用于基于辐射的成像的扩散场成像准直器及其使用方法与流程

背景技术：

1、在诸如分子医学成像(有时被称为核医学成像)之类的基于辐射的成像中，可以生成表示放射性药物分布的图像用于医学诊断。在成像之前，放射性药物被注射到诸如患者之类的目标对象中。放射性药物发射放射性光子，该放射性光子可以穿透身体以被光子检测器检测到。基于来自所接收的光子的信息，光子检测器然后可以确定患者体内的放射性药物的分布。该分布表示患者的生理功能，因此该分布的图像为诸如心脏病学、肿瘤学、神经病学等之类的多种疾病和状况的诊断提供了具有价值的临床信息。

2、为了生成图像，准直器和光子检测器协力工作。准直器是引导光子路径(即，引导光子以采取特定路径)的设备。在基于辐射的成像中，光子可以源自对象内部的未知位置，这与从已知源(或多个源)位置发射光子的x射线或ct不同。在没有准直器的情况下，来自所有方向的光子可能被光子检测器记录，并且图像重建可能变得困难。因此，采用准直器来引导可能的光子路径，从而可以重建图像，这与摄影相机中透镜的作用相似。尽管现有的基于辐射的成像系统对于它们的预期目的通常就已足够，但是它们在所有方面尚未完全令人满意。例如，现有的准直器和检测器通常必须以成像分辨率与信号灵敏度之间的折衷来部署，而非两者均为优异。因此，期望对基于辐射的成像系统进行改进。

技术实现思路

1、根据各种实施例，本公开提供了一种基于辐射的成像系统。该基于辐射的成像系统包括准直器，该准直器被配置为过滤从目标对象发射的辐射，该准直器包括多个孔口(aperture)，该多个孔口非均匀地分布在准直器上，其中多个孔口的最大接受角不大于15°；以及检测器，该检测器用于检测已经穿过准直器的辐射，其中准直器与检测器间隔开，使得检测器的顶部表面上面向准直器的点被多个孔口中的两个或更多个孔口同时照射。在一些实施例中，检测器的顶部表面上的点被多个孔口中的一定百分比的孔口同时照射，其中该一定百分比小于大约25％。在一些实施例中，多个孔口的数量超过一千个。在一些实施例中，多个孔口的以下项中的至少一项发生变化：孔口尺寸、孔口形状、接受角、长度和孔口节距。在一些实施例中，准直器与检测器之间的距离是准直器厚度的大约0.5倍至大约10倍(诸如1.5倍至10倍)。在一些实施例中，多个孔口形成包括重复基本图案的图案。在一些实施例中，重复基本图案是经编码孔口图案。在一些实施例中，孔口中的一个孔口的照射区域基本等于重复基本图案的面积。在一些实施例中，准直器包括第一部分和第二部分，其中第一部分包括均匀分布在第一部分上的通孔，并且第二部分包括非均匀分布在第二部分上并且与多个孔口相对应的通孔，使得第一部分的通孔的一部分被第二部分阻挡。在一些实施例中，第一部分的厚度是第二部分的厚度的大约2倍至大约10倍。在一些实施例中，准直器是第一准直器，并且检测器是第一检测器，该系统还包括第二准直器以及耦合到第二准直器的第二检测器，其中第二准直器被附接到第二检测器。

2、根据各种实施例，本公开提供了一种基于辐射的成像系统。该基于辐射的成像系统包括第一准直器，该第一准直器被配置为过滤从目标对象发射的辐射，第一准直器包括多个第一孔口，该多个第一孔口形成第一孔口图案；第一检测器，该第一检测器与第一准直器相关联，用于检测已经穿过第一准直器的辐射；第二准直器，该第二准直器被配置为过滤从目标对象发射的辐射，该第二准直器包括多个第二孔口，该多个第二孔口形成第二孔口图案；以及第二检测器，该第二检测器与第二准直器相关联，用于检测已经穿过第二准直器的辐射，其中目标对象位于第一准直器与第二准直器之间，并且其中第一孔口图案与第二孔口图案不同。在一些实施例中，第一准直器与第一检测器接触，并且其中第二准直器与第二检测器间隔开。在一些实施例中，第二准直器与第二检测器之间的距离为第二准直器的厚度的大约0.5倍至大约7倍(诸如从1.5倍至7倍)。在一些实施例中，多个第一孔口均匀分布在第一准直器上，并且其中多个第二孔口不均匀分布在第二准直器上。在一些实施例中，第二孔口图案包括经重复编码图案。在一些实施例中，经重复编码图案是以下项中的一项：均匀冗余阵列(ura)图案、经修改的均匀冗余阵列(mura)图案、和完全二进制阵列(pba)图案。在一些实施例中，第一检测器和第二检测器所指向的方向具有偏移角。

