NL1024724C2 - Systeem en werkwijze voor het meten van een lokale longfunctie onder gebruikmaking van elektronenstraal CT. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Systeem en werkwijze voor het meten van een

lokale longfunctie onder gebruikmaking van elektronenstraal CT

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het afbeelden met een elektronenstraaltomografie (EBT)-aftast-eenheid. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het meten vati een lokale longfunctie onder gebruikmaking 5 van een EBT-aftasteenheid.

Medische diagnostische afbeeldingssystèmen omvatten een verscheidenheid aan afbeeldingsmodaliteiten, zoals röntgensystemen, computertomografie (CT)-systemen, ultrasoon-geluidsystemen, elek-tronenstraaltomografie (EBT)-systemen, magnetische resonantie (MR)-10 systemen, en ^diergelijke. Medische diagnostische afbeeldings-systernen genereren beelden van een onderwerp, zoals bijvoorbeeld een patiënt, door blootstelling aan een energiebron, zoals röntgenstralen die door een patiënt gaan. De gegenereerde afbeeldingen kunnen worden gebruikt voor vele doelen. Bijvoorbeeld kunnen 15 interne defecten in een subject worden gedetecteerd. Bovendien kunnen veranderingen . in de interne structuur of uitlijning worden bepaald. Ook een vloeistofstroom binnen een onderwerp kan worden gerepresenteerd. Verder kan het beeld de aanwezigheid of afwezigheid van onderdelen in een subject tonen. De informatie die wordt 2Ó verkregen van medische diagnostische afbeeldingen hebben toepassingen in vele gebieden, inclusief medicijnen en vervaardiging.

EBT aftasteenheden zijn in het algemeen beschreven in US octrooi no. 4 352 021 ten name van Boyd, et al., (28 september 1982), en ÜS octrooi no. 4 521 900 (4 juni 1985), US octrooi no.

25 4 521 901 (4 juni 1985), US octrooi no. 4 625 150 (25 november 1986), US octrooi no. 4 644 168 (17 februari 1987), US octrooi no.

5 193 105 (9 maart 1993), US octrooi no. 5 289 519 (22 februari 1994), US octrooi no. 5 719 914 (17 februari 1998) en US octrooi no. 6 208 711 allen ten name van Rand, et al., en US octrooi no.

30 5 406 479 ten name van Karman (11 april 1995). Naar de hierboven opgesomde octrooien wordt verwezen en zij zijn door verwijzing hierin in hun geheel opgenomen.

Zoals beschreven is in de hierboven gerefereerde octrooien wordt een elektronenstraal opgewekt door een elektronenbron aan het 1024724- - 2 - stroomopwaartse einde van een geëvacueerde, in het algemeen conisch gevormde behuizingskamer. Een grote negatieve potentiaal (bijv.

-130 kV of -140 kV) op een kathode van de elektronenbron versnelt de elektronenstraal van de bron af langs een. as van de 5 behuizingskamer. Verder stroomafwaarts focusseert een straal- optisch systeem dat een solenoïde, een quadrupool, en afbuigings-spoelen omvat, de straal en buigt de straal af om langs een ' röntgenstralen opwekkend doel af te tasten. EBT-systemen gebruiken een elektronenstraal met een hoge energie om het doel te treffen en 10 leveren röntgenstralen voor het bestralen van een af te beelden object. Het punt waar de elektronen het doel treffen wordt het "straalpunt" genoemd. Het uiteindelijke straalpunt op het doel is gevormd als een ellips en dient op geschikte wijze scherp en vrij van aberraties te zijn om zo niet de definitie in het beeld dat 15 wordt weergegeven door de aftasteenheid te degraderen.

De röntgenstralen die zijn opgewekt door het doel penetreren de patiënt of een ander object en worden gedetecteerd door een matrix van detectoren. De detectormatrix, net als het doel, is coaxiaal met en definieert een vlak dat orthogonaal is ten opzichte 20 van de symmetrieas van de aftasteenheid. De uitvoer vanuit de detectormatrix wordt gedigitaliseerd, opgeslagen, en door een computer verwerkt om een gereconstrueerd röntgenbeeld van een plak van het object te vervaardigen, wat typisch een beeld van een anatomie van een patiënt is zoals het hart of de longen.

25 Een EBT-aftasteenheid maakt het mogelijk in een korte tijd vele zichthoeken te verzamelen en een aantal plakken af te tasten.

Er is geen mechanisch bewegend portaal. Zowel een hoge resolutie als dynamische aftastmodi kunnen worden verschaft, terwijl de behoefte aan enige doel- of detectorbeweging wordt geëlimineerd 30 door het vervangen van conventionele röntgenstraalbuizen door elektronenstraaltechnologie.

Een aantal zichten kunnen worden gegenereerd door magnetische sturing van een gefocusseerde elektronenstraal langs een 210 graden doelring die gepositioneerd is onder een subject. Tegenover de 35 doelring is een stationaire detectorring van cadmiumwolfraam-kristallen die een 216 graden boog boven het subject beschrijft. Fotodioden in een detectorring worden gebruikt voor het opnemen van een uitgezonden röntgenstraalintensiteit. Röntgenstraalintensiteit-gegevens kunnen verwerkt worden om een beeld te leveren.

1024724“ - 3 -

Een belangrijke functie van medische diagnostische afbeelding is het meten van longfunctie en longcapaciteit. Longmetingen worden gebruikt om ziekten en andere problemen die verbonden zijn met de longen van een patiënt of de longfunctie te diagnostiseren.

5 Longinformatie kan worden gebruikt om aandoeningen zoals emfyseem te diagnostiseren en te behandelen.

Typisch wordt een spirometèr of een andere inrichting die een luchtstroomhoeveelheid meet gebruikt om longfunctiemetingen te verkrijgen. Een patiënt ademt diep in en stoot de lucht snel uit of 10 ademt uit. De spirometèr meet een verandering, in luchtvoluzne in de long in de tijd. Helaas meet het gebruik van een spirometèr op deze wijze de functies slechts voor de gehele long. Bovendien is een meting met het gebruik van een spirometèr een ruwe meting en staat deze geen waarneming van kleine veranderingen in longfunctie toe, 15 zoals in het vroege begin van een ziekte. Aldus zou een systeem dat vroege waarneming van een ziekte in de long mogelijk maakt zeer wenselijk zijn. Verder zou het systeem dat een meting van een deel van een long mogelijk maakt in plaats van de gehele long, zeer wenselijk zijn.

20 Een spirometèr meet de longfunctie, terwijl een patiënt inademt en vervolgens snel uitademt, typisch over een periode van 1-2 s. Dit wil zeggen, dat een spirometèr een luchtvolume meet dat een patiënt inademt of uitademt als een functie van tijd. Een spirometèr kan ook een stroom of een mate waarin het volume 25 verandert als een functie van tijd meten. Metingen worden tegenwoordig verkregen voor een gehele long. Er bestaat echter geen goede afbeeldingswerkwijze om deze snelle verandering in longvolume tegelijk met de spirometèr af te tasten. Conventionele CT-afbeeldingssystemen zijn niet snel genoeg om beelden van een lokale 30 longfunctie te nemen. Systemen volgens de stand van de techniek hebben gepoogd EBT-beelden te verkrijgen op elke 500 ms met een 100 ms aftasttijd. Aangezien een lengte van een long inademing-uitademinghandeling slechts ongeveer 2 sec duurt, resulteert een gebruik van 500 ms in een bemonstering van de longen van een 35 patiënt die te ruw (laag niveau van details) is om ontwikkelende ziekten of andere aandoeningen in de long te diagnostiseren. Alternatief past de stand van de techniek een aftasting na elke 116 ms toe, wat resulteert in excessieve stralingsblootstellingsdoses, in het bijzonder voor kinderen, tieners, en jonge volwassenen.

