SE527217C2 - Apparat och metod för att erhålla bilddata - Google Patents
Apparat och metod för att erhålla bilddataInfo
- Publication number
- SE527217C2 SE527217C2 SE0402010A SE0402010A SE527217C2 SE 527217 C2 SE527217 C2 SE 527217C2 SE 0402010 A SE0402010 A SE 0402010A SE 0402010 A SE0402010 A SE 0402010A SE 527217 C2 SE527217 C2 SE 527217C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- radiation
- detectors
- line
- scan
- detector
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 149
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 39
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 238000002583 angiography Methods 0.000 claims description 9
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 8
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000003491 array Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 3
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 210000002751 lymph Anatomy 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 1
- 238000002584 aortography Methods 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002586 coronary angiography Methods 0.000 description 1
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001839 endoscopy Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 210000001365 lymphatic vessel Anatomy 0.000 description 1
- 238000009607 mammography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/025—Tomosynthesis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/504—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/40—Imaging
- G01N2223/419—Imaging computed tomograph
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/60—Specific applications or type of materials
- G01N2223/612—Specific applications or type of materials biological material
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
527 217 2 vänds, desto bättre bildkvalitet i de rekonstruerade tomosyn- tesbilderna erhålles.
Angiografi är en radiologisk metod för undersökning av blod- eller lymfkärl. En kateter förs in i kärlet till exempel genom Seldingertekniken och ett vattenlösligt kontrastmedel injice- ras i kärlet, efter vilket en serie röntgenbilder av kärlet tas. Undersökningar av artärer, vener och lymfkärl betecknas arteriografi, flebografi respektive lymfografi. Arteriografi är en vanlig tillämpad undersökningsmetod som inkluderar angi- okardiografi för undersökning av hjärtat, koronar-angiografi för undersökning av hjärtats kranskärl och aortografi för un- dersökning av aortan.
Fluoroskopi är en teknik för visualisering av joniserande strålning. En glasplatta med ett ytskikt av fluorescerande ma- terial, till exempel BaPt(CN),, sänder ut synligt ljus när det exponeras för gammastrâlar. Fluoroskopi används för visualise- ring eller frekvenskonvertering av bilder, till exempel næd hög repetitionshastighet, soul tas medelst en höghastighets- röntgenkamera, till exempel för undersökning av hjärtat hos en patient.
Olika linjedetektorer för detektering av joniserande strålning är kända inonx teknikområdet. Medan sådana detektorer sörjer för instantan endimensionell avbildning kan tvådimensionell avbildning endast utföras genom att skanna linjedetektorn, och valfritt strâlkällan, i en riktning tvärs mot den endimensio- nella detektorarrayen. Att använda en sådan detektor i till exempel tomosyntes, vari ett flertal bilder måste åstadkommas vid olika vinklar, skulle vara väldigt tidskrävande. För till exempel angiografi, varvid tidsberoende variationer observe- ras, är förhållandet till och med värre.
En skanningsbaserad strâlningsdetektoranordning för två- dimensionell avbildning av ett objekt visas i den amerikanska patentpublikationen nr 2003/0155519 A1. Anordningen innefattar ett flertal endimensionella detektorenheter, var och en inne- fattande en ingångsslits, genom vilken joniserande strålning som transmitterats genom objektet träder in, och anordnad för endimensionell avbildning av den joniserande strålningen, var- vid detektorenheterna är anordnade i en array på ett stöd med, deras respektive ingångsslitsar parallella med varandra och riktade mot källan för den joniserande strålningen. Detektor- anordningen innefattar vidare en roterande anordning för rota- tion av detektorenhetsarrayen i ett plan vinkelrätt mot rikt- ningen för den joniserande strålningen, medan detektorenheter- na är anordnade att repetitivt detektera, och således skapa en serie av tvådimensionella bilder av objektet.
Redogörelse för uppfinningen Den skanningsbaserade strålningsdetektoranordningen enligt teknikens ståndpunkt beskriven ovan är inte lämplig att använ- das för att uppnå tomosyntesdata eftersmm de endimensionella detektorenheterna inte är anordnade så att de är kapabla att åstadkoma tvådimensionella bilder av objektet i olika vink- lar.
Vidare kan algoritmerna som behövs för rekonstruktion av två- dimensionella bilder vara långsamma och komplexa beroende på positionerna för de endimensionella detektorenheterna relativt varandra och relativt rotationsaxlarna.
Det är dessutom väldigt lite plats nära rotationsaxeln, vilket- begränsar antalet endimensionella detektorenheter, och således den rumsupplösning som är möjlig att erhålla där. Vissa av ut- LH PO Q 4:- K\3 »A 'Q föringsformerna är inte överhuvudtaget kapabla att mäta vid rotationsaxeln.
Vidare och kanske av yttersta vikt använder anordningen enligt teknikens ståndpunkt bara en strålkälla, och det begränsar kraftigt den maximala repetitionshastigheten för registrering- en av tvådimensionella bilder av objektet och/eller den rums- upplösning som erhålls i de tvådimensionella bilderna. Under mätningen kan inte strålkällan stängas av och kylas av och därför begränsar det maximala utmatade strålningsflödet hos strålkällan hastigheten med vilken mätningen kan utföras.
Ett huvudsyfte med uppfinningen är därför att åstadkomma en skanningsbaserad apparat jämte metod, för att erhålla bilddata av ett objekt vid högre hastighet än vad som är erhållbart ge- nom att använda skanningsbaserade anordningar och -metoder en- ligt teknikens ståndpunkt.
I detta avseende är det ett särskilt syfte att åstadkoma en sådan apparat jämte metod, vilka är kapabla att samla in, ge- nom skanningsbaserad detektering, bilddata för att kunna re- konstruera tredimensionella bilder av objektet med hög repeti- tionshastighet.
Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstadkomma en sådan apparat jämte metod, vilka under drift utsätter objektet för låg strålningsdos. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en sådan ap- parat jämte metod, vilka är okomplicerade och kan skapa två-, och tredimensionella bilder av objektet av hög kvalitet ned hög rumsupplösning, hög känslighet, högt signal-till-brusför- C31 PJ *J k? ._A *<1 hållande, stort dynamiskt område, hög bildkontrast och lågt brus från överliggande vävnad.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en sådan apparat jämte metod, vilka är tillförlitliga, noggranna och prisbilliga. i Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en sådan ap- parat jämte metod, med vilka tomosyntesdata är erhâllbar¿ Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en sådan apparat jämte metod, vilka inte kräver användning av en fullständig datoriserad. CT-anordning (CT, computerized *tomo- graphy) för att erhålla två- eller tredimensionella bilder med hög rumsupplösning. Ännu fler syften med uppfinningen är att åstadkoma en sådan apparat jämte metod, vilka kan användas i angiografi och fluo- roskopi.
Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en sådan apparat jämte metod, vilka sörjer för användning av snabba och enkla bildrekonstruktionsalgoritmer.
Dessa syften bland andra uppnås medelst apparater och metoder i enlighet med bifogade patentkrav.
Enligt en aspekt på föreliggande uppfinning är en skanningsba- serad apparat för att erhålla av bilddata av ett objekt med hög repetitionshastighet inrättad, där apparaten innefattar en stödstruktur och skanningsbaserade anordningar fast anordnade på stödstrukturen och var och en innefattande en strålkälla och en strålningsdetektor innefattande en stack med linjede- tektorer, var och en riktad mot strålkällan för att tillåta ett strålknippe av strålning att träda in i linjedetektorn.
