ES2941962T3

ES2941962T3 - Sistema médico de captura de imágenes por tomografía computarizada por emisión de fotón único y Compton multimodal

Info

Publication number: ES2941962T3
Application number: ES18759496T
Authority: ES
Inventors: Alexander Hans Vija; Miesher Rodrigues
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2023-05-29
Anticipated expiration: 2038-08-07
Also published as: US11426135B2; US20220330909A1; WO2020032922A1; IL280492B1; JP2021535362A; IL280492B2; EP3817661B1; IL280492A; EP3817661A1; CN112512424A; HUE061681T2; JP7204884B2; US20210282728A1; CN112512424B

Abstract

Un sistema de imagen multimodal permite seleccionar el efecto fotoeléctrico y/o la detección del efecto Compton. La cámara o detector es un módulo (11) con un detector captador (13). Dependiendo del uso o diseño, un detector de dispersión (12) y/o una apertura física codificada (110) se colocan frente al detector receptor (13) en relación con el espacio del paciente. Para energías bajas, las emisiones que pasan por el detector de dispersión (12) continúan por la apertura codificada (110) para ser detectadas por el detector catcher (13) utilizando el efecto fotoeléctrico. Alternativamente, no se proporciona el detector de dispersión (12). Para energías más altas, algunas emisiones se dispersan en el detector de dispersión (12), y las emisiones resultantes de la dispersión pasan por o a través de la apertura codificada (110) para ser detectadas en el detector de captación (13) para detección usando el efecto Compton. Alternativamente, no se proporciona la apertura codificada (110). El mismo módulo (11) se puede usar para detectar utilizando los efectos fotoeléctrico y Compton cuando tanto el detector de dispersión (12) como la apertura codificada (110) se proporcionan con el detector receptor (13). Se pueden colocar varios módulos (11) juntos para formar una cámara más grande, o se puede usar un módulo (11) solo. Mediante el uso de módulos (11), se puede usar cualquier número de módulos (11) para adaptarse a un sistema de formación de imágenes multimodal. Uno o más de tales módulos (11) pueden agregarse a otro sistema de imágenes (por ejemplo, CT o MR) para un sistema de imágenes multimodal. Se pueden colocar varios módulos (11) juntos para formar una cámara más grande, o se puede usar un módulo (11) solo. Mediante el uso de módulos (11), se puede usar cualquier número de módulos (11) para adaptarse a un sistema de formación de imágenes multimodal. Uno o más de tales módulos (11) pueden agregarse a otro sistema de imágenes (por ejemplo, CT o MR) para un sistema de imágenes multimodal. Se pueden colocar varios módulos (11) juntos para formar una cámara más grande, o se puede usar un módulo (11) solo. Mediante el uso de módulos (11), se puede usar cualquier número de módulos (11) para adaptarse a un sistema de formación de imágenes multimodal. Uno o más de tales módulos (11) pueden agregarse a otro sistema de imágenes (por ejemplo, CT o MR) para un sistema de imágenes multimodal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema médico de captura de imágenes por tomografía computarizada por emisión de fotón único y Compton multimodal

Antecedentes

Las presentes realizaciones se refieren a la captura de imágenes nucleares, como la captura de imágenes por tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT). Los sistemas SPECT de rotación lenta y gran campo de visión dependen de la existencia de un colimador físico. Un colimador de agujeros paralelos, combinado con un detector sensible a la posición, forma la imagen. Al basarse en un efecto fotoeléctri

paciente, estos sistemas SPECT colimados se limitan a isótopos emisores de fotones de baja energía, como el Tc99m. La calidad y la eficacia de las imágenes son parámetros clave de cualquier sistema de formación de imágenes para aplicaciones médicas de SPECT. El aumento de la sensibilidad y la calidad de imagen son características deseables en los nuevos sistemas de formación de imágenes SPECT, así como la posibilidad añadida de obtener imágenes con energías de fotones más elevadas.

El efecto Compton permite la captura de imágenes de energías más altas. Los sistemas de captura de imágenes Compton se construyen como plataformas de prueba, como el ensamblaje de un anillo de dispersión y, a continuación, de un anillo receptor montado en un gran armazón. La electrónica está conectada para detectar eventos basados en Compton a partir de las emisiones de un fantasma. Los sistemas de captura de imágenes de Compton no han logrado cumplir los requisitos de diseño y restricciones para su uso práctico en ningún entorno clínico comercial. Las propuestas actuales carecen de la capacidad de integrarse en plataformas de captura de imágenes en la clínica o carecen de los requisitos de diseño y restricciones (Le., flexibilidad y escalabilidad) para satisfacer las necesidades comerciales. El documento US 2018/172 847 A1 divulga diseños de módulos detectores para la captura de imágenes radiográficas que incluyen primera y segunda capas de barras centelladoras o matrices de píxeles orientadas en primera y segunda direcciones. La primera y segunda direcciones están orientadas transversalmente para definir una región de compartición de luz entre la primera y segunda capas. Las características de codificación pueden estar dispuestas dentro, sobre o entre la primera y la segunda capa, y configuradas para modular la propagación de señales ópticas a lo largo o entre ellas. El documento US2010001190 A1 describe un detector de rayos gamma en donde los cabezales de cada unidad detectora están dispuestos sobre una superficie generalmente semiesférica o cilíndrica.

Compendio

A modo de introducción, las realizaciones preferidas que se describen a continuación incluyen métodos y sistemas para la captura de imágenes médicas. Un sistema de captura de imágenes multimodal permite la detección seleccionable del efecto fotoeléctrico y/o del efecto Compton. La cámara o detector es un módulo con un detector de captación. Dependiendo del uso o del diseño, un detector de dispersión y/o una apertura física codificada se colocan delante del detector de captación en relación con el espacio del paciente. Para energías bajas, las emisiones que pasan por el detector de dispersión continúan a través de la abertura codificada para ser detectadas por el detector de captación utilizando el efecto fotoeléctrico. Alternativamente, no se proporciona el detector de dispersión. Para energías más altas, algunas emisiones se dispersan en el detector de dispersión, y las emisiones resultantes de la dispersión pasan por o a través de la apertura codificada para ser detectadas en el detector de captación para la detección utilizando el efecto Compton. Alternativamente, no se proporciona la apertura codificada. El mismo módulo puede utilizarse para detectar utilizando tanto el efecto fotoeléctrico como el efecto Compton, cuando tanto el detector de dispersión como la apertura codificada están provistos del detector de captación. Se pueden colocar varios módulos juntos para formar una cámara más grande o se puede utilizar un módulo solo. Mediante el uso de módulos, se puede utilizar cualquier número de módulos para adaptarse a un sistema de captura de imágenes multimodal. Uno o varios de estos módulos pueden añadirse a otro sistema de captura de imágenes (por ejemplo, TC o RM) para crear un sistema de captura de imágenes multimodal.

En un primer aspecto, el sistema médico de captura de imágenes multimodal incluye un primer módulo que tiene un primer detector de captación, una posición para un primer detector de dispersión espaciado del detector de captación, y una posición para una primera apertura física entre un espacio del paciente y el primer detector de captación. Un procesador de imágenes está configurado para determinar ángulos de incidencia para eventos Compton donde el primer detector de dispersión está incluido en el primer módulo y para contar eventos fotoeléctricos donde la primera apertura física está incluida en el primer módulo.

En un segundo aspecto, un sistema de captura de imágenes médicas incluye módulos detectores de estado sólido, cada uno con un primer detector dispuesto para ser utilizado con una o ambas placas que forman una apertura codificada y un detector de dispersión. Los módulos detectores de estado sólido tienen tres, cinco o seis lados en una sección transversal normal a un eje radial del paciente longitudinal de tal manera que los módulos detectores de estado sólido se apilan juntos para formar parte de un domo geodésico.

En un tercer aspecto, se proporciona un método para formar una cámara Compton y/o una cámara de tomografía computarizada por emisión de fotón único. Un detector de captación está alojado en un alojamiento. El detector de captación dispuesto para ser utilizable para energías de emisión relativamente más bajas con una apertura codificada y para ser utilizable para energías de emisión relativamente más altas con un detector de dispersión. El alojamiento tiene forma de domo geodésico. El alojamiento está montado en relación con una cama de paciente con una selección de uno o ambos de la abertura codificada y el detector de dispersión.

La presente invención se define mediante las reivindicaciones siguientes, y nada de lo expuesto en esta sección debe considerarse como una limitación a dichas reivindicaciones. Otros aspectos y ventajas de la invención se comentan a continuación junto con las realizaciones preferidas y pueden reivindicarse posteriormente de forma independiente o combinada.

Breve descripción de los dibujos

Los componentes y las figuras no están necesariamente a escala, sino que se hace énfasis en ilustrar los principios de la invención. Además, en las figuras, números de referencia similares designan parís correspondientes a lo largo de las diferentes vistas.

La Figura 1 es una vista en perspectiva de múltiples módulos de una cámara Compton de acuerdo con una realización; la Figura 2 ilustra un ejemplo de detector de dispersión; la Figura 3 ilustra un ejemplo de detector de captación;

La Figura 4A es una vista lateral de una realización de una cámara Compton, la Figura 4B es una vista en extremo de la cámara Compton de la Figura 4A, y la Figura 4C es una vista en detalle de una parte de la cámara Compton de la Figura 4B.

La Figura 5 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara Compton en un sistema médico de captura de imágenes; La Figura 6 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara Compton de anillo completo en un sistema médico de captura de imágenes;

La Figura 7 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara Compton de anillo parcial en un sistema médico de captura de imágenes;

La figura 8 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara Compton de anillo completo con anillos parciales en extensión axial en un sistema médico de captura de imágenes;

La Figura 9 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara Compton basada en un único módulo en un sistema médico de captura de imágenes;

La Figura 10 es un diagrama de flujo de una realización de ejemplo de un método para formar una cámara Compton; La Figura 11 ilustra los detectores de dispersión y de captación con una apertura codificada intermedia para la captura de imágenes utilizando tanto el efecto fotoeléctrico como el efecto Compton;

La Figura 12 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara multimodal de anillo completo a partir de módulos conformados para una estructura geodésica en forma de domo;

La Figura 13 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara multimodal de doble anillo a partir de módulos conformados para una estructura geodésica en forma de domo;

La Figura 14 es una vista en perspectiva de una realización de múltiples anillos completos apilados axialmente en una cámara multimodal a partir de módulos conformados para una estructura geodésica en forma de domo;

La Figura 15 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara multimodal formada por tres módulos con forma de domo geodésico; y la Figura 16 es una vista en perspectiva de una realización de una cámara de efecto fotoeléctrico formada por tres módulos con forma de domo geodésico.

