一种正电子发射断层成像装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种正电子发射断层成像装置及方法，包括相互可拆卸连接的探测器系统模块和计算机系统模块，探测器系统模块包括时钟模块、探测器、交换机以及电源，计算机系统模块中，探测器配置模块与探测器可拆卸的通信连接以对探测器进行参数配置；成像信息获取模块的输入端与交换机可拆卸的通信连接以接收成像信息数据；脉冲信息分析和处理模块与成像信息获取模块通信连接以将成像信息数据转换为脉冲时间、能量和位置信息；符合事件甄别模块与脉冲信息分析和处理模块通信连接并将脉冲时间、能量和位置信息转换为符合事件对信息；图像重建模块进行图像重建。本发明专利技术适用于任意个体化需求的PET成像系统，实现随时随地针对特定应用快速成像。

A positron emission tomography device and method

The invention provides a positron emission tomography device and method, including each detachable detector system module and the module is connected with the computer system, the detector system module includes a clock module, detector, switch and power supply system, computer communication module, configuration module and detector detector be detachably connected to the parameters of the detector; communication the input image information acquisition module and switch detachably connected to receive the imaging information data; pulse information analysis and processing module and image information acquisition module communication connection to convert imaging information and data for the time, energy and position information with event discriminating module and pulse; pulse communication information analysis and processing module is connected and pulse conversion time, energy and position information for events on information; image reconstruction The module performs image reconstruction. The invention is suitable for the PET imaging system of arbitrary individualized demand, and realizes fast imaging of specific applications at anytime and anywhere.

