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WO2006024679A1 - Sistema digital para realizar biopsia estereotáxica - Google Patents

Sistema digital para realizar biopsia estereotáxica Download PDF

Info

Publication number
WO2006024679A1
WO2006024679A1 PCT/ES2005/000426 ES2005000426W WO2006024679A1 WO 2006024679 A1 WO2006024679 A1 WO 2006024679A1 ES 2005000426 W ES2005000426 W ES 2005000426W WO 2006024679 A1 WO2006024679 A1 WO 2006024679A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detector
rays
source
image
electrical signals
Prior art date
Application number
PCT/ES2005/000426
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Lozano Fantoba
Miguel ULLÁN COMES
Melcior SENTÍS I CRIVILLÈ
Mokhtar Chmeissani
Original Assignee
Udiat Centre Diagnòstic S.A.
Institut De Física D'altes Energies (Ifae)
Consejo Superior De Investigaciones Cientificas (Csic)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Udiat Centre Diagnòstic S.A., Institut De Física D'altes Energies (Ifae), Consejo Superior De Investigaciones Cientificas (Csic) filed Critical Udiat Centre Diagnòstic S.A.
Priority to US11/572,735 priority Critical patent/US7702065B2/en
Priority to EP05786257.5A priority patent/EP1806096B1/en
Priority to CA2575647A priority patent/CA2575647C/en
Publication of WO2006024679A1 publication Critical patent/WO2006024679A1/es

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    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy

Definitions

  • the invention consists of a digital system for guiding the process of taking biopsy samples using an X-ray image.
  • the current biopsy devices are based on static images that are calculated in a deferred way and require the blind biopsy needle to be placed and then check that the needle has been correctly inserted; If the insertion is not correct, a new calculation is required to correct the position and a new image or test images.
  • the closest state of the art constitutes systems for performing radiographs that use CCD-based detectors.
  • the current biopsy systems are based on a system of two static images taken at different angles, from which the three-dimensional coordinates of the lesion to be analyzed or extracted can be calculated.
  • the current systems are not able to provide information on the position of the device during the insertion of the device that allows its relocation to reach the lesion without errors, but they force it to be calculated after the complete insertion; that is, as the sampling needle is guided, different static images are taken to check the position of the needle. Therefore, these systems do not provide a real-time image of the needle and the sample and do not take into account the elasticity of the tissues or the changes of position by the previous biopsy shots, this entails a loss of precision of the shots of biopsy, which can compromise the final result.
  • Stereotaxia from Greek: stereo, three-dimensional; taxis, positioning: surgical technique that allows precise location and access to internal structures through a small hole through the use of three-dimensional coordinates obtained from two radiological images taken according to two projections angles, axial tomography or magnetic resonance.
  • the problems to be solved by the present invention include: allowing biopsy specialists to guide the sampling needle in real time, with greater precision, more reliability, faster and less trauma for the patient, making the process of taking of biopsy samples more effective in terms of cost. Provide a fast and real-time system that allows doctors to use contrasts or short-lived markers to enhance the image. take samples of very small or low contrast lesions.
  • Indirect conversion X-ray capture procedure whereby X-ray photons become visible photons, then being detected by a video camera or similar circuit, where they are converted into an electrical signal.
  • Direct conversion X-ray capture procedure whereby X-ray photons are converted into electrical charge that is collected in a suitable electronic circuit.
  • Photon count Reading mode of the X-ray detector signal whereby each photon becomes a current pulse. If the pulse width exceeds a preset threshold value, the circuitry increases the number of photons by one unit. If the electronic noise is below the lower counting threshold, it will not affect the final result.
  • Charge integration Reading mode of the X-ray detector signal by which each photon is converted into a certain amount of electric charge, proportional to its energy, which is stored in a capacitor. Every time a new photon arrives,
  • the load is increased.
