双模态成像方法、装置和系统与流程

本发明涉及生物医学成像技术领域，尤其涉及一种双模态成像方法、装置和系统。

背景技术：

spect(single-photonemissioncomputedtomography，单光子发射计算机断层成像术)是一种临床核医学诊断的影像设备，能提供分子水平的功能信息，成像灵敏度高，但分辨率较低，难以精确描绘病变范围。mri(magneticresonanceimaging，磁共振成像)是一种断层成像，能够利用磁共振现象从待检测用户中获得电磁信号，进行空间编码重建出待检测用户图像，有较高的分辨率，可以得到物质的多种物理特性参数，如质子密度，自旋-晶格驰豫时间t1等。

相关技术中，在mr设备工作的环境下，由光电倍增管组成探测器的spect设备无法正常运行，导致无法采集spect信号数据，导致后续的成像效果不佳。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种双模态成像方法、装置和系统，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的技术问题，并在进行检测时能够同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的双模态成像方法，应用于双模态成像设备中，所述双模态成像设备包括：spect设备和mr设备，其中，所述spect设备和mr设备设置在电磁屏蔽空间中，所述方法包括：对所述spect设备的探头进行信号屏蔽；采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，并采用所述mr设备采集所述待检测用户的mr信号数据，所述spect信号数据和所述mr信号数据用于进行双模态成像。

本发明第一方面实施例提出的双模态成像方法，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时能够同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的双模态成像装置，应用于双模态成像设备中，所述双模态成像设备包括：spect设备和mr设备，其中，所述spect设备和mr设备设置在电磁屏蔽空间中，所述装置包括：屏蔽模块，用于对所述spect设备的探头进行信号屏蔽；采集模块，用于采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，并采用所述mr设备采集所述待检测用户的mr信号数据，所述spect信号数据和所述mr信号数据用于进行双模态成像。

本发明第二方面实施例提出的双模态成像装置，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的双模态成像系统，包括：本发明第二方面实施例提出的双模态成像装置。

本发明第三方面实施例提出的双模态成像系统，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的双模态成像方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例提出的双模态成像方法的流程示意图；

图3是本发明另一实施例提出的双模态成像方法的流程示意图；

图4是本发明一实施例提出的双模态成像设备的结构示意图；

图5是本发明另一实施例提出的双模态成像设备的结构示意图；

图6是本发明一实施例提出的双模态成像装置的结构示意图；

图7是本发明另一实施例提出的双模态成像装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

为解决相关技术中由于低磁场的mr设备的信噪比较低，现有的spect设备与mr设备的串联式组合方式，无法实现同时采集信号数据，而在低磁场环境下信号数据的信号质量不佳，影响后续的成像效果不佳的技术问题，本发明实施例提供一种双模态成像方法，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时能够同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

图1是本发明一实施例提出的双模态成像方法的流程示意图。

本实施例提出的双模态成像方法应用于双模态成像设备中，双模态成像设备包括：spect设备和mr设备，其中，spect设备和mr设备设置在电磁屏蔽空间中。

参见图1，该方法包括：

s101：对spect设备的探头进行信号屏蔽。

其中，spect设备的探头选用对磁场不敏感的半导体材料，可以是czt探测器，即碲化镉锌晶体探测器，也可是由光电倍增管即pmt组成的探测器，对此不作限制。

在具体执行过程中，在对spect设备的探头进行信号屏蔽时，可以采用对磁场不敏感的半导体材料czt，还可以对spect设备中的电子学部分改用无磁电子元器件，和/或增加采用硅钢制成的射频屏蔽罩等，能够有效保证spect设备在强磁场环境下正常采集spect信号数据，解决了由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的技术问题。

s102：采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，并采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像。

其中，spect设备采集到的信号数据，可以被称为spect信号数据，mr设备采集到的信号数据，可以被称为mr信号数据。

在实际应用的过程中，待检测用户摄入有半衰期适当的放射性同位素药物，该放射性同位素药物达到需要成像的断层位置后，放射性衰变，断层处发出γ光子，spect设备的czt探头可以检测到断层处发出γ光子，可以将检测到的断层处发出γ光子的信息作为spect信号数据。

在实际应用的过程中，对待检测用户施加某种特定频率的射频脉冲，待检测用户体内氢质子受到激励产生磁共振现象，在停止脉冲后，质子在弛豫过程中产生的磁共振信号，可以由mr设备采集该磁共振信号相关的数据，并作为mr信号数据，其中，可产生磁共振的原子核还有硼(b)、碳(c)、氧(o)、氟(f)、磷(p)等，对此不作限制。

