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_4

文档序号:9909714阅读:来源:国知局
还公开了应用辐射探测测量和成像方法的变结构PET 设备,其包括多个探测器组件,每个探测器组件包括探测器以及前端电路,所述PET设备还 包括至少一确定对应探测器旋转角度建模模块以及至少驱动对应探测器旋转 γ m,n(am,n, iVn)角度的一转动控制模块,所述每个探测器与其中一建模模块以及其中一转动控制模块 分别通信连接,所述转动控制模块输入端与对应探测器的建模模块通信连接,以接受所述 建模模块的指令带动对应探测器转动相应旋转丫^^^^^彡角度^吏得所述探测器的中 轴穿过所述放射发生区域。
[0109] 每个探测器只需要同时与其中一建模模块和一转动控制模块分别通信连接,通过 一个或多个建模模块确定相应探测器的旋转角度后,在经由一个或多个转动控制模块即可 带动相应的探测器旋转至丫^(<^",^")角度,同时由于使用人员的对空间分辨率需求不 同,需要进行角度调整的探测器的数量不一样,对应的整个PET设备中,建模模块、转动控制 模块数量设置也不一样,对于不同的PET设备,建模模块与转动控制模块可根据实际需要具 体设置。此外,由于PET设备的型号与种类不同,探测器在PET设备中的分布与连接方式也各 部相同,故建模模块、转动控制模块在PET设备中相应的空间设置有所区别;
[0110] 为便于对变结构PET设备的结构以及工作原理解释说明,以下结合图7至图13所示 的四个实施例对对应用辐射探测测量和成像方法的变结构PET设备的结构进行进一步的说 明,四个实施例中,建模模块、转动控制模块数量与均与PET设备中探测器一一对应,即每个 探测器的角度均可调整。
[0111] 图7(a)和图7(b)所示实施例中,PET设备为环形PET,其内的探测器组件呈环状分 布,PET设备包括Μ组探测器环,每组探测器环包括N个探测器组件以及用于固定N个探测器 组件的一模块安装板,模块安装板对应为环形板,Μ,Ν2 1;每个探测器组件包括一探测器 120以及驱动探测器120工作的前端电路,每组探测器组件中还包括确定对应探测器120设 置的建模模块以及带动相应探测器120旋转指定角度的转动控制模块,转动控制模块的输 入端与建模模块通信连接、转动控制模块的输出端与探测器分别固定连接,从而当该组建 模模块在确定相应探测器应该转动的角度丫^((^,",仏,")之后,建模模块发送指令至转动 控制模块,转动控制模块接受建模模块的指令带动每个探测器转动,最终使得每个探测器 的中轴汇聚至F(xf,yf,zf)处。
[0112] 每组探测器组件的转动控制模块中,其包括第一转动单元310以及第二转动单元 320,第一转动单元310和第二转动单元320整体的输出端均与相应的探测器120固定连接, 同时第一转动单元310的输入端与建模模块通信连接以接受建模模块的指令带动对应的探 测器120转动<^"度,第二转动单元320的输入端与建模模块通信连接以接受建模模块的指 令带动带动探测器转动ftn, η度。
[0113] 图7(a)和图7(b)所示实施例中,第一转动单元310整体固定在模块安装板110上, 用于驱动探测器120以及与探测器相连的第二转动单元320二者整体在探测器环所在平面 旋转,其中,如图9(a)至图9(b)所示,第一转动单元310包括第一动力组件311-1、第一传 动组件311-2以及第一转动轴311-3,其中,第一动力组件311-1直接固定设置于模块安装板 110上且与建模模块通信连接,如图9所示,第一转动轴311-3固定于第一安装板321-4上,第 一动力组件311-1的输出端与第一转动轴311-3二者平行于轴向设置,且第一动力组件311-1的输出端与第一转动轴311-3经由第一传动组件311-2传动连接,从而当第一动力组件 311-1工作时,第一动力组件311-1的输出端转动,然后经由第一传动组件311-2带动第一转 动轴311-3在平行于探测器环所在的平面内转动,由于第一转动轴311-3直接固定在第一安 装板321-4上,故可带动第二转动单元320以及固定在第二转动单元320上的探测器120整体 在在平行于探测器环所在的平面内转动,最终第一转动单元310可根据建模模块的指令带 动探测器120在探测器环所在平面旋转a m,n。
[0114] 第二转动单元320直接与探测器120固定连接用于驱动该探测器120在垂直于探测 器环所在的平面内旋转,如图9(c)至图9(d)所示,第二转动单元320包括与建模模块通 信连接的第二动力组件321-1、第二传动组件321-2、第二转动轴321-3以及一旋转架,如图8 所示,旋转架包括垂直固定连接的第一安装板321-4与第二安装板321-5,其中第一安装板 321-4平行于该对应的探测器环所在平面设置,第二安装板垂直于该探测器环面设置,第二 动力组件321-1的输出端以及第二转动轴322-3均平行于切向设置,且第二转动轴321-3直 接固定在对应的探测器120上,第二安装板322-5对应第二转动轴321-3以及第二动力组件 321-1的输出端分别设置两组开孔,第二转动轴321-3与第二动力组件321-1的输出端穿过 开孔后经由第二传动组件321-2传动连接;当第一转动单元310带动第二转动单元320以及 探测器120在探测器环所在平面转动a m,n度后,第二动力组件321-1接受建模模块的指令开 始转动,由于第二动力组件321-1的输出端与第二转动轴经由第二传动组件传动连接,故固 定在探测器120上的切向设置的第二转动轴也跟随转动,最终带动探测器120在垂直于探测 器环所在的平面转动,最终探测器120被旋转至指定位置,使得各个探测器的中轴均汇 聚至F点处,以进行后续的成像步骤。本文中所述轴向和径向均以探测器和探测器环为参 照,所述轴向是指平行于探测器环的中轴线的方向,所述径向是指探测器的径向,所述的切 向是指探测器环的切向。
