ES2864132T3

ES2864132T3 - Tomógrafo computarizado

Info

Publication number: ES2864132T3
Application number: ES17805103T
Authority: ES
Inventors: Zahra Mohammadi
Original assignee: Esspen GmbH
Current assignee: Esspen GmbH
Priority date: 2016-11-12
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2037-11-13
Also published as: US20200187882A1; JP7105795B2; WO2018086744A3; WO2018086744A2; CN110234278B; JP2020500090A; EP3537978A2; EP3537978B1; CN110234278A; US10849575B2; DE102016013533A1

Abstract

Procedimiento para el funcionamiento de un tomógrafo computarizado (1) que presenta un túnel (2), fijo en cuanto a la rotación, y en el que una pluralidad de emisores de rayos X (3), medios de influencia en la radiación (27) y detectores de rayos X (4) están dispuestos de manera rígida, presentando los emisores de rayos X (3) varios emisores de electrones (5) que cooperan con un ánodo (6) común, y generándose imágenes seccionales a partir de imágenes de proyección de un objeto de examen (32) cambiante, generándose un primer conjunto de imágenes de proyección, grabadas desde diferentes direcciones de proyección, y grabándose al menos un conjunto adicional de imágenes de proyección, correspondiendo las direcciones de proyección al menos parcialmente a las direcciones de proyección del primer conjunto de imágenes de proyección, caracterizado por que se establece el grado de coincidencia entre cada una de al menos dos imágenes de proyección grabadas desde la dirección de proyección coincidente y se generan imágenes de proyección adicionales, dependiendo la frecuencia de las direcciones de proyección seleccionadas del grado de coincidencia de las imágenes de proyección grabadas desde las direcciones de proyección correspondientes en momentos consecutivos.

Description

DESCRIPCIÓN

Tomógrafo computarizado

La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de un tomógrafo computarizado, en el cual no se requiere una rotación de un emisor de rayos X sincrónicamente con un detector de rayos X para la formación de imágenes radiográficas.

El componente central de los tomógrafos computarizados habituales es el túnel. Al menos un tubo de rayos X rota en el interior de la carcasa del túnel y directamente frente a los detectores para la grabación de señales. La radiación de rayos X de formación de imágenes se genera en el tubo de rayos X mediante alta tensión. El denominado generador de rayos X contiene todo el control y la supervisión. Los datos de medición obtenidos, también conocidos como datos en bruto, se recopilan en y se transmiten a una unidad aritmético-lógica, y a partir de esta se reconstruyen para formar imágenes diagnosticables directamente a continuación de la grabación. Debido al rápido desarrollo de la tecnología de la información, los ordenadores potentes pueden realizar esta potencia de cálculo. En tomógrafos computarizados helicoidales multicorte, se pueden utilizar tarjetas especiales, las cuales disponen de procesadores de señal más rápidos para llevar a cabo la generación de imágenes en pocos segundos.

Tomógrafos computarizados con una fuente de rayos X rotatoria y detector asociado están revelados, por ejemplo, en los documentos DE 112014003207 T5, EP 1617764 B1, US 7568836 B2, WO 2006/015356 A2 y WO 2007/117677 A2.

Por el documento DE 102013203541 A1 se conoce un sistema de TC de doble fuente, en el cual dos haces de rayos se delimitan por diafragmas de tal manera que los haces de rayos están libres de puntos de intersección mutuos al menos en un objeto de examen. Las diafragmas se pueden denominar generalmente medios de influencia en la radiación. Los sistemas de equipo de radiación-detector, incluyendo los diafragmas, representan componentes rotatorios del sistema de TC de doble fuente.

El documento EP 1324697 B1 revela un escáner de TC, el cual debería ofrecer una cobertura de superficie grande coherente con el tiempo. En este caso, están presentes tres disposiciones de emisor de rayos X-detector que pueden girar conjuntamente, estando desplazadas mutuamente las diversas fuentes de rayos X en la dirección del eje de rotación.

El documento DE 2852968 A1 revela un aparato de tomografía denominado "aparato planigráfico para la producción de imágenes de cortes transversales de un objeto de grabación". Este aparato también presenta tres disposiciones de equipo de radiación-detector que pueden rotarse conjuntamente, las cuales están desplazadas mutuamente en la dirección de su eje de giro común.

Por el documento EP 0488 888 B1 se conoce una instalación de tomografía con componentes que rotan alrededor de un eje longitudinal del tomógrafo. En este sentido, dos carros, los cuales portan en cada caso una fuente de rayos X y una rejilla de sensores bidimensional, rotan simultáneamente, de manera que los carros están constantemente opuestos diametralmente.

El documento US 2015/0305697 A1 revela un aparato de tomografía en el cual la disposición de equipo de radiacióndetector es rígida, pero una disposición de filtro es giratoria. En este sentido, la disposición del equipo de radiación comprende una pluralidad de fuentes de rayos X, las cuales están dispuestas en forma de un anillo colocado alrededor del volumen que se va a examinar. En este sentido, puede estar presente una pluralidad de, por ejemplo, 1000 rejillas de extracción, que se pueden asignar en cada caso a una fuente de electrones. De esta manera, las radiografías deberían ser posibles desde 1000 direcciones diferentes, pudiendo controlarse por separado las rejillas de extracción individuales. Simultáneamente al control de las rejillas de extracción, dispuestas en forma anular en conjunto, la disposición de filtro, es decir, una disposición de medios de influencia en la radiación, puede girar alrededor del eje central del aparato de tomografía. En el documento US 2015/0305697 A1 se proponen nanotubos de carbono o de silicio como materiales emisores de electrones.

Los tomógrafos computarizados con un túnel rotatorio u otros componentes rotatorios, por ejemplo, componentes de filtro, presentan desventajas considerables. Para una rotación uniforme y geométricamente precisa es necesaria una mecánica compleja con una alta demanda de espacio. La rotación que se realiza mecánicamente requiere además velocidades de rotación relativamente lentas y, con ello, un tiempo de grabación más largo, incluso en el caso de varios pares de fuentes de rayos X y detectores dispuestos el uno frente al otro en un túnel. Tales dispositivos son muy costosos tanto en la fabricación como en el mantenimiento debido a la propensión a fallos de la mecánica. En particular, cabe destacar el alto consumo de energía y la enorme demanda de espacio, razón por la cual una utilización móvil, por ejemplo en ambulancias u hospitales de campaña, de tales tomógrafos computarizados es técnicamente muy compleja de implementar en el mejor de los casos.

Para remediar las desventajas mencionadas, se ha propuesto una disposición de fila fija de emisores de rayos X en lugar de un túnel rotatorio para tomógrafos computarizados. En el caso de un tomógrafo computarizado de este tipo, los emisores de rayos X están orientados hacia el cuerpo que se va a examinar y se controlan eléctricamente en cada caso de manera individual. Por lo tanto, el control secuencial de los emisores de rayos X sustituye la rotación hasta ahora necesaria de un tubo de rayos X. En el documento DE 102011 076912 B4 también se describe, por ejemplo, una disposición en filas de emisores de rayos X controlables de manera individual.

Para tomógrafos computarizados con una disposición fija de emisores de rayos X, se pueden usar en particular emisores de rayos X que están configurados como tubos de rayos X de emisión por efecto de campo. Los emisores de rayos X de este tipo presentan, por ejemplo, cátodos que contienen nanotubos de carbono. Un tomógrafo computarizado estacionario de este tipo de construcción se ha propuesto en el documento US 7751 528 B2, que está previsto específicamente para radiografías de la mama femenina.