1024724- - 4 -

Aldus zou een systeem dat snel genoeg kan aftasten om beelden te verkrijgen van· de lokale longfunctie zeer wenselijk zijn.

Bepaalde uitvoeringsvormen bevatten een werkwijze en systeem i voor het meten en afbeelden van een lokale longfunctie. De 5 werkwijze omvat het starten van een beeldaftasting van ten minste een longdwarsdoorsnede van een patiënt, het aftasten van de longdwarsdoorsnede tijdens ten minste een van een inademing en een uitademing van lucht door de patiënt om longbeeldgegevens te verkrijgen en het onttrekken van een longfunctie aan dergelijke 10 beelden tijdens ten minste een van een inademing en een uitademing van lucht door de patiënt om longfunctiegegevens te verkrijgen. De werkwijze kan ook omvatten het uitvoeren van een vooraftasting van de patiënt om de longdwarsdoorsnede voor afbeelding te identificeren. Bovendien kunnen de longbeeldgegevens en longfunctie-15 gegevens worden gecombineerd voor gebruik in diagnose van een patiënt. De longbeeldgegevens en longfunctiegegevens kunnen ook worden uitgevoerd. De werkwijze kan verder omvatten het verwerken Van de longfunctiegegevens om een tekening van longversterking tegen de tijd te genereren. De werkwijze kan de gehele dwars-20 doorsnede en/of lokale longgebieden (bijv. verschillende lobben van de long) gebruiken.

In een bepaalde uitvoeringsvorm omvat de startstap het starten van de beeldaftasting gebaseerd op een luchtstroom in de long van de patiënt. De aftaststap kan dynamisch de longbeeld-25 gegevens verkrijgen wanneer ten minste een van luchtstroom en luchtcapaciteit in de long veranderen. Bij wijze van alternatief kan de aftaststap de longbeeldgegevens verkrijgen wanneer ten minste een van luchtstroom en luchtcapaciteit in de long constant is. In een bepaalde uitvoeringsvorm verkrijgt de aftaststap 30 longbeeldgegevens tijdens een zwaai van ten minste 33 ms. In een alternatieve uitvoeringsvorm verkrijgt de aftaststap longbeeldgegevens tijdens een zwaai van ten hoogste 50 ms.

Het systeem bevat een startorgaan voor het starten van een afbeeldingsaftasting van een patiënt, een energiebron voor het 35 genereren van een elektronenstraal om een doel te treffen, en een doel voor het leveren van straling in reactie op de elektronenstraal. De straling bestraalt ten minste een deel van de long van de patiënt. Het systeem bevat ook een detector voor het ontvangen van de straling, nadat de straling de long van de patiënt tijdens 40 de afbeeldingsaftasting heeft bestraald, een gegevens- 1024724- - 5 - acquisitiesysteem voor het verkrijgen van longbeeldgegevens van de detector gebaseerd op de straling, een reconstructiesysteem voor het berekenen van dwarsdoorsnede-afbeeldingen uit de beeldgegevens, en een beeld-manipulatiesysteem voor het combineren van de 5 longfunctiegegevens en de longafbeeldingsgegevens voor gebruik in diagnostiseren van de patiënt. Bovendien kan het systeem een spirometer omvatten voor het meten van een longfunctie van een patiënt. De spirometer genereert longfunctiegegevens gebaseerd op ten minste een van luchtstroom en volume in genoemde long. Het 10 systeem kan ook een uitgang voor ten minste een van weergeven, printen, en opslaan van de longfunctiegegevens en de longafbeeldingsgegevens omvatten. Het systeem kan ook dè longfunctiegegevens en de longafbeeldingsgegevens overdragen naar een werkstation voor verdere verwerking.

15 In een bepaalde uitvoeringsvorm wordt de afbeeldingsaftasting uitgevoerd in een afbeeldingszwaai van ten minste 33 ms. In een andere uitvoeringsvorm wordt de afbeeldingsaftasting uitgevoerd in een afbeeldings zwaai van ten hoogste 50 ms. Het reconstructiesysteem kan de longfunctiegegevens verwerken om een curve van 20 longverzwakking tegen de tijd te genereren. Het startorgaan kan de afbeeldingsaftasting starten gebaseerd op de longfunctiegegevens van de spirometer. Het startorgaan kan ook een vooraftasting van de patiënt starten om het deel van de long voor de afbeeldingsaftasting te identificeren. In een bepaalde uitvoeringsvorm 25 verkrijgt het gegevensacquisitiesysteem dynamisch de longaf beeldingsgegevens wanneer ten minste een van luchtstroom en luchtcapaciteit in de long veranderen. Bij wijze van alternatief kan het gegevensacquisitiesysteem de longafbeeldingsgegevens verkrijgen wanneer ten minste een van luchtstroom en lucht- 30 capaciteit in de long constant is. Bepaalde uitvoeringsvormen bevatten een werkwijze voor het detecteren van longafwijkingen in een patiënt. De werkwijze omvat het verkrijgen van longfuncties en gegevens gebaseerd op ten minste een luchtstroom en luchtvolume in een long, het starten van een aftasting van de long gebaseerd op de 35 longfunctiegegevens, het aftasten van een dwarsdoorsnede van de long om een longafbeelding te verkrijgen in een enkele zwaai, en het beoordelen van de longfunctiegegevens in samenhang met de longdwarsdoorsnede-afbeelding om afwijkingen in de long te detecteren.

t 024724" - 6 -

Fig. 1 illustreert een EBT-afbeeldingssysteem dat wordt gebruikt in overeenstemming met een · uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 2 illustreert een zijaanzicht van een EBT-afbeeldings-5 systeem, inclusief een elektronenstraal- en röntgenemissiepad in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 3 illustreert een logisch blokdiagram van een EBT-afbeeldingssysteem in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van 10 de onderhavige uitvinding.

Fig. 4 toont een stroomdiagram voor een werkwijze voor long-functiemeting en gelokaliseerde longafbeelding in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

De voorgaande samenvatting evenals de volgende gedetailleerde 15 beschrijving van zekere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen beter begrepen worden wanneer zij gelezén worden in combinatie met de begeleidende tekening. Ter illustratie van de uitvinding zijn er in de tekening zekere uitvoeringsvormen getoond. Het dient echter begrepen te worden dat de onderhavige uitvinding 20 niet beperkt is tot de samenstellingen en instrumentatie die getoond zijn in de begeleidende tekening.

Slechts ter illustratie verwijst de volgende gedetailleerde . beschrijving naar bepaalde uitvoeringsvormen van een elektronen- straaltomografie (EBT)-afbeeldingssysteem. Het dient begrepen te 25 worden dat de onderhavige uitvinding kan worden gebruikt met andere afbeeldingssystemen danEBT-afbeeldingssystemen.

Voorafgaand aan het beschrijven van bepaalde uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is het nuttig de werking van een EBT-afbeeldingssysteem te begrijpen. Fig. 1 en fig. 2 30 illustreren een afbeeldingssysteem 8 dat gevormd is volgens de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Zoals getoond is in fig. 2, omvat systeem 8 een vacuümkamerbehuizing 10 waarin een elektronenstraal 12 wordt gegenereerd bij een kathode van een elektronenbron 32 die geplaatst is in een stroomopwaarts gebied 34, 35 in reactie op een spanning, zoals -140 kV. De elektronenstraal 12 wordt dan bestuurd door een optisch systeem 38, inclusief een magnetische lens 39 en een afbuigspoel 42, om ten minste een halve-cirkelvormig doel 14 dat geplaatst is binnen een voorste onderste deel 16 van de kamerbehuizing 10 af te tasten.