  • the stored load is constantly increasing due to electronic noise, so periodically it is necessary to zero the capacitor. In this case, it may be more convenient to opt for
  • a first aspect of the invention refers to a digital system for performing stereotactic biopsies with a biopsy needle, said system comprising: a first source of X-rays; a first pixel type detector to transform X-ray photons emitted by the first X-ray source into first electrical signals; first positioning means to place a tissue sample between the first X-ray source and the first detector; first processing means to process the first electrical signals of the first detector and produce first processed signals; first image generation means for generating a first image from the first processed signals, and a second source of X-rays; a second pixel-type detector to transform X-ray photons emitted by the second X-ray source into second electrical signals; second positioning means to place a tissue sample between the second X-ray source and the second detector; second processing means to process the second electrical signals of the second detector and produce second processed signals;
  • the system according to the first aspect of the invention is characterized in that: said first detector comprises first conversion means to carry out a direct conversion of X-ray photons into electric charge; said second detector comprises second conversion means for carrying out a direct conversion of X-ray photons into electrical charge; the first detector and the first x-ray source are aligned along a first axis; the second detector and the second x-ray source are aligned along a second axis; said second axis forms an angle ⁇ with the first axis; the system comprising means for establishing the angle ⁇ by a user; A graphic representation of the images is obtained and presented in real time.
  • a second aspect of the invention relates to a digital system for performing stereotactic biopsies with a biopsy needle, said system comprising: a first source of X-rays; a first pixel type detector to transform X-ray photons emitted by the first X-ray source into first electrical signals; first positioning means to place a tissue sample between the first X-ray source and the first detector; first processing means to process the first electrical signals of the first detector and produce first processed signals; first image generation means to generate a first image from the first processed signals.
  • the system according to the second aspect of the invention is characterized in that said first detector comprises first conversion means to carry out a direct conversion of X-ray photons into electric charge; the first detector and the first x-ray source are aligned along a first axis; the first positioning means are configured to allow the first axis to move between: a first position according to a first direction; and a second position according to a second direction; which forms an angle ⁇ with the first direction; the system comprising means for establishing the angle ⁇ by a user so that in said second direction: the first pixel-type detector transforms X-ray photons emitted by the first X-ray source into second electrical signals; the first processing means process the second electrical signals of the first detector and produce second processed signals; the first image generation means generate a second image from the second signals processed by the first processing means; A graphic representation of the images is obtained and presented in real time.
  • the system of the invention provides a real-time image of the needle and the sample, taking into account the elasticity of the tissues and the changes of position by previous biopsy shots.
  • 0 ⁇ ⁇ 180 °. Specifically, in a preferred embodiment ⁇ 30 °.
  • the system comprises viewing means for viewing three-dimensional images created from two images selected from: monitor with two orthogonal projections; 3D reconstruction; stereoscopic glasses; and combinations thereof.
  • the system comprises 3D generation means to stereotactically reconstruct a needle path and position of a lesion from two images to ensure that the position of the lesion will be intersected by the needle path.
  • the intersection of the trajectory with the lesion is indicated through visual indicating means.
  • two orthogonal projections are generated from two images.
  • a graphic representation of the images is obtained and presented with a minimum refresh rate of at least one image per second.
  • X comprises pulse generating means for working in pulsed mode with a period of exposure less than half of the refresh rate of the image.
  • at least the processing means comprise means for reading the electrical signals by photon counting.
  • At least the processing means comprise means for reading the electrical signals by means of load integration.
  • At least the conversion means comprise a semiconductor device.
  • the semiconductor device is operable at room temperature.
  • the device Semiconductor comprises an upper electrode, lower electrodes, a semiconductor material between the upper electrode and the lower electrode, and electronic reading elements.
  • Figure 1 shows a general scheme of the system of the invention provided with first and second means, detectors and sources.
  • Figure 2 is a general scheme of the system of the invention provided with first means, detectors and sources. The figure shows the components in a first position and in a second position.
  • Figure 3 shows the components of the conversion media.
  • Figure 4 shows reading means by photon counting.
  • Figure 5 shows reading means by load integration.
  • Figure 6 shows a static image of salt grains inside a pathology cassette.
  • the system of the invention is of special application in mammograms, where there is a greater difficulty as it is a soft and mobile tissue.
  • a preferred embodiment of the invention proposes a detector with the possibility of working at room temperature, solid state detector coupled to an electronic reading system that allows reading about up to 100 images per second.
  • This The device can have the ability to detect any photon, a fact that allows working at low doses of radiation.