Descripción detallada de los dibujos y de las realizaciones preferidas en la actualidad

Las Figuras 1-9 están dirigidas a una cámara Compton compatible con múltiples modalidades. La cámara Compton tiene un diseño modular que permite utilizarla con otras modalidades de captura de imágenes. Las Figuras 11-16 están dirigidas a un diseño modular con un detector de captura que puede utilizarse con un detector de dispersión para la captura de imágenes Compton o con una apertura codificada para la captura de imágenes SPECT. El módulo proporciona posiciones para el detector de dispersión y la apertura codificada, o para ambos. Tras un resumen de las realizaciones SPECT-Compton seleccionables, se describe la cámara Compton de las Figuras I-9. Muchas de las características y componentes de la cámara Compton de las Figuras 1-9 se utilizan en las realizaciones SPECT-Compton descritas en las Figuras II-16.

Para las realizaciones SPECT-Compton seleccionables, se proporciona una cámara clínica multimodal compatible y modular para la captura de imágenes médicas. Para emisiones de menor energía, se puede incluir una apertura codificada en cada módulo para la operación SPECT. Para emisiones de mayor energía, puede incluirse un detector de dispersión en cada módulo para la operación Compton. El diseño modular permite suficiente flexibilidad para que la cámara SPECT-Compton seleccionable pueda añadirse a plataformas existentes de tomografía computarizada (CT), resonancia magnética (MR) o tomografía por emisión de positrones (PET), ya sea como sistemas separados axialmente o como sistemas totalmente integrados. La modularidad permite una fabricación y un mantenimiento eficientes. El aumento de la sensibilidad y la calidad de imagen son características deseables en los nuevos sistemas de formación de imágenes SPECT, así como la posibilidad añadida de obtener imágenes con energías de fotones más elevadas. La captura de imágenes híbrida utiliza el efecto Compton para energías más altas y el efecto fotoeléctrico con colimación física para energías bajas ~140,5keV, donde tanto el detector de dispersión como la apertura codificada se proporcionan en las posiciones respectivas de un mismo módulo.

En referencia a las Figuras 1 -9, un sistema médico de captura de imágenes incluye una cámara Compton compatible con múltiples modalidades con módulos de detección segmentados. La cámara Compton, como un anillo de cámara Compton, está segmentada en módulos que alojan las unidades de detección. Cada módulo es independiente y, cuando se ensamblan en un anillo o anillo parcial, los módulos pueden comunicarse entre sí. Los módulos son independientes, pero pueden ensamblarse en una unidad multimódulo que produce imágenes basadas en la dispersión Compton. Pueden utilizarse módulos de simetría cilíndrica o módulos segmentados de carcasa esférica.

La disposición modular del par dispersor-receptor permite una fabricación eficiente, se puede reparar sobre el terreno y es rentable y eficiente desde el punto de vista energético. Los módulos permiten la libertad de diseño para cambiar el radio de cada unidad de detección radial, la envergadura angular de un módulo y/o la extensión axial. Los módulos del par dispersión-captador son compatibles con múltiples modalidades y/o forman una cámara Compton anular modular para la captura de imágenes de emisión clínicas. Este diseño permite flexibilidad, por lo que la cámara Compton puede añadirse a plataformas existentes de tomografía computarizada (CT), resonancia magnética (MR), tomografía por emisión de positrones (PET) u otras plataformas de captura de imágenes médicas, ya sea como sistemas separados axialmente o como sistemas totalmente integrados. Cada módulo puede ocuparse de la disipación del calor, la recopilación de datos, la calibración y/o permitir un montaje y un mantenimiento eficaces.

Cada módulo emparejado dispersor-captador está formado por módulos detectores de estado sólido comercialmente adecuados (por ejemplo, Si, CZT, CdTe, HPGe o similares), permitiendo un intervalo de energía de 100-3000keV. La captura de imágenes Compton puede proporcionarse con un intervalo más amplio de energías isotópicas (>2MeV), permitiendo nuevos trazadores/marcadores mediante la selección de los detectores de dispersión y captación. La modularidad permite la extracción o sustitución individual de los módulos, lo que permite un servicio rápido y rentable. Los módulos pueden operar de forma independiente y aislada o pueden estar conectados para la comunicación cruzada, lo que permite una mejor calidad de imagen y una mayor eficiencia en la detección de eventos Compton utilizando un detector de dispersión de un módulo y un detector de captación de otro módulo.

La modularidad permite una geometría de diseño flexible y optimizada a las necesidades individuales, como el uso de un anillo parcial para la integración con un sistema CT (por ejemplo, conectado entre la fuente de rayos X y el detector), unos pocos módulos (por ejemplo, mosaico) utilizados para la integración con una cámara gamma de tomografía computarizada por emisión de fotón único u otro sistema de captura de imágenes de espacio limitado, o un anillo completo. La captura de imágenes funcionales basada en eventos detectados por Compton puede añadirse a otros sistemas de captura de imágenes (por ejemplo, CT, MR o PET). Pueden colocarse múltiples anillos completos o parciales adyacentes para una mayor cobertura axial de la cámara Compton. Puede formarse un sistema de captura de imágenes basado en Compton dedicado o autónomo. En una realización, los módulos incluyen un colimador para energías más bajas (por ejemplo, < 300keV), lo que permite la captura de imágenes multicanal y multiplexada (por ejemplo, energías altas utilizando los detectores dispersores captadores para eventos Compton y energías bajas utilizando uno de los detectores para captura de imágenes SPECT o PET). Los módulos pueden ser fijos o de rotación rápida (0,1rpm "a) "240rpm). Las limitaciones dimensionales, de instalación, de servicio y/o de coste se solucionan con los módulos emparejados dispersorescaptadores.

La Figura 1 muestra una realización de módulos 11 para una cámara Compton. Se muestran cuatro módulos 11, pero pueden utilizarse más o menos módulos. La cámara Compton está formada por uno o más módulos, dependiendo del diseño deseado de la cámara Compton.

La cámara Compton se utiliza para la captura de imágenes médicas. Se proporciona un espacio para un paciente en relación con los módulos, de modo que éstos se posicionan para detectar los fotones emitidos por el paciente. Un radiofármaco en el paciente incluye un radioisótopo. El paciente emite un fotón debido a la desintegración del radioisótopo. La energía del radioisótopo puede ser de 100-3000keV, dependiendo del material y la estructura de los detectores. Para la captura de imágenes de un paciente puede utilizarse cualquiera de los distintos radioisótopos.

Cada uno de los módulos 11 incluye los mismos o muchos de los mismos componentes. Un detector de dispersión 12, un detector de captación 13, tarjetas de circuito 14, y deflector 15 se proporcionan en un mismo alojamiento 21. Se pueden proporcionar componentes adicionales, diferentes o menos. Por ejemplo, el detector de dispersión 12 y el detector de captación 13 están previstos en el alojamiento 21 sin otros componentes. Como otro ejemplo, se proporciona una línea de datos de fibra óptica 16 en todos o en un subconjunto de los módulos 11.

Los módulos 11 están diseñados para apilarse. Los módulos 11 se acoplan entre sí, por ejemplo, mediante hendiduras y extensiones, pestillos, machihembrados o clips. En otras realizaciones, se proporcionan superficies planas o de otro tipo para que se apoyen unas contra otras o contra un divisor. Se proporcionan pestillos, grapas, pernos, lengüetas y ranuras u otros mecanismos de sujeción para fijar un módulo 11 a cualquier módulo 11 adyacente. En otras realizaciones, el módulo 11 se fija a un pórtico u otra estructura con o sin conexión directa a cualquier módulo 11 adyacente.

La conexión o conexiones a los otros módulos 11 o al pórtico pueden ser liberables. El módulo 11 está conectado y puede desconectarse. La conexión puede ser liberable, lo que permite retirar un módulo 11 o un grupo de módulos 11 sin retirar todos los módulos 11.

Para formar una cámara Compton a partir de más de un módulo 11, el alojamiento 21 y/o la forma exterior de los módulos 11 tiene forma de cuña. Los módulos 11 pueden apilarse alrededor de un eje para formar un anillo o un anillo parcial gracias a la forma de cuña. La parte más cercana al eje tiene un tamaño de ancho que es más estrecho a lo largo de una dimensión perpendicular al eje que un tamaño de ancho de una parte más alejada del eje. En los módulos 11 de la figura 1, los alojamientos 21 tienen la parte más ancha alejada del eje. En otras realizaciones, la parte más ancha está más cerca del eje pero separada de la parte más estrecha más cercana al eje. En la forma de cuña, el detector de dispersión 12 está más cerca de la parte más estrecha de la forma de cuña que el detector de captación 13. Esta forma de cuña en sección transversal a lo largo de un plano normal al eje permite el apilamiento de los módulos 11 en posiciones contiguas, adyacentes y/o conectadas para formar al menos parte de un anillo alrededor del eje.

La conicidad de la cuña permite que un número N de módulos 11 formen un anillo completo alrededor del eje. Se puede utilizar cualquier número N, como N=10-30 módulos. El número N puede ser configurable, por ejemplo, utilizando diferentes alojamientos 21 para diferentes números N. El número de módulos 11 utilizados para una determinada cámara Compton puede variar, dependiendo del diseño de la cámara Compton (por ejemplo, anillo parcial). La forma de cuña puede tener otras dimensiones, como tener forma de cuña en una sección transversal paralela al eje.

Los módulos 11 apilados son cilíndricamente simétricos y están conectados a un pórtico de un sistema médico de tratamiento de imágenes. Un extremo más estrecho de la sección transversal en cuña está más cerca de un espacio del paciente del sistema médico de captura de imágenes y un extremo más ancho de la sección transversal en cuña puede estar más alejado del espacio del paciente. En realizaciones alternativas, pueden proporcionarse otras formas distintas de la cuña que permitan apilarse para proporcionar un anillo o una forma generalmente curvada de la pila.

