ITMI952490A1 - Sistema di esposimetria automatico per macchine radiologiche utilizzate in mammografia - Google Patents

Abstract

Sistema di esposimetria automatico per macchine radiologiche utilizzate in mammografia, comprendente una breve esposizione di prova, in cui detta esposizione di prova viene effettuata con una dose di raggi ed una tensione del tubo radiogeno costanti ed ha una durata variabile.

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"SISTEMA DI ESPOSIMETRIA AUTOMATICO PER MACCHINE RADIOLOGICHE UTILIZZATE IN MAMMOGRAFIA"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un sistema di esposimetria completamente automatico per mammografi.

In un esame mammografia) si desidera poter ridurre al minimo i tempi di esame massimizzando la qualità della lastra ottenuta per il miglior contrasto possibile. Questi risultati possono essere ottenuti mediante un controllo della tensione di alimentazione del tubo emettitore e del tempo di esposizione in funzione delle caratteristiche della mammella in esame. Il controllo ottimale di entrambi i parametri può essere ottenuto in modo manuale da operatori in possesso di qualificazione ed esperienza di livello adeguato. I parametri fondamentali per una corretta esposizione sono: l'energia del fascio radiante, misurata in kV, e la dose, cioè la quantità di fotoni, proporzionale ai mAs misurati; questi due parametri possono essere considerati indipendenti a tutti gli effetti pratici.

Le variabili controllabili dall'operatore sono quindi la tensione di alimentazione del tubo emettitore e la quantità di corrente erogata nel tempo, parametri che devono essere opportunamente modulati allo scopo di semplificare l'esame e ottenere una buona lastra, oltre che per limitare la quantità dei raggi alla minima dose sufficiente.

Un esposimetro operante in modo semiautomatico, disponibile già da qualche anno e di cui sono dotati ormai tutti i marnino grafi, è un dispositivo atto a ridurre la complessità dell'esame esercitando il controllo del tempo di esposizione una volta che sia stata scelta la tensione di alimentazione del tubo. La scelta di detta tensione di alimentazione viene fatta dall'operatore, il quale la stabilisce in base ad un'analisi del tipo di tessuto, atta ad individuare la radio-opacità dello stesso. L'analisi viene fatta in base allo spessore della mammella compressa sottoposta all'esame radiologico, e qui conta l'esperienza dell'operatore nel saper riconoscere se lo spessore del tessuto sia dovuto principalmente ad una componente adiposa oppure no. L'unica informazione sulla radio-opacità della mammella viene quindi fornita dallo spessore della stessa in fase di compressione.

Con questo tipo di automatismo l'emissione dei raggi viene fermata quando il dispositivo ritiene di aver raggiunto una dose ottimale, calcolata facendo l'integrale nel tempo della corrente generata proporzionalmente ai raggi ricevuti dalla camera di detezione.

La completa automazione dell'esposimetro su mammografi di moderna concezione e di alte prestazioni prevede l'ulteriore capacità da parte del sistema di scegliere in autonomia la tensione al tubo in funzione della radio-opacità del target. Questa viene saggiata mediante una breve esposizione di prova (da qui in seguito "preflash") di durata costante, realizzata ad una tensione normalmente scelta in funzione dello spessore della mammella compressa. Tale esposizione precede remissione che viene realizzata a scopo diagnostico.

Poiché il preflash viene realizzato sulla stessa emulsione su cui si formerà rimmagine diagnostica, la metodica completamente automatica deve affrontare e risolvere i problemi e gli inconvenienti presenti nei sistemi attuali.

Il problema principale dei sistemi attuali consiste nell'individuare una tensione di preflash adeguata, dato che si tratta comunque di un'esposizione. Infatti, sovrastime della tensione comportano sovraesposizioni della pellicola anche per le brevi durate del preflash a causa della rapida crescita della dose in dipendenza dalla tensione. In questo caso di nuovo, l'unica informazione disponibile per la scelta della tensione del tubo radiogeno è Io spessore della mammella compressa, scelta particolarmente critica nel caso di mammelle spesse caratterizzate da una forte presenza di tessuto adiposo, poiché la selezione di una tensione positivamente correlata a questo spessore si traduce in una dose di preflash che, essendo tarata per una opacità tipo, è atta da sola a sovraesporre la pellicola nelle condizioni di alta trasparenza del bersaglio associate ad elevati tenori di grasso.

L'occorrenza di tale situazione è stata valutata, per le statistiche USA, nell'ordine di almeno il 5% degli esami.

Inoltre, gli esposimetri automatici attuali non garantiscono una corretta dose totale al film, poiché la relazione tra dose emessa e densità della pellicola deve essere modellata tenendo conto che il preflash eroga dose in una regione fortemente non lineare della curva di contrasto, che la densità finale sulla pellicola viene raggiunta cumulando due esposizioni realizzate a diverse tensioni e che la funzionalità di pieno automatismo non può essere realizzata al prezzo di un significativo incremento dei tempi richiesti per la taratura dell'esposimetro.