  • the type of electronics used has a minimum noise, providing great image quality.
  • the system can be expanded using more than one radiation source to obtain a real 3D image, which may be needed for some special applications (CNS (Central Nervous System) biopsies or other territories of the human body).
  • CNS Central Nervous System
  • a test performed using the Lorad (Stereolock) biopsy system as a mechanical platform and using a commercial CdTe (Cadmium / Tellurium) based detector (DIC100) has allowed us to obtain superior quality images to conventional ones using 20 mSec exposures and reducing the X-ray flow with a 1 mm aluminum filter (Al).
  • the principle of operation is based on the principles of the radiological shotgun used in other applications being in the case of the present invention especially dedicated to small areas that require the highest resolution necessary in the radiological image such as breast lesions. This is possible using technology in solid state detectors at room temperature and electronic technology.
  • the system of the present invention is simple enough to be able to add it to any existing biopsy machine and the means to control it can be adapted to the known systems to control the source of X-rays and the capture of images.
  • the parts of a preferred embodiment of the invention comprise:
  • a 50 x 50 mm detector mounted on a card that adapts to all types of biopsy machines.
  • Communication means to send the detector data to the machine that controls the existing biopsy system controlled by the specific control means, to synchronize the X-ray system and the detector.
  • the system allows the existing machines to be incorporated in the simplest way.
  • the system incorporates multiple sources of radiation that allow a real three-dimensional imaging system to be applied to other types of biopsies or medical applications.
  • the target moves. With known systems, this can only be known by taking pictures after the final introduction or in some cases with the report of the biopsy by the pathologist that shows an inconclusive result.
  • the system of the present invention allows the biopsy to be taken at the first attempt, ensuring Ia sampling of the sample and avoiding repetitions or due to poor positioning or improper sampling of the sample, allowing the biopsy times to be shortened, making it more efficient and allowing more to be done in a reasonable time.
  • the radiation dose used in the whole procedure is equivalent to that used in a static image. This advantage is illustrated in Figure 6 where a static image of salt grains is shown inside a pathology cassette.

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Abstract

Sistema (1 ) digital para realizar biopsias estereotáxicas con una aguja de biopsia, comprendiendo dicho sistema (1 ) una serie de dispositivos para: emitir rayos X, detectar y transformar fotones de rayos X en señales eléctricas, posicionar una muestra de tejido entre la fuente de rayos X y el detector, procesar las señales eléctricas y generar imágenes. El sistema bien puede disponer de una serie de dispositivos complementarios a los mencionados, bien puede disponer de unos medios de posicionamiento para situar en dos posiciones los dispositivos mencionados y obtener imágenes según dos orientaciones.

Description

SISTEMA DIGITAL PARA REALIZAR BIOPSIA ESTEREOTÁXICA
Campo de Ia invención
La invención consiste en un sistema digital para el guiado del proceso de toma de muestras biópsicas mediante imagen de rayos X.
Antecedentes de Ia invención
Los aparatos actuales de biopsia se basan en imágenes estáticas que se calculan de forma diferida y obligan a colocar Ia aguja de biopsia a ciegas y después comprobar que Ia aguja ha sido correctamente insertada; en el caso de que Ia inserción no sea correcta hace falta un nuevo cálculo para corregir Ia posición y una nueva imagen o imágenes de comprobación.
El estado de Ia técnica más cercano Io constituyen sistemas para realizar radiografías que emplean detectores basados en CCD.
Los sistemas actuales de biopsia se basan en un sistema de dos imágenes estáticas tomadas a diferentes ángulos, a partir de las cuales se pueden calcular las coordenadas tridimensionales de Ia lesión que se quiere analizar o extraer. Los sistemas actuales no son capaces de proporcionar información sobre Ia posición del dispositivo durante Ia inserción del mismo que permita su recolocación para alcanzar Ia lesión sin errores, sino que obligan a calcularla tras Ia inserción completa; es decir conforme se guía Ia aguja de toma de muestras, se van tomando diferentes imágenes estáticas para comprobar Ia posición de Ia aguja. Por Io tanto estos sistemas no proporcionan una imagen en tiempo real de Ia aguja y Ia muestra y no tienen en cuenta Ia elasticidad de los tejidos ni los cambios de posición por las tomas de biopsia previas, esto conlleva una pérdida de precisión de las tomas de biopsia, que pueden comprometer el resultado final.
