用于改进准直灵敏度的系统和方法
【技术领域】
[0001] 一般来说，本文所公开的主题涉及用于诊断医疗成像、例如核医学（NM)成像的设 备和方法。
【背景技术】
[0002] 在匪成像中，具有多个探测器或探测器头的系统可用来对受检者进行成像，例如 扫描感兴趣区域。例如，探测器可定位成与受检者相邻以获取匪数据，其用来生成受检者 的三维（3D)图像。
[0003] 单光子发射计算机断层扫描（SPECT)系统可具有移动探测器头，例如定位成聚焦 到感兴趣区域的伽玛探测器。例如，多个伽玛照相装置可移动（例如旋转）到不同角位置， 以用于获取图像数据。所获取的图像数据然后用来生成3D图像。
[0004] 探测器头的大小可限制用于放置探测器的可得到的可用面积、例如碲化镉锌 (CZT)晶圆。灵敏度（例如所接收辐射相对于所发射辐射的比例）可受到探测器头的大小 和/或CZT晶圆的布置限制。改进灵敏度的常规方式可使用较厚探测器或者设置在直接相 互堆叠的一般相同或相似的层中的探测器。这类常规方式不可提供预期或所需灵敏度。
【发明内容】
[0005] 在一个实施例中，提供一种准直仪组合件，其中包括平行孔准直仪和针孔准直仪。 平行孔准直仪包括限定其间的平行孔的多个壁，其中平行孔设置在中心开口周围。针孔准 直仪包括在主体中形成的针孔，其中针孔准直仪设置在中心开口之内。
[0006] 在另一个实施例中，提供一种旋转头探测器组合件，其包括支臂和探测器头。探测 器头通过枢轴附连到支臂，并且配置成指向源。探测器头包括多个核医学（NM)成像探测器 和至少一个针孔准直仪。多个核医学（NM)成像探测器配置成从源接收辐射，其中每个匪 成像探测器定位成通过匪成像探测器的至少一部分直接从源接收辐射。至少一个针孔准 直仪定位成对NM成像探测器的至少一个所接收的辐射进行准直。
[0007] 在另一个实施例中，提供一种用于形成准直仪组合件的方法。该方法包括提供一 种包括限定其间的平行孔的多个壁的平行孔准直仪，其中平行孔设置在中心开口周围。该 方法还包括提供一种包括在主体中形成的针孔的针孔准直仪。此外，该方法包括将针孔准 直仪定位在平行孔准直仪的中心开口中，以形成准直仪组合件。
[0008] 技术方案1 :一种准直仪组合件，包括： 平行孔准直仪，包括限定其间的平行孔的多个壁，所述平行孔设置在中心开口周围；以 及针孔准直仪，包括在主体中形成的针孔，所述针孔准直仪设置在所述中心开口之内。
[0009] 技术方案2 :如技术方案1所述的准直仪组合件，其中，所述多个壁限定从所述多 个壁的底部延伸到所述多个壁的顶部的高度，其中所述针孔准直仪在所述中心开口中设置 成接近所述高度的中点。
[0010] 技术方案3 :如技术方案1所述的准直仪组合件，其中，所述中心开口具有大体正 方形截面。
[0011] 技术方案4 :如技术方案1所述的准直仪组合件，还包括定位成接收经过所述平行 孔准直仪的所述平行孔的辐射的第一探测器以及定位成接收经过所述针孔准直仪的辐射 的第二探测器，所述第一探测器包括与所述平行孔准直仪的所述中心开口对应的探测器中 心开口，所述第一探测器设置成接近所述平行孔准直仪的探测器端，所述第二探测器与所 述平行孔准直仪的所述探测器端间隔距离。
[0012] 技术方案5 :如技术方案1所述的准直仪组合件，其中，所述平行孔准直仪具有第 一空间分辨率，以及所述针孔准直仪具有第二空间分辨率，其中所述第一空间分辨率和所 述第二空间分辨率大致相同。
[0013] 技术方案6 :-种旋转头探测器组合件，包括： 支臂；以及 探测器头，通过枢轴附连到所述支臂，所述探测器头配置成指向源，所述探测器头包 括： 多个核医学（NM)成像探测器，配置成从所述源接收辐射，每个NM成像探测器定位成通 过所述NM成像探测器的至少一部分直接从所述源接收辐射；以及 至少一个针孔准直仪，定位成对所述匪成像探测器的至少一个所接收的辐射进行准 直。
[0014] 技术方案7 :如技术方案6所述的旋转头探测器组合件，还包括平行孔准直仪，其 中包括限定其间的平行孔的多个壁，所述平行孔设置在中心开口周围，其中所述至少一个 针孔准直仪包括在主体中形成的针孔，所述至少一个针孔准直仪设置在所述中心开口中。
[0015] 技术方案8 :如技术方案7所述的旋转头探测器组合件，其中，所述多个壁限定从 所述多个壁的底部延伸到所述多个壁的顶部的高度，其中所述针孔准直仪在所述中心开口 中设置成接近所述高度的中点。
