Radiografía médica en 3D.

Un método de formación de imágenes de rayos X para mamografía u otra formación de imágenes médica,

en el que un objeto del que se han de formar las imágenes es colocado por unos medios (16, 17) de colocación de objeto dentro de una zona comprendida entre una fuente de rayos X (13) y un detector de imágenes (15) de un aparato de formación de imágenes de rayos X, y en el cual, durante el procedimiento de formación de imágenes, la fuente de rayos X (13) es movida con respecto a la posición del objeto y el objeto es irradiado en un cierto número de posiciones diferentes de la fuente de rayos X (13) con respecto a la posición del objeto, caracterizado por que, durante el procedimiento de formación de imágenes, la fuente de rayos X (13) es movida de forma continua y el objeto es irradiado durante un cierto número de cortos periodos de irradiación, y, durante un periodo de irradiación, dicho detector de imágenes (15) es movido en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13) y dichos medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13) para que sigan el movimiento de la misma.

Radiografía médica en 3D Campo de la invención

La presente invención se refiere a la formación de imágenes 3D médicas, tal como la mamografla, en la que se toman imágenes individuales de un objeto en ángulos de proyección diferentes y en la cual se sintetiza, de forma subsiguiente, una imagen 3D a partir de esta información de imagen mediante un software de tratamiento de imagen aplicable.

Especialmente, la presente invención se refiere a un método de formación de imágenes de rayos X de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación de patente 1, asi como a un aparato de formación de imágenes de rayos X de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación de patente 1.

Descripción de la técnica anterior

El cáncer de mama es el tipo más común de cáncer en las mujeres. De acuerdo con investigaciones, aproximadamente una de cada diez mujeres contrae cáncer de mama en algún momento de su vida. Cuando se detecta el cáncer de mama basándose en los síntomas, la enfermedad a menudo ya se ha desarrollado hasta una etapa en la que el pronóstico de recuperación es relativamente pobre. Algunos de los casos son detectados en programas de visualización en pantalla previstos en muchos países para las mujeres a partir de los 4 años. La visualización en pantalla a menudo revela un cáncer en una etapa muy temprana, de manera que es posible iniciar su tratamiento a tiempo y es, por tanto, más probable la recuperación.

La mamografla es un método ampliamente utilizado para la visualización en pantalla del cáncer de mama, como método de investigación clínica asi como también para la diagnosis de seguimiento. La mamografla es un método de formación de imágenes de rayos X en el que se utiliza un aparato específicamente diseñado para este propósito. En estudios de visualización en pantalla, se ha encontrado que la mamografla tiene una sensibilidad del 9% al 93% y una especificidad del 9% al 97%. Esto indica que los estudios de visualización en pantalla tienen su utilidad y que la detección temprana del cáncer de mama mediante la visualización en pantalla puede salvar vidas humanas. Se ha constatado que la mamografla reduce la mortalidad por cáncer de mama en el 35 por ciento entre mujeres por encima de los 5 años y en entre el 25 y el 35 por ciento entre las mujeres con edades comprendidas entre 4 y 5 años.

Las imágenes de mamografla son examinadas para detectar diversas anomalías en el pecho, tales como calcificaciones, es decir, pequeños depósitos de calcio en el tejido blando de la mama. Una calcificación no puede, generalmente, ser detectada por la palpación de la mama, pero es visible en la imagen de rayos X. Las grandes calcificaciones no están, por lo general, asociadas con el cáncer, pero agrupaciones de pequeños depósitos de calcio, esto es, las denominadas microcalcificaciones, son una indicación de una actividad superior de las células mamarlas, que puede estar asociada con el cáncer de mama. Otras características que se detectarán por mamografla incluyen los quistes y los fibroadenomas, los cuales, sin embargo, no están generalmente asociados con el cáncer.

En la mamografla de visualización en pantalla convencional, la glándula mamaria es, por lo común, comprimida entre dos placas de compresión y expuesta a radiación al menos dos veces, desde arriba y desde una dirección oblicua. Si es necesario, se toma, adicionalmente, una tercera imagen en ángulo recto desde el lado.

