ES2899335A1

ES2899335A1 - Aparato vertical de formacion avanzada de imagenes, sistema y metodo para el mismo

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Publication number: ES2899335A1
Application number: ES202030920A
Authority: ES
Inventors: Jose Maria Ortega; Casanova Juan Manuel Arco; Garcia Monica Abella; Menendez Manuel Desco; Konstantin Sosenko
Original assignee: Soc Es De Electromedicina Y Calidad S A; Sociedad Espanola de Electromedicina y Calidad SA
Current assignee: Sociedad Espanola de Electromedicina y Calidad SA
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-03-10
Also published as: US20220071573A1; WO2022053882A1

Abstract

Aparato vertical de formación avanzada de imágenes, sistema y método para el mismo. Un aparato de formación de imágenes por rayos X (100), que comprende una primera columna vertical (102) fijada a una superficie de suelo (101) que soporta una fuente de rayos X (110), y una segunda columna vertical (106) fijada a la superficie de suelo (101) que soporta un detector de formación de imágenes por rayos X (112). El aparato (100) también comprende un primer sistema de posicionamiento (111) para controlar el movimiento vertical y angular de la fuente de rayos X (110) en relación con la primera columna vertical (102), y un segundo sistema de posicionamiento (107) para controlar el movimiento vertical del detector de formación de imágenes por rayos X (112) en relación con la segunda columna vertical (106). La fuente de rayos X (110) emite un haz de rayos X hacia el centro del detector de formación de imágenes por rayos X (112), y el detector (112) obtiene una imagen de rayos X de un paciente (115) situado de pie junto al detector de formación de imágenes por rayos X (112) y situado al menos parcialmente dentro de una trayectoria del haz de rayos X.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato vertical de formación avanzada de imágenes, sistema y método para el mismo

Objeto de la invención

La presente divulgación se refiere, en general, dispositivos de formación de imágenes y, más específicamente, a técnicas para adquirir imágenes de las estructuras internas de un cuerpo humano utilizando tecnologías avanzadas de formación de imágenes.

Antecedentes de la invención

Desde su invención, los dispositivos de diagnóstico por rayos X han sido la modalidad más utilizada para visualizar los órganos y estructuras internas de un paciente en el campo de la atención sanitaria. La tecnología de rayos X, en sí misma, se basa en las propiedades fundamentales del cuerpo humano porque cada órgano del cuerpo de un paciente tiene sus propias características físicas, tales como la densidad y la composición química, y la atenuación de un haz de rayos X dirigido hacia el paciente depende de esa densidad. Por ejemplo, cuando el haz de rayos X pasa a través del cuerpo humano, los órganos con diversas densidades absorben una cantidad diferente de rayos X, y la imagen resultante obtenida por el dispositivo de rayos X representa la distribución de las densidades en el interior del paciente. Un radiólogo utiliza esta imagen entonces con fines de diagnóstico.

La mayoría de los sistemas convencionales de diagnóstico por rayos X utilizan el principio básico de formación de imágenes planas utilizando radiación transmitida para obtener imágenes por rayos X, como se muestra en la FIG. 10. Este tipo de sistema es fácil de usar, rentable y proporciona una imagen de proyección para el análisis de diagnóstico en poco tiempo. Al mismo tiempo, una desventaja de este tipo de sistema es que la imagen resultante representa la "suma” de las imágenes de todos los órganos en la trayectoria del haz de rayos X, lo que también se conoce como “superposición”. En algunas situaciones médicas, esto puede afectar a la calidad del diagnóstico, en particular en casos de anomalías pulmonares, tales como nódulos, neumonías de varios tipos, etc.

El posterior desarrollo de la tecnología de rayos X, en especial la invención de detectores digitales de radiación de rayos X (es decir, un dispositivo que convierte la intensidad de una radiación de rayos X entrante en una señal digital), condujo a la invención de otro tipo de sistema de rayos X: sistemas de tomografía computarizada (TC). En la FIG. 11 se muestra la geometría de un sistema de TC estándar. La imagen resultante de un sistema de TC es una imagen tridimensional, que mejora significativamente la calidad del diagnóstico al reducir la superposición de los órganos internos. Al mismo tiempo, este tipo de sistema tiene sus propias desventajas, tales como un alto costo, una cantidad significativamente mayor de dosis de radiación ionizante para el paciente, y unas dimensiones relativamente grandes, debido a la necesidad de girar el conjunto de detector y de tubo de rayos X 360 grados completos, o al menos 180 grados.

En 1931, se introdujo la tomografía lineal en la práctica médica, por lo que es una de las primeras técnicas de formación de imágenes para superar el problema de la “superposición” de la radiografía clásica. De acuerdo con esta técnica, se mueve el tubo de rayos X a través de un ángulo de adquisición limitado, con una emisión continua de haces de rayos X. En la imagen resultante, los objetos del plano de interés concreto (plano de enfoque) están representados con mayor claridad, mientras que los objetos fuera del plano de enfoque están desenfocados. Esta técnica se utilizó principalmente para el análisis de enfermedades pulmonares, tales como la tuberculosis, las calcificaciones en ganglios pulmonares y los ganglios linfáticos, las enfermedades del esternón y las vías respiratorias centrales, etc. Una limitación de este acercamiento es la persistencia del desenfoque residual causada por objetos situados delante y detrás del plano de enfoque, a menudo ocultando anomalías en los tejidos blandos, lo que conlleva un bajo contraste en la imagen adquirida. De forma adicional, para adquirir la imagen en otro plano focal deberá repetirse todo el procedimiento, lo que implica un aumento significativo de la dosis de radiación para el paciente.

Al aparecer los detectores digitales de pantalla plana, se hizo posible desarrollar la tomosíntesis digital (TSD). En términos generales, el principio de la TSD combina todas las tecnologías mencionadas anteriormente. Á saber, se obtienen varias imágenes de proyección clásicas colocando el tubo de rayos X en diferentes ángulos (normalmente, un número mucho menor de ángulos al requerido para la TC), y se procesan las imágenes adquiridas para generar un conjunto de imágenes planas (o cortes) que representan un área (o sección) determinada de la anatomía del paciente, como se muestra en la FIG. 12. Además de eliminar la superposición de las estructuras adyacentes que se observan en las imágenes clásicas de rayos X, eliminando así eficazmente el efecto de superposición, la DTS proporciona una mayor resolución en el plano coronal y una dosis de radiación más baja que la TC.

Sin embargo, los sistemas de TSD existentes son caros y grandes, normalmente requieren una sala completa para su instalación debido a las restricciones de construcción. Por ejemplo, los componentes básicos de un sistema TSD son similares a los de un sistema de radiografía digital: un tubo de rayos X para emitir radiación ionizante, un generador de alto voltaje para suministrar energía eléctrica al tubo de rayos X, un detector de rayos X digital de panel plano, una rejilla antidifusora y componentes mecánicos para sostener y alinear adecuadamente los componentes anteriormente mencionados. Con el fin de adquirir imágenes del paciente desde varios ángulos diferentes, tal como resulta necesario para la adquisición de imágenes de TSD, una grúa motorizada está suspendida del techo y se utiliza la misma para alojar el tubo de rayos X y maniobrarlo en diversas posiciones, como se muestra en la FIG. 13. En particular, la grúa controlada por ordenador inclina el tubo de rayos X en ángulos preestablecidos, ya que sigue una trayectoria definida en relación con el detector, y el sistema de TSD adquiere imágenes a lo largo del camino. Los sistemas de TSD disponibles comercialmente, como el que se muestra en la FIG. 13, sirven a su propósito, pero el hecho de tener que suspender la grúa del techo requiere una instalación permanente en una sala de radiología dedicada, lo que aumenta el costo de adquisición e instalación, limita la disponibilidad general del sistema y evita que dichos sistemas de TSD sean una alternativa significativa a los sistemas de t C existentes.

En otros métodos de diagnóstico, tales como la formación de imágenes dinámicas (por ejemplo, fluoroscopia), los rayos X desempeñan un papel diferente. Específicamente, en este modo, el detector de rayos X captura varios fotogramas por segundo, que luego se muestran al radiólogo como imágenes en movimiento, como una película de rayos X. Utilizando la información disponible sobre cómo suelen moverse los órganos internos, es posible aumentar la sensibilidad de los sistemas de rayos X para cubrir diversas enfermedades. En un principio, la información resultante solo se podía mostrar a tiempo real a medida que se adquirían las imágenes con el paciente junto al sistema. El posterior desarrollo de esta tecnología ha permitido almacenar la información adquirida en el modo dinámico de formación de imágenes para reproducirla más adelante, p. ej. cuando lo requiera un radiólogo, sin que el paciente tenga que estar presente.

Como se ha mencionado anteriormente, cada órgano del cuerpo de un paciente tiene sus propias características físicas, tales como la densidad y la composición química. Los diversos tipos de sistemas de rayos X descritos anteriormente utilizan la variación en las densidades para generar información valiosa a nivel de diagnóstico. También es posible adquirir información relacionada con la composición química de los órganos, por ejemplo utilizando la formación de imágenes espectrales o la formación de imágenes de dos energías (también conocida como formación de imágenes de energía múltiple).

Más concretamente, se sabe que la cantidad de rayos X absorbida por una materia dada depende de la composición química de la materia, y esta dependencia tiene un carácter no lineal. Además, la absorción depende de la energía de los fotones de rayos X que pasan a través de la materia, que también tiene un carácter no lineal. Así, al captar varias imágenes del objeto con diferentes energías de rayos X, es posible medir el número atómico promedio del objeto. Este principio se utiliza en sistemas convencionales de diagnóstico por rayos X de doble energía para, por ejemplo, enmascarar órganos o estructuras con números atómicos específicos. Por ejemplo, pueden enmascararse los huesos, que contienen una cantidad significativa de calcio, para ayudar a diagnosticar los tejidos blandos, o puede hacerse lo contrario, es decir, mostrar solo la estructura ósea para ayudar a diagnosticar fracturas óseas.

Los sistemas de formación de imágenes de dos energías existentes adoptan diversas formas. Algunos tienen una sola fuente de rayos X alineada con un solo detector, cambiando la fuente de rayos X rápidamente entre dos energías (en kilovoltajes) durante la adquisición de imágenes con el fin de adquirir dos conjuntos de datos. Otros sistemas incluyen dos conjuntos de fuente y detector dispuestos ortogonalmente entre sí, funcionando cada uno de los conjuntos con una energía de rayos X o un voltaje del tubo diferente. Otros tipos de sistemas de dos energías logran la separación espectral a nivel del detector al incluir dos capas diferentes de materiales, cada una sensible a un nivel diferente de energía fotónica (por ejemplo, baja y alta). Los recientes desarrollos en la tecnología de detectores han mejorado la velocidad y la calidad de la adquisición de imágenes de dos energías. Sin embargo, los sistemas de formación de imágenes de dos energías existentes son instalaciones grandes que requieren más gastos que las instalaciones de rayos X convencionales, y administran mayores cantidades de radiación al paciente, de manera similar a los sistemas de TC existentes.

Así, están disponibles múltiples tecnologías para la formación avanzada de imágenes de las estructuras internas del cuerpo humano con fines de diagnóstico, pero cada tecnología se realiza en tipos de sistemas muy diferentes. Además, algunas de las tecnologías descritas están lejos de ser compactas, lo que limita el uso de los sistemas a grandes salas dedicadas en hospitales y otras instituciones a gran escala.

En consecuencia, todavía existe la necesidad en la técnica de un sistema de diagnóstico por rayos X mejorado que sea capaz de soportar la tecnología de formación de imágenes más adecuada para el diagnóstico de un caso determinado, pero que aun así sea compacto y rentable como un sistema de rayos X convencional.

Descripción de la invención

La invención está destinada a resolver los problemas anteriormente mencionados y otros problemas a través de sistemas, métodos y aparatos configurados para: 1) proporcionar un dispositivo de formación avanzada de imágenes, vertical o montado en el suelo, que comprende una primera columna vertical para soportar una columna detectora de formación de imágenes por rayos X y una segunda columna vertical para soportar una fuente de rayos X, estando las dos columnas configuradas para su colocación en cualquier sala de examen, incluyendo los espacios temporales creados para campamentos médicos remotos, por ejemplo; 2) utilizar la tomosíntesis digital (TSD) para adquirir imágenes de las estructuras internas de un paciente; y 3) poder utilizar otras técnicas de formación de imágenes, además de, o en lugar de, TSD, con el fin de permitir seleccionar la mejor modalidad de diagnóstico para un escenario dado.