[0016] 技术方案9 :如技术方案7所述的旋转头探测器组合件，其中，所述中心开口具有 大体正方形截面。
[0017] 技术方案10 :如技术方案7所述的旋转头探测器组合件，其中，所述匪成像探测 器包括定位成接收经过所述平行孔准直仪的所述平行孔的辐射的第一探测器以及定位成 接收经过所述针孔准直仪的辐射的第二探测器，所述第一探测器包括与所述平行孔准直仪 的所述中心开口对应的探测器中心开口，所述第一探测器设置成接近所述平行孔准直仪的 探测器端，所述第二探测器与所述平行孔准直仪的所述探测器端间隔距离。
[0018] 技术方案11 :如技术方案7所述的旋转头探测器组合件，其中，所述平行孔准直仪 具有第一空间分辨率，以及所述针孔准直仪具有第二空间分辨率，其中所述第一空间分辨 率和所述第二空间分辨率大致相同。
[0019] 技术方案12 :如技术方案6所述的旋转头探测器，其中，所述匪成像探测器的至 少一部分不是相互平行的。
[0020] 技术方案13 :如技术方案6所述的旋转头探测器组合件，其中，至少一个匪成像 探测器定位在所述源与至少一个另一 NM成像探测器的一部分之间。
[0021] 技术方案14 :如技术方案6所述的旋转头探测器，还包括至少两个平行孔准直仪， 其中包括限定其间的平行孔的多个壁，其中所述至少一个针孔准直仪的开口通过所述至少 两个平行孔准直仪的侧面来组成。
[0022] 技术方案15 :-种方法，包括： 提供平行孔准直仪，其包括限定其间的平行孔的多个壁，所述平行孔设置在中心开口 周围； 提供包括在主体中形成的针孔的针孔准直仪； 将所述针孔准直仪定位在所述平行孔准直仪的所述中心开口中，以形成准直仪组合 件。
[0023] 技术方案16 :如技术方案16所述的方法，还包括： 将第一探测器定位成接近所述平行孔准直仪的探测器端，所述第一探测器定位并且配 置成接收经过所述平行孔准直仪的所述平行孔的辐射，所述第一探测器包括与所述平行孔 准直仪的所述中心开口对应的探测器中心开口；以及 将第二探测器定位成离开所述平行孔准直仪的所述探测器端距离，所述第二探测器配 置成接收经过所述针孔准直仪的辐射。
[0024] 技术方案17 :如技术方案16所述的方法，还包括： 将第一模拟前端（AFE)在操作上耦合到所述第一探测器；以及 将第二AFE在操作上耦合到所述第二探测器。
[0025] 技术方案18 :如技术方案17所述的方法，还包括将共享数字读出板（DRV)在操作 上耦合到所述第一 AFE和所述第二AFE。
[0026] 技术方案19 :如技术方案16所述的方法，还包括将所述准直仪组合件定位在旋转 头探测器单元中。
[0027] 技术方案20 :如技术方案15所述的方法，还包括将所述针孔准直仪在所述中心开 口中定位成接近所述平行孔准直仪的高度的中点。
【附图说明】
[0028] 图Ia-Ic提供按照一实施例的准直仪组合件的视图。
[0029] 图2是示出按照一实施例的探测器组合件的示意框图。
[0030] 图3是示出按照各个实施例的探测器头的旋转的简图。
[0031] 图4是示出按照各个实施例的探测器组合件的简图。
[0032] 图5是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0033] 图6是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0034] 图7是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0035] 图8是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0036] 图9是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0037] 图10是按照一实施例的核医学（NM)成像系统的示意框图。
[0038] 图11是按照各个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0039] 通过结合附图进行阅读，将会更好地理解某些实施例的以下详细描述。在附图示 出各个实施例的功能块的简图的意义上，功能块不一定表示硬件电路之间的划分。例如，功 能块（例如处理器或存储器）的一个或多个可通过单个硬件（例如，通用信号处理器或者 随机存取存储器块、硬盘等）或者多个硬件来实现。类似地，程序可以是独立程序，可结合 为操作系统中的子例程，可以是已安装软件包中的功能，等等。应当理解，各个实施例并不 局限于附图所示的布置和工具。