在具体执行过程中，mr设备可以采用较强磁场的超导mri，如1.5t～4t，对待检测用户进行检测，并采集mr信号数据，同时spect设备采用czt探头对待检测用户进行检测，采集spect信号数据，对由spect设备采集到的spect信号数据和mr设备采集到的mr信号数据进行相应的图像处理，以实现双模态成像。

本实施例中，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时能够同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

图2是本发明另一实施例提出的双模态成像方法的流程示意图。

参见图2，该方法包括：

s201：对spect设备的探头进行信号屏蔽。

其中，spect设备的探头选用对磁场不敏感的半导体材料，可以是czt探测器，即碲化镉锌晶体探测器，对此不作限制。

在具体执行过程中，在对spect设备的探头进行信号屏蔽时，可以采用对磁场不敏感的半导体材料czt，还可以对spect设备中的电子学部分改用无磁电子元器件，和/或增加采用硅钢制成的射频屏蔽罩等，能够有效保证spect设备在强磁场环境下正常采集spect信号数据，避免了spect设备与mr设备之间的信号磁场的干扰。

s202：采用直流电对电磁屏蔽空间中的spect设备和mr设备进行供电，且，spect设备和mr设备的地线共用。

在具体执行过程中，可以对spect设备与mr设备的电源进行相应的处理，例如可以采用直流电源对其进行供电，且，spect设备与mr设备的地线共用，能够避免交流电对mr设备采集信号的干扰，消除mr图像伪影。

s203：对电磁屏蔽空间的磁场均匀性进行调节。

在具体执行过程中，电磁屏蔽空间中设置有spect设备和mr设备，其中mr设备对电磁屏蔽空间要求严格，spect设备可以设置在mr设备的屏蔽空间中。

本发明实施例中还可以对电磁屏蔽空间中的磁场均匀性进行调节，例如可以在电磁屏蔽空间中放置铁片，用以提高磁场的均匀性，和/或，调整均匀线圈的电流强度，改变局部磁场的变化，从而调整整个磁场的均匀性，通过改善磁场的均匀性，可以有效的提高mr设备采集信号的信噪比和分辨率，提升双模态成像质量。

s204：采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，并采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像。

本实施例中，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果，通过采用直流电对电磁屏蔽空间中的spect设备和mr设备进行供电，且，spect设备和mr设备的地线共用，能够避免交流电对mr设备采集信号的干扰，消除mr图像伪影，通过对电磁屏蔽空间的磁场均匀性进行调节，能够改善磁场的均匀性，可以有效的提高mr设备采集信号的信噪比和分辨率，提升双模态成像质量。

图3是本发明另一实施例提出的双模态成像方法的流程示意图。

参见图3，该方法包括：

s301：对spect设备的探头内的电子学部分进行信号屏蔽，电子学部分为无磁电子元器件。

其中，spect设备中探头内的电子学部分可以为光电倍增管和模拟定位计算电路，光电倍增管的作用是将接收到的微弱的光信号按比例转换为电子并倍增放大，模拟定位计算电路与光电倍增管相连接，其作用是将光电倍增管输出的电脉冲信号转换为确定晶体闪烁点位置信号和γ射线的能量信号。

在具体执行的过程中，对电子学部分的信号屏蔽可以采用硅钢的射频屏蔽罩等设计，该电子学部分的电子元器件采用无磁电子元器件，能够避免mr设备中强磁场对spect设备采集信号的干扰。

s302：采用第一传导板将直流电传输至电磁屏蔽空间中的spect设备和mr设备，以进行供电。

第一传导板为屏蔽空间传导板，用于将交流电转变为直流电。

在具体执行过程中，可以将spect设备和mr设备的供电电源移动到屏蔽空间外，通过设置第一传导板将交流电变为直流电对spect设备和mr设备进行供电，且，spect设备与mr设备地线共地。

具体地，考虑mr射频信号对开关电源，线性电源等电源器件的影响，将其电源器件拆除移到屏蔽空间外，在通过屏蔽空间传导板进行直流供电，能够隔绝mr设备中射频信号对spect设备和mr设备相关联的电源器件的信号干扰。

s303：采用第二传导板将探头采集到的spect信号数据传输至信号输出器件，以采用信号输出器件输出spect信号数据。

第二传导板可以用于将spect设备探针采集到的spect信号数据传输到成像计算机中。

信号输出器件例如为交换机，和/或光纤转换盒。

在具体执行过程中，将spect设备中的输出信号线改为光纤输出，将交换机和光纤转换盒供电部分移动到屏蔽空间外，通过第二传导板，将光信号输出到交换机，和/或光纤转换盒中，能够提高spect设备信号输出的稳定性和准确性。