Por ejemplo, una realización proporciona un aparato de formación de imágenes por rayos X que comprende una primera columna vertical fijada a una superficie del suelo y configurada para soportar una fuente de rayos X, y una segunda columna vertical fijada a la superficie del suelo a una primera distancia frente a la primera columna vertical, estando configurada la segunda columna vertical para soportar un detector de formación de imágenes por rayos X. El aparato también comprende un primer sistema de posicionamiento configurado para controlar el movimiento vertical y angular de la fuente de rayos X en relación con la primera columna vertical, y un segundo sistema de posicionamiento configurado para controlar el movimiento vertical del detector de formación de imágenes por rayos X en relación con la segunda columna vertical. La fuente de rayos X está configurada para emitir un haz de rayos X hacia un centro del detector de formación de imágenes por rayos X, y el detector está configurado para obtener una imagen de rayos X de un paciente que esté situado junto al detector de formación de imágenes por rayos X y al menos parcialmente dentro de una trayectoria del haz de rayos X.

Otra realización ilustrativa proporciona un sistema de formación de imágenes por rayos X que comprende un dispositivo de emisión de rayos X, que comprende una fuente de rayos X para emitir un haz de rayos X hacia un centro de un detector de formación de imágenes por rayos X, y un dispositivo de detección de rayos X que comprende el detector de formación de imágenes por rayos X para obtener una imagen de rayos X de un paciente que esté situado junto al detector de formación de imágenes por rayos X y al menos parcialmente dentro de una trayectoria del haz de rayos X. El sistema también comprende un primer sistema de control de posición para controlar el movimiento del dispositivo de detección de rayos X en relación con un eje vertical del dispositivo de detección de rayos X, un segundo sistema de control de posición para controlar el movimiento del dispositivo de emisión de rayos X en relación con un eje vertical del dispositivo de emisión de rayos X, y un tercer sistema de control de posición para controlar el movimiento del dispositivo de emisión de rayos X en relación con un eje horizontal del dispositivo de emisión de rayos X.

El sistema comprende también una unidad de control configurada para enviar, antes de la adquisición de imágenes, una primera señal de control al primer sistema de control de posición para colocar el detector de formación de imágenes por rayos X a una primera altura seleccionada en función de la altura del paciente, y una segunda señal de control al segundo sistema de control de posición para colocar la fuente de rayos X a una segunda altura determinada en función de la primera altura. La unidad de control está configurada además para enviar, durante la adquisición de imágenes, una tercera señal de control al segundo sistema de control de posición y una cuarta señal de control al tercer sistema de control de posición, estando sincronizadas la tercera y cuarta señales de control con el fin de provocar el movimiento angular del dispositivo de emisión de rayos X en relación con el detector de formación de imágenes por rayos X.

Descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión de la invención, se puede hacer referencia a las realizaciones mostradas en los dibujos que se identifican a continuación. Los componentes de los dibujos no están necesariamente a escala y los elementos relacionados pueden haberse omitido, o en algunos casos pueden haberse exagerado las proporciones, con el fin de enfatizar e ilustrar claramente las características novedosas descritas en el presente documento. Asimismo, los componentes del sistema pueden organizarse de diversas formas, tal como se conoce en la técnica. Adicionalmente, en los dibujos, los números de referencia similares designan partes correspondientes en las distintas vistas.

La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un aparato vertical de formación avanzada de imágenes ilustrativo, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 2 es un diagrama esquemático del aparato vertical de formación avanzada de imágenes de la FIG. 1 con un paciente situado entre un detector y una fuente de rayos X, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 3 es un diagrama esquemático del aparato vertical de formación avanzada de imágenes de la FIG. 1 que implementa una primera técnica de ajuste para adaptarse a un paciente alto, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 4 es un diagrama esquemático del aparato vertical de formación avanzada de imágenes de la FIG. 1 que implementa una segunda técnica de ajuste para adaptarse a un paciente alto, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 5 es un diagrama de bloques de un sistema vertical de formación avanzada de imágenes ilustrativo, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 6 es un diagrama esquemático de un mecanismo de filtración de haces ilustrativo incluido en el sistema vertical de formación avanzada de imágenes de la FIG. 5, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 7 es un diagrama de flujo de un método ilustrativo para llevar a cabo un modo de funcionamiento de TSD para obtener imágenes de diagnóstico utilizando el sistema mostrado en la FIG. 5, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 8 es un diagrama de flujo de un método ilustrativo para llevar a cabo un modo de funcionamiento de energía múltiple para obtener imágenes de diagnóstico utilizando el sistema mostrado en la FIG. 5, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 9 es un diagrama de flujo de un método ilustrativo para llevar a cabo un modo de funcionamiento conjunto de TSD y de energía múltiple para obtener imágenes de diagnóstico utilizando el sistema mostrado en la FIG. 5, de acuerdo con determinadas realizaciones.

La FIG. 10 es un diagrama esquemático de un sistema de formación de imágenes por rayos X convencional.

La FIG. 11 es un diagrama esquemático de un sistema de formación de imágenes por tomografía computarizada (TC) existente.

La FIG. 12 es un diagrama esquemático del uso de tomosíntesis digital convencional (TSD) para obtener múltiples imágenes planas.

La FIG. 13 es un diagrama esquemático de un sistema de TSD montado en el techo existente.

Realización preferida de la invención

Aunque la invención puede materializarse en diversas realizaciones, en los dibujos se muestran algunas realizaciones ilustrativas y no limitantes que se describirán en lo sucesivo, entendiéndose que la presente divulgación debe considerarse una ejemplificación de la invención y no pretende limitar la invención a las realizaciones específicas ilustradas.

En la siguiente descripción, pueden mostrarse elementos, circuitos y funciones en forma de diagrama de bloques con el fin de no dificultar la presente divulgación con detalles innecesarios. Adicionalmente, las definiciones en los bloques y la partición de la lógica entre diversos bloques son ilustrativas de una realización específica. Adicionalmente, los expertos en la materia entenderán que la información y las señales descritas en los diagramas de bloques pueden estar representadas utilizando diversas tecnologías o técnicas diferentes. Por ejemplo, en las figuras pueden haberse representado datos, instrucciones, señales o comandos que también se interpretarán como representativos de voltajes, corrientes, ondas electromagnéticas o campos magnéticos u ópticos, o combinaciones de los mismos. Adicionalmente, algunos dibujos pueden representar señales como una sola señal para la claridad de la descripción; y los expertos en la materia reconocerán que la señal puede representar un bus de señales. Varios bloques lógicos, módulos y circuitos ilustrativos descritos en relación con las realizaciones divulgadas en el presente documento pueden implementarse o llevarse a cabo con uno o más procesadores. Como apreciarán y entenderán los expertos en la materia, la divulgación de procesadores separados en diagramas de bloques puede indicar una pluralidad de procesadores que llevan a cabo las funciones o secuencias lógicas divulgadas en el presente documento, o pueden representar múltiples funciones o secuencias llevadas a cabo por un solo procesador.

Los sistemas, métodos y aparatos descritos en el presente documento proporcionan una tecnología vertical de formación avanzada de imágenes que es más transportable y más fácil de instalar que los sistemas de formación avanzada de imágenes existentes, y tiene la capacidad de aumentar la precisión de diagnóstico en comparación con los sistemas de rayos X clásicos o convencionales. Por ejemplo, un sistema vertical de formación avanzada de imágenes descrito en el presente documento puede utilizar técnicas de tomosíntesis digital (TSD) para diagnosticar enfermedades del tórax, tales como cáncer o neumonía, en casos en los que la tecnología de rayos X convencional ha resultado tener una sensibilidad limitada. Se pueden proporcionar otras capacidades de diagnóstico avanzadas mediante la incorporación de varias tecnologías de diagnóstico a base de rayos X en un solo sistema, tales como, por ejemplo, TSD más formación dinámica de imágenes y formación de imágenes con múltiples energías, y hacerlas funcionar individual o conjuntamente para adquirir información de diagnóstico adicional.

Además, a diferencia de los sistemas de TSD existentes, el aparato vertical de formación de imágenes descrito en el presente documento utiliza una columna montada en el suelo para soportar la fuente (o tubo) de rayos X, en lugar de un sistema de suspensión en el techo. Esta configuración proporciona un diseño de sistema compacto y la capacidad para la reconstrucción de imágenes de TSD a partir de un escaneo de hasta 45 grados, por ejemplo. El diseño vertical o montado en el suelo también reduce el costo total del equipo y hace que el sistema, en conjunto, sea más fácil de transportar, instalar, usar y mantener. Por ejemplo, el sistema vertical de formación avanzada de imágenes descrito en el presente documento se puede instalar en una unidad móvil (por ejemplo, un camión o remolque), un recinto reubicable (por ejemplo, un contenedor de envío) u otra sala de examen temporal, aumentando así la disponibilidad de atención médica para grupos de población remotos, tales como p. ej. Aquellos en zonas rurales, campamentos de refugiados, campamentos militares, etc.

Las FIGS. 1 y 2 ilustran un aparato vertical de formación avanzada de imágenes (100) ilustrativo fijado a una superficie de suelo (101) y que comprende una primera columna (102), para soportar y maniobrar un dispositivo de emisión de rayos X (104), y una segunda columna (106) para soportar y maniobrar un dispositivo de detección de rayos X (108), de acuerdo con ciertas realizaciones. El dispositivo de emisión de rayos X (104) comprende una primera carcasa (105) y una fuente de rayos X (110) (también denominada en el presente documento "tubo de rayos X”) para emitir radiación ionizante, o un haz de rayos X, hacia un objeto del que obtener imágenes (por ejemplo, un órgano o región particular del cuerpo humano). El dispositivo de detección de rayos X (108) comprende una segunda carcasa (109) y un detector de formación de imágenes por rayos X (112) (también denominado en el presente documento “detector”) situado frente al tubo de rayos X (110) u orientado hacia el mismo, para obtener una imagen de rayos X del objeto situado en una trayectoria del haz de rayos X emitido desde la fuente de rayos X (110). En ciertas realizaciones, el detector (112) puede ser un detector de panel plano (FPD) o cualquier otro detector de formación de imágenes por rayos X adecuado.

La primera carcasa (105) (también denominada en el presente documento “carcasa de fuente”) encierra la fuente de rayos X (110) y otros componentes dispuestos dentro del dispositivo (104), y se puede configurar para acoplar el dispositivo de emisión de rayos X (104) con la primera columna (102) (también denominada en el presente documento “columna de fuente”). La carcasa de fuente (105) puede acoplarse a, o incluir, un primer sistema de posicionamiento (111) que está configurado para conectar giratoria y/o deslizantemente la carcasa (105) a la columna de fuente (102) y controlar el movimiento vertical y vertical de la carcasa (105) en relación con la columna de fuente (102). En ciertas realizaciones, el primer sistema de posicionamiento (111) comprende uno o más dispositivos controlados por ordenador (por ejemplo, los excitadores, motores y sensores mostrados en la FIG. 5) configurados para mover automáticamente la fuente de rayos X (110) a lo largo de una trayectoria o ruta prescrita para la adquisición de imágenes mediante TSD, o cualquier otra técnica de formación de imágenes adecuada, así como para mover la fuente de rayos X (110) a una altura inicial seleccionada en función de una altura del detector (112), como se describe en el presente documento.

La segunda carcasa (109) (también denominada en el presente documento “carcasa de Detector”) encierra el detector de rayos X (112) y otros componentes dispuestos dentro del dispositivo (108) y se puede configurar para acoplar el dispositivo de detección de rayos X (108) a la segunda columna (106) (también denominada en el presente documento “columna de detector”). La carcasa de detector (109) puede acoplarse a, o incluir, un segundo sistema de posicionamiento (107) que está configurado para conectar de manera deslizante la carcasa (109) a la columna de detector (106) y controlar el movimiento vertical de la carcasa (109) en relación con la columna de detector (106), o a lo largo de un eje vertical (113) de la columna (106). En ciertas realizaciones, el segundo sistema de posicionamiento (107) puede comprender uno o más dispositivos controlados por ordenador (por ejemplo, los excitadores, motores y sensores mostrados en la FIG. 5) configurados para mover automáticamente el detector (112) a una altura deseada antes de la formación de imágenes, por ejemplo en función de la altura del paciente, como se describe en el presente documento.

Como se muestra, la columna de fuente (102) y la columna de detector (106) están colocadas en posición vertical o perpendicular a la superficie de suelo (101), y separadas por una primera distancia, d. Asimismo, las columnas (102) y (106) están colocadas una frente a la otra y están alineadas horizontalmente, de modo que el centro del detector (112) esté alineado axialmente con el centro de la fuente de rayos X (110) (cuando está en reposo), como se muestra mediante el eje central (114) en la FIG. 1. En ciertas realizaciones, la primera distancia d puede seleccionarse de manera que se garantice que el detector (112) quede colocado a una segunda distancia, x, del tubo de rayos X (110). La segunda distancia x puede predefinirse en función del modo de adquisición de imágenes seleccionado para una aplicación determinada, como se apreciará. En algunas realizaciones, la primera distancia d puede ajustarse en función de la altura del paciente (por ejemplo, como se describe a continuación y se muestra en la FIG.

