UA85816U - Device for x-ray breast visualization in tomosynthesis or mammography mode - Google Patents

Abstract

A device for X-ray breast visualization in tomosynthesis or mammography mode contains the breast compression device, X-ray source, digital detector, computer, display, user's input device, control unit. The diagnostic unit contains the aligned X-ray source (its focal spot), the additional filter, the adjustable diaphragm, the collimator, and the detector. The latter is capable of being turned discretely around the axis perpendicular to the optical axis of diagnostic unit. The diaphragm and the collimator allows for generating narrow X-ray beam. The detector is adjusted for receiving the narrow X-ray beam.

Description

Корисна модель належить до рентгенотехнікию, а саме до рентгенографічних скануючих цифрових апаратів, і може бути використана в медичних установах для виявлення і діагностики захворювань молочної залози.The useful model belongs to x-ray technology, namely to x-ray scanning digital devices, and can be used in medical institutions to detect and diagnose diseases of the mammary gland.

В даний час в медичній діагностиці широко використовують цифрові рентгенівські апарати.Currently, digital X-ray machines are widely used in medical diagnostics.

Вони дозволяють виробляти пряму цифрову реєстрацію і обробку зображення з подальшим виведенням її на екран комп'ютера або твердий носій, див. наприклад, патентну заявку США Мо 2006/0222228, Мкл., зО6К 9/00, опубл. 05.10.2006.They allow direct digital registration and processing of the image with subsequent output to the computer screen or hard media, see for example, US patent application No. 2006/0222228, Mkl., zO6K 9/00, publ. 05.10.2006.

Однак, тривимірна розрізняльна здатність і контрастна чутливість існуючих цифрових рентгенівських апаратів або відсутня, або не задовольняє вимогам сучасної медицини.However, the three-dimensional resolution and contrast sensitivity of existing digital X-ray machines is either absent or does not meet the requirements of modern medicine.

Відомий пристрій реєстрації рентгенівського випромінювання, що містить блок управління і передачі зображення, цифрову обчислювальну машину, джерело рентгенівського випромінювання з коліматором і датчиком випромінювання, розташованими на напрямних,A known X-ray recording device containing a control and image transmission unit, a digital computer, an X-ray source with a collimator and a radiation sensor located on guides,

Іпатент РФ Мо 2343504, М.кл., 501 1/20, опубл. 27.06.2008 р.), в якому датчик випромінювання складається з першого пристрою для перетворення рентгенівського випромінювання, що пройшло через досліджуваний об'єкт, у випромінювання видимого світла і другого пристрою для перетворення випромінювання видимого світла в електронний сигнал, перший пристрій для перетворення - полікристалічний сенсор - виконаний з рентгеночутливого сцинтилюючого матеріалу у вигляді пластини, товщина якої визначає необхідну чутливість до рентгенівського випромінювання, а другий пристрій для перетворення являє собою фотоприймальну лінійку, у якої фоточутлива частина збігається з лінійними розмірами полікристалічного сенсора, полікристалічний сенсор оптично пов'язаний з другим пристроєм для перетворення за допомогою регулярного оптоволоконного кабелю з фоконами на обох кінцях, причому лінійні розміри фоконів збігаються з розмірами полікристалічного сенсора з одного боку їі другого пристрою для перетворення з іншого.Ipatent of the Russian Federation Mo 2343504, M.kl., 501 1/20, publ. 27.06.2008), in which the radiation sensor consists of the first device for converting X-ray radiation that passed through the object under investigation into visible light radiation and the second device for converting visible light radiation into an electronic signal, the first device for conversion is a polycrystalline sensor - made of X-ray-sensitive scintillating material in the form of a plate, the thickness of which determines the required sensitivity to X-ray radiation, and the second device for conversion is a photo-receiving line, in which the photo-sensitive part coincides with the linear dimensions of the polycrystalline sensor, the polycrystalline sensor is optically connected to the second device for conversion using a regular fiber optic cable with focon on both ends, with the linear dimensions of the focon matching the dimensions of the polycrystalline sensor on one side and the second conversion device on the other.

Описаний вище пристрій дозволяє збільшити динамічний діапазон приймача рентгенівського випромінювання за рахунок відмови від використання АЦП (аналого-дифрового перетворювача), і тим самим збільшивши діагностичну інформативність рентгенівського зображення.The device described above allows you to increase the dynamic range of the X-ray receiver by eliminating the use of an ADC (analog-to-digital converter), thereby increasing the diagnostic informativeness of the X-ray image.

Однак, отримані зображення є накладенням один на одного тіньових зображеньHowever, the resulting images are superimposed shadow images

Зо досліджуваного об'єкта (органу) і не дають тривимірної інформації про об'єкт (органі). Крім того, при отриманні плоского (2Д) зображення дефекти (патології можуть екрануватися (затінюватися) нижче або вище лежачими об'єктами (органами).From the investigated object (organ) and do not give three-dimensional information about the object (organ). In addition, when receiving a flat (2D) image, defects (pathologies) can be shielded (shadowed) by objects (organs) lying below or above.