Mediante las imágenes así obtenidas se puede aplicar la técnica estereotáxica; Estereotaxia (del griego: stereo, tridimensional; taxis, posicionamiento): técnica quirúrgica que permite Ia localización y acceso preciso a estructuras internas a través de un pequeño orificio mediante el uso de coordenadas tridimensionales obtenidas a partir de dos imágenes radiológicas tomadas según proyecciones a dos ángulos, tomografía axial o resonancia magnética. Los problemas a solucionar por Ia presente invención comprenden: permitir a los especialistas que realizan biopsias guiar Ia aguja de toma de muestras en tiempo real, con mayor precisión, más fiabilidad, más rapidez y menos trauma para el paciente, haciendo que el proceso de toma de muestras biópsicas sea más efectivo en términos de coste. proporcionar un sistema rápido y en tiempo real que permita a los doctores el uso de contrastes o marcadores de vida corta para realzar Ia imagen. tomar muestras de lesiones muy pequeñas o de bajo contraste.
Descripción de Ia invención
A continuación incluimos una serie de definiciones de conceptos empleados a Io largo de Ia descripción de Ia presente invención:
Conversión indirecta: procedimiento de captura de rayos X por el que los fotones de rayos X se convierten en fotones visibles, siendo entonces detectados mediante una cámara de vídeo o circuito similar, donde son convertidos en señal eléctrica.
Conversión directa: procedimiento de captura de rayos X por el que los fotones de rayos X se convierten en carga eléctrica que es recogida en un circuito electrónico adecuado. Conteo de fotones: Modo de lectura de Ia señal del detector de rayos X por Ia que cada fotón se convierte en un pulso de corriente. Si Ia amplitud del pulso supera un valor umbral preestablecido, Ia circuitería incrementa en una unidad el conteo del número de fotones. Si el ruido electrónico está por debajo del umbral inferior de conteo, no afectará al resultado final. Integración de carga: Modo de lectura de Ia señal del detector de rayos X por Ia que cada fotón se convierte en una cierta cantidad de carga eléctrica, proporcional a su energía, que es almacenada en un condensador. Cada vez que llega un nuevo fotón,
Ia carga se incrementa. Además, Ia carga almacenada se va incrementando constantemente debido al ruido electrónico, por Io que periódicamente es necesario poner a cero el condensador. En este caso, puede resultar más conveniente optar por
Ia solución del conteo de fotones.
Detector de tipo pixel: detector formado por unidades detectaras elementales dispuestas en forma de matriz bidimensional que formarán cada uno de los elementos de Ia imagen final. Un primer aspecto de Ia invención se refiere a un sistema digital para realizar biopsias estereotáxicas con una aguja de biopsia, comprendiendo dicho sistema: una primera fuente de rayos X; un primer detector de tipo pixel para transformar fotones de rayos X emitidos por Ia primera fuente de rayos X en primeras señales eléctricas; primeros medios de posicionamiento para situar una muestra de tejido entre Ia primera fuente de rayos X y el primer detector; primeros medios de procesado para procesar las primeras señales eléctricas del primer detector y producir primeras señales procesadas; primeros medios de generación de imagen para generar una primera imagen a partir de las primeras señales procesadas, y una segunda fuente de rayos X; un segundo detector de tipo pixel para transformar fotones de rayos X emitidos por Ia segunda fuente de rayos X en segundas señales eléctricas; segundos medios de posicionamiento para situar una muestra de tejido entre Ia segunda fuente de rayos X y el segundo detector; segundos medios de procesado para procesar las segundas señales eléctricas del segundo detector y producir segundas señales procesadas; segundos medios de generación de imagen para generar una segunda imagen a partir de las segundas señales procesadas. El sistema de acuerdo con el primer aspecto de Ia invención está caracterizado porque: dicho primer detector comprende primeros medios de conversión para llevar a cabo una conversión directa de fotones de rayos X en carga eléctrica; dicho segundo detector comprende segundos medios de conversión para llevar a cabo una conversión directa de fotones de rayos X en carga eléctrica; el primer detector y Ia primera fuente de rayos X están alineados según un primer eje; el segundo detector y Ia segunda fuente de rayos X están alineados según un segundo eje; dicho segundo eje forma con el primer eje un ángulo α; comprendiendo el sistema medios para establecer el ángulo α por parte de un usuario; una representación gráfica de las imágenes es obtenida y presentada en tiempo real.