4).

Cada una de las columnas (102) y (106) puede fijarse a la superficie de suelo (101) (también denominada en el presente documento "suelo”) utilizando sujetadores mecánicos apropiados (por ejemplo, pernos y tornillos). La superficie de suelo (101) puede ser el suelo de una sala de examen ubicada en una institución sanitaria (por ejemplo, un hospital o clínica) o el suelo de una sala de examen improvisada o compacta ubicada en un centro médico móvil o reubicable. Por ejemplo, la superficie de suelo (101) puede ser el suelo de un camión médico o remolque, o el suelo de un contenedor de envío configurado para el uso de examen. En consecuencia, las columnas (102) y (106) también pueden configurarse para la fijación extraíble a la superficie de suelo (101), para permitir mover el aparato a otro lugar e instalarlo en el mismo, según sea necesario.

Cada una de la primera columna (102) y la segunda columna (106) se pueden configurar o construir para soportar el peso del dispositivo de emisión de rayos X (104) y del dispositivo de detección de rayos X (108), respectivamente, como el de los cables, poleas, carros y/o cualquier otro mecanismo o dispositivo acoplado a cada columna (102), (106) para permitir el movimiento de los dispositivos (104) y (108) a lo largo de sus respectivas columnas. Por ejemplo, las columnas (102) y (106) pueden estar fabricadas con un material resistente, tal como metal, y tener unas dimensiones adecuadas (por ejemplo, la altura, el ancho, la longitud, el espesor, etc.) y una base con un peso debidamente seleccionado para mantener las columnas (102) y (106) en posición vertical mientras soportan los dispositivos (104) y (108), respectivamente.

Se puede seleccionar una altura total de la columna de fuente (102) para acomodar una trayectoria o distancia recorrida por el dispositivo de emisión de rayos X (104) a medida que se mueve entre los distintos ángulos necesarios para la adquisición de imágenes por TSD u otro protocolo de adquisición de imágenes. Del mismo modo, se puede seleccionar una altura total de la columna de detector (106) para acomodar un desplazamiento vertical del dispositivo de detección de rayos X (108) al ajustar una altura, h, del detector (112) en función de la altura del paciente, o una altura del área del cuerpo del paciente de la que obtener imágenes. Aunque la realización ilustrada muestra las dos columnas (102) y (106) con una altura igual, o sustancialmente igual, en otras realizaciones la columna de detector (106) puede tener una altura más corta que la columna de fuente (102) por ejemplo porque, debido a los ángulos de origen requeridos durante la adquisición de imágenes por TSD, la altura requerida, h, del detector (112) para cualquier paciente dado siempre puede ser inferior a la posición más superior de la fuente de rayos X (110).

Durante el funcionamiento del aparato (100), un paciente (115) se pone de pie delante o al lado de una superficie frontal (112a) del detector (112), ya que los haces de rayos X se dirigen desde el tubo de rayos X (110) hacia el paciente (115), como se muestra en la FIG. 2. En una etapa inicial, o antes de que comience la adquisición de imágenes, el aparato (100) ajusta el dispositivo de detección de rayos X (108) y el dispositivo de emisión de rayos X (104) de acuerdo con la altura del paciente (115). En particular, puede moverse el dispositivo de detección de rayos X (108) verticalmente a lo largo de la segunda columna (106) hasta que el detector (112) esté a la altura deseada, h, que puede determinarse en función de la altura total del paciente (115) y/o de una ubicación del área corporal de la que obtener imágenes. Por ejemplo, en la FIG. 2, el detector (112) está alineado con el centro del pecho del paciente para obtener imágenes de la zona torácica del paciente. Del mismo modo, puede moverse el dispositivo de emisión de rayos X (104) verticalmente a lo largo de la primera columna (102) hasta que el centro del tubo de rayos X (110) esté alineado con el centro del detector (112), o el eje central (114), como se muestra en la FIG.2.

Durante la adquisición de imágenes, el dispositivo de emisión de rayos X (104) puede moverse tanto angular como verticalmente en relación con el eje central (114) y la columna de fuente (102) para permitir que el tubo de rayos X (110) se mueva a lo largo de una trayectoria prescrita por el modo de adquisición de imágenes seleccionado. El dispositivo de emisión de rayos X (104) puede hacer una pausa en ubicaciones predefinidas a lo largo de la trayectoria prescrita, para emitir el haz de rayos X hacia el detector (112) desde diversos ángulos. Cada imagen se obtiene mientras se dirige el haz de rayos X al centro del detector (112). Así, puede seleccionarse el número de ángulos en función del número de imágenes, o cortes, deseados para una aplicación determinada.

A modo de ejemplo, la FIG. 2 muestra tres posiciones posibles para el dispositivo de emisión de rayos X (104) durante la adquisición de imágenes por TSD: una posición de inicio o de reposo para emitir el haz de rayos X hacia el centro del detector (112) en un ángulo de o grados (o a lo largo del eje central (114)), de modo que el haz sea perpendicular a la superficie frontal (112a) del detector de rayos X (112); una posición angular superior para emitir el haz de rayos X hacia el centro del detector (112) en un ángulo de 20 grados en relación con el eje central (114); y una posición angular inferior para emitir el haz de rayos X hacia el centro del detector (112) en un ángulo de -20 grados en relación con dicho eje central (114). Las tres posiciones pueden definir la trayectoria recorrida por el dispositivo de emisión de rayos X (104) durante la adquisición de imágenes, mientras que las posiciones superior e inferior pueden limitar un intervalo angular total de movimiento del tubo de rayos X (110). En ciertas realizaciones, puede determinarse primero la posición de inicio en función de la altura, h, seleccionada para el detector (112) en función de la altura del paciente y/o de la ubicación del área de la que obtener imágenes. A continuación, pueden determinarse las posiciones angulares superior e inferior mapeando los ángulos superior e inferior de adquisición de imágenes por TSD en relación con la posición inicial, o a partir de la misma. Como se muestra, los ángulos superior e inferior pueden tener la misma magnitud, pero se extienden en direcciones opuestas. Los valores de ángulo, o el intervalo angular total de movimiento, pueden seleccionarse en función de la resolución deseada para las imágenes de proyección resultantes y/o de una distancia, x, entre el detector (112) y el tubo de rayos X (110). En la realización ilustrada, el intervalo angular total de movimiento está limitado a unos 40 grados debido a un ángulo de adquisición de imágenes por TSD de /- 20 grados. En otras realizaciones, el movimiento angular total puede ser mayor o inferior a 40 grados, dependiendo del ángulo exacto de adquisición de imágenes por TSD seleccionado por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3.

En ciertas realizaciones, la altura total de la columna de fuente (102) puede seleccionarse en función del posicionamiento más superior del dispositivo de emisión de rayos X (104) durante la adquisición de imágenes. Por ejemplo, en la FIG. 2, la posición angular superior representada puede determinar un requisito de altura mínima para la columna de fuente (102). Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, la posición angular superior depende de la altura del paciente, ya que la altura h del detector se ajusta en función de la altura del paciente. Así, cuanto más alto sea un paciente, mayor será la posición angular superior. Como se apreciará, si el aparato vertical de formación de imágenes (100) está diseñado para adaptarse a pacientes de todas las alturas, incluyendo aquellos que sean muy altos (por ejemplo, por encima de dos metros), la altura total del aparato puede exceder la altura del techo de ciertas salas de examen (por ejemplo, camiones, furgonetas, remolques o contenedores médicos), o puede anular de otro modo las ventajas de tamaño compacto del aparato vertical de formación de imágenes (100) descritas en el presente documento. Por esta razón, en diversas realizaciones, puede configurarse el aparato vertical de formación de imágenes (100) para que haga uso de una o más técnicas de ajuste para adaptarse a pacientes de diferente altura.

De acuerdo con una primera técnica (o algoritmo) de ajuste, el aparato vertical de formación de imágenes (100) está configurado para variar un ángulo de adquisición de imágenes por TSD del tubo de rayos X (110) en función de la altura de un paciente dado, y la altura total de la columna de fuente (102) se puede seleccionar en función de la posición angular superior necesaria para adaptarse al paciente más alto aceptado por el aparato (100). Por ejemplo, en algunas realizaciones, el ángulo de adquisición de imágenes por TSD se puede seleccionar de un intervalo de aproximadamente 12 grados a unos 25 grados, dependiendo de la altura del paciente y/o la altura de la ubicación de la que obtener imágenes, y el intervalo angular total de movimiento para el tubo de rayos X (110) puede variar entre unos 24 grados y unos 50 grados, dependiendo del ángulo seleccionado. En tales realizaciones, la altura total de la columna de fuente (102) puede seleccionarse determinando la posición angular superior necesaria para implementar un ángulo de adquisición de imágenes por TSD de 12 grados, o el ángulo diseñado para acomodar un límite superior a la altura del paciente.

La FIG. 3 ilustra una implementación ilustrativa de la primera técnica de ajuste utilizando el aparato (100). En particular, el aparato vertical de formación de imágenes (100) ha sido configurado para su uso con un segundo paciente (116) que es más alto que el primer paciente (115) mostrado en la FIG. 2 (por ejemplo, más alto de 2 metros), sin aumentar la altura total de la columna de fuente (102). Como se muestra, el detector (112) se ha movido hacia arriba a una segunda altura H que se basa en la segunda altura del paciente y es mayor que la altura h del detector requerida para el primer paciente (115) en la FIG. 2. Para acomodar la nueva altura H del detector, el aparato (100) ha reducido el ángulo de adquisición de imágenes por TSD a unos 15 grados, con respecto al ángulo de 20 grados mostrado en la FIG. 2. Como resultado, el aparato vertical de formación de imágenes (100) puede adquirir imágenes de TSD apropiadas del segundo paciente (más alto) (116) manteniendo la altura total de la columna de fuente (102) lo suficientemente pequeña o compacta para aplicaciones móviles o reubicables, por ejemplo.

En otras realizaciones, el aparato vertical de formación de imágenes (100) puede configurarse para que haga uso de una segunda técnica de ajuste para adaptarse a pacientes altos sin aumentar la altura total de la columna de fuente (102). De acuerdo con esta técnica (o algoritmo), el aparato (100) cambia la distancia, d, entre la columna de detector (106) y la columna de fuente (102) en función de la altura de un paciente dado, o la correspondiente altura H del detector, necesaria para dicho paciente, de modo que el ángulo de adquisición de imágenes por TSD pueda permanecer constante (por ejemplo, a unos 20 grados) para pacientes de todas las alturas. Por ejemplo, la distancia entre las columnas (102) y (106) puede reducirse con respecto a la distancia original, d, que se muestra en la FIG. 2, (por ejemplo, aproximadamente 1 metro) a una nueva distancia, D, como se muestra en la FIG. 4, (por ejemplo, unos 2,2 metros) para adaptarse a pacientes más altos. En algunos casos, puede aumentarse la distancia de separación d de las columnas para adaptarse a pacientes más bajitos.

En ciertas realizaciones, pueden configurarse una o más de las columnas (102) y (106) para que se muevan o deslicen horizontalmente con el fin de reducir, o cambiar de otro modo, la distancia d entre las columnas. Por ejemplo, el aparato vertical de formación de imágenes (100) puede incluir una pista, un aparato deslizante y/u otros mecanismos adecuados acoplados a una o más columnas (102) y (106) para llevar a cabo dicho movimiento, y un tercer sistema de posicionamiento que comprenda dispositivos controlados por ordenador (por ejemplo, los excitadores, motores y sensores, como se describe en el presente documento) para controlar dichos mecanismos y habilitar dicho movimiento de manera automatizada. En algunas realizaciones, puede configurarse la columna de detector (106) para que se mueva hacia delante o hacia la columna de fuente (102) y para que vuelva a una posición inicial a lo largo de la misma trayectoria, según sea necesario. En otras realizaciones, puede suceder lo contrario, de forma adicional o alternativa; es decir, puede configurarse la columna de fuente (102) para que se mueva hacia delante o hacia la columna de detector (106) y para que vuelva a una posición inicial a lo largo de la misma trayectoria, según sea necesario.