El alojamiento 21 es de metal, plástico, fibra de vidrio, carbono (por ejemplo, fibra de carbono) y/u otro material. En una realización, diferentes partes del alojamiento 21 son de diferentes materiales. Por ejemplo, el estaño se utiliza para el alojamiento alrededor de las placas de circuito 14. El aluminio se utiliza para sostener el detector de dispersión 12 y/o el detector de captación 13. En otro ejemplo, el alojamiento 12 es del mismo material, como el aluminio.

El alojamiento 21 puede estar formado por diferentes estructuras, tales como placas de extremo con forma de cuña, láminas de plano de tierra que alojan las placas de circuito 14, y estructura separada para las paredes que sostienen el detector de dispersión 12 y el detector de captación 13, donde la estructura separada está formada por material a través del cual pueden pasar los fotones de una energía deseada de un evento Compton (por ejemplo, aluminio o fibra de carbono). En realizaciones alternativas, no se proporcionan paredes para los módulos 11 entre las placas extremas para una región donde se colocan el detector de dispersión 12 y/o el detector de captación 13, evitando la interferencia de los fotones que pasan del detector de dispersión 12 de un módulo 11 a un detector de captación 13 de otro módulo 11. El alojamiento 21 por y/o para sostener los detectores 12, 13 está hecho de material de baja atenuación, como aluminio o fibra de carbono.

El alojamiento 21 puede sellar el módulo o incluir aberturas. Por ejemplo, se proporcionan aberturas para el flujo de aire, como en una parte superior de la porción más ancha de la forma de cuña en las tarjetas de circuito 14. El alojamiento 21 puede incluir orificios, ranuras, lengüetas, pestillos, grapas, separadores, topes u otras estructuras para el montaje, acoplamiento y/o apilamiento.

Cada uno de los módulos detectores de estado sólido 11 incluye detectores de dispersión y captadores 12, 13 de un sensor Compton. Al apilar cada módulo, aumenta el tamaño del sensor Compton. Un determinado módulo 11 puede ser en sí mismo un sensor Compton, ya que tanto el detector de dispersión 12 como el detector de captación 13 están incluidos en el módulo.

Los módulos 11 pueden retirarse por separado y/o añadirse al sensor Compton. Para un módulo 11 determinado, el detector de dispersión 12 y/o el detector de captación 13 pueden ser desmontables del módulo 11. Por ejemplo, se retira un módulo 11 para servicio. Uno o ambos detectores 12, 13 defectuosos se retiran del módulo 11 para su sustitución. Una vez sustituido, el módulo renovado 11 se vuelve a colocar en el sistema médico de captura de imágenes. Pernos, grapas, pestillos, lengüetas y ranuras, u otros conectores liberables pueden conectar los detectores 12,13 o parte del alojamiento 21 para los detectores 12,13 al resto del módulo 11.

El detector de dispersión 12 es un detector de estado sólido. Se puede utilizar cualquier material, como Si, CZT, CdTe, HPGe y/u otro material. El detector de dispersión 12 se crea con la fabricación de agua en cualquier espesor, como por ejemplo alrededor de 4 mm para CZT. Puede utilizarse cualquier tamaño, como por ejemplo unos 5x5 cm. La Figura 2 muestra una forma cuadrada para el detector de dispersión 12. Pueden utilizarse formas distintas de la cuadrada, como la rectangular. En los módulos 11 de la Figura 1, el detector de dispersión 12 puede ser rectangular y extenderse entre dos placas de extremo en forma de cuña.

En el módulo 11, el detector de dispersión 12 tiene cualquier extensión. Por ejemplo, el detector de dispersión 12 se extiende desde una pared extrema en forma de cuña hasta la otra pared extrema en forma de cuña. Se puede prever una extensión menor o mayor, como la que se extiende entre montajes dentro del módulo 11 o la que se extiende axialmente más allá de una o ambas paredes extremas. En una realización, el detector de dispersión 12 está en, sobre o junto a una pared extrema sin extenderse a otra pared extrema.

El detector de dispersión 12 forma una disposición de sensores. Por ejemplo, el detector de dispersión 12 de 5x5 cm de la Figura 2 es una disposición de 21x21 píxeles con un paso de píxeles de aproximadamente 2,2 mm. Se pueden utilizar otros números de píxeles, pasos de píxeles y/o tamaños de disposición.

El detector de dispersión 12 incluye semiconductores formateados para su procesamiento. Por ejemplo, el detector de dispersión 12 incluye un circuito integrado de aplicación específica (ASIO) para detectar la interacción de fotones con un electrón en el detector de dispersión 12. El ASIO está colocado junto a los píxeles del detector de dispersión 12. El ASIO es de cualquier grosor. Se puede proporcionar una pluralidad de ASIC, como 9 ASICS en una cuadrícula de 3x3 del detector de dispersión 12.

El detector de dispersión 12 puede funcionar a cualquier velocidad de recuento, como >100kcps/mm. Un píxel genera electricidad debido a la interacción. Esta electricidad es detectada por el circuito integrado específico de la aplicación. Se detecta la ubicación, el tiempo y/o la energía. La señal detectada puede ser acondicionada, por ejemplo, amplificada, y enviada a una o más de las tarjetas de circuito 14. Un circuito flexible, cables u otra vía de comunicación lleva las señales desde el ASIC a la tarjeta de circuito 14.

La detección Compton funciona sin colimación. En su lugar, se utiliza una relación fija entre la energía, la posición y el ángulo de una interacción de fotones en el detector de dispersión 12 con respecto a una interacción de fotones en el detector de captación 13 para determinar el ángulo del fotón que entra en el detector de dispersión 12. Se aplica un proceso Compton utilizando el detector de dispersión 12 y el detector de captación 13.

El detector de captación 13 es un detector de estado sólido. Se puede utilizar cualquier material, como Si, CZT, CdTe, HPGe y/u otro material. El detector de captación 13 se crea con la fabricación de agua en cualquier espesor, como por ejemplo unos 10 mm para CZT. Puede utilizarse cualquier tamaño, por ejemplo, aproximadamente 5x5 cm. El tamaño puede ser mayor en al menos una dimensión que el detector de dispersión 12 debido a la forma de cuña y a las posiciones separadas del detector de dispersión 12 y el detector receptor 13. La Figura 3 muestra una forma rectangular para el detector de captación 13, pero pueden utilizarse otras formas. En el caso de los módulos 11 de la figura 1, el detector de captación 13 puede ser rectangular y extenderse entre dos placas extremas cuya longitud es igual y cuyo ancho es mayor que el detector de dispersión 12.

El detector de captación 12 forma una disposición de sensores. Por ejemplo, el detector de captación 13 de 5x6 cm de la Figura 3 es una disposición de 14x18 píxeles con un paso de píxeles de aproximadamente 3,4 mm. El tamaño de píxel es mayor que el del detector de dispersión 12. El número de píxeles es inferior al número de píxeles del detector de dispersión 12. El número de píxeles es inferior al número de píxeles del detector de dispersión 12. Pueden utilizarse otros tamaños relativos de píxeles y/o números de píxeles.

En el módulo 11, el detector de captación 13 tiene cualquier extensión. Por ejemplo, el detector de captación 13 se extiende desde una pared extrema en forma de cuña hasta la otra pared extrema en forma de cuña. Se puede prever una extensión menor o mayor, como la que se extiende entre montajes dentro del módulo 11 o la que se extiende axialmente más allá de una o ambas paredes extremas. En una realización, el detector de captación 13 está en, sobre o junto a una pared extrema sin extenderse a otra pared extrema.

El detector de captación 13 incluye semiconductores formateados para su procesamiento. Por ejemplo, el detector de captación 13 incluye un ASIC para detectar la interacción de fotones con un electrón en el detector de captación 13. El ASIC está colocado junto a los píxeles del detector de captación 13. El ASIC es de cualquier grosor. Se puede proporcionar una pluralidad de ASICS, como 6 ASICS en una cuadrícula 2x3 del detector de captación 13.

El detector de captación 13 puede operar a cualquier tasa de recuento, como >100kcps/mm. Un píxel genera electricidad debido a la interacción. Esta electricidad es detectada por el ASIC. Se detecta la ubicación, el tiempo y/o la energía. La señal detectada puede ser acondicionada, por ejemplo, amplificada, y enviada a una o más de las tarjetas de circuito 14. Un circuito flexible, cables u otra vía de comunicación lleva las señales desde el ASIC a la tarjeta de circuito 14.

El detector de captación 13 está separado del detector de dispersión 12 por cualquier distancia a lo largo de una línea radial desde el eje o normal a los detectores paralelos de dispersión y captadores 12, 13. En una realización, la separación es de unos 20 cm, pero se puede proporcionar una separación mayor o menor. El espacio entre el detector de captación 13 y el detector de dispersión 12 se rellena con aire, otro gas y/u otro material con baja atenuación para los fotones a las energías deseadas.

Las tarjetas de circuito 14 son tarjetas de circuito impreso, pero pueden utilizarse circuitos flexibles u otros materiales. Se puede utilizar cualquier número de tarjetas de circuito 14 para cada módulo. Por ejemplo, se proporciona una tarjeta de circuito 14 para el detector de dispersión 12 y otra tarjeta de circuito 14 para el detector de captación 13.

Las tarjetas de circuito 14 están dentro del alojamiento 21 pero pueden extenderse más allá del alojamiento 21. El alojamiento 21 puede estar conectado a tierra, actuando como plano de tierra para las placas de circuito 14. Las tarjetas de circuito 14 están montadas en paralelo entre sí o no en paralelo, por ejemplo, separadas de acuerdo con la forma de cuña. Las tarjetas de circuito se colocan generalmente ortogonales al detector de captación 13. Generalmente se utiliza para tener en cuenta cualquier dispersión debida a la forma de cuña. Los soportes, los pernos, los tomillos, y/o los separadores de uno a y/o del alojamiento 21 se utilizan para sostener las tarjetas de circuito 14 en lugar.

Las tarjetas de circuito 14 se conectan a los ASICS de los detectores de dispersión y captación 12, 13 a través de circuitos flexibles o cables. Los ASICs emiten señales detectadas. Las tarjetas de circuito 14 son electrónicas de adquisición, que procesan las señales detectadas para proporcionar parámetros al procesador Compton 19. Puede utilizarse cualquier parametrización de las señales detectadas. En una realización, se emite la energía, el tiempo de llegada y la posición en tres dimensiones. Se pueden proporcionar otros procesamientos de adquisición.