Відомий також пристрій для виявлення і діагностики пухлин молочної залози, що містить джерело проникаючого випромінювання, просвічує досліджуваний об'єкт, діафрагму, розташовану перед об'єктом, і двокоординатний позиційно-чутливий детектор, розташований за об'єктом, забезпечений системою переміщення щодо об'єкта, і блок обробки інформації, (патентA device for detecting and diagnosing breast tumors is also known, containing a source of penetrating radiation that illuminates the object under study, a diaphragm located in front of the object, and a two-coordinate position-sensitive detector located behind the object, equipped with a system of movement relative to the object object, and information processing unit (patent

РФ Мо 2171627, М.кл., Аб1В 6/00, опубл. 10.08.2001 р.)Ї, в якому діафрагма виконана з можливістю формування, принаймні, одного вузького малорозбіжного пучка проникаючого випромінювання в напрямку досліджуваного об'єкта, а двокоординатний позиційно-чутливий детектор встановлений на такій відстані від досліджуваного об'єкта і має просторове дозволення, що забезпечує реєстрацію кутового розподілу інтенсивності випромінювання під малими кутами.RF Mo 2171627, M.cl., Ab1B 6/00, publ. 10.08.2001), in which the diaphragm is made with the possibility of forming at least one narrow, low-divergence beam of penetrating radiation in the direction of the object under investigation, and the two-coordinate position-sensitive detector is installed at such a distance from the object under investigation and has a spatial resolution , which provides registration of the angular distribution of radiation intensity at small angles.

Описаний вище пристрій дозволяє завдяки використанню малокутового когерентного рентгенівського розсіювання виявляти малоконтрастні невеликі дефекти (патології) в досліджуваному об'єкті (органі).The device described above allows, thanks to the use of small-angle coherent X-ray scattering, to detect low-contrast small defects (pathologies) in the object (organ) under investigation.

Однак, отримані зображення не дають інформації про тривимірну структуру об'єкта (органу), тривимірну структуру дефекту (патології).However, the obtained images do not provide information about the three-dimensional structure of the object (organ), the three-dimensional structure of the defect (pathology).

Відома також багаторежимна система для одержання рентгенівських зображень молочної залози, що містить компресійний пристрій для стиснення і фіксації молочної залози пацієнта для отримання рентгенівського зображення, збірку рентгенівської трубки, приймач рентгенівського зображення, (патентна заявка США Мо 2009/0003519, М.кл., А61В 6/04, опубл. 01.01.2009 р.), в якій - згаданий компресійний пристрій, рентгенівська трубка і згаданий приймач рентгенівського зображення встановлені з можливістю руху для отримання безлічі рентгенівських зображень при різних режимах і проекціях, і під кутом щодо кожного іншого режиму і проекції.A multi-mode system for obtaining X-ray images of the mammary gland is also known, containing a compression device for compressing and fixing the patient's mammary gland for obtaining an X-ray image, an X-ray tube assembly, an X-ray image receiver, (US patent application Mo 2009/0003519, M.kl., A61B 6/04, published on 01.01.2009), in which - the mentioned compression device, the X-ray tube and the mentioned X-ray image receiver are installed with the possibility of movement to obtain a set of X-ray images in different modes and projections, and at an angle to each other mode and projections

Система забезпечує різноманітне поєднання переміщення рентгенівської трубки і приймача для отримання рентгенівського зображення.The system provides a diverse combination of moving the X-ray tube and the receiver to obtain an X-ray image.

Однак, у даній геометрії розташування джерела рентгенівського зображення під різними кутами до нерухомого приймача рентгенівського зображення, розташованого під молочною бо залозою, неможливо використовувати растр, що відсіває, що веде до погіршення контрастної чутливості діагностичного апарату, а, отже, до погіршення діагностичної інформації про досліджуваний об'єкт (органі).However, in this geometry of the location of the X-ray image source at different angles to the stationary X-ray image receiver located under the mammary gland, it is impossible to use a filtering raster, which leads to a deterioration of the contrast sensitivity of the diagnostic apparatus, and, therefore, to a deterioration of the diagnostic information about the subject object (organs).

Відомий діагностичний рентгенівський, що сканує, цифровий апарат, що містить послідовно розташовані на одній оптичній осі джерело рентгенівського випромінювання, щілинний коліматор і лінійний багатоелементний детектор рентгенівського випромінювання, які закріплені на єдиному кронштейні, встановленому з можливістю повороту навколо осі сканування, розташованої в площині щілини коліматора і поздовжньої осі лінійного багатоелементного детектора (патент РФ Мо 2328217, М.кл., Аб61В 6/03, опубл. 20.12.2007 р.| в якому кронштейн встановлений на одному кінці подковообразної ферми, встановленої на платформі з можливістю повороту в осях обертання поворотного механізму, а платформа розміщена на вертикальній стійці.A known diagnostic X-ray scanning digital device containing an X-ray source, a slit collimator and a linear multi-element X-ray detector, which are located in series on the same optical axis, and which are fixed on a single bracket mounted with the possibility of rotation around the scanning axis located in the plane of the collimator slit and the longitudinal axis of the linear multi-element detector (patent RF Mo 2328217, M.kl., Ab61B 6/03, publ. 12.20.2007| in which the bracket is installed at one end of a horseshoe-shaped truss installed on a platform with the possibility of rotation in the axes of rotation of the rotary mechanism, and the platform is placed on a vertical stand.