En cualquier caso, el aparato (100) puede incluir adicionalmente un controlador (no mostrado) configurado para controlar el movimiento de la una o más columnas en función de entradas que describan la altura del paciente y/o la región del paciente de la que van a obtenerse imágenes. Por ejemplo, el controlador puede incluir un software configurado para determinar o calcular la distancia d de separación entre columnas, necesaria para una altura h de detector o una altura del paciente determinada, y puede acoplarse comunicativamente al tercer sistema de posicionamiento (no mostrado) y/u otros mecanismos para mover una o más columnas según sea necesario. En otras realizaciones, puede configurarse el controlador para que seleccione entre una distancia de separación entre columnas original o preferida (por ejemplo, unos 180 centímetros) y una distancia de separación entre columnas reducida (por ejemplo, unos 150 centímetros) dependiendo de si el paciente (116) cumple o excede un requisito de altura umbral (por ejemplo, 2 metros), respectivamente.

La FIG. 4 ilustra una implementación ilustrativa de la segunda técnica de ajuste utilizando el aparato vertical de formación de imágenes (100). Como se muestra, el detector (112) se ha movido a una altura de detector, H, para adaptarse a un paciente alto (116) (por ejemplo, de más de 2 metros). Para permitir que el dispositivo de emisión de rayos X (104) se mueva a lo largo de la trayectoria prescrita para la adquisición de imágenes por TSD al tiempo que se alinea la fuente de rayos X (110) con la altura de detector más alta, H, el aparato (100) ha acercado las columnas (102) y (106) entre sí a una distancia de separación entre columnas, D, que es menor que la distancia original d mostrada en la FIG. 2. En algunas realizaciones, puede seleccionarse la distancia exacta, D, de manera que el ángulo de adquisición de imágenes por TSD del tubo de rayos X (110) pueda permanecer fijo en 20 grados. En otras realizaciones, la distancia de separación entre columnas original, d, puede estar preestablecida a unos 180 centímetros, y la distancia de separación entre columnas reducida, D, puede estar preestablecida a unos 150 centímetros para pacientes con una altura superior a 2 metros, por ejemplo. De esta manera, la altura total de la columna de fuente (102) puede permanecer tal cual, es decir lo suficientemente compacta para aplicaciones móviles o reubicables, por ejemplo.

La FIG. 5 es un diagrama de bloques funcionales de un sistema vertical de formación avanzada de imágenes (200) ilustrativo (también denominado en el presente documento "sistema de formación avanzada de imágenes”), de acuerdo con ciertas realizaciones. El sistema de formación avanzada de imágenes (200) comprende un aparato vertical de formación avanzada de imágenes que es sustancialmente similar al aparato vertical de formación de imágenes (100) mostrado en la FIG. 1. Por ejemplo, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) comprende un dispositivo de emisión de rayos X (204) que incluye un tubo de rayos X (210), similar al dispositivo de emisión de rayos X (104) y al tubo (110) mostrados en la FIG. 1. Del mismo modo, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) también comprende un dispositivo de detección de rayos X (208) que incluye un detector de formación de imágenes por rayos X (212), similar al dispositivo de detección de rayos X (108) y el detector (112) mostrados en la FIG. 1. Aunque no se muestra, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) también puede comprender una primera columna vertical (o columna de fuente) para soportar el dispositivo de emisión de rayos X (204), similar a la columna de fuente (102) de la FIG. 1, y una segunda columna vertical (o columna de detector) para soportar el dispositivo de detección de rayos X (208), similar a la columna de detector (106) de la FIG. 1.

En ciertas realizaciones, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) puede estar configurado para llevar a cabo una o más técnicas de control y funcionamiento del aparato vertical de formación de imágenes, tales como p. ej. el método 300 de la FIG. 7, el método (400) de la FIG. 8, y/o el método (500) de la FIG. 9.

Como se muestra, el dispositivo de emisión de rayos X (204) comprende adicionalmente un colimador (217) dispuesto junto a un extremo de salida (o porción emisora) del tubo de rayos X (210). El colimador (217) se puede configurar para minimizar el campo de radiación y evitar una cantidad innecesaria de irradiación en el cuerpo de un paciente. En particular, el colimador (217) limita o reduce el tamaño del haz de rayos X que se dirige hacia el paciente a medida que sale de la fuente de rayos X (210). El tamaño específico del haz de rayos X puede determinarse en función del área de interés en el cuerpo del paciente (por ejemplo, un órgano o región particular del cuerpo). A modo de ejemplo, el colimador (217) puede comprender una serie de hojas o cuchillas metálicas (por ejemplo, de tungsteno) que se superpongan para crear aberturas o campos de diferentes tamaños. En ciertas realizaciones, se puede ajustar automáticamente o manualmente una abertura del colimador (217) de acuerdo con el tamaño del detector (212), de modo que el tamaño de la porción del haz de rayos X que llegue al detector (212) coincida generalmente con el del detector general (212).

En algunas realizaciones, el dispositivo de emisión de rayos X (204) comprende adicionalmente un mecanismo de filtración de haces (218) situado entre el colimador (217) y el extremo de salida de la fuente de rayos X (210). El mecanismo de filtración de haces (218) se puede configurar para colocar el material de filtración sobre o antes del haz de rayos X emitido por el tubo de rayos X (110), con el fin de cambiar un nivel de energía del haz, como se describe en mayor detalle más delante con referencia a la FIG. 6.

Como se muestra, el dispositivo de emisión de rayos X (204) también puede comprender un medidor (220) de producto dosis por área (DAP) dispuesto al lado de un extremo de salida del colimador (217) para medir una cantidad de radiación ionizante que cubra o alcance al paciente. En algunos casos, el dispositivo de emisión de rayos X (204) también incluye uno o más filtros (no mostrados) para eliminar cualquier parte innecesaria o inutilizable de la salida de rayos X producida por la fuente de rayos X (210).

Como se muestra, el detector (212) puede ser un detector de panel plano (FPD) o cualquier otro detector de formación de imágenes por rayos X adecuado. El dispositivo de detección de rayos X (208) comprende adicionalmente una rejilla antidifusora (222) situada entre el detector (212) y un objeto del que se están obteniendo imágenes (por ejemplo, el paciente) con el fin de eliminar la radiación secundaria (o dispersa) del haz incidente, asegurando así que al detector (212) solo llegue el haz primario o la parte del haz que contenga información útil. El dispositivo de detección de rayos X (208) también puede comprender una cámara (224) de control automático de la exposición (AEC) configurada para ayudar a mantener la dosis de radiación ionizante al nivel deseado.

El sistema vertical de formación de imágenes (200) comprende adicionalmente un generador de rayos X (226) (también denominado en el presente documento "generador de alto voltaje” o "generador de AV”) para proporcionar energía o pulsos de alto voltaje al tubo de rayos X (210), para generar el haz de rayos X. Como se muestra en la FIG. 5, el generador de AV (226) también puede estar conectado eléctricamente a la cámara AEC (224) y al medidor DAP (220). En ciertas realizaciones, la cámara AEC (224) y/o el medidor DAP (220) pueden enviar una señal al generador de AV (226) para detener la administración de potencia (o pulsos) de alto voltaje al tubo de rayos X (210) una vez que se alcance una dosis necesaria de radiación.

Durante el funcionamiento, el tubo de rayos X (210) genera un haz de rayos X, o radiación X, mediante la conversión de energía de electrones en fotones. Más concretamente, el tubo de rayos X (210) incluye un cátodo y un ánodo. A medida que la corriente eléctrica fluye a través del tubo (210) desde el cátodo hasta el ánodo, los electrones sufren una pérdida de energía, lo que resulta en la generación de radiación X. La cantidad (o exposición) y la calidad (o espectro) de la radiación X resultante pueden controlarse ajustando ciertos parámetros que controlan el proceso de producción de rayos X (también denominados en el presente documento “parámetros de control de exposición”). Estos incluyen el voltaje o potencial eléctrico (medido en kilovoltios (kV)) que el generador de AV (226) aplica al tubo de rayos X (210), la corriente eléctrica (medida en mili-amperios (mA)) que fluye a través del tubo de rayos X (210), y el tiempo de exposición o duración (medido en milisegundos (mS)) del tubo de rayos X (210). El potencial eléctrico (kV) determina la cantidad de energía transportada por cada electrón emitido desde el cátodo, y la corriente eléctrica (también denominada en el presente documento “corriente de ánodo”) determina el número o la cantidad de electrones que inciden sobre el ánodo.

El haz de rayos X generado por el tubo de rayos X (210) pasa primero a través del mecanismo de filtración de haces (218), luego a través del colimador (217) y finalmente a través del medidor DAP (220), antes de salir del dispositivo de emisión de rayos X (204). Una vez fuera del dispositivo (204), el haz de rayos X pasa a través del paciente (por ejemplo, el paciente (115) en la FIG. 2), y se ve atenuado a lo largo del recorrido por las estructuras internas u órganos del paciente. Después de salir del paciente, el haz de rayos X entra en el dispositivo de detección de rayos X (208), pasando primero a través de la rejilla antidifusora (222) y luego a través de la cámara AEC (224), antes de llegar finalmente al detector (212). El detector (212) convierte el haz de rayos X en una señal eléctrica, donde el valor de la señal es proporcional a la intensidad del haz de rayos X.

De acuerdo con ciertas realizaciones, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) comprende adicionalmente uno o más controladores, módulos de control y otros componentes que comprenden circuitos o componentes electrónicos configurados para controlar aspectos específicos del anterior proceso de adquisición de imágenes o, más específicamente, parámetros del dispositivo de emisión de rayos X (204) y el dispositivo de detección de rayos X (208). En particular, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) incluye un dispositivo informático (228) (por ejemplo, un ordenador) configurado para controlar varios aspectos del sistema (200), una unidad de control (230) (p. ej., un controlador) acoplada comunicativamente con el dispositivo informático (228) y una interfaz de usuario (232) acoplada comunicativamente con el dispositivo informático (228) para permitir el control del usuario de diversos ajustes del sistema (200). La unidad de control (230) puede estar configurada para controlar el funcionamiento general del aparato vertical de formación de imágenes, por ejemplo, basándose en las instrucciones recibidas del dispositivo informático (228) y/o los comandos recibidos desde el usuario a través de la interfaz de usuario (232) (por ejemplo, exposición de inicio, exposición de parada, etc.). El dispositivo informático (228) puede configurarse para establecer o ajustar los parámetros de la unidad de control (230) que se utilizan para controlar el funcionamiento del aparato vertical de formación de imágenes, incluyendo el movimiento de sincronización entre el tubo de rayos X (210) y el detector (212), por ejemplo. En algunas realizaciones, el dispositivo informático (228) también puede recibir o adquirir información demográfica asociada con el paciente desde una red hospitalaria u otra base de datos.

Asimismo, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) comprende un controlador de detector (234) acoplado comunicativamente al detector (212) así como al dispositivo informático (228), tal y como se muestra. El controlador de detector (234) se puede configurar para controlar el funcionamiento del detector (212), procesar las señales recibidas desde el detector (212) y proporcionar la información resultante, incluyendo las imágenes de rayos X, al dispositivo informático (228). A modo de ejemplo, el controlador de detector (234) puede recibir una señal de cada elemento del detector (212) que esté expuesto al haz de rayos X y adquirir una imagen basada en la misma, de acuerdo con las instrucciones recibidas desde el dispositivo informático (228). El dispositivo informático (228) se puede configurar para procesar la información recibida desde el controlador de detector (234), incluyendo cualquier información de imagen. En algunas realizaciones, el dispositivo informático (228) puede incluir un procesador de imágenes para procesar la señal de formación de imágenes por rayos X proporcionada por el detector (212).

En ciertas realizaciones, el dispositivo informático (228) se puede configurar para establecer o ajustar los parámetros del generador de AV (226), tales como por ejemplo los parámetros de control de exposición para los pulsos de alto voltaje proporcionados al tubo de rayos X (210), en función de las entradas de control recibidas desde la interfaz de usuario (232), así como otra información. El generador de AV (226) puede incluir, o estar acoplado a, un controlador de exposición (no mostrado) para controlar el funcionamiento del generador de AV (226) y la fuente de rayos X (210) en función de la información recibida. En particular, el controlador de exposición puede configurarse para que genere una cantidad adecuada de dosis de exposición a rayos X en función de las instrucciones recibidas desde el dispositivo informático (228), tales como p. ej. cuando iniciar o detener una exposición, qué valores aplicar para los parámetros de control de exposición de la fuente de rayos X (210) (por ejemplo, kV, mA y mS), etc.

