ГАММА-СКАНЕР

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 α~14° к оптической оси первого, в вертикальной плоскости, проходящей по направлению сканирования, а запрограммированный пульт управления дополнен микропроцессором, решающим уравнение l=pctgα, где l - глубина залегания целевой точки, а p - параллакс соответственных точек стереопары.
Далее описание сопровождается рисунками и пояснениями к ним.
a
б
На фиг. 1 показаны основные элементы конструкции гамма-сканера, а на фиг. 2 представлена геометрия определения глубины залегания целевой точки (на фиг. 2 показана геометрия фотограмметрической засечки целевой точки, а на фиг. 2 - изображение целевой точки на снимках стереопары).
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
2
1
2
1
2
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 υ. 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 D и D. Каждый датчик содержит щелевой коллиматор, соответственно 7, 7, сцинтилляционный кристалл (Na Jod) 8, 8, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 9, 9. Оптическая ось датчика Dпроходит перпендикулярно плоскости деки 2 процедурного стола, а оптическая ось датчика D идет под углом α~14° к оптической оси датчика D в вертикальной плоскости XZ местной системы координат гамма-сканера. Значение угла α~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 9, 9подключены к блоку электропитания 10, включение которого производится с пульта управления 5. Электрический сигнал с выхода ФЭУ 9, 9 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 9 и 9. С выхода блока 12 сигнал поступает на видеомонитор 6 пульта управления 5.
1
1
2
2
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 υ, координаты обследуемой зоны, алгоритм обработки сигнала, после чего включают гамма-сканер. В результате сканирования больного К получают два гамма-снимка: P через датчик D и P через датчик D, которые выводятся на экран видеомонитора 6.
1
2
1
1
1
1
2
a
Измерение снимков Р и Р 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=pctgα, где l - глубина залегания целевой точки объекта съемки M, а p - параллакс соответственных точек стереопары. Глубина залегания целевой точки M - это расстояние oM от центра сцинтилляционного кристалла 8 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 o. 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, ). Для повышения точности измерений гамма-снимков P и P 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.