支撑单元、支撑设备以及采用该支撑设备的发射成像设备的制作方法

支撑单元、支撑设备以及采用该支撑设备的发射成像设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种支撑单元、支撑设备以及采用该支撑设备的发射成像设备。该支撑单元包括：支撑主体，其内设置有贯穿支撑主体的容纳空间，且包括沿容纳空间的周向分布的多个支撑位置；多个固定装置，其连接在多个支撑位置中的至少一部分处，多个固定装置中的至少一部分沿着容纳空间的径向在收缩位置和伸出位置之间可移动，固定装置用于固定发射成像设备的检测器，其中固定装置处于收缩位置时用于形成具有第一直径的第一检测器固定环，且处于伸出位置时用于形成具有小于第一直径的第二直径的第二检测器固定环。采用该支撑单元的发射成像设备可以调节检测腔的至少径向长度，因此可以获得相对较大的立体空间角，进而提高检测灵敏度。
【专利说明】支撑单元、支撑设备以及采用该支撑设备的发射成像设备

【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种用于发射成像设备的支撑单元、包括该支撑单元的支撑设备、以及采用这种支撑设备的发射成像设备。

【背景技术】
[0002]例如正电子发射成像(Positron Emiss1n Tomography, PET)和单光子发射计算机断面成像(Single-Photon Emiss1n Computed Tomography, SPECT)等的发射成像技术已经被用于医疗诊断、病理学研宄、药理学研宄、药物开发等领域。
[0003]以正电子发射成像技术为例，其利用正电子同位素衰变产生出的正电子与人体内负电子发生泯灭效应的现象，通过向人体内注射放射示踪剂(例如带有正电子同位素标记的化合物)，利用检测器探测泯灭效应所产生的γ光子，得到人体内同位素的分布信息，由计算机进行重建组合运算，从而得到人体内标记化合物分布的三维断层图像。
[0004]检测灵敏度是医用发射成像系统，例如全身PET系统，的最重要参数之一。检测灵敏度代表了系统获取有效信号数据的能力，是保证系统重建图像空间分辨率的重要指标。临床上，较高的检测灵敏度有利于降低放射示踪剂的剂量、降低成像时间和提高信噪比。发射成像系统的检测灵敏度取决于几何效率和固有符合事件检测效率。其中，几何效率取决于检测器模块所包围的立体空间角。
[0005]目前，发射成像系统仍然采用传统通用设计模式，每个检测器模块性能基本一致、尺寸一致，并且发射成像系统一旦搭建完成，检测器模块将永久地固定不动，这样限制了某些情况下的检测灵敏度。举例来说，当采用适用人体全身的发射成像系统对儿童或小动物进行成像时，会导致检测灵敏度降低。


【发明内容】

[0006]为了解决现有技术中存在的发射成像系统适用性较小的问题，本发明提供了一种用于发射成像设备的支撑单元，包括该支撑单元的支撑设备，以及采用这种支撑设备的发射成像设备。
[0007]根据本发明的一个方面，提供一种用于发射成像设备的支撑单元，包括:
[0008]支撑主体，其内设置有贯穿所述支撑主体的容纳空间，所述支撑主体包括沿所述容纳空间的周向分布的多个支撑位置；
[0009]多个固定装置，其连接在所述多个支撑位置中的至少一部分处，多个固定装置中的至少一部分沿着所述容纳空间的径向在收缩位置和伸出位置之间可移动，所述固定装置用于固定发射成像设备的检测器，
[0010]其中所述固定装置处于所述收缩位置时用于形成具有第一直径的第一检测器固定环，且处于所述伸出位置时用于形成具有第二直径的第二检测器固定环，其中所述第一直径大于所述第二直径。
[0011]优选地，当所述固定装置处于所述收缩位置时，能够使沿着所述容纳空间的轴向并排布置的多个所述支撑单元上的所述固定装置形成所述第一检测器固定环。
[0012]优选地，当所述固定装置处于所述伸出位置时，能够使位于同一支撑主体上的所述固定装置形成所述第二检测器固定环；或者使沿着所述容纳空间的轴向并排布置的多个所述支撑单元上的所述固定装置形成所述第二检测器固定环。
[0013]优选地，所述固定装置间隔开设置，使得每预定数量的支撑位置中仅相应的一个支撑位置处连接有所述固定装置。
[0014]优选地，所述多个支撑位置设置为当预定数量的所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向并排布置时使不同的支撑单元上的支撑位置沿所述周向方向相互错开地交替设置，使得所述预定数量的所述支撑单元上的所述固定装置能够交替地形成所述第一检测器固定环。
[0015]优选地，所述多个支撑位置设置为当所述预定数量的所述支撑单元沿所述轴向并排布置时使不同的支撑单元上的支撑位置按照相同的顺序交替设置。
[0016]优选地，所述预定数量为合数，所述伸出位置为u个，其中u为所述合数的不包含I的质因数的个数，u个所述伸出位置沿着所述容纳空间的径向设置，且u个所述伸出位置到所述容纳空间的中心的距离分别等于u个质因数中的每个的倒数乘以r，其中r为所述固定装置处于所述收缩位置时到所述容纳空间的中心的距离。
[0017]优选地，所述预定数量为2n，其中η为大于或等于2的整数，所述伸出位置为η个，且η个所述伸出位置到所述容纳空间的中心的距离分别等于r/2、r/4、...r/2n0