Apparaten innefattar vidare ett objektbord anordnat i strål- gângen för en av de skanningsbaserade anordningarna och en an- ordning inrättad för att rotera stödstrukturen relativt ob- jektbordet så att objektbordet kommer att successivt anordnas i strålgången hos var och en av de skanningsbaserade anord- ningarna. Under rotationen är var och en av linjedetektorerna i var en av strålningsdetektorerna inrättad att detektera ett flertal linjebilder av strålning som transmitteras genom ob- jektet.
Datan från apparaten är utmärkt för att användas för tomosyn- tes- eller laminografisk avbildning, och för angiografi så väl som för röngtenoskopi.
Linjedetektorerna som används är företrädesvis, men icke en- bart, gasbaserade parallellplattedetektorer. Andra linjedetek- torer som kan användas innefattar scintillatorbaserade array- er, CCD-arrayer, TFT- och CMOS-baserade detektorer, vätskede- tektorer och diodarrayer, till exempel PIN-diodarrayer med ”edge-on", nära "edge-on" eller vinkelrätt infall av röntgen- strålar.
Ytterligare kännetecken hos uppfinningen och fördelar med den- sama kommer att bli uppenbara från den detaljerade beskriv- ningen av föredragna utföringsformer av föreliggande uppfin- ning givna här nedan och de nædföljande figurerna 1-4, vilka endast ges i illustrerande syfte och skall således icke vara begränsande för föreliggande uppfinning. 527 217 Kort beskrivning av ritningarna Figur l illustrerar schematiskt i sidovy en anordning för att erhålla tomosyntesdata eller annan bilddata för röntgenunder- sökning av ett.objekt.
Figurerna 2a-c illustrerar var och en schematiskt i sidovy ett särskilt röntgenknippe som färdas genom undersökningsobjektet under skanning medelst anordningen i figur 1.
Figurerna 3-4 illustrerar var och en schematiskt i vy ovan- ifrån en apparat för att erhålla tomosyntesdata eller annan bilddata vid hög repetitionshastighet för röntgenundersökning av ett objekt enligt en föredragen utföringsform av förelig- gande uppfinning, varvid apparaten innefattar ett flertal av anordningen visad i figur 1.
Beskrivning av föredragna utföringsformer En anordning 10 för att erhålla. tomosyntesdata eller annan bilddata för röntgenundersökning av ett objekt 5 visas i figur 1. Anordningen 10 innefattar en röntgenkälla 1, vilken produ- cerar röntgenstrålar 2 centrerade kring en symetriaxel 3, vilken axel är parallell med z-axeln, en kollimator 4, en strålningsdetektor 6 och en struktur 7 för att fast sammanbin- da röntgenkällan 1, kollimatorn 4 och strâlningsdetektorn 6 med varandra.
Strålningsdetektorn 6 innefattar en stack med linjedetektorer 6a, där var och en är riktad mot den divergenta strålkällan 1, för att tillåta ett respektive strålknippe bl, W, bn, m, bn av strålningen 2 som färdas i en respektive av ett flertal olika vinklar al, m, an, M, om med avseende på strålningsdetektorns 6 främre yta att träda in i respektive linjedektor 6a.
Kollimamtorn 4 kan vara en tunn folie av exempelvis volfram med smala strålningsgenomsläppliga slitsar bortskurna eller - etsade, varvid antalet av dessa motsvarar antalet linjedetek- torer 6a i strålningsdetektorn 6. Slitsarna är linjerade med linjedetektorerna 6a så att röntgenstrålar som passerar genom slitsarna hos kollimatorn. 4 kommer att nå detektorenheterna 6a, dvs. såsom respektive röntgenknippen bl, W, bn, N, bn. Kol- limatorn 4, vilken är valfri, förhindrar strålning, som inte är riktad direkt mot linjedetektorerna Ga, från att falla in på objektet 5 som skall undersökas, varigenom stråldosen till objektet nünskas. Detta är fördelaktigt i alla tillämpningar där objektet är en människa eller ett djur, eller delar därav.
I den amerikanska patentansökningen nr 10/657241 visas använd- ning av en sådan detektoranordning för linjär skanning av ob- jektet 5 för att erhålla tomosyntesdata därav för att kunna rekonstruera tvådimensionella och t.o.m. tredimensionella bil- der av objektet 5. Innehållet i ovannämnda amerikanska patent- ansökning innefattas häri genom denna hänvisning.
Under sådan skanning förflyttar anordningen '7 strålkällan 1, kollimatorn 4 och strålningsdetektorn 6 relativt objektet 5 på ett linjärt: sätt parallellt. med strålningsdetektorns främre yta som indikeras medelst pil 8, medan var och en av linjede- tektorerna 6a detekterar ett flertal linjebilder av strålning som transmitterats genom objektet 5 i en respektive av de oli- ka vinklarna al, W, an, W, au. Skanningen av objektet 5 utförs företrädesvis en sträcka, som är tillräckligt stor så att var och en av linjedetektorerna 6a kan skannas tvärs över hela ob- 527 21.7 9 jektet av intresse för att erhålla, för var och en av linjede- tektorerna 6a, en tvådimensionell bild av strålning som trans- mitterats genom objektet 5 i en respektive av de olika vinklarna al, M, an, m, an.
I figurerna 2a-c visas schematiskt tre olika röntgenknippen bl, b“ och bn då de färdas genom undersökningsobjektet 5 vid skan- ning medelst anordningen i. figur 1" Hänvisningsbeteckning 9 indikerar ett plan parallellt med x-axeln, vilket sammanfaller med skanningsriktningen 8 och med strålningsdetektorns 2 främ- re yta.
Såsom kan ses i figurerna 2a-c skapar varje linjedetek- tor/röntgenknippepar' en fullständig tvådimensionell bild vid en särskild av de olika vinklarna. Figur 2a illustrerar ska- pandet av en tvådimensionell bild av strålning som transmitte- rats genom objektet vid en vinkel a,, figur 2b illustrerar ska- pandet av en tvådimensionell bild av strålning som transmitte- rats genom samma objekt, men vid en vinkel an, och figur 2c il- lustrerar skapandet av en liknande tvådimensionell bild, men vid en vinkel og.
Medan en sådan detektorskanningsteknik sörjer för detektering av tomosyntesdata. av objektet, dvs. samtidig detektering av ett antal tvådimensionella röntgentransmissionsbilder vid hög hastighet är den icke lämplig för att detektera flera bilder efter varandra för att observera tidsberoende undersökning, såsom till exempel positionering av katetrar och för att visu-A alisera materia :í rörelse, såsom till exempel hjärta, blod, kontrastmedel, etc., eftersom skanningsrörelsen måste retarde-x ras, stannas och accelereras i den motsatta riktningen för att utföra ett andra skan av objektet. Sådana åtgärder är tidskrä-_ vande och lider av stabilitets- och linjeringsproblem på grund av de starka krafterna som detektorerna upplever vid retarda- tioner och accelerationer.
Vidare, för att erhålla en stor vinkelspridning för tomosyn- tesdata, dvs. en stor öppningsvinkel för strålningen som be- strålar detektoranordningen, måste detektoranordningen vara lång i skanningsriktningen, vilket ger en lång skannings- sträcka. Skanningshastigheten. måste därför vara hög, _vilket ställer högre krav på retardation och acceleration av detek- toranordningen vid påbörjan och avslutande av skanningsrörel- Sen.
I datortomografi (CT) finns det idag en trend att detektera fler och fler bilder per sekund genom att öka rotationshastig- heten och genom att fler och fler detektorrader, till exempel 4, 8 och t¶.o.m. 16 rader, används i en CT-linjedetektor för att erhålla tidsupplösta nätningar. Under den senaste tiden har diskussioner förts att använda 64 och upp till 256 rader med detektorer. Kostnaderna för detektorn ökar till orimligt höga nivåer för detektorer som har så många detektorrader.
När antalet bilder per sekund ökar kommer stråldosen till pa- tienten, som redan är tillräckligt hög, att öka ytterligare.