1024724- - 7 -

Wanneer dit afgetast wordt door de gefocusseerde elektronenstraal 12, zendt het doel 14 een bewegende waaierachtige straal röntgenstralen 18 uit. Röntgenstralen 18 passeren vervolgens door een gebied van een subject 20 (bijvoorbeeld een patiënt of een 5 ander object) en worden geregistreerd op een detectormatrix 22 die diametrisch tegenover het doel 14 geplaatst is. Detectorgegevens worden uitgevoerd naar een verwerkingseenheid of computersubsysteem 24 dat de gegevens verwerkt en opneemt, waarbij een afbeelding van een plak van het subject op een videomonitor 26 wordt geleverd. Het 10 computersubsysteem 24 bestuurt ook het systeem 8 en elektronen- straalopwekking daarin.

Het straaloptisch systeem 38 is bevestigd binnen de kamerbe-huizing 10 en bevat de magnetische lens 39, afbuigspoelen en quadropoolspoelen kunnen (samen spoelen 42), en een elektrode-15 samenstel 44. De lenzen 39 en spoelen 42 dragen bij aan een focusserend effect om te helpen een uiteindelijk straalpunt te vormen tot een elliptische vorm wanneer de elektronenstraal een van de doelen 14 aftast.

Het elektrodesamenstel 44 is zodanig bevestigd binnen de 20 kamerbehuizing 10 tussen de elektronenbron 32 en het straaloptisch samenstel 38 dat de elektronenstraal 12 axiaal door het samenstel 44 langs de z-as 28 passeert. De z-as 28 is coaxiaal met de elektronenstraal 12 stroomopwaarts ten opzichte van het straaloptisch samenstel 38 binnen de kamerbehuizing 10. De z-as 28 kan 25 ook de longitudinale as van de kamerbehuizing en de symmetrieas van het elektrodesamenstel 44 en het straaloptische samenstel 38 in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding representeren. In een andere uitvoeringsvorm staat de as van het straaloptische samenstel 38 onder een hoek ten opzichte van 30 de longitudinale as van de kamer. De z-as 28 is ook typisch de aftastas door het subject 20 dat gescand wordt. In een uitvoeringsvorm kan een oppervlak waarop het subject 20 is gepositioneerd echter ook onder een hoek staan en gedraaid zijn, waarbij de z-as 28 en de as van het onderwerp 20 niet samenvallen.

35 Om het onderwerp 20 af te tasten wordt een röntgenrwaaier- straal 18 gedraaid in het x-y vlak door verschillende posities of waaierzichthoeken. Het midden van de waaierstraal 18 wordt gedraaid over 210 graden en wordt gedetecteerd door een boog van detectorelementen, zoals cadmiumwolfraamkristaldetectorelementen of 40 ander detectormateriaal, in de detectormatrix 22. In een 1024724- - 8 - uitvoeringsvorm kan elke detectorring in de detectormatrix 22 bijvoorbeeld '1728 cadmiumwolfraamkristaldetectorelementen omvatten. In een uitvoeringsvorm kan de detectormatrix 22 meervoudige coaxiale ringen omvatten met een verschillend aantal detector-5 elementen en detectormateriaal. De waaierstraal 18 gaat door het subject 20 binnen een reconstructiecirkel en treft de detector-matrix 22. Gegevensmonsters die verkregen zijn door een detector-element in de detectormatrix 22 over een enkele aftasting van het onderwerp 20 vormen een detectorwaaier. Bij wijze van voorbeeld kan 10 de detectorwaaier 864 gegevenspunten of monsters voor een 50 ms aftasting omvatten. Elk monster representeert een röntgenstraalpad van het doel 14 naar een detectorelement dat wordt verzwakt door het subject 20. Alle gegevensmonsters (alle röntgenpaden) die verzameld zijn over een aftasting van alle detectorelementen (alle 15 detectorwaaiers) vormen een waaieraanzichtsinogram.

Fig. 3 illustreert een logisch blokschema van een EBT-afbeeldingssysteem 300 in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Het systeem 300 omvat een bedieningspaneel .310, een straalbesturingssysteem 320, een ECG-20 digitalisatieorgaan 322, een hoogspanningsgenerator 324, een röntgenstraalcollimatiesysteem 326, een doelring 330, een ' detectorring 340, een patiëntpositioneerorgaan 350, een positio-neerorgaanbesturingssysteem 355, een gegevensacquisitiesysteem (DAS) 360, een afbeeldingsreconstructiemodule 362, een beeldweer-25 gave- en manipulatiesysteem 364, en een spirometer 370 (niet afgebeeld) . Het systeem 300 kan ook een extern werkstation (niet afgebeeld) omvatten voor manipulatie en verwerking van afbeeldingsgegevens. Het werkstation kan functionele curven van de afbeeldingsgegevens afleiden.

30 Het bedieningspaneel 310, het ECG-digitalisatieorgaan 322, de hoogspanningsgenerator 324, en het positioneringsbesturingssysteem 355 communiceren met het straalbesturingssysteem 320 om een elektronenstraal te genereren en te besturen. Het straalbesturingssysteem 320 communiceert met het positioneringsorgaanbesturings-35 systeem 355 om het patiëntpositioneringsorgaan 350 te besturen. Het straalbesturingssysteem 320 zorgt ervoor dat de elektronenstraal over de doelring 330 zwaait. Een zwaai kan een enkele passage van de doelring 330 zijn. De detectorring 340 ontvangt straling, zoals bijvoorbeeld röntgenstraling, van de doelring 330. Het DAS 360 40 ontvangt gegevens van de detectorring 440. Het DAS 360 verstuurt 1024724- - 9 - gegevens naar de beeldreconstructiemodule 362. De beeldrecon-structiemodule 362 verstuurt beelden naar het beeldweergave- en manipulatiesysteem 364. De onderdelen van het systeem 300 kunnen aparte eenheden zijn, kunnen geïntegreerd zijn in verschillende 5 vormen, en kunnen geïmplementeerd zijn in apparatuur en/of in software.

Het bedieningspaneel 310 kiest een werkingsmodus voor het systeem 300. Het bedieningspaneel 310 kan ook bijvoorbeeld parameters of configuratieinformatie, voor het systeem 300 10 invoeren. Het bedieningspaneel 310 kan parameters zoals start, aftastingstype, elektronenstraalzwaaisnelheid, en positie van het patiëntpositioneringsorgaan 35Ó (bijvoorbeeld horizontaal, verticaal, hoek, en/of draaiing) instellen. Een bedieningspersoon kan informatie in het systeem 300 invoeren door gebruik te maken 15 van het bedieningspaneel 310. Alternatief kan een programma of een andere automatische procedure worden gebruikt om bewerkingen bij het bedieningspaneel 310 te initiëren. Het bedieningspaneel 310 kan ook bewerkingen en karakteristieken van het systeem 300 tijdens een procedure besturen.