Como en semejante formación de imágenes las capas de tejido se extienden unas encima de otras en la dirección del haz de rayos X, estas irradiaciones producen imágenes tridimensionales en las que las estructuras fuertemente absorbentes pueden ocultar la detección de estructuras que se extienden por debajo de ellas.

La continua mejora de la mamografla ha conducido a un nuevo tipo de métodos y dispositivos de mamografla que producen una imagen 3D del pecho de la paciente. En ellos, se generan diversas proyecciones del pecho a diferentes ángulos y se crea una distribución 3D de este mediante el uso de un algoritmo de reconstrucción aplicable. A partir de la información de imagen, esto es, de las imágenes individuales, se construyen, por lo común, diversas imágenes que representan capas de la mama orientadas en paralelo con la superficie del detector de rayos X, lo que hace asi posible detectar estructuras de tejido que se extienden unas encima de otras.

Un aparato convencional de mamografla digital comprende una parte de bastidor y un brazo en C o una estructura correspondiente, unida de forma rotativa a la parte de bastidor. En el primer extremo del brazo en C, se ha dispuesto una fuente de rayos X y, en el segundo extremo, un detector de radiación. Se utiliza, a menudo, para estos dispositivos la expresión "medios de formación de imágenes". Situadas sustancialmente en la región comprendida entre dichos fuente y detector de rayos X, por lo común en estrecha proximidad con el detector, se han dispuesto unas placas de compresión que están diseñadas para colocar la mama conforme esta es comprimida en toda la duración de la exposición.

En la técnica anterior, en el contexto de la mamografla 3D, se han utilizado o sugerido diversas maneras de obtener

imágenes de la mama con un cierto número de ángulos de proyección diferentes. Estas incluyen hacer girar de forma constante la fuente de rayos X, con una velocidad constante o alterna, a lo largo de un recorrido curvo en torno a la mama, hacer girar la fuente de rayos X paso a paso entre exposiciones, durante las cuales la fuente de rayos X permanece quieta, así como utilizar múltiples fuentes de rayos X estacionarias. Por lo que respecta al detector, este puede mantenerse estacionario, ser movido linealmente y/o inclinarse de un modo tal, que permanece en ángulo recto con el rayo central del haz de rayos X para cada exposición.

La fuente de rayos X, situada en el extremo (superior) del brazo en C, es un componente relativamente pesado. En el caso del movimiento paso a paso de la fuente de rayos X, antes de cada exposición, el aparato de formación de Imágenes debe haber llegado a un estado carente de vibraciones. Así, pues, las estructuras del aparato de mamografía han de optimizarse teniendo en cuenta el número de aceleraciones, deceleraciones y paradas (tiempos de estabilización) comprendidas en el procedimiento de formación de imágenes de múltiples fases. El tiempo total que se necesita para un procedimiento de formación de imágenes como este tiende a hacerse bastante largo.

Por otra parte, en el caso del movimiento continuo de la fuente de rayos X, han de utilizarse tiempos de exposición notoriamente cortos, tales como de menos de 5 ms, a fin de evitar crear señales espurias de movimiento. Ello, a su vez, demanda el uso de una fuente de radiación de suficiente potencia, lo que significa utilizar una fuente de rayos X aún más pesada que las que se utilizan por lo común en los aparatos de mamografía 2D de la técnica anterior, y, en consecuencia, han de diseñarse, también, otras construcciones de los aparatos de formación de imágenes a la vista de esta mayor masa.

En cuanto a la disposición de varias fuentes de rayos X en un aparato de radiografía, esto demanda obviamente un tipo completamente nuevo de diseño de aparato de mamografía al objeto de hacer posible la implementación de semejante modalidad específica de formación de imágenes 3D. Con esta clase de diseño mecánico como base, sería todo un desafío ser capaz de dar con una construcción que haga que el aparato sea práctico para uso también en mamografía de vlsuallzaclón en pantalla 2D convencional.

El documento US 5.824.842 divulga un dispositivo y un método de formación de Imágenes de CT en el que se emiten rayos X continua o intermitentemente a intervalos fijos desde una fuente de rayos X, y en el cual el movimiento de la cama de un paciente se acopla con el movimiento de la fuente de rayos X de un modo tal, que, al tiempo que la fuente de rayos X se hace rotar con una velocidad angular fija, la cama del paciente es desplazada lateralmente con una velocidad fija.