[0018]优选地，所述支撑主体具有矩形的板状结构。
[0019]优选地，所述支撑主体上设置有引导通孔，所述引导通孔用于引导所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向的移动。
[0020]根据本发明的另一个方面，提供一种用于发射成像设备的支撑设备，包括:
[0021]多个如上所述的任一种支撑单元，多个所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向并排布置，且多个所述容纳空间形成用于容纳检测器和被检测物体的容纳腔。
[0022]优选地，所述支撑设备还包括引导装置，所述引导装置用于使多个所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向可移动。
[0023]优选地，所述引导装置包括沿着所述容纳空间的轴向设置的导轨和设置在所述支撑主体上的引导通孔，所述引导通孔穿设在所述导轨上，以引导所述支撑单元沿所述导轨移动。
[0024]优选地，在所述支撑主体具有矩形的板状结构的情况下，所述引导装置包括四条所述导轨和设置在每个所述支撑主体的四个顶角处的四个所述引导通孔。
[0025]优选地，所述支撑设备还包括:
[0026]弹性缓冲装置，所述弹性缓冲装置设置在相邻的所述支撑单元之间，用于对其两端的所述支撑单元施加相等的弹力。
[0027]定位装置，所述定位装置用于在所述容纳空间的轴向上定位所述支撑单元。
[0028]根据本发明的又一个方面，提供一种发射成像设备，包括:
[0029]如上所述的任一种支撑设备；以及
[0030]检测器，其在所述容纳腔内固定在所述固定装置上。
[0031]采用本发明提供的支撑单元搭建的发射成像设备，能够使检测腔的至少径向长度可调，因此可以根据需要来形成具有相对较大孔径的检测腔，例如用于成人，或者形成具有相对较小孔径的检测腔，例如用于儿童或小动物，因此与现有的发射成像设备相比，可以获得相对较大的立体空间角，进而有效地提高发射成像设备的检测灵敏度。
[0032]在
【发明内容】
中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0033]以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

【专利附图】

【附图说明】
[0034]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
[0035]图1为根据本发明一个实施例的支撑装置的示意图；
[0036]图2A-2B分别为根据本发明一个实施例的支撑单元处于不同状态的示意图，其中图2A示出了固定装置均处于收缩位置，而图2B示出了固定装置中的一部分处于伸出位置；
[0037]图3A-3B分别为根据本发明的另一实施例的支撑单元的示意图，其中固定装置处于收缩位置；
[0038]图3C-3D分别为图3A-3B中所示的支撑单元组装在一起的主视图和侧视图，其中固定装置处于收缩位置；
[0039]图3E-3F分别为图3A-3B中所示的支撑单元的示意图，其中固定装置处于伸出位置；
[0040]图3G-3H分别为图3E-3F中所示的支撑单元组装在一起的主视图和侧视图，其中固定装置处于伸出位置；
[0041]图4为根据本发明又一实施例的支撑单元的示意图；
[0042]图5A-5B分别为根据本发明一个实施例的支撑单元的示意图；
[0043]图6为根据本发明一个实施例的支撑单元的简略示意图；
[0044]图7为根据本发明的一个实施例的支撑设备的侧视图，其中固定装置未耦合且处于收缩位置；
[0045]图8A-8B为根据本发明的一个实施例的支撑设备的侧视图和主视图，其中固定装置耦合且处于收缩位置；
[0046]图9为根据本发明的一个实施例的支撑设备的侧视图，其中固定装置未耦合且处于伸出位置；以及
[0047]图10A-10B为根据本发明的一个实施例的支撑设备的侧视图和主视图，其中固定装置耦合且处于伸出位置。

【具体实施方式】
[0048]在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本发明的较佳实施例，本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0049]传统的发射成像设备一经搭建，其各个方向的尺寸都是固定的。本发明提供了一种用于发射成像设备的支撑单元(以下简称支撑单元)和包括该支撑单元的支撑装置，采用该支撑装置可以提供一种至少径向长度(即孔径)可变的发射成像设备。在优选的实施例中，还可以提供径向长度和轴向长度均可变的发射成像设备。所述的发射成像设备例如可以为正电子发射成像(PET)设备和单光子发射计算机断面成像设备(SPECT)，优选地为正电子发射成像(PET)设备。该系统能够根据被检测物体(包括人或者实验动物)体型的大小，调整发射成像设备的孔径、或者孔径和轴向长度，以达到获得最佳检测灵敏度的目的。
