ES2857826T3

ES2857826T3 - Tomógrafo computarizado

Info

Publication number: ES2857826T3
Application number: ES18708045T
Authority: ES
Inventors: Zahra Mohammadi
Original assignee: Esspen GmbH
Current assignee: Esspen GmbH
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2038-02-01
Also published as: DE102017000994A1; JP7136788B2; CN110430817A; CN110430817B; EP3576629A1; US10806420B2; JP2020507380A; WO2018141485A1; EP3576629B1; US20200000423A1; DE102017000994B4

Abstract

Tomógrafo computarizado (1) para la prueba de imagen de rayos X mamográfica, que presenta un tubo MBFEX (20) y un detector de rayos X de base plana (30), en donde en el tubo MBFEX (20) está dispuesta una multitud de cátodos (40) en fila de manera fija, los cátodos (40) están previstos para la emisión de campo de electrones, tanto la geometría como la densidad de radiación y como la gama de longitud de onda de un haz de rayos X (b) puede ajustarse, el tubo MBFEX (20) puede desplazarse en dirección paralela (z) al detector de rayos X de base plana (30), el detector de rayos X de base plana (30) presenta un diafragma de rayos X (31) desplazable y también de apertura regulable, y con el diafragma de rayos X (31) puede seleccionarse y desplazarse una zona de representación (A) sobre la superficie de detector (D) del detector de rayos X de base plana (30).

Description

DESCRIPCIÓN

Tomógrafo computarizado

La invención se refiere a un tomógrafo computarizado para la prueba de imagen de rayos X mamográfica, en el que no es necesaria una rotación de un tubo de rayos X para la prueba de imagen de rayos X y que presenta un tubo de rayos X de emisión de campo multifocal, en donde el tubo de rayos X de emisión de campo multifocal se denomina en lo sucesivo tubo MBFEX, por sus siglas en inglés (MBFEX = Multibeam Field Emission X-Ray). Un tomógrafo computarizado así se conoce, por ejemplo, por el documento US 7751 528 B2, que está previsto especialmente para tomas radiográficas del seno de una mujer.

El cáncer de mama es el tipo de cáncer que aparece con más frecuencia en las mujeres. Aproximadamente el 10 % de las mujeres enferman de cáncer de mama a lo largo de su vida. Entre 30 % y 40 % de estas pacientes mueren por ello, siendo la mamografía un instrumento eficaz para la detección precoz de cáncer de mama. Mediante detección precoz la mortalidad del cáncer de mama puede reducirse significativamente. En el diagnóstico de cáncer de mama se utiliza, por ejemplo, la tomosíntesis digital de seno (DBT), un procedimiento de representación en 3D. La DBT dispone de una potencia mejorada en comparación con la mamografía de campo completo (FFDM) digital, que actualmente se considera como procedimiento de referencia. Los estudios clínicos más recientes han mostrado que la tecnología DBT ofrece una mejor detectabilidad para puntos densos en el seno de una mujer. Sin embargo, presenta una sensibilidad menor para calcificaciones, que es crítica para la identificación del cáncer.

Además, los procedimientos de mamografía anteriores presentan una tasa de error elevada, como por ejemplo una tasa de error alta positiva (70 ~ 90 %) y negativa (~ 30 %). La propiedad de la mamografía bidimensional dificulta, diferenciar un cáncer del tejido mamario situado por encima. La interpretación de los resultados puede resultar variable dependiendo de los radiólogos, en particular en el caso de un seno denso. Aparece una tasa de error más alta de los resultados de prueba falso positivo y falso negativo, porque el tejido denso solapado repercute perturbando la identificación de anomalías en relación tumores. Para mujeres jóvenes con mutaciones heredables, que desean comenzar los exámenes previos a edades tempranas, estas limitaciones unidas a la mamografía son especialmente problemáticas.

La detectabilidad de microcalcificaciones mediante un sistema DBT puede depender de muchos factores e influir de manera desventajosa, por ejemplo mediante el tipo de detector, la reconstrucción y el parámetro de registro. falta de nitidez de movimiento debido al movimiento de fuentes/detector y al movimiento del paciente durante la toma es un factor dominante para la falta de resolución espacial del sistema DBT, es decir, la detección de pequeñas microcalcificaciones. Además, la paciente está sometida a una carga de radiación elevada.

Los diseños de todos los escáneres DBT disponibles en el mercado DBT son similares. Un tubo de rayos X convencional montado sobre un brazo giratorio se mueve en un arco por encima del seno comprimido con un curso de movimiento isocéntrico, para generar la secuencia de imágenes de proyección dentro de una zona angular delimitada. Una construcción mecánica, un software de control correspondiente y un equipo de medición angular son necesarios, para controlar la rotación precisa del tubo de rayos X. En este tipo de escáneres un escaneo completo de tomosíntesis puede durar aproximadamente de 7 segundos hasta más de 1 minuto. La duración depende del número de las vistas registradas.

Sin embargo, los tomógrafos computarizados con tubos de rayos X que giran unos hacia otros sincrónicamente presentan desventajas considerables. La inestabilidad mecánica que se provoca mediante aceleración y frenado de la fuente, limita la velocidad, con la que el tubo de rayos X puede moverse de una posición hacia la siguiente posición. Cuanto más rápida sea la velocidad de exploración, mayor es la falta de nitidez de movimiento. Este efecto es especialmente grave para un seno denso. Para la rotación uniforme y geométricamente precisa es necesaria una mecánica compleja con una demanda de espacio alta. La rotación que se realiza mecánicamente supone, además, velocidades de rotación relativamente lentas y con ello un tiempo de registro mayor. Tales dispositivos son muy costosos tanto en la fabricación como en el mantenimiento debido a la propensión a fallos del mecanismo. Cabe destacar en particular el alto consumo de energía.

Una posibilidad de eliminar las desventajas mencionadas, en particular reducir el tiempo de escaneo y aumentar también la resolución espacial, es la utilización de una disposición en fila fija de emisores de rayos X. En un tomógrafo computarizado así, los emisores de rayos X están orientados hacia el cuerpo que va a examinarse y se controlan en cada caso individualmente mediante electricidad. El control secuencial de los emisores de rayos X sustituye por consiguiente la rotación hasta ahora necesaria de un tubo de rayos X. Por ello pueden generarse vistas de proyección sin movimiento mecánico. La falta de nitidez de movimiento provocada mediante el movimiento de fuente puede eliminarse de este modo por completo. Una disposición en fila de emisores de rayos X que pueden controlarse individualmente en general se describen, por ejemplo, para un tomógrafo computarizado en el documento US 7233644 B1 y el documento US 7177391 B2 con varios tubos de rayos X, en el documento DE 10 2011 076912 B4 con un tubo de rayos X y en el documento DE 102009017649 A1 con un tubo MBFEX.

Para tomógrafos computarizados con una disposición de emisores de rayos X fija pueden emplearse tales emisores de rayos X, que están configurados como tubos de rayos X de emisión de campo. Tales emisores de rayos X presentan por ejemplo cátodos, que contienen nanotubos de carbono, tal como se divulga asimismo en el documento US 7751 528 B2 y en el documento DE 102009 017649 A1. Los nanotubos de carbono sirven como cátodos fríos, para generar electrones, que se aceleran entonces para generar en el ánodo fuentes de rayos X. Tales emisores de rayos X pueden diseñarse de manera especialmente pequeña y disponer en un único tubo de vacío; un dispositivo así representa un tubo MBFEX, en el que a su vez puede alcanzarse una forma de construcción más compacta.

Tanto en el documento DE 102009017649 A1 como en el documento DE 102011 076912 B4 se divulga un tubo MBFEX, en el que una multitud de cátodos está orientada hacia un ánodo común.

En el documento DE 102009 017649 A1 y en el documento US 2012 0286692 A1 se propone una regulación de cátodos del tubo MBFEX, en la que una corriente eléctrica entre los cátodos y una rejilla se ajusta con respecto a una tensión establecida.