Entretanto, la formación de imágenes radiográficas se ha establecido para el diagnóstico médico mediante tomografía computarizada. Por ejemplo, en el caso de pacientes con sospecha de accidente cerebrovascular o generalmente en el caso de lesiones en la cabeza, la tomografía computarizada es por lo general el primer medio de elección y, por este motivo, el más importante. La tomografía computarizada ya ha demostrado su eficacia también en la prueba de materiales y, por ejemplo, para transiluminar objetos sospechosos.

La invención se basa en el objetivo de especificar un procedimiento, perfeccionado en comparación con el estado de la técnica, para el funcionamiento de un tomógrafo computarizado, el cual es adecuado generalmente para la formación de imágenes radiográficas y también se puede utilizar como aparato móvil, por ejemplo, en ambulancias u hospitales de campaña.

De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue a través de un procedimiento para el funcionamiento de un tomógrafo computarizado de acuerdo con la reivindicación 1.

Un tomógrafo computarizado adecuado para implementar el procedimiento de acuerdo con la invención para la formación de imágenes radiográficas presenta un túnel fijo en cuanto a la rotación. En este sentido, el túnel representa un grupo constructivo en el cual una pluralidad de emisores de rayos X y una pluralidad de detectores de rayos X están dispuestos de forma fija alrededor de un eje central geométrico, en cada caso opuestos entre sí y desplazados mutuamente en la dirección del eje central. Además, los medios de influencia en la radiación, a saber, electrodos de enfoque, los cuales están dispuestos en el tomógrafo computarizado asimismo en una posición angular fija y, con ello, en una posición fijada relativamente a los emisores de rayos X y a los detectores de rayos X, están asignados al túnel. En este sentido, varios emisores de electrones, es decir, cátodos, los cuales están previstos para la emisión de electrones y, por ello, cuando los electrones inciden contra un ánodo, en última instancia para la generación de radiación de rayos X, cooperan con una rejilla de extracción común. Por ejemplo, están asociados en cada caso ocho o 24 cátodos a una rejilla de extracción común. En el caso extremo, un único tubo de rayos X con una pluralidad de cátodos presenta únicamente una única rejilla de extracción.

En comparación con los aparatos de técnica de rayos X, en los cuales cada cátodo está asignado a una rejilla de extracción separada, la cual debe controlarse por separado, como es el caso, por ejemplo, en el documento US 2015/0305697 A1, el gasto en equipos se ha reducido drásticamente en el tomógrafo computarizado que puede funcionar según el procedimiento de acuerdo con la invención. No obstante, el tomógrafo computarizado puede presentar una pluralidad de emisores de electrones y un número correspondiente, en particular más de 100, por ejemplo, entre 200 y 400, de emisores de rayos X. Además, se suprime la necesidad de desplazar en rotación componentes, por ejemplo, una disposición de emisor-detector y/o una disposición de filtro, cuando el tomógrafo computarizado está en funcionamiento.

Los emisores de rayos X están previstos para una emisión dirigida y los detectores de rayos X asociados están previstos para una detección de rayos X como haz de rayos. Estos haces de rayos presentan una dirección con la máxima intensidad de la radiación de rayos X emitida, denominándose esta dirección a continuación dirección de emisión principal. Una dirección de emisión principal de este tipo se da con todas las fuentes de rayos X que son diferentes de una fuente de radiador isótropo. En el tomógrafo computarizado propuesto, la forma geométrica del haz de rayos se puede ajustar a través del modo de construcción de la fuente de rayos X del emisor de rayos X en cuestión así como a través de medios de influencia en la radiación. El término medio de influencia en la radiación se puede referir generalmente a haces de electrones y/o rayos X. Además de electrodos de enfoque, es decir, medios para influir en un haz de electrones, los diafragmas y filtros que actúan sobre la radiación de rayos X también se subsuman bajo el término medios de influencia en la radiación. Por ejemplo, en el tomógrafo computarizado propuesto se da un haz de rayos X en forma de un cono o de un abanico. Por ejemplo, en el tomógrafo computarizado propuesto, una fuente de rayos X en forma de una mancha focal está configurada constructivamente como fuente puntual o fuente lineal o como una superficie limitada en un dispositivo portador.

La disposición, desplazada mutuamente con respecto al eje central del tomógrafo computarizado, de los emisores de rayos X, por una parte, y los detectores de rayos X, por otra parte, va acompañada del hecho de que la dirección de emisión principal de cada fuente de rayos X corta el eje central en un ángulo diferente de 90°.

En el caso del tomógrafo computarizado propuesto, en cada caso un emisor de rayos X se controla eléctricamente de forma secuencial junto con al menos un detector de rayos X dispuesto enfrente para la grabación de imágenes radiográficas. A través de este proceso se reemplaza una rotación mecánica de fuentes de rayos X y detectores. A este respecto, el objeto de examen se deposita entre los emisores de rayos X y los detectores de rayos X.

Por ejemplo, se puede realizar una grabación de imágenes radiográficas por que los emisores de rayos X adyacentes unos detrás de los otros se controlan eléctricamente de forma secuencial junto con un detector de rayos X dispuesto enfrente. Del mismo modo, los emisores de rayos X y los detectores de rayos X asociados pueden ponerse en funcionamiento en cualquier otro orden, siendo variable el orden también dentro de las etapas de desplazamiento individuales. La selección de un área determinada de una sección transversal que se va a examinar por técnica de rayos X (ROI = Región of Interest, región de interés) se puede realizar por que solo se controlan eléctricamente aquellos emisores de rayos X y detectores de rayos X que están alineados con la ROI. A partir de las imágenes radiográficas obtenidas de esta manera, las cuales representan grabaciones de proyección, se pueden generar vistas de sección transversal y estructuras de volumen del objeto examinado mediante procedimientos asistidos por ordenador, tales como tomosíntesis o retroproyección filtrada (FBP = filtered back-projection). Por lo tanto, en el caso de una proyección, solo se selecciona aquella área de grabación individual que contiene la información, es decir, los datos, esenciales para la generación de imágenes asistida por ordenador. Con ello, se evitan artefactos o áreas de mala resolución. Esto acorta significativamente el tiempo necesario para la generación de imágenes asistida por ordenador. Por lo tanto, la generación de imágenes asistida por ordenador también se puede llevar a cabo rápidamente con ordenadores de menor potencia de cálculo y, adicionalmente, se puede conseguir una resolución de imagen incluso mejor que si se hubiese usado un único detector en lugar de una pluralidad de detectores de rayos X.

Por lo tanto, con el tomógrafo computarizado propuesto, con un gasto constructivo mínimo al mismo tiempo son posibles grabaciones de imágenes radiográficas de alta resolución en un tiempo de grabación acortado con respecto al estado de la técnica. Cuanto mayor sea una pluralidad de emisores de rayos X y detectores de rayos X dispuestos de manera fija y en cada caso el uno frente al otro en el túnel, más alta será la resolución de imagen que se puede lograr en toda la ROI.

El procedimiento según la reivindicación 1 comprende las siguientes etapas:

- A través del tomógrafo computarizado se genera un primer conjunto de imágenes de proyección, grabadas desde diferentes direcciones de proyección,

- se graba al menos un conjunto adicional de imágenes de proyección, correspondiendo las direcciones de proyección al menos parcialmente a las direcciones de proyección del primer conjunto de imágenes de proyección, - se establece el grado de coincidencia entre en cada caso al menos dos imágenes de proyección grabadas desde la dirección de proyección coincidente,

- se generan imágenes de proyección adicionales, dependiendo la frecuencia de las direcciones de proyección seleccionadas del grado de coincidencia de las imágenes de proyección grabadas desde las direcciones de proyección en cuestión en momentos consecutivos.