Un segundo aspecto de Ia invención se refiere a un sistema digital para realizar biopsias estereotáxicas con una aguja de biopsia, comprendiendo dicho sistema: una primera fuente de rayos X; un primer detector de tipo pixel para transformar fotones de rayos X emitidos por Ia primera fuente de rayos X en primeras señales eléctricas; primeros medios de posicionamiento para situar una muestra de tejido entre Ia primera fuente de rayos X y el primer detector; primeros medios de procesado para procesar las primeras señales eléctricas del primer detector y producir primeras señales procesadas; primeros medios de generación de imagen para generar una primera imagen a partir de las primeras señales procesadas.
El sistema de acuerdo con el segundo aspecto de Ia invención está caracterizado porque dicho primer detector comprende primeros medios de conversión para llevar a cabo una conversión directa de fotones de rayos X en carga eléctrica; el primer detector y Ia primera fuente de rayos X están alineados según un primer eje; los primeros medios de posicionamiento están configurados para permitir desplazar el primer eje entre: una primera posición según una primera dirección; y una segunda posición según una segunda dirección; que forma con Ia primera dirección un ángulo α; comprendiendo el sistema medios para establecer el ángulo α por parte de un usuario para que en dicha segunda dirección: el primer detector de tipo pixel transforme fotones de rayos X emitidos por Ia primera fuente de rayos X en segundas señales eléctricas; los primeros medios de procesado procesen las segundas señales eléctricas del primer detector y produzcan segundas señales procesadas; los primeros medios de generación de imagen generen una segunda imagen a partir de las segundas señales procesadas por los primeros medios de procesado; una representación gráfica de las imágenes es obtenida y presentada en tiempo real.
Gracias al empleo de una conversión directa en Ia presente invención, se evita realizar una transformación en Ia longitud de onda de los fotones: no es necesario pasar de fotones de rayos X a fotones dentro del espectro visible. Por medio del sistema de Ia invención descrito anteriormente se consigue solucionar los problemas existentes en el estado de Ia técnica: permitiendo a los especialistas que realizan biopsias guiar Ia aguja de toma de muestras en tiempo real, con mayor precisión, más fiabilidad, más rapidez y menos trauma para el paciente, haciendo que el proceso de toma de muestras biópsicas sea más efectivo en términos de coste; proporcionando un sistema rápido y en tiempo real que permita a los doctores el uso de contrastes o marcadores de vida corta para realzar Ia imagen; tomar muestras de lesiones muy pequeñas o de bajo contraste.
El sistema de Ia invención proporciona una imagen en tiempo real de Ia aguja y Ia muestra, teniendo en cuenta Ia elasticidad de los tejidos y ios cambios de posición por las tomas de biopsia previas.
De acuerdo con una primera realización de Ia invención 0 < α < 180°. En concreto, en una realización preferida α = 30°.
De acuerdo con una segunda realización de Ia invención, el sistema comprende medios de visualización para ver imágenes tridimensionales creadas a partir de dos imágenes seleccionados entre: monitor con dos proyecciones ortogonales; reconstrucción 3D; gafas estereoscópicas; y combinaciones de los mismos.
De acuerdo con una tercera realización de Ia invención, el sistema comprende medios de generación 3D para reconstruir estereotácticamente a partir de dos imágenes una trayectoria de Ia aguja y posición de una lesión para permitir garantizar que Ia posición de Ia lesión va a ser intersectada por Ia trayectoria de Ia aguja. De acuerdo con una cuarta realización de Ia invención, Ia intersección de Ia trayectoria con Ia lesión es indicada a través de medios indicadores visuales.
De acuerdo con una quinta realización de Ia invención, se generan dos proyecciones ortogonales a partir de dos imágenes.