[0050]图1示出了根据本发明一个优选实施例的支撑装置100。支撑装置100包括多个支撑单元，例如111、112、113和114，这些支撑单元111、112、113和114可以具有相同的结构或不同的结构，后文将对支撑单元的结构进行详细描述。需要说明的是，图中示出的支撑单元的数量仅为示意性的，其意在解释本发明的原理。实际中，支撑单元的数量可以根据被检测物体的轴向尺寸以及对检测灵敏度的要求等因素进行选择。
[0051]图2A-2B分别为根据本发明一个实施例的支撑单元处于不同状态的示意图，其中图2A示出了固定装置均处于收缩位置，而图2B示出了固定装置中的一部分处于伸出位置。具体参见图2A-2B，支撑单元200包括支撑主体210和固定装置240。
[0052]支撑主体210内设置有贯穿支撑主体210的容纳空间220。支撑主体210可以由例如铝、钢、不锈钢的金属材料或具有足够强度的塑料材料等制成。支撑主体210的截面形状不限于图2A-2B中所示出的矩形，其还可以为圆形、椭圆形、三角形、五边形、六边形、七边形等，甚至还可以为不规则形状，只要能够在该支撑主体210内形成容纳空间220并满足以下将要讨论的条件即可。该容纳空间220将用于形成容纳检测器和被检测物体的容纳腔，如下文将要描述的。容纳空间220可以为圆柱体空间、长方体(或者正方体)空间、多棱柱空间、椭圆柱空间或其他任意形状的空间。该容纳空间220只要能够在多个支撑单元沿轴向并排布置时形成上述容纳腔即可。附图中仅参照容纳空间220为圆柱形空间的实施例来说明本发明的原理。
[0053]需要说明的是，本文所提到的方向术语“轴向”、“径向”和“周向”都是相对于容纳空间来说的，具体地，“轴向”是指容纳空间在支撑主体上的贯穿方向，例如图1中所示的箭头A指示的方向；“径向”是指容纳空间的与轴向垂直的截面上通过容纳空间的中心延伸的方向，例如图1中所示的箭头R指示的方向；“周向”是指在与轴向垂直的所述截面中围绕容纳空间的方向。
[0054]此外，支撑主体210包括沿容纳空间220的周向分布的多个支撑位置，例如230A和230B。这些支撑位置230A和230B用于使固定装置240设置在该处。作为示例，每个支撑位置230A和230B处可以分别连接有固定装置240A和230B。在后文将要描述的实施例中，可以仅使支撑位置中的一部分用于连接固定装置。
[0055]固定装置240A和240B沿着容纳空间220的径向在收缩位置(如图2A所示)和伸出位置(如图2B所示)之间可移动地连接在多个支撑位置230A和230B中的至少一部分处。固定装置240A和240B优选地采用可拆卸的方式连接在支撑位置处。当然，固定装置240A和240B也可以不可拆卸地连接在支撑位置处。在一个实施例中，支撑主体210上对应于支撑位置之处可以设置有开口朝向容纳空间的中心的凹槽，固定装置240沿着该凹槽的开口方向可移动地连接至凹槽。需要将固定装置240固定在收缩位置和伸出位置时可以采用辅助的紧固件，例如紧固螺栓等。在另一个实施例中，可以采用沿径向延伸的滑道来代替凹槽，使固定装置240A和240B沿着该滑道可移动地连接。本发明并不意欲对固定装置240A和240B与支撑主体210的可移动连接方式进行限制，除了上文提到的两种实施方式之外，还可以采用本领域已知的或未来可能出现的其他方式来实现它们之间的可移动连接。
[0056]固定装置240A和240B用于固定发射成像设备的检测器，在该实施例中检测器分为两组，并采用两种方式，即未填充和填充阴影的图例方式来分别表示两组检测器和相应的两组固定装置。其中，未填充的一组检测器和固定装置分别记作250A和240A，填充阴影的一组检测器和固定装置分别记作250B和240B。而为了描述方便，在此实施例中将支撑位置也分成两组，对应检测器250A的支撑位置记作230A，而对应检测器250B的支撑位置记作230B。需要说明的是，不同组的检测器基本无差别，这里的分组仅为了在后文描述固定装置的移动时更加方便些。
[0057]当固定装置240A和240B均处于收缩位置时，如图2A所示，固定装置240A和240B用于形成具有第一直径的第一检测器固定环。该第一检测器固定环上的检测器250A和250B形成了具有相对较大孔径的检测环。当多个支撑单元如图1所示地沿轴向方向并排布置时，可以形成具有相对较大孔径的检测腔(由检测器包围的腔体)，体积较大的被检测物体(例如成人)可以进入该检测腔内采集数据。
[0058]当固定装置240A(或240B)处于伸出位置时，以图2B所示的为例，固定装置240A用于形成具有第二直径的第二检测器固定环，其中第一直径大于第二直径。该第二检测器固定环上的检测器250A形成了具有相对较小孔径的检测环。当多个支撑单元如图1所示地沿轴向方向并排布置时，可以形成具有相对较小孔径的检测腔，体积较小的被检测物体(例如儿童或小动物)可以进入该检测腔内采集数据。
[0059]在该实施例中，由于仅一半数量的固定装置进入了伸出位置，因此此时处于检测环上的检测器的数量减少了一半。这样形成的检测环的孔径大约为固定装置均处于收缩位置时检测环的孔径的一半。可以理解，在此情况下，支撑位置的数量、固定装置的数量最好为偶数。在图示实施例中下，可以仅使固定装置组240A可移动地连接至支撑位置230A，以简化支撑单元的结构。反之，也可以仅使固定装置组240B可移动地连接至支撑位置230B。当然，也可以使固定装置组240A和240B都可移动地连接至支撑位置230A和230B。