20 Gebaseerd op invoer van een bedieningspersoon verstuurt het bedieningspaneel 310 bewerkingsinformatie zoals aftastmodus, aftastconfiguratie-informatie^ en systeemparameters, naar het straalbesturingssysteem 320. In een uitvoeringsvorm stuurt het ECG digitalisatieorgaan 322 elektrocardiogramstartsignalen naar het 25 straalbesturingssysteem 320 om te assisteren in de tijdregeling van de elektronenstraalzwaai en de beweging van het patiëntpositioneringsorgaan 350. Een elektrocardiogram (ECG) is een registratie van variaties in een elektrische potentiaal van een hart die worden veroorzaakt door excitatie van de hartspier. Een 30 ECG omvat afbuigingsgolven die resulteren uit atriale en ventriculaire activiteit die veranderen met lading en spanning over de tijd. Een P-golf is een afbuiging als gevolg van excitatie van atria. Een QRS complex omvat Q-, R-, en S-golven van afbuiging als gevolg van excitatie en depolarisatie van ventrikels. Een R-golf is 35 een initiële opwaartse afbuiging van het QRS-complex. Een T-golf is afbuiging als gevolg van repolarisatie van de ventricles. Het ECG-digitalisatieorgaan 322 verstuurt ECG startsignalen die gebaseerd zijn op een of meer golf typen (zoals de R-golf) naar het straalbesturingssysteem 320 om te assisteren in het besturen van de 40 elektronenstraal en afbeeldingszwaaien.

1024724- - 10 -

Het systeem 300 kan geconfigureerd zijn om een afbeeldingszwaai te beginnen en te eindigen gebaseerd op de ECG startsignalen. De startpunten van de ECG gegevens kunnen worden voorgeprogrammeerd in het straalbesturingssysteem 320 en/of 5 ingesteld door het bedieningspaneel 310. Bovendien kan een aftasting met de hand worden gestart door het bedieningspaneel 310 (door een druk op een knop bijvoorbeeld).

Gegevens uit de spirometer 370 of een andere meetinrichting kunnen een aftasting starten. De spirometer 370 wordt gebruikt om 10 stroomhoeveelheden van een medium zoals lucht te meten. De spirometer 370 bevat elektronica om stroming te meten. De stroomgegevens kunnen worden omgezet (door software bijvoorbeeld) in een startsignaal dat een aftasting start. Dit wil zeggen, dat een startsignaal kan worden gecreëerd uit een drempelwaarde die 15 bijvoorbeeld is ingesteld op basis van luchtstroom of luchtvolume. Een externe verwerkingseenheid of een verwerkingseenheid intern in het systeem 300 kan informatie uit de spirometer 370 verwerken om een startsignaal te leveren.

. Bij wijze van alternatief kan elk systeem of elke werkwijze 20 die een beweging of verandering in een borst van een patiënt detecteert worden gebruikt om een aftasting te starten. Bijvoorbeeld kan licht gereflecteerd door een spiegel op de borst, een meting van een impedantieverandering in de borst, en/of een pneumatische band rond de borst dienen als een startsignaal. Een 25 gebruikersopdracht kan ook een aftastingsreeks starten tegelijk met instructies aan de patiënt om een ademhalingshandeling te beginnen.

Een typisch longonderzoek omvat een geforceerde, uitadem-handeling (snel uitademen van lucht in de longen) door de patiënt. De patiënt neemt een diepe inademing, en de spirometer 370 meet de 30 stroom. Wanneer de patiënt snel zijn of haar adem loslaat start de verandering in stroom die wordt gemeten door de spirometer 370 de aftasting. Het startsignaal van de spirometer 370 kan parallel worden gebruikt met een ECG-startsignaal of een ander startsignaal, zoals een knopstartsignaal van het bedieningspaneel 310. De 35 aftasting begint bijvoorbeeld enkele milliseconden na een startsignaal en bemonstert daarna regelmatig. Bijvoorbeeld kan een aftasting een 50 ms aftasting zijn die elke 100 ms optreedt tijdens een eerste seconde, elke 200 ms tijdens een tweede seconde, eri eenmaal per 500 ms tijdens seconden 3-6 zijn. Als een vorm van een 40 totale volume-tijdcurve een tragere stijging vertoont, dan kan de 1024724" - 11 - bemonstering bijvoorbeeld worden ingesteld langer door te gaan bij elke 100 ms.

Bijvqorbeeld kan een drukgevoelige schakelaar zijn verbonden met, en aangebracht tussen de spirometer 370 en het EBT-straal-5 besturingssysteem 320 en/of het bedieningspaneel 310. Uitademing van lucht door de patiënt levert een drukverandering die zowel aftasting door EBT 300 en een meting van een long of longsegment door spirometer 370 start. De longafbeelding en longfunctiegegevens kunnen worden gecombineerd door de afbeeldingsreconstructiemodule 10 362 en/of het beeldweergave- en manipulatiesysteem 364.

Slechts bij wijze van voorbeeld: 50 ms of 30 ms zwaaien voor een hoge temporele resolutie kunnen worden gebruikt om een fijner detailniveau te verkrijgen met betrekking tot het longmateriaal en de longfunctie. Aldus kan een begin van ziekten zoals emfyseem 15 eerder worden gedetecteerd zonder een significante toename van stralings-blootstelling voor de patiënt. Hogere temporele resolutie vermindert ook bewegingsartefacten die verschijnen in de afbeelding. Bepaalde uitvoeringsvormen verschaffen een arbitraire tijd-regeling tussen zwaaien om . de ' bemonsteringsfrequentie tussen 20 stralingsdosesoverwegingen en karakterisatie van longfunctie en longsamenstellingsmetingen te optimaliseren.

De hoogspanningsgenerator 324 kan worden gebruikt door het straalbesturingssysteem 320 om een elektronenstraal te leveren. De hoogspanningsgenerator 324 kan bijvoorbeeld een Universal 25 Voltronics of Spellman voeding met een inschakeltijd van 80 of 130 milliseconde zijn.

De elektronenstraal is gefocusseerd en onder een hoek geplaatst in de richting van de doelring 330. De elektronenstraal wordt over de doelring 330 gezwaaid. Wanneer de elektronenzwaai de 30 doelring 330 treft, zendt de doelring 330 een waaierbundel van straling, zoals bijvoorbeeld röntgenstraling uit. De doelring 330 kan gemaakt zijn van wolfraam of bijvoorbeeld een ander metaal. De doelring 330 kan in een boog gevormd zijn, zoals in een 210 graden boog. Elke 210 graden zwaai van de elektronenstraal over de 35 doelring 330 levert een waaiërstraal, zoals een 30 graden waaier-straal, van elektronen vanuit de doelring 330.

De röntgenstralen die zijn uitgezonden vanaf de doelring 330 passeren door een subject, zoals bijvoorbeeld een patiënt, die geplaatst is op het patiëntpositioneerorgaan 350. De röntgenstralen 40 treffen vervolgens de detectorring 340. De detectorring 340 kan 1024724- - 12 - een, twee of meer rijen detectoren omvatten die signalen genereren in reactie op de treffende röntgenstralen. De signalen worden verstuurd van de detectorring 340 naar het DAS 360 waar de signalen worden verzameld en verwerkt.

5 Gegevens uit de signalen van de detectorring 340 kunnen vervolgens, worden gestuurd van het DAS 360 naar de beeld-reconstructiemodule 362. De beeldreconstructiemodule 362 verwerkt de gegevens om een of meer beelden te construeren. Het beeld of de beelden kunnen stationair(e) beeld(en), bewegend(e) beeld(en), of 10 een combinatie van stationaire en bewegende (film) beelden zijn. De beeldreconstructiemodule 362 kan een aantal reconstructieverwer-kingen, zoals bijvoorbeeld terugprojectie, voorwaartse projectie, Fourier-analyse, en andere reconstructiewerkwijzen toepassen. Het beeld/de beelden worden vervolgens naar het beeldweergave en 15 manipulatiesysteem 364 gestuurd voor aanpassing, opslag, en/of weergave.