Las tarjetas de circuito 14 se comunican entre sí, por ejemplo, a través de una conexión galvánica dentro de un módulo 11, al puente de datos 17 y/o a un enlace de datos de fibra óptica 16. El enlace de datos de fibra 16 es una interfaz de fibra óptica para convertir señales eléctricas en señales ópticas. Un cable o cables de fibra óptica proporcionan los parámetros de adquisición de los eventos detectados por los detectores de dispersión y captación 12, 13 al procesador Compton 19.

El puente de datos 17 es una tarjeta de circuito, cables, circuito flexible y/u otro material de conexión galvánica para permitir las comunicaciones entre los módulos 11. Un alojamiento o placa protectora puede cubrir el puente de datos 17. El puente de datos 17 se conecta de forma segura a uno o más módulos 11. Por ejemplo, los enchufes o conectores acoplados del puente de datos 17 se acoplan con los correspondientes enchufes o conectores acoplados del alojamiento 21 y/o de las tarjetas de circuito 14. Se puede utilizar una conexión de pestillo, grapa, lengüeta y ranura, tornillo y/o perno para sujetar de forma segura el puente de datos 17 en su lugar con los módulos 11.

El puente de datos 17 permite la comunicación entre los módulos. Por ejemplo, el enlace de datos de fibra 16 se proporciona en un módulo 11 y no en otro módulo 11. Se evita el coste de un enlace de datos de fibra 16 en cada módulo 11. En su lugar, los parámetros emitidos por el otro módulo 11 se proporcionan a través del puente de datos 17 al módulo 11 con el enlace de datos de fibra 16. La tarjeta o tarjetas de circuito 14 del módulo 11 con el enlace de datos de fibra 16 enrutan la salida de parámetros al enlace de datos de fibra 16, utilizando el enlace de datos de fibra 16 para informar de los eventos detectados desde más de un módulo 11. En realizaciones alternativas, cada módulo 11 incluye un enlace de datos de fibra 16, por lo que el puente de datos 17 no se proporciona o comunica otra información.

El puente de datos 17 puede conectar otras señales entre los módulos 11. Por ejemplo, el puente de datos 17 incluye un conductor para la alimentación. Alternativamente, un puente diferente suministra energía a los módulos 11 o los módulos 11 se alimentan individualmente. Como otro ejemplo, las señales de reloj y/o sincronización se comunican entre los módulos 11 utilizando el puente de datos 17.

En la realización de la Figura 1, se proporciona un puente de reloj y/o sincronización separado 18. El puente de reloj y/o sincronización 18 es una tarjeta de circuito, cables, circuito flexible y/u otro material de conexión galvánica para permitir la comunicación de señales de reloj y/o sincronización entre los módulos 11. Un alojamiento o placa protectora puede cubrir el puente de reloj y/o sincronización 18. El puente de reloj y/o sincronización 18 se conecta de forma segura a uno o más módulos 11. Por ejemplo, los enchufes o conectores acoplados del puente de reloj y/o sincronización 18 se acoplan con los enchufes o conectores acoplados correspondientes en el alojamiento 21 y/o las tarjetas de circuito 14. Se puede utilizar un pestillo, una grapa, una lengüeta y ranura, un tornillo y/o un perno de conexión para sujetar de forma segura el puente del reloj y/o el puente de sincronización 18 en su lugar con los módulos 11.

El puente de reloj y/o de sincronización 18 puede conectarse con la misma o diferente agrupación de módulos 11 que el puente de datos 17. En la realización mostrada en la Figura 1, el puente de datos 17 se conecta entre pares de módulos 11 y el puente de reloj y/o sincronización 18 se conecta sobre grupos de cuatro módulos 11.

El puente de reloj y/o de sincronización 18 proporciona una señal de reloj común y/o señales de sincronización para sincronizar los relojes de los módulos 11. Uno de los parámetros formados por las tarjetas de circuito 14 de cada módulo 11 es la hora de detección del suceso. La detección Compton se basa en pares de eventos: un evento de dispersión y un evento de captura. La temporización se utiliza para emparejar los eventos de los diferentes detectores 12, 13. La sincronización común permite un emparejamiento preciso cuando el par de eventos se detecta en diferentes módulos 11. En realizaciones alternativas, sólo se utilizan los eventos de dispersión y captura detectados en un mismo módulo 11, por lo que puede no proporcionarse el puente de reloj y/o sincronización 18.

Pueden preverse otros enlaces o puentes entre diferentes módulos 11. Dado que los puentes 17, 18 son desmontables, los módulos individuales 11 pueden retirarse para su mantenimiento, dejando los módulos restantes 11 en el pórtico.

Cada módulo 11 se enfría por aire. Pueden preverse orificios para hacer pasar el aire a través del módulo 11 (es decir, orificios de entrada y salida). Puede haber uno o más deflectores 15 para guiar el aire dentro del módulo 11. El agua, la transferencia conductiva y/u otro tipo de refrigeración pueden proporcionarse alternativa o adicionalmente.

En una realización, la parte superior del módulo en forma de cuña 11 o alojamiento 21 está abierta (es decir, sin cubierta en el lado más alejado de la zona del paciente). Uno o más deflectores 15 se proporcionan a lo largo de los centros de una o más tarjetas de circuito 14 y/o el alojamiento 21. Un ventilador y un intercambiador de calor 20 introducen aire refrigerado o a temperatura ambiente en cada módulo 11, por ejemplo, a lo largo de una mitad del módulo 11 en un lugar alejado del detector de captación 13 (por ejemplo, la parte superior del módulo 11). Los deflectores 15 y/o las tarjetas de circuito 14 guían al menos parte del aire hacia el espacio aéreo entre el detector de dispersión 12 y el detector de captación 13. A continuación, el aire pasa por los deflectores 15 y/o las tarjetas de circuito 14 en otra parte (por ejemplo, otra mitad) del módulo 11 para salir al intercambiador de calor 20. Pueden preverse otras vías de circulación del aire.

El intercambiador de calor y el ventilador 20 se proporcionan para cada módulo individual 11, por lo que pueden estar total o parcialmente dentro del módulo 11. En otras realizaciones, conductos, deflectores u otras estructuras dirigen el aire hacia los módulos múltiples 11. Por ejemplo, grupos de cuatro módulos 11 comparten un intercambiador de calor común y un ventilador 20, que se monta en el pórtico u otro armazón para refrigerar el grupo de módulos 11.

Para formar un sensor Compton, se utilizan uno o varios módulos 11. Por ejemplo, dos o más módulos 11 se colocan en relación con la cama de un paciente o el espacio de captura de imágenes para detectar las emisiones de fotones del paciente. La disposición de un mayor número de módulos 11 puede permitir la detección de un mayor número de emisiones. Utilizando la forma de cuña, los módulos 11 pueden colocarse contra, adyacentes y/o conectados entre sí para formar un arco alrededor del espacio del paciente. El arco puede tener cualquier extensión. Los módulos 11 contactan directamente entre sí o contactan a través de espaciadores o del pórtico con una pequeña separación (por ejemplo, 10 cm o menos) entre los módulos 11.

En un ejemplo, cuatro módulos 11 están colocados juntos, compartiendo un puente de reloj y/o sincronización 18,uno o más puentes de datos 17, y un intercambiador de calor y un ventilador 20. Se proporcionan uno, dos o cuatro enlaces de datos de fibra 16 para el grupo de módulos 11. Múltiples de estos grupos de módulos 11 pueden colocarse separados o adyacentes entre sí para un mismo espacio de paciente.

Debido al enfoque modular, puede utilizarse cualquier número de módulos 11. La fabricación es más eficiente y costosa construyendo Múltiples del mismo componente a pesar del uso de cualquier módulo dado 11 en una disposición diferente a la utilizada para otros de los módulos 11.

Los enlaces de datos de fibra 16 de los módulos 11 o grupos de módulos 11 se conectan al procesador Compton 19. El procesador Compton 19 recibe los valores de los parámetros para los distintos eventos. Utilizando los parámetros de energía y tiempo, se emparejan los sucesos de dispersión y captura. Para cada par, las ubicaciones espaciales y las energías del par de sucesos se utilizan para hallar el ángulo de incidencia del fotón en el detector de dispersión 12. Los pares de eventos se limitan a eventos en el mismo módulo 11 en una realización. En otra realización, los eventos de captura del mismo o de diferentes módulos 11 pueden emparejarse con eventos de dispersión de un módulo 11 dado. Se puede utilizar más de un procesador Compton 19, por ejemplo, para emparejar eventos de diferentes partes de un anillo parcial 40.

Una vez enlazados los eventos emparejados, el procesador Compton 19 u otro procesador puede realizar una tomografía computarizada para reconstruir una distribución en dos o tres dimensiones de las emisiones detectadas. El ángulo o línea de incidencia de cada suceso se utiliza en la reconstrucción.

Las Figuras 4A-6 muestran un ejemplo de disposición de los módulos 11. Los módulos 11 forman un anillo 40 que rodea el espacio del paciente. La Figura 4A muestra cuatro de estos anillos 40 apilados axialmente. La Figura 4B muestra los detectores de dispersión 12 y los correspondientes detectores captadores 13 de los módulos 11 en el anillo 40. La Figura 4C muestra un detalle de una parte del anillo 40. Tres módulos 11 proporcionan los correspondientes pares de detectores de dispersión y captación 12, 13. Pueden utilizarse dimensiones distintas de las indicadas. Se puede utilizar cualquier número de módulos 11 para formar el anillo 40. El anillo 40 rodea completamente el espacio del paciente. Dentro de un alojamiento de un sistema médico de captura de imágenes, el anillo 40 se conecta con un pórtico 50 u otro armazón, como se muestra en la Figura 5. El anillo 40 puede posicionarse para permitir que una cama de paciente 60 mueva a un paciente dentro y/o a través del anillo 40. La Figura 6 muestra un ejemplo de esta configuración.

El anillo puede utilizarse para la captura de imágenes basadas en Compton de las emisiones de un paciente. La Figura 7 muestra un ejemplo de utilización del mismo tipo de módulos 11 pero con una configuración diferente. Se forma un anillo parcial 40. En el anillo 40 hay uno o varios huecos 70. Esto puede permitir utilizar otros componentes en los huecos y/o hacer un sistema menos costoso utilizando menos módulos 11.

