具有晶体或探测器单元间距的pet系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及诊断成像系统和方法。其尤其应用于正电子发射断层摄影(PET)，但也应用于其他成像系统。
【背景技术】
[0002]在PET扫描中，患者接收一剂量的放射性药物。药物通过血液被携带并在一个或多个目标器官或区域中聚集并发射辐射。在核扫描流程期间，所发射的辐射被系统探测到并被重建成放射性药物在患者中的分布的图像。图像能够示出循环系统和/或放射性药物在各个区域或器官中的相对吸收。例如，癌性肿瘤吸收包含放射性药物的显著量的葡萄糖。来自解剖扫描流程的解剖数据与来自核扫描流程的代谢数据在混合图像中的整合为医师提供了用于确定在对象的解剖结构中的放射性同位素分布的视觉信息。
[0003]固态PET探测器通常由闪烁体晶体制成，闪烁体晶体被形成为被耦合到探测器二极管的阵列的2D块阵列。该阵列被耦合到印刷电路板(PCB)以形成探测器瓦块(有时被称为堆叠)。瓦块然后被插到容纳多个瓦块的较大的PCB(模块)中。探测器瓦块常常被安装在具有多于2 X 2个瓦块(例如4 X 5、4 X 6或4 X 7)的配置中。2D块阵列中的晶体通常彼此邻接，并且一般，在晶体与模块之间没有或有可忽略的间距。晶体成本通常是硬件成本中的一大部分。PET系统能够覆盖的视场(F0V)的大小直接由所使用的晶体的数目决定，这使得大F0V系统成本高昂。
【发明内容】
[0004]本申请提出以下方案来解决这些问题，即通过减少晶体的数目而不减小F0V，或者备选地增大F0V而不增加晶体，同时全部维持均匀的采样而不降低分辨率。
[0005]公开了一种PET扫描器，其包括围绕检查区域的环形支撑结构，所述检查区域平行于所述环形支撑结构的轴而轴向延伸。所述PET扫描器还包括:被安装在所述环形支撑结构上多个辐射探测器单元，形成围绕所述检查区域的环形排列；以及在所述检查区域中轴向移动患者的患者支撑体，其中，所述环形排列中的至少一些被环形间隙隔开。
[0006]也公开了大体为环形的PET设备，其包括:至少支撑第一环闪烁晶体的第一环形环，至少支撑第二环闪烁晶体并且能够相对于所述第一环形支撑环移动以改变在所述第一环晶体与第二环晶体之间的所述间距的第二环形支撑环，以及在扫描期间在所述PET设备中移动患者的患者支撑体。
[0007]也公开了一种执行PET扫描的方法，其包括以下步骤:将患者定位在PET扫描器的患者支撑体上，利用所述患者支撑体移动所述患者通过被至少一个环形间隙间隔的多环辐射探测器单元以收集PET数据，并且重建所述PET数据以产生患者图像。
[0008]一个优点在于降低的成本。
[0009]另一优点在于增大的F0V。
[0010]本领域普通技术人员在阅读并理解了以下详细描述后，应认识到本发明还要进一步的优点。
【附图说明】
[0011]本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各个步骤和各步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选的实施例的目的，并且不应被解释为对本发明的限制。
[0012]图1图解地图示了具有在环之间的可调节间距的正电子发射断层摄影(PET)扫描器；
[0013]图2图示了具有间隔配置的闪烁晶体的个体PET探测器模块；
[0014]图3图示了具有其附接的光探测器和为间隔配置的闪烁晶体的瓦块；
[0015]图4图示了探测器元件的环的现有技术的邻接布置；
[0016]图5图示了具有均匀间距的探测器元件的环的展开布置；
[0017]图6图示了具有在成像区域的中心中增大的灵敏度的探测器单元的环的展开布置；
[0018]图7图示了在其中探测器单元的环的对被均匀间隔的布置；
[0019]图8图示了相对于探测器单元的环的患者支撑体移动；
[0020]图9图示了探测器单元的环的布置，其中，间距补偿邻近的F0V的轴向端部的降低的扫描器灵敏度；
[0021]图10图解地图示了在一个实施例中PET探测器环上的探测器单元的间隔布置；