El documento DE 102010 062 541 A1 describe una instalación de mamografía, que está diseñada para llevar a cabo una medición de tomosíntesis. En este caso está previsto un cátodo caliente para la emisión de electrones térmica. Adicionalmente la instalación de mamografía conocida presenta dos tubos multifocales como fuente de rayos X. Los cátodos de los emisores de rayos X pueden estar configurados como cátodos de distribución, que también se denominan cátodos de reserva, o como emisores de campo.

La invención se basa en el objetivo de facilitar un tomógrafo computarizado perfeccionado con respecto al estado de la técnica para la prueba de imagen de rayos X mamográfica, con el que pueda realizarse un tamaño de mancha focal reducido y una posibilidad de examen mejorada de una zona determinada de una sección transversal que va a examinarse por radiografía (ROI = región of interest).

Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante un tomógrafo computarizado con las características de la reivindicación 1.

El tomógrafo computarizado, propuesto para la prueba de imagen de rayos X mamográfica, presenta un tubo MBFEX y un detector de rayos X de base plana, en donde en el tubo MBFEX está dispuesta de manera fija una multitud de cátodos en fila y al menos un ánodo. Los cátodos están previstos para la emisión de campo dirigida al ánodo respectivo de electrones extraídos y acelerados en un campo eléctrico y los ánodos respectivos están previstos para una emisión dirigida de rayos X como haz de rayos X. El número de los cátodos se corresponde con el número de las fuentes de rayos X, en donde en el ánodo respectivo puede generarse al menos una fuente de rayos X. En este sentido, las fuentes de rayos X generadas están dispuestas asimismo en fila en el tubo MBFX y orientadas en su dirección de emisión principal de rayos X a la superficie de detector del detector de rayos X de base plana. El detector de rayos X de base plana está previsto para una detección de rayos X como haz de rayos X sobre la superficie de detector. En el tubo MBFEX, por ejemplo, en una ventana de rayos X está dispuesto un colimador regulable, con el que la geometría de un haz de rayos X puede ajustarse. Adicionalmente, el tubo MBFEX puede desplazarse en dirección paralela hacia el detector de rayos X de base plana. El detector de rayos X de base plana mismo presenta un diafragma de rayos X desplazable como también de apertura regulable. Con el diafragma de rayos X puede seleccionarse y desplazarse una zona de representación sobre la superficie de detector del detector de rayos X de base plana.

Los haces de rayos X presentan en cada caso una dirección con la intensidad máxima de la radiación de rayos X emitida, que corresponde a la dirección de emisión principal de rayos X respectiva. Una dirección de emisión principal de rayos X así se da en todas las fuentes de rayos X, que son distintas de una fuente de radiación cónica. En el propuesto tomógrafo computarizado puede realizarse una fuente de rayos X constructivamente como un área delimitada, por ejemplo como elipse o como franja lineal, en un ánodo; esto puede realizarse selectivamente tanto mediante la estructura del cátodo respectivo como mediante adaptación del campo eléctrico. Mediante un enfoque adecuado de los electrones emitidos, como haz de electrones puede seleccionarse la forma de la fuente de rayos X, en donde el enfoque corresponde a una adaptación del campo eléctrico en una zona de volumen entre el respectivo cátodo y el ánodo. Con el tomógrafo computarizado propuesto pueden ajustarse, por consiguiente, la geometría y la densidad de radiación de un haz de rayos X. Asimismo, la gama de longitud de onda de la radiación de rayos X emitida y con ello del haz de rayos X puede ajustarse adicionalmente mediante enfoque del haz de electrones y diseño del cátodo.

En el tomógrafo computarizado propuesto, para la toma radiográfica se controla en cada caso un cátodo secuencialmente mediante conexión y desconexión eléctrica, en donde en todos los ánodos durante la toma radiográfica se aplica una tensión continua pulsada común o que se mantiene constante en el tiempo. Por el control secuencial de los cátodos individuales, al contrario que en tomógrafos computarizados convencionales según el estado de la técnica se sustituye una rotación de fuentes de rayos X mecánica. A este respecto, el objeto de examen está colocado entre el tubo MBFEX y el detector de rayos X de base plana. Por ejemplo, un seno de un paciente está colocado sobre una placa por encima del diafragma de rayos X, en donde la placa es transparente para radiación de rayos X.

En configuraciones típicas del tomógrafo computarizado el tubo MBFEX está dispuesto por encima del detector. Sin embargo, también son posibles otras disposiciones al menos de un tubo de rayos X y al menos de un detector correspondiente, por ejemplo una disposición de un tubo de rayos X por debajo del detector correspondiente, como se conoce, principalmente, por ejemplo, por el documento DE 102010011663 A1.

Con el diafragma de rayos X puede ajustarse una zona de representación sobre la superficie de detector, por ejemplo mediante desplazamiento y apertura del diafragma de rayos X por debajo de un seno que se apoya sobre una placa. Durante una toma radiográfica el objeto de examen está inmóvil. El tubo MBFEX puede desplazarse en dirección paralela al detector de rayos X de base plana. Por consiguiente, para cada etapa de desplazamiento del tubo MBFEX en la zona de representación seleccionada puede realizarse una secuencia de conexiones de los cátodos y con ello una toma radiográfica, en donde en cada etapa de desplazamiento el tubo MBFEX y el objeto de examen realizan un movimiento relativo el uno hacia el otro.

Por ejemplo una toma radiográfica puede realizarse porque se controlan secuencialmente por electricidad cátodos contiguos sucesivamente. Asimismo los cátodos pueden hacerse funcionar en cualquier otro orden, en donde el orden también puede variar dentro de las etapas de desplazamiento opcionales individuales en la dirección paralela. La selección de una ROI puede realizarse tanto mediante ajuste de la zona de representación con el diafragma de rayos X, mediante establecimiento de las etapas de desplazamiento en una zona inferior sobre la zona de representación, como también porque solo se controlan eléctricamente aquellos cátodos que están orientados hacia la ROI. De las radiografías obtenidas de este modo, que representan tomas de proyección, mediante procedimientos asistidos por ordenador, como tomosíntesis o tomosíntesis HEPC (HEPC = High-Energy Phase Contrast) o retroproyección filtrada (FBP = Filtered Back-Projection), pueden generarse vistas en sección transversal y estructuras de volumen del objeto examinado.

En una proyección se selecciona por consiguiente solo aquella zona de toma individual, que contiene la información esencial para la generación de imágenes asistida por ordenador, es decir datos. Se evitan con ello artefactos o zonas de mala resolución. En particular, el tiempo necesario para la generación de imágenes asistida por ordenador se acorta esencialmente porque en la superficie de detector del detector de base plana la zona de detección, y con ello la zona de representación, se limita a la ROI mediante el diafragma de rayos X.

Por consiguiente, con el tomógrafo computarizado propuesto, con un gasto constructivo mínima al mismo tiempo son posibles tomas de radiografía de alta resolución en un tiempo de toma acortado con respecto al estado de la técnica. Cuanta más multitud de cátodos y con ello fuentes de rayos X estén dispuestas fijamente en el tubo MBFEX, más alta es la resolución de imagen que puede alcanzarse en toda la ROI. En general, el número de todos los cátodos en el tomógrafo computarizado propuesto es al menos igual al número de proyecciones para una generación de imágenes asistida por ordenador.

En una toma radiográfica completa de un objeto de examen con el tomógrafo computarizado propuesto, por ejemplo el seno de una mujer, el tubo MBFEX se sujeta preferentemente de manera estacionaria. En un examen de una ROI con el tomógrafo computarizado propuesto, por ejemplo, dentro de un seno de mujer, en cambio, el tubo MBFEX se desplaza preferentemente por toda la zona de la región ROI gradualmente en la dirección paralela, en donde en cada etapa de desplazamiento se realiza una toma radiográfica.

