一种pet成像棒源装置及pet设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种应用于PET成像装置的校正结构。
【背景技术】
[0002]在核医学领域中，PET(正电子发射计算机断层扫描)是一种可以无创伤地显示人体器官功能和代谢的检查成像技术，在临床上这种技术可以用来指导癌症治疗。其原理是:病人身体里的恶性肿瘤组织代谢旺盛，代谢物质(如葡糖糖、蛋白质等)聚集较多。我们可以利用放射性核素(如18F、11C等)对代谢物质进行标记，然后使用PET成像系统并通过三维成像技术准确显示代谢物质的聚集和活度来反映生命代谢的活动。PET还可和CT整合在一台仪器上，组成PET-CT系统(integrated PET-CT system)，PET-CT主要包括PET主机、CT主机和PET探测器，病人在检查时经过快速的全身扫描，可以同时获得CT解剖图像和PET功能代谢图像，两种图像优势互补，以便医生对疾病做出准确判断。
[0003]为了增加探测效率，医用PET通常是一个包含上万个探测单元的环状探测系统。受几何位置和性能差异的影响，例如晶体发光效率、晶体封装、晶体与PMT (光电倍增管)的耦合、电子学系统、光子对的入射角度不同等，探测单元的探测效率不尽一致。因此在实际探测结果sinograms，即使所有探测单元被均匀照射。这必然会在重建过程中引入伪影，导致医生对肿瘤的误判断。为了能够准确对探测系统进行建模，得到满意的图像质量，用户必须事先对探测器的探测效率进行校正，这被称为归一化校正。PET系统一般需要经历两种归一化校正，一是出厂前利用低散射源来校正归一化因子中不随时间变化的部分，二是在医院中定时校正探测器性能的漂移对归一化因子的影响。
[0004]在第一种归一化校正中，通常的做法是用一个含有均匀放射性的棒源绕着PET探测系统的轴做匀速转动以均匀照射所有探测单元。旋转半径要足够大以保证轨迹覆盖PET探测器环的规定视野。校正试验通常要求持续十几个小时以获取足够的符合事件。既然所有探测单元探测到的符合事件在统计上是相同的，那么对应的计数响应就可以作为探测单元效率的量度，以此为基础可计算出归一化因子。由于放射源是棒源，数据处理中散射校正和衰减校正可以忽略。这些因子需要提前计算，以文件方式存储于计算机，在对病人进行检查时，将归一化因子直接作用于测量值就实现了探测器的归一化校正。
[0005]此外，现有的PET-CT设备为保证扫描精度，也需要定期对PET探测器进行维护，现有技术中，在对PET探测器进行维护时，需要采用专用工装将整个PET探测器从PET-CT主机上拆除，然后将PET探测器3’上的棒源装置拆除，以便对PET探测器中的探测模块进行维护；当完成所有探测模块的维护后，将棒源装置重新安装在PET探测器上，之后将PET探测器重新组装到PET-CT主机上。
[0006]为实现CT和PET图像的精确重合，PET主机和CT主机的扫描中心必须在虚拟校准线上，故当PET探测器重新安装时，必须校准。校准过程中，首先用机械方法进行初步校准，然后通过图像扫描确认偏差，再进行精确校准，且校准过程需反复进行。
[0007]通常，完成上述所有的校准工作平均需要1.5个工作日，校准过程较为复杂，耗时较长，在较大程度上缩小了设备的有效运行时间；同时，棒源装置的拆装需要采用专用工装进行，增加了维修成本以及操作人员的工作强度。
[0008]因此，如何设计出一种应用于PET系统的棒源装置，是本领域的技术人员需要考虑的问题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供一种PET成像棒源装置及PET设备，当棒源装置移动至指定位置后，棒源本体除在第一转动模块的带动下围绕PET轴向(优选为中轴)匀速转动以均匀照射所有探测单元外，还接受第二转动模块的驱动进行自转，由于棒源本体理论上自身的射线不可能100%分步均匀，故通过自身加以旋转，可以更为有利的弥补这一点，能够更加均匀照射所有探测单元，从而获得的校准结果更加准确。
[0010]为达到上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0011]一种PET成像棒源装置，包括棒源本体，还包括驱动所述棒源本体围绕轴向匀速转动的第一转动模块以及驱动所述棒源本体自转的第二转动模块；