En ciertas realizaciones, uno o más del generador de AV (226), el dispositivo informático (228) la unidad de control (230), la interfaz de usuario (232) y el controlador de detector (234) pueden estar alojados en una o más unidades separadas del dispositivo de emisión de rayos X (204) y del dispositivo de detección de rayos X (208). Por ejemplo, dichas una o más unidades pueden estar incluidas en o acopladas con una o más columnas verticales del aparato vertical de formación de imágenes, o pueden ser una unidad independiente dispuesta cerca de las columnas verticales pero externas al aparato vertical de formación de imágenes. En cualquier caso, pueden utilizarse uno o más cables, alambres u otros mecanismos de conexión adecuados, incluyendo conexiones inalámbricas (por ejemplo, Wifi, Bluetooth, RFID, etc.), para acoplar comunicativamente los componentes del sistema (200) entre sí, según sea necesario, por ejemplo para garantizar que las instrucciones del dispositivo informático (228) lleguen adecuadamente al controlador de detector (234), el generador de AV (226) y la unidad de control (230).

En algunas realizaciones, el generador de AV (226) puede estar dispuesto dentro del dispositivo de emisión de rayos X (204), el controlador de detector (234) puede estar dispuesto dentro del dispositivo de detección de rayos X (208), y el dispositivo informático (228) puede estar dispuesto en una unidad independiente que esté acoplada comunicativamente con los dispositivos (204) y (208). En tales realizaciones, la interfaz de usuario (232) puede estar dispuesta en la misma unidad independiente, y la unidad de control (230) puede estar dispuesta en dicha unidad independiente o en el dispositivo de emisión de rayos X (204). En este último caso, el dispositivo de emisión de rayos X (204) puede estar acoplado de forma comunicativa con el dispositivo de detección de rayos X (208) (por ejemplo, mediante una conexión por cable o inalámbrica) para transmitir señales de control desde la unidad de control (230) al dispositivo de detección de rayos X (208).

La interfaz de usuario (232) puede configurarse para permitir que el usuario controle diversos ajustes del sistema (200), tales como p. ej. parámetros de corriente (mA) y voltaje (kV) del tubo de rayos X, así como el tiempo de exposición (mS). En ciertas realizaciones, el dispositivo de usuario 232 puede incluir uno o más dispositivos de entrada (p. ej., un teclado, un ratón, una pantalla táctil, un micrófono, un lápiz óptico, un lector de dispositivos de radiofrecuencia y similares) para recibir dichas entradas de usuario. En algunas realizaciones, la interfaz de usuario (232) está integrada en el dispositivo informático (228). En otras realizaciones, la interfaz de usuario (232) es un dispositivo independiente, tal como por ejemplo una consola operativa, para permitir a los usuarios controlar los diversos ajustes del sistema (200). En tales casos, la interfaz de usuario (232) puede acoplarse comunicativamente al dispositivo informático (228) a través de una conexión cableada o inalámbrica para proporcionar las entradas introducidas en la misma. En algunas realizaciones, la interfaz de usuario (232) puede incluir un dispositivo de visualización (no mostrado) para mostrar contenido al usuario, tal como p. ej. imágenes de rayos X obtenidas por el detector (212).

Aunque no se muestra, el dispositivo informático (228) comprende al menos un procesador y memoria para implementar las técnicas descritas en el presente documento. Durante el funcionamiento del dispositivo informático (228), se puede configurar el al menos un procesador para que ejecute software almacenado dentro de la memoria, comunique datos a la memoria y desde la misma, y para que controle en general las operaciones del dispositivo informático (228) de conformidad con el software. En algunas realizaciones, el dispositivo informático (228) incluye adicionalmente un módulo de comunicaciones que comprende uno o más transceptores y/u otros dispositivos para comunicarse con una o más redes (por ejemplo, una red de área amplia (incluyendo Internet), una red de área local, una red GPS, una red celular, una red Bluetooth, otro tipo de red de área personal y similares).

En ciertas realizaciones, la unidad de control (230) controla el posicionamiento y el movimiento de diversos componentes del aparato vertical de formación de imágenes, incluyendo el detector (212) y el tubo de rayos X (210). Con el fin de garantizar un movimiento preciso y sincrónico de todos los componentes, por ejemplo durante la adquisición de imágenes por TSD, cada componente está controlado electrónicamente por un conjunto de tres dispositivos de control de posición: un motor, un sensor y un excitador. El motor es un dispositivo electrónico para ajustar mecánica o físicamente la posición (por ejemplo, la altura vertical y/o el ángulo) del componente en función de una señal recibida desde el excitador. El motor puede ser un servomotor o un motor sin escobillas, por ejemplo. El sensor es un dispositivo electrónico para medir o detectar la posición real del componente (altura y/o ángulo) y proporcionar la posición real al excitador como señal de entrada. El sensor puede ser un codificador configurado para proporcionar información de posición absoluta, por ejemplo. El excitador es un dispositivo electrónico que recibe información (por ejemplo, señales de control) desde la unidad de control (230) que contiene un posicionamiento requerido o deseado del componente y opera (o acciona) el motor en función de la misma, al tiempo que lee simultáneamente las entradas del correspondiente sensor, hasta que se consigue la posición deseada. En algunos casos, cada conjunto de dispositivos de control de posición (denominados colectivamente en el presente documento "sistema de control de posición”) está configurado para controlar el movimiento del componente a lo largo de un solo eje o en relación con un solo eje. Así, por ejemplo, un componente configurado para el movimiento axial en dos direcciones puede estar controlado por dos conjuntos de dispositivos.

Con referencia de nuevo a la FIG. 5, un primer sistema de control de posición (236) puede estar acoplado al dispositivo de detección de rayos X (208) para controlar simultáneamente el movimiento del detector (212), así como de otros componentes del dispositivo de detección de rayos X (208) que estén alineados con el detector (212), tales como p. ej. la cámara AEC (224) y la rejilla antidifusora (222). Con el fin de sincronizar el movimiento de los tres componentes, el primer sistema de control de posición (236) (también denominado en el presente documento "sistema de control de posición de detector”) puede estar configurado para mover una carcasa del dispositivo de detección de rayos X (208) (por ejemplo, la carcasa de detector (109) mostrada en la FIG. 1), en lugar de los componentes individuales dispuestos en la misma. El primer sistema de control de posición (236) puede incluirse en dicha carcasa del dispositivo (208) o en una unidad de soporte externa configurada para conectar de forma móvil el dispositivo de detección de rayos X (208) a la columna de detector. En algunas realizaciones, el primer sistema de control de posición (236) puede incluirse en el sistema de posicionamiento de detector (107) mostrado en la FIG. 1, o implementarse mediante el mismo.

En ciertas realizaciones, el primer sistema de control de posición (236) se puede configurar para controlar el movimiento del dispositivo de detección de rayos X (208) en una primera dirección axial que se define moviendo verticalmente (es decir, arriba y abajo) el dispositivo (208) o a lo largo de un eje vertical del dispositivo (208). Específicamente, el primer sistema de control de posición (236) comprende un primer motor (236a) configurado para controlar una posición vertical, o altura, del dispositivo de detección de rayos X (208). La posición vertical puede determinarse en relación con una constante fija, tal como por ejemplo un extremo inferior de la columna de detector, el suelo (por ejemplo, la superficie de suelo (101)) situado debajo de la columna de detector u otra ubicación adecuada. El primer sistema de control de posición (236) también comprende un primer excitador (236b) configurado para recibir entradas de control desde la unidad de control (230) que indiquen una altura o posición vertical deseada para el detector (212), o para el dispositivo de detección de rayos X (208) en su conjunto. La altura deseada la puede determinar el dispositivo informático (228) en función de la altura del paciente y/o del área del paciente de la que van a obtenerse imágenes, antes de iniciar la adquisición de imágenes, por ejemplo.

El primer sistema de control de posición (236) comprende adicionalmente un primer sensor (236c) configurado para medir la altura o posición vertical real del dispositivo de detección de rayos X (208) y proporcionar el valor medido al primer excitador (236b). El primer excitador (236b) puede estar configurado para comparar la altura medida con la altura deseada y determinar si es necesario un ajuste adicional de la altura para alcanzar la altura deseada. Cuando se alcanza la altura deseada, el primer excitador (236b) ordena al primer motor (236a) que deje de moverse. De esta manera, el detector (212), la cámara AEC (224) y la rejilla antidifusora (222) pueden moverse conjuntamente a la altura deseada.

Como también se muestra en la FIG. 5, se puede acoplar un segundo sistema de control de posición (238) al dispositivo de emisión de rayos X (204) para controlar el movimiento del dispositivo (204) en la primera dirección axial (es decir, verticalmente), de manera similar al primer sistema de control de posición (236). Más concretamente, el segundo sistema de control de posición (238) se puede acoplar para controlar el movimiento del dispositivo de emisión de rayos X (204) a lo largo de un eje vertical del dispositivo de emisión de rayos X (204), paralelo al eje vertical del dispositivo de detección de rayos X (208). Asimismo, también se puede acoplar un tercer sistema de control de posición (240) al mismo dispositivo (204), pero para controlar el movimiento del dispositivo de emisión de rayos X (204) en una segunda dirección axial definida por la inclinación o rotación del dispositivo (204) en relación con un eje horizontal del dispositivo de emisión de rayos X (204) (tal como p. ej. el eje central (114) mostrado en la FIG. 2).

Para mover el mecanismo de filtración de haces (218), el colimador (217) y el medidor DAP (220) en sincronía con la fuente de rayos X (210), pueden configurarse tanto el segundo sistema de control de posición (238) como el tercer sistema de control de posición (240) para mover una carcasa del dispositivo de emisión de rayos X (204) (por ejemplo, la carcasa de fuente (105) mostrada en la FIG. 5), en lugar de los componentes individuales dispuestos en la misma. El segundo y tercer sistemas de control de posición (238) y (240) pueden acoplarse a dicha carcasa del dispositivo (204) o a una unidad de soporte externa configurada para conectar de forma giratoria el dispositivo de emisión de rayos X (204) a la columna de fuente. En algunas realizaciones, los dos sistemas de control de posición (238) y (240) pueden incluirse en el sistema de posicionamiento de fuente (111) mostrado en la FIG. 1, o implementarse mediante el mismo.

Más concretamente, el segundo sistema de control de posición (238) (también denominado en el presente documento "sistema de control de posición vertical de fuente”) comprende un segundo motor (238a) configurado para controlar una posición vertical, o altura, del dispositivo de emisión de rayos X (204), de manera similar al primer motor (236a). El segundo sistema de control de posición (238) también comprende un segundo excitador (238b) configurado para recibir entradas de control desde la unidad de control (230) que indiquen la altura o posición vertical deseada para la fuente de rayos X (210), o para el dispositivo de emisión de rayos X (204) en su conjunto, de manera similar al primer excitador (236b). El segundo sistema de control de posición (238) comprende adicionalmente un segundo sensor (236c) configurado para medir la altura o posición vertical real del dispositivo de detección de rayos X (208) y proporcionar el valor medido al segundo excitador (236b), de manera similar a los primeros sensores (236c). El segundo excitador (238b) se puede configurar para comparar la altura medida con una altura actualmente deseada y, si es necesario, indicar al motor (238a) que siga moviéndose, hasta que el excitador (238b) determine que se ha alcanzado la altura deseada. A continuación, el segundo excitador (238b) puede ordenar al segundo motor (238a) que detenga el movimiento. De esta manera, pueden moverse todos los componentes del dispositivo de emisión de rayos X (204) a la altura deseada al mismo tiempo, o en un único movimiento. En algunas realizaciones, el sensor (238c) también puede configurarse para llevar a cabo el seguimiento automático de una posición vertical del dispositivo de emisión de rayos X (204) mientras se mueve a lo largo de una trayectoria prescrita durante la adquisición de imágenes, y proporcionar la información de seguimiento al excitador (238b) para su transmisión a la unidad de control (230).

El tercer sistema de control de posición (240) (también denominado en el presente documento "sistema de control de posición angular de fuente”) comprende un tercer motor (240a) configurado para controlar la posición angular del dispositivo de emisión de rayos X (204) inclinando o girando el dispositivo (204) sobre el eje horizontal del dispositivo (204) (por ejemplo, hacia la columna de detector o en sentido contrario a la misma). El tercer sistema de control de posición (240) también comprende un tercer excitador (240b) configurado para recibir entradas de control desde la unidad de control (230) que indiquen un ángulo deseado para la fuente de rayos X (210), o para el dispositivo de emisión de rayos X (204) en su conjunto. El tercer sistema de control de posición (240) comprende adicionalmente un tercer sensor (240c) configurado para medir un ángulo o una posición angular real del dispositivo de emisión de rayos X (204) y proporcionar el valor medido al tercer excitador (240b). El tercer excitador (240b) se puede configurar para comparar el ángulo medido con un ángulo deseado en ese momento y, si fuera necesario, para indicar al motor (240a) que siga inclinándose, hasta que el excitador (240b) determine que se ha alcanzado el ángulo deseado. A continuación, el tercer excitador (240b) puede indicar al tercer motor (240a) que deje de moverse. De esta manera, pueden moverse todos los componentes del dispositivo de emisión de rayos X (204) o inclinarse al mismo ángulo deseado al mismo tiempo, o en un único movimiento.