A continuación se tratan perfeccionamientos ventajosos individuales del tomógrafo computarizado propuesto con respecto a los cátodos y enfoque del haz de electrones en el tubo MBFEX.

En una realización posible del tomógrafo computarizado propuesto los cátodos presentan nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono presentan un valor umbral de intensidad de campo bajo de menos de 2 V pm-1 para la emisión de campo de electrones. Debido al consumo de potencia reducido por consiguiente relativamente de los cátodos, que es necesario para la emisión de campo de electrones, el funcionamiento de un tomógrafo computarizado así es posible con un suministro de corriente, que presenta solo una intensidad de potencia relativamente reducida.

Como alternativa o adicionalmente a los nanotubos de carbono el tomógrafo computarizado puede presentar otros nanotubos, que están configurados para la emisión de electrones. Por ejemplo, en este sentido se trata de nanotubos huecos o macizos, que contienen óxidos metálicos, sulfuros de metal, nitruros, carburos y/o silicio. En cuanto a los antecedentes técnicos se remite a modo de ejemplo a la publicación de Greta R. Patzke et al.: Oxidic Nanotubes and Nanorods - Anisotropic Modules for a Future Nanotechnology, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 5000 - 5015.

Siempre y cuando el emisor de electrones de acuerdo con la invención contenga un sulfuro, puede tratarse por ejemplo de un sulfuro metálico, en particular disulfuro de molibdeno. Como nitruros, a partir de los cuales pueden construirse nanotubos del emisor de electrones por completo o parcialmente, cabe mencionar en particular nitruro de boro, nitruro de aluminio, nitruro de carbono y nitruro de galio. Como carburo es adecuado, en particular carburo de silicio para la fabricación de los nanotubos, en particular nanotubos. Asimismo pueden fabricarse nanotubos, en particular en la forma de nanotubos, de silicio, opcionalmente con elementos de dopaje. También el uso de nanotubos, que contienen cerio o lantano, es posible en el marco de la fabricación del emisor de electrones del tomógrafo computarizado. En este contexto se remite a modo de ejemplo al documento WO 2014/076693 A1.

Asimismo los cátodos, que dentro del tomógrafo computarizado funcionan como emisores de electrones, pueden estar configurados como cátodos de distribución. Los cátodos de ese tipo se conocen fundamentalmente, por ejemplo, por el documento DE 102011 076912 B4.

En una realización adicional del tomógrafo computarizado propuesto el tubo MBFEX presenta un dispositivo de rejilla dispuesto de manera fija. En el dispositivo de rejilla un electrodo de rejilla de extracción común a todos los cátodos o a cada cátodo individual está asociado en cada caso un electrodo de rejilla de extracción independiente. En este sentido, cada electrodo de rejilla de extracción está dispuesto directamente por encima de los cátodos y está previsto para la extracción de campo de electrones de los cátodos. Los electrodos de rejilla de extracción están conectados a tierra preferentemente cuando no están en funcionamiento o preferentemente pueden conectarse galvánicamente con los cátodos. Además, los electrodos de rejilla de extracción están separados galvánicamente de todos los demás componentes del tubo MBFEX, Por lo que se impide de manera especialmente ventajosa una descarga disruptiva del campo eléctrico en estos componentes y el comportamiento de transporte de haz de la tensión eléctrica entre el cátodo y el electrodo de rejilla de extracción está desacoplado en gran medida. Los electrodos de rejilla de extracción son independientes de los cátodos u opcionalmente pueden conectarse de manera secuencial junto con los cátodos.

En una toma radiográfica los electrodos de rejilla de extracción están conectados como electrodos con un potencial eléctrico positivo, con respecto al cátodo; por ello la emisión de campo de electrones se mejora esencialmente y también se contrarresta una descarga disruptiva eléctrica en el entorno de los cátodos más cercano. En el acondicionamiento de alta tensión del tubo MBFEX los electrodos de rejilla de extracción están conectados asimismo como electrodos con un potencial eléctrico positivo, en donde los cátodos están desconectados. Por ello, los cátodos están protegidos con respecto a un bombardeo de iones.

En un perfeccionamiento de la última forma de realización del tomógrafo computarizado propuesto, el dispositivo de rejilla directamente por encima de cada electrodo de rejilla de extracción, para cada cátodo individual en cada caso presenta un electrodo de enfoque asociado por separado. Los electrodos de enfoque están conectados a tierra preferentemente cuando no están en funcionamiento. Además, los electrodos de enfoque están separados galvánicamente de todos los demás componentes del tubo MBFEX.

Los electrodos de enfoque están previstos para el enfoque de los electrones extraídos como haces de electrones. Los electrodos de enfoque pueden controlarse secuencialmente junto con los cátodos asociados opcionalmente de manera electrónica.

En una toma radiográfica los electrodos de enfoque en cada caso están conectados como electrodos con un potencial eléctrico positivo o negativo, en función de si debe conseguirse un enfoque o un desenfoque. Tanto mediante el signo y la cantidad del potencial eléctrico como mediante la forma geométrica del electrodo de enfoque respectivo puede ajustarse un enfoque del haz de electrones. En una forma geométrica establecida de los electrodos de enfoque, con el tomógrafo computarizado propuesto con cada ajuste de un potencial eléctrico pueden realizarse en cada caso tomas de imágenes con rayos X con diferentes haces de rayos X. En este sentido todos los electrodos de enfoque presentan un potencial eléctrico igual en cada caso, de modo que todos los haces de rayos X generados en una toma radiográfica secuencialmente presentan la misma geometría, densidad de radiación y la misma gama de longitud de onda. En particular, así con los electrodos de enfoque puede ajustarse el tamaño de mancha focal de los haces de rayos X.

En el acondicionamiento de alta tensión del tubo MBFEX los cátodos están desconectados y los electrodos de rejilla de extracción están sometidos a un potencial positivo. Mediante este modo de sistema de protección los cátodos pueden blindarse de manera aún más ventajosa con respecto a un bombardeo de iones.

En otra forma de realización el tomógrafo computarizado propuesto presenta más de una disposición en fila de cátodos iguales o de cátodos de distintas clases. En esta forma de realización una disposición en fila no comprende más que una clase de cátodos. En un ánodo en cada caso están orientados cátodos de cualquier clase. En una toma radiográfica, por ejemplo, en cada caso puede controlarse secuencialmente solo una clase de cátodos. En formas de realización modificadas, dentro de una misma fila de cátodos pueden estar presentes distintas clases de cátodos. La expresión "clase de cátodos" puede referirse en el caso más sencillo únicamente a la superficie, que ocupa un cátodo sobre un soporte normalmente cerámico. En un caso así, todos los cátodos de las diversas clases pueden estar diseñados por lo demás del mismo modo. En otros casos, los distintos cátodos por ejemplo se diferencian en cuanto a su material u otras características, mientras que los contornos de las diversas clases de cátodos que pueden detectarse desde fuera en tales casos clases de cátodo pueden ser unitarios.

Por ejemplo, los cátodos pueden estar configurados cuadrados, rectangulares, redondos o elípticos. Siempre y cuando los cátodos se diferencien unos de otros en cuanto a su geometría de área, pueden darse diferencias en cuanto a la geometría de área y/o tamaño de área. Si se presenta, por ejemplo, cátodos rectangulares, entonces los cátodos pueden diferenciarse unos de otros por el tamaño de área rectangular. Asimismo son posibles diferentes relaciones de longitud/ancho de distintos cátodos.

Los cátodos con diferente geometría de área o tamaño de área generan diferentes haces de electrones. Por consiguiente, solo mediante la selección respectiva de los cátodos sobre el ánodo respectivo pueden generar diferentes fuentes de rayos X y con ello diferentes haces de rayos X de diferentes geometrías, cuando, por ejemplo, los electrodos de enfoque en su forma de construcción y disposiciones por encima de los cátodos y electrodos de rejilla de extracción son idénticos y presentan un potencial eléctrico igual. Con el colimador puede realizarse entonces un refinamiento de la geometría del haz de rayos X seleccionado en cada caso.