本发明实施例中，spect设备和mr设备可以以前后式组合方式进行组合，参见图4，或者，也可以以嵌入式方式进行组合，参见图5。

图4中，前后组合式spect/mr设备40，包括扫描床41和扫描装置42，其中，扫描床41设计为双层床结构，上层床板411和下层床板412，扫描装置42包括spect设备421和mri设备422，spect设备421与mri设备422前后串联，对于前后位置不作限制，在具体使用过程中，上层床板411承载患者进行spect设备421的扫描，并在下层床板412伸出后搭接在辅助支撑装置423时，上层床板411伸出，在mri设备422中进行扫描，得到spect设备和mr设备的融合成像，能够减少spect/mr设备40的空间占用面积，降低建造成本。

图5中，嵌入式spect/mr设备50，包括mri设备51和spect设备52，spect设备52设置在mri设备51中，其中，spect设备52采用全环设计，并采用多孔准直器进行数据信息的采集，能够实现对患者进行双模态一体同步或异步成像。

本发明实施例中，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果，通过采用直流电对电磁屏蔽空间中的spect设备和mr设备进行供电，且，spect设备和mr设备的地线共用，能够避免交流电对mr设备采集信号的干扰，消除mr图像伪影，通过对电磁屏蔽空间的磁场均匀性进行调节，可以有效的提高mr设备采集信号的信噪比和分辨率，提升双模态成像质量，通过对spect设备的探头内的电子学部分进行信号屏蔽，能够避免mr设备中强磁场对spect设备采集信号的干扰，通过采用第一传导板将直流电传输至电磁屏蔽空间中的spect设备和mr设备，以进行供电，能够隔绝mr设备中射频信号对spect设备和mr设备相关联的电源器件的信号干扰，通过采用第二传导板将探头采集到的spect信号数据传输至信号输出器件，以采用信号输出器件输出spect信号数据，能够提高spect设备信号输出的稳定性和准确性，通过对spect设备和mr设备以前后式组合方式进行组合，或，以嵌入式方式进行组合，能够减少spect/mr设备40的空间占用面积，降低建造成本，实现对患者进行双模态一体同步或异步成像。

图6是本发明一实施例提出的双模态成像装置的结构示意图。

参见图6，该装置600包括：

屏蔽模块601，用于对spect设备的探头进行信号屏蔽；

采集模块602，用于采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，并采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像。

可选地，一些实施例中，屏蔽模块601，具体用于：

对spect设备的探头内的电子学部分进行信号屏蔽，电子学部分为无磁电子元器件。

可选地，一些实施例中，参见图7，双模态成像装置600，还包括：

供电模块603，用于采用直流电对电磁屏蔽空间中的spect设备和mr设备进行供电，且，spect设备和mr设备的地线共用。

可选地，一些实施例中，spect设备和mr设备具有相关联的电源器件，电源器件设置在电磁屏蔽空间的外部，其中，供电模块603，具体用于：

采用第一传导板将直流电传输至电磁屏蔽空间中的spect设备和mr设备，以进行供电。

可选地，一些实施例中，参见图7，spect设备具有关联的信号输出器件，信号输出器件设置在电磁屏蔽空间的外部，其中，双模态成像装置，还包括：

输出模块604，用于采用第二传导板将探头采集到的spect信号数据传输至信号输出器件，以采用信号输出器件输出spect信号数据。

可选地，一些实施例中，参见图7，双模态成像装置600，还包括：

调节模块605，用于对电磁屏蔽空间的磁场均匀性进行调节。

可选地，一些实施例中，spect设备和mr设备以前后式组合方式进行组合，或者，spect设备和mr设备以嵌入式组合方式进行组合。

需要说明的是，上述图1-图3对双模态成像方法的解释说明也适用于该双模态成像装置600，其实现原理类似，此处不在赘述。

本发明实施例中，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

为实现上述实施例，本发明提出一种双模态成像系统，包括图4-图5的双模态成像设备，实现图1-图3的双模态成像方法，其实现原理类似，此处不在赘述。

本发明实施例中，通过对spect设备的探头进行信号屏蔽，并采用屏蔽后的探头采集待检测用户的spect信号数据，以及采用mr设备采集待检测用户的mr信号数据，spect信号数据和mr信号数据用于进行双模态成像，能够解决由光电倍增管组成探测器的spect设备无法在mr设备工作环境下正常运行的问题，并在进行检测时同时采集信号数据，以进行成像，提升所采集的信号质量，提升后续成像效果。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。