Описаний вище пристрій дозволяє виконувати знімки з різних ракурсів з довільними кутами нахилу по відношенню до тіла пацієнта і, тим самим, підвищити інформативність знімків.The device described above allows you to take pictures from different angles with arbitrary angles of inclination in relation to the patient's body and thereby increase the informativeness of the pictures.

Однак, отримані зображення не дають інформації про тривимірну структуру об'єкта (органу), тривимірне розташування дефекту (патології).However, the obtained images do not provide information about the three-dimensional structure of the object (organ), the three-dimensional location of the defect (pathology).

Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляють, за призначенням, технічною сутністю та результату, що досягають при використанні, є пристрій, що об'єднує томосинтез і мамографію для візуалізації молочної залози пацієнта рентгенівським випромінюванням, яке містить компресійний пристрій молочної залози, джерело рентгенівського випромінювання, зафіксоване з одного боку молочної залози і цифровий приймач рентгенівського випромінювання з іншого боку, цифрове джерело інформації про товщину молочної залози пацієнта, яка стисла і зафіксована компресійним пристроєм, цифрове джерело інформації про кратності ослаблення рентгенівського випромінювання стислою молочною залозою, комп'ютер, що отримує інформацію про товщину молочної залози і щільність і автоматично видає параметри, що включають кВ і мАс, для експозиції рентгенівського випромінювання стислою молочною залозою, дисплей, що показує дані комп'ютера і видає, принаймні, кілька технічних параметрів, вхідний пристрій користувача, об'єднаний з дисплеєм і дозволяє користувачеві отримувати технічні параметри і видавати кінцеві параметри, а також контрольний блок, що отримує остаточні технічні параметри, який приймає більш ніж одне зображення рентгенівськогоThe device that combines tomosynthesis and mammography for imaging the patient's mammary gland with X-ray radiation, which contains a compression device of the mammary gland, an X-ray source , fixed on one side of the mammary gland and a digital receiver of X-ray radiation on the other side, a digital source of information about the thickness of the patient's mammary gland, which is compressed and fixed by a compression device, a digital source of information about the attenuation of X-ray radiation by a compressed mammary gland, a computer that receives breast thickness and density information and automatically outputs parameters including kV and mAs for x-ray exposure to a compressed breast, a display showing computer data and outputting at least a few technical parameters, a user input device, a combined with a display and allows the user to receive technical parameters and output final parameters, as well as a control unit receiving final technical parameters that accepts more than one X-ray image

Зо випромінювання стислою молочною залозою в різних режимах |див. патентну заявку США Мо 2010/0135456, М.кл. НОБО 1/60, від 03.02.2010.From the radiation of a compressed mammary gland in different modes | see US patent application MO 2010/0135456, M.cl. NOBO 1/60, dated 02.03.2010.

Описаний вище пристрій дозволяє, за рахунок встановлення растру, що відсіває, підвищити контрастну чутливість, що покращує діагностичні властивості рентген-апарату, особливо з виявлення патологій на ранніх стадіях захворювань, проте встановлення растру, що відсіває, призводить до підвищення радіаційного навантаження на пацієнта.The device described above allows, due to the installation of the screening grid, to increase the contrast sensitivity, which improves the diagnostic properties of the X-ray machine, especially for the detection of pathologies in the early stages of diseases, however, the installation of the screening grid leads to an increase in the radiation load on the patient.

Задача технічного рішення, що заявляють, є зменшення радіаційного навантаження на пацієнта і підвищення роздільної здатності пристрою.The task of the claimed technical solution is to reduce the radiation load on the patient and increase the resolution of the device.

В основу корисної моделі поставлена задача поліпшення пристрою, що об'єднує томосинтез і мамографію для візуалізації молочної залози пацієнта рентгенівським випромінюванням вибірково у режимі томосинтезу або в режимі мамографії, в якому, внаслідок виконання діагностичного вузла з можливістю дискретного повороту щодо осі перпендикулярної оптичної осі діагностичного вузла, на якій співвісно розташовані джерело рентгенівського випромінювання (його фокусна пляма), додатковий фільтр, регульована діафрагма, коліматор і детектор, який приймає рентгенівське випромінювання, при цьому діафрагма і коліматор виконані з можливістю формування вузького пучка рентгенівського випромінювання, а детектор з можливістю приймати і аналізувати вузький пучок рентгенівського випромінювання, досягається новий технічний результат. Він полягає в тому, що горизонтальні та вертикальні частотно-контрастні характеристики (ЧКХ) і квантова ефективність детектування (КЕД) залишаються однаковими внаслідок зупинки детектора. Це призводить до підвищення роздільної здатності, а відсутність растру до зниження радіаційного навантаження на пацієнта.The basis of the useful model is the task of improving the device that combines tomosynthesis and mammography for visualization of the patient's mammary gland with X-ray radiation selectively in the tomosynthesis mode or in the mammography mode, in which, as a result of the execution of the diagnostic node with the possibility of discrete rotation relative to the axis perpendicular to the optical axis of the diagnostic node , on which the source of X-ray radiation (its focal spot), an additional filter, an adjustable diaphragm, a collimator and a detector that receives X-ray radiation are coaxially located, while the diaphragm and collimator are made with the possibility of forming a narrow beam of X-ray radiation, and the detector is capable of receiving and analyzing a narrow beam of X-ray radiation, a new technical result is achieved. It consists in the fact that the horizontal and vertical frequency-contrast characteristics (CFC) and quantum detection efficiency (QED) remain the same as a result of stopping the detector. This leads to an increase in resolution, and the absence of a raster to a decrease in the radiation load on the patient.

