具有晶體或探測(cè)器單元間距的pet系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及診斷成像系統(tǒng)和方法。其尤其應(yīng)用于正電子發(fā)射斷層攝影(PET)，但也應(yīng)用于其他成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在PET掃描中，患者接收一劑量的放射性藥物。藥物通過(guò)血液被攜帶并在一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)器官或區(qū)域中聚集并發(fā)射輻射。在核掃描流程期間，所發(fā)射的輻射被系統(tǒng)探測(cè)到并被重建成放射性藥物在患者中的分布的圖像。圖像能夠示出循環(huán)系統(tǒng)和/或放射性藥物在各個(gè)區(qū)域或器官中的相對(duì)吸收。例如，癌性腫瘤吸收包含放射性藥物的顯著量的葡萄糖。來(lái)自解剖掃描流程的解剖數(shù)據(jù)與來(lái)自核掃描流程的代謝數(shù)據(jù)在混合圖像中的整合為醫(yī)師提供了用于確定在對(duì)象的解剖結(jié)構(gòu)中的放射性同位素分布的視覺(jué)信息。
[0003]固態(tài)PET探測(cè)器通常由閃爍體晶體制成，閃爍體晶體被形成為被耦合到探測(cè)器二極管的陣列的2D塊陣列。該陣列被耦合到印刷電路板(PCB)以形成探測(cè)器瓦塊(有時(shí)被稱為堆疊)。瓦塊然后被插到容納多個(gè)瓦塊的較大的PCB(模塊)中。探測(cè)器瓦塊常常被安裝在具有多于2 X 2個(gè)瓦塊(例如4 X 5、4 X 6或4 X 7)的配置中。2D塊陣列中的晶體通常彼此鄰接，并且一般，在晶體與模塊之間沒(méi)有或有可忽略的間距。晶體成本通常是硬件成本中的一大部分。PET系統(tǒng)能夠覆蓋的視場(chǎng)(F0V)的大小直接由所使用的晶體的數(shù)目決定，這使得大F0V系統(tǒng)成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)?zhí)岢鲆韵路桨竵?lái)解決這些問(wèn)題，即通過(guò)減少晶體的數(shù)目而不減小F0V，或者備選地增大F0V而不增加晶體，同時(shí)全部維持均勻的采樣而不降低分辨率。
[0005]公開(kāi)了一種PET掃描器，其包括圍繞檢查區(qū)域的環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)，所述檢查區(qū)域平行于所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)的軸而軸向延伸。所述PET掃描器還包括:被安裝在所述環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)上多個(gè)輻射探測(cè)器單元，形成圍繞所述檢查區(qū)域的環(huán)形排列；以及在所述檢查區(qū)域中軸向移動(dòng)患者的患者支撐體，其中，所述環(huán)形排列中的至少一些被環(huán)形間隙隔開(kāi)。
[0006]也公開(kāi)了大體為環(huán)形的PET設(shè)備，其包括:至少支撐第一環(huán)閃爍晶體的第一環(huán)形環(huán)，至少支撐第二環(huán)閃爍晶體并且能夠相對(duì)于所述第一環(huán)形支撐環(huán)移動(dòng)以改變?cè)谒龅谝画h(huán)晶體與第二環(huán)晶體之間的所述間距的第二環(huán)形支撐環(huán)，以及在掃描期間在所述PET設(shè)備中移動(dòng)患者的患者支撐體。
[0007]也公開(kāi)了一種執(zhí)行PET掃描的方法，其包括以下步驟:將患者定位在PET掃描器的患者支撐體上，利用所述患者支撐體移動(dòng)所述患者通過(guò)被至少一個(gè)環(huán)形間隙間隔的多環(huán)輻射探測(cè)器單元以收集PET數(shù)據(jù)，并且重建所述PET數(shù)據(jù)以產(chǎn)生患者圖像。
[0008]一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于降低的成本。
[0009]另一優(yōu)點(diǎn)在于增大的F0V。
[0010]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀并理解了以下詳細(xì)描述后，應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明還要進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各個(gè)步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選的實(shí)施例的目的，并且不應(yīng)被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0012]圖1圖解地圖示了具有在環(huán)之間的可調(diào)節(jié)間距的正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描器；
[0013]圖2圖示了具有間隔配置的閃爍晶體的個(gè)體PET探測(cè)器模塊；
[0014]圖3圖示了具有其附接的光探測(cè)器和為間隔配置的閃爍晶體的瓦塊；
[0015]圖4圖示了探測(cè)器元件的環(huán)的現(xiàn)有技術(shù)的鄰接布置；
[0016]圖5圖示了具有均勻間距的探測(cè)器元件的環(huán)的展開(kāi)布置；
[0017]圖6圖示了具有在成像區(qū)域的中心中增大的靈敏度的探測(cè)器單元的環(huán)的展開(kāi)布置；
[0018]圖7圖示了在其中探測(cè)器單元的環(huán)的對(duì)被均勻間隔的布置；
[0019]圖8圖示了相對(duì)于探測(cè)器單元的環(huán)的患者支撐體移動(dòng)；
[0020]圖9圖示了探測(cè)器單元的環(huán)的布置，其中，間距補(bǔ)償鄰近的F0V的軸向端部的降低的掃描器靈敏度；
[0021]圖10圖解地圖示了在一個(gè)實(shí)施例中PET探測(cè)器環(huán)上的探測(cè)器單元的間隔布置；