[0040] 如本文所使用的术语"系统"、"单元"或"模块"可包括硬件和/或软件系统，其进 行操作以执行一个或多个功能。例如，模块、单元或系统可包括计算机处理器、控制器或者 基于有形和非暂时计算机可读存储介质、例如计算机存储器上存储的指令来执行操作的其 它基于逻辑的装置。备选地，模块、单元或系统可包括硬连线装置，其基于装置的硬连线来 执行操作。附图所示的各种模块或单元可表示基于软件或硬连线指令进行操作的硬件、指 示硬件执行操作的软件或者它们的组合。
[0041] "系统"、"单元"或"模块"可包括或表示硬件和关联指令（例如有形和非暂时计 算机可读存储介质，例如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等），其执行本文所述的一个或多个 操作。硬件可包括电子电路，其包括和/或连接到一个或多个基于逻辑的装置，例如微处理 器、处理器、控制器等。这些装置可以是现货销售装置，其经过适当编程或指示以从上述指 令来执行本文所述的操作。作为补充或替代，这些装置的一个或多个可与逻辑电路硬连线， 以执行这些操作。
[0042] 如本文所使用的、以单数形式所述并且前有数量词"一"或"一个"的元件或步骤 应该被理解为并不排除多个所述元件或步骤的情况，除非明确说明了这种排除情况。此外， 提到"一个实施例"并不是要被解释为排除也结合了所述特征的其它实施例的存在。此外， 除非另加相反的明确说明，否则，"包括"或"具有"带特定性质的元件或多个元件的实施例 可包括没有那种性质的附加元件。
[0043] 各个实施例提供用于改进例如核医学（NM)成像应用中的图像获取的灵敏度的系 统和方法。各个实施例使用标准碲化镉锌（CZT)探测器晶圆来增加灵敏度（例如探测器所 接收的辐射与发射到探测器的总辐射的比例）。各个实施例可提供灵敏度相对于单个CZT 探测器晶圆的150%或以上的增加。在各个实施例中，可采用两个或更多CZT探测器晶圆。 例如，两个探测器可相互重叠放置（例如，其中一个插入另一个与发射辐射的源、例如人类 患者之间）。在使用双CZT晶圆的常规CZT探测器中，增加的灵敏度比较有限，因为大量辐 射在第一 CZT层中吸收，从而使第二上CZT层低效。例如，因为可用于占用探测器模块的 可能面积的大多数已经用于常规方式中，所以只有沿探测器的高度添加附加 CZT吸收区的 选项对常规堆叠方式被保持。但是，这种布置不是十分有效。例如，5 mm CZT层的阻止能 力对"Tc同位素的140 KeV能量为大约90%。使用例如厚度为10 mm的较厚CZT层或者在 第一 5 mm厚CZT层上方添加5 mm厚的附加 CZT层将产生如下阻止能力A :A1Qm￡ZT = 0· 9 + (1-0. 9) X 0· 9 = 99%。
[0044] 如等式（1)所示，第二5 mm厚CZT层向总吸收只贡献附加9%，而第一 5 mm厚CZT 层向总吸收贡献90%。这种状况因如下事实而存在：辐射的大部分在第一层中吸收，而只有 在第一层之后留下的部分才留给第二层中吸收。
[0045] 在各个实施例中，按照本发明主题，通过允许来自患者身体的辐射直接进入CZT 晶圆的每个工，或者进入定位在各级的多个晶圆或探测器，双晶圆探测器的效能得到改进。 可注意，如本文所使用的单个CZT层或多个CZT层也可被理解为包括单个CZT层或多个CZT 层的辐射探测器。在各个实施例中，到达上CZT探测器或晶圆中的辐射没有首先经过第一 CZT晶圆或探测器来吸收或传递。例如，第一 CAT层可经由平行孔准直仪来接收辐射，而上 CAT层可经由平行孔准直仪的中心的针孔直接接收辐射。相应地，上层的灵敏度相对急剧 地增加，以及相结合的两层的灵敏度相对于包括单个CZT层的探测器可增加至大约150% 或以上，即使第一层的面积（和灵敏度）被减小以创建辐射经由针孔传递到第二或上层的 直接通路。在各个实施例中，第二层定位在第一层上方某个距离可产生一种探测器模块，其 具有比常规模块略大的高度，但是这种增加的高度可对探测器模块的旋转范围具有最小影 响。
[0046] 由各个实施例所提供的技术效果包括探测器系统、例如匪成像探测器系统的增 加灵敏度。探测器系统可设置在旋转头探测器模块（其可用作成像系统中的一组类似旋转 头探测器模块的一部分）中。各个实施例的技术效果包括允许患者经受的辐射剂量的降 低。各个实施例的技术效果包括扫描时间的减