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрої для візуалізації молочної залози пацієнта рентгенівським випромінюванням у режимі томосинтезу або мамографії, що містить компресійний пристрій для стиснення і фіксації молочної залози, джерело рентгенівського випромінювання з одного боку молочної залози і цифровий приймач рентгенівського випромінювання з іншого боку, цифрове джерело інформації про товщину молочної залози пацієнта, зафіксовану в компресійному пристрої молочної залози, цифрове джерело інформації про кратності ослаблення рентгенівського випромінювання стислою молочною залозою, комп'ютер, що отримує інформацію про товщину молочної залози і кратності ослаблення рентгенівського випромінювання молочної залози і автоматично видає бо параметри, що включають кВ і мАс, для експозиції рентгенівським випромінюванням стислої і зафіксованої молочної залози, дисплей, що показує дані комп'ютера і видає, принаймні, кілька технічних параметрів, вхідний пристрій користувача, об'єднаний з дисплеєм, дозволяє користувачеві отримувати технічні параметри і видавати кінцеві параметри, а також контрольний блок, що отримує остаточні технічні параметри, приймає більш ніж одне зображення рентгенівського випромінювання стислої і зафіксованої молочної залози в різних режимах, відповідно до корисної моделі, діагностичний вузол виконаний з можливістю дискретного повороту щодо осі перпендикулярної оптичної осі діагностичного вузла, на якій співвісно розташовані джерело рентгенівського випромінювання (його фокусна пляма), додатковий фільтр, регульована діафрагма, коліматор і детектор, який приймає рентгенівське випромінювання, при цьому діафрагма і коліматор виконані з можливістю формування вузького пучка рентгенівського випромінювання, а детектор з можливістю приймати і аналізувати вузький пучок рентгенівського випромінювання.The task is solved by the fact that in a known device for imaging the patient's mammary gland with X-ray radiation in the mode of tomosynthesis or mammography, which contains a compression device for compressing and fixing the mammary gland, an X-ray radiation source on one side of the mammary gland and a digital X-ray radiation receiver on the other side, a digital source of information about the thickness of the patient's mammary gland recorded in the breast compression device, a digital source of information about the attenuation of X-ray radiation by a compressed breast, a computer that receives information about the thickness of the mammary gland and the attenuation of X-ray radiation of the breast and automatically issues parameters including kV and mAs for x-ray exposure of a compressed and fixed breast, a display showing computer data and outputting at least some technical parameters, a user input device, a combined with a display, allows the user to receive technical parameters and output final parameters, and the control unit receiving final technical parameters receives more than one X-ray image of the compressed and fixed breast gland in different modes, according to the useful model, the diagnostic unit is made of with the possibility of discrete rotation relative to the axis perpendicular to the optical axis of the diagnostic node, on which the X-ray source (its focal spot), an additional filter, an adjustable diaphragm, a collimator and a detector that receives X-ray radiation are coaxially located, while the diaphragm and the collimator are made with the possibility of forming a narrow beam of X-ray radiation, and a detector with the ability to receive and analyze a narrow beam of X-ray radiation.

Як видно з викладу сутності технічних рішень, що заявляють, вони відрізняються від прототипів і, отже, є новими.As can be seen from the summary of the essence of the claimed technical solutions, they differ from prototypes and, therefore, are new.