Ett mål med CT idag är att vara kapabel att detektera tidsupp- lösta tredimensionella bilder av till exempel ett hjärta.
I angiografi undersöks tidsberoende processer' i blod- eller lymfkärl, vilket ställer krav' på repetitionshastigheten hos den använda detektorn.
För att vara kapabel att utföra tidsupplöst tomosyntes-, eller annan avbildningsmätning som till exempel angiografisk avbild- 527 ZÉ7 11 ningsmätning, med hög repetitionshastighet användande den skanningsbaserade tekniken beskriven ovan måste flera ändring- ar och modifieringar göras.
En apparat för att erhålla bilddata vid hög repatitiansnastig- het för röntgenundersökning av ett objekt enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning illustreras schema- tiskt i figur 3 i vy ovanifrån. Apparaten innefattar ett fler- tal av anordningen 10 visad i figur 1 anordnad på en stöd- struktur 11, som har en rotationsaxel 12. Anordningarna 10 är anordnade på stödstrukturen ll, vilken företrädesvis består av en huvudsakligen cirkulär skiva eller platta, med huvudsakli- gen lika stort avstånd från rotationsaxeln 12, och företrädes- vis ekvidistant runt rotationsaxeln 12, dvs. intilliggande an- ordningar av anordningarna 10 är anordnade med huvudsakligen konstant avstånd mellan dem. Anordningarna 10 är anordnade på stödstrukturen ]J. så att symmetriaxeln.13 för strålningen 2, vilken är parallell med z-axeln, är parallell med normalen för stödstrukturen 11, vilken är utsträckt i xy-planet. Röntgen- källan 1, kollimatorn 4 och strålningsdetektorn 6 och den fast samanbindande strukturen 7 visas tydligt i figur 3.
Vidare åstadkomes ett objektbord 13, på vilket objektet som skall undersökas anordnas. Objektbordet 13 är initialt anord- nat i strålgången mellan kollimatorn 4 och strålningsdetektorn 6 hos en av de skanningsbaserade anordningarna. Notera att ob- jektbordet inte uppbäres av stödstruktur 11, utan av annan stödstruktur (icke illustrerad).
En anordning 14 är åstadkommen för att rotera stödstrukturen_ 11 runt rotationsaxeln 12 relativt objektbordet 13 så att ob- jektbordet 13 kommer att successivt anordnas i strålgången mellan den divergenta strålkällan och strålningsdetektorn hos! 527 217 12 var och en av de skanningsbaserade anordningarna 10 i anord- ningen. Vid rotationen är var och en av linjedetektorerna 6a hos var och en av de skanningsbaserade anordningarna 10 inrät- tad att detektera ett flertal linjebilder av strålning som har transmitterats genom objektet i en respektive av de olika vinklarna. f' Notera att detektoranordningarna l0 företrädesvis är aktiva i konsekutiv ordning. Röntgenkällan l måste således endast vara påslagen under tiden den skannas över objektbordet 13 och mås- te skapa strålning för mätningen.
Företrädesvis är rotationsanordningen åstadkommen att rotera stödstrukturen 11 relativt objektbordet 13 åtminstone en vin- kel, till exempel ett fullt varv, som är tillräcklig för att skanna var och en av linjedetektorerna Ga hos var och en av de skanningsbaserade anordningarna 10 över hela objektet för att erhålla, för var och en av linjedetektorerna 6a hos var och en av de skanningsbaserade anordningarna 10, en tvådimensionell bild av strålning.
Medelst apparaten kan flera uppsättningar tvådimensionella bilder för tomosyntesrekonstruktion eller varje annat slag av bildrekonstruktion registreras, den ena efter den andra, utan att vara tvungen att retardera, stanna och accelerera detekto- rerna. Företrädesvis roteras detektorerna helt enkelt med en konstant rotationshastighet.
Notera att skillnaden i skanningsrörelsen för varje detektor- anordning 10 erhålls relativt skanningen som beskrivs i den amerikanska patentansökningen nr 10/657241. I denna ansökaná beskrivs en linjär skanning i x-riktningen, medan i förelig- gande uppfinning är skanningsriktningen längs periferin av en cirkel anordnad i xy-planet. Emellertid, ju större cirkelns radio är, desto mer lika linjär rörelse erhålles.
Avståndet mellan detektoranordningarna 10 och rotationsaxeln 12 är företrädesvis mellan omkring 0,5 m och omkring 4 m, mera företrädesvis mellan omkring 0,5 och omkring 2 m, och mest fö- reträdesvis omkring 1,m.
Ju fler detektoranordningar som är anordnade på stödstrukturen 11, desto högre repetitionshastighet i den tidsupplösta detek- teringen erhålles för en given rotationshastighet för stöd- strukturen ll.
Antalet skanningsbaserade anordningar 10 är företrädesvis mel- lan 2 och 20, mer företrädesvis mellan 2 och 10, och mest fö- reträdesvis mellan 4 och 8. En typisk siffra är 5.
Anordningen 14 åstadkommen för att rotera är inrättad att ro- tera nämnda stödstruktur 11 relativt objektbordet 13 vid en W rotationshastighet av företrädesvis omkring mellan 0,2 varv per sekund och omkring 10 varv per sekund, mera företrädesvis mellan omkring 0,5 varv per sekund och omkring 5 varv per se- kund, och mest företrädesvis mellan omkring 0,5 varv per se- kund och omkring 2 varv per sekund. En typisk siffra kan vara ett helt varv per sekund.
Detta ger en repetitionshastighet av nællan omkring 0,4 bil- der/sekund och omkring 200 bilder/sekund för tomosyntes. De typiska siffrorna givna här ovan motsvarar en repetitionshas- tighet av omkring 5 bilder per sekund. Varje bild registreras vid ett antal vinklar, vilket motsvarar antalet linjedetekto- rer 6a i stacken :med linjedetektorer för var och en av' de skanningsbaserade anordningarna. 527 217 14 De olika vinklarna al, W, an, M, au är fördelade över ett vin- kelområde og-al av företrädesvis åtminstone 5°, mera företrä- desvis åtminstone 20°, och næst företrädesvis åtminstone 45° beroende på tillämpning eller slaget av undersökning för att erhålla högkvalitativa tomosyntesdata för undersökning av ob- jektet. En typisk siffra är 90°. Om andra typer av nätningar ska genomföras, kan vinkelområdet af4y_naturligtvis vara myck- et mindre. I vissa fall, kan vinkelområdet dw-albehöva minime- IâS.
Längden i den radiella riktningen hos var och en av linjede- tektorerna 6a i stacken med linjedetektorer i var och en av de skanningsbaserade anordningarna 10 är företrädesvis mellan om- kring 0,05 m och 2 m, mera företrädesvis mellan omkring 0,1 m och 1 m, och mest företrädesvis mellan omkring 0,2 m och 0,5 m. Pâ liknande sätt är stacken med linjedetektorer hos var och en av de skanningsbaserade anordningarna 10 i företrädes- vis den tangentiella riktningen mellan omkring 0,2 m och 2 m, mera företrädesvis nællan omkring 0,4 m och 1,5 m, och næst företrädesvis mellan omkring 0,75 n1 och 1,25 m. Storlekarna hos detektoranordningarna 10 beror på den särskilda tillämp- ningen som apparaten användes för.
Antalet linjedetektorer 6a i stacken med linjedetektorer hos var och en av de skanningsbaserade anordningarna 10 är åtmin- stone 2, företrädesvis åtminstone 5, mera företrädesvis åtmin- stone 10 och mest företrädesvis mellan omkring 20 och omkring 100, beroende pâ antalet bilder som detekteras vid olika vink- lar, som krävs vid undersökning. Det kan vara så högt som fle- ra hundra linjedetektorer 6a.