Por ejemplo, en electrodos de rejilla de extracción y electrodos de enfoque por lo demás iguales, para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC con el tomógrafo computarizado propuesto se seleccionan preferentemente cátodos con una superficie menor que para un diagnóstico asistida por ordenador por imagen de rayos X mediante tomosíntesis. Por ello, en la prueba de imagen de rayos X mediante tomosíntesis HPEC, el tamaño de mancha focal se reduce de manera especialmente ventajosa y con ello puede alcanzarse una mejor resolución de imagen de la ROI.

Si en esta forma de realización del tomógrafo computarizado propuesto están fabricados distintos cátodos de diferentes materiales, así estos se diferencian también con respecto a la energía de los electrones emitidos. Esto se cumple también, cuando a los cátodos en cuanto a su modo de construcción y modo de disposición están asociados electrodos de rejilla de extracción iguales, y en todos los electrodos de rejilla de extracción, en una toma radiográfica está aplicado un potencial eléctrico igual, positivo con respecto al cátodo. Por ejemplo los cátodos de una primera clase presentan nanotubos de carbono y los cátodos de otra clase presentan puntas de wolframio o molibdeno. Como alternativa o adicionalmente, mediante control de los cátodos con tensiones eléctricas diferentes o corrientes eléctricas diferentes puede ajustarse la energía de los electrones emitidos y con ello la energía de la radiación de rayos X emitida. Por ejemplo, las formas de los cátodos se diferencian en que estas están previstas en cada caso para un control diferente con respecto a la corriente eléctrica o a la tensión eléctrica. Por ejemplo, el tubo MBFEX del tomógrafo computarizado propuesto presenta dos clases de cátodos, en donde una de las clases está prevista para el funcionamiento con una corriente continua más intensa y la otra clase está prevista para el funcionamiento con una corriente continua pulsada más débil. Por ejemplo, el tubo MBFEX del tomógrafo computarizado propuesto presenta dos clases de cátodos, en donde ambas clases están previstas para el funcionamiento con una tensión continua rectangular pulsada o una corriente continua rectangular pulsada, aunque con diferente frecuencia de conmutación.

Mediante una combinación parcial o al completo de diferentes geometrías de área, tamaños de área, calidad de materiales diferente y con respecto a la corriente o tensión de diferentes controles, en el tubo MBFX del tomógrafo computarizado propuesto puede realizarse una pluralidad de formas diferentes. Por ejemplo está prevista una clase de cátodos para la realización de tomas radiográficas a través de tomosíntesis y la otra clase está prevista para la realización de tomas radiográficas a través de tomosíntesis HEPC.

En una forma de realización preferida adicional el tomógrafo computarizado propuesto está perfeccionado en el sentido de que a cada disposición en fila de cátodos están asociados electrodos de rejilla de extracción y electrodos de enfoque en cada caso de un tipo, en donde las disposiciones de cátodos en fila se diferencian por al menos un tipo de electrodos de rejilla de extracción y/o al menos un tipo de electrodos de rejilla de enfoque.

Por consiguiente, incluso en varias disposiciones de cátodos de una misma clase, mediante la selección de diferentes tipos de electrodos de rejilla de extracción y/o diferente tipos de electrodos de rejilla de enfoque pueden ajustarse tanto la geometría, la densidad de radiación como la gama de longitud de onda de un haz de rayos X, aun cuando los tipos de los electrodos de rejilla de extracción y/o electrodos de enfoque únicamente se diferencian por un funcionamiento con una tensión eléctrica diferente o con una corriente eléctrica diferente.

Por ejemplo se dan diferentes tipos de electrodos de rejilla de extracción mediante diferentes formas de construcción y/o mediante diferentes disposiciones por encima de los cátodos. Por ejemplo pueden realizarse diferentes tipos de electrodos de enfoque mediante diferentes formas de construcción y/o mediante diferentes disposiciones por encima de los cátodos y electrodos de rejilla de extracción.

En una realización preferente de este perfeccionamiento del tomógrafo computarizado propuesto, el tubo MBFX presenta varias disposiciones de cátodos de una misma clase con electrodos de rejilla de extracción del mismo tipo, diferenciándose las disposiciones de cátodos en fila en cuanto a los tipos de electrodos de rejilla de enfoque. En esta forma de realización del tomógrafo computarizado propuesto tanto la geometría, la densidad de radiación como la gama de longitud de onda de un haz de rayos X puede determinarse solo mediante la selección y el funcionamiento de los electrodos de enfoque.

Las posibilidades de variación múltiples, que en particular se refieren a los cátodos y a su control, permiten el funcionamiento del tomógrafo computarizado en un módulo multidosis. En un modo así, por ejemplo, en un momento determinado, un cátodo puede controlarse de tal modo que emite una corriente de electrones de 10 mA, en donde la tensión de ánodo está configurada a 20 kV. Estos valores permanecen constantes, por ejemplo, a través de una duración de pulso de 10 ms. Ya el siguiente pulso, que dura, por ejemplo, 100 ms, puede emitirse con una corriente de electrones mucho más alta de 30 mA, en donde, por ejemplo, está configurada una tensión de ánodo que asciende a 100 kV. La flexibilidad dada con ello en el control del tomógrafo computarizado permite una prueba de imagen con tecnología de rayos X correspondientemente flexible, que puede adaptarse al caso individual, con una dosis pobre en conjunto con una calidad de reproducción alta al mismo tiempo.

Con el tomógrafo computarizado propuesto en los perfeccionamientos expuestos anteriormente pueden realizarse, por consiguiente, en una toma radiográfica haces de rayos X en cada caso con un tamaño de mancha focal idéntico, en donde el tamaño de mancha focal respectivo para cada toma radiográfica puede ajustarse mediante ajuste previo del enfoque y selección de una disposición de cátodos. El tamaño de mancha focal respectivo está determinado en este sentido también por la clase respectiva de los cátodos, por el tipo respectivo del electrodo de extracción de rejilla, y sobre todo, por el tipo respectivo del electrodo de enfoque.

Para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador tanto mediante tomosíntesis como mediante tomosíntesis HPEC, en el ánodo correspondiente preferentemente un primer modo operativo parcial se aplica de manera correspondiente un potencial eléctrico positivo constante en el tiempo, en donde los cátodos preferentemente se someten a un potencial rectangular eléctrico negativo pulsado de la misma forma y los electrodos de rejilla de extracción se someten preferentemente a un potencial rectangular eléctrica positivo pulsado de la misma forma, con respecto al potencial del cátodo. Por consiguiente, en estos modos operativos preferidos fluye una corriente continua eléctrica pulsada de igual modo.

Para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis se selecciona preferentemente una tensión más baja entre el ánodo correspondiente y los cátodos, pero se selecciona una corriente más intensa que para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC. Mediante estos tres modos operativos preferentes, tanto el ánodo correspondiente como los cátodos se protegen suficientemente de un sobrecalentamiento.

Para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis se seleccionan preferentemente haces de electrones y con ello haces de rayos X de menor energía que para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC, de modo que para una tomosíntesis los electrodos de enfoque presentan preferentemente un potencial eléctrico más bajo que para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC. Los electrodos de enfoque, preferentemente tanto en tomas radiográficas como en un acondicionamiento del tubo MBFEX pueden someterse a un potencial eléctrico constante en el tiempo.

A continuación se tratan perfeccionamientos ventajosos individuales del tomógrafo computarizado propuesto con respecto al ánodo del tubo MBFEX.