La Figura 8 muestra otra configuración de los módulos 11. El anillo 40 es un anillo completo. Los anillos parciales adicionales 80 se apilan axialmente con respecto a la cama 60 o al espacio del paciente, ampliando la extensión axial de las emisiones detectadas. Los anillos parciales 80 están en una distribución de cada dos o cada grupo de N módulos 11 (por ejemplo, N=4) en lugar de los dos huecos 70 del anillo parcial 40 de la Figura 7. Los anillos adicionales pueden ser anillos completos. El anillo completo 40 puede ser un anillo parcial 80. Los diferentes anillos 40 y/o anillos parciales 80 se apilan axialmente con poca o ninguna separación (por ejemplo, menos de 1/2 de la extensión axial de un módulo 11). Se puede proporcionar un espaciado más amplio, como tener un espacio de más de la extensión axial de un módulo 11.

La Figura 9 muestra otra configuración de los módulos 11. Un módulo 11 o un único grupo de módulos 11 se coloca junto al espacio del paciente o la cama 60. Se pueden proporcionar múltiples módulos individuales 11 separados entre sí o grupos (por ejemplo, un grupo de cuatro) en diferentes ubicaciones en relación con la cama 60 y/o el espacio del paciente.

En cualquiera de las configuraciones, los módulos 11 se mantienen en posición mediante su fijación a un pórtico, pórticos y/u otra estructura. La sujeción es liberable, por ejemplo, mediante pernos o tornillos. El número deseado de módulos 11 se utiliza para ensamblar la configuración deseada para un determinado sistema médico de captura de imágenes. Los módulos reunidos 11 se montan en el sistema médico de captura de imágenes, definiendo o en relación con el espacio del paciente. El resultado es un sensor Compton para la captura de imágenes del paciente.

La cama 60 puede mover al paciente para escanear diferentes partes del paciente en diferentes momentos. Alternativa o adicionalmente, el pórtico 50 desplaza los módulos 11 que forman el sensor Compton. El pórtico 50 se desplaza axialmente a lo largo del espacio del paciente y/o hace girar el sensor Compton alrededor del espacio del paciente (es decir, girando alrededor del eje longitudinal de la cama 60 y/o del paciente). Pueden preverse otras rotaciones y/o traslaciones, como la rotación de los módulos 11 alrededor de un eje no paralelo al eje longitudinal de la cama 60 o del paciente. Pueden proporcionarse combinaciones de diferentes traslaciones y/o rotaciones.

El sistema médico de captura de imágenes con el sensor Compton se utiliza como sistema de captura de imágenes autónomo. La detección Compton se utiliza para medir la distribución del radiofármaco en el paciente. Por ejemplo, el anillo completo 40, el anillo parcial 40 y/o los anillos apilados axialmente 40, 80 se utilizan como sistema de captura de imágenes basado en Compton.

En otras realizaciones, el sistema médico de captura de imágenes es un sistema de captura de imágenes multimodal. El sensor Compton formado por los módulos 11 es una modalidad, y también se proporciona otra modalidad. Por ejemplo, la otra modalidad es una tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT), una PET, una CT o un sistema de captura de imágenes por RM. El anillo completo 40, el anillo parcial 40, los anillos apilados axialmente 40,80, y/o el módulo singular 11 o el grupo de módulos 11 se combinan con los sensores para el otro tipo de captura de imágenes médicas. El sensor Compton puede compartir una cama 60 con la otra modalidad, tal como estar posicionado a lo largo de un eje largo de la cama 60 donde la cama posiciona al paciente en el sensor Compton en una dirección y en la otra modalidad en la otra dirección.

El sensor Compton puede compartir un alojamiento exterior con la otra modalidad. Por ejemplo, el anillo completo 40, el anillo parcial 40, los anillos apilados axialmente 40,80, y/o el módulo singular 11 o el grupo de módulos 11 están dispuestos dentro de un mismo alojamiento del sistema de captura de imágenes para el sensor o sensores de la otra modalidad. La cama 60 coloca al paciente dentro del alojamiento del sistema de captura de imágenes en relación con el sensor deseado. El sensor Compton puede colocarse adyacente a los otros sensores axialmente y/o en un hueco en una misma ubicación axial. En una realización, el anillo parcial 40 se utiliza en un sistema de tomografía computarizada. El pórtico que sostiene la fuente de rayos X y el detector de rayos X también sostiene los módulos 11 del anillo parcial 40. La fuente de rayos X se encuentra en un hueco 70 y el detector en otro hueco 70. En otra realización, el módulo único 11 o una distribución dispersa de módulos 11 se conecta con un pórtico de un sistema SPECT. El módulo 11 se coloca junto a la cámara gamma, de modo que el pórtico de la cámara gamma mueve el módulo 11. Alternativamente, puede colocarse un colimador entre los módulos 11 y el paciente o entre los detectores de dispersión y de captura 12,13, permitiendo que los detectores dispersores y/o captadores 12,13 de los módulos 11 se utilicen para la detección de eventos fotoeléctricos para la captura de imágenes SPECT en lugar de o además de la detección de eventos Compton.

La segmentación basada en módulos del sensor Compton permite utilizar el mismo diseño de módulos 11 en cualquier configuración diferente. Por lo tanto, se puede utilizar un número diferente de módulos 11, posición de los módulos y/o configuración de los módulos 11 para diferentes sistemas médicos de captura de imágenes. Por ejemplo, se proporciona una disposición para su uso con un tipo de sistema de TC y se utiliza una disposición diferente (por ejemplo, número y/o posición de los módulos 11) para un tipo diferente de sistema de TC.

La segmentación por módulos del sensor Compton permite un mantenimiento más eficaz y costoso. En lugar de sustituir un sensor Compton completo, cualquier módulo 11 puede desconectarse y repararse o sustituirse. Los módulos 11 pueden conectarse y desconectarse individualmente entre sí y/o del pórtico 50. Se eliminan los puentes y, a continuación, el módulo 11 se retira del sistema médico de captura de imágenes, mientras que los demás módulos 11 permanecen. Es más barato sustituir un módulo individual 11. La cantidad de tiempo de servicio puede reducirse. Los componentes individuales de un módulo de detección 11 pueden sustituirse fácilmente, por ejemplo, sustituyendo un detector de dispersión o de captación 12, 13 dejando el otro. Los módulos 11 pueden configurarse para operar con diferentes radioisótopos (es decir, diferentes energías) utilizando los correspondientes detectores 12, 13.

Las Figuras 11-15 muestran realizaciones donde los módulos 11 incluyen selectivamente una apertura física para la detección SPECT utilizando el efecto fotoeléctrico. Los módulos pueden incluir selectivamente un detector de dispersión para la detección Compton. Los módulos pueden utilizarse tanto para la detección Compton como para la detección fotoeléctrica. Un sistema médico de captura de imágenes multimodal se forma a partir de uno o varios de los módulos. Las disposiciones y componentes de los módulos 11 comentados para las Figuras 1-9 pueden utilizarse para los módulos 11 con la apertura física.

Los módulos de detección segmentados 11 pueden utilizarse para formar una cámara multimodal multicapa de tipo cúpula geodésica. La cámara está segmentada en módulos que alojan las unidades de detección. Cada módulo 11 es independiente, y cuando se ensamblan en un anillo, anillo parcial u otra configuración, los módulos 11 pueden comunicarse entre sí. Cada módulo 11 incluye una capa interior en forma de carcasa, denominada capa de dispersión, y una capa exterior en forma de carcasa, denominada capa captadora. Cuando se utiliza el módulo múltiple 11, los módulos pueden rodear al menos parcialmente el objeto de captura de imágenes.

La Figura 16 muestra una realización de un sistema médico de captura de imágenes donde los módulos 11 no incluyen el detector de dispersión, por lo que permite la creación modular de una cámara SPECT utilizando la apertura física y un detector. La Figura 15 muestra una realización de un sistema médico de captura de imágenes en el que los módulos 11 incluyen el detector de dispersión, lo que permite la creación modular de una cámara Compton utilizando el detector de dispersión. Los módulos 11 de la Figura 15 pueden incluir la apertura física, por lo que funcionan tanto como cámara Compton como cámara SPECT. En función de las energías deseadas para la obtención de imágenes de un sistema determinado, el módulo base con el detector de captación puede estar equipado con el detector de dispersión (por ejemplo, energías más altas) o con las aberturas físicas (por ejemplo, energías más bajas).

La Figura 11 ilustra la estructura del detector de un módulo 11 en el que tanto la apertura física 110 como el detector de dispersión 12 están seleccionados e incluidos en el mismo módulo 11. El módulo 11 incluye el detector de dispersión 12 y el detector de captación 13. El detector de dispersión 12 y/o el detector de captación 13 son detectores de estado sólido, por lo que el módulo 11 es un módulo detector de estado sólido. Se proporciona un soporte, bastidor, grapas u otra estructura mecánica para posicionar el detector de dispersión 12 dentro del módulo 11 donde se ha seleccionado incluir el detector de dispersión 12. La posición puede estar a una distancia determinada del detector de captación 13 o puede ser ajustable en el montaje o después del montaje. Pueden proporcionarse estructuras mecánicas para las posiciones de captadores adicionales y/o detectores de dispersión en el módulo 11, de modo que el diseñador de un sistema de captura de imágenes dado pueda seleccionar el número de captadores y/o capas de dispersión a incluir.

Pueden proporcionarse detectores de captación o dispersión adicionales 12, 13, como la superposición de detectores 12, 13 en paralelo normal a una radial desde el espacio del paciente (por ejemplo, a lo largo del eje de rotación en la Figura 11). Cualquier emisión que pase a través de un detector de captación 13 puede interactuar en otro detector de captación 13. Del mismo modo, los detectores intermedios pueden operar como detectores de dispersión 12 debido a una emisión que pasa a través del detector de dispersión inicial 12. Los detectores intermedios pueden tener la misma estructura que el detector de dispersión 12 o el detector de captación 13, pero operar como detectores de dispersión y/o de captación 12,13. Uno de los detectores de dispersión 12 genera fotones de dispersión Compton, que son captados por una de las capas captadoras posteriores 13.

Los módulos 11 son independientes, pero pueden ensamblarse en una unidad que produzca imágenes de formación de imágenes multimodales. Los módulos 11 permiten la libertad de diseño en la forma para cambiar el radio de cada unidad de detección radial, la envergadura angular de un módulo 11, y/o la envergadura axial. Las dimensiones y la posición de los módulos 11 en relación con el espacio del paciente pueden modificarse según sea necesario, por ejemplo, utilizando un alojamiento diferente.