Skanningssteget, i tfigurerna .2a-c betecknade sl, sätter en rumsupplösning i skanningsriktningen hos de tvådimensionella bilderna som skapas från de endimensionella detekteringarna.
Typiskt kan skanningssteget sl vara. omkring 10-500 mikroner och de individuella detekteringselementen hos var och en av linjedetektorerna kan vara av liknande storlek.
/ En apparat för att erhålla tomosyntes- eller annan bilddata vid hög repetitionshastighet för röntgenundersökning av ett objekt enligt en alternativ föredragen utföringsform av före- liggande uppfinning visas schematiskt i figur 4 i. vy ovan- ifrån. Denna utföringsform är identisk med utföringsformen i figur 3, förutom att linjedetektorerna och slitsarna hos kol- limatorn 4 hos var och en av detektoranordningarna 10 är an- ordnade ll radiellt med avseende på rotationsaxeln 12 i stäl- let för att vara anordnade parallellt med varandra inuti varje detektoranordning 10. Någon rekonstruktionsmodell måste natur- ligtvis modifieras för att ta hand om den icke-parallella ar- rangeringen av linjedetektorerna 6a.
För vanliga tvådimensionella transmissionsavbildnings- registreringar kan den skanningsbaserade apparaten typiskt ha följande dimensioner: Stödstrukturen kan ha en radie på 1 m, linjedetektorerna kan vara 20 cm långa och anordnas radiellt längs omkretsen av stödstrukturen 1 cm från varandra. Sex skanningsbaserade anordningar âstadkoms, där var och en inklu- derar omkring 100 linjedetektorer pekande mot en respektive strålkälla anordnad omkring 1,5 m över linjedetektorerna. Ro- tationshastigheten under skanning kan vara till exempel 0,01 - 1 fullt varv per sekund. Den kan även vara högre, eller lägre,. huvudsakligen begränsad av de uækaniska krafterna på utrust- ningen och röntgenflödet från röntgenröret (såväl som på 527 217 16 transmissionen genom objektet) för att få tillräckligt med röntgenstrålar detekterade i varje bildpixel för att producera en bild av hög kvalitet.
Företrädesvis är rotationshastigheten vald så att åtminstone en tvådimensionell transmissionsbild per sekund kan skapas.
Tre olika varianter kan urskiljas: Enligt den första varianten kan de tvådimensionella transmis- sionsbilderna rekonstrueras medelst en bildbehandlingsanord- ning genom uppbyggande eller skapande av varje tvådimensionell transmissionsbild från linjebilder av strålning från en av linjedetektorerna i en av strâldetektorerna, dvs. varje linje- detektor är ansvarig för registrering av alla linjebilder, me- delst vilka en tvådimensionell tranmissionsbild skapas. Anta- let tvådimensionella transmissionsbilder som rekonstrueras är lika med produkten av antalet av nämnda flertal skanningsbase- rade anordningar och antalet linjedetektorer i varje strål- ningsdetektor för varje helt varv som nämnda stödstruktur ro- teIâS .
Inom angiokardiografi undersöks hjärtat hos en patient tidsbe- roende. Givet en hjärtstorlek av till exempel 16 cm, en rota- tionshastighet av 0.01 varv per sekund och detektorkarakteris- tikan enligt ovan, blir tiden för skanning av en linjedetektor över hjärtat cirka 2,5 sekunder. Givet ett skanningssteg på till exempel 0,1 m, fås en exponeringstid på 1,5 ms för varje enskild instantant registrerad linjebild. 6 tvådimensionella transmissionsbilder per sekund tas även om de tas (exponerasy under överlappade tidsperioder. 527 217 17 Enligt den andra varianten rekonstruera de tvådimensionella transmissionsbilderna medelst en bildbehandlingsanordning ge- nom att bygga upp var och en av de tvådimensionella transmis- sionsbilderna från strålningslinjebilder från linjedetektorer- na i en av strålningsdetektorerna som registreras under skan- ning ett avstånd motsvarande avståndet mellan närgränsande linjedetektorer i stnålningsdetektorn, dvs. alla linjedetekto- rer i en strålningsdetektor som täcker objektet ansvarar till- samans för registrering av linjebilderna, medelst vilka en tvådimensionell transmissionsbild skapas.
Givet siffrorna ovan täcker omkring 16 linjedetektorer hjär- tat, och således skapas varje tvådimensionell transmissions- bild från linjebilder tagna av 16 linjedetektorer under skan- ning. Med en rotationshastighet av 0.16 varv per sekund, kom- mer exponeringstiden för varje bild vara cirka 10 ms och 100 tvådimensionella transmissionsbilder per sekund kommer att tas, den ena efter den andra.
Enligt den tredje varianten rekonstrueras de tvådimensionella transmissionsbilderna medelst en bildbehandlingsanordning ge- nom uppbyggande av varje linje hos var och en av de tvådimen- sionella transmissionsbilderna från en linjebild av strålning från var och en av linjedetektorerna i en av strålningsdetek- torerna, dvs. alla linjedetektorer i en strâlningsdetektor är tillsammans ansvariga för registrering av linjebilderna, næ- delst vilka en tvådimensionell transmissionsbild skapas. Varje linje i. den tvådimensionella transmissionsbilden skapas från linjebilder som tas av alla linjedetektor i strålningsdetek- torn vid en given position. Antalet tvâdimensionella transmis-_ sionsbilder som rekonstrueras är lika med antalet skanningsba- serade anordningar för varje varv som nämnda stödstruktur ro- tQIaS .
Givet siffrorna ovan och en rotationshastighet av 1 varv per sekund, är exponeringstiden för en tvådimensionell transmis- sionsbild omkring 160 ms, och 6 bilder per sekund tas.
I När avbildning sker med en given repetitionshastighet av en periodisk händelse, dvs. en händelse som återkomer i inter- vall, som till exempel hjärtslag, kan tidsupplösningen i seri- en av tvådimensionella bilder göras kortare än samplingshas- tigheten för avbildningen genom. att kombinera bilddata från flera hjärtslag. Denna metod är speciellt verksam om frekven- sen hos hjärtslaget och frekvensen hos bildsamplingen inte ut- gör en heltalsmnltipel av varandra, utan ett fasskift erhålls i serien av bilder mellan varje hjärtslag.
En föredragen linjedetektor för användning i föreliggande upp- finning är ena gasbaserad parallellplattedetektor, företrädes- vis försedd med en elektronlavinförstärkare. En sådan gasbase- rad parallellplattedetektor är en jonisationsdetektor, vari elektroner som frigörs som ett resultat av jonisering medelst joniserande strålning accelereras i en riktning som huvudsak- ligen är vinkelrät mot riktningen för strålningen.
För ytterligare detaljer avseende sådant slag av gasbaserade linjedetektorer för användning i föreliggande uppfinning göres hänvisning till följande amerikanska patent av Tom, Francke m.fl. och överlåtna på XCounter AB i Sverige, vilka patent in- nefattas häri genom dessa hänvisningar: nr 6 546 070,_ 6 522 722, 6 518 578, 6 118 125, 6 373 065, 6 337 482, 6 385 282, 6 414 317, 6 476 397 och 6 477 223. Det skall särskilt påpekas att sådant slag av detektor är särskilt verksamt för 19 att förhindra Compton-spridd strålning från att detekteras.
Denna egenskap är av yttersta vikt för att erhålla högkvalita- tiva tcmosyntesdata.
Vidare har en sådan typ av detektor visats vara extremt käns- lig och kan i princip inrättas för singelfotondetektion, vil- ket är viktigt då mycket snabba processer studeras.