En una realización preferente adicional del tomógrafo computarizado propuesto los cátodos en el tubo MBFEX están orientados con respecto a su dirección de emisión principal de electrones hacia un ánodo fijo común. Preferentemente, en este sentido los cátodos están orientados hacia el ánodo, de modo que en el ánodo se da una disposición en fila de fuentes de radiación de rayos X; estas fuentes de radiación de rayos X corresponden con ello a emisores de rayos X. Por consiguiente, en esta realización del tomógrafo computarizado propuesto el gasto en cuanto a la tecnología de conmutación se reduce considerablemente. Adicionalmente, puede realizarse de este modo una forma constructiva del tubo MBFEX especialmente compacta y con reducción de peso.

De manera especialmente ventajosa, en una realización del tomógrafo computarizado propuesto el ánodo común, al que están asociados los cátodos, están configurados en forma de arco y están orientados de manera cóncava hacia la superficie de detector. Por consiguiente, con un ánodo así, las fuentes de rayos X están configuradas asimismo en forma de arco y orientadas de manera cóncava hacia la superficie de detector. Con un ánodo así pueden evitarse ángulos muertos en la dirección paralela. Esto permite, en el caso de un objeto de examen, una representación de alta resolución de una ROI incluso para las zonas, que están ocultas parcialmente por una capa parcial que absorbe intensamente radiación de rayos X.

El ánodo independientemente de si en conjunto presenta una forma cilíndrica extendida longitudinalmente, recta, en particular cilíndrica o una curvada, está configurado preferentemente como ánodo refrigerado por líquido. En este sentido fluye un agente de enfriamiento, en particular en forma de un aceite no conductor eléctricamente, por ejemplo aceite de silicona, a través de un canal que discurre en dirección longitudinal del ánodo, en donde el flujo de retorno del agente de enfriamiento se realiza desde el ánodo a través de un canal adicional, concéntrico al primer canal, de modo que únicamente en un extremo del ánodo se encuentra una conexión de agente de refrigeración para la entrada y salida del agente de enfriamiento. Este modo de construcción tiene la ventaja de que la conexión citada para agente de refrigeración puede estar conectada mediante una única disposición de conducto con un pasaje de alta tensión del tubo de rayos X, con lo que el número de los pasajes de alta tensión está reducido a un mínimo.

A continuación, se tratan perfeccionamientos ventajosos individuales del tomógrafo computarizado propuesto con respecto a los ajustes del tubo MBFEX, del haz de rayos X y de la zona de reproducción que pueden realizarse. En un perfeccionamiento así del tomógrafo computarizado propuesto, con el colimador puede ajustarse un haz de rayos X como un haz cónico de rayos X con una zona de incidencia de rayos X circular o elíptica o como un haz en abanico de rayos X con una zona de incidencia lineal. La zona de incidencia de rayos X del haz de rayos X se refiere en este sentido a la superficie de detector, en la que incide el haz de rayos X. La zona de incidencia de rayos X del haz de rayos X cubre la superficie de detector por completo o al menos parcialmente. En el caso de un haz de rayos X en forma de un haz cónico de rayos X la dirección de emisión principal de rayos X corresponde al aje cónico. En el caso de un haz de rayos X en forma de un haz en abanico de rayos X la dirección de emisión principal de rayos X discurre a través de un plano de abanico que divide a la mitad longitudinalmente la zona de incidencia de rayos X. Para la toma radiográfica de todo el objeto de examen, por ejemplo un seno de mujer, los haces de rayos X preferentemente están configurados en forma de haces cónicos de rayos X, en donde el tubo MBFEX está sujeto de manera estacionaria.

En gran medida el tomógrafo computarizado está diseñado de modo que la zona de representación de rayos X puede desplazarse sincrónicamente con el tubo MBFEX en la dirección paralela y el haz de rayos X puede ajustarse como haz en abanico de rayos X. En este sentido el plano de abanico es perpendicular a la dirección paralela. La zona de incidencia cubre la zona de representación por completo y es rectangular. El plano de abanico es en este sentido paralelo al lado longitudinal de la zona de representación de rayos X y divide a la mitad la zona de representación de rayos X geométricamente. En esta forma de realización, el tubo MBFEX del tomógrafo computarizado propuesto puede controlarse sincrónicamente con el diafragma de rayos X. Para la toma radiográfica de una ROI de un objeto de examen, por ejemplo un seno de mujer, los haces de rayos X están configurados preferentemente en forma de haces en abanico de rayos X; en este sentido para cada etapa de desplazamiento del tubo MB-FEX y del diafragma de rayos X, en la zona de representación de rayos X seleccionada para la ROI, puede realizarse una secuencia de conexiones de los cátodos y con ello una toma radiográfica.

En otra forma de realización, el tubo MBFEX con respecto a la superficie de detector puede regular la distancia en una dirección perpendicular (normalmente denominada dirección y). Por consiguiente, en el sentido de un ajuste, la zona de incidencia del haz de rayos X con respecto a la zona de representación puede ajustarse antes de llevar a cabo la toma radiográfica asistida por ordenador. En comparación con las soluciones convencionales, con ello también en el proceso de una tomosíntesis HEPC mediante la regulación del tubo MBFEX pueden realizarse tomas radiográficas con tensión de ánodo más alta y al mismo tiempo corriente de emisión más reducida.

Al contrario que en los tomógrafos computarizados conocidos, con un tubo de rayos X giratorio, en las tomas de imágenes radiográficas con el tomógrafo computarizado propuesto queda descartado por principio un aumento de mancha focal alrededor de la dirección axial debido a componentes en movimiento.

El tomógrafo computarizado propuesto, en particular en sus perfeccionamientos, se caracteriza por un modo de construcción muy compacto y robusto. El tomógrafo computarizado propuesto, en particular con un tubo MBFEX, que presenta cátodos fríos con nanotubos de carbono, en comparación con los tomógrafos computarizados que pueden obtenerse actualmente en el mercado presenta las siguientes ventajas:

- reducción de la dosis de radiación para los pacientes,

- aumento de la sensibilidad y de la especificad de aparatos de generación de imágenes,

- menor peso y superficie de trabajo,

- mejora de la calidad o bajada de los costes (especialmente los costes de compra y operativos para tales sistemas de generación de imágenes médicos) de empresas de servicios de asistencia sanitaria.

El uso del tomógrafo computarizado propuesto no está limitado de ninguna manera al diagnóstico medicinal. El tomógrafo computarizado propuesto es adecuado, por ejemplo, también para la prueba de imagen de rayos X de objetos inanimados, por ejemplo para el examen de piezas de trabajo o examen de productos o para el examen de contenido de recipientes cerrados. En particular, el tubo MBFEX del tomógrafo computarizado propuesto en la realización, en el que una multitud de cátodos está asociada a un ánodo común, puede emplearse también para otros tomógrafos computarizados.

A continuación el tomógrafo computarizado propuesto se explica con más detalle mediante un dibujo, en el que están resumidos tres ejemplos de realización. En este muestran:

figura 1 un primer ejemplo de realización de un tomógrafo computarizado 1 en vista esquemática de su tubo MBFEX

20,

figura 2 el primer ejemplo de realización de un tomógrafo computarizado 1 con representación de un haz de rayos X b en forma de un haz cónico c,

figura 3 el primer ejemplo de realización de un tomógrafo computarizado 1 con representación de un haz de rayos X b en forma de un haz en abanico c,

figura 4 una vista parcial de un dispositivo de rejilla 50 del tubo MBFEX 20 del primer ejemplo de realización de un tomógrafo computarizado 1,

figura 5 una vista parcial del dispositivo de rejilla 50 del tubo MBFEX20 de un segundo ejemplo de realización de un tomógrafo computarizado 1,

figura 6 un tercer ejemplo de realización de un tomógrafo computarizado1 con cátodos 41, 42 de dos clases diferentes dispuestos en fila y desfasados con alternancia.

Todos los ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto que van a explicarse a continuación están previstos para la prueba de imagen de rayos X mamográfica. Todos los ejemplos de realización del tomógrafo computarizado1 propuesto que se explican a continuación presentan un tubo MBFEX 20 y un detector de rayos X de base plana 30. Una superficie de detector D rectangular del detector de rayos X de base plana 30 está prevista para la detección de rayos X.

