se desee para compensar la ampliación en el intensificador de imagen 114 o por otras razones.
Se hace ahora referencia a la Figura 8 que proporciona un ejemplo del colimador 4900 de la presente invención. El colimador 4900 tiene tres filtros (placas) y usa tres motores.
Los componentes de los elementos de motorización se detallan con referencia a la placa 4901. Los mecanismos de las otras dos placas son análogos.
El motor 4901A acciona el tornillo 4901B que mueve la tuerca 4901C. La tuerca 4901C está conectada a la placa 4901, por lo tanto, permite que la placa 4901 se mueva en las direcciones de la flecha 4901F.
Un acoplador 4905 en forma de "U" conecta las placas 4901 y 4902 en donde la tuerca 4901E se desliza en el lado del acoplador 4905A y la tuerca 4902A se desliza en el lado del acoplador 4905B.
El acoplador en forma de "U" dicta las limitaciones de movimiento y asegura el acoplamiento de las placas.
Por lo tanto, cuando la placa 4901 se mueve en las direcciones de la flecha 4901F, la placa 4903 se mueve con ella en las direcciones de la flecha 4903A pero para moverse en las direcciones de la flecha 4901D, la placa 4902 se mueve en las direcciones de la flecha 4903A y mueve la placa 4901 con ella.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración, una sola placa no puede moverse sin provocar el movimiento de otra placa. Por lo tanto, cuando el controlador mueve un motor, es posible que otros motores deban moverse.
El colimador 4900 se basa en un "acoplamiento pasivo", lo que significa que los acopladores 5402A y 5402B aseguran el acoplamiento de las placas al forzar dos bordes adyacentes de filtros vecinos a mantener la distancia entre ellos deslizándose uno a lo largo del otro.
Los motores se deslizan libremente sobre los rieles 4505D de acuerdo con las direcciones mencionadas. Se apreciará que algunas de las placas pueden moverse mediante un motor y un acoplador y algunas placas pueden moverse mediante dos motores.
En ese caso, se necesita un "acoplamiento activo" además del "acoplamiento pasivo".
Se hace ahora referencia a la Figura 8A.
La Figura 8A muestra un ajuste de las placas 4901, 4902 y 4903 para crear la abertura para proporcionar radiación a la ROI.
Con este ejemplo de colimador 4900, por lo tanto, la ROI de la imagen 120 no solo puede moverse a través del área de la imagen 120 a la ubicación deseada, sino que también puede cambiarse el tamaño y la relación de aspecto de la ROI como se desee, para compensar la ampliación en el intensificador de imagen 114 o por otras razones.
Se hace ahora referencia a la Figura 9 que proporciona un ejemplo del colimador 5000 de la presente invención. El colimador 5000 tiene cinco placas (filtros) y usa cinco motores.
Los componentes de los elementos de motorización se detallan con referencia a la placa 5001. Los mecanismos de las otras cuatro placas son análogos.
El motor 5001A acciona el tornillo 5001B que mueve la tuerca 5001C. La tuerca 5001C está conectada a la placa 5001 permitiendo así que la placa 5001 se mueva en las direcciones de la flecha 5001D. Un acoplador 5006 en forma de "U" conecta las placas 5001 y 5002 en donde la tuerca 5001E se desliza en el lado del acoplador 5006A y la tuerca 5002A se desliza en el lado del acoplador 5006B.
El acoplador en forma de "U" dicta las limitaciones de movimiento y asegura el acoplamiento de las placas.
Por lo tanto, cuando la placa 5001 se mueve en las direcciones de la flecha 5001D, la placa 5002 se mueve con ella en las direcciones de la flecha 5002B pero para moverse en las direcciones de la flecha 5001F, la placa 5005 se mueve y mueve la placa 5001 con ella.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración, una sola placa no puede moverse sin provocar el movimiento de otra placa. Por lo tanto, cuando el controlador mueve un motor, es posible que otros motores deban moverse.
El colimador 5000 se basa en un "acoplamiento pasivo", lo que significa que los acopladores en forma de "U" aseguran el acoplamiento de las placas al forzar dos bordes adyacentes de los filtros vecinos a mantener la distancia entre ellos deslizándose entre sí.