Het beeldweergave- en manipulatiesysteem 364 kan artefacten elimineren uit de beelden en/of kan ook de beelden aanpassen of veranderen gebaseerd op de invoer van het bedieningspaneel 310 of 20 bijvoorbeeld andere beeldvereisten. Het beeldweergave- en manipulatiesysteem 364 kan de beelden bijvoorbeeld opslaan in een intern of extern geheugen, en kan ook de beelden weergeven op bijvoorbeeld een televisie, monitor, plat scherm, LCD scherm, of ander scherm. Het beeldweergave- en manipulatiesysteem 364 kan ook 25 het beeld of de beelden printen. In een uitvoeringsvorm kan het manipulatiesysteem 364 zijn geïntegreerd met het bedieningspaneel 310. In een andere uitvoeringsvorm kan het manipulatiesysteem 364 een apart werkstation zijn dat opslag deelt met het bedieningspaneel 310 en/of via een netwerk verbonden is met het bedienings-30 paneel 310.

Het patiëntpositioneerorgaan 350 maakt het mogelijk een subject, zoals bijvoorbeeld een patiënt, te positioneren tussen de doelring 330 en de detectorring 340. Het patiëntpositioneerorgaan 350 kan bijvoorbeeld een tafel zijn, een tafelbucky, een verticale 35 bucky, een steun, of een andere positioneringsinrichting. Een patiëntpositioneerorgaan 350 positioneert het object zodanig tussen de doelring 330 en de detectorring 340 dat röntgenstralen die zijn uitgezonden vanuit de doelring 330 na de zwaai van de elektronen-straal door het object op weg naar de detectorring 340 passeren. 40 Aldus ontvangt de detectorring 340 röntgenstralen . die door het 1024724“ - 13 - object zijn gepasseerd. Het patiëntpositioneerorgaan 350 kan worden bewogen in stappen of discrete afstanden. Dit wil zeggen, dat het patiëntpositioneerorgaan 350 een zekere afstand beweegt en vervolgens stopt. Vervolgens beweegt het patiëntpositioneerorgaan 5 350 opnieuw en stopt. De stop-en-gaan beweging van het patiëntpositioneerorgaan 350 kan worden herhaald voor bijvoorbeeld een gewenst aantal herhalingen, een gewenste tijd, en/of een gewenste afstand. Bij wijze van alternatief kan het patiëntpositioneerorgaan 350 continu worden bewogen bijvoorbeeld gedurende een gewenste 10 tijd, een gewenst aantal elektronenstraalzwaaien van de doelring 330, en/of een gewenste afstand, of het patiëntpositioneerorgaan 350 kan niet bewegen. In een uitvoeringsvorm wordt het patiëntpositioneerorgaan 350 stil gehouden tijdens elke aftastings-behandeling en kan naar een andere plaats worden bewogen voor de 15 volgende behandeling. In een andere uitvoeringsvorm kan het patiëntpositioneerorgaan 350 het systeem 300 mogelijk maken een longbeweging van de patiënt te volgen wanneer de patiënt een longfunctiebehandeling ondergaat.

In bepaalde uitvoeringsvormen kunnen statische en/of 20 dynamische longmetingen worden verkregen. Dynamische en lokale longfuncties kunnen bijvoorbeeld worden gemeten, door het meten van de verzwakking, of afnemende dichtheid, van longmateriaal in een lokaal of geselecteerd gebied van de long. Patiënten met ziekten zoals emfyseem kunnen lucht langer in hun long houden dan gezonde 25 mensen lucht in hun longen kunnen houden. Naar het langer dan normaal houden van lucht in de longen wordt verwezen als luchtopsluiting. Tengevolge van luchtopsluiting neemt de verzwakking van longmateriaal, wanneer een patiënt uitademt niet zo snel toe als typisch wordt waargenomen. Dit wil zeggen, dat hoe 30 meer lucht zich in de long bevindt, hoe lager de verzwakking is.

Door gebruik te maken van longmetingen kunnen verschillende vormen van histogramkarakterisatie worden uitgevoerd in lokale gebieden van de long. Bovendien kunnen gegevens met betrekking tot een deel van de long worden afgeleid door gebruik te maken van een vorm van 35 het vinden van contouren. Verandering van longgebied of verandering van volume in de long kunnen ook worden gebruikt om een lokale longfunctie te meten.

Statische metingen van een lokale longfunctie omvatten een meting van de long bij volledige inademing, bij volledige 40 uitademing, of bij enig gefixeerd volume daartussen, waarbij het 1024724“ - 14 - luchtvolume constant wordt gehouden door de spirometer 370. Statische metingen van de lokale functie kunnen worden verkregen door het beoordelen van bijvoorbeeld de verzwakking van longmateriaal, de vormen van luchtwegen, en/of histogram- 5 distributies.

Zekere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding maken een lokale dwarsdoorsnede-afbeelding en een meting van lokale longfuncties mogelijk door een verbeterde zwaaisnelheid en programmeerbaarheid. De snelheid en flexibiliteit van het systeem 10 300 maakt bijvoorbeeld een bereik van startmogelijkheden en doseskeuzen mogelijk. Dit wil zeggen, dat afbeeldingsaftastingen kunnen worden verkregen bij verschillende startpunten die zijn gebaseerd op de uitademing van lucht uit de longen of op een hartsnelheid van de patiënt (ECG startsignaal). Het systeem 300 15 tast snel genoeg af om gelokaliseerde beelden van longplakken te verkrijgen tijdens een inademing en uitademing van adem zonder onnodig ongemak voor de patiënt.

In bedrijf kunnen dwarsdoorsnede-afbeeldingen worden genomen zoals bijvoorbeeld in conventionele CT of EBT-systemen. Een gebied 20 van een long van een patiënt kan worden geselecteerd gebaseerd op een lage dosis voor- of verkenningsaftasting van de patiënt. Een snelle, lage röntgenstralingsblootstelling voor aftasting kan worden gebruikt óm een lage resolutie "kaart" van de long te verkrijgen. Een bedieningspersoon kan een longgebied selecteren om 25 af te tasten en te meten gebaseerd op de vooraftastingsinformatie. Dit wil zeggen, dat de vooraftasting informatie verschaft met betrekking tot waar de patiënt gepositioneerd dient te worden en waar een aftasting gestopt dient te worden en gestart dient te worden om een beeld van het gewenste gebied te verkrijgen.

30 In een zekere uitvoeringsvorm is de patiënt gepositioneerd op zijn of haar rug op het patiëntpositioneerorgaan 350. De patiënt kan worden gepositioneerd op het patiëntpositioneerorgaan 350 door gebruik te maken van informatie uit de vooraftasting. In een zekere uitvoeringsvorm wordt de long van de patiënt bemonsterd op een 35 aantal plaatsen die gekozen zijn uit de vooraftasting.

In het EBT systeem 300 wordt de elektronenstaal langs het doel 330 in een 210 graden boog gezwaaid die de patiënt omgeeft, bijvoorbeeld op een 90 cm straal. Röntgenstralen worden gegenereerd uit de doelring 330 en gecollimeerd door het röntgen-40 straalcollimatiesysteem 326 in een dunne straal die een deel van de 1024724- - 15 - long van de patiënt bestraalt terwijl de patiënt gepositioneerd is op het patiëhtpositioneerorgaan 350. De röntgenstralen treffen dan de detectorring 340.