Avståndet mellan de parallella plattorna, dvs. elektroderna i linjedetektorn kan vara omkring 2 mm, företrädesvis under om- kring 1 mm, och næra företrädesvis under omkring 0,5 mm, och mest företrädesvis mellan omkring 0,1 mm och 0,5 mm. XCounter AB har nyligen börjat verifiera dämpningskaraktäristiken för Compton-spridning hos linjedetektorn experimentellt och god kontrast har observerats under användning av ett brett rönt- genspektrum av höga röntgenenergier, vid vilka betingelser ett konventionellt detektorsystem inte skulle vara kapabelt att se någon struktur över huvud taget. Det tros att den ovan be- skrivna gasbaserade linjedetektorn. dämpar' mer än 99% av de spridda fotonerna, och genom lämplig konstruktion antas det vara omkring 99,9% eller mer av spridda fotonerna kan förhind- ras från att detekteras.
Det skall icke desto ndndre inses att varje annan typ av de- tektor kan användas i föreliggande uppfinning. Sådana linjede- tektorer innefattar scintillatorbaserade arrayer, CCD-arrayer, TFT- och CMOS-baserade detektorer, vätskedetektorer och halv- ledardetektorer, såsom endimensionella PIN-diodarrayer med "edge on", nära "edge-on" eller vinkelrätt infall av röntgen- strålar, möjligen med en kollimatorstruktur framför för att delvis dämpa den spridda strålningen. 527 217 20 Det skall vidare noteras att strukturen 7 för att fast samman- binda röntgenkällan 1, kollimatorn 4 och strâlningsdetektorn 6 kan utbytas mot separata anordningar (ej illustrerade) för röntgenkällan l, kollimatorn 4 och strålningsdetektorn 6, vil- ka kan styras elektroniskt för att erhålla synkron linjär rö- relse av anordningsdelarna för att erhålla liknande skannings- rörelse. , Det skall vidare noteras att istället för att hålla objektet stilla och rotera stödstrukturen runt rotationsaxeln, kan stödstrukturen hållas stilla och objektet roteras runt rota- tionsaxeln. Detta kan vara fördelaktigt i fall då objektet som ska undersökas inte är en patient som är vaken.
För att vara kapabel att registrera bilder av objektet vid yt- terligare vinklar kan objektet roteras eller på annat sätt flyttas på objektbordet, eller kan stödstrukturen, vilken bär den skanningsbaserade anordningen 10, lutas, efter vilket skanning utförs genom rotation av stödstrukturen runt en ny rotationsaxel, vilken är ortogonal mot planet för stödstruktu- ren .
Det ska noteras att för alla tre varianterna för tvådimensio- nell avbildning beskriva ovan, tas varje bild med en något olik vinkel genom objektet jämfört med föregående, beroende på vinkeln hos detektorn i förhållande till den vertikala axeln.
Denna sekvens av bildvinklar upprepas för varje strålningsde- tektor 6 som används för bildupptagning. Detta är fördelaktigt i till exempel angiografi där det är fördelaktigt att se hjär- tat från många olika vinklar. Med denna metod kan hjärtat av- bildas från många vinklar vid en enda kontrastmedelinjektion.
Det är även fördelaktigt i mammografi, eller någon annan tu- 527 217 21 mörundersökning, där tumören kan vara gömd bakom ett tätt ob- jekt från ett håll, men synligt från en annan vinkel.
Det skall vidare noteras att strålningsdetektorn 6 hos anord- ningen i figur 1 kan nmdifieras så att linjedetektorerna, i stället för att vara anordnade i en linjär stack, är anordnade längs periferin av en cirkel, vars centrum sammanfaller med röntgenkällans 1 position.
Fördelar med föreliggande uppfinning innefattar: 0 Ett stort antal konsekutiva bilder kan detekteras under en kort tidsperiod. Antalet sätts av antalet skanningsbaserade detektoranordningar som används, antalet linjedetektorer i varje skanningsbaserad detektoranordning, rotationshastigheten hos skanningsrörelsen, och valet av rekonstruktionsmodell. 0 Krafterna på detektoranordningarna, dvs. på strâlkällorna och strålningsdetektorerna, är små och konstanta i tiden. Inga me- kaniska vibrationer kommer att uppträda. 0 Endast ett eller två röntgenrör måste vara påslagna samti- digt, vilket innebär att varje röntgenkälla kan kylas förutom när den krävs för mätningen, dvs. från när den börjar överlap- pa med objektbordet 13 tills dess röntgenstråle har skannats över hela objektet. Såsom en konsekvens kan ett stort antal konsekutivae bilder' per sekund. detekteras utan att överhetta röntgenrören. Typiskt är ett röntgenrör påslaget under 1/6 till 1/3 av skanningstiden, vilket medför att effekten kan ökas 3-6 gånger när röntgenkällan är påslagen jämfört med en maximal kontinuerlig effekt. En styranordning kan inrättas för styrning av påslagning av röntgenrör eller annan röntgenkälla som används. 527 217 22 w Billigare röntgenrör kan användas, eftersom de inte behöver ha stor värmekapacitet. 0 Det finns inga begränsningar över huvud taget avseende bred- den och längden hos de skanningsbaserade detektoranordningarna i apparaten. Ju större bredder de skanningsbaserade detektor- anordningarna har, fdesto större tomosyntesvinkel erhålles.
Längden hos varje linjedetektor kan vara begränsad. Om en längre linjedetektor behövs, kan flera linjedetektorer anord- nas sida vid sida för att tillsammans simulera en lång linje- detektor. En sådan anordning visas i den publicerade ameri- kanska patentansökningen nr 20030l555l8 av Tom Francke, vars innehåll genom denna hänvisning innefattas häri. 0 Genom att arrangera linjedetektorerna långt från rotationsax- eln komer pixlarna mer att likna en kvadrat i formen, och re- konstruktionen kommer att bli snabbare och enklare. Skanningen kommer att bli mer lik en linjär skanning. Vidare kommer lin- järdetektorerna att vara anordnade närmare varandra (packade mer tätt) eftersom avståndet mellan tvâ närliggande linjede- tektorer är väldigt lika vid deras yttre ändar (den radiellt inre änden och den radiellt yttre änden) på grund av den stora radien hos stödstrukturen och positionerna för linjedetekto- rerna . 0 Strålarna från joniserande strålning kommer nästan att falla in på linjedetektorerna vinkelrätt eftersom strâlkällorna är lokaliserade precis över linjedetektorerna vid omkretsen av stödstrukturen. 0 Dosen till patienten är lägre jämfört med CT. 23 0 Exponeringstiden är kort, vilket innebär att varje oskärpa på grund av rörelse av objektet minimeras. o Genom att använda den gasbaserade parallellplattedetektorn, företrädesvis försedd med en elektronlavinförstärkare beskri- ven ovan, erhålls en relativt billig anordning med strålnings- detektorer som är riktningskänsliga, dvs. de har extremt lågt brus från spridda fotoner och vilka inte har något elektro- niskt brus, dvs. de sörjer för fotonräkning med utmärkt sig- nal-till-bruskvot för individuella fotoner.