Los motores se deslizan libremente sobre los rieles 4505E de acuerdo con las direcciones mencionadas. Se apreciará que algunas de las placas pueden moverse mediante un motor y un acoplador y algunas placas pueden moverse mediante dos motores.
En ese caso, se necesita un "acoplamiento activo" además del "acoplamiento pasivo".
Se apreciará que el mecanismo de movimiento específico aquí descrito se proporciona para explicar la invención y que el alcance de la invención no se limita a este mecanismo de movimiento.
Ahora se hace referencia a las Figuras 9A a 9C.
En los ejemplos de las Figuras 9A, 9B y 9C, la abertura 3512 está en la región del rayo 106 (como se muestra en la sección transversal del rayo 106A) y tiene un cierto tamaño.
La Figura 9A muestra un ajuste de las placas 5001, 5002, 5003, 5004 y 5005 para crear una ROI pentagonal específica necesaria.
La Figura 9B muestra un ajuste de las placas 5001, 5002, 5003, 5004 y 5005 para crear una ROI cuadrangular
específica necesaria.
La Figura 9C muestra un ajuste de las placas 5001, 5002, 5003, 5004 y 5005 para crear una ROI triangular específica necesaria.
Se hace ahora referencia a la Figura 10 que proporciona un ejemplo del colimador 5100 de la presente invención. El colimador 5100 tiene doce placas (filtros) y usa doce motores.
La Figura 10A muestra una ampliación de los componentes de los elementos de motorización que se detallan con referencia a la placa 5101. Los mecanismos de las otras once placas son análogos.
El motor 5101A acciona el tornillo 5101B que mueve la tuerca 5101C. La tuerca 5101C está conectada a la placa 5101 permitiendo así que la placa 5101 se mueva en las direcciones de la flecha 5101D. Un acoplador 5106 en forma de "U" conecta las placas 5101 y 5102 en donde la tuerca 5101E se desliza en el lado del acoplador 5106A y la tuerca 5102A se desliza en el lado del acoplador 5106B.
El acoplador en forma de "U" dicta las limitaciones de movimiento y asegura el acoplamiento de las placas.
Por lo tanto, cuando la placa 5101 se mueve en las direcciones de la flecha 5101D, la placa 5102 se mueve con ella en la misma dirección pero para moverse en las direcciones de la flecha 5101F, la placa 5112 se mueve y mueve la placa 5101 con ella.
Por tanto, de acuerdo con esta configuración, una sola placa no puede moverse sin provocar el movimiento de otra placa. Por lo tanto, cuando el controlador mueve un motor, es posible que otros motores deban moverse.
El colimador 5100 se basa en un "acoplamiento pasivo", lo que significa que los acopladores en forma de "U" aseguran el acoplamiento de las placas al forzar dos bordes adyacentes de los filtros vecinos a mantener la distancia entre ellos deslizándose entre sí.
Los motores se deslizan libremente sobre los rieles 4505F de acuerdo con las direcciones mencionadas. Se apreciará que algunas de las placas pueden moverse mediante un motor y un acoplador y algunas placas pueden moverse mediante dos motores.
En ese caso, se necesita un "acoplamiento activo" además del "acoplamiento pasivo".
Se apreciará que el mecanismo de movimiento específico aquí descrito se proporciona para explicar la invención y que el alcance de la invención no se limita a este mecanismo de movimiento.
Se hace referencia ahora a las Figuras 10B y 10C.
Las Figuras 10B y 10C demuestran un ajuste de las placas 5101 a 5112 para crear una ROI específica como 3512B y 3512C.
El concepto se puede ampliar a cualquier número de placas > 2.
Todos los ejemplos mostrados también se pueden colocar en un mecanismo giratorio y/o desplazable en el plano xy. La rotación es particularmente útil para soluciones con un número relativamente pequeño de placas (como 3, 4 y 5). 12 placas virtualmente eliminan la necesidad de rotación.
Un problema que puede ocurrir al usar los colimadores de "filtros esencialmente no superpuestos" antes mencionados es la penetración de radiación de rayos X entre las placas del colimador.
La Figura 12A demuestra el uso de placas de "borde recto" con el haz de radiación 5320 que penetra en la capa filtrante a través de un pequeño espacio entre las placas 5322 y 5324. Esto hace que la línea a lo largo de la cual se unen las dos placas sea visible en la imagen, como se ilustra en la imagen resultante 5326.