Відомий ряд діагностичних рентгенівських апаратів (див. розділ "Характеристика рівня техніки), що дозволяють виконувати знімки з різних ракурсів з довільними кутами нахилу по відношенню до тіла пацієнта, зокрема, опис винаходу до патенту РФ Мо 2328217, в якому описана кінематична схема пристрою, що забезпечує можливість такого багатоваріантного розміщення джерела рентгенівського випромінювання щодо тіла пацієнта. При цьому пристрій забезпечує просторовий дозвіл не гірше 5 пар ліній/мм. Або, наприклад, РСТ заявка УУО 02/17790, в якій описано пристрій, що містить послідовно розташовані на одній осі джерело рентгенівського випромінювання, щілинний коліматор і лінійний багатоелементний детектор рентгенівського випромінювання, які закріплені на єдиному кронштейні, встановленому з можливістю повороту навколо осі сканування, розташованої в площині щілини коліматора, і поздовжньої осі лінійного багатоелементного детектора. Пристрій дозволяє, в основному, отримувати цифрові знімки з вертикально орієнтованим тілом. Роздільна здатність цього пристрою нижче, ніж у попереднього.A number of diagnostic X-ray machines are known (see the section "Characteristics of the state of the art) that allow taking pictures from different angles with arbitrary angles of inclination in relation to the patient's body, in particular, the description of the invention to the patent of the Russian Federation Mo 2328217, which describes the kinematic scheme of the device, which provides the possibility of such a multivariate placement of the X-ray radiation source relative to the patient's body. At the same time, the device provides a spatial resolution of no worse than 5 pairs of lines/mm. Or, for example, PCT application UUO 02/17790, which describes a device containing a source located in series on one axis x-ray radiation, a slit collimator and a linear multi-element detector of x-ray radiation, which are fixed on a single bracket mounted with the possibility of rotation around the scanning axis located in the plane of the collimator slit and the longitudinal axis of the linear multi-element detector. The device mainly allows to obtain digital images from vertical oriented body. The resolution of this device is lower than the previous one.

Технічне рішення, що заявляють, принципово відрізняється від відомих тим, що здійснення зупинки рентгенівського детектора і опромінення його в нерухомому стані відносно пацієнтаThe claimed technical solution is fundamentally different from the known ones in that stopping the X-ray detector and irradiating it in a stationary state relative to the patient

Зо призводить до того, що горизонтальні та вертикальні (тобто по напрямку русі і перпендикулярно йому) частотно-контрастні (ЧКХ) характеристики, а, отже, і просторовий дозвіл, квантова ефективність детектування (КЕД) та інші характеристики залишаються однаковими, а значить і більш високим виявляється просторовий дозвіл, більше 20 пар ліній/мм.This leads to the fact that the horizontal and vertical (i.e., along the direction of movement and perpendicular to it) frequency-contrast (CFC) characteristics, and, therefore, the spatial resolution, quantum detection efficiency (QED) and other characteristics remain the same, which means more the spatial resolution is high, more than 20 pairs of lines/mm.

Пропоноване технічне рішення промислово застосовне. Дослідний зразок виготовлений і випробуваний на медичному фантомі ЕМІ 156 фірми САММЕХ (США). На отриманому за допомогою спробного зразка зображення фантома КМІ 156 видно всі елементи аж до нейлонових ниток товщиною 0,40 мм, що моделюють фіброзну і залозисту тканину, дисків товщиною 0,25 мм, що моделюють пухлини і точкові включення, що моделюють мікрокальцинати розміром 0,16 мм. Жоден аналоговий або цифровий мамограф у світі в даний час отримати такі показники не може.The proposed technical solution is industrially applicable. The experimental sample was made and tested on the medical phantom EMI 156 of SAMMEH (USA). On the image of the KMI 156 phantom obtained with the help of a trial sample, all the elements are visible up to nylon threads with a thickness of 0.40 mm simulating fibrous and glandular tissue, discs with a thickness of 0.25 mm simulating tumors and point inclusions simulating microcalcifications of size 0, 16 mm. No analog or digital mammogram in the world can currently obtain such indicators.

Фіг. 1 Схема діагностичного вузла.Fig. 1 Diagram of the diagnostic node.

Фіг. 2 Блок-схема пристрою.Fig. 2 Block diagram of the device.

Пристрій, що заявляють, здійснює наступний спосіб. Для реалізації способу розташовують молочну залозу 1 (фіг. 1) між компресійною пластиною 2 і додатковою пластиною З в діагностичному вузлі. Залежно від параметрів молочної залози і бінірування детектора 4 для попереднього знімка вибирають напругу на аноді рентгенівської трубки і струм трубки (на фіг. не показані), товщину додаткового фільтра 5, задають експозицію і дискретність опромінення, встановлюють розмір вікна діафрагми 6. Наприклад, для стислої молочної залози до товщини 4,5 см було вибиране бінірування 8 х 8, анодну напругу на рентгенівській трубці з молібденовим анодом встановили Оа-30 кв, струм в трубці 30 мА, тривалість експозиції 8 мс, товщину додаткового фільтра з алюмінію 0,5 мм, дискретність опромінення 6,91 мм, розмір вікна діафрагми, наведений до вхідної площині детектора, 22 см. Детектор спільно з джерелом рентгенівського випромінювання встановили таким чином, щоб забезпечити можливість багаторазового одержання рентгенівських знімків для синтезу тривимірного зображення (томосинтезу).The claimed device performs the following method. To implement the method, the mammary gland 1 (Fig. 1) is placed between the compression plate 2 and the additional plate C in the diagnostic node. Depending on the parameters of the mammary gland and binarization of the detector 4, the voltage on the anode of the X-ray tube and the current of the tube (not shown in the figure), the thickness of the additional filter 5, the exposure and the discreteness of the irradiation are set, and the size of the aperture window 6 is set for the preliminary image. For example, for compressed mammary gland up to a thickness of 4.5 cm, an 8 x 8 binning was chosen, the anode voltage on the X-ray tube with a molybdenum anode was set to Oa-30 kV, the current in the tube was 30 mA, the exposure duration was 8 ms, the thickness of the additional aluminum filter was 0.5 mm, the discreteness of exposure is 6.91 mm, the size of the aperture window directed to the entrance plane of the detector is 22 cm. The detector together with the source of X-ray radiation was installed in such a way as to ensure the possibility of multiple acquisition of X-ray images for the synthesis of a three-dimensional image (tomosynthesis).