Het DAS 360 genereert gegevens die gebaseerd zijn op de 5 karakteristieken van de röntgenstralen die de detectorring 340 treffen. Een aantal röntgenstralen door heel het longsegment maken mogelijk dat een beeld van de longdwarsdoorsnede wordt gegenereerd door het beeldreconstructiesysteem 362 en/of het beeldweergave- en manipulatiesysteem 364. Bekende EBT-systemen genereerden beeld-10 gegevens in 100 ms zwaaien. Zekere uitvoeringsvormen genereren afbeeldingsgegevens in zwaaien die 50 ms, 33 ms, of korter duren. Het resulterende beeld of de resulterende beelden geven longmateriaal en longkarakteristieken weer en kunnen een begin van een aandoening in de long, zoals emfyseem, aangeven.

15 In zekere uitvoeringsvormen wordt het straalbesturingssysteem 320 of een andere verwerkingseenheid gebruikt met de spirometer 370 om stroom en longvolume te meten evenals een startsignaal te genereren voor een afbeeldingszwaai. Longvolume is een integraal van een volume-tijdcurve in de tijd. Stroom is een afgeleide van de 20 volume-tijdcurve. Het startsignaal van de spirometer 370 wordt gezonden naar het straalbesturingssysteem 320. Het straalbesturingssysteem 320 bestuurt een zwaai van de elektronenstraal die gebaseerd is op het startsignaal van de spirometer 370. Het DAS 360 ontvangt beeldgegevenssignalen van de detectorring 340 bij het 25 treffen van een röntgenstraal. De beeldreconstructiemodule 362 reconstrueert de dwarsdoorsnedebeelden (normaal CT-gedrag) uit de beeldgegevenssignalen. Het beeldreconstructiesysteem 362 en/of het DAS 360 kunnen long verzwakking meten en de contouren van de long daaruit afleiden. Het beeldweergave- en manipulatiesysteem 364 kan 30 een weergave van verzwakking tegen de tijd genereren, evenals de dwarsdoorsnede-longafbeeldingen weergeven.

Luchtopsluiting in de longen verschijnt als een zwart (lage dichtheid) gebied in een dwarsdoorsnede-afbeelding. Lokale longfunctiemetingen worden weergegeven als een curve van 35 longmateriaalverzwakking tegen de tijd. Longfunctiemeting van de spirometer 370 en dwarsdoorsnede-longafbeeldingen en gegevens van het DAS 360, beeldreconstructiesysteem 362, en/of het beeldweergave- en manipulatiesysteem -364 kunnen worden gecombineerd om patiëntdiagnose en-behandeling te verbeteren.

1024724- - 16 -

Huidige CT-aftasters en andere dwarsdoorsnede-afbeeldings-inrichtingen zijn niet in staat dwarsdoorsnede-afbeeldingen van een deel van de long in 100 ms te verkrijgen. Longaftastingen door gebruik te maken van CT worden typisch verkregen terwijl het 5 longvolume constant wordt gehouden bij een volledige inademing of uitademing of bij een gedefinieerd punt daartussen. Dergelijke aftastingen kunnen onnauwkeurig zijn en ongemak bij de patiënt veroorzaken als die gedurende een.langere tijdsperiode vastgehouden wordt. Hoewel een gehele long met een moderne CT-aftaster of een 10 EBT. aftaster afgetast kan worden in minder dan 10 s leveren dergelijke aftastingen statische afbeeldingen, geen gedetailleerde dynamica. Longfunctie wordt typisch gemeten met de spirometer 370 die meet hoeveel lucht wordt uitgeademd en hoe snel. Deze statische werkwijzen zijn slechts bruikbaar wanneer ziekten zijn ontwikkeld 15 in de longen maar deze statische werkwijzen zijn niet gevoelig genoeg om vroegtijdig ziekten waar te nemen, waarvoor tussenkomst (zoals met medicijnen) het meest bevorderlijk zou zijn. Zekere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding verschaffen een systèem en werkwijze voor dwarsdoorsnede-afbeelding van een lokaal 20 longsegment evenals een meting van longkarakteristieken en functie.

Fig. 4 toont een stroomdiagram voor een werkwijze 400 voor longfunctiemeting en gelokaliseerde longafbeelding in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Ten eerste in stap 405 wordt een spirometer 370 gekalibreerd met de 25 patiënt op het patiëntpositioneerorgaan 350. In een uitvoeringsvorm wordt de spirometer 370 gekalibreerd volgens aanwijzingen van een fabrikant voor gebruik van een "koude" spirometer 370. Bijvoorbeeld wordt de spirometer 37 gekalibreerd met kamertemperatuuraflezingen.

Vervolgens wordt in stap 410 een protocol gekozen.

30 Bijvoorbeeld kan een gebruiker een type aftasting kiezen die uitgevoerd dient te worden op de CT- of EBT-af taster. In een uitvoeringsvorm is het protocol een tijdgeregeld protocol dat begint met een extern startsignaal waarbij een of meer aftastingen volgen op voorgeschreven intervallen. Het protocol kan ook een 35 bewegingspecificatie omvatten voor het patiëntpositioneerorgaan 350 om het protocol op ingestelde intervallen te herhalen.

Vervolgens wordt in stap 415 een vooraftasting van een patiënt uitgevoerd om een overzicht van de afmetingen van de long van de patiënt, positie en dergelijke te verkrijgen. In een zekere 40 uitvoeringsvorm is de vooraftasting een lage dosis verkennings- 1024724- - 17 - aftasting om de basisvorm van de long in de patiënt met betrekking » tot het systeem 300 te identificeren. De vooraf tasting kan een gelokaliseerde of verkenningsaftasting zijn die een doorzicht van de patiënt in bijvoorbeeld voor-/achter- en zijrichtingen. De 5 vooraftasting kan worden gebruikt om te bepalen op welk punt gelokaliseerde longaftasting gestart en gestopt dient te worden. De vooraftasting kan worden gebruikt om te identificeren welk segment of welke dwarsdoorsnede van de long afgebeeld dient te worden.

In stap 420 is de patiënt gepositioneerd en een afbeeldings-10 aftasting geconfigureerd op basis van de vooraftastingsinformatie. De vooraftasting kan helpen de patiënt en het patiënt-positioneerorgaan 350 in het systeem 300 té positioneren. Door gebruik te maken van de voor- of verkenningsaftastingsinformatie kan een plaats of kunnen plaatsen op de patiënt worden gekozen voor 15 een deel van de long dat bestudeerd dient te worden. In ëen uitvoeringsvorm beweegt het patiëntpositioneerorgaan 350 naar de bepaalde positie bij het begin van de uitvoering van het geselecteerde aftastingsprotocol, maar voordat om het startsignaal wordt verzocht.

20 Vervolgens wordt in stap 425 de patiënt geïnstrueerd met betrekking tot een longbeweging (zoals volledige inademing en uitademing van lucht, inademing en adem vasthouden, etc.) om de longaftasting te verkrijgen. De verbinding van de spirometer 370 met de patiënt kan een buis zijn die ingebracht is in de mond van 25 de patiënt of bijvoorbeeld een andere inrichting die ontworpen is lucht van de patiënt op te vangen. De spirometer 370 kan een masker of een andere behuizing omvatten om te helpen verzekeren dat lucht wordt overgedragen van de patiënt eerder naar de spirometer 370 dan naar de omliggende omgeving. De patiënt wordt vervolgens 30 geïnstrueerd hoe deze op geschikte wijze ademt om de long-bestudering mogelijk te maken. De . patiënt wordt bijvoorbeeld geïnstrueerd om een volledige adem van lucht in te nemen en de lucht uit te laten, waarbij diep wordt uitgeademd wanneer dat geïnstrueerd wordt. Resultaten kunnen in de vorm van een volume-35 tijdcurve zijn. Een drempelwaarde kan worden ingesteld en het aftastingsprotocol kan worden gewijzigd gebaseerd op de volume-tijdcurve die verkregen is.