Las Figuras 12B y 12C ofrecen dos soluciones al problema.
La Figura 12B muestra el uso de una placa de "borde en forma de V" con una placa de borde en V negativa o invertida que encaja entre sí de manera que el rayo 5320A no puede pasar a través de la línea de contacto de las placas sin ser filtrado. Se muestra la imagen resultante 5326A sin el efecto de la penetración no intencionada de la radiación.
La Figura 12C muestra el uso de placas de "borde ahusado" y la imagen resultante.
Se consideran otras formas de borde, como arqueadas, cóncavas, convexas, contorneadas o escalonadas, o cualquier forma de borde complementaria y coincidente que evite efectivamente la línea de visión a través de las placas contiguas a lo largo de la dirección principal de desplazamiento del haz.
Las Figuras 12D y 12E proporcionan otro ejemplo del concepto de acoplamiento de la presente invención. Para este ejemplo, se usan las placas 5302 y 5304 de la Figura 12C. A diferencia de la Figura 12C, donde las placas 5302 y 5304 están en el mismo plano, en las Figuras 12D y 12E las placas 5302 y 5304 no están en el mismo plano. La placa 5304 está más alejada de la fuente de radiación 5306, en dirección perpendicular a los planos de las placas 5302 y 5304.
En la Figura 12D, las placas 5302 y 5304 se muestran a la derecha de la fuente de radiación 5306. La distancia horizontal entre las placas 5302 y 5304 se establece de manera que los rayos de radiación que pasan a través de cada uno de los filtros y en la zona que incluye ambos filtros experimenten esencialmente el mismo filtrado. En este ejemplo, el rayo 5311 pasa a través de la placa 5302 únicamente, el rayo 5313 pasa a través de la placa 5304 únicamente y el rayo 5312 pasa a través de ambas placas 5302 y 5304. La distancia horizontal entre las placas 5302 y 5304 se establece de manera que los 3 rayos experimenten esencialmente el mismo espesor de filtrado.
En la Figura 12E se muestran las placas 5302 y 5304 a la izquierda de la fuente de radiación 5306. El rayo 5311A pasa a través de la placa 5302 únicamente, el rayo 5313A pasa a través de la placa 5304 únicamente y el rayo 5312A pasa a través de ambas placas 5302 y 5304. La distancia horizontal entre las placas 5302 y 5304 se establece de manera que los 3 rayos experimenten esencialmente el mismo espesor de filtrado. Tenga en cuenta que la distancia horizontal entre las placas 5302 y 5304 en la Figura 12E es menor que en la Figura 12D. Esto se debe al cambio en el ángulo de incidencia de los rayos de radiación. Esto demuestra el concepto de placas que están "acopladas" en esta invención. Están acopladas en el sentido de una restricción, requiriendo que la distancia entre las placas sirva al propósito de un filtrado esencialmente uniforme en una transición de una placa a otra y no, por ejemplo, una distancia fija mecánica (aunque la distancia fija mecánica puede servir como la implementación de acoplamiento deseado para ciertos diseños mecánicos).
Se apreciará que aunque lo anterior se describió con referencia a un intensificador de imágenes, es aplicable a cualquier detector, incluido un detector de panel plano. La geometría del detector, el área de ampliación y la ROI pueden ser de naturaleza mixta y no es necesario que sean de la misma naturaleza (es decir, circular o rectangular u otra geometría).
Se apreciará que a lo largo de la descripción cuando, por ejemplo, el término abertura se usa en el contexto de abertura alargada, la intención es una abertura alargada.
Se apreciará que "parcialmente transparente" y "atenuador" son equivalentes y el papel de tal término depende de la cantidad de transparencia o atenuación. En la descripción anterior, la función de dichos términos se proporciona mediante el contexto de la descripción con ejemplos de valores específicos cuando sea necesario. Los ejemplos de estructura proporcionados en esta descripción se pueden implementar con diferentes grados de transparencia a los rayos X (o, de manera equivalente, con diferentes grados de atenuación de los rayos X), según se prefiera para implementaciones específicas. Como tales, pueden ser muy transitivos a los rayos X (baja atenuación) o poco transmisores a los rayos X (alta atenuación). La alta atenuación también se refiere a términos de "bloqueo de rayos X" ya que los rayos X no pueden bloquearse al 100 % y "bloqueo" se usa en el campo de la invención para indicar una alta atenuación.