[0060]为了进一步减小可以获得的检测环的孔径，还可以将支撑位置和固定装置都分为三组、四组或更多组。在需要减小检测环的孔径时，可以使每组中处于相应位置处的固定装置移动至伸出位置。举例来说，当将支撑位置和固定装置都分为三组时，可以使每组中沿顺时针(或逆时针)方向上的第一个或第二个或第三个固定装置移动至伸出位置，以形成较小孔径的检测环。也就是说，每隔两个来操作固定装置。这样，可以形成孔径为原孔径(此处及下文中，原孔径均是指固定装置均处于收缩位置时形成的检测腔或检测环的孔径)的1/3的检测环。以此类推，当将支撑位置和固定装置都分为四组时，能够获得孔径为原孔径的1/4的检测环；当将支撑位置和固定装置都分为五组时，能够获得孔径为原孔径的1/5的检测环；….。
[0061]从图2A-2B所示出的实施例中能够看出，当一部分固定装置，例如固定装置240A处于伸出位置以形成孔径相对较小的第二检测器固定环时，固定装置240B上的检测器250B被遮挡，因此无法收集光信号。这样，造成了一部分检测器资源的浪费。为了解决该问题，提供了以下优选实施例。图3A-3H为根据本发明的一组优选实施例的支撑单元处于不同状态的示意图，其中图3A-3D示出了固定装置处于收缩位置，而图3E-3H示出了固定装置处于伸出位置。
[0062]图3A-3H中的支撑主体31A和31B与图2A-2B所示出的支撑主体210基本相同，为了简洁，这里将不再进一步详细描述。不同之处在于:当固定装置处于收缩位置时，能够使沿着容纳空间的轴向并排布置的多个支撑单元上的固定装置形成第一检测器固定环。在此具体实施例中，可以使支撑主体310A上的固定装置340A间隔一定距离地布置，该距离允许放置另外的支撑主体31OB上的固定装置340B。沿着轴向方向并排布置支撑单元300A和300B时，其上的固定装置340A与340B相互耦合，可以形成第一检测器固定环。如图3C-3D所示，固定装置340A和340B分别固定的检测器350A和350B组成具有较大孔径的检测环。支撑单元300A和300B可以具有相同的结构，只是在搭建发射成像设备时，使支撑单元300A和300B相对于彼此旋转一定角度至能够使固定装置340A与340B相互耦合。然而，在图中示出的优选实施例中，可以提供两种类型的支撑单元300A和300B，它们之间的区别在于固定装置340A与340B错开一定角度布置。
[0063]为了减小检测环的孔径，可以如图3E-3H所示地将固定装置340A和340B分别沿着径向方向移动到伸出位置处，以分别形成具有第二直径的第二检测器固定环。这样，固定装置340A上的检测器形成了具有较小孔径的检测环，而固定装置340B上的检测器形成了另外的具有较小孔径的检测环，该孔径大约为固定装置340A与340B均处于收缩位置时形成的检测环的孔径的一半。在此情况下，沿着轴向方向并排布置支撑单元300A和300B时，如图3G-3H所示，不但使检测环的孔径减小至原孔径的一半，而且与固定装置340A与340B处于收缩位置时相比，还使检测空间的轴向长度增加了一倍。由于检测灵敏度取决于几何效率和固有符合事件检测效率，其中几何效率取决于检测器模块所包围的立体空间角。因此，在检测环的孔径减小了一半且轴向长度增加一倍的情况下，立体空间角约增大至原来的4倍，从而使发射成像设备的检测灵敏度提到至原来的4倍。并且，支撑单元300A和300B上的检测器350A和350B都得到充分利用。
[0064]图3A-3H所示的实施例仅说明了采用两个支撑单元上的固定装置来组成第一检测器固定环的情况，此发明原理还可以应用到采用三个或更多个支撑单元上的固定装置来组成第一检测器固定环的情况。具体地，可以使每个支撑单元上的多个支撑位置都设置为:当预定数量的(除了两个之外，还例如三个或更多个)支撑单元沿着容纳空间的轴向并排布置时，不同支撑单元上的多个支撑位置能够沿周向方向相互错开地交替设置，使得不同支撑单元上的支撑位置能够交替地形成所述第一检测器固定环。当将每个支撑单元上的固定装置都移动到伸出位置时，形成的检测环的孔径将分别减小到原孔径的1/3、1/4...，相应地，检测灵敏度将增大至原来的9倍、16倍…。
[0065]参见图4，其示出了四个支撑单元400A、400B、400C和400D上的固定装置440A、440B、440C和440D共同组成第一检测器固定环的实施例。在此实施例中，预定数量为四个。用于设置固定装置440A、440B、440C和440D的支撑位置沿周向相互错开，以使四个支撑单元上的固定装置440A、440B、440C和440D交替排列地形成第一检测器固定环。“交替设置”是指在每个循环中固定装置440A、440B、440C和440D都能够出现一次。但是在每个循环中，固定装置440A、440B、440C和440D的排布顺序可以是相同的，也可以是不同的。优选地，多个支撑位置设置为当预定数量的支撑单元(例如400A、400B、400C和400D)沿轴向并排布置时按照相同的顺序交替设置。也就是说，在每个循环中，同一支撑单元上的支撑位置都位于相同或相应的位置处。在图4中所示的实施例中，即按照440A、440B、440C、440D ;440A、440B、440C、440D ;…的顺序排列。