El objeto de examen puede comprender tanto el cuerpo que se va a examinar, en particular una parte del cuerpo de un paciente, como otros objetos, por ejemplo, instrumentales quirúrgicos, que se encuentran en el volumen de examen.

Debido a la dependencia de la frecuencia del ajuste de ángulo seleccionado en el caso de las grabaciones de proyección, con respecto a la posición angular del emisor de rayos X controlado dentro del túnel, en el grado de cambios que muestran las imágenes de proyección grabadas una detrás de la otra desde la posición angular correspondiente, se puede minimizar el número de imágenes de proyección que se requiere para la generación de imágenes seccionales significativas, también que cambian rápidamente con el tiempo. En particular, cuanto más frecuentemente se realicen grabaciones de proyección desde una dirección de proyección determinada, menor será el grado de coincidencia entre las imágenes de proyección grabadas en momentos consecutivos desde la dirección de proyección correspondiente. Las relaciones angulares entre los emisores de rayos X, los cuales se controlan uno detrás del otro, no están predeterminadas de manera fija en este sentido, sino que resultan solamente de la evaluación de las imágenes de proyección durante el funcionamiento del tomógrafo computarizado.

En general, el número de todos los emisores de rayos X en el tomógrafo computarizado propuesto es al menos igual al número de proyecciones para una generación de imágenes asistida por ordenador de este tipo. Si se han asignado varios detectores de rayos X a un emisor de rayos X, se puede generar más de una grabación de proyección con un emisor de rayos X.

Además de la asignación de un único emisor de rayos X a solo un determinado número de detectores de rayos X, la invención se basa en la idea fundamental de la disposición, desplazada mutuamente en cada caso en la dirección del eje central, de los emisores de rayos X y detectores de rayos X en cuestión los unos respecto a los otros.

Con una disposición de este tipo se pueden evitar ángulos muertos alrededor de la dirección axial. Si, por ejemplo, tanto los emisores de rayos X como los detectores de rayos X están dispuestos en cada caso en un arco de más de 180° alrededor de la dirección axial, entonces esto solo es posible en el caso de un desplazamiento axial de los emisores de rayos X y de los detectores de rayos X el uno respecto al otro. Solo con el tomógrafo computarizado propuesto, el cual presenta esta característica constructiva esencial, los emisores de rayos X y los detectores de rayos X también se pueden disponer completamente encerrados alrededor de la dirección axial y, con ello, alrededor del área de examen prevista. Con ello, de manera particularmente ventajosa, en el caso del tomógrafo computarizado propuesto con esta característica constructiva, tanto las geometrías de disposición de los emisores de rayos X como los detectores de rayos X se pueden seleccionar libremente alrededor de la dirección axial.

Por ejemplo, en una clase de formas de realización del tomógrafo computarizado propuesto, los emisores de rayos X están dispuestos de manera circular y los detectores de rayos X están dispuestos en disposiciones angulares alrededor de la dirección axial. Si el tomógrafo computarizado propuesto está previsto, por ejemplo, para examinar la mama humana o para la prueba de materiales de piezas de trabajo, no es necesario que los emisores de rayos X o los detectores de rayos X encierren completamente el eje central.

Por ejemplo, en el caso del tomógrafo computarizado propuesto, el túnel está montado sobre una base del aparato. De manera conveniente, en la base del aparato están instalados dispositivos para el suministro eléctrico y para el control electrónico, así como el ordenador. El tomógrafo computarizado propuesto se puede implementar de forma particularmente sencilla en una forma constructiva preferente como aparato portátil.

En el caso de la elección de un haz de rayos X en forma de un cono o de un abanico con un plano de abanico paralelo respecto al eje central y en el caso de una anchura suficiente de la superficie de absorción de rayos X de los detectores de rayos X, con el tomógrafo computarizado propuesto con un túnel estacionario se puede implementar la proyección de una ROI en el caso de un objeto inmóvil.

A continuación se analizan los perfeccionamientos ventajosos individuales del tomógrafo computarizado propuesto.

En una realización, el tomógrafo computarizado propuesto se perfecciona a través de un túnel, el cual se puede desplazar en la dirección del eje central. En esta realización del tomógrafo computarizado propuesto, el túnel y el objeto de examen se conducen el uno respecto al otro en la dirección del eje central en el caso de una grabación de imágenes radiográficas. Para ello, el túnel está montado, por ejemplo, en una disposición de carriles de guía rectos sobre una base del aparato, siendo los carriles de guía rectos paralelos respecto al eje central.

Con el tomógrafo computarizado propuesto en esta realización, se puede lograr un ancho de cobertura de al menos 30 cm en la dirección del eje central a través del desplazamiento del túnel en el caso de una grabación de imágenes radiográficas. En esta forma de perfeccionamiento, el tomógrafo computarizado propuesto es particularmente adecuado para la formación de imágenes radiográficas por tomografía computarizada de la cabeza humana o de la mama.

Para la generación de imágenes radiográficas por tomografía computarizada, el túnel se puede guiar progresivamente, de forma continua en una conducción del procedimiento alternativo, en la dirección del eje central por encima del objeto de examen. En cada etapa, como se ha descrito anteriormente, se realiza entonces una grabación de imágenes radiográficas a través del control eléctrico secuencial de los emisores de rayos X individuales junto con al menos un detector de rayos X dispuesto enfrente. En este sentido, todas las etapas individuales cubren completamente la ROI en la dirección del eje central. A partir de las imágenes radiográficas obtenidas de esta manera, las cuales representan grabaciones de proyección, se pueden generar vistas en sección transversal y estructuras de volumen del objeto examinado mediante la generación de imágenes asistida por ordenador. Por lo tanto, en el caso del tomógrafo computarizado propuesto en esta realización, la ROI se puede seleccionar no solo a través de un control selectivo de los emisores de rayos X y los detectores de rayos X, sino también a través del intervalo de desplazamiento seleccionado en cada caso del túnel en la dirección del eje central.

A través de la elección de un abanico de rayos X en forma de abanico con un plano de abanico y una dirección de emisión principal en perpendicular respecto a la superficie de absorción de radiación de rayos X del detector de rayos X, en el caso de esta realización del tomógrafo computarizado propuesto, se puede limitar de manera particularmente ventajosa la exposición a los rayos X del objeto de examen al fragmento parcial geométrico deseado de la ROI. Además, es posible de este modo la elección de detectores de rayos X con una menor anchura de la superficie de absorción de radiación de rayos X, estando reducido considerablemente también el coste de fabricación. Con un número creciente de fragmentos parciales geométricos por longitud de la ROI en la dirección del eje central, también aumenta la resolución de las vistas en sección transversal y las estructuras de volumen del objeto examinado generadas a través de la generación de imágenes asistida por ordenador. También en esta forma constructiva el tomógrafo computarizado propuesto en su totalidad está configurado preferentemente como aparato móvil.

En un perfeccionamiento preferente, los emisores de rayos X y los detectores de rayos X del tomógrafo computarizado propuesto encierran completamente el eje central. Esto tiene la ventaja de que es posible una formación de imágenes radiográficas de cualquier fragmento (ROI) del objeto examinado con una alta calidad constante.

En este sentido, si los emisores de rayos X y los detectores de rayos X forman un círculo alrededor del eje central, entonces con ello se logra adicionalmente una resolución particularmente uniforme de la imagen radiográfica. En esta forma de realización, el tomógrafo computarizado propuesto es adecuado en particular para la formación de imágenes radiográficas de la cabeza humana. Por lo tanto, incluso en el caso de un control solo parcial de los emisores de rayos X, resulta especialmente ventajosa una ROI en todas las direcciones alrededor de la dirección axial, es decir, del eje longitudinal del tomógrafo computarizado, con una alta calidad constante y alta resolución.