De acuerdo con una sexta realización de Ia invención, una representación gráfica de las imágenes es obtenida y presentada con una frecuencia de refresco mínima de al menos una imagen por segundo.
De acuerdo con una séptima realización de Ia invención, al menos una fuente de rayos
X comprende medios generadores de pulsos para trabajar en modo pulsado con un periodo de exposición menor que Ia mitad de Ia frecuencia de refresco de Ia imagen. De acuerdo con una octava realización de Ia invención, al menos los medios de procesado comprenden medios de lectura de las señales eléctricas mediante conteo de fotones.
De acuerdo con una novena realización de Ia invención, al menos los medios de procesado comprenden medios de lectura de las señales eléctricas mediante integración de carga.
De acuerdo con una décima realización de Ia invención, al menos los medios de conversión comprenden un dispositivo semiconductor.
De acuerdo con una undécima realización de Ia invención, el dispositivo semiconductor es operable a temperatura ambiente. De acuerdo con una duodécima realización de Ia invención, el dispositivo semiconductor comprende un electrodo superior, electrodos inferiores, un material semiconductor entre el electrodo superior y el electrodo inferior, y elementos electrónicos de lectura.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor Ia invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
La figura 1 muestra un esquema general del sistema de Ia invención provisto de primeros y segundos medios, detectores y fuentes.
La figura 2 es un esquema general del sistema de Ia invención provisto de primeros medios, detectores y fuentes. La figura muestra los componentes en una primera posición y en una segunda posición.
La figura 3 muestra los componentes de los medios de conversión. La figura 4 muestra medios de lectura mediante conteo de fotones.
La figura 5 muestra medios de lectura mediante integración de carga. La figura 6 muestra una imagen estática de granos de sal dentro de un cassette de patología.
Descripción de realizaciones preferidas de Ia invención
El sistema de Ia invención es de especial aplicación en mamografías, donde hay una mayor dificultad por tratarse de un tejido blando y móvil.
Aunque los sistemas del estado de Ia técnica más cercano afirman proporcionar una imagen en tiempo real, tienen limitaciones en Ia adquisición de las imágenes y en Ia calidad de imágenes por segundo, ya que sólo son capaces de obtener una imagen cada 2 segundos, además de que Ia eficiencia en Ia detección de las lesiones es cuestionable por el tipo de detector que emplean, que está basado en CCD. Con detectores CCD (conversión indirecta), el gran inconveniente es el número de imágenes por segundo que pueden obtenerse, puesto que el máximo alcanzable es muy bajo. Para poder incrementar este número de imágenes por segundo, es necesario aumentar Ia radiación, Io que resulta perjudicial para Ia salud del paciente, puesto que Ia dosis de radiación a Ia que va a ser sometido es demasiado elevada.
Una realización preferida de Ia invención propone un detector con Ia posibilidad de trabajar a temperatura ambiente, detector de estado sólido acoplado a un sistema de lectura electrónica que permite leer alrededor de hasta 100 imágenes por segundo. Este dispositivo puede tener Ia capacidad de detectar cualquier fotón, hecho que permite trabajar a bajas dosis de radiación. El tipo de electrónica utilizada tiene un ruido mínimo proporcionado una gran calidad de imagen. El sistema puede expandirse utilizando más de una fuente de radiación para obtener una imagen real en 3D, que puede necesitarse para algunas aplicaciones especiales (biopsias del SNC (Sistema Nervioso Central) u otros territorios del cuerpo humano). Un test practicado utilizando el sistema de biopsia de Lorad (Stereolock) como plataforma mecánica y utilizando un detector basado en CdTe (Cadmio/Telurio) comercial (DIC100) ha permitido obtener imágenes de calidad superior a las convencionales utilizando exposiciones de 20 mSec y reduciendo el flujo de rayos X con un filtro de 1 mm de aluminio (Al).
El principio de funcionamiento se basa en los principios de Ia escopia radiológica utilizada en otras aplicaciones estando en el caso de Ia presente invención especialmente dedicada a áreas pequeñas que precisan Ia mayor resolución necesaria en Ia imagen radiológica como son las lesiones mamarias. Esto es posible utilizando tecnología en detectores de estado sólido a temperatura ambiente y tecnología en electrónica.