La Figura 13 muestra una interfaz de usuario ilustrativa que puede implementarse como parte de una aplicación de control que se ejecuta en un dispositivo electrónico que tiene una pantalla interactiva, como una tableta, un monitor o un teléfono inteligente. La aplicación se comunica con el controlador 132 y muestra la imagen de rayos X capturada y corregida.
El usuario usa cuatro controles deslizantes 10201 para determinar el tamaño y la ubicación de la ROI 10210 de acuerdo con el área codificada por las líneas de borde 10201A, un botón de rotación 10202 para determinar una dirección de rotación de la ROI seleccionada (en sentido horario o anti horario) e inicia una rotación de la ROI en consecuencia hasta ser liberado, un botón de desplazamiento 10203 para mover la ROI seleccionada sin cambiar su tamaño y orientación y un botón "GO" opcional 10204 para implementar el movimiento real de las placas del colimador de acuerdo con la ubicación, orientación y tamaño de abertura indicados.
En ausencia de un botón "GO", el movimiento de las placas podría comenzar cada vez que se sueltan los botones o, en otro ejemplo, después de un período de tiempo predeterminado sin cambios en la configuración de la interfaz. La Figura 13A es otro ejemplo de una interfaz de usuario. Para seleccionar el ROI deseado, el usuario marca cualquier forma envolvente como la forma 10205 en la pantalla y las placas del colimador están dispuestas en una posición en donde forman una abertura que encierra mejor la forma. El botón "GO" 10204 es opcional.
En ausencia de un botón "GO", el movimiento de las placas podría comenzar cada vez que el usuario deja de
dibujar, o en otro ejemplo, después de que el usuario retira su dedo o lápiz de dibujo de una pantalla táctil, o, en otro ejemplo, después de un período de tiempo predeterminado sin cambios en la configuración de la interfaz.
La Figura 13B es otro ejemplo que se implementa en la misma interfaz de usuario que en la Figura 13A. Para seleccionar la ROI deseada, el usuario marca cualquier forma, como la línea 10206, en la pantalla y las placas del colimador se disponen en una posición en donde forman una abertura que encierra mejor la forma.
El botón "GO" 10204 es opcional.
En ausencia de un botón "GO", el movimiento de las placas podría comenzar cada vez que el usuario deja de dibujar, o en otro ejemplo, después de que el usuario retira su dedo o lápiz de dibujo de una pantalla táctil, o, en otro ejemplo, después de un período de tiempo predeterminado sin cambios en la configuración de la interfaz.
La Figura 13C es otro ejemplo que se implementa en la misma interfaz de usuario que en la Figura 13A. Para seleccionar la ROI deseada, el usuario marca más de una forma, como las líneas 10207A y 10207B, en la pantalla y las placas del colimador se disponen en una posición en donde forman una abertura que encierra mejor las formas. El botón "GO" 10204 es opcional.
En ausencia de un botón "GO", el movimiento de las placas podría comenzar cada vez que el usuario deja de dibujar un segmento de forma. Alternativamente, el movimiento de las placas podría comenzar después de un período de tiempo predeterminado sin cambios en la configuración de la interfaz.
Si el tiempo < período de tiempo, la forma no se completa (esperar a que el usuario agregue un nuevo segmento a los segmentos existentes).
Si tiempo> período de tiempo, el dibujo está terminado y el movimiento de la ROI se activa.
La Figura 13D es otro ejemplo que se implementa en la misma interfaz de usuario que en la Figura 13A. Para seleccionar la ROI deseada, el usuario marca más de una forma, como las líneas 10207A y 10207B, en la pantalla y las placas del colimador se disponen y giran en una posición en donde forman la abertura más pequeña que encierra las formas. En este ejemplo, la forma de la abertura es fija.
La Figura 13E es otro ejemplo que se implementa en la misma interfaz de usuario que en la Figura 13A. Para seleccionar la ROI deseada, el usuario marca más de una forma, como las líneas 10207A y 10207B, en la pantalla y las placas del colimador se disponen y giran en una posición en donde forman la abertura más pequeña que encierra mejor las formas. En este ejemplo, puede cambiarse la forma de la abertura.