[0066]类似于上文所提到的，四个支撑单元400A、400B、400C和400D可以具有相同的结构，只是在搭建发射成像系统时，使四个支撑单元400A、400B、400C和400D分别沿周向旋转不同的角度以达到相互错开、交替排列的目的。可替换地，还可以提供四种类型的支撑单元400A、400B、400C和400D，它们之间的区别在于用于使固定装置440A、440B、440C和440D的支撑位置错开一定角度布置。
[0067]当将每个支撑单元400A、400B、400C和400D上的固定装置440A、440B、440C和440D都移动到伸出位置时，形成的检测环的孔径将减小到原来的1/4...。并且在轴向上相当于形成了四个检测环，因此轴向长度增大至原来的四倍。相应地，检测灵敏度将增大至原来的16倍。
[0068]在另一优选实施例中，如图5A-5B所示，固定装置540A和540B可以间隔开设置，使得每预定数量的支撑位置530中仅相应的一个支撑位置处连接有固定装置540A或540B。在图5A中，每两个支撑位置530中仅在一个支撑位置处设置固定装置540A，也就是，每隔一个支撑位置，设置一个固定装置540A。在图5B中，也采用类似的设置方式。不同之处在于:固定装置540A和540B的位置互补，以便在支撑单元500A和500B沿轴向并排布置时，处于收缩位置的固定装置540A和540B能够交替地形成第一检测器固定环。这样，支撑单元500A和500B的支撑主体510可以设置为具有相同的结构，根据需要，可以将固定装置540A和540B分别固定在不同的支撑位置530处。因此，不需要如上文的实施例中所提到的制作不同种类的支撑主体510或者在搭建发射成像设备时使支撑主体510相对于彼此旋转。而是，可以将支撑主体510和固定装置都做成标准件，仅在搭建发射成像设备时根据需要来组装即可。这样，对于制造、运输、仓储等来说都是十分有利的。需要说明的是，在此实施例中，用A和B来区分固定装置是希望清楚地展示它们在位置上的区别，而不一定要求固定装置540A和540B具有相同或不同的结构和功能。
[0069]类似地，该实施例的原理也可以应用至多于两个支撑单元来形成一个第一检测器固定环的情形。虽然未采用附图来辅助说明，但是本领域的技术人员结合上文所公开的内容能够将该原理类推到多于两个支撑单元来形成一个第一检测器固定环的情形。在此情况下，固定装置间隔开设置，使得每预定数量的支撑位置中仅相应的一个支撑位置处连接有固定装置。例如，每三个、四个、或更多个支撑位置中仅有一个支撑处连接有固定装置。优选地，在每个循环中，同一支撑单元上的固定装置都设置在相对应的支撑位置处。这样，在固定装置处于伸出位置时，同一支撑单元上的固定装置能够组成第二检测器固定环。如上文所描述地，每三个支撑位置中仅有一个支撑处连接有固定装置，可以使第二检测器固定环形成的检测环的孔径减小至原孔径的1/3 ;类似地，每四个支撑位置中仅有一个支撑位置处连接有固定装置，可以使第二检测器固定环形成的检测环的孔径减小至原孔径的1/4;…。相应地，当将每个支撑单元上的固定装置都移动到伸出位置时，形成的检测环的轴向长度将分别增大到原来的三倍、四倍…，从而检测灵敏度将大约增大至原来的9倍、16倍…。
[0070]在上文描述的实施例中，均以固定装置具有一个伸出位置为例来说明本发明的原理。可替换地，固定装置还可以具有多个伸出位置。多个伸出位置沿着圆柱形孔径的径向排列。当固定装置处于伸出位置时，可以使位于同一支撑主体上的固定装置形成第二检测器固定环；或者还可以使沿着轴向并排布置的多个支撑单元上的固定装置形成第二检测器固定环。举例来说，如图6所示，固定装置可以具有两个伸出位置，即第一伸出位置P和第二伸出位置Q。其中，第一伸出位置P到容纳空间的中心O的距离小于第二伸出位置Q到中心O的距离。为了简洁，图6中省略了固定装置和检测器。当固定装置移动至第一伸出位置P时，能够使固定在其上的检测器形成完整的检测环。在此情况下，同一支撑主体610上的固定装置形成了第二检测器固定环。当固定装置移动至第二伸出位置Q时，由于第二伸出位置Q到中心O的距离较大，需要相邻的支撑单元上的固定装置一起来固定检测器，以形成完整的检测环。在此情况下，相邻的支撑主体上的固定装置共同形成了第二检测器固定环。相邻的支撑主体上的固定装置共同形成第二检测器固定环的情况可以参照图2A、3C和4，不同之处在于，使相邻的支撑主体上的固定装置均处于第二伸出位置Q。
[0071]在一个优选实施例中，可以将固定装置处于收缩位置时形成第一检测器固定环的支撑单元的数量设置为合数(非质数，自然数中除了能被I和本身整除外，还能被其他的数整除的数，例如4、6、8、9、10…)，以形成多伸出位置的复杂系统。此时，伸出位置的数量可以设置为u个，其中u为该合数的不包含I的质因数的个数。这u个伸出位置沿着容纳空间的径向设置，且u个伸出位置到容纳空间的中心的距离分别等于u个质因数中的每个的倒数乘以r，其中r为固定装置处于收缩位置时到容纳空间的中心的距离。