Vervolgens wordt in stap 430 een gelokaliseerd gebied van de long van de patiënt afgetast. De aftasting kan bijvoorbeeld worden 40 gestart door longvolumegegevens die gelezen zijn door de spirometer 1024724- - 18 - 370 van de patiënt, door een bedieningsRersoon, of door eèn verwerkingseenheid. Dit wil zeggen, dat een startsignaal van de spirometer 370 een aftastingsreeks kan beginnen die resulteert in afbeeldingsgegevens, zoals CT gegevens, die verkregen zijn op 5 voorgeschreven tijdstippen in de aftastingsreeks.

In stap 435 worden beelden gereconstrueerd van de lokale longaftasting. Een aantal dwarsdoorsnede-afbeeldingen kunnen worden verkregen tijdens een enkele inademing/uitademing-longbeweging. In een zekere uitvoeringsvorm kan een reeks dwarsdoorsnede-10 afbeeldingen worden verkregen over een aantal ademinhoudingen van een patiënt. Beelden worden verkregen door een zwaai van een elektronenstraal over de doelring 330, zoals hierboven beschreven is, in bijvoorbeeld een tijdspanne van 50 ms, 33 ms, of minder. In een uitvoeringsvorm kunnen een aantal detectorringen worden 15 gebruikt om beelden te verkrijgen over een gelokaliseerd gebied van de long tijdens de longbeweging. De afbeeldingsgegevens die verkregen zijn van de straalzwaaiing kunnen een röntgenaanzicht in een aantal richtingen omvatten. Een afbeelding die een dwarsdoorsnede-aanzicht van het longgebied toont, kan bijvoorbeeld 20 gereconstrueerd worden door gebruik te maken van conventionele CT reconstructietechnieken.

Vervolgens wordt in stap 440 een andere longlocatie afgetast. In een uitvoeringsvorm kan de long worden bemonsterd op verschillende posities door gebruik te maken van dezelfde 25 patiëntbeweging. Lokale longposities kunnen worden afgetast op gebruikelijke intervallen zoals elke 10 cm. Lokale longposities kunnen ook worden afgetast op posities die gekozen zijn door een bedieningspersoon op basis van informatie zoals bijvoorbeeld een locatie van aftakpunten van longluchtwegen. Afbeeldingen worden 30 vervolgens gereconstrueerd uit de gegevens die verkregen zijn zoals boven beschreven-is in stap 435.

In stap 445 worden lokale longfunctiegegevens afgeleid. In een zekere uitvoeringsvorm wordt de longfunctie gemeten door de spirometer 370. Longfunctie kan worden gemeten voor, tijdens, of na 35 een afbeeldingsaftasting. De spirometer 370 meet de stroom lucht door de long en kan veranderingen bijvoorbeeld in stroomsnelheid en capaciteit vastleggen. In een uitvoeringsvorm kan de longmeting dynamisch zijn en veranderingen in luchtstroom tijdens een afbeeldingsaftasting of statisch vastleggen en longcapaciteit en 1 024724“ - 19 - luchtstroom meten bij een volledige inademing en volledige uitademing.

In een uitvoeringsvorm kan een gebied van gewenste delen van de long afgeleid worden uit de verkregen afbeeldingen. Het lokale 5 longgebied wordt vervolgens weergegeven als een functie van de tijd. De weergave verschaft een. volume-tijdcurve voor. een gelokaliseerd gebied van de long. Het gebied kan het totale gebied van de long van een specifieke reeks zijn. Longlobgrenzen kunnen bijvoorbeeld ook worden gebruikt om meer gelokaliseerde gegevens te 10 verkrijgen. In een andere uitvoeringsvorm wordt de dichtheid van delen van de long beoordeeld als een functie van de tijd. Bijvoorbeeld zou aan het einde van een uitademing van lucht de dichtheid van de long dienen toe te nemen (omdat minder lucht aanwezig is). Als de long niet goed functioneert kan lucht worden 15 opgesloten in sommige gebieden (bijvoorbeeld niet normaal uitgeademd worden), wat zou resulteren in . een dichtheid die lager is dan normaal. In een uitvoeringsvorm kan afleiding van long-fünctiegegevens optreden bij een werkstation. Afbeeldingen kunnen worden overgedragen van de aftaster naar het werkstation voor 20 verwerking en gegevensafleiding.

Vervolgens kunnen in stap 450. longfunctiemetingen worden gecombineerd met dwarsdoorsnede-afbeeldingsgegevens. In een zekere uitvoeringsvorm worden grafieken die longverzwakking tegen de tijd weergeven gecombineerd met longsectie-afbeeldingen die lucht 25 opsluiten en anomaliteiten in de long tonen. Bovendien kan een histogram dat een lokaal longgebied karakteriseert worden gevormd en verbonden met de regionale longafbeelding(en). Longvolume en -verzwakking kunnen ook worden geanalyseerd in combinatie met bijvoorbeeld luchtwegvormen en longcontouren. Als voorbeeld kan een 30 maximale stroomhoeveelheid (een maximaal verandering van gebied/tijd van een gebied-tijdcurve voor een long) voor een specifieke sectie van een afbeelding worden afgeleid en weergegeven als een kleur op bijvoorbeeld een stilstaand beeld.

Tenslotte kunnen in stap 455 longgegevens en -afbeeldingen 35 worden uitgevoerd (bijvoorbeeld afgedrukt, opgeslagen, of weergegeven) voor gebruik in patiëntdiagnose en/of -behandeling. In een uitvoeringsvorm worden afgeleide gegevens en afbeeldingen opgeslagen in een archiveringsmedium, fotoarchief en communicatiesysteem (PACS) óf een andere opslag om later terug te halen.

1024724" - 20 -

Bijvoorbeeld wordt bij het beoordelen van een long van een patiënt spirometer 370 volgens specificaties van de apparatuur gekalibreerd. Kamertemperatuurinformatie wordt gebruikt om basislijnaflezingen voor de spirometer 370 te verkrijgen. Vervolgens 5 worden de stroomtijd protocollen gekozen voor de EBT-aftaster 300. De patiënt die afgebeeld wordt, houdt een diepe adem in tijdens een voorverkenningsaftasting die wordt uitgevoerd om een overzicht van de long van de patiënt te verschaffen. Vervolgens wordt de patiënt zodanig gepositioneerd door gebruik te maken van voorgegevens dat 10 de long van de patiënt gesitueerd is voor een of meer aftastingen van een longsectie die van belang is. Vervolgens wordt een buis van de spirometer 370 in de mond van de patiënt geplaatst. De patiënt ademt diep in en vervolgens diep uit in de buis van de spirometer. Wanneer de spirometer 370 een vooraf bepaalde drempelwaarde van de 15 luchtstroom meet, zoals 0,5 1 per seconde, wordt een aftasting van een longsectie gestart.