Puede utilizarse cualquiera de las formas descritas para las Figuras 1-9. Por ejemplo, la Figura 1 muestra módulos 11 con cuatro lados en sección transversal ortogonal a una radial desde el espacio del paciente. En una realización, los módulos 11 tienen tres, cinco, seis o más lados en sección transversal ortogonal a un radial del espacio del paciente. La Figura 11 muestra un módulo 11 de seis caras. Cuando se van a utilizar varios módulos 11 juntos, todos los módulos tienen el mismo número de lados. Alternativamente, se utilizan juntos diferentes módulos 11 con un número diferente de lados, como una combinación de módulos 11 con cinco y seis lados.

Los módulos de tres, cinco o seis lados tienen una sección transversal ortogonal más estrecha cerca del espacio del paciente que la sección transversal ortogonal más alejada del espacio del paciente, lo que permite un domo geodésico. Los módulos 11 pueden colocarse formando una esfera o un domo geodésico. Para cualquier sistema de captura de imágenes, no se utiliza un domo completo. Dos o más módulos 11 pueden colocarse para formar parte de un domo geodésico. En otras realizaciones, los módulos 11 no tienen forma de esfera o domo geodésico; por ejemplo, los módulos 11 de la figura 1 tienen forma de anillo o cilindro.

Los módulos 11 son cilíndricos simétricos. El extremo más estrecho de cada uno de los módulos 11 es el más cercano al espacio del paciente del sistema médico de captura de imágenes. Un extremo más ancho de cada uno de los módulos 11 está más alejado o alejado del espacio del paciente. El detector de dispersión 12 es más estrecho y tiene menos superficie que el detector de captación 13.

Cuando los módulos 11 incluyen detectores de dispersión y de captura de imágenes 12, 13, se pueden obtener imágenes basadas en Compton. Para detectar eventos utilizando el efecto fotoeléctrico para SPECT, se incluye una apertura física 110 en el módulo 11. La apertura física 110 es una placa o lámina de material. La apertura física 110 es de cualquier material que sea opaco a la energía más baja (por ejemplo, a aproximadamente 140,5 keV o menos), como el plomo o el tungsteno. Puede utilizarse cualquier grosor, por ejemplo, de 0,5 a 5 mm (por ejemplo, de 1 a 3 mm). El grosor se elige para permitir que pasen todas o algunas emisiones o fotones de mayor energía (por ejemplo, "140,5 keV) para la detección Compton.

La apertura física 110 está situada entre la posición del detector de dispersión 12 y el detector de captación 13. Cuando se proporcionan detectores intermedios, la apertura física 110 puede estar entre cualquiera de las capas del detector. La apertura codificada puede estar adyacente al detector de captación 13, por ejemplo, a menos de 1 cm (por ejemplo, a menos de 5 mm), o más alejada del detector de captación 13. En realizaciones alternativas, la apertura física 110 se coloca delante (es decir, más cerca del espacio del paciente) de la posición para el detector de dispersión 12.

Se proporciona un soporte, bastidor, grapas u otra estructura mecánica para posicionar la apertura física 110 dentro del módulo 11 donde se ha seleccionado incluir la apertura física 110. La posición puede estar a una distancia determinada del detector de captación 13 o puede ser ajustable en el montaje o después del montaje.

La apertura física 110 es ortogonal a la radial desde el espacio del paciente, por lo que es paralela a los detectores 12,13. Alternativamente, la apertura física 110 no es paralela a uno o ambos detectores 12, 13 y/o no es ortogonal a la radial del espacio del paciente. El radial se muestra en la Figura 11 como eje de rotación.

La apertura física 110 tiene la misma forma que los detectores 12, 13. Por ejemplo y como se muestra en la Figura 11, la apertura física 110 y los detectores 12, 13 tienen seis lados. La apertura física 110 puede tener una forma de circunferencia exterior diferente a la de uno o ambos detectores 12, 13.

La apertura física 110 es una apertura codificada. Se han previsto orificios de forma regular o variable para proyectar una sombra sobre el detector de captación 13. Los agujeros son de la misma o de diferentes formas y/o tamaños. Los orificios son de tamaño suficiente para que las emisiones desde distintos ángulos (por ejemplo, de 0 a 40 grados con respecto a la ortogonal de la apertura física 11) puedan pasar a través de un orificio. La codificación en los orificios de la apertura provoca sombras superpuestas en el detector de captación 13 al ser iluminado desde una fuente (por ejemplo, el paciente). La codificación de las sombras puede utilizarse como máscara en la reconstrucción para deconvolver una imagen. En realizaciones alternativas, la apertura física 110 es un colimador de orificio paralelo (por ejemplo, sólo las emisiones de 0-1 grado de ortogonal pasan a través de un orificio).

Para reducir el ruido, el tamaño de la fuente y/o los problemas de dispersión, la apertura codificada es una apertura codificada en el tiempo. En una realización, la apertura física 110 gira alrededor de un eje central (por ejemplo, radial desde el espacio del paciente). La codificación en la sombra se desplaza o cambia para detectar en diferentes momentos. Las detecciones procedentes de diferentes posiciones de la abertura codificada 110 en relación con el detector de captación 13 se utilizan para reducir el ruido y/o distinguir las emisiones de fondo de las emisiones procedentes del paciente. La apertura codificada en el tiempo cerca del detector de captación 13 gira alrededor del eje de rotación para mejorar la calidad de la imagen y aumentar el campo de visión. En otras realizaciones, la apertura física 110 se traduce en lugar o además de girar. La traslación desplaza la posición de la apertura física 110 con respecto al detector de captación 13 dentro del módulo 11. Pueden utilizarse otras codificaciones horarias.

En una realización, la apertura física 110 se coloca en relación con el detector de captación para proyectar la sombra en una región central 112 del detector de captación 13 y no en una región exterior 114 del detector de captación 13. Por ejemplo, la apertura física 110 tiene un área igual o similar (por ejemplo, dentro del 10%) que el detector de dispersión 12 y un área menor que el detector de captación 13. Debido a la dispersión en la detección Compton, es más probable que los fotones detectados por la capa captadora para el efecto Compton se alejen del centro del detector de captación 13. Debido a la dispersión en la detección Compton, es más probable que los fotones detectados por la capa captadora para el efecto Compton se alejen del centro del detector de captación 13. La región central 112 registra los fotones dispersados Compton, así como los eventos fotoeléctricos que no interactúan con los detectores internos. La región externa 114 registra sólo o principalmente eventos de dispersión Compton del detector de dispersión interno 12 u otros detectores de dispersión 12.

La estructura real del detector de captación 13 puede ser uniforme o la misma tanto para la región central 112 como para la región exterior 114, pero puede tener diferente tamaño de píxel, grosor y/u otras características para las diferentes regiones 112,114. Las lecturas del detector de captación 13 pueden limitarse a una o ambas regiones 112, 114 en función del tipo de captura de imágenes realizada. Alternativamente, se utiliza una estructura diferente, o la detección en todo el detector de captura de imágenes 13 se utiliza independientemente del tipo de captura de imágenes. Cuando los módulos 11 están dispuestos para comunicarse, los eventos Compton de un módulo 11 pueden detectarse con cualquiera de las regiones 112, 114 de otro módulo 11.

El procesador de imágenes 19 está configurado para detectar emisiones con un efecto fotoeléctrico utilizando la apertura física 110 y el detector de captación 13 y para detectar emisiones con un efecto Compton utilizando el detector de dispersión 12 y el detector de captación 13. Los eventos detectados emitidos por las tarjetas de circuito 14 son utilizados por el procesador de imágenes 19 para la captura de imágenes SPECT o Compton. Para SPECT, la apertura codificada o codificada en el tiempo se utiliza sin eventos del detector de dispersión 12. Los fotones con energías iguales o inferiores a 140,5 keV se detectan mediante el efecto fotoeléctrico. Para la dispersión Compton, el detector de dispersión 12 y el detector de captación 13 se utilizan sin la sombra de la apertura física 110. Los fotones con energías de un orden de magnitud superior (por ejemplo, 1450 keV o más) se detectan mediante el efecto Compton. Los mismos módulos 11 y el procesador de imágenes 19 se utilizan tanto para la captura de imágenes fotoeléctricas como para la captura de imágenes Compton.

Para la detección Compton, los eventos de los detectores de dispersión y de captación 12,13 se emparejan y se utilizan para determinar los ángulos de incidencia de los eventos Compton en uno o más módulos 11. Los fotones pueden interactuar primero en la(s) capa(s) de dispersión por dispersión Compton y después en la capa captadora por efecto fotoeléctrico. Estos fotones activan tanto la(s) capa(s) dispersora(s) como la capa receptora y depositan toda su energía en todas las capas (suceso multicapa). Debido a la dispersión, más de la mitad o la mayoría de los eventos detectados en el detector de captación 13 se encuentran en la región exterior 114. Los eventos de interacción de fotones se detectan principalmente (más de la mitad o la mayoría) en la región exterior 114. La reconstrucción Compton se utiliza para determinar la dirección correcta de la fuente conociendo (estimando) la cinemática Compton basada en la posición medida (x,y,z) y la energía (E) para eventos emparejados.

Para la detección fotoeléctrica (es decir, la captura de imágenes SPECT), se cuentan los eventos fotoeléctricos del detector de captura 13. Se utilizan las aberturas físicas 110 y el detector de captación 13 de los módulos 11. Los fotones sólo pueden interactuar en la capa de captación por efecto fotoeléctrico. Los fotones de baja energía pueden no activar la capa de dispersión y depositar toda su energía en la capa de captación (evento de capa única). Dado que no se utiliza la dispersión, los eventos fotoeléctricos se cuentan a partir de la región central 112 y no de la región exterior 114 del detector de captación 13. Los sucesos de la región exterior 114 pueden utilizarse como medidas de fondo.

Una apertura codificada en el tiempo puede girar alrededor del eje del módulo 11 y se utiliza para determinar la dirección de la fuente codificada. La apertura codificada en el tiempo puede reducir el fondo (por ejemplo, la dispersión, los fotones de mayor energía emitidos por la fuente, etc.).

El procesador de imágenes 19 está configurado para generar una imagen SPECT. Los recuentos y las posiciones en el detector de captación 13 (es decir, las posiciones que indican las líneas de respuesta) se utilizan para reconstruir una representación bidimensional o tridimensional del paciente. Se representan las ubicaciones de las emisiones. El procesador de imágenes 19 está configurado para generar una imagen Compton a partir de los eventos Compton. Se reconstruye una representación bidimensional o tridimensional a partir de los eventos de dispersión Compton y los ángulos estimados correspondientes. Para una representación tridimensional del objeto o espacio de imagen, una imagen bidimensional puede renderizarse tridimensionalmente a partir de la representación.

