一种辐射探测测量和成像方法及变结构pet设备的制造方法_2

文档序号:9909714阅读:来源:国知局
测器环所在平面 设置,所述第四动力组件的输出端与所述第四转动轴均平行于轴向设置,且第四转动轴与 所述探测器固定连接,所述第四连接板对应所述第四动力组件的输出端与所述第四转动轴 分别设置两个开孔,所述第四动力组件的输出端与所述第四转动轴穿过所述开孔后经由 所述第四传动组件传动连接;所述第一转动单元包括与建模模块通信连接的第三动力组 件、第三转动轴,所述第三动力组件固定于所述模块安装板上,所述第三转动轴径向固定在 所述第三连接板上,且第三动力组件的输出端与所述第三转动轴转动连接以经由所述第一 转动单元带动所述第二转动单元以及探测器自转a m,n。
[0040] 所述的变结构PET设备,包括相对设置的两组探测器板,所述每组探测器板中,探 测器呈板状分布,包括Μ排N列探测器以及固定所述Μ排N列探测器的一平板机架,M,N2 1;
[0041] 优选的,所述第二转动单元与所述探测器固定连接用于驱动所述探测器在垂直于 探测器环的平面内旋转K,n,所述第一转动单元用于驱动所述第二转动单元以及与所述第 二动力单元固定连接的探测器在探测器环所在平面旋转<v n;
[0042] 进一步的,所述第二转动单元包括与建模模块通信连接的第二动力组件、第二传 动组件、第二转动轴以及第一旋转架,所述第一旋转架包括垂直固定连接的第一安装板与 第二安装板,所述第一安装板平行于探测器环所在平面设置,所述第二安装板垂直于所述 探测器环面设置,所述第二动力组件的输出端与所述第二转动轴均切向设置,且所述第二 转动轴固定于所述探测器上,所述第二安装板对应所述第二转动轴以及所述第二动力组件 的输出端设置开孔,所述第二转动轴与所述第二动力组件的输出端穿过所述开孔后经由所 述第二传动组件连接;所述第一转动单元包括与建模模块通信连接的第一动力组件、第一 传动组件以及第一转动轴,所述第一动力组件固定设置于所示模块安装板上,所述第一转 动轴固定于所述第一安装板上,第一动力组件的输出端与第一传动轴均轴向设置且二者经 由所述第一传动组件传动连接;
[0043] 或,所述第二转动单元与所述探测器固定连接用于驱动所述探测器在目标平面内 旋后^,所述第二传动单元包括与所述建模模块通信连接的第四动力组件、第四传动组件、 第四转动轴以及第二旋转架,所述第二旋转架包括垂直固定连接的第三连接板与第四连接 板,所述第三连接板平行于轴向设置、所述第四连接板平行于探测器环所在平面设置,所述 第四动力组件的输出端与所述第四转动轴均平行于轴向设置,且第四转动轴与所述探测器 固定连接,所述第四连接板对应所述第四动力组件的输出端与所述第四转动轴分别设置两 个开孔,所述第四动力组件的输出端与所述第四转动轴穿过所述开孔后经由所述第四传动 组件传动连接;所述第一转动单元包括与建模模块通信连接的第三动力组件、第三转动轴, 所述第三动力组件固定于所述模块安装板上,所述第三转动轴径向固定在所述第三连接板 上,且第三动力组件的输出端与所述第三转动轴转动连接以经由所述第一转动单元带动所 述第二转动单元以及探测器自转<v n。
[0044] 所述第一动力组件、第二动力组件、第三动力组件、第四动力组件为电机,所述第 一传动组件、第二传动组件以及第四传动组件为传动皮带;
[0045] 优选的,所述第一转动轴、第二转动轴设置于所述探测器用于安装晶体的头部位 置处,所述第一动力组件、第二动力组件设置于所述探测器底部的外部,所述第一安装板、 第一传动组件的长度高于所述探测器长度设置以传动连接所述第一动力组件与所述第一 转动轴,所述第二安装板以及第二传动组件长度高于所述探测器长度设置以传动连接所述 第二转动轴与第二动力组件;
[0046] 优选的,所述第四转动轴设置于所述探测器用于安装晶体的头部位置处,所述第 三转动轴设置于所述探测器的底部所在上,所述第三动力组件、第四动力组件设置于所述 探测器底部的外部,所述第四安装板以及第四传动组件长度高于探测器长度设置以传动连 接所述第四转动轴和第四动力组件;
[0047] 优选的,所述模块安装板对应所述第一动力组件的输出端、第一转动轴设置开孔, 所述第一动力组件的输出端、第一转动轴穿过所述开孔后经由所述第一传动组件传动连 接;
[0048]优选的,所述模块安装板为环形板,所述第三动力组件均匀分布,分布径向与所述 环形板的内壁固定连接。
[0049] 由于采用上述方案,本发明的有益效果是:
[0050] 本发明所示的辐射探测测量和成像方法,可应用于PET、CT、STOCT、PET-CT、CT-SPECT等成像设备中,在成像时,其调节探测器的旋转角度,使得探测器的中轴穿过待测量 和成像区域,即根据需要使得相应的探测器的中轴汇聚于待测量和成像区域,从而待测量 和成像区域发射的伽马射线能够已以较优的角度(最佳为垂直)入射至射到晶体内部,一方 面,能够可以尽量消除"深度效应"对此区域的空间分辨率恶化的影响;另一方面,由于消除 了晶体"深度效应"的影响,所以无需采用复杂的D0I探测器来提高系统的空间分辨率,降低 了成像设备的生产成本,同时,由于晶体的厚度对系统空间分辨率的影响不再明显。所以可 以采用更厚的晶体,在不降低系统空间分辨率的前提下,提高系统灵敏度。同时还可以采用 低密度、低成本的晶体材料,通过加大晶体的厚度,在不降低系统空间分辨率和系统灵敏度 的前提下,进一步的降低设备成本。