En ciertas realizaciones, el segundo y tercer sistemas de control de posición (238) y (240) pueden funcionar en dos modos. En un modo inicial, o antes de la adquisición de imágenes, la altura deseada recibida desde la unidad de control (230) en el segundo excitador (238b) puede haberse seleccionado en función de la altura determinada para el detector (212) de acuerdo con la altura del paciente. Esta altura deseada puede determinar una "posición de inicio” para ese período de adquisición, por ejemplo, como la posición de inicio mostrada en la FIG. 2. De manera relacionada, la unidad de control (230) puede enviar un valor cero, o no enviar información de posición angular alguna, al tercer excitador (240b) si la fuente de rayos X (210) está situada en un ángulo cero o no está inclinada, mientras está en la posición de inicio, como se muestra en la FIG. 2.

En un modo posterior, o durante la adquisición de imágenes, la posición vertical deseada recibida desde la unidad de control (230) en el segundo excitador (238b) puede cambiar varias veces, en incrementos muy precisos (por ejemplo, en milímetros), a medida que el dispositivo de emisión de rayos X (204) se mueve a lo largo de una trayectoria prescrita para la adquisición imágenes por TSD. Por ejemplo, a medida que el dispositivo (204) sigue la trayectoria mostrada en la FIG.2, la unidad de control (230) enviará al menos tres entradas de control al excitador (238b) con las respectivas posiciones verticales correspondientes a las posiciones superior, de inicio e inferior, así como una pluralidad de valores de altura intermedios correspondientes a los espacios situados entre dichas posiciones a lo largo de la trayectoria. Del mismo modo, la unidad de control (230) enviará al tercer excitador (240b) una pluralidad de valores angulares, que varían en una fracción de grado en algunos casos, a medida que el dispositivo de emisión de rayos X (204) recorre la trayectoria prescrita durante la adquisición de imágenes. Por ejemplo, a medida que el dispositivo (204) sigue la trayectoria mostrada en la FIG. 2, la unidad de control (230) enviará al menos tres entradas de control al excitador (240b) con los respectivos valores de ángulo correspondientes a las posiciones superior, de inicio e inferior, así como una pluralidad de valores de ángulo intermedios correspondientes a los espacios situados entre dichas posiciones a lo largo de la trayectoria. Además, la unidad de control (230) puede estar configurada para sincronizar la transmisión de los valores de altura al segundo excitador (238b) con la transmisión de los valores de ángulo al tercer excitador (240b), de modo que el dispositivo de emisión de rayos X (204) pueda realizar una transición suave y rápida desde una posición a la siguiente.

En algunas realizaciones, el sistema (200) comprende adicionalmente dispositivos de posicionamiento similares (no mostrados) para acercar entre sí una o más de la columna de fuente y la columna de detector para adaptarse a pacientes de diferentes alturas, como se describe en el presente documento. Por ejemplo, en tales casos, el sistema (200) puede incluir un tercer sistema de control de posición que tenga un excitador acoplado comunicativamente con la unidad de control (230) para recibir un valor deseado de separación entre columnas y/u otras entradas de control, un motor para controlar el movimiento de la una o más columnas en respuesta a las instrucciones del excitador, y un sensor para medir la posición real y proporcionar el valor medido al excitador.

Como se apreciará, el detector de rayos X (212) y el tubo de rayos X (210) del sistema de formación avanzada de imágenes (200) son capaces de funcionar a velocidades muy altas, generando así un gran número de imágenes por rayos X en un momento dado. Un límite superior de esta velocidad de funcionamiento viene determinado por la velocidad a la que el tubo de rayos X (210) puede cambiar de posición mientras se desplaza a lo largo de la trayectoria prescrita para la adquisición de imágenes por TSD, tal como por ejemplo moverse desde la posición angular superior a la siguiente posición angular a lo largo de la trayectoria mostrada en la FIG. 2. En algunas realizaciones, esta velocidad de cambio de posición puede determinarse mediante una velocidad de funcionamiento de los dispositivos de posicionamiento utilizados para mover el dispositivo de emisión de rayos X (204) de posición a posición a lo largo de la trayectoria prescrita, es decir el segundo y tercer sistemas de control de posición (238) y (240) mostrados en la FIG. 5. Así, la velocidad de adquisición de imágenes alcanzable por el par de detector-tubo del sistema (200) puede venir determinada por la velocidad de posicionamiento de la fuente.

En ciertas realizaciones, este hecho se puede utilizar para mejorar adicionalmente los beneficios de diagnóstico del sistema vertical de formación de imágenes (200) mediante el “sobremuestreo” de las imágenes de proyección con diferentes configuraciones de fuente de rayos X durante el proceso de adquisición de imágenes por TSD. En particular, durante el tiempo que el tubo de rayos X (210) tarda en cambiar de posición, puede cambiarse el ajuste de voltaje de ánodo del haz de rayos X de un valor de energía a otro (por ejemplo, de alto a bajo) y luego cambiarlo de nuevo durante el siguiente cambio de posición, con el fin de entrelazar por ejemplo las exposiciones de energía de nivel alto y bajo con las diferentes posiciones de la fuente de rayos X. Esta técnica puede crear dos o más conjuntos de datos independientes, dependiendo del número de diferentes ajustes de voltaje de ánodo, que luego pueden ser procesados por el dispositivo informático (228), por ejemplo, para obtener una imagen diferencial para cada imagen de corte de tomosíntesis en particular. Por ejemplo, si se cambia entre dos ajustes de voltaje de ánodo diferentes (por ejemplo, alto y bajo), pueden crearse dos conjuntos de datos independientes, y la imagen diferencial puede ser una imagen que represente la diferencia entre una primera imagen del ajuste de voltaje de ánodo alto y una segunda imagen del ajuste de voltaje de ánodo bajo.

Asimismo, para mejorar la diferencia espectral entre pulsos de rayos X de diferentes energías, puede aplicarse un mecanismo de filtración variable al haz de rayos X para cambiar el tipo de filtración de una exposición a otra. Más concretamente, en ciertas realizaciones esto puede lograrse insertando, en una trayectoria del haz de rayos X primario, un dispositivo de filtro que comprenda múltiples materiales filtrantes y haciendo girar el dispositivo de filtro al mismo tiempo que suceden los cambios de pulso de rayos X, de modo que un cambio en el material filtrante sea síncrono con el cambio en el factor de pulso de rayos X. De esta manera, el sistema de formación avanzada de imágenes (200) puede combinar técnicas de formación de imágenes con múltiples energías con la variación espectral, para crear imágenes de corte por tomosíntesis cuantitativas en color.

El mecanismo de filtración de haces (218) mostrado en la FIG. 5 es un ejemplo del dispositivo de filtro anteriormente descrito. Con referencia de nuevo a la FIG. 6, se muestra una realización ilustrativa del mecanismo de filtración de haces (218). En particular, el mecanismo de filtración de haces (218) se representa como un disco giratorio con una pluralidad de áreas de filtración, cada una con un material filtrante diferente configurado para proporcionar un efecto espectral diferente. A modo de ejemplo, el mecanismo de filtración de haces (218) puede incluir un primer área de filtración (242) que comprende un primer material filtrante seleccionado de un grupo compuesto por aluminio, cobre, oro, plata, titanio y tungsteno, y una segunda área de filtración (244) que comprende un segundo material filtrante diferente seleccionado del resto de dicho grupo. Como se apreciará, el espesor de cada área de filtración puede variar dependiendo del tipo de material filtrante utilizado para esa área. Por ejemplo, un área fabricada con aluminio puede tener un espesor de 3 a 4 milímetros, mientras que un área fabricada con plata puede tener un espesor de (100) micrómetros, y un área fabricada con tungsteno puede tener un espesor de varios micrómetros.

En otras realizaciones, el mecanismo de filtración de haces (218) puede incluir más de dos tipos de materiales (y, por lo tanto, más de dos áreas de filtración) y/o puede tener una forma o configuración diferente para cada área de filtración. Además, mientras que la realización representada muestra el mecanismo de filtración de haces (218) como un disco circular, en otras realizaciones el mecanismo de filtración de haces (218) puede tener una forma general diferente, tal como p. ej. cuadrada, ovalada, rectangular, octagonal, pentagonal, hexagonal o cualquier otra forma adecuada.

Como se muestra en la FIG. 5, el funcionamiento del mecanismo de filtración de haces (218) puede controlarse mediante la unidad de control (230). Por ejemplo, la unidad de control (230) puede enviar señales de control al mecanismo de filtración de haces (218) para controlar la velocidad de rotación del mecanismo durante la adquisición de imágenes. La velocidad de rotación puede ajustarse o controlarse de modo que el tipo de material filtrante colocado delante del haz de rayos X, o dentro de la trayectoria del haz, cambie entre pulso y pulso, o cada dos pulsos. Por ejemplo, en una primera realización el primer área de filtración (242) puede cubrir o intersectar la trayectoria del haz durante un primer pulso que contenga una tensión de ánodo (o energía) alta, y el segundo área de filtración (244) puede cubrir o intersectar la trayectoria del haz durante un segundo pulso que contenga una tensión de ánodo baja. Para lograr este nivel de sincronización, la unidad de control (230) puede estar configurada para ajustar la velocidad de rotación del mecanismo de filtración de haces (218) de acuerdo con la velocidad a la que se cambien los ajustes de voltaje de ánodo entre pulso y pulso, lo que, como se ha descrito anteriormente, se determina en función de la velocidad de posicionamiento de la fuente (es decir, la velocidad a la que el dispositivo de emisión de rayos X (204) cambia de posición). Alternativamente, en una segunda realización la velocidad de rotación puede configurarse de modo que el primer área de filtración (242) permanezca en la trayectoria del haz durante un primer conjunto de pulsos de energía alta y baja, y de modo que el segundo área de filtración (244) interseque la trayectoria del haz durante un segundo conjunto de pulsos de alta y baja energía.

Con referencia de nuevo a la FIG. 5, en ciertas realizaciones el sistema de formación avanzada de imágenes (200) puede funcionar en diversos modos de adquisición de imágenes diferentes, tales como por ejemplo un modo de formación de imágenes por TSD, un modo de formación dinámica de imágenes, un modo de formación de imágenes con energías múltiples, un modo de formación espectral de imágenes, un modo de rayos X clásico o un modo combinado que combine dos o más de estos modos de formación de imágenes. En algunas realizaciones, la interfaz de usuario (232) se puede configurar para permitir la selección por parte del usuario de un modo de adquisición de imágenes disponible, y el dispositivo informático (228) se puede configurar para controlar el funcionamiento del sistema (200) de acuerdo con el modo seleccionado, por ejemplo, iniciando una aplicación de software configurada para controlar el aparato vertical de formación de imágenes de acuerdo con el modo de formación de imágenes seleccionado.

Las FIGS. 7 a 9 son diagramas de flujo de pasos (o métodos) ilustrativos de adquisición y procesamiento de datos que el sistema de formación avanzada de imágenes (200) puede llevar el cabo mientras funciona en uno de los tres modos ilustrativos de formación de imágenes seleccionados: el modo de TSD, el modo de energías múltiples y un tercer modo que combina ambos, de acuerdo con ciertas realizaciones. Cada uno de los métodos (es decir, los métodos (300), (400) y 500) puede implementarse, al menos en parte, mediante al menos un procesador de datos que ejecute un software almacenado en una memoria, tal como por ejemplo el procesador y la memoria incluidos en el dispositivo informático (228) del sistema (200) mostrado en la FIG. 5. Para llevar a cabo las operaciones de un método determinado (300)/(400)/(500), el dispositivo informático (228) puede interactuar con uno o más componentes del sistema (200), tales como por ejemplo el generador de AV (226), la interfaz de usuario (232), el controlador de detector (234) y la unidad de control (230), y la unidad de control (230), a su vez, puede interactuar con el primer, segundo y/o tercer sistemas de control posición (236), (238) y (240) y/o con el mecanismo de filtración de haces (218).