Una disposición circular de los emisores de rayos X individuales y de los detectores individuales no es absolutamente necesaria para una alta resolución de la imagen radiográfica. En una forma de realización adicional del tomógrafo computarizado propuesto, los emisores de rayos X individuales o detectores están dispuestos en al menos tres filas del mismo tipo, en particular de la misma longitud, alrededor del eje central, configurando las filas un polígono regular. La resolución de la imagen radiográfica se mejora cuanto más lados presenta el polígono regular para el cual se ha configurado la disposición de emisores de rayos X múltiples o la disposición de detectores múltiples. Sin embargo, con el número de filas aumenta el coste de fabricación. En cuanto a resolución de la imagen radiográfica y el coste de fabricación, para el polígono han resultado ser óptimos un hexágono u octágono o decágono.

A continuación se analizan las configuraciones ventajosas de los emisores de rayos X y de los detectores de rayos X del tomógrafo computarizado propuesto. Preferentemente, los emisores de rayos X en el túnel presentan cátodos para la emisión por efecto de campo de electrones, conteniendo los cátodos nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono sirven como cátodos fríos para generar electrones, que luego se aceleran para bombardear el ánodo como fuente de rayos X real del emisor de rayos X. En este perfeccionamiento del tomógrafo computarizado propuesto, los emisores de rayos X están configurados como emisores de rayos X de emisión por efecto de campo. A través de la conexión y desconexión electrónica de un único cátodo, se genera un haz de rayos X de formación de imágenes en el ánodo. Los emisores de rayos X de este tipo se pueden diseñar de manera particularmente pequeña y aplicarse a un portador común, el cual está encerrado por un único tubo de vacío; una disposición de este tipo representa un tubo MBFEX (MBFEX = Multibeam Field Emission X-Ray, fuente de rayos X de emisión de campo multihaz), en el cual a su vez se puede lograr una forma constructiva más compacta. Los nanotubos de carbono presentan un valor umbral de intensidad de campo bajo de menos de 2 V pm-1 para la emisión por efecto de campo de electrones. Por eso, es posible el funcionamiento del tomógrafo computarizado propuesto con un suministro eléctrico que presente solo una intensidad de potencia relativamente baja.

Los nanotubos de carbono se denominan de manera generalizada nanovarillas. En lugar de nanotubos de carbono o adicionalmente a nanotubos de carbono, los emisores de electrones del tomógrafo computarizado también pueden presentar otras nanovarillas. En este sentido, las nanovarillas pueden presentar una composición inherentemente uniforme o no uniforme y pueden estar configuradas o bien como cuerpos huecos, es decir, tubos, o bien de manera maciza.

Por ejemplo, las nanovarillas, en particular los nanotubos, pueden estar formadas a partir de óxidos metálicos. En principio, las nanovarillas de óxidos metálicos (al igual que los nanohilos, los cuales no son relevantes en el presente caso) se conocen, por ejemplo, por la publicación "Theme issue: inorganic nanotubes and nanowires", Journal of Materials Chemistry, 2009, 19, 826-827. En esta publicación se mencionan, entre otras cosas, TiO², ZnO y AhO³y como materiales a partir de los cuales pueden estar formados nanotubos.

Para la producción de un emisor de electrones que se emplea en el tomógrafo computarizado previsto para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención, son adecuados óxidos metálicos, por ejemplo, óxido de titanio, óxido de zinc u óxido de manganeso, tanto en forma pura como dopada. Del mismo modo, pueden estar presentes otros materiales a partir de los cuales se construyen las nanovarillas o los cuales están contenidos en las nanovarillas, por ejemplo, metales, sulfuros, nitruros o carburos, o bien en forma pura o bien dopada.

Siempre que el emisor de electrones contenga un sulfuro, se puede tratar, por ejemplo, de un sulfuro metálico, en particular disulfuro de molibdeno. Como nitruros a partir de los cuales pueden estar construidas total o parcialmente nanovarillas del emisor de electrones cabe mencionar en particular nitruro de boro, nitruro de aluminio, nitruro de carbono y nitruro de galio. Como carburo para la producción de las nanovarillas, en particular nanotubos, es adecuado en particular carburo de silicio. Del mismo modo, las nanovarillas, en particular en forma de nanotubos, se pueden producir a partir de silicio, opcionalmente con elementos dopantes.

El uso de nanovarillas que contienen cerio o lantano también es posible en el contexto de la producción del emisor de electrones. En este contexto, se remite a modo de ejemplo a la solicitud de patente WO 2014/076693 A1.

Los elementos en forma de varilla, opcionalmente huecos, hechos de materiales poliméricos también son adecuados como productos de partida para la producción de las nanovarillas, que emiten electrones cuando el emisor de electrones está en funcionamiento. Las nanovarillas del emisor de electrones pueden estar elaboradas a partir de productos de partida que están completamente compuestos de materiales poliméricos, o a partir de productos de partida que presentan materiales poliméricos únicamente de manera parcial, en particular en forma de un revestimiento.

Dentro del tomógrafo computarizado pueden estar presentes emisores de electrones de diseño uniforme o no uniforme. Del mismo modo, los electrodos de enfoque asociados pueden estar diseñados de manera uniforme o no uniforme en el tomógrafo computarizado completo. Por lo tanto, existen cuatro posibilidades para combinar emisores de electrones con electrodos de enfoque:

- la combinación de emisores uniformes con electrodos de enfoque uniformes,

- la combinación de emisores uniformes con diferentes tipos de electrodos de enfoque,

- la combinación de emisores de diferentes tipos con electrodos de enfoque uniformes,

- la combinación de diferentes emisores con diferentes tipos de electrodos de enfoque.

En este sentido, los diferentes emisores pueden diferir los unos de los otros en cuanto a su geometría y/o en cuanto a sus materiales. Los emisores, en particular en forma de emisores que contienen nanotubos de carbono, se pueden producir con una calidad alta y uniforme. Los detalles sobre la posible producción de los emisores están revelados en la solicitud de patente N.° 102016 013279.5 presentada ante la DPMA (Deutsches Patent- und Markenamt, Oficina Alemana de Patentes), así como en la solicitud PCT presentada ante la EPA (Europaisches Patentamt, Oficina Europea de Patentes) el 8 de noviembre de 2017, que reclama prioridad. Los emisores de este tipo se caracterizan en particular por efectos de envejecimiento extremadamente bajos.

También es posible el uso de cátodos de distribución, como se conocen en principio, por ejemplo, por el documento DE 102011 076912 B4.

Los haces de rayos de electrones que emanan de los emisores de electrones, que atraviesan la rejilla de extracción y se ven influenciados por los electrodos de enfoque, chocan contra un ánodo, el cual, en un diseño preferente, está configurado como un ánodo rígido refrigerado por líquido. En este sentido, un refrigerante, en particular en forma de aceite conductor, fluye preferentemente de manera concéntrica respecto al eje central del ánodo alargado, en forma de barra o curvado a través de un canal con sección transversal anular, el cual está formado dentro del ánodo. En este diseño, en el centro dentro de este canal se encuentra un canal adicional a través del cual el refrigerante se conduce de regreso. Por lo tanto, el ánodo tiene el diseño y la función de un condensador de dedo frío, en cuyo extremo se desvía el refrigerante introducido.

