Гамма-сканер

Авторы патента:

Заявляемый объект относится к разделу медицинской техники, точнее к приборам радионуклидной диагностики и предназначен для получения трехмерного гамма-изображения. Технический результат выражается в расширении арсенала технических средств радионуклидной диагностики, путем создания гамма-сканера, позволяющего определить глубину залегания очага поражения, что ведет к повышению точности гамма-топометрии. Он достигается тем, что в гамма-сканер, содержащий электронную радио-метрическую систему, включающую сцинтилляционный датчик, соединенный с блоками питания, преобразования сигнала, построения изображения, процедурный стол, соединенный со сканирующим приводом, и запрограммированный пульт управления, при этом оптическая ось сцинтилляционного датчика перпендикулярна плоскости процедурного стола, дополнен вторым сцинтилляционным датчиком, конструктивно идентичным первому, оптическая ось которого расположена под углом ~14° к оптической оси первого, в вертикальной плоскости, проходящей по направлению сканирования, а запрограммированный пульт управления дополнен микропроцессором, решающим уравнение l=pctg, где l - глубина залегания целевой точки, а p - параллакс соответственных точек стереопары. Трехмерное цифровое гамма-изображение очага поражения позволяет хирургу более точно провести планирование хирургической или гамма-терапевтической операции и провести ее более эффективно.2 ил.

Заявляемый объект относится к разделу медицинской техники, точнее к приборам радионуклидной диагностики и предназначен для получения трехмерного гамма-изображении.

Известен гамма-сканер C-TRACK, который представляет собой однодетекторный некалиброванный радиометр с пересчетной камерой, позволяющей производить счет импульсов радиоактивного излучения на очень коротком расстоянии от объекта. Гамма-сканер состоит из двух частей: счетной камеры и датчика-щупа. В первой части на конце щупа находится кристал (Na Jod), преобразующий гамма-кванты в световую сцинтилляцию, которая через фотоэлектронный умножитель, находящийся во второй части, позволяет усилить получаемый сигнал, который с помощью цифровой индикации выводится на дисплей (Патент RU 2195871, от 10.01.2003 [1]).

Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является гамма-сканер, содержащий электронную радио-метрическую систему, включающую сцинтилляционный датчик, соединенный с блоками питания, преобразования сигнала, построения изображения, процедурный стол, соединенный со сканирующим приводом, и запрограммированный пульт управления, при этом оптическая ось сцинтилляционного датчика перпендикулярна плоскости процедурного стола (Чикирдин Э.Г., Мишкинис А.Б. Техническая энциклопедия рентгенолога. - М.: МНПИ, 1996, С. 86 [2]).

Аналог [2] был выбран нами в качестве прототипа.

Прототип [2], как и все известные аналоги не позволяют определить глубину залегания выявленного онкологического очага поражения в организме пациента, что является их недостатком. Дело в том, что кроме координат X Y, которые измеряются при гамма-сканировании на известных аналогах, врачу-онкологу для топометрического планирования операционного лечения необходимо знать глубина залегания очага поражения, которая является его третьей координатой в местной трехмерной системе координат.

Целью нашей работы является создание гамма-сканера, обеспечивающего возможность определение глубины залегания очага поражения с использованием фотограмметрической засечки.

Технический результат выражается в расширении арсенала технических средств радионуклидной диагностики, путем создания гамма-сканера, позволяющего определить глубину залегания очага поражения, что ведет к повышению точности гамма-топометрии. Он достигается тем, что в гамма-сканер, содержащий электронную радио-метрическую систему, включающую сцинтилляционный датчик, соединенный с блоками питания, преобразования сигнала, формирования изображения, процедурный стол, соединенный со сканирующим приводом, и запрограммированный пульт управления, при этом оптическая ось сцинтилляционного датчика перпендикулярна плоскости процедурного стола, дополнен вторым сцинтилляционным датчиком, конструктивно идентичным первому, оптическая ось которого расположена под углом ~14° к оптической оси первого, в вертикальной плоскости, проходящей по направлению сканирования, а запрограммированный пульт управления дополнен микропроцессором, решающим уравнение l=pctg, где l - глубина залегания целевой точки, а p - параллакс соответственных точек стереопары.

Далее описание сопровождается рисунками и пояснениями к ним.

На фиг. 1 показаны основные элементы конструкции гамма-сканера, а на фиг. 2 представлена геометрия определения глубины залегания целевой точки (на фиг. 2_a показана геометрия фотограмметрической засечки целевой точки, а на фиг. 2_б - изображение целевой точки на снимках стереопары).