[0115] 第一动力组件311-1、第二动力组件321-1均为电机,第一传动组件311-2与第二传 动组件321-2为传动皮带,此外第一转动轴311-3、第二转动轴321-3设置于探测器120用于 安装晶体的头部位置处,从而可直接带动晶体转动至指定位置。此外,考虑到探测器环内 可操作空间较小,故模块安装板对应第一动力组件311-1的输出端、第一转动轴311-3设置 开孔,第一动力组件311-1的输出端、第一转动轴311-3穿过开孔后经由第一传动组件传动 连接以将第一转动单元设置在探测器环的外部,同时第二传动组件以及第二安装板的长度 高于探测器的高度设置,从而第二动力组件设置在探测器120的底部位置时也可经由第二 传动组件与设置在探测器120头部的第二转动轴传动连接,以提供安装空间。
[0116] 第二实施例中,PET设备的探测器组件仍然呈环状分布,PET设备包括Μ组探测器 环,每组探测器环包括Ν个探测器120以及用于固定所述Ν个探测器120的一模块安装板,Μ,Ν 2 1模块安装板为环形板;每组探测器组件中也包括用于确定相应探测器120旋转角度 4.,加 ηι.?久,,)的建模模块以及用于带动相应探测器120转动的转动控制模块,转动控制模 块的输入端的与建模模块通信连接、转动控制模块的输出端与探测器固定连接,从而建模 模块在确定每个探测器应该转动的角度之后,发送指令至转动控制模块,转动控制模块接 受建模模块的指令带动对应探测器120转动,最终使得探测器的中轴汇聚至F( Xf,yf,zf)处。 [0117]转动控制模块的结构发生变化,每组转动控制模块均包括第一转动单元310以及 第二转动单元320,第一转动单元310和第二转动单元320整体的输出端均与相应的探测器 120固定连接,同时第一转动单元310的输入端与建模模块通信连接以接受建模模块的指令 带动对应的探测器120转动a m,n度,第二转动单元320的输入端与建模模块通信连接以接受 建模模块的指令带动带动探测器转动iVn度。
[0118]与第一实施例相比,第二实施例中,如图11和图12所示,第一转动单元310固定于 模块安装板上,其用于驱动第二转动单元320以及与第二转动单元320固定连接的探测器 120围绕中轴自转am,J人而到达目标平面,第二转动单元320与探测器120固定连接用于驱动 探测器120在目标平面内旋转i3 m,n,具体而言,第二传动单元320包括依次连接的第四动力组 件322-1、第四传动组件322-2、第四转动轴322-3以及第二旋转架,第二旋转架包括垂直固 定连接的第三连接板322-4与第四连接板322-5,第三连接板322-4平行于轴向设置、第四连 接板322-5平行于探测器环所在平面设置,第四动力组件322-1的输出端与第四转动轴322-3均平行于轴向设置,且第四转动轴322-3设置在探测器上与探测器120固定连接,第四连接 板322-5对应第四动力组件322-1的输出端和第四转动轴322-3分别设置两个开孔,从而第 四动力组件322-1的输出端与第四转动轴322-3能够穿过开孔后经由第四传动组件322-2传 动连接,第一转动单元310包括第三动力组件312-1以及第三转动轴312-2,第一动力组件 312-1固定在模块安装板上,第三转动轴312-2径向固定在第三连接板上,且第一动力组件 312-1的输出端与第三转动轴312-2转动连接。当第三动力组件312-1接受建模模块的指令 转动时,带动第三转动轴312-2转动,由于第三转动轴312-2径向设置在第三连接板322-4 上,故整个第二转动单元320以及与第二转动单元320相连的探测器120均跟随第三动力组 件312-1输出端的转动而围绕探测器的中轴自转a m,n以到达目标平面内,此时建模模块发送 指令至第四动力组件322-1处,第四动力组件322-1接受指令经由第四传动组件322-2带动 第四转动轴322-3转动,又由于第四转动轴322-3设置在探测器上,故探测器120在目标平面 内根据指令转动仏, n从而使得各探测器均能到达指定位置处,以聚焦后为后续成像做好准 备。
[0119]第三动力组件312-1、第四动力组件322-1为电机,第四传动组件322-2为传动皮 带,且第四转动轴322-3设置于探测器120用于安装晶体的头部位置处从而可直接带动晶体 转动指指定位置处。此外,考虑到探测器环内安装空间较小,故模块安装板110上对应第四 动力组件的输出端、第四转动轴设置开孔,第四动力组件的输出端、第四转动轴穿过上述开 孔后经由第一传动组件传动连接,同时第四传动组件以及第四安装板的长度高于探测器的 高度设置,从而第四动力组件设置在探测器120的底部位置时也可经由第四传动组件与设 置在探测器120头部的第四转动轴传动连接,以提供安装空间。
[0120]图8为第三实施例,PET设备为平板P
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