Попередній знімок молочної залози виконували шляхом переміщування детектора щодо молочної залози, при цьому зупиняють його через певні відрізки шляху, наприклад, 6,91 мм.The previous image of the mammary gland was performed by moving the detector relative to the mammary gland, while stopping it after certain segments of the path, for example, 6.91 mm.

Кожну ділянку опромінювали відповідно з експозицією протягом, наприклад, 0,24 мАс і фіксували результат опромінення.Each area was irradiated accordingly with exposure for, for example, 0.24 mAs and the result of exposure was recorded.

За попереднім знімком визначили параметри робочих знімків для синтезу тривимірного зображення (томографії). Робочі знімки виконували при наступних параметрах: наприклад, напруга на рентгенівській трубці Оа-30 кВ, струм трубки 130 мА, параметри додаткової фільтрації 0,5 мм, фільтр з АЇ, початкове і кінцеве положення детектора 23 мм і 267 мм.Based on the previous image, the parameters of the working images for the synthesis of a three-dimensional image (tomography) were determined. The working images were taken with the following parameters: for example, the voltage on the X-ray tube Oa-30 kV, the current of the tube 130 mA, the parameters of additional filtering 0.5 mm, the filter with AI, the initial and final positions of the detector 23 mm and 267 mm.

Відповідно, залежність руху діафрагми в табличному вигляді внесли в комп'ютер, число проекцій 17 і кут томографії 457, дискрет по куту в табличному вигляді також був внесений в комп'ютер.Accordingly, the dependence of the movement of the diaphragm in tabular form was entered into the computer, the number of projections was 17 and the angle of tomography was 457, the discrete angle in tabular form was also entered into the computer.

Після отримання 17 знімків (проекцій), наприклад, за допомогою спеціального математичного алгоритму на комп'ютері розрахували тривимірне рентгенівське зображення молочної залози.After receiving 17 images (projections), for example, a three-dimensional X-ray image of the mammary gland was calculated using a special mathematical algorithm on the computer.

Блок-схема пристрою, що об'єднує томосинтез або мамографію для візуалізації молочної залози пацієнта показана на Фіг. 2. Пристрій містить джерело рентгенівського випромінювання з одного боку молочної залози і цифровий приймач рентгенівського випромінювання 8 з іншого боку, цифрове джерело інформації про товщину молочної залози пацієнта 9, встановлене у компресійному пристрої молочної залози, цифрове джерело інформації про кратність ослаблення рентгенівського випромінювання стислою і зафіксованою молочною залозою 10, комп'ютер 11, який отримує інформацію про товщину молочної залози, про кратність ослаблення рентгенівського випромінювання стислої і зафіксованої молочної залози і автоматично видає параметри, що включають кВ і мАс, для експозиції рентгенівським випромінюванням стислої і зафіксованої молочної залози, дисплей 12, що показує дані комп'ютера і видає принаймні кілька технічних параметрів, вхідний пристрій користувача 13, який об'єднаний з дисплеєм і дозволяє користувачеві отримувати технічні параметри і видавати кінцеві параметри, а також контрольний блок 14, який одержує остаточні технічні параметри, і блок візуалізації 15, який приймає зображення рентгенівського випромінювання стислій і зафіксованої молочної залози в різних режимах. Діагностичний вузол виконаний з можливістю дискретного повороту щодо осі 16, перпендикулярній оптичної осі вузла 17, на якій співвісно розташовані джерело рентгенівського випромінювання (його фокусна пляма) 18, додатковий фільтр 5, регульована діафрагма 6, коліматор 7 і детектор 4, що приймає рентгенівське випромінювання, при цьому діафрагма і коліматор виконані з можливістю формування вузькогоA block diagram of a device combining tomosynthesis or mammography for imaging a patient's mammary gland is shown in Fig. 2. The device contains an X-ray source on one side of the mammary gland and a digital X-ray receiver 8 on the other side, a digital source of information about the thickness of the patient's mammary gland 9 installed in the compression device of the mammary gland, a digital source of information about the attenuation of x-ray radiation compressed and fixed breast 10, computer 11, which receives information about the thickness of the breast, about the attenuation of X-ray radiation of the compressed and fixed breast and automatically outputs parameters, including kV and mAs, for X-ray exposure of the compressed and fixed breast, display 12 , which displays computer data and outputs at least some technical parameters, a user input device 13, which is combined with the display and allows the user to receive technical parameters and output final parameters, and a control unit 14, which receives final technical parameters rameters, and the imaging unit 15, which takes X-ray images of the compressed and fixed mammary gland in different modes. The diagnostic unit is made with the possibility of discrete rotation with respect to the axis 16, perpendicular to the optical axis of the unit 17, on which the X-ray source (its focal spot) 18, additional filter 5, adjustable diaphragm 6, collimator 7 and detector 4, which receives X-ray radiation, are located coaxially. at the same time, the diaphragm and collimator are made with the possibility of forming a narrow

Зо пучка рентгенівського випромінювання, а детектор з можливістю приймати і аналізувати вузький пучок рентгенівського випромінювання.From a beam of X-ray radiation, and a detector with the ability to receive and analyze a narrow beam of X-ray radiation.