Cuando el tomógrafo computarizado está en funcionamiento, el ánodo está conectado a una alta tensión del orden de magnitud de 100 kV. Adicionalmente a la variación de la corriente de emisión de los cátodos, también es posible una variación de la tensión anódica, siendo modificables muy rápidamente ambas magnitudes (corriente de emisión y tensión anódica). A través de la multiplicación de los dos parámetros modificables, la corriente de emisión y la tensión anódica, es posible una pluralidad de ajustes diferentes de los parámetros de funcionamiento del tomógrafo computarizado durante un mismo examen. Esto se refiere tanto a la frecuencia de la radiación de rayos X emitida como a la dosis de rayos X emitida por pulso. En lugar de una instalación de TC de energía dual, como se conoce en principio por el estado de la técnica citado al comienzo, el tomógrafo computarizado representa con ello un aparato de tomografía computarizada multienergía. Por ejemplo, la radiación de rayos X emitida, en lo que se refiere a los parámetros de longitud de onda y dosis por pulso, se varía en al menos 100 fases durante el examen de un objeto de examen. Al mismo tiempo, resulta particularmente ventajoso el hecho de que los detectores de rayos X, junto con la tecnología de evaluación asociada, puedan estar diseñados de manera particularmente sencilla en comparación con instalaciones convencionales de energía dual, las cuales mediante los detectores llevan a cabo mediciones que se refieren a dos longitudes de onda diferentes.

Los detectores de rayos X en el túnel están configurados, por ejemplo, como detectores de conteo de fotones o como detectores de imagen plana individuales para rayos X o como fotodiodos individuales, tales como, por ejemplo, detectores de semiconductores directos (s Sd = solid state detector, detector de estado sólido). Esto permite un control electrónico particularmente sencillo de los detectores de rayos X junto con los emisores de rayos X asignados en cada caso.

Preferentemente, los detectores de rayos X presentan detectores de semiconductores directos para la detección de radiación de rayos X. En este sentido, si los detectores de rayos X están configurados, por ejemplo, como detectores de imagen plana, estos convierten las señales de radiación de rayos X en señales eléctricas para cada píxel en la superficie de absorción de radiación de rayos X. Entonces se puede generar una imagen radiográfica a partir de estas señales eléctricas. Con los detectores de rayos X de este tipo, se puede implementar una resolución muy alta de la imagen radiográfica. Los detectores de rayos X de este tipo también se pueden integrar de forma especialmente sencilla en una disposición común, representando esta disposición un grupo constructivo del detector.

En una forma constructiva particularmente preferente del tomógrafo computarizado propuesto, en cada caso los emisores de rayos X están dispuestos de manera fija en el túnel en un tubo MBFEX y los detectores de rayos X están dispuestos en un grupo constructivo del detector. La disposición del tubo MBFEX y del grupo constructivo del detector el uno respecto al otro está diseñada de manera que la dirección de emisión principal de cada ánodo de cada emisor de rayos X corta el eje central en un ángulo diferente de 90°. Con ello, cada emisor de rayos X y cada detector de rayos X están dispuestos de manera desplazada mutuamente en la dirección del eje central del tomógrafo computarizado. En este perfeccionamiento, el tomógrafo computarizado propuesto se puede implementar de una manera particularmente compacta y estable.

A través del uso de detectores de rayos X de alta velocidad de transmisión de imágenes y de resolución total, es posible crear un conjunto completo de imágenes de proyección de alta resolución en menos de 20 segundos, de manera similar a la TC estándar. Con el tomógrafo computarizado propuesto, se puede implementar con ello una grabación de imágenes radiográficas completa de alta resolución en unos pocos segundos, lo cual resulta ventajoso en particular en el caso del examen de pacientes inquietos.

A diferencia de los tomógrafos computarizados conocidos con una disposición rotatoria de la fuente de rayos X y un detector, en el caso de las grabaciones de imágenes radiográficas con el tomógrafo computarizado propuesto queda descartado por principio un aumento de mancha focal alrededor de la dirección axial debido a componentes en movimiento.

El tomógrafo computarizado propuesto, en particular en sus perfeccionamientos, se caracteriza por un tipo de construcción muy compacta y robusta. De manera particularmente ventajosa, una grabación de imágenes radiográficas no requiere ningún movimiento del paciente a través del túnel.

El tomógrafo computarizado propuesto, en particular con emisores de rayos X que presentan cátodos fríos con nanotubos de carbono, presenta las siguientes ventajas en comparación con los tomógrafos computarizados actualmente disponibles en el mercado:

- reducción de la dosis de radiación para los pacientes,

- aumento de la sensibilidad y de la especificidad de aparatos de formación de imágenes,

- mayor potencia,

- menor peso y superficie de trabajo,

- una movilidad mejorada para cirujanos/médicos,

- asistencia integral a pacientes necesitados,

- mejora de la calidad o bien disminución de los costes (especialmente los costes de compra y operativos para tales sistemas de formación de imágenes médicos) de prestadores de servicios de asistencia sanitaria.

El uso del tomógrafo computarizado propuesto no está limitado de ningún modo al diagnóstico medicinal. El tomógrafo computarizado propuesto también es adecuado, por ejemplo, para la formación de imágenes radiográficas de objetos no animados, por ejemplo, para la prueba de piezas de trabajo o la prueba de productos o para comprobar el contenido de recipientes cerrados.

La invención se explica a continuación con más detalle mediante un dibujo, en el cual están resumidos varios ejemplos de realización de tomógrafos computarizados. En el presente documento muestran:

la figura 1 un tomógrafo computarizado 1 en sección transversal en perpendicular respecto al eje central z de su túnel 2,

la figura 2 un tomógrafo computarizado 1 en sección transversal en paralelo respecto al eje central z de su túnel 2,

la figura 3 realizaciones esquemáticamente diferentes de un tomógrafo computarizado 1 en relación con las disposiciones de los emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4,

la figura 4 dos realizaciones de un tomógrafo computarizado 1 con emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4 que encierran completamente el eje central z,

la figura 5 un tomógrafo computarizado 1 con una representación esquemática de un sistema de control electrónico multicanal 12,

la figura 6 características de un tubo MBFEX 9 de un tomógrafo computarizado 1 junto con el control asociado en una representación esquemática,

la figura 7 en una vista correspondientemente a la figura 3, un emisor de rayos X 3 de un tomógrafo computarizado 1 así como un objeto que se va a examinar,

la figura 8 el objeto que se va a examinar con la disposición según la figura 7 en dos estados diferentes,

la figura 9 en un diagrama, el cambio en los parámetros de la corriente de emisión y la tensión anódica del tomógrafo computarizado 1 según la figura 6,

la figura 10 en un diagrama, la dependencia de una señal de detector grabada con el tomógrafo computarizado 1

según la figura 6 de propiedades físicas de un objeto de examen con tres ajustes diferentes del emisor de rayos X 3.

Todos los ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto explicados a continuación mediante un dibujo presentan un túnel 2 fijo en cuanto a la rotación. En el túnel 2 está dispuesta una pluralidad de emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4 de manera fija alrededor de un eje central z, geométrico, es decir, no giratoria, en cada caso uno frente al otro y de manera desplazada mutuamente en la dirección del eje central z. Para la grabación de imágenes radiográficas, en todos los ejemplos de realización se controla eléctricamente de forma secuencial en cada caso un emisor de rayos X 3 junto con un detector de rayos X 4 dispuesto enfrente.

En todos los ejemplos de realización, los emisores de rayos X 3 presentan cátodos 5 para la emisión por efecto de campo de electrones con el fin de generar electrones que luego se aceleran para bombardear el ánodo 6 como fuente de rayos X real del respectivo emisor de rayos X 3. Los cátodos 5 el emisor de rayos x 3 contienen nanotubos de carbono. Por lo tanto, los emisores de rayos X 3 están configurados como emisores de rayos X de emisión por efecto de campo único. Los emisores de rayos X 3 están colocados de manera fija en un portador común y están instalados en un tubo de vacío 7. En el tubo de vacío 7 están empotradas ventanas de rayos X 8 , a través de las cuales puede salir la radiación de rayos X generada. Con ello, esta disposición de los emisores de rayos X 3 corresponde a un tubo MBFEX 9.