Claims (40)
1. Skanningsbaserad apparat för att erhålla bilddata av ett objekt (5) med hög repetitionshastighet, k ä n n e t e c k n a d a v - en stödstruktur (11) med en rotationsaxel (12), - ett flertal skanningsbaserade anordningar (10) fast anordna-_ de på nämnda stödstruktur med huvudsakligen lika stort avstånd från nämnda rotationsaxel, där var och en av nämnda flertal skanningsbaserade anordningar innefattar: - en strålkälla (1) som emitterar strålning (2), och - en strålningsdetektor (6) innefattande en stack med linjede- tektorer (6a), där var och en är riktad mot den divergenta strålkällan för att tillåta ett strålknippe (bl, W, bn, m, bn) av nämnda strålning att träda in i linjedetektorn, - ett objektbord (13), på vilket nämnt objekt är anordnat, där nämnda objektbord är anordnat i strålgången mellan strålkällan och strålningsdetektorn hos en av nämnda flertal skanningsba- serade anordningar, och - en anordning (14) åstadkommen för att rotera nämnda stöd- struktur runt nämnda rotationsaxel relativt nämnda objektbord så att nämnda objektbord kommer att successivt anordnas i strålgången mellan den divergenta strålkällan och strålnings- detektorn hos var och en av nämnda flertal skanningsbaseradeâ anordningar, under vilken rotation var och en av linjedetekto- rerna i var och en av nämnda strålningsdetektorer är inrättad att detektera, med en hög repetitionshastighet, ett flertal 527 217 25 linjebilder av strålning som transmitterats genom nämnda ob- jekt.
2. Apparat enligt krav 1, varvid - nämnda bilddata med hög repetitionshastighet är tomosyntes- data, J - var och en av nämnda strålkällor (1) är divergent, och - linjedetektorerna i var och en av nämnda strålningsdetekto- rer (6) är riktad mot en respektive av nämnda divergenta strålkällor för att tillåta vart och ett av strålknippen (bn ..., bn, ..., bn) av strålningen från den divergenta strålkäl- lan som propagerar i olika vinklar (al, ..., an, ..., an) att träda in i en respektive av linjedetektorerna, varvid - linjedetektorerna i var och en av nämnda strålningsdetekto- rer (6) är anpassade för att registrera ett flertal av linje- bilder av strålning som transmitterats genom nämnda objekt i en respektive av nämnda flertal olika vinklar för att skapa nämnda tomosyntesdata.
3. Apparat enligt krav 2 där nämnda flertal olika vinklar är fördelade över ett vinkelområde (og-a,) av åtminstone 5°, före- trädesvis åtminstone 20°, och mest företrädesvis åtminstone 45°.
4. Apparat enligt krav 2 eller 3 innefattande en bildbehand- lingsanordning inrättad att rekonstruera två- eller tredimen- sionella bilder av' nämnda objekt från nämnda tomosyntesdatañ genom att utföra en tomosyntesrekonstruktionsberäkning. 527 217 26
5. Apparat enligt krav 1 där nämnda bilddata med hög repeti- tionshastighet är data för rekonstruktion av tvådimensionella transmissionsbilder.
6. Apparat enligt krav 5 innefattande en bildbehandlingsanord- ning inrättad att rekonstruera nämnda tvådimensionella trans- missionsbilder, vars antal är lika med antalet nämnda flertal skanningsbaserade anordningar för varje varv som nämnda rota- tionsanordning roterar nämnda stödstruktur.
7. Apparat enligt krav 6, varvid nämnda bildbehandlingsanord- ning är inrättad att rekonstruera nämnda tvådimensionella transmissionsbilder så att varje linje hos var och en av nämn- da tvådimensionella transmissionsbilder byggs upp från en lin- jebild av strålning från var och en av linjedetektorerna i en av nämnda strålningsdetektorer.
8. Apparat enligt krav 5 innefattande en bildbehandlingsanord- ning inrättad att rekonstruera nämnda tvâdimensionella trans- ndssionsbilder, vars antal är lika med produkten av antalet nämnda flertal skanningsbaserade anordningar och antalet lin- jedetektorer i var och en av nämnda strålningsdetektorer för varje varv som nämnda rotationsanordning roterar nämnda stöd- struktur.
9. Apparat enligt krav 8 varvid nämnda bildbehandlingsanord- ning är inrättad att rekonstruera nämnda tvådimensionella transmissionsbilder så att var och en av nämnda tvådimensio- nella transmissionsbilder byggs upp från en linjebild av strålning från en av linjedetektorerna i en av nämnda strål- ningsdetektorer.
10. Apparat enligt krav 9 varvid nämnda bildbehandlingsanord- ning är inrättad att rekonstruera nämnda tvådimensionella transmissionsbilder så att var och en av nämnda tvådimensio- nella transmissionsbilder byggs upp från linjebilder av strål- ning från en av linjedetektorerna i en av nämnda strålningsde- tektorer. I
11. Apparat enligt krav 9 varvid nämnda bildbehandlingsanord- ning är inrättad att rekonstruera nämnda tvådimensionella transmissionsbilder så att var och en av nämnda tvådimensio- nella transmissionsbilder byggs upp från linjebilder av strål- ning från linjedetektorerna i en av nämnda strålníngsdetekto- rer som registreras under skanning av ett avstånd motsvarande avståndet mellan intilliggande linjedetektorer i nämnda ena av nämnda strålningsdetektorer.
12. Apparat enligt något av kraven 5-11 innefattande en fluo- roskopianordning för visualisering, med hög repetitionshastig- het, av strålning som transmitterats genom nämnda objekt.
13. Apparat enligt något av kraven 5-11 varvid nämnda data för rekonstruktion av tvådimensionella transmissionsbilder är an- giografisk data.
14. Apparat enligt något av kraven 1-13, varvid antalet nämnda flertal skanningsbaserade anordningar är mellan 2 och 20, fö- reträdesvis mellan 2 och 10, och mer företrädesvis mellan 4 och 8.
15. Apparat enligt något av kraven 1-14 varvid nämnda flertal skanningsbaserade anordningar är anordnade med samma vinkelse-1 paration runt nämnda rotationsaxel.
16. Apparat enligt något av kraven 1-15 varvid nämnda huvud- sakligen lika stort avstånd är mellan cirka 0,5 m och cirka 4 m, företrädesvis mellan cirka 0.5 och cirka 2 m, och mer före- trädesvis cirka 1 m.
17. Apparat enligt något av kraven 1-16 varvid nämnda anord- ning inrättad för rotation är inrättad att rotera nämnda stöd- struktur relativt nämnda objektbord med en hastighet av mellan cirka 0.01 varv per sekund och cirka 10 varv per sekund, före- trädesvis mellan cirka 0,5 varv per sekund och cirka 5 varv per sekund, och mer företrädesvis mellan cirka 0,5 varv och 2 varv per sekund.
18. Apparat enligt något av kraven l-17 varvid längden hos var och en av linjedetektorerna (6a) i stacken med linjedetektorer i var och en av nämnda strålningsdetektorer är nællan cirka 0.05 m och 2 m, företrädesvis mellan cirka 0,1 m och 1 m, och mest företrädesvis mellan cirka 0,2 m och 0,5 m.
19. Apparat enligt något av kraven 1-18 varvid stacken ned linjedetektorer i var och en av nämnda strålningsdetektorer är mellan cirka 0.2 m och 2 m, företrädesvis mellan cirka 0.4 m och 1.5 m, och mest företrädesvis mellan cirka 0.75 m och 1.25 mI
20. Apparat enligt något av kraven 1-19 varvid antalet linje- detektorer (Ga) i stacken med linjedetektorer i var och en av nämnda strålningsdetektorer är åtminstone 2, företrädesvis åt- minstone 5, mer företrädesvis åtminstone 10, och mest företrä- desvis mellan cirka 20 och cirka 100. 527 217 29
21. Apparat enligt något av kraven 1-20 varvid linjedetekto- rerna (6a) i var och en av nämnda strålningsdetektorer är an- ordnade parallellt med varandra.
22. Apparat enligt något av kraven 1-20 varvid var och en av linjedetektorerna (6a) i stacken med linjedetektorer i var och en av nämnda strålningsdetektorer är anordnade radiellt med avseende på nämnda rotationsaxel.