[0051] 在上述辐射探测测量和成像方法的基础上,本发明进一步的提供了一种应用所述 辐射探测测量和成像方法的变结构PET设备,在进行成像时,首先通过软硬件设计使得PET 设备的部分或者全部探测器可在固定机架内根据需求进行角度旋转,从而控制相应的探测 器的中轴汇聚于感兴趣区域以进行该区域内产生的γ射线的采集;然后在配合相应的数据 采集、数据处理以及图像重建等算法最终实现对感兴趣区域(即辐射探测的测量和成像区 域)成像,从而一方面,能够可以尽量消除"深度效应"对此区域的空间分辨率恶化的影响; 另一方面,由于消除了晶体"深度效应"的影响,所以无需采用复杂的DOI探测器来提高系统 的空间分辨率,降低了 PET设备的生产成本,同时,由于晶体的厚度对系统空间分辨率的影 响不再明显。所以可以采用更厚的晶体,在不降低系统空间分辨率的前提下,提高系统灵敏 度。同时还可以采用低密度、低成本的晶体材料,通过加大晶体的厚度,在不降低系统空间 分辨率和系统灵敏度的前提下,进一步的降低设备成本。
【附图说明】
[0052]图1是现有的PET成像方法原理不意图;
[0053]图2为本发明所示辐射探测测量和成像方法应用于环形PET实施例的原理示意图; [0054]图3为本发明所示辐射探测的测量和成像应用于平板PET实施例的原理示意图;
[0055] 图4为步骤(A)中应用于环形PET中时聚焦步骤示意图;
[0056] 图5(a)为步骤(B)中应用于环形PET中时的聚焦步骤示意图;
[0057] 图5 (b)为步骤(B)中应用于平板PET中时的聚焦步骤示意图;
[0058] 图6是本发明所示成像方法步骤(3)中系统响应矩阵计算示意图;
[0059]图7(a)是本发明所示变结构环形PET设备一实施例的结构示意图;
[0060]图7(b)是图7(a)所示变结构环形PET设备反面结构示意图;
[0061 ]图8是本发明所示的变结构平板PET-实施例的结构示意图;
[0062] 图9(a)、图9(b)、图9(c)、图9(d)是图7所示实施例中一转动控制模块的结构示意 图;
[0063] 图10是图9所示转动控制模块中探测器与第二转动轴的连接结构示意图;
[0064] 图11是图9所示转动控制模块中第一转接板与第一转动轴的连接结构示意图;
[0065] 图12是本发明所示变结构PET设备一实施例中转动控制模块的结构示意图;
[0066] 图13是图12所示转动控制模块另一视角的结构示意图;
[0067] 图中:模块安装板110、探测器120、第一转动单元310、第一动力组件311-1、第一传 动组件311-2、第一转动轴311-3、第二动力组件321-1、第二传动组件321-2、第二转动轴 321- 3、第一安装板321-4、第二安装板321-5、第三动力组件312-1、第三转动轴312-2、第二 转动单元320、第四动力组件322-1、第四传动组件322-2、第四转动轴322-3、第三连接板 322- 4、第四连接板322-5。
【具体实施方式】
[0068] 以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0069] 本发明首先公开了一种辐射探测测量和成像方法,包括以下步骤:
[0070] (1)确定待测量和成像区域的空间位置;(2)调节至少一个探测器的角度,使得所 述调节后的探测器中轴穿过所述待测量和成像区域;(3)进行测量或者成像,所述进行测量 或者成像的探测器包括部分或全部调节后的探测器。
[0071]本发明所示的辐射探测测量和成像方法中,调节后的探测器的中轴穿过所述待测 量和成像区域后,利用至少一个调整的探测器进行辐射探测的测量和成像,待测量和成像 区域内发射的伽马射线可以一个更好的角度(垂直为最佳)的入射进入调整后探测器的晶 体,从而尽量的降低"深度效应"所带来的空间分辨率的损失,提高系统对聚焦区域的空间 分辨率,以得到对待测量和成像区域更精准的成像。
[0072] 上述成像辐射探测测量和成像方法可应用于PET、CT、SPECT、PET-CT、CT-SPECT等 设备的成像中。当其应用于CT设备成像时,待测量和成像区域为CT中射线产生区域,即X射 线源所在的位置,当其应用于PET或SPECT设备成像时,待测量和成像区域则为感兴趣的区 域,即病灶、某种生理代谢过程所在的区域,此区域具有较高的临床诊断或者科学研究价 值,需要对其进行精准成像。
[0073] 步骤(2)中,调节后的探测器的中轴只需穿过待测量和成像区域即可相对实现更 为精准的成像,各探测器的中轴可尽量平行待测的射线方向设置以实现待测量和成像区域 内发射的伽马射线垂直为的入射进入调整后探测器的晶体;各探测器的中轴也可自由组合 在待测量和成像区域形成至少一个交叉点。本实施例中,将各探测器的中轴汇聚至所述待 测量和成像区域内任意一点F(空间位置为?(^^,^))处进行后续的成像,作为一个优选 方案,所述F点为待测量和成像区域的中心点。
[0074] 步骤(3)在进行测量或者成像时,所述进行测量或者成像的原始探测器数量以及 调整后的探测器数量可根据实际需求进
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