En todos los ejemplos de realización, los detectores de rayos X 4 están configurados como detectores de imagen plana, los cuales presentan detectores de semiconductores directos para la detección de radiación de rayos X. Los detectores de rayos X 4 están dispuestos de manera fija en un grupo constructivo del detector 10.

En todos los ejemplos de realización del tomógrafo computarizado propuesto 1, los respectivos tubos MBFEX 9 y el grupo constructivo del detector 10 están dispuestos de tal manera el uno respecto al otro de forma fija en el túnel 2 que la dirección principal de emisión e de cada ánodo 6 de cada emisor de rayos X 3 corta el eje central z en un ángulo diferente de 90°.

Todas las realizaciones del tomógrafo computarizado propuesto 1 están previstas como aparatos portátiles para la formación de imágenes radiográficas por tomografía computarizada de partes del cuerpo de un paciente, en particular de la cabeza y de la mama. En el caso de una grabación de imágenes radiográficas de una extremidad humana o de una cabeza humana o de una mama humana, este se encuentra entre los emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4, preferentemente en el área alrededor del eje central z.

En todos los ejemplos de realización, el túnel 2 está montado sobre una base del aparato 11. En la base del aparato 11 está instalado un sistema de control electrónico multicanal 12, estando previsto el sistema de control electrónico multicanal 12 para el control del tomógrafo computarizado 1, el emisor de rayos X 3 y los detectores de rayos X 4, el registro de los datos para la formación de imágenes radiográficas y la generación de imágenes asistida por ordenador a partir de ellos, para el almacenamiento de datos y para la salida de datos y la salida de imágenes radiográficas.

La figura 1 muestra un primer ejemplo de realización del tomógrafo computarizado 1 en sección transversal en perpendicular respecto al eje central z de su túnel 2 con vista al emisor de rayos X 3 en el tubo MBFEX 9. Los emisores de rayos X 3 están dispuestos de manera completamente circular encerrados alrededor del eje central z; correspondientemente, el tubo MBFEX 9 también está configurado de manera circular. Los cátodos 5 y los ánodos 6 del emisor de rayos X 3 así como el tubo de vacío 7 no son visibles en la figura 1. Los detectores de rayos X 4 están instalados asimismo de manera no visible en la figura 1 y en el grupo constructivo del detector 10, estando diseñado en este ejemplo de realización el grupo constructivo del detector 10 asimismo de manera completamente circular encerrado alrededor del eje central z. En este ejemplo de realización, el eje central z geométrico discurre a través de los dos puntos centrales del círculo del tubo MBFEX 9 y grupo constructivo del detector 10 o bien las respectivas disposiciones de emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4, de manera que en este ejemplo de realización los dos puntos centrales del círculo definen con su posición el curso del eje central z .

En este ejemplo de realización, los ánodos 6 de cada emisor de rayos X 3 están construidos de manera que estos generan en cada caso un abanico de rayos X 13 con un plano de abanico y la dirección principal de emisión e en perpendicular respecto a la superficie de absorción de radiación de rayos X del respectivo detector de rayos X 4.

Por lo tanto, en este ejemplo de realización, cada ROI se puede proyectar en el área interior del túnel 2 alrededor del eje central z de manera completa, uniforme y con alta resolución con una exposición a rayos X simultánea relativamente baja del objeto de examen, como se ha ilustrado gráficamente en los abanicos de rayos x 13, dibujados para emisores de rayos X 3 individuales, de la radiación de rayos X emitida. El tomógrafo computarizado propuesto en este ejemplo de realización, en particular el túnel 2, se caracteriza por una forma constructiva particularmente compacta.

La base del aparato 11 del tomógrafo computarizado 1 en este ejemplo de realización presenta un soporte 14 con dos puntos de pivote 15 y con un dispositivo de bloqueo 16, un dispositivo de desplazamiento 17, un dispositivo de elevación 18 y una carcasa 19 sobre ruedas 20 bloqueables. El túnel 2 está montado en los puntos de pivote 15 del soporte 14 de manera pivotable sobre la base del aparato 11 y se puede bloquear por encima del dispositivo de bloqueo 16. El soporte 14 está aplicado sobre el dispositivo de desplazamiento 17, estando previsto el dispositivo de desplazamiento 17 para el desplazamiento del túnel 2 en la dirección del eje central z . El dispositivo de elevación 18, el cual está colocado sobre la carcasa 19, está previsto, en el caso de la formación de imágenes radiográficas para la cabeza humana para el ajuste de altura del túnel 2, antes del inicio de la grabación de imágenes radiográficas por tomografía computarizada. En la carcasa 19 está instalado el sistema de control electrónico multicanal 12. Sobre el túnel 2 está montada una pantalla 21, la cual está prevista para el manejo del sistema de control multicanal 12 y la reproducción de la imagen radiográfica generada por tomografía computarizada. En este ejemplo de realización, el tomógrafo computarizado 1 está diseñado como un aparato móvil y se puede desplazar sobre los ruedas 20 bloqueables a cualquier lugar de examen deseado.

El dispositivo de desplazamiento 17 presenta una disposición de carriles de guía rectos y un motor eléctrico. Los carriles de guía rectos son paralelos respecto al eje central z. El túnel 2 se puede desplazar sobre los carriles de guía mediante el motor eléctrico en la dirección del eje central z . En la figura 1 no son visibles los carriles de guía y el motor eléctrico. En esta realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto, en el caso de una grabación de imágenes radiográficas, por ejemplo, de la cabeza humana, el túnel 2 y el objeto de examen realizan un movimiento relativo en la dirección del eje central z el uno respecto al otro. Para la generación de imágenes radiográficas por tomografía computarizada, el túnel 2 se guía progresivamente en la dirección del eje central z por encima del objeto de examen. En cada etapa, se realiza entonces una grabación de imágenes radiográficas a través del control eléctrico secuencial de los emisores de rayos X 3 individuales junto con al menos un detector de rayos X 4 dispuesto enfrente. En este sentido, todas las etapas individuales cubren completamente la ROI en la dirección del eje central z. Por lo tanto, en este ejemplo de realización, en el caso de una grabación de imágenes radiográficas, se puede lograr un ancho de cobertura de 30 cm en la dirección del eje central z . En el caso de una grabación de imágenes radiográficas de este tipo con un desplazamiento progresivo del túnel 2 , el túnel 2 está bloqueado por encima del dispositivo de bloqueo 16.

Para la grabación de imágenes radiográficas por tomografía computarizada de la mama humana, el dispositivo de bloqueo 16 se libera y el túnel se pivota 90° con respecto a la representación en la figura 1 y bloquea el dispositivo de desplazamiento 17. Esto corresponde a un pivotamiento del eje central z de 90°. Por lo tanto, con el dispositivo de elevación 18 se puede desplazar el túnel 2 en la dirección del eje central z . Una grabación de imágenes radiográficas por tomografía computarizada de una mama humana se realiza, por ejemplo, por que una paciente se tumba en una camilla con una escotadura, estando colocada una mama de la paciente en la escotadura de la camilla y entre los emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4.