23. Apparat enligt något av kraven 1-22 varvid - den divergenta strålkällan hos var och en av nämnda skan- ningsbaserade anordningar är en röntgenkälla (1), och - strålningsdetektorn hos var och en av nämnda skanningsbase- rade anordningar är en gasbaserad jonisationsdetektor (6a), vari elektroner frigjorda som ett resultat av jonisering me- delst ett respektive strålknippe accelereras i en riktning hu- vudsakligen vinkelrät mot riktningen för det strålknippet.
24. Apparat enligt krav 23, varvid nämnda gasbaserade jonisa- tionsdetektor är en elektronlavindetektor (6a).
25. Apparat enligt något av kraven 1-22, varvid strålningsde- tektorerna hos var och en nämnda skanningsbaserade anordningar är något av en diodarray, en scintillatorbaserad array, en CCD-array, en TFT- eller CMOS-baserad detektor eller en väts- kedetektor (6a).
26. Apparat enigt något av kraven 1-25, varvid var och en av nämnda skanningsbaserade anordningar innefattar en kollimator" (4) anordnad i strålgângen omedelbart nedströms om strålkällan i den skanningsbaserade anordningen, där nämnda kollimators 527 217 30 förhindrar strålning, som inte är riktad mot linjedetektorerna i den skanningsbaserade anordningen, från att falla in på nämnda objekt, varigenom, strålningsdosen till nämnda objekt minskas.
27. Apparat enligt något av kraven 1-26 innefattande en styr- anordning för på- och avslagning av nämnda strålkällor, där nämnda styranordning är inrättad att slå på och av nämnda strålkällor i en konsekutiv ordning så att var och en av nämn- da strålkällor kan stängas av och kylas av medan objektet inte är' närvarande i strålbanan för den skanningsbaserade anord- ningen, i vilken strålkällan är innefattad.
28. Apparat enligt något av kraven 1-27 varvid var och en av linjedetektorerna i strålningsdetektorerna är anordnade på ett avstånd från rotationsaxeln vilket är längre än längden hos var och en av linjedetektorerna i rotationsdetektorerna.
29. Skanningsbaserad metod för att erhålla bilddata av ett ob- jekt (5) med hög repetitionshastighet användande en skannings- baserad apparat innefattande en stödstruktur (ll) med en rota- tionsaxel (12) och ett flertal skanningsbaserade anordningar (10) fast anordnade på nämnda stödstruktur med huvudsakligen lika stort avstånd från nämnda rotationsaxel, där var och en av nämnda flertal skanningsbaserade anordningar innefattar en divergent strâlkälla (1) som emitterar strålning och en strål- ningsdetektor (6) innefattande en stack med linjedetektorer (Ga), var och en riktad mot den strålkällan för att tillåta ett strålknippe (bl, W, bn, W, bn) hos nämnda strålning att träda in i linjedetektorn, varvid nämnda metod innefattar ste-_ gen att: 527 217 31 - nämnda objekt anordnas i strålgången mellan den strålkällan och strålningsdetektorn i en av nämnda flertal skanningsbase- rade anordningar, och - nämnda stödstruktur roteras runt nämnda rotationsaxel rela- tivt nämnda objekt så att nämnda objekt kommer att successivt anordnas i strålgången nællan den divergenta strålkällan och strålningsdetektorn hos var och en. av' nämnda flertal skan- ningsbaserade anordningar, under vilken rotation nædelst var och en av nämnda linjedetektorer i var och en av nämnda strål- ningsdetektorer, ett flertal linjebilder av strålning som transmitterats genom nämnda objektdetekteras med hög repeti- tionshastighet.
30. Metod enligt krav 29, varvid - nämnda bilddata med hög repetitionshastighet skapas som to- mosyntesdata, - strålningen från var och en av nämnda strålkällor (1) sänds ut i ett divergent strålknippe, och - linjedetektorerna i var och en av nämnda strâlningsdetekto- rer (6) riktas mot en respektive av nämnda divergenta strål- källor för att tillåta vart och ett av strålknippen (bl, ..., bn, ..., bn) av strålningen från strålkällan som propagerar i olika vinklar (al, m, an, W, au) att träda in i en respektive av linjedetektorerna, varvid - ett flertal linjebilder av strålning som transmitterats ge- nom. nämnda objekt i en respektive av nämnda flertal olika! vinklar registreras medelst linjedetektorerna i var och en av 527 217 32 nämnda strâlningsdetektorer (6) för att skapa nämnda tomosyn- tesdata.
31. Metod enligt krav 30 varvid två- eller tredimensionella bilder av nämnda objekt rekonstrueras från nämnda tomosyntes- data genom utförande av en tomosyntesrekonstruktionsberäkning. I
32. Metod enligt krav 29 varvid nämnda bilddata med hög repe- titionsdata skapas som data för att rekonstruera tvådimensio- nella transmissionsbilder.
33. Metod enligt krav 32 varvid nämnda tvådimensionella trans- missionsbilder, antalet vilket är lika med antalet nämnda flertal skanningsbaserade anordningar för varje varv som nämn- da stödstruktur roteras, rekonstrueras genom att bygga upp var och en av nämnda tvådimensionella transmissionsbilder från en linjebild av strålning från var och en av linjedetektorerna i en av nämnda strålningsdetektorer.
34. Metod enligt krav 32 varvid nämnda tvådimensionella trans- ndssionsbilder, vars antal är lika med produkten av antalet nämnda flertal skanningsbaserade anordningar och antalet lin- jedetektorer i var och en av nämnda strålningsdetektorer för varje varv som nämnda stödstruktur roteras, rekonstrueras ge- nom att bygga upp var och en av nämnda tvådimensionella trans- missionsbilder från linjebilder av strålning från en av linje- detektorerna i en av nämnda strålningsdetektorer.
35. Metod enligt krav 32 varvid nämnda tvådimensionella trans- ndssionsbilder, vars antal är lika med produkten av antalet nämnda flertal skanningsbaserade anordningar och antalet lin- jedetektorer i var och en av nämnda strålningsdetektorer för varje varv som nämnda stödstruktur roteras, rekonstrueras ge- 527 217 33 nom att bygga upp var och en av nämnda tvådimensionella trans- missionsbilder från linjebilder av strålning från linjedetek- torerna i en av nämnda strålningsdetektorer sonx registreras under skanning ett avstånd nmtsvarande avståndet nællan in- tilliggande linjedetektorer i nämnda ena av nämnda strålnings- detektorer. /
36. Metod enligt något av kraven 29-35 varvid strålning som transmitteras genom nämnda objekt visualiseras, med hög repe- titionshastighet, medelst en fluoroskopimetod.
37. Metod enligt något av kraven 29-35 varvid nämnda bilddata av nämnda objekt är angiografibilddata.
38. Metod enligt något av kraven 29-37, varvid nämnda strål- källor slås på och av i en konsekutiv ordning så att var och en av strålkällorna kan stängas av och kylas av medan objektet inte är närvarande i strålbanan för den skanningsbaserade an- ordningen, i vilken strålkällan är innefattad.
39. Metod enligt något av kraven 29-37 varvid - nämnda objekt utför en periodisk händelse, som till exempel hjärtslag, - bilddata från ett flertal cykler från nämnda periodiska hän- delse registreras, och - bilddata från nämnda flertal cykler kombineras för att öka den temporala upplösningen i bilddatan av den periodiska hän- delsen. 527 217 34
40. Metod enligt krav 39 varvid nämnda höga repetitionshastig- het är vald relativt frekvensen hos den periodiska händelsen så att nämnda höga repetitionshastighet och nämnda frekvens hos den periodiska händelsen inte är hela multipler av var- andra .