[0012]所述第二转动模块的输出端平行于轴向设置，且第二转动模块的输出端与所述棒源本体轴向连接以驱动所述棒源本体自转；
[0013]所述第一转动模块包括第一动力组件、第一传动组件以及一旋转臂结构，所述第一动力组件与平行于轴向设置，所述旋转臂结构垂直于轴向设置，所述第一动力组件与所述旋转臂结构经由所述第一传动组件传动连接，所述第二转动模块固定于所述旋转臂结构远离所述第一传动组件的一端，以跟随所述第一动力组件的运动带动所述棒源本体围绕轴向转动。
[0014]所述旋转臂结构包括一臂根接头、一旋转臂本体以及一定位卡槽，所述旋转臂本体一端经由所述臂根接头与所述第一传动组件可拆卸连接，所述旋转臂本体远离所述第一传动组件的一端设置定位卡槽，所述第二转动模块对应所述定位卡槽设置定位接头以固定于所述旋转臂结构上。
[0015]所述旋转臂结构为可变长度结构，所述旋转臂本体包括与第一传动组件可拆卸连接的一主动臂以及至少一加长臂，所述主动臂远离所述第一传动组件的一端设置定位卡槽，所述加长臂分别一端设置定位接头、另一端设置定位卡槽，所述主动臂与加长臂之间、加长臂与加长臂之间、主动臂或加长臂与第二转动模块之间经由所述定位卡槽和定位接头的配合可拆卸连接。
[0016]所述定位卡槽为U型开口的浅槽，所述定位接头对应为一 U型接头，所述浅槽以及U型接头上分别设置一定位孔以及一锁紧孔以用于旋转臂本体与所述第二转动模块或所述旋转臂本体内部的固定连接。
[0017]所述第二转动模块包括第二动力组件和/或固定在所述第二动力组件输出端上的一夹具，所述动力组件的输出端直接与所述棒源本体或经由所述夹具与所述棒源本体相连，以在所述第二动力组件的驱动下带动所述棒源本体自转。
[0018]PET成像棒源装置还包括用于移动所述棒源本体至指定位置的传动模块，所述传动模块包括一垂直升降机构以及一水平移动机构，所述第一转动模块的第一动力组件、第一传动组件设置于所述水平移动机构上、所述第一转动模块的旋转臂结构设置于所述水平移动机构的外部以带动所述棒源本体跟随所述水平移动机构轴向前进或后退，所述水平移动机构设置于所述垂直升降机构上以带动所述棒源本体跟随所述垂直升降机构垂直上升或下降。
[0019]优选的，所述水平移动机构包括第三底板、固定于所述底板上第三动力单元与丝杠-滑块单元、一用于固定所述第一转动模块的支撑板，所述丝杠-滑块单元包括至少一丝杠以及穿过所述丝杠设置的滑块，第三动力单元的输出端与所述丝杠轴向转动连接、所述支撑板的上底面与所述第一动力组件、第一传动组件固定连接，所述支撑板的下底面设置于所述滑块上以在所述第三动力单元的驱动下带动所述棒源本体沿轴向水平移动。
[0020]优选的，所述垂直升降机构包括至少一组剪式升降平台，所述剪式升降平台之间垂直叠加固定设置，所述每组剪式升降平台包括一第四底板、设置于所述第四底板上的第四动力单元以及丝杠-滑块单元、两组支撑杆件，所述丝杠-滑块单元包括至少一丝杠以及穿过所述丝杠设置的滑块，所述第四动力单元的输出端与所述丝杠轴向转动连接，所述每组支撑杆件包括剪式叉状铰接连接的一固定杆以及一游离杆，所述游离杆的底部固定于所述滑块上，所述固定杆的底部固定于本层的剪式升降平台上，所述游离杆与所述固定杆的顶部分别与上层剪式升降平台的第四底板固定连接。
[0021]进一步的，所述丝杠-滑块单元还包括两组限位组件，所述以限制所述滑块在丝杠上的最大行程。
[0022]本实用新型还公开了一种PET设备，包括至少一探测器环，还包括如前所述的PET成像棒源装置，所述垂直升降机构的行程高于所述PET设备中心轴离地高度设置以使得所述第一动力单元垂直上升至与所述PET设备同轴的位置，所述水平移动机构的行程不小于探测器环的厚度设置以将所述棒源本体沿轴向推入或者退出所述PET设备。
[0023]由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是:
[0024]1、当传动模块将第一转动模块以及第二转动模块移动至指定位置后，将棒源本体安装至夹具上，此时棒源本体除在第一转动模块的带动下围绕PET的中轴匀速转动外，还接受第二转动模块的驱动进行自转，由于棒源本体理论上自身的射线不可能100%分步均匀，故通过自身加以旋转