El tubo MBFEX 20 presenta en todos los ejemplos de realización un tubo de vacío 21, Una ventana de rayos X 22 y un colimador 23, pudiendo ajustarse con el colimador la geometría de un haz de rayos X b. Los haces de rayos X b presentan una dirección con la intensidad máxima de la radiación de rayos X emitida, que corresponde a una dirección de emisión principal de rayos X h. En ambos ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto, con el colimador 23 el haz de rayos X b puede ajustarse opcionalmente como un haz cónico de rayos X c con una zona de incidencia de rayos X B circular o elíptica o como un haz en abanico de rayos X f con una zona de incidencia de rayos X B lineal, en donde el haz en abanico de rayos X f presenta un plano en abanico de rayos X F que divide por la mitad longitudinalmente la zona de incidencia de rayos X B. La zona de incidencia de rayos X B recubre la superficie de detector D parcialmente o por completo.

En todos los tres ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto, los cátodos 40, 41, 42 están dispuestos de manera fija en cada caso en disposiciones en fila en forma de un arco. En el primer ejemplo de realización el tubo MBFEX 20 presenta una disposición con una multitud de cátodos 40 con la misma forma. En el segundo ejemplo de realización el tubo MBFEX 20 presenta dos disposiciones con una misma multitud de cátodos 41, 42 en cada caso de dos clases diferentes, en donde cada una de las dos disposiciones presenta en cada caso una clase de cátodos 41, 42 y los cátodos 41 de la primera clase están dispuestos delante de los cátodos 42 de la segunda clase. El tercer ejemplo de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto se diferencia del segundo únicamente porque los cátodos 41, 42 aunque están dispuestos en fila, sin embargo están dispuestos desfasados con alternancia. En todos los tres ejemplos de realización, los cátodos presentan nanotubos de carbono con varias paredes en una dirección preferente predominantemente perpendicular hacia la superficie de cátodo respectiva y están configurados rectangulares. Los cátodos 41 de la primera clase y los cátodos 42 de la segunda clase del segundo y tercer ejemplo de realización se diferencian en su tamaño de área.

En todos los ejemplos de realización los cátodos 40, 41, 42 están previstos para la emisión de campo de electrones, están orientados hacia un ánodo 6 común y opcionalmente pueden someterse a un potencial negativo pulsado de la misma forma de hasta 4 KV.

En todos los ejemplos de realización, el ánodo 6 está configurado en forma de arco, está orientado de manera cóncava hacia la superficie de detector D y está dispuesto en el tubo de vacío 21 de manera fija. En todos los ejemplos de realización los cátodos 40, 41, 42 están orientados hacia el ánodo 6, de modo que en el ánodo 6 puede generarse una disposición en fila de fuentes de rayos X Q, en donde las fuentes de rayos X Q están configuradas asimismo en forma de arco y están orientadas de manera cóncava hacia la superficie de detector D. En el caso de una toma radiográfica, en todas las tres realizaciones del tomógrafo computarizado 1 propuesto puede realizarse una toma radiográfica mediante un control secuencial de los cátodos 40, 41, 42.

En todos los tres ejemplos de realización el tubo MBFEX 20 presenta un dispositivo de rejilla 50, estando orientado el dispositivo de rejilla 50 al ánodo 6. El dispositivo de rejilla 50 está dispuesto entre los cátodos 40, 41, 42 y el ánodo 6 en el tubo de vacío 21. El dispositivo de rejilla 50 de todos los tres ejemplos de realización presenta al menos un electrodo de rejilla de extracción 51,53, 54 y al menos una forma de electrodos de enfoque 52, 55, 56. Los electrodos de rejilla de extracción 51, 53, 54 están dispuestos directamente de manera fija por encima de los cátodos 40, 41, 42 y están previstos para la extracción de campo de electrones de los cátodos 40, 41, 42. Los electrodos de enfoque 52, 55, 56 está dispuestos asimismo de manera fija directamente por encima de cada electrodo de rejilla de extracción 51, 53, 54, dirigida al ánodo 6 y están previstos para el enfoque de los electrones extraídos como un haz de electrones a hacia la fuente de rayos X Q respectiva que va a generarse.

En el primer ejemplo de realización el dispositivo de rejilla 50 presenta un electrodo de rejilla de extracción 51 común a todos los cátodos 40, en donde a cada cátodo individual 40 está asociado por separado un electrodo de enfoque 52 adicional. En el segundo y tercer ejemplo de realización, el dispositivo de rejilla 50 presenta un electrodo de rejilla de extracción 53 de una primera forma común a los cátodos 41 de la primera clase y un electrodo de rejilla de extracción 54 de una segunda forma común a los cátodos 42 de la segunda clase, en donde en cada caso a cada cátodo individual 41 de la primera clase por separado está asociado un electrodo de enfoque 55 individual de una primera forma, y en cada caso a cada cátodo individual 42 de la segunda clase por separado está asociado un electrodo de enfoque 56 individual de una segunda forma. Los electrodos de rejilla de extracción 51, 53, 54 y los electrodos de enfoque 52, 55, 56 no están dibujados en la figura 1, figura 2., figura 3 y en la figura 6, y se explican con más detalle mediante la figura 4 para el primer ejemplo de realización, y mediante figura 5 para el segundo ejemplo de realización. La figura 4 y la figura 5 no están representados a escala. En la figura 4 la tensión de rejilla está indicada a modo de ejemplo con de 0 a 1kV. A diferencia de esto, durante el funcionamiento del tomógrafo computarizado1 puede aplicarse, por ejemplo, una tensión de rejilla en el intervalo de cero a ±1kV.

En todos los tres ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto, los electrodos de rejilla de extracción 51, 53, 54 cuando no está puesto en funcionamiento no están conectados a tierra o pueden conectarse para un funcionamiento galvánicamente con los cátodos, aunque están separados galvánicamente de todos los demás componentes del tubo MBFEX 20. Los electrodos de rejilla de extracción 51, 53, 54 pueden someterse opcionalmente a un potencial positivo pulsado de la misma forma de hasta 1 kV.

En todos los tres ejemplos de realización los electrodos de enfoque 52, 55, 56 cuando no están en funcionamiento, también están conectados a tierra, pero pueden conectarse galvánicamente con el ánodo 6 para un funcionamiento, aunque por lo demás están separados galvánicamente de todos los demás componentes del tubo MBFEX 20, tal como se muestra de manera representativa y esquemáticamente en la figura 4. Los electrodos de enfoque 52, 55, 56 pueden someterse opcionalmente a un potencial negativo o positivo constante en el tiempo de hasta 10 kV.

Para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis en el ánodo 6 se aplica un potencial constante en el tiempo de 40 KV, en donde entre el ánodo 6 y el cátodo 40, 41 conectado en cada caso fluye una corriente continua eléctrica pulsada de la misma forma de 30 mA. En cambio, para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC en el ánodo correspondiente se aplica un potencial constante en el tiempo de 120 kV, en donde entre el ánodo 6 y el cátodo 40, 42 conectado en cada caso fluye una corriente continua eléctrica pulsada de la misma forma de 0,5 mA.

En todos los tres ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto, en una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis puede realizarse un tamaño de mancha focal con un diámetro de 0,3 mm a 0,6 mm, y en una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC puede realizarse un tamaño de mancha focal con un diámetro de 0,1 mm.

En todos los tres ejemplos de realización el tomógrafo computarizado 1 propuesto presenta un regulador de corriente, un control de aparatos, un sistema de control electrónico (ECS = Electronic Control System), Una fuente de alta tensión de cátodo (CPS = Cathode Power Supply), una fuente de alta tensión de ánodo (APS = Anode Power Supply) y un control de aparatos. El ánodo 6 está integrado con ello en una regulación de corriente basada en la corriente, que incluye una medición de la corriente emitida por los cátodos 40, 42 con el fin de la regulación de la corriente de ánodo a un valor determinado. El regulador de corriente, el control de aparatos, el sistema de control electrónico, la fuente de alta tensión de cátodo, la fuente de alta tensión de ánodo y el control de aparatos son componentes de un dispositivo de regulación electrónico. El regulador de corriente, el control de aparatos y el sistema de control electrónico representan un sistema director electrónico.