3、根据各种实施例，本公开提供了一种用于过滤由对象发射的辐射的准直器。准直器包括第一部分，该第一部分包括均匀分布的多个第一通孔；以及第二部分，该第二部分包括非均匀分布的多个第二通孔，其中第一部分和第二部分间隔开和对齐，使得由对象发射的穿过多个第一通孔中的一些通孔的光子被第二部分阻挡。在一些实施例中，多个第二通孔形成经编码图案。在一些实施例中，第二部分可操作以相对于第一部分的面向第二部分的表面滑动，使得可以改变多个第一通孔和多个第二通孔中的经对齐的通孔。

4、根据各种实施例，本公开提供一种成像系统中的未对齐校正的方法。该方法包括：提供准直器和检测器，该检测器具有数字化像素网格；使用泛光源照射准直器；在数字化像素网格的每个像素中记录信号强度，其中信号强度由准直器的照射引起；从所记录的信号强度导出描述符；生成引入到数字化像素网格的偏移系列；从偏移系列中找到优化描述符的选定偏移；以及基于从选定偏移导出的实际最佳偏移来重新生成数字化像素网格。在一些实施例中，选定偏移分别包括两个正交方向上的偏移值对。在一些实施例中，描述符是以下项中的一项：所记录的信号强度的对比度值、峰值和谷值。在一些实施例中，通过与在数字化像素网格处记录的信号强度相对应的信号强度线的峰和谷的值的比例来确定对比度值。在一些实施例中，找到选定偏移包括：扫描偏移系列并且挑选使描述符最大或最小的选定偏移。在一些实施例中，重新生成数字化像素网格包括：通过固定偏移来调整选定偏移以生成实际最佳偏移；以及使用实际最佳偏移来重新生成数字化像素网格。

技术特征：

1.一种基于辐射的成像系统，包括：

2.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述检测器的所述顶部表面上的所述点被所述多个孔口中的一定百分比的孔口同时照射，其中所述一定百分比小于大约25％。

3.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述多个孔口的数量超过一千个。

4.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述多个孔口的以下项中的至少一项发生变化：孔口尺寸、孔口形状、接受角、长度和孔口节距。

5.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述准直器与所述检测器之间的距离是所述准直器厚度的大约1.5倍至大约10倍。

6.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述基本图案是经编码孔口图案。

7.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述孔口中的一个孔口的照射区域基本等于所述基本图案的面积。

8.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述准直器包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分包括均匀分布在所述第一部分上的通孔，并且所述第二部分包括非均匀分布在所述第二部分上并且与所述多个孔口相对应的通孔，使得所述第一部分的所述通孔的一部分被所述第二部分阻挡。

9.根据权利要求8所述的基于辐射的成像系统，其中所述第一部分的厚度是所述第二部分的厚度的大约2倍至大约10倍。

10.根据权利要求1所述的基于辐射的成像系统，其中所述准直器是第一准直器，并且所述检测器是第一检测器，所述成像系统还包括：

11.一种基于辐射的成像系统，包括：

12.根据权利要求11所述的基于辐射的成像系统，其中所述第一准直器与所述第一检测器接触。

13.根据权利要求12所述的基于辐射的成像系统，其中所述第二准直器与所述第二检测器之间的距离为所述第二准直器的厚度的大约1.5倍至大约7倍。

14.根据权利要求11所述的基于辐射的成像系统，其中所述多个第一孔口均匀分布在所述第一准直器上。

15.根据权利要求11所述的基于辐射的成像系统，其中所述基本图案包括经编码图案。

16.根据权利要求15所述的基于辐射的成像系统，其中所述经重复编码图案是以下项中的一项：均匀冗余阵列(ura)图案、经修改的均匀冗余阵列(mura)图案、和完全二进制阵列(pba)图案。

17.根据权利要求15所述的基于辐射的成像系统，其中相对于所述第一检测器的顶部表面的法线方向和相对于所述第二检测器的顶部表面的法线方向形成非零角度。

18.一种成像系统中的未对齐校正的方法，包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述选定偏移分别包括两个正交方向上的偏移值对。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述描述符是以下项中的一项：所记录的所述信号强度的对比度值、峰值和谷值。

技术总结
一种基于辐射的成像系统包括准直器，该准直器被配置为过滤从目标对象发射的辐射，该准直器包括多个孔口，该多个孔口非均匀地分布在准直器上。多个孔口的最大接受角不大于15°。基于辐射的成像系统还包括检测器，该检测器用于检测已经通过准直器的辐射。该准直器与检测器间隔开，使得检测器的顶部表面上面向准直器的点被多个孔口中的两个或更多个孔口同时照射。

技术研发人员：母治平
受保护的技术使用者：阿戈斯佩技术公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11