La Figura 13F es otro ejemplo que se implementa en la misma interfaz de usuario que en la Figura 13A. Para seleccionar la ROI deseada, el usuario marca cualquier forma, como la línea 10206, en la pantalla y las placas del colimador se disponen en una posición en donde forman una abertura que encierra la forma.
Cuando se agrega un punto 10220 adicional fuera de la ROI, el borde más cercano a ese punto podría moverse en paralelo a su dirección a ese punto de manera que la ROI 10212 calculada cambia a la ROI 10222. En este ejemplo, la forma de la abertura es fija.
La Figura 13G es otro ejemplo, si el del punto 10220A a los dos bordes más cercanos de la ROI está por debajo de algún valor determinado, la esquina donde se encuentran estas dos líneas podría moverse al punto marcado para que la ROI 10212 calculado cambie a la ROI 10222A. En este ejemplo, puede cambiarse la forma de la abertura. Los bordes de la ROI 10212 se pueden calcular y establecer automáticamente en una variedad de métodos que incluyen:
1. Cerrar en el área cerrada 10214 de manera que dos de los bordes de la ROI estén horizontales y ubicados en el máximo Y y el mínimo Y del área 10214 (en referencia al sistema de coordenadas 10216 en la Figura 13A-13C) en la parte superior e inferior del área 10214 y dos de los bordes de la ROI son verticales y están ubicados en el máximo X y el mínimo X del borde del área 10214 a la izquierda y a la derecha del área 10214.
2. El mismo método que (1) pero incluyendo las líneas de marcado que están fuera del área cerrada 10214. 3. El método de (1) o (2) y también rotar la ROI rectangular a un ángulo que encierra un área más pequeña. Esto se demuestra en la Figura 13D donde se gira la ROI 10214 y se establece cada uno de los bordes de la ROI, con relación al sistema de coordenadas 10216A que ahora se gira, como referencia, en el mismo ángulo que se gira la ROI 10214. También aquí los bordes paralelos a la dirección Y se encierran en la forma combinada de 10207A y 10207B en una posición de máximo X y mínimo X de la forma combinada y los bordes paralelos a la dirección del eje X encierran en la forma combinada de 10207A y 10207B en una posición de Y máxima e Y mínima de la forma combinada de manera que la ROI 10214 tenga un área más pequeña que la ROI 10212 de la Figura 13C para la misma forma. Pueden estar involucrados diferentes criterios para determinar la forma, el
tamaño y el ángulo de la ROI. Por ejemplo:
a. El área mínima podría ser un criterio para establecer el ángulo de la ROI y los bordes como se describe anteriormente.
b. La relación de aspecto podría ser otro criterio para establecer el ángulo de la ROI y los bordes como se describe anteriormente.
c. La dimensión mínima de la ROI también podría usarse como criterio para calcular la ROI deseada. d. También se puede usar un criterio de factor de área o dimensión para calcular la ROI deseada. Por ejemplo, el área calculada para encerrar con la ROI puede ser un cierto porcentaje del área mínima. En otro ejemplo, al menos una dimensión calculada de la ROI puede cambiarse en un cierto porcentaje. Dichos cambios también podrían realizarse mediante el uso de un valor aditivo (positivo o negativo) en su lugar o con un valor porcentual.
e. Se podría usar un criterio que use un porcentaje de todo el campo de visión para calcular la ROI deseada. Por ejemplo, tal criterio podría requerir que el área de la ROI sea el 15 % del área del campo de visión. En otro ejemplo, el área de la ROI podría incluir una cierta cantidad de píxeles de la imagen.
f. También se podría usar una entrada de restricción por parte del usuario. Por ejemplo, después de establecer la ROI de acuerdo con cualquiera de los métodos anteriores, el usuario podría marcar un punto fuera de la ROI (10220 en la Figura 13F) y el borde más cercano a ese punto podría moverse en paralelo a su dirección a ese punto para que la ROI calculada 10212 cambia a ROI 10222 (Figura 13F). En otro ejemplo, si la diferencia de las distancias de los puntos a dos bordes más cercanos de la ROI está por debajo de algún valor determinado (10220A en la Figura 13G), la esquina donde se encuentran estas dos líneas podría moverse al punto marcado para que la ROI calculada 10212 cambie a la ROI 10222A (Figura 13G).