El dispositivo de regulación electrónico presenta un circuito principal eléctrico y un circuito de regulación, en donde el circuito principal y el circuito de regulación están integrados en un circuito de corriente continua. En el circuito principal la fuente de alta tensión de ánodo está conectada eléctricamente con el ánodo 6 y el regulador de corriente, el regulador de corriente con el control de aparatos, el control de aparatos con el sistema de control electrónico, el sistema de control electrónico con la fuente de alta tensión de cátodo y la fuente de alta tensión de cátodo en conexión paralela con los cátodos 40, 41, 42 como también con el dispositivo de rejilla 50 respectivo. En el circuito de regulación la fuente de alta tensión de ánodo está enlazada eléctricamente a través de una realimentación con el sistema director. En este sentido, el sistema director está previsto tanto para las conexiones secuenciales de los cátodos 40, 41, 42, para la regulación de los electrodos de rejilla de extracción 51, 53, 54 y de los electrodos de enfoque 52, 55, 56 del dispositivo de rejilla 50 respectivo como para la regulación de la corriente de circuito principal, en donde la tensión eléctrica de la fuente de alta tensión de cátodo puede adaptarse a la corriente de circuito principal especificada con el sistema director.

El tubo MBFEX 20 puede desplazarse en todos los tres ejemplos de realización en dirección paralela z al detector de rayos X de base plana 30. En todos los ejemplos de realización, el detector de rayos X de base plana 30 presenta un diafragma de rayos X 31 desplazable como también de apertura regulable, en donde con el diafragma de rayos X 31 una zona de representación A sobre la superficie de detector D del detector de rayos X de base plana 30 puede seleccionarse y desplazarse.

En todos los tres ejemplos de realización del tomógrafo computarizado propuesto el tubo MBFEX 20 puede regular la distancia con respecto a la superficie de detector D en una dirección perpendicular y.

En un examen radiológico, por ejemplo un seno 70 de mujer como objeto de examen, el seno 70 está colocado entre el tubo MBFEX 20 y el detector de rayos X de base plana 30. En todos los ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto el seno 70 de una paciente está colocado sobre una placa 32 por encima del diafragma de rayos X 31, en donde la placa 32 es transparente para la radiación de rayos X. Con una plancha de compresión 33 el seno 70 está fijado sobre la placa 32 temporalmente para el examen radiológico.

El primer ejemplo de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto se explica con más detalle a continuación mediante la figura 1, la figura 2, la figura 3 y la figura 4.

La figura 1 muestra una vista esquemática del tubo MBFEX 20 del primer ejemplo de realización de un tomógrafo computarizado 1. La figura 1 no está representada a escala. El tubo de vacío 21, la ventana de rayos X 22 y el colimador 23 del tubo MBFEX 20, el dispositivo de rejilla 50 como el diafragma de rayos X 31 no pueden verse en la figura 1. En la figura 1 están dibujados haces de rayos X b en forma de haces en abanico f, que pueden generarse secuencial. Los haces de rayos X b están orientados en su dirección de emisión principal de rayos X h hacia el seno 70 incluso.

La figura 2 muestra el tomógrafo computarizado 1 propuesto en su primer ejemplo de realización en una vista lateral. En la figura 2 está esquematizado el tomógrafo computarizado 1 durante una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador de todo el seno 70 mediante tomosíntesis, en la que todos los haces de rayos X b con el colimador 23 están configurados en forma de haces cónicos c y los tubos MBFEX 20 están sujetos de manera estacionaria. La zona de representación A está configurada con el diafragma de rayos X 31 de modo que esta comprende el seno 70 recto por completo.

La figura 3 muestra el tomógrafo computarizado 1 propuesto en su primer ejemplo de realización también en una vista lateral. En la figura 3 está esquematizado el tomógrafo computarizado 1 durante una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador de una ROI 71 del seno 70 por medio de tomosíntesis HPEC, en el que están configurados haces de rayos X b con el colimador 23 en forma de haces en abanico f, en donde los planos en abanico de rayos X F respectivos son perpendiculares a la dirección paralela z. En la toma radiográfica del ROI 71 la zona de representación A puede desplazarse sincrónicamente con el tubo MBFEX 20 en la dirección paralela z. La zona de incidencia de rayos X B cubre la zona de representación A por completo y es rectangular. El plano en abanico de rayos X F es en este sentido paralelo al lado longitudinal de la zona de representación A y divide geométricamente por la mitad la zona de representación A. El tubo MBFEX 20 durante la toma radiográfica de su ROI 71 está controlado sincrónicamente con el diafragma de rayos X 31. Para cada etapa de desplazamiento del tubo MBFEX 20 y del diafragma de rayos X 31 en la zona de representación A seleccionada para la ROI 71 está realizada una secuencia de conexiones de los cátodos 40 y con ello una toma radiográfica.

Con el tomógrafo computarizado 1 propuesto en su primera forma de realización con únicamente una disposición de cátodos 40 de una clase en cada caso pueden realizarse tomas radiográficas para dos procedimientos diferentes asistidos por ordenador para la creación de vistas en sección transversal y estructuras de volumen del objeto examinado. Para ello para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC los electrodos de enfoque 52 están sometidos a un potencial eléctrico negativo más alto que para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis.

La figura 4 muestra una vista parcial del dispositivo de rejilla 50 del primer ejemplo de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto que está limitado a la representación a modo de ejemplo de un cátodo 40 con el electrodo de enfoque 52 asociado a este. En la figura 4, a la izquierda está representada una vista parcial del dispositivo de rejilla 50 con respecto a la dirección longitudinal de los cátodos 40 y a la derecha una vista parcial del dispositivo de rejilla 50 con respecto a la dirección transversal de los cátodos 40; en ambas vistas parciales el electrodo de rejilla de extracción 51 está representado en una vista seccionada en cada caso. El dispositivo de rejilla 50 y los cátodos40 están dispuestos sobre un soporte cerámico 80 común. El electrodo de rejilla de extracción 51 y los cátodos 40 están conectados en cada caso a través de una capa metálica 81 con el soporte cerámico 80. El electrodo de rejilla de extracción 51 está fabricado de wolframio. La capa metálica 81 está prevista para la puesta en contacto eléctrico de los cátodos 40 y del electrodo de rejilla de extracción 51, a través de la cual los cátodos 40 y el electrodo de rejilla de extracción 51 están en contacto eléctricamente con el sistema de control electrónico. E sistema de control está dibujado esquemáticamente en la figura 4. En la figura 4 se representa un cátodo 40 durante su control electrónico junto con el electrodo de enfoque 52 asociado en el estado conectado, en donde el electrodo de rejilla de extracción 51 está conectado asimismo y el curso de línea de campo del haz de electrones a generado está dibujado esquemáticamente.

El segundo ejemplo de realización del tomógrafo computarizado1 propuesto se explica a continuación mediante la figura 5. La figura 5 muestra asimismo una vista parcial del dispositivo de rejilla 50, que está limitado a la representación a modo de ejemplo de dos cátodos 41, 42 con los electrodos de enfoque 55, 56 asociados en cada caso a estos. En la figura 5, arriba está representada una vista parcial del dispositivo de rejilla 50 con respecto a la dirección longitudinal de los cátodos 41,42 y a la abajo una vista parcial del dispositivo de rejilla 50 con respecto a la dirección transversal de los cátodos 41, 42; en ambas vistas parciales los electrodos de rejilla de extracción 53, 54 están representados asimismo en una vista seccionada en cada caso. Los cátodos 41 de la primera clase presentan una superficie más pequeña que los cátodos 42 de la segunda clase. En una toma radiográfica o los cátodos 41 de la primera clase o los cátodos 42 de la segunda clase se controlan secuencialmente, en donde los cátodos 41 de la primera forma están previstos para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis HPEC y los cátodos 42 de la segunda forma están para una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante tomosíntesis. En la figura 5 está representado un cátodo 41 durante su control electrónico junto con el electrodo de rejilla de extracción 53 asociado y el electrodo de enfoque 55 asociado en el estado conectado durante una prueba de imagen de rayos X asistida por ordenador mediante HPEC-tomosíntesis.