Con referencia ahora a la FIG. 7, se muestra un método (300) ilustrativo para llevar a cabo un modo de operación de TSD para obtener imágenes de diagnóstico, de acuerdo con ciertas realizaciones. El método (300) comienza en el paso (302) con el movimiento del tubo de rayos X (210) a lo largo de una trayectoria de TSD, tal como p. ej. la trayectoria prescrita que se muestra en la FIG. 2. Dicho movimiento vertical y/o angular del tubo de rayos X (210) puede lograrse mediante el envío por parte de la unidad de control (230) de señales de control adecuadas al dispositivo de emisión de rayos X (204) o, más concretamente, al segundo y tercer sistemas de control de posición (238) y (240) acoplados al mismo. El paso 302 incluye adicionalmente la emisión de pulsos de rayos X desde el tubo de rayos X (210) a medida que el dispositivo de emisión de rayos X (204) se mueve a lo largo de la trayectoria, y el registro de dichos pulsos por parte del detector (212). La frecuencia de adquisición de imágenes en el detector (212) puede determinarse mediante la velocidad de posicionamiento del tubo de rayos X (210), como se describe en el presente documento.

Debido al proceso durante el paso (302), en el paso (304) se crea un conjunto de proyecciones sin procesar de múltiples posiciones y, en algunos casos, se almacena en una memoria. La memoria puede ser, por ejemplo, una memoria asociada con o incluida en el dispositivo informático (228) del sistema de formación avanzada de imágenes (200). En el paso (306), se aplican técnicas de preprocesamiento a las imágenes de proyección obtenidas en el paso (304) mediante uno o más procesadores (por ejemplo, un procesador de imágenes y/o un procesador de datos) incluidos en el dispositivo informático (228), con el fin de mejorar la calidad de las imágenes.

Las técnicas de preprocesamiento aplicadas en el paso (306) pueden incluir, por ejemplo, correcciones del detector para eliminar o corregir píxeles de inundación, oscuros y muertos. Por ejemplo, puede ser necesaria la corrección de ganancia para corregir la inundación o para tener en cuenta que cada pixel del detector (212) tiene su propia sensibilidad. La eliminación de píxeles muertos puede lograrse mediante un algoritmo que analice cada imagen adquirida desde el detector (212), identifique los valores de píxel en aquellas imágenes que no correspondan a la intensidad del haz de rayos X y reemplace el valor de píxel identificado por un valor adecuado. La eliminación de ruido oscuro puede implicar identificar y eliminar las señales eléctricas generadas por el detector (212) mientras no haya irradiación por parte del haz de rayos X.

El paso de preprocesamiento (306) también puede consistir en, o alternativamente incluir, la corrección de dispersión. La dispersión de Compton da como resultado una degradación de la calidad de la imagen, lo que resulta en una pérdida de resolución de contraste y en valores no cuantitativos. Una técnica para compensar este efecto es añadir la rejilla antidifusora (222) en la trayectoria del haz de rayos X (por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5), pero esto puede aumentar la dosis de radiación suministrada al paciente. En el paso (306), la corrección de dispersión puede lograrse por ejemplo en función de técnicas de procesamiento o de aprendizaje profundo, en lugar de utilizar la rejilla (222).

En los protocolos de imágenes múltiples (por ejemplo, con energías múltiples, angiografía por resta digital, tomosíntesis, etc.), el movimiento respiratorio y cardíaco y otros movimientos del paciente dan lugar a artefactos y a una pérdida de la resolución espacial. En consecuencia, el paso 306 de preprocesamiento también puede consistir en, o alternativamente incluir, la corrección de movimiento, que puede lograrse utilizando una o más técnicas existentes.

En el paso (308), puede completarse la reconstrucción de la tomosíntesis utilizando las imágenes procesadas obtenidas en el paso (306). Debido al tamaño finito del detector (212), las técnicas de tomosintesis pueden dar lugar a artefactos derivados del truncamiento de la proyección. Así, el paso 308 también puede incluir aplicar técnicas de preprocesamiento de corrección del truncamiento, por parte de uno o más procesadores del dispositivo informático (228), para compensar esta limitación. Para reconstruir las imágenes de tomosíntesis en el paso (308) puede utilizarse uno de los diversos algoritmos alternativos, tales como por ejemplo un método de aprendizaje profundo, un método de "desplazar & sumar”, filtrado de alto impulso y reconstrucción iterativa, como se apreciará. En este último caso, puede utilizarse información previa para compensar la falta de datos de proyección al obtener la imagen de tomosíntesis. En el paso (310), se obtiene la imagen final de tomosíntesis mediante uno o más procesadores y puede almacenarse, mostrarse y/o darse salida a la misma con fines de diagnóstico.

Con referencia ahora a la FIG. 8, se muestra un método (400) ilustrativo para llevar a cabo un modo de funcionamiento con energías múltiples para obtener imágenes de diagnóstico, de acuerdo con ciertas realizaciones. El método (400) comienza en el paso (402) con la generación de pulsos de rayos X, junto con la variación y adquisición del espectro, tal y como se muestra. Más concretamente, el generador de AV (226) genera pulsos de alto voltaje y proporciona esos pulsos al tubo de rayos X (210). Asimismo, el generador de AV (226) cambia el nivel de voltaje o el nivel de energía del ánodo entre un pulso y el siguiente, con el fin de crear un patrón alterno de niveles de energía altos y bajos. Al mismo tiempo, el sistema (200) activa el mecanismo de filtración de haces (218) con el fin de situar diversos materiales filtrantes en la trayectoria del haz de rayos X y, por lo tanto, variar también los espectros del haz de rayos X. Como resultado, en el paso (402) puede generarse una secuencia de pulsos de rayos X con diferentes espectros. Esta secuencia pasa a través del paciente y es capturada por el detector (212).

Aún con referencia al paso (402), los niveles de voltaje exactos utilizados para un par de voltaje de ánodo dado pueden preseleccionarse en función de la región u órgano del cuerpo del paciente del que se van a obtener imágenes. Por ejemplo, los valores habituales para la formación de imágenes torácicas incluyen un nivel alto de voltaje del ánodo de 120 kilovoltios (kV) y un nivel bajo de voltaje del ánodo de 60 kV. En términos generales, el nivel bajo de energía será lo más bajo posible pero lo suficientemente alto como para penetrar en el área de interés del cuerpo del paciente (por ejemplo, por debajo de 80 kV), y el nivel alto de energía será el valor estándar de kV que se utilice para la formación no espectral de imágenes, como se apreciará.

En el paso (404), se adquiere una serie resultante de imágenes proyeccionales de múltiples energías sin procesar y se almacenan en la memoria del dispositivo informático (228). En el paso (406), se procesan las imágenes mediante uno o más procesadores del dispositivo informático (228) utilizando un algoritmo de preprocesamiento para mejorar la calidad de cada imagen individual. El paso de preprocesamiento (406) puede ser similar al paso de preprocesamiento (306) mostrado en la FIG. 7 y descrito en el presente documento.

En el paso (408), los procesadores aplican técnicas de descomposición de materiales para adquirir información cuantitativa sobre la composición química de la anatomía del paciente, o del área a través de la cual ha pasado el haz de rayos X. Una técnica incluye aplicar un algoritmo de separación de descomposición de materiales para adquirir información cuantitativa sobre los materiales químicos en dicha área. Para llevar a cabo esta separación, puede compararse la información de calibración espectral adquirida previamente con la información adquirida en ese momento. Otra técnica incluye aplicar un algoritmo de descomposición de materiales de aprendizaje profundo para mejorar la separación entre diferentes materiales. A través de estas técnicas, se puede adquirir en el paso (410) una imagen plana cuantitativa de la anatomía del paciente. La una o más imágenes adquiridas pueden almacenarse en la memoria del dispositivo informático (228).

La FIG. 9 ilustra un método (500) ilustrativo para llevar a cabo un modo de operación conjunto de TSD y de energías múltiples para obtener imágenes de diagnóstico, de acuerdo con ciertas realizaciones. El método (500) comienza en el paso (502) al variar los espectros de rayos X cambiando los parámetros del pulso de alto voltaje proporcionado al tubo de rayos X (210) y aplicando diversos materiales de filtración al haz de rayos X, utilizando el mecanismo de filtración de haces (218), por ejemplo de manera similar al paso (402) del método (400). El método (500) también puede incluir, en el paso (503), mover el tubo de rayos X (210) a lo largo de una trayectoria de TSD mientras que simultáneamente se emiten pulsos de rayos X y se registran dichos pulsos en el detector (212), de manera similar al paso (302) del método (300).

Los pasos (502) y (503) pueden llevarse a cabo simultáneamente, en rápida sucesión o conjuntamente, de acuerdo con diversas realizaciones.

Basándose en las actividades de los pasos (502) y (503), se adquiere un conjunto resultante de proyecciones multiposición sin procesar, de energías múltiples, y se almacenan en una memoria, en el paso (504). A continuación, en el paso (506), se aplican en las proyecciones técnicas de preprocesamiento similares al paso de preprocesamiento (306) del método (300), por parte de uno o más procesadores para mejorar la calidad de cada imagen individual del conjunto.

A continuación, en el paso (508) se aplica mediante uno o más procesadores un algoritmo de reconstrucción de tomosíntesis, de manera similar al paso (308) del método (300), en las imágenes producidas en el paso (506). En particular, el algoritmo de reconstrucción de la tomosintesis se aplica individualmente a la imagen resultante de cada combinación de alto nivel de energía de pulso de voltaje y de material filtrante aplicado en el paso (302). En consecuencia, el conjunto resultante de imágenes (cortes) de tomosintesis obtenidas en el paso (508) puede representar una distribución de la densidad en las características espectrales particulares del haz de rayos X. El número o cantidad exacta de conjuntos de imágenes puede ser igual al número de combinaciones de niveles de energía y materiales filtrantes utilizadas durante el proceso de adquisición de imágenes sin procesar durante el paso (502).

En el paso (510), uno o más procesadores aplican un algoritmo de separación de materiales similar al del paso (408) del método (400), a los cortes con la misma posición espacial adquiridos con diferentes combinaciones de pulso de voltaje y/o filtro, es decir todos los cortes situados en la misma ubicación pero obtenidos utilizando diferentes ajustes de voltaje y filtro. En el paso (512), se obtienen imágenes cuantitativas de tomosíntesis que representan información cuantitativa sobre la composición química del cuerpo del paciente en una rebanada en particular.

En otras realizaciones, puede cambiarse el orden con el que se lleva a cabo el algoritmo de reconstrucción de la tomosíntesis, o paso (508), y el algoritmo de separación de materiales, o paso (510), sin que esto afecte a las imágenes producidas en última instancia mediante el método (500). Por ejemplo, en tales casos, el algoritmo de separación de materiales puede aplicarse a las imágenes preprocesadas producidas en el paso (506), con el fin de crear un conjunto de imágenes planas cuantitativas representativo de la composición química de la anatomía escaneada del paciente, por ejemplo de manera similar al paso (410) del método (400). Pueden procesarse entonces las imágenes planas utilizando el algoritmo de reconstrucción de la tomosíntesis para obtener el conjunto de rodajas, aún representativo de la composición química de la anatomía del paciente en esa rebanada en particular.

Con referencia de nuevo a la FIG. 5, de acuerdo con ciertas realizaciones, el dispositivo informático (228) puede ser un ordenador personal (p. ej., de sobremesa, portátil, tipo tableta u otro), un ordenador digital de uso general o uso específico (tal como un ordenador central), una estación de trabajo, un miniordenador, una red de ordenadores, una "red virtual”, una “instalación de informática en nube por Internet”, un ordenador móvil o portátil (por ejemplo, un asistente personal digital, un teléfono inteligente, una tableta, etc.), o cualquier otro dispositivo adecuado.

La memoria del dispositivo informático (228) puede ser cualquier dispositivo de memoria adecuado para almacenar instrucciones de software, tal como por ejemplo un elemento de memoria volátil (por ejemplo, una memoria de acceso aleatorio (RAM), tal como una DRAM, SRAM, SDRAM, etc.)), un elemento de memoria no volátil (por ejemplo, una ROM, un disco duro, una cinta, un CDROM, etc.), o cualquier combinación de los mismos. Además, la memoria puede incorporar medios electrónicos, magnéticos, ópticos y/u otros tipos de medio de almacenamiento. En algunas realizaciones, la memoria incluye un medio legible por ordenador no transitorio para implementar la totalidad o una parte de uno o más de los métodos descritos en el presente documento y que se muestran en las FIGS. 7 a 9.

La memoria puede almacenar uno o más programas informáticos o módulos de software ejecutables que comprendan un conjunto de instrucciones a llevar a cabo, tales como por ejemplo una o más aplicaciones de software que puedan ejecutarse mediante al menos un procesador para llevar a cabo los principios divulgados en el presente documento (por ejemplo, los métodos (300), (400) y/o (500)). Los programas ejecutables pueden implementarse en software, firmware, hardware o cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, la memoria también se utiliza para implementar al menos una parte de una o más bases de datos utilizadas por el sistema de formación avanzada de imágenes (200), tales como por ejemplo una base de datos de formación de imágenes por rayos X para almacenar imágenes de rayos X y/o información relacionada con los mismos.