La figura 2 muestra el mismo ejemplo de realización que en la figura 1, estando representado el tomógrafo 1 en la sección transversal en paralela respecto al eje central z de su túnel 2. En la figura 2 está representada a modo de ejemplo la proyección del haz de rayos de electrones 22 generado con el cátodo 5 sobre el ánodo 6 y los cursos de las direcciones de emisión principal e de la radiación de rayos X generada. La figura 2 no está representada a escala. En la figura 2 no es visible el soporte 14 con los dos puntos de pivote 15.

La figura 3 muestra esquemáticamente un tomógrafo computarizado 1 en diferentes realizaciones con respecto a las disposiciones de los emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4 los unos respecto a los otros. En este sentido, las geometrías de los respectivos tubos MBFEX 9 y del grupo constructivo del detector 10 corresponden a las respectivas geometrías de disposición de los emisores de rayos X 3 y detectores de rayos X 4. Como se deduce de las representaciones individuales, el tubo MBFEX 9 puede presentar una forma de arco circular curvada, recta o acodada. El grupo constructivo del detector 10 puede estar curvado asimismo en forma de arco circular. Del mismo modo, el grupo constructivo del detector 10, el cual en cada caso únicamente está esbozado en forma de línea en las representaciones a modo de pictogramas de la figura 3, puede presentar una forma acodada una o múltiples veces. De una manera no representada y conocida en sí, un grupo constructivo del detector 10 también puede ser completamente plano.

La figura 4 muestra dos ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 en cada caso con una vista del tubo MBFEX 9. En el primer ejemplo de realización (figura 4, arriba a la izquierda y a la derecha), los emisores de rayos X 3 están dispuestos en el tubo MBFEX 9 de manera circular alrededor del eje central z . En el segundo ejemplo de realización (figura 4, abajo a la izquierda y a la derecha), los emisores de rayos X 3 están configurados en el tubo MBFEX 9 a partir de seis filas 23 uniformes para formar un hexágono regular, estando dispuestos en cada fila 23 en cada caso seis emisores de rayos X 3. Los grupos constructivo del detector 10 asociados al respectivo túnel 2 de los dos ejemplos de realización no son visibles en la figura 4; sin embargo, los grupos constructivo del detector 10 presentan la misma geometría que los respectivos tubos MBFEX 9 , correspondiendo la geometría de disposición de los detectores de rayos X 4 en este sentido a aquella de la geometría de disposición de los emisores de rayos X 3.

La figura 5 muestra un ejemplo de realización del tomógrafo computarizado 1 con una representación esquemática de un sistema de control electrónico multicanal 12. El sistema de control electrónico multicanal 12 está previsto para el manejo de cada emisor de rayos X en el modo de funcionamiento pulsado, presentando el sistema de control multicanal 12 un suministro eléctrico de ánodo de alta tensión y alta frecuencia así como un bucle de retroalimentación rápido entre el haz de rayos X y el sistema de control electrónico para la medición de corriente con el fin de posibilitar un control de dosis (mCb) preciso y constante de emisores de rayos X 3 a emisores de rayos X 3. El algoritmo de reconstrucción se basa en la retroproyección filtrada con la opción de aprovechar las ventajas del algoritmo de reconstrucción iterativo para disminuir el número de vistas por grabación y para reducir automáticamente la dosis de exposición del paciente por grabación.

En el ejemplo de realización según la figura 5, el túnel 2 presenta 128 emisores de rayos X 3 y una pluralidad de detectores de rayos X 4. Por lo tanto, en ese ejemplo de realización se pueden generar 128 proyecciones. El tubo MBFEX 9 está configurado a partir de ocho filas 23 uniformes de emisores de rayos X 3 para formar un octágono regular, estando dispuestos en cada fila 23 en cada caso 16 emisores de rayos X 3. El grupo constructivo del detector 10 que comprende detectores de rayos X 4 está configurado asimismo a partir de ocho filas 23 uniformes para formar un octágono regular, estando dispuesto asimismo en cada fila 23 en cada caso un número igual de detectores de rayos X 4. Los emisores de rayos X 3 y los detectores de rayos X 4 no son visibles en la figura 5.

Detalles del tubo MBFEX 9 del tomógrafo computarizado 1 según la figura 1 se explican a continuación mediante la figura 6.

En el interior del tubo de vacío 7 se pueden reconocer varios cátodos 5, es decir, emisores de electrones, los cuales se diferencian los unos de los otros en cuanto a su geometría y están dispuestos sobre una pletina 24 común. Cada uno de los cátodos 5 está conectado a un control de emisor 25 separado. Los controles de emisor 25 individuales están integrados en el sistema de control electrónico multicanal 12 y permiten un control individual de los cátodos 5.

Los cátodos 5 se accionan con potencial negativo.

Un haz de rayos de electrones 22 que emana de un cátodo 5 se emite con la ayuda de una rejilla de extracción 26, interactuando una rejilla de extracción 26 común con una pluralidad de cátodos 5. La rejilla de extracción 26, como se deduce de la figura 6, está conectada a tierra por encima del sistema de control electrónico multicanal 12.

A diferencia de esto, un electrodo de enfoque 27, el cual generalmente se denomina medio de influencia en la radiación, está conectado a tierra por encima de la carcasa de tubo designada con 28 del tubo MBFEX 9. La conexión a tierra separada de la rejilla de extracción 26 independientemente del electrodo de enfoque 27 tiene ventajas en cuanto a la estabilidad operativa del emisor de rayos X 3. Entre la tensión aplicada a los cátodos 5 mediante los controles de emisor 25 y la corriente de emisión existe una relación aproximadamente exponencial. Esto significa que la corriente eléctrica existente en forma de haz de rayos de electrones 22 reacciona de manera muy sensible a aumentos de la tensión del emisor aplicada en el cátodo 5. Si la corriente de emisión llega a un intervalo demasiado alto, entonces el haz de rayos de electrones 22 genera un bombardeo de iones que emana la mancha focal en el ánodo 6, que actúa sobre la rejilla de extracción 26. A pesar de la conexión a tierra del electrodo de enfoque 27, el potencial del electrodo de enfoque 27 se acerca con ello brevemente a un intervalo positivo. A través de un desacoplamiento de la conexión a tierra de la rejilla de extracción 26 de la conexión a tierra del electrodo de enfoque 27 se suprimen de manera eficaz repercusiones adicionales en la rejilla de extracción 26, que tendría como consecuencia un fuerte y repentino aumento de la corriente de emisión.

Desviándose del ejemplo de realización representado en la figura 6 con un electrodo de enfoque 27 pasivo, el emisor de rayos X 3 también se puede accionar con un electrodo de enfoque 27 activo. En cualquier caso, el enfoque del haz de rayos de electrones 22 está diseñado de tal manera que se da un efecto de enfoque en varias direcciones ortogonales las unas respecto a las otras.

El ánodo 6, en el cual incide el haz de rayos de electrones 22, está diseñado como un ánodo refrigerado por aceite no rotatorio. En este sentido, un refrigerante, a saber, un aceite conductor, fluye a través de un canal exterior 29 hacia el ánodo 6 y a través de un canal interior 30 fuera del ánodo 6. Los canales 29, 30 están dispuestos de manera concéntrica en el ánodo 6. Los canales 29, 30 se hacen pasar, de una manera no representada, a través de la carcasa de tubo 28 del tubo MBFEX 9. Siempre que el ánodo 6 presente en conjunto una forma recta en forma de varilla, también puede estar diseñado como un ánodo rotatorio en una forma de realización diferente, representando el eje central del ánodo en este caso al mismo tiempo el eje de rotación.