[0022]圖11為圖示用于利用具有稀疏探測(cè)器單元的PET掃描器掃描患者的方法的流程圖；
[0023]圖12圖示了幾種PET掃描，其中，來(lái)自每第四排列的晶體的數(shù)據(jù)被移除，以圖示去除晶體不犧牲掃描質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參考圖1，成像系統(tǒng)8包括正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像系統(tǒng)10，并且任選地，包括解剖成像系統(tǒng)，例如CT掃描器(未示出)。PET掃描器10包括被安置在機(jī)架(未示出)內(nèi)的多個(gè)探測(cè)器單元14的環(huán)12。環(huán)限定患者接納膛16。成像系統(tǒng)8還包括患者支撐體18、患者支撐體驅(qū)動(dòng)單元20，以及針對(duì)患者支撐體單元的位置傳感器22。環(huán)12可由環(huán)定位器24(例如，機(jī)動(dòng)跟蹤、蝸輪等)移動(dòng)。環(huán)位置傳感器26將環(huán)12的位置和旋轉(zhuǎn)位置輸出到響應(yīng)線(L0R)與參照系解析器30。
[0025]在PET掃描中，在PET數(shù)據(jù)采集之前向?qū)ο笫┯韬线m的正電子發(fā)射放射性藥物。所發(fā)射的正電子經(jīng)歷正電子/電子煙滅，每個(gè)煙滅事件生成在相反方向上行進(jìn)的511keV伽馬射線，因此限定響應(yīng)線(L0R)?；颊咧误w18將要被成像的患者或?qū)ο蠖ㄎ坏綑z查區(qū)域16中。圖像采集與控制單元32操作患者支撐體驅(qū)動(dòng)單元20、環(huán)定位器24和PET環(huán)12，以及采集PET響應(yīng)線數(shù)據(jù)(任選地包括飛行時(shí)間定位)。圖像采集與控制單元32監(jiān)測(cè)每個(gè)探測(cè)器單元14的能量尖峰，例如在脈沖之下的積分面積、由放射性藥物生成的伽馬射線的能量的特性。圖像采集與控制單元32檢查時(shí)鐘并利用前沿接收的時(shí)間為每個(gè)探測(cè)到的伽馬射線事件加時(shí)間戳。當(dāng)伽馬射線撞擊探測(cè)器時(shí)，記錄被撞擊的探測(cè)器單元上的位置、探測(cè)器單元在環(huán)中的位置、可移動(dòng)的環(huán)的位置、以及撞擊時(shí)間。這些位置，與患者支撐體的位置一起，提供了在患者坐標(biāo)系中對(duì)每個(gè)伽馬射線撞擊的指示。圖像采集與控制單元32包括單一處理單元，其針對(duì)不與時(shí)間上接近的時(shí)間配對(duì)的單一伽馬射線事件監(jiān)測(cè)所記錄的伽馬射線事件，拒絕單一事件。
[0026]一旦事件對(duì)被圖像采集與控制單元32驗(yàn)證，則限定L0R并將其作為PET響應(yīng)線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在列表模式事件儲(chǔ)存存儲(chǔ)器中。PET響應(yīng)線數(shù)據(jù)也包括時(shí)間戳和端點(diǎn)晶體位置。PET響應(yīng)線數(shù)據(jù)被傳送到L0R參照系解析器30，其將響應(yīng)線數(shù)據(jù)與患者支撐體位置和環(huán)相組合，以將響應(yīng)線數(shù)據(jù)放置在與患者一起移動(dòng)的參照系中，使得在該參照系中，患者是靜止的。L0R參照系解析器30將響應(yīng)線數(shù)據(jù)解析到參照系，以產(chǎn)生經(jīng)解析的響應(yīng)線數(shù)據(jù)，其被傳送到重建單元34 WET重建處理器34使用圖像重建算法生成一個(gè)或多個(gè)PET圖像。例如來(lái)自CT掃描器的衰減圖被PET圖像重建處理器用于從PET數(shù)據(jù)生成衰減校正的PET圖像表示。有利地，可以使用迭代重建算法，例如最大似然期望最大化(ML-ΕΜ)和有序子集期望最大化(0S-EM)。
[0027]數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)為列表模式或可以被處理為正弦圖數(shù)據(jù)。PET響應(yīng)線數(shù)據(jù)被與CT圖像組合，以提供功能和解剖信息。
[0028]成像采集與控制單元32、L0R參照系解析器30以及重建單元34適當(dāng)?shù)赜膳c適當(dāng)?shù)碾娮悠骷?、電源等等組合操作的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字處理器或控制器，或由數(shù)字處理器與控制器的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。重建單元34任選地包括，例如被實(shí)現(xiàn)為專用集成電路(ASIC)硬件的的專用重建管線硬件。重建單元34組合經(jīng)解析的響應(yīng)線數(shù)據(jù)并將得到的圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器中，以供在顯示單元36(例如包括監(jiān)視器的計(jì)算機(jī))上顯示。用戶接口38與顯示單元36、圖像采集與控制單元32、重建單元34、環(huán)定位器24、圖像存儲(chǔ)器等等接口，以使得放射科醫(yī)師或其他用戶能夠配置、啟動(dòng)以及監(jiān)測(cè)PET成像會(huì)話，以及使得放射科醫(yī)師或其他用戶能夠觀看得到的PET圖像。顯示單元36包括顯示器，例如LCD顯示器。用戶接口 38可以包括一個(gè)或幾個(gè)輸入設(shè)備，例如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸敏感屏蒂等等。
[0029]探測(cè)器單元14可以由個(gè)體閃爍晶體、閃爍晶體的陣列、瓦塊或模塊形成。模塊的間距在機(jī)械上是最不具挑戰(zhàn)性的。
[0030]圖2圖示探測(cè)器模塊40，其包括冷卻與支撐板組件50，帶有被安裝在組件50之下的閃爍晶體陣列58。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)閃爍體晶體52被布置在排列54中(參見(jiàn)圖3)，排列54與空