Scopo della presente invenzione è superare gli inconvenienti e gli svantaggi anzidetti, realizzando un sistema di esposimetria completamente automatico che rimuove completamente le cause di errore legate alla cattiva correlazione tra spessore del target e loro radio-opacità.

Un altro scopo è quello di garantire una corretta esposizione della lastra, senza il rischio di sovraesporre la stessa con il preflash.

Un ulteriore scopo è quello di garantire un facile controllo della densità finale della lastra.

Non ultimo vantaggio è la semplicità e la rapidità della taratura necessaria, che richiede solo un minimo intervento da parte del l'operatore.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dal dispositivo secondo l'invenzione, che è costituito da un esposimetro automatico che effettua un'esposizione di preflash e che si caratterizza per il fatto che detta esposizione di pre flash viene effettuata a dose e tensione costanti ed ha una durata variabile.

Ulteriori caratteristiche dell'invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui:

- la fig. 1 è uno schema a blocchi che illustra gli elementi costituenti un mammografo con esposimetro automatico secondo l'invenzione;

- la fig. 2 è un grafico che illustra la relazione esistente tra tempo di esposizione del preflash e dose integrale, per diversi spessori del target;

- la fig. 3 è un grafico che illustra la relazione esistente tra la durata del preflash a dose costante e lo spessore di plexiglas equivalente.

Con riferimento alle figure annesse, l'esposizione di preflash è caratterizzata dall'emissione di una dose costante a tensione costante e da una durata variabile compresa tra i 9 e i 100 millisecondi.

All'inizio dell'esposizione viene analizzato il transitorio di salita del segnale di dose misurando la quantità di dose integrale incidente su un sistema di detezione 1 posto a valle di una pellicola 2 posta all'interno di una cassetta 3 (fig. 1). Tale dose cresce monotonamente nel tempo in modo caratteristico per diversi spessori, come illustrato dalle curve 5 in fig. 2, relativamente a spessori S 1 -S4 crescenti in tale ordine. Questa dose viene istantaneamente confrontata con una dose di riferimento memorizzata, il cui valore viene scelto in modo tale che il suo influsso sull'annerimento del film sia trascurabile.

La dose costante viene memorizzata in un'unità di calcolo 4, la quale provvede ad effettuare il confronto e a comandare il taglio dei raggi, mediante un hardware che consiste ad esempio in un contatore caricato con un determinato valore che viene poi decrementato fino a zero, arrestando l'esposizione.

Quando il valore di dose integrale supera la soglia prestabilita, l'esposizione viene arrestata e viene misurato il tempo trascorso dall'inizio dell'esposizione. Tale tempo è funzione della radio-opacità dello spessore di materiale, come visibile in fig. 3. Questa opacità viene espressa mediante un cosiddetto Spessore Equivalente di Plexiglas (SEP), vale a dire Io spessore di plexiglas attraverso cui sarebbe fluita la dose di riferimento nel tempo misurato; ciò a parità di parametri radiologici.

Tale equivalenza viene stabilita mediante un confronto con dati memorizzati in una fase di taratura. Questi dati consistono delle durate delle esposizioni necessarie per esaurire la dose prefissata con spessori di riferimento (per esempio da 1 a 8 cm a passi di 1 cm). A partire da questa equivalenza è possibile implementare il meccanismo di scelta della tensione da adottare durante 1'emissione diagnòstica sotto forma di accoppiamento SEP-tensione, per esempio in forma tabellare.

Qualora il tempo di esposizione del preflash dovesse superare i 100 millisecondi, interverrebbe un taglio di sicurezza, e per l'esame verrebbe scelta ad esempio una tensione massima.

Dalla descrizione precedente risultano evidenti i vantaggi derivanti dall'utilizzo di un sistema di esposimetria secondo l'invenzione, tra i quali l'arbitrarietà della dose costante, per cui la pellicola viene impressionata il meno possibile durante la fase di preflash, oltre al fatto che detto valore costante, essendo noto a priori, può essere sottratto dall'esposizione finale in modo da ottenere una lastra correttamente esposta e dal contrasto ottimale.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di esposimetria automatico per macchine radiologiche utilizzate in mammografia, comprendente una breve esposizione di prova, caratterizzato dal fatto che detta esposizione di prova viene effettuata con una dose di raggi ed una tensione del tubo radiogeno costanti ed ha una durata variabile.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta durata variabile è compresa preferibilmente tra 9 e 100 millisecondi.
3. 3. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la durata di detta esposizione di prova viene stabilita in base alle curve caratteristiche (5) dei diversi spessori.
4. 4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta dose costante viene scelta in modo tale che il suo influsso sull'annerimento di una pellicola (2) sia minimo.
5. 5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un'unità di calcolo (4) per la memorizzazione di un valore corrispondente ad una dose di confronto e per comandare rinterruzione dell'esposizione.
6. 6. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'opacità dell'oggetto irradiato viene stabilita in base ad uno spessore equivalente di plexiglas ricavato mediante l'esposizione di prova. 7. <‘ >Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la scelta della tensione di alimentazione del tubo radiogeno avviene mediante un tabella in cui compaiono accoppiati i valori dello spessore equivalente di plexiglas e della tensione.