Детектор 4 спільно з джерелом рентгенівського випромінювання 18 можуть бути встановлений таким чином, щоб забезпечити можливість багаторазового одержання рентгенівських знімків для синтезу за допомогою спеціальної програми тривимірного зображення (томосинтезу).The detector 4 together with the source of X-ray radiation 18 can be installed in such a way as to provide the possibility of multiple acquisition of X-ray images for synthesis using a special three-dimensional image (tomosynthesis) program.

Пристрій працює наступним чином. Двомірне рентгенівське зображення одержують за допомогою прямокутного детектора розміром 8160х256 пікселів (розмір пікселя 27х27 мкм), який послідовно опромінюється і переміщується по дузі радіусом 650 мм. У центрі дуги знаходиться фокусна пляма рентгенівської трубки 18 (діаметр плями 0,1 і 0,3 мм). Детектор 4 переміщається дискретно вздовж дуги 19, зупиняючись через кожні 6,91 мм або через 256 пікселів (256х0,027 мм - 6,91 мм). У момент зупинки детектор 4 опромінює рентгенівським випромінюванням, яке проходить через груди пацієнта 1 одну ділянку із заданою експозицією опромінення, яка становить 0,112 сек. Винос даних з детектора 4 в комп'ютер здійснюється під час переміщення детектора 4. У момент руху детектора 4 опромінення не відбувається, що дозволяє знизити радіаційне навантаження на пацієнта при виконанні діагностичних знімків.The device works as follows. A two-dimensional X-ray image is obtained using a rectangular detector with a size of 8160x256 pixels (pixel size 27x27 μm), which is successively irradiated and moved along an arc with a radius of 650 mm. In the center of the arc is the focal spot of the X-ray tube 18 (spot diameter 0.1 and 0.3 mm). The detector 4 moves discretely along the arc 19, stopping every 6.91 mm or 256 pixels (256x0.027 mm - 6.91 mm). At the moment of stopping, the detector 4 irradiates with X-ray radiation, which passes through the chest of the patient 1, one area with a given radiation exposure, which is 0.112 seconds. Data transfer from detector 4 to the computer is carried out during the movement of detector 4. At the moment of movement of detector 4, radiation does not occur, which allows to reduce the radiation load on the patient during diagnostic imaging.

Зшивання окремих фрагментів рентгенівського зображення здійснюється по розмиттю країв коліматора 7 на краях фрагментів, яке виникає через кінцівки розміру фокусної плями рентгенівської трубки. За допомогою комп'ютера 11 і спеціального математичного алгоритму результат експозиції обробляється і передається на дисплей 12. Спосіб і пристрій забезпечують отримання знімків з роздільною здатністю не менше 20 пар ліній/мм.Stitching of individual fragments of the X-ray image is carried out by blurring the edges of the collimator 7 at the edges of the fragments, which occurs due to the extremities of the size of the focal spot of the X-ray tube. With the help of a computer 11 and a special mathematical algorithm, the exposure result is processed and transferred to the display 12. The method and the device ensure the acquisition of images with a resolution of at least 20 pairs of lines/mm.

При виконанні попереднього знімка детектор 4 рухається від одного крайнього положення до іншого, проходячи відстань приблизно 300 мм, дозволяючи таким чином визначити межі молочної залози і рівень сигналу під самою молочною залозою. Рівень сигналу під молочною залозою визначає значення анодної напруги та струму трубки. Край молочної залози визначає положення детектора 4 на дузі, з якого починається і закінчується рух детектора 4 при виконанні робочого знімка. По краю молочної залози коригується рух діафрагми таким чином, щоб випромінювання поза молочної залози не потрапляло на детектор 4.When performing a preliminary picture, the detector 4 moves from one extreme position to another, passing a distance of approximately 300 mm, thus allowing to determine the boundaries of the mammary gland and the signal level under the mammary gland itself. The signal level under the mammary gland determines the value of the anode voltage and current of the tube. The edge of the mammary gland determines the position of the detector 4 on the arc from which the movement of the detector 4 begins and ends when taking a working picture. Along the edge of the mammary gland, the movement of the diaphragm is adjusted in such a way that the radiation outside the mammary gland does not fall on the detector 4.