[0072]举例来说，在由6个支撑单元来形成第一检测器固定环的情况下，由于合数6的质因数包括1、6、2和3，因此u个质因数包括2、3和6，且u = 3。这3个伸出位置到容纳空间的中心的距离分别为r/2、r/3和r/6。
[0073]在类似于图5A-5B所示的实施例中，可以每6个支撑位置中仅相应的一个位置处连接有固定装置，这样可以用6个支撑单元来形成第一检测器固定环。这6个支撑单元包括:1号支撑单元，其在每6个支撑位置中的第一个位置处连接有固定装置；2号支撑单元，其在每6个支撑位置中的第二个位置处连接有固定装置；3号支撑单元，其在每6个支撑位置中的第三个位置处连接有固定装置；4号支撑单元，其在每6个支撑位置中的第四个位置处连接有固定装置；5号支撑单元，其在每6个支撑位置中的第五个位置处连接有固定装置；6号支撑单元，其在每6个支撑位置中的第六个位置处连接有固定装置。在固定装置处于收缩位置时，1-6号支撑单元可以形成第一检测器固定环。在每个支撑单元上的固定装置处于第一伸出位置(距离中心最近的支撑位置)以形成第二检测器固定环时，该第一伸出位置到容纳空间的距离等于r/6。在每个支撑单元上的固定装置处于第二伸出位置(到中心的距离远于第一伸出位置)以形成第二检测器固定环时，每两个支撑单元(即I号和4号支撑单元、2号和5号支撑单元、以及3号和6号支撑单元)可以分别形成一个第二检测器固定环。在该实施例中共形成三个第二检测器固定环。该第二伸出位置到容纳空间的距离等于r/3。在每个支撑单元上的固定装置处于第三伸出位置(到中心的距离远于第二伸出位置)以形成第二检测器固定环时，每三个支撑单元(即I号、3号和5号支撑单元、以及2号、4号和6号支撑单元)可以分别形成一个第二检测器固定环。在该实施例中共形成两个第二检测器固定环时，该第三伸出位置到容纳空间的距离等于r/2。
[0074]需要说明的是，在每个支撑单元上各个方向的r不一定完全相等，例如在容纳空间为椭圆柱空间的实施例中，伸出位置缩小到原来的几分之一是指同一径向方向上的伸出位置与固定位置之间的位置关系，并非涉及不同径向方向上的位置关系。
[0075]上文虽然以每预定数量的支撑位置中设置一个固定装置为例来解释上述多伸出位置的复杂系统，但是该多伸出位置的复杂系统的原理还可以应用至支撑单元是相同的、且通过旋转一定角度使支撑单元上的固定装置相互耦合(例如图3A-3H所示)的实施例中。在此实施例中，仍然以6个支撑单元来形成第一检测器固定环为例，可以通过旋转不同的角度使2个或3个或6个支撑单元来形成第二检测器固定环。这里将不再对其进一步详细地描述。
[0076]上述多伸出位置的复杂系统仅以6个支撑单元来形成第一检测器固定环为例来说明该系统的原理，本领域的技术人员结合本说明书可以将合数从6扩展至其它。
[0077]显然，这种多伸出位置的复杂系统在改变第二检测器固定环的径向尺寸时，或者需要旋转支撑单元并改变相邻的支撑单元之间的距离；或者需要改变相邻的支撑单元的位置关系，例如上文所提到的实施例中将I号和4号支撑单元、2号和5号支撑单元、以及3号和6号支撑单元分别形成三个第二检测器固定环变更为I号、3号和5号支撑单元、以及2号、4号和6号支撑单元分别形成两个第二检测器固定环，需要调整支撑单元之间的位置关系，以使组成同一第二检测器固定环的支撑单元能够相邻。当然，也可以不调整它们的位置关系，但将导致部分支撑环上的检测器处于不被使用的状态。但是，如此设置的好处也是不容忽视的，其原因在于，可以根据需要调整的第二检测器固定环的径向尺寸，具有较多的调节值。
[0078]在进一步优选的实施例中，可以将固定装置处于收缩位置时形成第一检测器固定环的支撑单元的数量设置为2n，其中η为大于或等于2的整数。在此情况下，伸出位置可以为η个，且η个伸出位置沿着容纳空间的径向设置。η个伸出位置到容纳空间的中心的距离分别等于r/2、r/4、一IV^n，其中r为固定装置处于收缩位置时到容纳空间的中心的距离。例如，如图6中所示出η = 2，即伸出位置的数量为两个的情况，可以在固定装置处于收缩位置时用四个支撑单元来形成第一检测器固定环。第一伸出位置P到中心O的距离可以为r/4，且第二伸出位置Q到中心O的距离可以为r/2。当固定装置移动至第一伸出位置P时，同一支撑单元上的固定装置能够形成第二检测器固定环。当固定装置移动至第二伸出位置Q时，相邻的两个支撑单元上的固定装置可以形成第二检测器固定环。这样，在搭建完成发射成像设备之后，仅需要轴向地移动支撑单元之间的距离即可形成不同径向尺寸的第二检测器固定环，这对于系统的重建来说是相对容易些的。但是，在能够获得的第二检测器固定环的径向尺寸方面会受到一些限制。
[0079]类似地，η还可以等于3、4、5、…。结合上文的描述，本领域的技术人员应该能够推导出η = 3、4、5、…的实施例的具体设置方式，因为为了简洁，本文将不再对η = 3、4、5、…的实施例进行更具体地描述。
[0080]需要说明的是，在上文描述的各种实施例中，每个支撑单元上用于固定检测器的固定装置的数量优选地多于一个。本领域的技术人员能够理解，在每个支撑单元上的固定装置单独形成第二检测器固定环时，例如在PET设备中，其需要同时检测一对方向相反的伽玛光子，因此每个支撑单元上的固定装置的数量至少为两个。因此，在采用本发明提供的支撑单元搭建PET设备时，本领域的技术人员能够想到在每个支撑单元上设置两个以上的固定装置。