Een aantal 50 ms aftastingen van de long treden op binnen enkele seconden om 1ongafbeeldingen te verkrijgen. Tijdens de eerste seconde worden 50 ms aftastingen verkregen bij elke 100 ms. 20 Tijdens de tweede seconde worden 50 ms aftastingen uitgevoerd op elke 200 ms. Vervolgens, tijdens seconden 3-6, worden elke 500 ms aftastingen uitgevoerd. De patiënt wordt bewogen of opnieuw gepositioneerd om verschillende longlocaties af te tasten. Bij wijze van alternatief kunnen aftastingen bijvoorbeeld 100 ms in 25 duur zijn.

Lokale longafbeeldingen worden gereconstrueerd uit het aantal aftastingen om verschillende dwarsdoorsnede-afbeeldingen van de long te verschaffen. De dwarsdoprsnede-afbeeldingen kunnen worden gebruikt en/of worden opgeslagen als tweedimensionale afbeeldingen. 30 De dwarsdoorsnede-afbeeldingen kunnen ook worden gecombineerd in driedimensionale afbeeldingen. Het gebied van het deel of van de long dat gescand is in elke dwarsdoorsnede-afbeelding wordt bepaald uit de afbeelding. Aldus kan het gebied van een longdeel op verschillende punten in tijd worden bepaald uit een aantal 35 afbeeldingen. Het lokale longgebied kan worden weergegeven of geanalyseerd als een functie van de tijd. Luchtstroom of longdichtheid kan ook worden bepaald. Belemmeringen, defecten, of andere problemen met de long of het longsegment kunnen worden geïdentificeerd uit een analyse van de afbeeldingen en 40 longfunctiegegevens.

1 024724“ - 21 -

Aldus verschaffen zekere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding eén snel, flexibel systeem en een snelle, flexibele werkwijze voor het verkrijgen van longfunctiemetingen in dwarsdoorsnede-afbeeldingën van longgebieden. Zekere 5 uitvoeringsvormen gebruiken een verscheidenheid aan startsignalen om arbitraire tijdregeling te verschaffen tussen afbeeldingszwaaien om gegevens te verkrijgen, terwijl patiëntblootstelling aan röntgenstraling wordt geminimaliseerd. Zekere uitvoeringsvormen maken eerder een snelle lokale longafbeelding mogelijk tijdens 10 inademing en uitademing van een patiënt, dan het uitvoeren van een gehele 1ongaftasting. Zekere uitvoeringsvormen verschaffen een lokale longafbeelding om ongemak van de patiënt te minimaliseren. Zekere uitvoeringsvormen maken mogelijk dat lokale longafbeeldingen worden gebruikt met longfunctiemetingen om vroege diagnose en 15 behandeling van longziekten te verbeteren en eenvoudige meting van longluchtstromén^met een spirometer te verbeteren.

Hoewel de uitvinding beschreven is onder verwijzing naar zekere uitvoeringsvormen zal het begrepen worden door de deskundige in de techniek dat verschillende aanpassingen kunnen worden gemaakt 20 en equivalenten kunnen worden gesubstitueerd zonder het kader van de uitvinding te verlaten. Bovendien kunnen vele wijzigingen worden gemaakt om een zekere situatie of een zeker materiaal aan te passen aan de lering van, de uitvinding zonder af te wijken van zijn kader. Daarom is het bedoeld dat de uitvinding niet wordt gelimiteerd tot 25 de specifieke uitvoeringsvormen die hierin geopenbaard zijn, maar dat de uitvinding alle uitvoeringsvormen zal omvatten die vallen binnen het kader van de aangehechte conclusies.

30 1024724“

Claims (10)

1. Werkwijze (400) voor longafbeelding, waarbij genoemde werkwijze (400) omvat: het starten van een afbeeldingsaftasting van ten minste een longdwarsdoorsnede van een patiënt (20)(430); 5 het aftasten van de longdwarsdoorsnede tijdens ten minste een . van een inademing en een uitademing van lucht door de patiënt (20) om longafbeeldingsgegevens (420, 430) te verkrijgen; en het meten van een longfunctie tijdens ten minste een van een inademing en een uitademing van lucht door een patiënt (20) om 10 longfunctiegegevens (430, 445) té verkrijgen.

2. Werkwijze (400) volgens conclusie 1, waarbij de werkwijze verder omvat het combineren van genoemde longafbeeldingsgegevens en genoemde longfunctiegegevens voor gebruik in een diagnose van een patiënt (20)(450).

3. Werkwijze (400) volgens conclusie 1, waarin genoemde startstap het starten van genoemde afbeeldingsaftasting gebaseerd op een luchtstroom in de long van de patiënt omvat.

4. Werkwijze (400) volgens conclusie 1, waarin genoemde aftastingsstap dynamisch genoemde longafbeeldingsgegevens verkrijgt 20 wanneer ten minste een van luchtstroom en luchtcapaciteit in de long verandert.

5. Werkwijze (400) volgens conclusie 1, waarin genoemde aftastingsstap genoemde longafbeeldingsgegevens verkrijgt wanneer ten minste een van luchtstroom en luchtcapaciteit constant gehouden 25 wordt in de long.

6. Diagnostisch afbeeldingssysteem (8, 300), waarbij genoemd systeem (8, 300) omvat: een startorgaan voor het starten van een afbeeldingsaftasting van genoemde patiënt (20) gebaseerd op ten minste een van 30 luchtstroom in genoemde long, volume van genoemde long, beweging van genoemde long, en dichtheid van genoemde long; een energiebron (32, 324) voor het opwekken van een elektronenstraal (12) om een doel (14, 330) te treffen; een doel (14, 330) voor het leveren van straling in reactie 35 op genoemde elektronenstraal (12), waarbij genoemde straling ten minste een deel van genoemde long van genoemde patiënt (20) bestraalt; 1024724- - 23 - een detector (22, 340), voor het ontvangen van genoemde straling nadat genoemde straling genoemde long van genoemde patiënt (20) tijdens genoemde afbeeldingsaftasting bestraald heeft; een gegevensacquisitiesysteem (360) voor het verkrijgen van 5 longafbeeldingsgegevens van genoemde detector (22, 340) die gebaseerd zijn op genoemde straling; en een reconstructiesysteem (362) voor het combineren van longfunctiegegevens en genoemde longafbeeldingsgegevens voor gebruik in diagnose van genoemde patiënt (20).

7. Systeem (8, 300) volgens conclusie 6, waarin genoemd gegevensacquisitiesysteem (360) genoemde longafbeeldingsgegevens verkrijgt wanneer ten minste een van genoemde luchtstroom en luchtcapaciteit in de long constant gehouden wordt.

8. Systeem (8, 300) volgens conclusie 6, dat verder een 15 spirometer (370) omvat voor het meten van een longfunctie van een patiënt (20), waarbij genoemde spirometer (370) longfunctiegegevens genereert op basis van ten minste een luchtstroom en volume in genoemde long.

9. Systeem . (8, 300) volgens' conclusie 8, waarin genoemd 20 startorgaan genoemde afbeeldingsaftasting start gebaseerd op genoemde longfunctiegegevens van genoemde spirometer (370).

10. Werkwijze (400) voor het detecteren van 1ongafwijkingen in een patiënt (20), waarbij genoemde werkwijze (400) omvat: het verkrijgen van longfunctiegegevens die gebaseerd zijn op 25 ten minste een van luchtstroom en luchtvolume in een long (420, 430, 445); het starten van een aftasting van de long gebaseerd op de longfunctiegegevens (430); het aftasten van een dwarsdoorsnede van de long om een 30 longafbeelding in een enkele zwaai (430) te verkrijgen; en het beoordelen van de longfunctiegegevens in combinatie met de longdwarsdoorsnede-afbeelding om afwijkingen in de long (450) te detecteren. 35 1024724-