Можливість закінчувати опромінення суворо за межами молочної залози також зменшує радіаційне навантаження. Крім того, забезпечує захист детектора, оскільки виключає попадання бо рентгенівського випромінювання, що пройшло повз молочної залози безпосередньо на детектор, захищаючи його напівпровідники та люмінофори від опромінення, зменшує опромінення конструкційних елементів пристрою.The ability to finish radiation strictly outside the mammary gland also reduces radiation exposure. In addition, it provides protection for the detector, as it excludes the impact of X-ray radiation that passed the mammary gland directly on the detector, protecting its semiconductors and phosphors from radiation, and reduces the radiation of the device's structural elements.

Як видно з викладу сутності технічних рішень, що заявляють, і прикладів їх здійснення, вони дозволяють отримати робочі знімки молочної залози з більш ніж в 4 рази високою роздільною здатністю і з істотно меншим радіаційним навантаженням на пацієнта.As can be seen from the presentation of the essence of the claimed technical solutions and examples of their implementation, they allow obtaining working images of the mammary gland with more than 4 times higher resolution and with a significantly lower radiation load on the patient.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для візуалізації молочної залози пацієнта рентгенівським випромінюванням у режимі 10 томосинтезу або мамографії, що містить компресійний пристрій молочної залози, джерело рентгенівського випромінювання з одного боку молочної залози і цифровий приймач рентгенівського випромінювання з іншого боку, цифрове джерело інформації про товщину молочної залози пацієнта, яка стисла і зафіксована компресійним пристроєм, цифрове джерело інформації про кратність ослаблення рентгенівського випромінювання стислою молочною 15 залозою, комп'ютер, що отримує інформацію про товщину молочної залози і кратність ослаблення рентгенівського випромінювання молочної залози і автоматично видає параметри, що включають кВ і мАс для експозиції рентгенівським випромінюванням стислій молочної залози, дисплей, що показує дані комп'ютера і видає принаймні кілька технічних параметрів, вхідний пристрій користувача, об'єднаний з дисплеєм, що дозволяє користувачеві отримувати 20 технічні параметри і видавати кінцеві параметри, а також контрольний блок, що отримує остаточні технічні параметри і приймає більш ніж одне зображення рентгенівського випромінювання стислій молочної залози в різних режимах, який відрізняється тим, що діагностичний вузол містить співвісно розташовані джерело рентгенівського випромінювання (його фокусна пляма), додатковий фільтр, регульовану діафрагму, коліматор і детектор, який 25 приймає рентгенівське випромінювання, виконаний з можливістю дискретного повороту щодо осі перпендикулярної оптичної осі діагностичного вузла, при цьому діафрагма і коліматор виконані з можливістю формування вузького пучка рентгенівського випромінювання, а детектор з можливістю приймати і аналізувати вузький пучок рентгенівського випромінювання. ння шднтт но Ши НТ / Й один ЩЕ Н ІЧ ул б А Інн т ех ги фе и на - Х ; К / Ії ї птн / х У хо Н Що х Сну У ШІ ії КУ нн он нан у хх пе на 16 ше ше ан 5 ж. че І я у У ! ; : | ра Ї ХХ І у й Й / У 1 Ж г шишки р рн і Ач ки ух / у ЩІ ра х й М Я ме У цк й і й во ми я емо а Я нн / Я ее р З хи вашUTILITY MODEL FORMULA A device for imaging a patient's breast with X-ray radiation in mode 10 tomosynthesis or mammography, comprising a breast compression device, an X-ray source on one side of the breast and a digital X-ray receiver on the other side, a digital source of information about the thickness of the patient's breast , which is compressed and fixed by a compression device, a digital source of information about the X-ray attenuation coefficient of the compressed mammary gland 15, a computer that receives information about the thickness of the breast gland and the X-ray attenuation coefficient of the mammary gland and automatically outputs parameters including kV and mAs for x-ray exposure of a compressed breast, a display showing computer data and outputting at least a few technical parameters, a user input device coupled to the display allowing the user to receive 20 technical parameters meters and output final parameters, as well as a control unit that receives final technical parameters and takes more than one X-ray image of a compressed breast gland in different modes, which is distinguished by the fact that the diagnostic node contains a coaxially located X-ray source (its focal spot), an additional filter, an adjustable diaphragm, a collimator and a detector that receives X-ray radiation, made with the possibility of discrete rotation relative to the axis perpendicular to the optical axis of the diagnostic node, while the diaphragm and collimator are made with the possibility of forming a narrow beam of X-ray radiation, and the detector with the possibility of receiving and analyzing a narrow beam of X-ray radiation. nnia shdntt no Shi NT / Y one SCHE N ICH ul b A Inn t eh hy fe i na - X ; K / Iii i ptn / x U ho N What x Snu U SHI iii KU nn on nan u xx Fri on 16 she she an 5 f. che And I'm in U! ; : | ra Y ХХ I u y Y / U 1 Ж h cones р rn i Ach ky uh / у ШЧI ra h y M I me U ck y i y vo we i emo a I nn / I ee r Z kh your Фіг. 1 т | І й ї ї г ше ш-Fig. 1 t | And y y y g she sh- Фіг. 2Fig. 2