g. Las restricciones de la sección (f) anterior también podrían introducirse tocando al menos una de las imágenes de línea de la ROI y arrastrándola perpendicularmente a su dirección y tocando al menos una de las imágenes de esquina de la ROI y arrastrándola en cualquier dirección. Tal toque y arrastre puede hacerse mediante el uso cualquier dispositivo de entrada como un dedo en una pantalla táctil o un mouse de un ordenador.
h. Se podría usar una combinación de cualquiera de los criterios anteriores para calcular la ROI deseada. Por ejemplo, se podría calcular una ROI con un área mínima, luego se podría emplear el criterio de relación de aspecto para aumentar el tamaño más pequeño de la ROI hasta que se satisfaga la limitación de la relación de aspecto. Luego, si el área resultante aún está por debajo de cualquier criterio de área, la ROI podría incrementarse (manteniendo la relación de aspecto, el ángulo y el centro) hasta que se satisfaga el criterio de área. Después de eso, el usuario puede marcar un punto cerca de un borde, dentro de la ROI, y el borde se mueve a ese punto (anulando la relación de aspecto y los criterios de área.
4. El método de (1), (2) o (3) y también el cambio de rectángulo a cualquier forma de 4 bordes que encierre el área mínima, según el ejemplo de la ROI 10218 de la Figura 13E.
5. Cerrar el área dibujada 10206 de manera que dos de los bordes de la ROI sean horizontales y tangentes al borde del área 10206 en la parte superior e inferior del área 10206 y dos de los bordes de la ROI sean verticales y tangentes al borde del área 10206 en a la izquierda y a la derecha del área 10206.
6. Cerrar el área dibujada que comprende más de un dibujo 10207A y 10207B de manera que dos de los bordes de la ROI sean horizontales y tangentes al borde del área 10207A y 10207B en la parte superior e inferior de los dibujos 10207A y 10207B y dos de los bordes de la ROI sean verticales y tangentes al borde del área 10207A y 10207B a la izquierda y a la derecha de los dibujos 10207A y 10207B.
7. El método de (5) o (6) y también la rotación de la ROI rectangular a un ángulo que encierra el área mínima.
8. El método de (5), (6) o (7) y también cambiar de rectángulo a cualquier forma de 4 bordes para encerrar el área mínima.
En el ejemplo de las Figuras 13A-13D y 13F se muestra un rectángulo circundante, que corresponde a una abertura rectangular tal como se muestra junto con el colimador de las Figuras 4 - 7, como se explica a continuación. En el ejemplo de las Figuras 13E y 13G se muestra un cuadrilátero circundante, que corresponde a una abertura cuadrilateral como se muestra junto con una modalidad del colimador de la Figura 8-10.
La interfaz de usuario se puede operar mediante la pantalla táctil o cualquier otro dispositivo de entrada, como un mouse de ordenador.
Ambas opciones de interfaz de usuario (Figuras 13 y 13A) pueden estar activas al mismo tiempo y el usuario puede seleccionar la más apropiada.
De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, cualquier colimador descrito en este documento y cualquier otro colimador existente o futuro se puede agregar a un sistema de imágenes de múltiples fotogramas existente como una actualización, conectado mecánicamente con el brazo en C y montado entre el colimador existente y el paciente. La Figura 14 representa esquemáticamente un sistema 5500 de este tipo que comprende una fuente de rayos X 5510, un colimador original 5515, un colimador adicional 5520 de acuerdo con la presente invención, un paciente 5530, un brazo en C 5535, un detector 5540, un controlador de rayos X 5550, un pedal de operación de los rayos X 5560, un mando ilustrativo como dispositivo de interfaz de usuario 5570 y una pantalla 5580.
El nuevo controlador del sistema 5565 está conectado con el detector 5540 al receptor de las imágenes detectadas, procesa las imágenes como se describió anteriormente junto con las diversas modalidades, muestra la imagen corregida en la pantalla 5580 y controla el colimador 5520 de acuerdo con las entradas del mando. (O la tableta o cualquier otro dispositivo de interfaz de usuario capaz de indicar una ROI requerida en relación con una imagen mostrada).