El documento US 5.89.886 divulga un método y un aparato para "tomografía dinámica" en el que se toma un cierto número de imágenes de rayos X de un objeto con diferentes ángulos. El sistema incluye el uso de un denominado cambiador rápido de película, que siempre cambia a una película nueva para una nueva exposición. Durante una secuencia de formación de imagen, el intercambiador de película se mantiene estacionario bajo una mesa sobre la que reposa el objeto del que se están tomando imágenes. La fuente de rayos X es tanto desplazada lateralmente como girada a fin de que alcance sus nuevas posición y orientación... [Seguir leyendo]

1.- Un método de formación de imágenes de rayos X para mamografia u otra formación de imágenes médica, en el que un objeto del que se han de formar las imágenes es colocado por unos medios (16, 17) de colocación de objeto dentro de una zona comprendida entre una fuente de rayos X (13) y un detector de imágenes (15) de un aparato de formación de imágenes de rayos X, y en el cual, durante el procedimiento de formación de imágenes, la fuente de rayos X (13) es movida con respecto a la posición del objeto y el objeto es irradiado en un cierto número de posiciones diferentes de la fuente de rayos X (13) con respecto a la posición del objeto, caracterizado por que, durante el procedimiento de formación de imágenes, la fuente de rayos X (13) es movida de forma continua y el objeto es irradiado durante un cierto número de cortos periodos de irradiación, y, durante un periodo de irradiación, dicho detector de imágenes (15) es movido en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13) y dichos medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13) para que sigan el movimiento de la misma.

2.- El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que, antes del primer periodo de irradiación, y/o entremedias de un número cualquiera de periodos de irradiación subsiguientes, es decir, durante un periodo en el que el objeto no está siendo irradiado, dichos medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos en una dirección opuesta a la de cuando son movidos en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13).

3.- El método de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado por que, después de un periodo de irradiación durante el cual dichos medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13), y antes de al menos un periodo de irradiación subsiguiente, dichos medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos al menos sustancialmente de vuelta a su posición inicial, es decir, al menos sustancialmente hasta su posición al comienzo de dicho periodo de irradiación precedente, o por que el procedimiento de formación de imágenes incluye un cierto número de periodos de irradiación durante los cuales dichos medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13), y, durante cada periodo sin irradiación subsiguiente a tales periodos de irradiación, los medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos al menos sustancialmente de vuelta a su posición al comienzo de tal periodo de irradiación precedente.

4.- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que el movimiento de los medios (16, 17) de colocación de objeto durante un periodo de irradiación incluye hacer girar los medios (16, 17) de colocación de objeto o desplazar linealmente los medios (16, 17) de colocación de objeto.

- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que las posiciones extremas de la fuente de rayos X (13) con respecto al objeto, especialmente una mama, durante el procedimiento de formación de imágenes, forman un ángulo tomográfico de varias decenas de grados, y/o se ha dispuesto que el movimiento total de la fuente de rayos X (13) sea simétrico con respecto a la vertical, o con respecto al centro del objeto.

6.- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por que el movimiento del detector (15) se ha dispuesto de manera que sigue el movimiento de los medios (16, 17) de colocación de objeto.

7.- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque los medios (16, 17) de colocación de objeto comprenden unas placas de compresión (16, 17) entre la cuales es comprimido el objeto a lo largo de la duración del procedimiento de formación de imágenes, y/o se han dispuesto unos medios de estiramiento (3, 31) destinados a utilizarse para arrastrar el tejido del objeto entre los medios (16, 17) de bloqueo / las placas de compresión (16, 17).

8.- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-7, caracterizado por que, durante un periodo de irradiación, la fuente de rayos X se hace funcionar dependiendo de las características del tejido del objeto, mediante el uso de valores paramétricos de formación de imágenes para el tubo de rayos X que incluyen un ánodo de tungsteno de entre aproximadamente 35 kV y 45 kV y aproximadamente 5 mAs, o de entre aproximadamente 3 kV y 4 kV y entre aproximadamente 1 mAs y 13 mAs.