Гамма-сканер имеет напольную станину 1, на которой закреплен процедурный стол, содержащий деку 2 и направляющую 3. Электромеханический привод 4 обеспечивает равномерное движение деки 2 вдоль направляющей 3 со скоростью . Включение электромеханического привода 4 производится оператором с запрограммированного пульта управления 5. Пульт управления оснащен видеомонитор 6. На станине 1 над декой 2 процедурного стола закреплены два идентичных по конструкции сцинтилляционных датчика D₁ и D₂. Каждый датчик содержит щелевой коллиматор, соответственно 7₁, 7₂ , сцинтилляционный кристалл (Na Jod) 8₁, 8₂ , фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 9₁, 9₂ . Оптическая ось датчика D₁проходит перпендикулярно плоскости деки 2 процедурного стола, а оптическая ось датчика D₂ идет под углом ~14° к оптической оси датчика D₁ в вертикальной плоскости XZ местной системы координат гамма-сканера. Значение угла ~14° выбрано не случайно, оно продиктовано особенностью стереоскопического зрения человека. При таком угле создается хороший стереоэффект при наблюдении стереопары снимков, повышается точность измерения и значительно меньше утомляется зрение наблюдателя. ФЭУ 9₁, 9₂подключены к блоку электропитания 10, включение которого производится с пульта управления 5. Электрический сигнал с выхода ФЭУ 9₁, 9₂ поступает в блок 11 преобразования сигнала, содержащий усилитель и аналого-цифровой преобразователь. Далее электрический сигнал поступает в блок 12 формирования изображения, где происходит построение матриц изображений по каждому каналу, по сигналам, полученным с ФЭУ 9₁ и 9₂. С выхода блока 12 сигнал поступает на видеомонитор 6 пульта управления 5.

Исследование на гамма-сканере проводятся с целью выявления онкологического заболевания в организме больного, уточнения размеров и локализации очага поражения. Для этого больному предварительно вводят радиофармацевтический препарат, накапливающийся в патологическом очаге, например меченый 99mTc препарат коллоида Наноцисс. Активность препарата 1 mCi. Через строго определенное время больного K укладывают на деку 2 процедурного стола (фиг. 1), на пульте управления 5 устанавливают скорость сканирования , координаты обследуемой зоны, алгоритм обработки сигнала, после чего включают гамма-сканер. В результате сканирования больного К получают два гамма-снимка: P₁ через датчик D₁ и P₂ через датчик D₂, которые выводятся на экран видеомонитора 6.

Измерение снимков Р₁ и Р₂ осуществляется путем наведения визирной марки 13 видеомонитора 6 на целевую точку изображения. Перемещение визирной марки 13 осуществляется электронной мышью 14. Положение визирной марки 13 (ее координаты x, y) отображаются цифрами 15 на экране видеомонитора 6. Запрограммированный пульт управления 5 дополнен микропроцессором 16, решающим уравнение l=pctg, где l - глубина залегания целевой точки объекта съемки M, а p - параллакс соответственных точек стереопары. Глубина залегания целевой точки M - это расстояние o₁M от центра сцинтилляционного кристалла 8₁ до целевой точки M, находящейся например в зоне простаты пациента K. Измерение производится в местной трехмерной системе координат гамма-сканера XYZ, начало которой находится в точке o₁. Ось Y проходит перпендикулярно плоскости чертежа. При необходимости может быть рассчитано превышение h целевой точки M над плоскостью деки 2 процедурного стола, h=f-l (фиг. 2, a). Для повышения точности измерений гамма-снимков P₁ и P₂ может быть использован специальный стереоскоп (не показан).

Трехмерное цифровое гамма-изображение очага поражения позволяет хирургу более точно провести планирование хирургической или гамма-терапевтической операции и провести ее более эффективно.

Гамма-сканер, содержащий, электронную радиометрическую систему, включающую сцинтилляционный датчик, соединенный с блоками питания, преобразования сигнала, формирования изображения, процедурный стол, снабженный сканирующим приводом, и запрограммированный пульт управления, оснащенный видеомонитором, при этом оптическая ось сцинтилляционного датчика перпендикулярна плоскости процедурного стола, отличающийся тем, что он дополнен вторым сцинтилляционным датчиком, конструктивно идентичным первому, оптическая ось которого расположена под углом ~ 14° к оптической оси первого, в вертикальной плоскости, проходящей по направлению сканирования, а запрограммированный пульт управления дополнен микропроцессором, решающим уравнение l=pctg, где l - глубина залегания целевой точки, а p - горизонтальный параллакс.