[0081]在一个优选实施例中，支撑主体，例如210、310A、310B、410、510和610可以具有矩形的板状结构。在该实施例中，支撑主体可以由铝板或钢板加工而成。矩形形状便于制作，并且还便于将支撑单元按照预定的取向进行定位。而板状结构可以降低材料的消耗、减轻重量、便于运输，此外在沿轴向并排布置多个支撑单元时还可以避免对支撑单元的移动产生阻碍，使支撑单元具有较大的可轴向可移动范围。
[0082]在轴向地移动支撑单元时，可以手动地搬运、也可以采用辅助机械装置。在采用辅助机械装置的情况下，优选地，支撑主体上设置有引导通孔，例如图2A-2B中示出的引导通孔260，该引导通孔260用于引导支撑单元沿着容纳空间的轴向的移动。
[0083]另一方面，本发明还提供一种用于发射成像设备的支撑设备。返回参见图1，该支撑设备包括多个支撑单元111、112、113和114。多个支撑单元111、112、113和114可以为上文所提到的任意一种或多种。多个支撑单元111、112、113和114沿着容纳空间的轴向并排布置，且多个容纳空间形成了用于容纳检测器和被检测物体的容纳腔。检测器在容纳空间内固定到支撑单元111、112、113和114的固定装置上，由检测器所包围的空间为用于容纳被检测物体的检测腔。根据上文所描述的，由于固定装置可以在径向上移动，因此形成的检测腔的孔径可以调节，因此可以适用于不同体积的被检测物体。对于支撑单元所包含的各个部件可以参照上文部分的描述，这里不再赘述。
[0084]此外，支撑设备100还包括引导装置120，引导装置120用于使多个支撑单元111、112、113和114沿着容纳空间的轴向可移动。此外，引导装置120还可能在一定程度上起到对多个支撑单元111、112、113和114沿着容纳空间的轴向进行定位的作用。
[0085]在一个优选实施例中，引导装置120包括沿着容纳空间的轴向设置的导轨121和设置在支撑单元111、112、113和114的支撑主体上的引导通孔122。引导通孔122穿设在导轨121上，以引导支撑单元111、112、113和114沿导轨121移动。引导通孔122与上文提到的引导通孔260基本相同。进一步优选地，在支撑主体具有矩形的板状结构的情况下，引导装置120包括四条导轨121和设置在每个支撑主体的四个顶角处的四个引导通孔122，以引导支撑单元111、112、113和114沿着导轨121平稳地滑动。
[0086]在另一个优选实施例中，支撑设备100还包括设置在相邻的支撑单元之间的弹性缓冲装置130。该弹性缓冲装置130用于对其两端的支撑单元施加相等的弹力。这样，可以防止受力不均，并且还能够起到调节支撑单元之间的距离的作用。此外，还可以避免在移动支撑单元111、112、113和114过程中用力过大导致支撑单元111、112、113和114的损坏。作为示例，弹性缓冲装置130可以为可压缩的汽缸、弹簧、海绵、可压缩的聚合物材料或可压缩的橡胶等。此外，支撑设备100还包括定位装置(未示出)，该定位装置主要用于在容纳空间的轴向上定位支撑单元111、112、113和114。定位装置可以为本领域已知的各种类型的定位装置，例如定位螺栓等。
[0087]根据又一方面，还提供一种发射成像设备。该发射成像设备可以包括如上所述的任一种支撑设备100以及检测器。检测器可以在容纳腔内固定在支撑设备100的固定装置上。
[0088]现在，以径向长度和轴向长度都可调节的支撑设备为例，来说明一种优选的发射成像设备的调节方法。如图7-图1OB所示，每两个支撑单元111和112以及113和114上的固定装置能够形成第一检测器固定环。图中示出了形成两个第一检测器固定环的情况，当然，根据需要，还可以设置更多或更少的支撑单元。当需要形成孔径较大的检测腔时，首先将支撑单元111、112、113和114、弹性缓冲装置130通过导向装置120安装在一起，如图7所示。在导向装置包括导轨120和设置在上的引导通孔，且弹性缓冲装置130为弹簧的情况下，可以使导轨120穿过弹性缓冲装置130和支撑单元的引导通孔。而固定装置可以在将支撑单元安装至导向装置120之前或之后移动至收缩位置。类似地，检测器可以在固定装置移动至收缩位置之后或之前固定到固定装置上。然后，从两侧对支撑设备施力，以使支撑单元111和112上的固定装置耦合，支撑单元113和114上的固定装置耦合，并且使耦合后的检测器也能够相互贴近，如图8A-8B所示，此时弹性缓冲装置130处于压缩状态。这样就形成了具有相对较大孔径的检测腔。
[0089]当需要形成孔径较小的检测腔时，将施加在图8A-8B的发射成像设备的力去除，并使相邻的支撑单元分开，然后将每个支撑单元111、112、113和114上的固定装置都移动到伸出位置，以形成第二检测器固定环，如图9所示。最后，再次从支撑设备的两侧施力，使相邻的第二检测器固定环上的检测器相互贴近，如图10A-10B所示。这样就形成了具有相对较小孔径的检测腔。
[0090]采用本发明提供的支撑单元搭建的发射成像设备，能够使检测腔的至少径向长度可调，因此可以根据需要来形成具有相对较大孔径的检测腔，例如用于成人，或者形成具有相对较小孔径的检测腔，例如用于儿童或小动物，因此与现有的发射成像设备相比，可以获得相对较大的立体空间角，进而有效地提高发射成像设备的检测灵敏度。