El tercer ejemplo de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto se explica a continuación mediante la figura 6. La figura 6 está limitada a la representación a modo de ejemplo de ocho cátodos 41,42 en total de los tubos MBFEX 20. El dispositivo de rejilla 50 no es visible en la figura 6.

En todos los tres ejemplos de realización del tomógrafo computarizado 1 propuesto con el ánodo 6 en forma de arco pueden evitarse ángulos muertos alrededor de la dirección paralela z. Por consiguiente, en todos los ejemplos de realización cada ROI 71 puede representarse alrededor de la dirección paralela z por completo, con la misma forma y con alta resolución en caso de una exposición de rayos X comparativamente escasa simultánea del objeto de examen, tal como se aclara gráficamente a modo de ejemplo en el haz de rayos X b dibujado en la figura 1, figura 2 y figura 3. El tomógrafo computarizado1 propuesto en todos los tres ejemplos de realización, en particular el tubo MBFEX 20, destaca por una forma constructiva especialmente compacta.

Lista de referencias

1 tomógrafo computarizado

20 tubo MBFEX

21 tubo de vacío

22 ventana de rayos X

23 colimador

30 detector de rayos X de base plana

31 diafragma de rayos X

32 placa

33 plancha de compresión

40 cátodo

41 cátodo de una primera clase

42 cátodo de una segunda clase

50 dispositivo de rejilla

51 electrodo de rejilla de extracción

52 electrodo de enfoque

53 electrodo de rejilla de extracción de una primera forma

54 electrodo de rejilla de extracción de una segunda forma

55 electrodo de enfoque de una primera forma

56 electrodo de enfoque de una segunda forma

6 ánodo

70 seno

71 ROI

80 soporte cerámico

81 capa metálica

D superficie de detector

b haz de rayos X

h dirección de emisión principal de rayos X

c haz cónico de rayos X

f haces en abanico de rayos X

B zona de incidencia de rayos X

F plano en abanico de rayos X

Q fuente de rayos X

a haz de electrones dirección paralela zona de representación y dirección perpendicular

Claims

REIVINDICACIONES

1. Tomógrafo computarizado (1) para la prueba de imagen de rayos X mamográfica, que presenta un tubo MBFEX (20) y un detector de rayos X de base plana (30), en donde en el tubo MBFEX (20) está dispuesta una multitud de cátodos (40) en fila de manera fija, los cátodos (40) están previstos para la emisión de campo de electrones, tanto la geometría como la densidad de radiación y como la gama de longitud de onda de un haz de rayos X (b) puede ajustarse, el tubo MBFEX (20) puede desplazarse en dirección paralela (z) al detector de rayos X de base plana (30), el detector de rayos X de base plana (30) presenta un diafragma de rayos X (31) desplazable y también de apertura regulable, y con el diafragma de rayos X (31) puede seleccionarse y desplazarse una zona de representación (A) sobre la superficie de detector (D) del detector de rayos X de base plana (30).

2. Tomógrafo computarizado (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que los cátodos (40) contienen nanotubos de carbono.

3. Tomógrafo computarizado (1) según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que los cátodos (40) contienen nanotubos configurados para la emisión de electrones, que contienen al menos una sustancia, que está seleccionada de un grupo de sustancias que contiene óxidos de metal, sulfuros de metal, nitruros, carburos y silicio.

4. Tomógrafo computarizado (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el tubo MBFEX (20) presenta un dispositivo de rejilla (50) dispuesto de manera fija, en donde en el dispositivo de rejilla (50) un electrodo de rejilla de extracción (51) común a todos los cátodos (40) o a cada cátodo individual (40) está asociado en cada caso un electrodo de rejilla de extracción (51) independiente, cada electrodo de rejilla de extracción (51) está dispuesto directamente por encima de los cátodos (40) y está previsto para la extracción de campo de electrones.

5. Tomógrafo computarizado (1) según la reivindicación 4, caracterizado por que el dispositivo de rejilla (50), directamente por encima de cada electrodo de rejilla de extracción (51), para cada cátodo individual (40) presenta en cada caso un electrodo de enfoque (52) asociado por separado, en donde cada electrodo de enfoque (52) está previsto para el enfoque de los electrones extraídos como haz de electrones (a).

6. Tomógrafo computarizado (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el tubo MBFX (20) presenta más de una disposición en fila de cátodos (40) iguales o de cátodos (41, 42) de distintas clases, en donde cada una de las disposiciones en fila comprende no más de una clase de cátodos (41,42).

7. Tomógrafo computarizado (1) según la reivindicación 6, caracterizado por que los cátodos (41, 42) de distintas clases se diferencian unos de otros al menos en cuanto a la superficie que ocupan sobre un soporte común (80).

8. Tomógrafo computarizado (1) según las reivindicaciones 4, 5, 6 y 7, caracterizado por que a cada disposición de cátodos (40, 41, 42) en fila están asociados electrodos de rejilla de extracción (53, 54) y electrodos de enfoque (55, 56) en cada caso de un tipo, en donde las disposiciones de cátodos (40, 41, 42) en fila se diferencian unas de otras por al menos un tipo de electrodos de rejilla de extracción (53, 54) y/o al menos un tipo de electrodos de rejilla de enfoque (55, 56).

9. Tomógrafo computarizado (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que están orientados varios cátodos (40, 41, 42) hacia un ánodo (6) fijo común.

10. Tomógrafo computarizado (1) según la reivindicación 9, caracterizado por que el ánodo (6) está configurado en forma de arco y está orientado de manera cóncava hacia la superficie de detector (D).

11. Tomógrafo computarizado (1) según las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que el ánodo (6) está configurado como ánodo refrigerado por líquido.

12. Tomógrafo computarizado (1) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que con un colimador (23) puede ajustarse opcionalmente el haz de rayos X (b) como un haz cónico de rayos X (c) con una zona de incidencia de rayos X (B) circular o elíptica o como un haz en abanico de rayos X (f) con una zona de incidencia de rayos X (B) lineal, en donde el haz en abanico de rayos X (f) presenta un plano en abanico de rayos X (F) que divide por la mitad longitudinalmente la zona de incidencia de rayos X (B).

13. Tomógrafo computarizado (1) según la reivindicación 12, caracterizado por que la zona de representación (A) puede desplazarse sincrónicamente con el tubo MBFEX (20) en dirección paralela (z) y el haz de rayos X (b) puede ajustarse como haz en abanico de rayos X (f), en donde el plano en abanico de rayos X (F) es perpendicular a la dirección paralela (z), la zona de incidencia de rayos X (B) cubre por completo la zona de representación (A), la zona de representación (A) es rectangular, el plano en abanico de rayos X (F) es paralelo al lado longitudinal de la zona de representación (A), el plano en abanico de rayos X (F) divide por la mitad geométricamente la zona de representación (A) y el tubo MBFEX (20) puede controlarse sincrónicamente con el diafragma de rayos X (31).

14. Tomógrafo computarizado (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el tubo MBFEX (20) se puede regular en una dirección perpendicular (y) en cuanto a la distancia con respecto a la superficie de detector (D).

15. Tomógrafo computarizado (1) según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que el ánodo (6) es parte de un circuito de regulación configurado para la regulación de corriente basada en la corriente, que incluye una medición de la corriente de electrones emitida por los cátodos (40, 41, 42).