El al menos un procesador del dispositivo informático (228) puede ser cualquier dispositivo de hardware adecuado para ejecutar instrucciones de software recuperadas de la memoria, tales como por ejemplo una unidad de procesamiento central (CPU), un microprocesador de semiconductores (en forma de microchip o conjunto de chips) u otro tipo de microprocesador. En algunos casos, el al menos un procesador incluye un procesador de imágenes para recopilar, procesar y mejorar una señal de imagen de rayos X u otra información recibida desde el controlador de detector (234), y la memoria está configurada para almacenar la imagen procesada.

Así, un sistema vertical de formación avanzada de imágenes para generar imágenes de las estructuras internas de un cuerpo humano está provisto de una primera columna vertical (o columna de fuente), configurada para sujetar una fuente de rayos X, y un motor eléctrico acoplado a la fuente de rayos X para hacer girar la fuente de rayos X en relación con la primera columna vertical y para ajustar la altura de la fuente de rayos X. El sistema comprende adicionalmente una segunda columna vertical (o columna de detector) configurada para sujetar un detector (o receptor) de rayos X que es capaz de capturar más de una imagen por segundo. El sistema también comprende un generador de alto voltaje capaz de generar más de un nivel de pulsos de alto voltaje por segundo y suministrar cada pulso a un tubo de rayos X. La fuente de rayos X puede estar configurada para girar alrededor de un eje horizontal o en relación con el mismo, en un ángulo seleccionado de -20 grados a 20 grados, donde a 0 grados el haz de rayos X es perpendicular a una superficie del detector de rayos X. El sistema de formación avanzada de imágenes también comprende un sistema de control de posición configurado para hacer girar la fuente de rayos X de tal manera que un haz de rayos X central permanezca enfocado al centro del detector de rayos X.

De acuerdo con los aspectos del sistema vertical de formación avanzada de imágenes, pueden sincronizarse el detector de rayos X, la fuente de rayos X y el generador de alto voltaje de tal manera que los rayos X se generen en el período en el que el detector de rayos X capture una imagen de proyección de rayos X. Además, pueden capturarse varias imágenes de proyección de rayos X con el movimiento vertical simultáneo de la fuente de rayos X.

Además, de acuerdo con los aspectos del sistema vertical de formación avanzada de imágenes, el generador de alto voltaje es capaz de variar para cada pulso uno o más de una pluralidad de parámetros de pulso de rayos X ajustables, comprendiendo los parámetros uno o más del voltaje de ánodo, la corriente de ánodo y longitud del pulso. Además, para cada pulso, puede activarse o implementarse un mecanismo de filtración de haces para cambiar la filtración del haz de rayos X entre pulso y pulso.

El sistema incluye adicionalmente un dispositivo informático (p. ej., un ordenador personal) configurado para controlar diversos aspectos del sistema vertical de formación avanzada de imágenes. El dispositivo informático comprende una memoria configurada para almacenar las imágenes de proyección de rayos X recibidas en el detector, y un algoritmo configurado para convertir las imágenes de proyección de rayos X en un conjunto de imágenes representativo de una anatomía del paciente en múltiples planos, paralelos a una superficie del detector de rayos X (es decir, cortes).

De acuerdo con ciertos aspectos, la distancia entre la primera columna vertical y la segunda columna vertical se selecciona para que esté en un intervalo de 1 metro a 2,2 metros aproximadamente, dependiendo de la altura del paciente. De acuerdo con otros aspectos, el intervalo de movimiento vertical permisible de la fuente de rayos X durante la adquisición de imágenes se determina en función de la altura del paciente.

En ciertas realizaciones, las descripciones o bloques del proceso que aparecen en las figuras, p. ej. en las FIGS. 7, 8 y 9, pueden representar módulos, segmentos o porciones de código que incluyan una o más instrucciones ejecutables para implementar funciones lógicas específicas o pasos del proceso. Cualquier implementación alternativa está incluida dentro del alcance de las realizaciones descritas en el presente documento, pudiendo ejecutarse las funciones en otro orden del mostrado o analizado, incluso de manera sustancialmente simultánea o en orden inverso, dependiendo de la funcionalidad involucrada, como entenderán los expertos en la materia relevante.

Debe enfatizarse que las realizaciones descritas anteriormente, en particular cualquiera de las realizaciones “preferentes”, son posibles ejemplos de implementaciones, que se exponen meramente para una clara comprensión de los principios de la invención. Pueden hacerse muchas variaciones y modificaciones en la una o más realizaciones anteriormente descritas sin apartarse sustancialmente del espíritu y los principios de las técnicas descritas en el presente documento. Se pretende que todas esas modificaciones estén incluidas en el presente documento dentro del alcance de la presente divulgación, y estén protegidas por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de formación de imágenes por rayos X (100), que comprende:

una primera columna vertical (102) fijada a una superficie de suelo (101) y configurada para admitir una fuente de rayos X (110);

una segunda columna vertical (106) fijada a la superficie de suelo (101) a una primera distancia frente a la primera columna vertical (102), estando configurada la segunda columna vertical (106) para admitir un detector de formación de imágenes por rayos X (112);

un primer sistema de posicionamiento (111) configurado para controlar el movimiento vertical y angular de la fuente de rayos X (110) en relación con la primera columna vertical (102); y un segundo sistema de posicionamiento (107) configurado para controlar el movimiento vertical del detector de formación de imágenes por rayos X (112) en relación con la segunda columna vertical (106),

donde la fuente de rayos X (110) está configurada para emitir un haz de rayos X hacia el centro del detector de formación de imágenes por rayos X (112), y el detector de formación de imágenes por rayos X (112) está configurado para obtener una imagen de rayos X de un paciente (115) que esté situado de pie al lado del detector de formación de imágenes por rayos X (112) y al menos parcialmente dentro de una trayectoria del haz X.

2. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 1, donde, antes de la adquisición de imágenes, el segundo sistema de posicionamiento (107) está configurado para mover el detector de formación de imágenes por rayos X (112) a una altura de detector que se selecciona en función de una altura del paciente (115), y el primer sistema de posicionamiento (111) está configurado para mover la fuente de rayos X (110) a una altura inicial que se determina en función de la altura del detector (112).

3. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 2, donde, durante la adquisición de imágenes, el primer sistema de posicionamiento (111) está configurado para mover la fuente de rayos X (110) a una pluralidad de posiciones a lo largo de una trayectoria definida por una posición angular superior, una posición de inicio y una posición angular inferior.

4. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 3, donde la trayectoria está configurada para la adquisición de imágenes mediante tomosintesis digital (TSD).

5. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 3, en donde, en la posición de inicio, la fuente de rayos X (110) está dispuesta a la altura inicial y el haz de rayos X se dirige perpendicular a una superficie frontal (112a) del detector de formación de imágenes por rayos X (112).

6. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 3, donde: en la posición angular superior, la fuente de rayos X (110) está dispuesta sobre un eje central (114) del detector de formación de imágenes por rayos X (112), y el haz de rayos X se dirige hacia el centro del detector (112) desde un primer ángulo en relación con el eje central (114); y en la posición angular inferior, la fuente de rayos X (110) está dispuesta por debajo del eje central (114) del detector de formación de imágenes por rayos X (112), y el haz de rayos X se dirige hacia el detector (112) en un segundo ángulo en relación con el eje central (114) del detector (112).

7. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 6, donde el primer ángulo y el segundo ángulo tienen la misma magnitud.

8. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 7, donde la magnitud del primer y segundo ángulos se determina en función de la altura del paciente (115).

9. El aparato de formación de imágenes por rayos X (100) de la reivindicación 1, donde la primera distancia entre la primera columna vertical (102) y la segunda columna vertical (106) es ajustable a una segunda distancia dependiendo de la altura del paciente (115).

10. Un sistema de formación de imágenes por rayos X (200), que comprende:

un dispositivo de emisión de rayos X (204) que comprende una fuente de rayos X (210) para emitir un haz de rayos X hacia el centro de un detector de formación de imágenes por rayos X (212);

un dispositivo de detección de rayos X (208) que comprende el detector de formación de imágenes por rayos X (212), para obtener una imagen por rayos X de un paciente (215) situado al lado del detector de formación de imágenes por rayos X (212) y al menos parcialmente dentro de una trayectoria del haz de rayos X;

un primer sistema de control de posición (236) para controlar el movimiento del dispositivo de detección de rayos X (208) en relación con un eje vertical del dispositivo de detección de rayos X (208);

un segundo sistema de control de posición (238) para controlar el movimiento del dispositivo de emisión de rayos X (204) en relación con un eje vertical del dispositivo de emisión de rayos X; un tercer sistema de control de posición (240) para controlar el movimiento del dispositivo de emisión de rayos X (204) en relación con un eje horizontal del dispositivo de emisión de rayos X; y

una unidad de control (230) configurada para enviar:

antes de la adquisición de imágenes, una primera señal de control al primer sistema de control de posición (236) para posicionar el detector de formación de imágenes por rayos X (212) a una primera altura, seleccionada en función de una altura del paciente (215), y una segunda señal de control al segundo sistema de control de posición (238) para colocar la fuente de rayos X (210) a una segunda altura determinada en función de la primera altura; y

durante la adquisición de imágenes, una tercera señal de control al segundo sistema de control de posición (238) y una cuarta señal de control al tercer sistema de control de posición (240), estando sincronizadas la tercera y cuarta señales de control para causar el movimiento angular del dispositivo de emisión de rayos X (204) en relación con el detector de formación de imágenes por rayos X (212).

11. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 10, donde cada uno del primer, segundo y tercer sistemas de control de posición (236, 238, 240) comprende un motor para ajustar la posición del correspondiente dispositivo y un excitador para recibir las correspondientes señales de control desde la unidad de control (230) y accionar el motor basándose en las mismas, indicando cada señal de control una posición deseada para el correspondiente dispositivo.

12. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 11, donde cada uno del primer, segundo y tercer sistemas de control de posición (236, 238, 240) comprende adicionalmente un sensor para medir la posición real del correspondiente dispositivo y para proporcionar al excitador la posición real, estando configurado el excitador para detener el motor una vez que la posición real coincida con la posición deseada.

13. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 10, donde, durante la adquisición de imágenes, el primer y segundo sistemas de control de posición (236, 238, 240) están configurados para mover el dispositivo de emisión de rayos X (204) a lo largo de una trayectoria prescrita para la formación de imágenes por tomosíntesis digital (TSD), definiendo la trayectoria una pluralidad de posiciones para el dispositivo de emisión de rayos X.

14. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 10, que comprende adicionalmente un generador de rayos X para proporcionar a la fuente de rayos X (210) pulsos de alta tensión a dos o más niveles de energía diferentes para generar el haz de rayos X, donde el generador de rayos X está configurado para cambiar de un primer nivel de energía a un segundo nivel de energía, mientras que el primer y segundo sistemas de control de posición (236, 238) mueven el dispositivo de emisión de rayos X (204) desde una posición a lo largo de la trayectoria hasta una siguiente posición a lo largo de la trayectoria.

15. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 14, donde la velocidad de adquisición de imágenes del detector de formación de imágenes por rayos X (212) se determina mediante una primera velocidad a la que el primer y segundo sistemas de control de posición (240) cambian la posición del dispositivo de emisión de rayos X.

16. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 15, que comprende adicionalmente un mecanismo de filtración de haces (218) con una pluralidad de diferentes materiales filtrantes, estando configurado el mecanismo de filtración de haces (218) para colocar un material filtrante seleccionado de los materiales filtrantes dentro de la trayectoria del haz de rayos X durante cada pulso.

17. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 16, donde el mecanismo de filtración de haces (218) está configurado para cambiar el material filtrante colocado en la trayectoria del haz de rayos X girando a una segunda velocidad, que se selecciona en función de la primera velocidad.

18. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 17, donde la unidad de control (230) está adicionalmente configurada para enviar señales de control al mecanismo de filtración de haces (218) para controlar dicha rotación.

19. El sistema de formación de imágenes por rayos X (200) de la reivindicación 18, donde la pluralidad de diferentes materiales filtrantes incluye un primer material filtrante y un segundo material filtrante, y la segunda velocidad se selecciona de manera que el primer material filtrante interseque la trayectoria del haz de rayos X durante la emisión de un pulso al primer nivel de energía, y de manera que el segundo material filtrante interseque la trayectoria del haz de rayos X durante la emisión de un pulso al segundo nivel de energía.