La pantalla 22 es un CRT, LCD, proyector, impresora u otra pantalla. La pantalla 22 está configurada para mostrar la imagen SPECT y/o la imagen Compton. La imagen o imágenes se almacenan en una memoria intermedia del plano de visualización y se leen en la pantalla 22. Las imágenes pueden mostrarse por separado o combinadas, como la imagen Compton superpuesta o adyacente a la imagen SPECT.

Las Figuras 12-16 muestran sistemas médicos de captura de imágenes formados por dos o más módulos 11. La forma de los módulos detectores de estado sólido 11 permite que los módulos 11 se apilen juntos con o sin contacto directo para formar parte de un domo geodésico. Los módulos 11 pueden combinarse para formar una cámara SPECT-Compton 3D de tipo cúpula geodésica. Las Figuras 12-16 muestran diferentes realizaciones del mismo concepto con 18, 34, 54, 3 y 3 módulos, respectivamente.

La Figura 12 muestra los módulos 11 utilizados para formar un anillo completo 120. En función del radio del anillo y del tamaño de los módulos 11, dieciocho módulos 11 forman el anillo completo 120. Pueden utilizarse más o menos módulos 11 para formar el anillo completo 120. En su lugar, pueden formarse uno o varios anillos parciales.

La Figura 13 muestra los módulos 11 utilizados para formar dos anillos completos 130, 132. Los dos anillos 130, 132 se cruzan, por lo que comparten dos de los módulos 134. Uno de los anillos 130 está a 90 grados con respecto al otro anillo 132. En función del número de lados y/o de la forma de los módulos 134, pueden preverse otros ángulos. En el ejemplo de la Figura 13, treinta y cuatro módulos 11 forman los dos anillos 130, 132. Pueden utilizarse otros números de módulos 11. Uno o ambos anillos 130, 132 pueden ser anillos parciales. Los anillos 130, 132 están separados, pero se cruzan. En otras realizaciones, los anillos 130,132 no se cruzan y están espaciados entre sí en planos paralelos o no paralelos. Pueden incluirse anillos adicionales.

Los anillos 130, 132 se mantienen en su sitio o inmóviles. En otras realizaciones, los anillos 130, 132 se conectan a bisagras o a un eje giratorio. Los anillos 130,132 pivotan alrededor de un eje común, tal como un eje a través de los dos módulos compartidos 134. Se puede proporcionar traslación y/o rotación de ambos anillos 130, 132 o de cada anillo 130, 132 independientemente.

La Figura 14 muestra los módulos 11 utilizados para formar tres anillos en una parte más grande de un domo geodésico 140 en comparación con las Figuras 12 y 13. Con los módulos segmentados 11 se forma parte de una envoltura esférica. Los tres anillos son axialmente adyacentes entre sí con poca (por ejemplo, menos de 1/2 ancho de un módulo 11) o ninguna separación. Los anillos pueden estar en contacto directo entre sí y/o montados en un mismo pórtico o armazón. Se muestran tres anillos completos, pero uno o más anillos pueden ser parciales. Pueden utilizarse dos, cuatro o más anillos. En el ejemplo de la Figura 14, se utilizan cincuenta y cuatro módulos 11 para los tres anillos, pero puede utilizarse un número mayor o menor de módulos 11.

La Figura 15 muestra tres módulos 11 colocados en relación con la cama del paciente 60. Pueden utilizarse uno, dos, cuatro o más módulos 11. Los módulos 11 están separados entre sí por una o más anchos de módulo, pero puede utilizarse una separación menor o una colocación adyacente. Los módulos 11 pueden conectarse con otra modalidad, como una cámara SPECT dedicada. Los módulos 11 se conectan con un pórtico para permitir la rotación alrededor y/o la traslación (por ejemplo, transaxialmente) a lo largo de un paciente. Alternativa o adicionalmente, la cama 60 desplaza al paciente con respecto a los módulos 11.

La Figura 16 muestra la disposición de tres módulos de la Figura 15 utilizando un tipo diferente de módulo 160. El detector de dispersión 12 se retira, lo que permite que los módulos 160 sean menos altos o tengan una extensión menor a lo largo del radial desde el espacio del paciente. Puede utilizarse la misma altura, por ejemplo, utilizando los mismos alojamientos, pero sin el detector de dispersión 12. No se proporciona captura de imágenes Compton, por lo que los módulos 160 utilizan la apertura física 110 con uno o más detectores de captación 13. El detector de captación 13 funciona con la apertura codificada en el tiempo 110 para la obtención de imágenes SPECT o basadas en el efecto fotoeléctrico. El detector de captación 13 absorbe fotones por efecto fotoeléctrico. La apertura codificada en el tiempo 110 cerca de la capa de captación puede girar alrededor del eje de rotación para mejorar la calidad de la imagen. La apertura codificada también puede moverse en el plano del detector XY (lateralmente) para aumentar el campo de visión. Pueden utilizarse otras disposiciones de los módulos 160 para la captura de imágenes SPECT, como las disposiciones de las Figuras 12 14. Puede utilizarse un único módulo 160. Se pueden utilizar menos o más módulos construidos en cualquiera de las diferentes configuraciones.

La Figura 10 muestra una realización de un diagrama de flujo de un método para formar, utilizar y reparar una cámara seleccionable para ser una cámara Compton, una cámara SPECT o ambas. La cámara se forma en un enfoque segmentado. En lugar de ensamblar a mano toda la cámara en su lugar, uno o más detectores de captación se colocan uno respecto al otro para formar una configuración deseada de la cámara. Los detectores de captación están dispuestos para ser utilizados para energías de emisión relativamente más bajas con una apertura codificada y para ser utilizados para energías de emisión relativamente más altas con un detector de dispersión. Este enfoque seleccionable y segmentado puede permitir diferentes configuraciones utilizando las mismas piezas, facilidad de montaje, facilidad de reparación y/o integración con otras modalidades de captura de imágenes.

Otras realizaciones forman una combinación de una cámara Compton y una cámara SPECT en la que tanto el detector de dispersión como las aberturas codificadas se seleccionan para ser utilizados en una misma cámara con el detector de captación. Se utiliza el módulo segmentado 11 de la Figura 11. Los módulos 160 de la Figura 16 pueden utilizarse para formar una cámara SPECT sin incluir el detector de dispersión. Los módulos 11 de la Figura 11 pueden utilizarse para formar una cámara Compton sin las aberturas codificadas.

El método puede ser implementado por el sistema de la Figura 1 para ensamblar un sensor Compton como se muestra en cualquiera de las Figuras 4-9. El método puede ser implementado por el sistema de la Figura 11 para ensamblar un sensor Compton como se muestra en cualquiera de las Figuras 12-16. Pueden utilizarse otros sistemas, módulos y/o sensores Compton configurados.

Los actos se realizan en el orden indicado (es decir, de arriba abajo o numéricamente) o en otros órdenes. Por ejemplo, la acción 108 puede realizarse como parte de la acción 104.

Pueden proporcionarse actos adicionales, diferentes o menos numerosos. Por ejemplo, los actos 102 y 104 se proporcionan para ensamblar la cámara Compton sin realizar los actos 106 y 108. Como otro ejemplo, el acto 106 se realiza sin otros actos.

En el acto 102, los detectores de captación se alojan en alojamientos separados. Se ensamblan módulos en los que cada uno incluye un detector de captación. Una máquina y/o una persona fabrican los alojamientos. Sólo puede utilizarse un alojamiento y el módulo correspondiente.

Los módulos están conformados de forma que se empalmen cuando los pares de detectores de dispersión y de captación de los distintos alojamientos no sean planos. Por ejemplo, una forma de cuña y / o posicionamiento se proporciona de manera que el detector de pares de un arco, tal como se muestra en la Figura 4^c. La forma permite y/o fuerza la forma de arco cuando los módulos se colocan unos contra otros.

Para la cámara Compton-SPECT (por ejemplo, Figura 11), el detector de dispersión, la apertura codificada y el detector de captación están alojados en un alojamiento. Los alojamientos y los módulos correspondientes tienen cualquier forma, como por ejemplo estar conformados para formar parte o formar parte de un domo geodésico. El alojamiento incluye selectivamente uno o ambos de los detectores de dispersión y la abertura codificada. Dependiendo del diseño y/o de los requisitos de energía de emisión, puede utilizarse el mismo alojamiento con posiciones tanto para el detector de dispersión como para la abertura codificada, incluso cuando sólo se coloque o instale uno de los detectores de dispersión o de la apertura codificada. Alternativamente, se utilizan diferentes alojamientos en función del detector de dispersión y/o de la abertura codificada que deban incluirse.

En el acto 104, los alojamientos están empalmados. Una persona o una máquina ensambla el sensor Compton a partir de los alojamientos. Al apilar los alojamientos adyacentes entre sí con contacto directo o mediante espaciadores, pórtico o armazón, los alojamientos adosados forman el arco. Un anillo completo o parcial se forma alrededor de un espacio del paciente y lo define, al menos en parte. Basándose en el diseño de la cámara Compton, la cámara SPECT o la cámara Compton-SPECT, cualquier número de alojamientos con los correspondientes pares de detectores de dispersión y de captación se colocan juntos para formar una cámara. Puede utilizarse un único alojamiento.

Los alojamientos pueden acoplarse como parte de un sistema multimodal o para crear un único sistema de captura de imágenes. Para un sistema multimodal, los alojamientos se colocan en un mismo alojamiento exterior y/o en relación con una misma cama que los sensores para la otra modalidad, como SPECT, PET, CT o sistema de captura de imágenes MR. Para el alojamiento de la cámara Compton y de los sensores de la otra modalidad puede utilizarse el mismo pórtico o estructura de soporte, o uno diferente. En las realizaciones de las Figuras 11-15, los módulos proporcionan la multimodalidad al disponer tanto de una cámara Compton como del sistema de captura de imágenes SPECT.

La configuración o el diseño de la cámara Compton define el número y/o la posición de los alojamientos. Una vez empalmados, los alojamientos pueden conectarse para las comunicaciones, por ejemplo, mediante uno o varios puentes. Los alojamientos pueden estar conectados con otros componentes, como un sistema de refrigeración por aire y/o un procesador Compton.