[0091]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种用于发射成像设备的支撑单元，其特征在于，包括: 支撑主体，其内设置有贯穿所述支撑主体的容纳空间，所述支撑主体包括沿所述容纳空间的周向分布的多个支撑位置； 多个固定装置，其连接在所述多个支撑位置中的至少一部分处，多个固定装置中的至少一部分沿着所述容纳空间的径向在收缩位置和伸出位置之间可移动，所述固定装置用于固定发射成像设备的检测器， 其中所述固定装置处于所述收缩位置时用于形成具有第一直径的第一检测器固定环，且处于所述伸出位置时用于形成具有第二直径的第二检测器固定环，其中所述第一直径大于所述第二直径。
2.如权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，当所述固定装置处于所述收缩位置时，能够使沿着所述容纳空间的轴向并排布置的多个所述支撑单元上的所述固定装置形成所述第一检测器固定环。
3.如权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，当所述固定装置处于所述伸出位置时，能够使位于同一支撑主体上的所述固定装置形成所述第二检测器固定环；或者使沿着所述容纳空间的轴向并排布置的多个所述支撑单元上的所述固定装置形成所述第二检测器固定环。
4.如权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，所述固定装置间隔开设置，使得每预定数量的支撑位置中仅相应的一个支撑位置处连接有所述固定装置。
5.如权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，所述多个支撑位置设置为当预定数量的所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向并排布置时使不同的支撑单元上的支撑位置沿所述周向方向相互错开地交替设置，使得所述预定数量的所述支撑单元上的所述固定装置能够交替地形成所述第一检测器固定环。
6.如权利要求5所述的支撑单元，其特征在于，所述多个支撑位置设置为当所述预定数量的所述支撑单元沿所述轴向并排布置时使不同的支撑单元上的支撑位置按照相同的顺序交替设置。
7.如权利要求4或5所述的支撑单元，其特征在于，所述预定数量为合数，所述伸出位置为u个，其中u为所述合数的不包含1的质因数的个数，u个所述伸出位置沿着所述容纳空间的径向设置，且u个所述伸出位置到所述容纳空间的中心的距离分别等于u个质因数中的每个的倒数乘以r，其中r为所述固定装置处于所述收缩位置时到所述容纳空间的中心的距离。
8.如权利要求7所述的支撑单元，其特征在于，所述预定数量为2n，其中η为大于或等于2的整数，所述伸出位置为η个，且η个所述伸出位置到所述容纳空间的中心的距离分别等于 r/2、r/4、--?r/2n0
9.如权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，所述支撑主体具有矩形的板状结构。
10.如权利要求1所述的支撑单元，其特征在于，所述支撑主体上设置有引导通孔，所述引导通孔用于引导所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向的移动。
11.一种用于发射成像设备的支撑设备，其特征在于，包括: 多个如权利要求1-9中任一项所述的支撑单元，多个所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向并排布置，且多个所述容纳空间形成用于容纳检测器和被检测物体的容纳腔。
12.如权利要求11所述的支撑设备，其特征在于，所述支撑设备还包括引导装置，所述引导装置用于使多个所述支撑单元沿着所述容纳空间的轴向可移动。
13.如权利要求12所述的支撑设备，其特征在于，所述引导装置包括沿着所述容纳空间的轴向设置的导轨和设置在所述支撑主体上的引导通孔，所述引导通孔穿设在所述导轨上，以引导所述支撑单元沿所述导轨移动。
14.如权利要求13所述的支撑设备，其特征在于，在所述支撑主体具有矩形的板状结构的情况下，所述引导装置包括四条所述导轨和设置在每个所述支撑主体的四个顶角处的四个所述引导通孔。
15.如权利要求12所述的支撑设备，其特征在于，所述支撑设备还包括: 弹性缓冲装置，所述弹性缓冲装置设置在相邻的所述支撑单元之间，用于对其两端的所述支撑单元施加相等的弹力。 定位装置，所述定位装置用于在所述容纳空间的轴向上定位所述支撑单元。
16.一种发射成像设备，其特征在于，包括: 如权利要求11-15中任一项所述的支撑设备；以及 检测器，其在所述容纳腔内固定在所述固定装置上。
【文档编号】A61B6/03GK104473657SQ201410631706
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】石涵, 许剑锋, 彭旗宇 申请人:东莞南方医大松山湖科技园有限公司