[0022]图11为图示用于利用具有稀疏探测器单元的PET扫描器扫描患者的方法的流程图；
[0023]图12图示了几种PET扫描，其中，来自每第四排列的晶体的数据被移除，以图示去除晶体不牺牲扫描质量。
【具体实施方式】
[0024]参考图1，成像系统8包括正电子发射断层摄影(PET)成像系统10，并且任选地，包括解剖成像系统，例如CT扫描器(未示出)。PET扫描器10包括被安置在机架(未示出)内的多个探测器单元14的环12。环限定患者接纳膛16。成像系统8还包括患者支撑体18、患者支撑体驱动单元20，以及针对患者支撑体单元的位置传感器22。环12可由环定位器24(例如，机动跟踪、蜗轮等)移动。环位置传感器26将环12的位置和旋转位置输出到响应线(L0R)与参照系解析器30。
[0025]在PET扫描中，在PET数据采集之前向对象施予合适的正电子发射放射性药物。所发射的正电子经历正电子/电子煙灭，每个煙灭事件生成在相反方向上行进的511keV伽马射线，因此限定响应线(L0R)。患者支撑体18将要被成像的患者或对象定位到检查区域16中。图像采集与控制单元32操作患者支撑体驱动单元20、环定位器24和PET环12，以及采集PET响应线数据(任选地包括飞行时间定位)。图像采集与控制单元32监测每个探测器单元14的能量尖峰，例如在脉冲之下的积分面积、由放射性药物生成的伽马射线的能量的特性。图像采集与控制单元32检查时钟并利用前沿接收的时间为每个探测到的伽马射线事件加时间戳。当伽马射线撞击探测器时，记录被撞击的探测器单元上的位置、探测器单元在环中的位置、可移动的环的位置、以及撞击时间。这些位置，与患者支撑体的位置一起，提供了在患者坐标系中对每个伽马射线撞击的指示。图像采集与控制单元32包括单一处理单元，其针对不与时间上接近的时间配对的单一伽马射线事件监测所记录的伽马射线事件，拒绝单一事件。
[0026]一旦事件对被图像采集与控制单元32验证，则限定L0R并将其作为PET响应线数据存储在列表模式事件储存存储器中。PET响应线数据也包括时间戳和端点晶体位置。PET响应线数据被传送到L0R参照系解析器30，其将响应线数据与患者支撑体位置和环相组合，以将响应线数据放置在与患者一起移动的参照系中，使得在该参照系中，患者是静止的。L0R参照系解析器30将响应线数据解析到参照系，以产生经解析的响应线数据，其被传送到重建单元34 WET重建处理器34使用图像重建算法生成一个或多个PET图像。例如来自CT扫描器的衰减图被PET图像重建处理器用于从PET数据生成衰减校正的PET图像表示。有利地，可以使用迭代重建算法，例如最大似然期望最大化(ML-ΕΜ)和有序子集期望最大化(0S-EM)。
[0027]数据可以被存储为列表模式或可以被处理为正弦图数据。PET响应线数据被与CT图像组合，以提供功能和解剖信息。
[0028]成像采集与控制单元32、L0R参照系解析器30以及重建单元34适当地由与适当的电子器件、电源等等组合操作的一个或多个数字处理器或控制器，或由数字处理器与控制器的组合来实现。重建单元34任选地包括，例如被实现为专用集成电路(ASIC)硬件的的专用重建管线硬件。重建单元34组合经解析的响应线数据并将得到的图像存储在图像存储器中，以供在显示单元36(例如包括监视器的计算机)上显示。用户接口38与显示单元36、图像采集与控制单元32、重建单元34、环定位器24、图像存储器等等接口，以使得放射科医师或其他用户能够配置、启动以及监测PET成像会话，以及使得放射科医师或其他用户能够观看得到的PET图像。显示单元36包括显示器，例如LCD显示器。用户接口 38可以包括一个或几个输入设备，例如键盘、鼠标、触摸敏感屏蒂等等。
[0029]探测器单元14可以由个体闪烁晶体、闪烁晶体的阵列、瓦块或模块形成。模块的间距在机械上是最不具挑战性的。
[0030]图2图示探测器模块40，其包括冷却与支撑板组件50，带有被安装在组件50之下的闪烁晶体阵列58。在一个实施例中，多个闪烁体晶体52被布置在排列54中(参见图3)，排列54与空