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0402010A SE527217C2 (sv) | 2004-03-30 | 2004-08-13 | Apparat och metod för att erhålla bilddata |
AU2005228830A AU2005228830A1 (en) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Arrangement and method for obtaining imaging data |
JP2007506105A JP4874232B2 (ja) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | 撮像データを取得するための構造及び方法 |
KR1020067019296A KR20060130663A (ko) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | 이미지 데이터를 획득하는 장치 및 방법 |
CA002558075A CA2558075A1 (en) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Arrangement and method for obtaining imaging data |
ES05722232T ES2302190T3 (es) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Disposicion y metodo para obtener datos de imagenes. |
DK05722232T DK1729645T3 (da) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Arrangement og fremgangsmåde til opnåelse af billeddata |
PCT/SE2005/000386 WO2005094688A1 (en) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Arrangement and method for obtaining imaging data |
DE602005006255T DE602005006255T2 (de) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Anordnung und verfahren zur gewinnung von bilddaten |
PL05722232T PL1729645T3 (pl) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Układ i sposób uzyskiwania danych obrazowania |
AT05722232T ATE392853T1 (de) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Anordnung und verfahren zur gewinnung von bilddaten |
EP05722232A EP1729645B1 (en) | 2004-03-30 | 2005-03-17 | Arrangement and method for obtaining imaging data |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0400822A SE528234C2 (sv) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | Anordning och metod för att erhålla tomosyntesdata |
SE0402010A SE527217C2 (sv) | 2004-03-30 | 2004-08-13 | Apparat och metod för att erhålla bilddata |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0402010D0 SE0402010D0 (sv) | 2004-08-13 |
SE0402010L SE0402010L (sv) | 2005-10-01 |
SE527217C2 true SE527217C2 (sv) | 2006-01-24 |
Family
ID=32965052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0402010A SE527217C2 (sv) | 2004-03-30 | 2004-08-13 | Apparat och metod för att erhålla bilddata |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1729645B1 (sv) |
JP (1) | JP4874232B2 (sv) |
KR (1) | KR20060130663A (sv) |
AT (1) | ATE392853T1 (sv) |
AU (1) | AU2005228830A1 (sv) |
CA (1) | CA2558075A1 (sv) |
DE (1) | DE602005006255T2 (sv) |
DK (1) | DK1729645T3 (sv) |
ES (1) | ES2302190T3 (sv) |
PL (1) | PL1729645T3 (sv) |
SE (1) | SE527217C2 (sv) |
WO (1) | WO2005094688A1 (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE529702C8 (sv) * | 2006-03-21 | 2007-11-27 | Scanningsbaserad detektering av joniserande strålning medelst dubbla källor | |
SE529961C2 (sv) | 2006-03-21 | 2008-01-15 | Xcounter Ab | Avbildningsanordning och metod för att erhålla tidsupplöst avbildningsdata av ett objekt |
CN101071109B (zh) * | 2006-05-08 | 2010-05-12 | 清华大学 | 一种多段直线轨迹成像的货物安全检查*** |
DE102006033661A1 (de) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Forschungszentrum Dresden - Rossendorf E.V. | Detektoranordnung zur winkelauflösenden Detektion von Strahlung und Verfahren zum Betrieb desselben |
US10849574B2 (en) | 2011-06-22 | 2020-12-01 | Medtronic Navigation, Inc. | Interventional imaging |
US8948338B2 (en) * | 2011-11-03 | 2015-02-03 | Medtronic Navigation, Inc. | Dynamically scanned X-ray detector panel |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7601219A (nl) * | 1976-02-06 | 1977-08-09 | Philips Nv | Roentgensysteem met een roentgenstraler- en een roentgendetector aandrijving. |
US4196352A (en) * | 1978-04-28 | 1980-04-01 | General Electric Company | Multiple purpose high speed tomographic x-ray scanner |
US6242743B1 (en) * | 1998-08-11 | 2001-06-05 | Mosaic Imaging Technology, Inc. | Non-orbiting tomographic imaging system |
DE19905974A1 (de) * | 1999-02-12 | 2000-09-07 | Siemens Ag | Verfahren zur Abtastung eines Untersuchungsobjekts mittels eines CT-Geräts |
CA2277251A1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-01-09 | Tantus Electronics Corp. | High efficiency colour x-ray imaging system |
JP4892673B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2012-03-07 | フィリップス メディカル システムズ テクノロジーズ リミテッド | 時間的に一貫した大きい照射範囲のためのctスキャナ |
SE523445C2 (sv) * | 2002-02-15 | 2004-04-20 | Xcounter Ab | Anordning och metod för detektering av joniserande strålning med roterande radiellt placerade detektorenheter |
JP4309677B2 (ja) * | 2002-02-27 | 2009-08-05 | 株式会社東芝 | X線コンピュータ断層撮影装置 |
-
2004
- 2004-08-13 SE SE0402010A patent/SE527217C2/sv unknown
-
2005
- 2005-03-17 CA CA002558075A patent/CA2558075A1/en not_active Abandoned
- 2005-03-17 WO PCT/SE2005/000386 patent/WO2005094688A1/en not_active Application Discontinuation
- 2005-03-17 AU AU2005228830A patent/AU2005228830A1/en not_active Abandoned
- 2005-03-17 ES ES05722232T patent/ES2302190T3/es active Active
- 2005-03-17 EP EP05722232A patent/EP1729645B1/en not_active Not-in-force
- 2005-03-17 KR KR1020067019296A patent/KR20060130663A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-03-17 DE DE602005006255T patent/DE602005006255T2/de active Active
- 2005-03-17 JP JP2007506105A patent/JP4874232B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-03-17 AT AT05722232T patent/ATE392853T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-03-17 PL PL05722232T patent/PL1729645T3/pl unknown
- 2005-03-17 DK DK05722232T patent/DK1729645T3/da active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2558075A1 (en) | 2005-10-13 |
EP1729645B1 (en) | 2008-04-23 |
EP1729645A1 (en) | 2006-12-13 |
DK1729645T3 (da) | 2008-08-11 |
JP4874232B2 (ja) | 2012-02-15 |
SE0402010L (sv) | 2005-10-01 |
WO2005094688A1 (en) | 2005-10-13 |
KR20060130663A (ko) | 2006-12-19 |
JP2007530212A (ja) | 2007-11-01 |
DE602005006255T2 (de) | 2009-06-25 |
SE0402010D0 (sv) | 2004-08-13 |
ATE392853T1 (de) | 2008-05-15 |
AU2005228830A1 (en) | 2005-10-13 |
ES2302190T3 (es) | 2008-07-01 |
DE602005006255D1 (de) | 2008-06-05 |
PL1729645T3 (pl) | 2008-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7164748B2 (en) | Arrangement and method for obtaining imaging data | |
US4472822A (en) | X-Ray computed tomography using flying spot mechanical scanning mechanism | |
US6940942B2 (en) | Scanning-based detection of ionizing radiation for tomosynthesis | |
JP2010513908A (ja) | エネルギー分解検出システム及び撮像システム | |
EP1996077B1 (en) | Dual-source scanning-based detection of ionizing radiation | |
AU2006223680A1 (en) | Scanning-based detection of ionizing radiation for tomosynthesis | |
EP1729645B1 (en) | Arrangement and method for obtaining imaging data | |
JP6538721B2 (ja) | レーザー・コンプトンx線源を用いた二色放射線撮影の方法 | |
US7099436B2 (en) | Coherent scatter imaging | |
US7527429B2 (en) | Imaging arrangement and method | |
JP4732341B2 (ja) | トモシンセシス用電離放射線の走査ベース検出装置及びその方法 | |
CA2701917C (en) | Apparatus and method for recording radiation image data of an object | |
US7020237B2 (en) | Scanning-based detection of ionizing radiation for tomosynthesis | |
WO2008066437A1 (en) | Imaging arrangement and method |