La pantalla 5580 puede mostrar la imagen obtenida a través de ambos colimadores sin corrección de imagen, la imagen obtenida a través de ambos colimadores con corrección de imagen y la imagen obtenida a través del colimador original únicamente. De acuerdo con modalidades de la invención, el dispositivo de interfaz de usuario puede proporcionar una selección entre los dos colimadores para determinar qué colimador está direccionado actualmente. Además, cuando se selecciona el colimador original para operación/activación, el colimador recién insertado se trasladaría en paralelo con el plano del detector de rayos X y se movería fuera de la trayectoria del haz de rayos X para no afectar el haz.
El colimador adicional 5520 de acuerdo con la presente invención se puede conectar al colimador original 5515, o al tubo de radiación o al brazo en C mediante medios de conexión mecánica o de otro tipo, como se explicará a continuación en las Figuras 16-19A.
La Figura 15 es otra modalidad del sistema de la Figura 14 de acuerdo con la presente invención. El colimador adicional 5520 también puede ser accionado por un brazo robótico 5610 como, por ejemplo, en coordinación con el colimador original 5515, de manera que el nuevo colimador se mueva y funcione mientras está apoyado mecánicamente sobre su propia base sin necesariamente estar unido mecánicamente a ninguna sección móvil del sistema de rayos X original. Tal brazo robótico usará sensores y controladores electrónicos para proporcionar un movimiento de seguimiento preciso según sea necesario para realizar la función de colimación del nuevo colimador que está conectado al efector/pinza/mano final del robot.
El "brazo robótico" puede controlarse mediante el uso de:
1. Múltiples sensores como ópticos, magnéticos u otros que aseguran el seguimiento y la coordinación con el colimador original y el sistema de Rayos X.
2. El controlador del robot 5620 se comunica directamente con (o en algunos casos puede estar integrado en) el controlador de movimiento C-ARM 5630.
Como se mencionó anteriormente, el colimador adicional 5520 de acuerdo con la presente invención puede conectarse al colimador original 5515, o al tubo de radiación o al brazo en C mediante medios de conexión mecánicos o de otro tipo. La Figura 16 es un ejemplo de tal conexión mecánica. El colimador 5520 se monta firmemente mediante el adaptador 5700 al brazo en C 5710 mediante tornillos, pegamento, soldadura, etc. 5720 que asegura el acoplamiento del adaptador y el colimador.
La Figura 16A es una vista superior del sistema de la Figura 16.
La Figura 17 es otro ejemplo de conexión mecánica. El colimador 5520 se monta firmemente mediante el adaptador 5810 a la cubierta del colimador original o a la cubierta del tubo de radiación 5820 mediante tornillos, pegamento, soldadura, etc. 5830 que aseguran el acoplamiento del colimador.
Las Figuras 17A y 17B son vistas laterales del sistema de la Figura 17.
La Figura 18 es otro ejemplo de conexión mecánica. El colimador 5520 se monta firmemente mediante el adaptador 5910 a la cubierta del colimador original o a la cubierta del tubo de radiación 5920 mediante tornillos, pegamento, soldadura, etc. 5930 que asegura el acoplamiento del colimador. El adaptador comprende además una unidad de rotación que comprende un motor 5940 y un cojinete de giro 5950. Una vez montado el colimador 5520, puede girarse con esta unidad de rotación. Los sensores 5960 pueden colocarse en cada esquina del colimador 5520 (no se muestran dos) para evitar la colisión, por ejemplo, con el brazo en C.
La Figura 18A es un ejemplo del sistema de la Figura 18 cuando se gira el colimador 5520.
La Figura 19 es otro ejemplo de conexión mecánica. El colimador 5520 se monta firmemente mediante el adaptador 6010 al gabinete del brazo en C 6020. El adaptador se puede conectar en cualquier lugar del gabinete del brazo en C o descansar sobre ruedas en el piso, típicamente junto al gabinete 6020 o las ruedas del gabinete (no se muestran).
Si está acoplado al gabinete, viaja con él. Los movimientos de los componentes del adaptador 6010 son los mismos que los de los componentes analógicos del brazo en C en las direcciones de las flechas de doble cabezal 6030-6060 (mostradas en la Figura 19A).