El sistema de Ia presente invención es suficientemente simple para poder añadirlo a cualquier máquina de biopsia ya existente y los medios para controlarlo pueden adaptarse a los sistemas conocidos para controlar Ia fuente de rayos X y Ia captura de las imágenes. Las partes de una realización preferida de Ia invención comprenden:
Un detector de 50 x 50 mm. montado en una tarjeta que se adapta a todos los tipos de máquinas de biopsia.
Medios de comunicación para enviar los datos del detector a Ia máquina que controla el sistema de biopsia existente controlado por los medios de control específicos, para sincronizar el sistema de rayos X y el detector.
Como se ha mencionado en el párrafo anterior, el sistema permite ser incorporado de Ia forma más sencilla a las máquinas existentes. De acuerdo con otra realización preferida de Ia invención, el sistema incorpora múltiples fuentes de radiación que permiten un sistema real de imagen tridimensional para poderse aplicar a otros tipos de biopsias o aplicaciones médicas.
En el momento de Ia biopsia por las características del tejido o de Ia propia lesión hacen que el objetivo se mueva. Con los sistemas conocidos esto sólo es posible saberlo tomando imágenes después de Ia introducción final o en algunos casos con el informe de Ia biopsia por el patólogo que muestra un resultado no concluyente. El sistema de Ia presente invención permite tomar Ia biopsia al primer intento asegurando Ia toma de Ia muestra y evitando las repeticiones o por mal posicionamiento o por toma inadecuada de Ia muestra, permitiendo acortar los tiempos de biopsia, hacerla más eficiente y permitiendo poder realizar mas en un tiempo razonable. Mediante el sistema de Ia presente invención, Ia dosis de radiación utilizada en todo el procedimiento es equivalente a Ia utilizada en una imagen estática. Esta ventaja se ilustra en Ia figura 6 donde se muestra una imagen estática de granos de sal dentro de un cassette de patología. Dicha figura demuestra Ia resolución a baja dosis, que está estimada equivalente a 0.3 mAs; en cambio, una imagen estática mediante los sistemas conocidos se obtiene con una exposición mínima de 80 mAs, Io que implica que Ia reducción de dosis utilizando el sistema de Ia presente invención es de 250 veces.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (1) digital para realizar biopsias estereotáxicas con una aguja de biopsia, comprendiendo dicho sistema (1 ): una primera fuente (100) de rayos X; un primer detector (110) de tipo pixel para transformar fotones (1000) de rayos X emitidos por Ia primera fuente (100) de rayos X en primeras señales eléctricas (120); primeros medios de posicionamiento (130) para situar una muestra de tejido (3) entre
Ia primera fuente (100) de rayos X y el primer detector (110); primeros medios de procesado (140) para procesar las primeras señales eléctricas (120) del primer detector (110) y producir primeras señales procesadas; primeros medios de generación de imagen (150) para generar una primera imagen
(160) a partir de las primeras señales procesadas, y una segunda fuente (200) de rayos X; un segundo detector (210) de tipo pixel para transformar fotones (1000) de rayos X emitidos por Ia segunda fuente (200) de rayos X en segundas señales eléctricas (220); segundos medios de posicionamiento (230) para situar una muestra de tejido (3) entre
Ia segunda fuente (200) de rayos X y el segundo detector (210); segundos medios de procesado (240) para procesar las segundas señales eléctricas
(220) del segundo detector (210) y producir segundas señales procesadas; segundos medios de generación de. imagen (250) para generar una segunda imagen
(260) a partir de las segundas señales procesadas (240); caracterizado porque: dicho primer detector (110) comprende primeros medios de conversión (170) para llevar a cabo una conversión directa de fotones de rayos X en carga eléctrica; dicho segundo detector (210) comprende segundos medios de conversión (270) para llevar a cabo una conversión directa de fotones de rayos X en carga eléctrica; el primer detector (110) y Ia primera fuente (100) de rayos X están alineados según un primer eje (190); el segundo detector (210) y Ia segunda fuente (200) de rayos X están alineados según un segundo eje (290); dicho segundo eje (290) forma con el primer eje (190) un ángulo α; comprendiendo el sistema (1 ) medios para establecer el ángulo α por parte de un usuario; una representación gráfica de las imágenes (160, 260) es obtenida y presentada en tiempo real.