En el acto 106, la cámara Compton montada detecta las emisiones. Un determinado fotón emitido interactúa con el detector de dispersión. El resultado es la dispersión de otro fotón en un ángulo determinado desde la línea de incidencia del fotón emitido. Este fotón secundario tiene una energía menor. El fotón secundario es detectado por el detector de captación. En función de la energía y el momento del evento de dispersión detectado y del evento de captación, los eventos se emparejan. Las posiciones y energías de los sucesos emparejados proporcionan una línea entre los detectores y un ángulo de dispersión. Como resultado, se determina la línea de incidencia del fotón emitido.

Para aumentar la probabilidad de detectar el fotón secundario, los eventos de captación de un alojamiento pueden emparejarse con los eventos de dispersión de otro alojamiento. Debido a los ángulos, la dispersión de un detector de dispersión puede incidir en el detector de captación emparejado del mismo alojamiento o en un detector de captación de otro alojamiento. Si los alojamientos están abiertos en la región del detector y/o se utilizan materiales de baja atenuación de fotones, se puede detectar un mayor número de eventos Compton.

Los eventos detectados se cuentan o recogen. Las líneas de respuesta o líneas a lo largo de las cuales se producen los distintos sucesos Compton se utilizan en la reconstrucción. La distribución en tres dimensiones de las emisiones del paciente puede reconstruirse basándose en la detección Compton. La reconstrucción no necesita colimador, ya que la detección Compton tiene en cuenta o proporciona el ángulo de incidencia del fotón emitido.

Utilizando los módulos Compton-SPECT 11 de la Figura 11, los módulos también pueden utilizarse para detectar emisiones como eventos fotoeléctricos. Las emisiones de menor energía pasan por el detector de dispersión. Estas emisiones pueden pasar a través de los orificios de la abertura codificada o ser bloqueadas por la apertura codificada. El detector de captación detecta al menos algunas de las emisiones que pasan por los orificios de la apertura codificada. Dependiendo de la selección para incluir el detector de dispersión y la apertura codificada, o ambos, se detectan emisiones a energías relativamente más bajas y/o más altas.

Los eventos detectados se utilizan para reconstruir las localizaciones del radioisótopo. Se generan imágenes Compton y/o fotoeléctricas a partir de los sucesos detectados y la correspondiente información de línea de los sucesos.

En el acto 108, una persona o una máquina (por ejemplo, un robot) retira uno de los alojamientos. Cuando uno de los detectores o de los componentes electrónicos asociados de un alojamiento falla o debe sustituirse para detectar a energías diferentes, el alojamiento puede desmontarse. Los demás alojamientos se dejan en el sistema médico de captura de imágenes. Esto permite reparar y/o sustituir más fácilmente el alojamiento y/o los detectores sin el costo de un mayor desensamblaje y/o sustitución de toda la cámara Compton.

Aunque la invención se ha descrito anteriormente haciendo referencia a diversas realizaciones, debe entenderse que pueden efectuarse muchos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención. Por lo tanto, se pretende que la descripción detallada anterior se considere ilustrativa y no limitativa, y que se entienda que son las reivindicaciones siguientes las que pretenden definir el alcance de esta invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema médico de captura de imágenes multimodal que comprende:

un primer módulo (11) que tiene un primer detector de captación (13), una posición para un primer detector de dispersión (12) espaciado del detector de captación (13), y una posición para una primera apertura física (110) entre un espacio del paciente y el primer detector de captación (13); y

un procesador de imágenes (19) configurado para determinar los ángulos de incidencia de los sucesos Compton cuando el primer detector de dispersión (12) esté incluido en el primer módulo (11) y para contar los sucesos fotoeléctricos cuando la primera apertura física (110) esté incluida en el primer módulo (11);

en la que la primera apertura física (110) se encuentra en la posición de la primera apertura física (110) y la primera apertura física (110) comprende una apertura codificada (110) de plomo o tungsteno, en donde la apertura codificada (110) comprende una apertura codificada en el tiempo (110) giratoria alrededor de un eje y/o desplazable en un plano perpendicular al eje para proyectar sombras con diferentes posiciones sobre el primer detector de captación (13).

2. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 1, en donde la primera apertura física (110) está en la posición de la primera apertura física (110) y el primer detector de captación (13) y la primera apertura física (110) son paralelos, teniendo la primera apertura física (110) una sombra sobre el primer detector de captación (13) en una región central del primer detector de captación (13) y no una región exterior del primer detector de captación (13), y en donde el procesador de imágenes (19) está configurado para contar los eventos fotoeléctricos de la región central y no de la región exterior y para determinar los ángulos de incidencia para los eventos Compton con eventos de interacción de fotones principalmente de la región exterior.

3. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 1 comprende además un segundo módulo (11) que tiene un segundo detector de captación(13) con posiciones para un segundo detector de dispersión (12) y una segunda apertura física (110); y

en donde el primero y segundo módulos (11) son de tres, cinco o seis lados en sección transversal ortogonal a un radial de un espacio del paciente.

4. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 3, en donde el primero y segundo módulos (11) son cilíndricamente simétricos, un extremo más estrecho de cada uno del primero y segundo módulos (11) está más cerca de un espacio del paciente del sistema médico de captura de imágenes, un extremo más ancho de cada uno del primero y segundo módulos (11) está más lejos del espacio del paciente.

5. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 1, en donde el primer módulo (11) comprende además tarjetas de circuito ortogonales al primer detector de captación (13), circuitos integrados de aplicación específica con el primer detector de captación (13), circuitos flexibles que conectan los circuitos integrados de aplicación específica a las tarjetas de circuito, y posiciones para una o más capas adicionales de captación y/o dispersión entre la primera capa de captación y la primera capa de dispersión.

6. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 1, en donde el primer módulo (11) forma parte de un anillo (120) o anillo parcial alrededor de un espacio del paciente del sistema médico de captura de imágenes.

7. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 6, que comprende además módulos adicionales (11) para el anillo (130) o anillo parcial y para otro anillo (132) o anillo parcial que se cruza con el anillo o anillo parcial en dos de los módulos adicionales (134).

8. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 7, en donde el anillo (130) o anillo parcial y el otro anillo (132) o anillo parcial están separados 90 grados.

9. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 6 comprende además un anillo o anillo parcial adicional de módulos (11) axialmente adyacente al anillo o anillo parcial con el primer módulo (11), el anillo o anillo parcial adicional y el anillo o anillo parcial formando parte (140) de un domo geodésico.

10. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 1, en donde el primer detector de dispersión (12) está en la posición del primer detector de dispersión (12) en el módulo (11), la primera apertura física (110) está en la posición de la primera apertura física (110) en el módulo (11), y en donde el procesador de imágenes (19) está configurado para generar una imagen de tomografía computarizada por emisión de fotón único a partir del recuento y una imagen Compton a partir de los eventos Compton, y comprende además una pantalla configurada para mostrar la imagen de tomografía computarizada por emisión de fotón único y la imagen Compton.

11. El sistema médico de captura de imágenes multimodal de la reivindicación 1, en donde el primer detector de dispersión (12) está incluido en el primer módulo (11) en la posición para el primer detector de dispersión (12) en donde deben detectarse energías relativamente más altas y en donde la primera apertura física (110) está incluida en el primer módulo (11) en la posición para la primera apertura física (110) en donde deben detectarse energías relativamente más bajas.

12. Un sistema médico de captura de imágenes que comprende:

módulos detectores de estado sólido (11) cada uno con un primer detector (13) adaptado para ser utilizado con una placa (110) que forma una apertura codificada en el tiempo, y opcionalmente adaptado para ser utilizado con un detector de dispersión (12);

los módulos detectores de estado sólido (11) tienen tres, cinco o seis lados en una sección transversal normal a un eje radial del paciente longitudinal de tal manera que los módulos detectores de estado sólido (11) se apilan juntos para formar parte de un domo geodésico, en donde cada uno de los módulos detectores de estado sólido (11) incluye la placa (110), siendo la placa(110) giratoria y/o trasladable en relación con el primer detector (13) dentro de los respectivos módulos detectores de estado sólido (11).

13. El sistema médico de captura de imágenes de la reivindicación 12, en donde cada uno de los módulos detectores de estado sólido (11) comprende además el detector de dispersión (12) y la placa (110), estando la placa (110) entre el detector de dispersión (12) y el primer detector (13), comprendiendo además un procesador de imágenes (19) configurado para detectar emisiones con efecto fotoeléctrico utilizando la placa (110) y el primer detector (13) y para detectar emisiones con efecto Compton utilizando el detector de dispersión (12) y el primer detector (13).

14. El sistema médico de captura de imágenes de la reivindicación 12, en donde la pila para formar la parte del domo geodésico comprende dos anillos separados (130, 132) que comparten dos de los módulos de estado sólido (11).

15. Un método para formar una cámara Compton y/o una cámara de tomografía computarizada por emisión de fotón único, el método comprende:

alojar un detector de captación (13) en un alojamiento (21), el detector de captación (13) dispuesto para ser utilizable para energías de emisión relativamente más bajas con una apertura codificada (110) y para ser utilizable para energías de emisión relativamente más altas con un detector de dispersión (12), el alojamiento (21) conformado como una parte de un domo geodésico,

en donde la apertura codificada (110) comprende una apertura codificada en el tiempo (110) giratoria alrededor de un eje y/o trasladable en un plano perpendicular al eje para proyectar sombras con diferentes posiciones sobre el detector de captación (13); y montaje del alojamiento (21) en relación con una cama de paciente (60) con uno seleccionado o ambos de la apertura codificada (110) y el detector de dispersión (12).

16. El método de la reivindicación 15, en donde el montaje comprende formar un anillo (120) o anillo parcial con el alojamiento (21) y otros adicionales del alojamiento (21) como parte de un sistema multimodalidad que incluye la cámara Compton que utiliza el detector de dispersión (12) en el alojamiento (21) y un sistema de captura de imágenes de tomografía computarizada por emisión de fotón único que utiliza la apertura codificada (110) en el alojamiento (21).

17. El método de la reivindicación 15 comprende además:

detectar una primera emisión como evento Compton con el detector de dispersión (12) y el detector de captación (13); y detectar una segunda emisión como evento fotoeléctrico que atraviesa la abertura codificada (110) con el detector de captación (13).