La Figura 19A es una vista lateral del sistema de la Figura 19 con flechas de dirección de doble cabezal 6030-6050.
Por ejemplo, el adaptador 6010 del componente 6031 está acoplado al componente 6032 del brazo en C y siempre que la parte 6032 del brazo en C se mueve, el componente 6031 del adaptador lo sigue y mantiene su posición con respecto al componente 6032 del brazo en C. De la misma manera, cada componente del "brazo" del brazo en C que sostiene el colimador 5920 tiene el componente analógico en el adaptador 6010 que está acoplado al mismo, y se mueve con él manteniendo la posición relativa.
Los aspectos y ejemplos de las modalidades que no caen dentro del alcance de las reivindicaciones se proporcionan únicamente con fines ilustrativos y no forman parte de la presente invención. La invención se define en las reivindicaciones como sigue.
Claims (13)
1. Un colimador de rayos X que comprende al menos tres placas esencialmente no superpuestas (4901, 4902, 4903) adaptadas para ser montadas en un plano generalmente paralelo a un plano de superficie de entrada del detector, dichas placas (4901, 4902, 4903) formando un espacio (3512) entre ellas, en donde cada placa (4901, 4902, 4903) comprende un primer borde que forma un lado del espacio y un segundo borde diferente del primer borde que está en contacto con dicho primer borde de una placa vecina;
en donde cada placa (4901,4902, 4903) puede definirse como una primera placa,
en donde dicha primera placa (4901) se configura para moverse en una primera dirección con respecto al primer borde de dicha primera placa, y una placa vecina (4903) a dicha primera placa (4901) está configurada para moverse en una segunda dirección con respecto al primer borde de dicha placa vecina; y
en donde la ubicación del lado del espacio (3512) formado por un primer borde de al menos una placa (4901) de dichas al menos tres placas (4901, 4902, 4903) y la ubicación del lado del espacio (3512) formado por un primer borde de al menos otra placa (4902) de dichas al menos tres placas (4901, 4902, 4903) pueden cambiarse independientemente entre sí.
2. Un sistema de imágenes de múltiples fotogramas que comprende:
una fuente de radiación de rayos X (100);
un detector que tiene un área de entrada (112);
un monitor (118) configurado para mostrar imágenes detectadas;
medios para determinar al menos una ROI (Región de interés) de un objeto en una imagen presentada; y un colimador de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende medios para modificar dicha radiación de acuerdo con dicha al menos una ROI.
3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende además:
una unidad de procesamiento de imágenes (117) conectada entre dicho detector y dicho monitor (118), dicha unidad de procesamiento de imágenes (117) configurada para optimizar una imagen detectada mostrada en dicho monitor (118) de acuerdo con al menos una parte de la imagen en dicha al menos una ROI.
4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dichos medios para determinar la al menos una ROI comprenden una interfaz gráfica de usuario (GUI).
5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicha GUI comprende medios para visualizar imágenes detectadas y medios para determinar la forma y ubicación de la al menos una ROI.
6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dichos medios para determinar la al menos una forma y ubicación de la ROI comprenden deslizadores.
7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dichos medios para determinar la al menos una forma y ubicación de la ROI comprenden herramientas de dibujo.
8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dichas herramientas de dibujo están configuradas para marcar una forma envolvente alrededor de al menos un área.
9. Un método para controlar una forma de visualización de una ROI (Región de interés) en una imagen de un área irradiada con rayos X, que comprende:
proporcionar un sistema de imágenes de múltiples fotogramas que comprende:
una fuente de rayos X (100);
un detector que tiene un área de entrada; y
un colimador de rayos X (104) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende medios para proyectar al menos una ROI sobre una fracción seleccionada de dicha área de entrada expuesta por dicha fuente de rayos X.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el sistema de formación de imágenes de múltiples fotogramas comprende además una interfaz gráfica de usuario (GUI) para determinar la al menos una ROI.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende además el paso de usar la GUI para visualizar imágenes detectadas y determinar la forma y ubicación de la al menos una ROI.
12. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde dicha determinación de la forma y ubicación de al menos una ROI comprende deslizadores móviles.
13. El método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde dicha determinación de la forma y ubicación de la al menos una ROI comprende dibujar una forma circundante alrededor de al menos un área.
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