2. Un sistema (1) digital para realizar biopsias estereotáxicas con una aguja de biopsia, comprendiendo dicho sistema (1): una primera fuente (100) de rayos X; un primer detector (110) de tipo pixel para transformar fotones (1000) de rayos X emitidos por Ia primera fuente (100) de rayos X en primeras señales eléctricas (120); primeros medios de posicionamiento (130) para situar una muestra de tejido (3) entre
Ia primera fuente (100) de rayos X y el primer detector (110); primeros medios de procesado (140) para procesar las primeras señales eléctricas
(120) del primer detector (110) y producir primeras señales procesadas; primeros medios de generación de imagen (150) para generar una primera imagen (160) a partir de las primeras señales procesadas; caracterizado porque dicho primer detector (110) comprende primeros medios de conversión (170) para llevar a cabo una conversión directa de fotones de rayos X en carga eléctrica; el primer detector (110) y Ia primera fuente (100) de rayos X están alineados según un primer eje (190); los primeros medios de posicionamiento (130) están configurados para permitir desplazar el primer eje (190) entre: una primera posición según una primera dirección (1 a); y una segunda posición según una segunda dirección (1 b); que forma con Ia primera dirección (1a) un ángulo α; comprendiendo el sistema (1 ) medios para establecer el ángulo α por parte de un usuario para que en dicha segunda dirección (1b): el primer detector (110) de tipo pixel transforme fotones (1000) de rayos X emitidos por
Ia primera fuente (100) de rayos X en segundas señales eléctricas (220); los primeros medios de procesado (140) procesen las segundas señales eléctricas
(220) del primer detector (110) y produzcan segundas señales procesadas; los primeros medios de generación de imagen (150) generen una segunda imagen
(260) a partir de las segundas señales procesadas por los primeros medios de procesado (140); una representación gráfica de las imágenes (160, 260) es obtenida y presentada en tiempo real.
3. El sistema (1) según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque 0 < α < 180°.
4. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque α = 30°.
5. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende medios de visualización (300) para ver imágenes tridimensionales creadas a partir de dos imágenes (160, 260) seleccionados entre: monitor con dos proyecciones ortogonales; reconstrucción 3D; gafas estereoscópicas; y combinaciones de los mismos.
6. El sistema (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende medios de generación 3D para reconstruir estereotácticamente a partir de dos imágenes (160, 260) una trayectoria de Ia aguja y posición de una lesión para permitir garantizar que Ia posición de Ia lesión va a ser intersectada por Ia trayectoria de Ia aguja.
7. EI sistema (1) según Ia reivindicación 6 caracterizado porque Ia intersección de Ia trayectoria con Ia lesión es indicada a través de medios indicadores visuales.
8. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se generan dos proyecciones ortogonales a partir de dos imágenes (160, 260).
9. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque una representación gráfica de las imágenes (160, 260) es obtenida y presentada con una frecuencia de refresco mínima de al menos una imagen por segundo.
10. El sistema (1) según Ia reivindicación 9 caracterizado porque al menos una fuente (100, 200) de rayos X comprende medios generadores de pulsos para trabajar en modo pulsado con un periodo de exposición menor que Ia mitad de Ia frecuencia de refresco de Ia imagen.
11. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque al menos los medios de procesado (140, 240) comprenden medios de lectura (1410, 2410) de las señales eléctricas (120, 220) mediante conteo de fotones (1000).
12. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque al menos los medios de procesado (140, 240) comprenden medios de lectura (1410, 2410) de las señales eléctricas (120, 220) mediante integración de carga.
13. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque al menos los medios de conversión (170, 270) comprenden un dispositivo semiconductor (180).
14. El sistema (1 ) según Ia reivindicación 13 caracterizado porque el dispositivo semiconductor (180) es operable a temperatura ambiente.
15. El sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones 13-14 caracterizado porque el dispositivo semiconductor (180) comprende un electrodo superior (1810), electrodos inferiores (1830), un material semiconductor (1820) entre el electrodo superior (1810) y el electrodo inferior (1830), y elementos electrónicos de lectura (1840).
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