El ánodo 6 está conectado a un control de ánodo 31, el cual asegura tanto el suministro de energía del ánodo 6 como también proporciona el valor de la corriente del ánodo. Este valor se transmite al sistema de control electrónico multicanal 12 realizado por separado de acuerdo con la figura 6, de manera que se ha formado un circuito de regulación cerrado con el cual se implementa una regulación de corriente basado en la corriente del emisor de rayos X 3. También a través de la rejilla de extracción 26 así como a través del electrodo de enfoque 27 en esta regulación se tienen en cuenta corrientes eléctricas salientes.

En la figura 7 está esbozada la posible posición de un objeto de examen 32 relativamente al tubo MBFEX 9. El objeto de examen 32 presenta diferentes áreas de volumen 33, 34, 35. La distribución del material que absorbe rayos X dentro de las áreas de volumen 33, 34, 35 es variable, como está esbozado en la figura 8. Posibles direcciones de proyección en las cuales se pueden grabar imágenes de proyección del objeto de examen 32 están visualizas a través de flechas en la figura 8.

En la figura 8 está esbozado a la izquierda un primer estado y a la derecha un segundo estado del objeto de examen 32. Como se deducir de las representaciones simbolizadas, en el estado representado a la izquierda se encuentra material denso, es decir, material altamente absorbente de radiación de rayos X, en las áreas de volumen 34 y 35. Por el contrario, en el segundo estado del objeto de examen 32, dicho material se encuentra distribuido exclusivamente en las áreas de volumen 33 y 35. Por lo demás, el objeto de examen 32 está fundamentalmente libre de material que absorbe radiación de rayos X.

Si una imagen de proyección del objeto de examen 32, con respecto a la disposición según las figuras 7 y 8, se genera con una dirección de proyección vertical, entonces no se puede reconocer el cambio del primer al segundo estado. Por el contrario, este cambio es visible en su totalidad en el caso de la dirección de proyección horizontal. Este hecho se considera durante el funcionamiento del tomógrafo computarizado 1 por que, en el curso del control de diferentes cátodos 5, dichos cátodos 5 se activan con mayor frecuencia; los cambios en el objeto de examen 32 aparecen de manera particularmente clara. En este sentido, la elección de los cátodos 5 se realiza automáticamente durante la grabación en curso del objeto de examen 32 sobre la base de la evaluación de imagen llevada a cabo de manera permanente.

La figura 9 ilustra las posibilidades de la variación tanto de la tensión anódica Ua, la cual se aplica en el ánodo 6, como de la corriente del emisor Ie, la cual emana de un cátodo 5. La escala de tiempo, que en la figura 9 se refiere al funcionamiento pulsado del emisor de rayos X 3, está etiquetada con t de manera habitual y hace referencia tanto a la tensión anódica Ua como a la corriente del emisor Ie. Con en conjunto cuatro pulsos, en el caso representado la tensión anódica es Ua asciende a 100 kV, 80 kV, 140 kV y 60 kV y la corriente del emisor Ie asciende a 1 A, 0,5 A, 2 A y 0,8 A. El cambio muy rápido de la tensión anódica Ua así como de la corriente del emisor Ie posibilita grabaciones multienergía de un objeto de examen 32.

En el caso de la figura 10, un objeto de examen 32 presenta cuatro áreas de volumen 33, 34, 35, 36 diferentes con densidad creciente. Una señal del detector registrada con el detector de rayos X 3 está denominada con DS. Proporciona información sobre la absorción de la radiación de rayos X, la cual habitualmente se indica en unidades Hounsfield. De acuerdo con la figura 10, las radiografías se realizan con tres ajustes de energía diferentes de la radiación de rayos X emitida. En cada uno de los tres casos se puede reconocer particularmente bien un contorno diferente del objeto de examen 32, como está ilustrado en los tres diagramas reproducidos en la figura 10 que se refieren a un eje de lugar común. En conjunto, con el tomógrafo computarizado 1 se pueden generar con ello radiografías de calidad particularmente alta.

Lista de referencias

1 Tomógrafo computarizado

2 Túnel

3 Emisor de rayos X

4 Detector de rayos X

5 Cátodo

6 Ánodo

7 Tubo de vacío

8 Ventana de rayos X

9 Tubo MBFEX

10 Grupo constructivo del detector

11 Base del aparato

12 Sistema de control electrónico multicanal

13 Abanico de rayos X

14 Soporte

15 Punto de pivote

16 Dispositivo de bloqueo

17 Dispositivo de desplazamiento

18 Dispositivo de elevación

19 Carcasa

20 Ruedas

21 Pantalla

22 Haz de rayos de electrones

23 Fila

24 Pletina

25 Control de emisor

26 Rejilla de extracción

27 Electrodo de enfoque

28 Carcasa de tubo

29 Canal exterior

30 Canal interior

31 Control de ánodo

32 Objeto de examen

33 Área de volumen

34 Área de volumen

35 Área de volumen

36 Área de volumen

DS Detector de señal

e Dirección principal de emisión Ie Corriente del emisor

Ua Tensión anódica

z Eje central

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el funcionamiento de un tomógrafo computarizado (1) que presenta un túnel (2), fijo en cuanto a la rotación, y en el que una pluralidad de emisores de rayos X (3), medios de influencia en la radiación (27) y detectores de rayos X (4) están dispuestos de manera rígida, presentando los emisores de rayos X (3) varios emisores de electrones (5) que cooperan con un ánodo (6) común, y generándose imágenes seccionales a partir de imágenes de proyección de un objeto de examen (32) cambiante,

generándose un primer conjunto de imágenes de proyección, grabadas desde diferentes direcciones de proyección, y grabándose al menos un conjunto adicional de imágenes de proyección, correspondiendo las direcciones de proyección al menos parcialmente a las direcciones de proyección del primer conjunto de imágenes de proyección, caracterizado por que se establece el grado de coincidencia entre cada una de al menos dos imágenes de proyección grabadas desde la dirección de proyección coincidente y se generan imágenes de proyección adicionales, dependiendo la frecuencia de las direcciones de proyección seleccionadas del grado de coincidencia de las imágenes de proyección grabadas desde las direcciones de proyección correspondientes en momentos consecutivos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que cuanto más frecuentemente se elaboren grabaciones de proyección desde una determinada dirección de proyección, menor será el grado de coincidencia entre las imágenes de proyección grabadas desde la dirección de proyección correspondiente en momentos consecutivos.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que, con pulsos de rayos X consecutivos, se varía tanto la corriente de emisión (Ie) del emisor de electrones (5) como la tensión anódica (Ua).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que la radiación de rayos X emitida, en lo que se refiere a los parámetros de longitud de onda y dosis por pulso, se varía en al menos 100 etapas durante el examen de un objeto de examen (32).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los emisores de rayos X (3) presentan cátodos (5) que contienen nanovarillas, los cuales emiten electrones mediante emisión por efecto de campo, que inciden en un ánodo (6) rígido refrigerado por líquido.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que los electrones se emiten a través de cátodos (5) que contienen nanotubos de carbono.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los electrones se emiten a través de emisores de rayos X (3), los cuales, al igual que los detectores de rayos X (4), encierran completamente un eje central geométrico (z) del tomógrafo computarizado (1).

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que los electrones se emiten a través de emisores de rayos X (3), los cuales, al igual que los detectores de rayos X (4), están dispuestos en un círculo.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que los electrones se emiten a través de emisores de rayos X (3), los cuales, al igual que los detectores de rayos X (4), están dispuestos en al menos tres filas (23) de igual longitud, configurando las filas (23) un polígono regular.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la radiación de rayos X se detecta mediante detectores de rayos X (4), los cuales presentan detectores de semiconductores directos.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que los electrones se emiten desde al menos ocho cátodos (5) asignados a una rejilla de extracción (26) común.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que los electrones se emiten desde al menos dos cátodos (5) diferentes.