9.- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, estando el método caracterizado por que incluye entre aproximadamente 11 y 15 periodos de irradiación, y/o dichos movimientos de la fuente de rayos X y de los medios de colocación de objeto son movimientos de giro, y la relación entre el ángulo que los medios (16, 17) de colocación de objeto se hacen girar durante un periodo de irradiación, y el ángulo tomográfico total del procedimiento de formación de imágenes, es menor que 1/1.

1.- Un aparato de formación de imágenes de rayos X para mamografia u otra formación de imágenes médica, que comprende una parte de cuerpo (11) y, dispuestos en la misma, una fuente de rayos X (13), un detector de imágenes (15) así como, dentro de una zona comprendida entre la fuente de rayos X (13) y el detector de imágenes (15), unos medios (16, 17) dispuestos para colocar un objeto, de tal manera que la fuente de rayos X (13) está dispuesta de forma movible con respecto a la posición de dichos medios (16, 17) de colocación de objeto, comprendiendo, por otra parte, el aparato un sistema de control dispuesto para controlar el funcionamiento del aparato, caracterizado porque dichos medios (16, 17) de colocación de objeto están dispuestos de forma movible

y el movimiento de los medios (16, 17) de colocación de objeto y de la fuente de rayos X (13) se ha dispuesto motorizado, y el funcionamiento de la fuente de rayos X (13) es controlado por dicho sistema de control de un modo tal, que, durante un procedimiento de formación de imágenes, la fuente de rayos X (13) se mueve de manera continua y el objeto, especialmente una mama, es irradiado durante un cierto número de cortos periodos de irradiación, de forma que, durante un periodo de irradiación, dicho detector de imágenes (15) es movido en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13) y dichos medios (16, 17) de colocación de objeto se mueven en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13) para que sigan el movimiento de la misma.

11.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el sistema de control está dispuesto para controlar el funcionamiento del aparato de tal manera que, antes del primer periodo de irradiación, y/o entremedias de un número cualquiera de periodos de irradiación subsiguientes, es decir, durante un periodo en el que el objeto no está siendo irradiado, dichos medios (16, 17) de colocación de objeto se mueven en una dirección opuesta a la de cuando se mueven en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13).

12.- El aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 - 11, caracterizado por que el sistema de control está dispuesto para controlar el funcionamiento del aparato i) de tal manera que, tras un periodo de irradiación durante el cual dichos medios (16, 17) de colocación de objeto son movidos en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13), y antes de al menos un periodo de irradiación subsiguiente, dichos medios (16, 17) de colocación de objeto se mueven al menos sustancialmente de vuelta a su posición inicial, esto es, al menos sustancialmente hasta su posición al comienzo de dicho periodo de irradiación precedente, o ii) de tal forma que existen un cierto número de periodos de irradiación durante los cuales dichos medios (16, 17) de colocación de objeto se mueven en sincronización con el movimiento de la fuente de rayos X (13), y, durante cada uno de los periodos sin irradiación subsiguientes a tales periodos de irradiación, los medios (16, 17) de colocación de objeto se mueven al menos sustancialmente de vuelta a su posición al comienzo de dicho periodo de irradiación precedente.

13.- El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 12, caracterizado por que el sistema de control está dispuesto para controlar el funcionamiento del aparato de un modo tal, que la fuente de rayos X (13) y los medios (16, 17) de colocación de objeto se desplazan linealmente durante un periodo de irradiación, entre aproximadamente ,5 mmy 12 mm, por ejemplo.

14.- El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 13, caracterizado por que el detector (15) está dispuesto para moverse y seguir el movimiento de los medios (16, 17) de colocación de objeto.

15.- El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 14, caracterizado por que los medios (16, 17) de colocación de objeto comprenden unas placas de compresión (16, 17) entre las cuales es comprimida una mama a lo largo de la duración del procedimiento de formación de imágenes, y/o se han dispuesto unos medios de estiramiento (3, 31) en el aparato para tirar del tejido de la mama situada entre medias de los medios de bloqueo (16, 17) / las placas de compresión (16, 17).