【技术实现步骤摘要】
一种正电子发射断层成像装置及方法
本专利技术涉及一种医学成像领域的一种成像装置及方法，更具体地涉及一种正电子发射断层成像装置及方法。
技术介绍
正电子发射断层成像仪(PositronEmissionTomography，以下简称PET)是一种尖端的分子医学成像设备，可实现无创、定量、动态地评估生物体内各器官的代谢水平、生化反应和功能活动。PET因其功能成像的特性，在肿瘤、心血管系统疾病和神经系统疾病等的早期诊断、治疗规划、疗效评估以及新型核医学示踪剂及分子探针研究、新药开发、靶向治疗技术等研究领域中具有独特的应用价值。传统的PET由探测器模块、数据采集(DataAcquisition，以下简称DAQ)模块和图像重建模块三部分组成。注射有放射性核素的被检体组织在代谢过程中遇到电子发生湮灭，产生多对能量相同、方向相反的γ光子；探测器模块探测γ光子并将其转换成电信号；数据采集模块通过电子学系统对探测到的电信号进行处理、分析和校正，得到符合事件信息；图像重建模块运用符合事件信息重建出被检体的代谢活度分布图像，从而帮助疾病的诊断。传统PET中的DAQ模块往往采用专用的模数(模拟电路和数字电路)混合的前端电子学设计方式，几何结构封闭且系统固定，导致系统的适应性、可扩展性、可升级性大大受限，而针对性的应用调整或优化往往需要对系统硬件进行较大程度的调整甚至重新开发，代价昂贵，导致其应用大大受限。目前，随着PET应用的不断深入，精确定量、个体诊疗、靶向治疗等应用对PET的性能和结构提出了更高的要求，可适应个体化成像对象和拓展应用场景的PET系统成为趋势之一。因此，针对上述现状，有必要提供一种结构灵活、可即插即用的PET成像方法及装置，以克服现有技术中PET系统结构封闭、不易灵活地对结构进行拓展调整的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种正电子发射断层成像装置及方法，从而解决现有技术中的PET系统结构封闭、适应性不高且不能灵活使用的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种正电子发射断层成像装置及方法，该正电子发射断层成像装置包括相互可拆卸连接的探测器系统模块和计算机系统模块，其中，探测器系统模块包括：时钟模块，所述时钟模块产生时钟同步信号；探测器，所述探测器的输入端与所述时钟模块的输出端可拆卸的通信连接以接收所述时钟模块的时钟同步信号，所述探测器探测伽马光子并将所述伽马光子转换为成像信息数据；交换机，所述交换机的输入端与所述探测器的输出端可拆卸的通信连接以汇总所述探测器探测的所述成像信息数据；电源，所述电源与所述时钟模块、所述探测器以及所述交换机的输入端可拆卸的电连接以进行供电；计算机系统模块包括：探测器配置模块，所述探测器配置模块与所述探测器的输入端可拆卸的通信连接以对所述探测器进行参数配置；成像信息获取模块，所述成像信息获取模块的输入端与所述交换机的输出端可拆卸的通信连接以接收所述成像信息数据；脉冲信息分析和处理模块，所述脉冲信息分析和处理模块的输入端与所述成像信息获取模块的输出端通信连接以将所述成像信息数据转换为脉冲时间、能量和位置信息；符合事件甄别模块，所述符合事件甄别模块的输入端与所述脉冲信息分析和处理模块的输出端通信连接，所述符合事件甄别模块通过设置时间窗、能量窗将所述脉冲时间、能量和位置信息转换为符合事件对信息；图像重建模块，所述图像重建模块与所述符合事件甄别模块通信连接以接收所述符合事件对信息并进行图像重建。根据本专利技术的一个实施例，所述计算机系统模块还包括数据校正模块，所述图像重建模块通过所述数据校正模块与所述符合事件甄别模块通信连接，所述数据校正模块的输入端与所述符合事件甄别模块的输出端通信连接以接收所述符合事件对信息，所述数据校正模块通过对所述符合事件对信息进行衰减校正或者散射校正获取精确的符合时间对信息，所述数据校正模块的输出端与所述图像重建模块的输入端连接以向所述图像重建模块发送精确的符合事件对信息。根据本专利技术的一个实施例，所述探测器为数字PET探测器，所述探测器形成的几何结构包括平板形、多边形、环形或者不规则的形状。根据本专利技术的一个实施例，所述脉冲信息分析和处理模块通过闪烁脉冲先验信息分析，选择模型对脉冲形状进行拟合，获取脉冲的到达时间、能量、位置等相关信息。根据本专利技术的一个实施例，所述交换机、所述探测器、所述时钟模块以及所述计算机系统模块之间通过串口、USB通讯线或者网线进行可拆卸的通信连接。该正电子发射断层成像方法包括以下步骤：步骤S1：根据成像物体需求，确定PET探测器系统参数；步骤S2：搭建所述PET探测器系统，所述PET探测器系统包括时钟模块、探测器、交换机以及电源，所述时钟模块与所述探测器之间可拆卸的通信连接，所述探测器与所述交换机之间可拆卸的通信连接，所述电源与所述时钟模块、所述探测器以及所述交换机之间可拆卸的电连接；步骤S3：在计算机系统模块中进行探测器参数配置；步骤S4：准备被检体，将所述被检体放入所述PET探测器系统中，扫描所述被检体，同时将成像信息数据送入所述计算机系统模块中；步骤S5：通过所述计算机系统模块对所述成像信息数据进行脉冲数据分析、符合事件甄别、数据校正和图像重建。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤S1中，所述成像物体需求包括用户所要成像的被检体类型和所需要观察的指标，所需要观察的指标包括空间分辨率、能量分辨率、时间分辨率、信噪比、对比度、灵敏度或用户自定义的衡量标准中的一个或多个；所要确定的所述PET探测器系统参数包括探测器参数、探测器类型、探测器数目和探测器系统几何结构。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤S3中，探测器参数包括探测器源IP、目的IP、源端口号、目的端口号、多电压阈值采样的阈值信息和探测器输出数据类型，探测器参数配置通过所述计算机系统模块中的探测器配置模块完成。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤S4中，所述被检体包括射源以及含放射性示踪剂的假体、动植物或人；准备被检体包括在所述假体、动植物或人中注射放射性核素、使用特殊形状的假体或使用特殊形状的射源；所述被检体放在所述PET探测器系统中成像视野中心位置；所述成像信息数据包括脉冲MVT电压阈值信息、采样点时间信息、位置信息及探测器系统几何结构信息。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S5中，脉冲数据分析包括脉冲拟合、能量计算和到达时间计算。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S5中，所述符合事件甄别包括符合事件分析，所述符合事件分析包括精确分析和快速分析，其中，所述精确分析方式为：送入的成像信息数据先经过闪烁脉冲信号分析获取闪烁脉冲的到达时间、能量和位置信息，经过精确的符合事件选择，获取精确的符合事件信息，经过数据校正之后进行图像重建获得受检体图像；所述快速分析方式为：送入的成像信息数据不经过闪烁脉冲信号分析，直接采用第一采样点时间信息进行粗略的符合事件选择，获取相对粗略的符合事件时间、位置信息。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S5中，所述数据校正包括通过CT或图谱方式进行衰减校正、归一化校正或者散射校正。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S5中，图像重建采用解析和迭代的方法，包括三维解析、二维解析和三维迭代和二维迭代，还包括对解析和迭代加入飞行时间信息的方法。本专利技术提供的正电子发射断层成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正电子发射断层成像装置，其特征在于，所述正电子发射断层成像装置包括相互可拆卸连接的探测器系统模块和计算机系统模块，其中，探测器系统模块包括：时钟模块，所述时钟模块产生时钟同步信号；探测器，所述探测器的输入端与所述时钟模块的输出端可拆卸的通信连接以接收所述时钟模块的时钟同步信号，所述探测器探测伽马光子并将所述伽马光子转换为成像信息数据；交换机，所述交换机的输入端与所述探测器的输出端可拆卸的通信连接以汇总所述探测器探测的所述成像信息数据；以及电源，所述电源与所述时钟模块、所述探测器以及所述交换机的输入端可拆卸的电连接以进行供电；计算机系统模块包括：探测器配置模块，所述探测器配置模块与所述探测器的输入端可拆卸的通信连接以对所述探测器进行参数配置；成像信息获取模块，所述成像信息获取模块的输入端与所述交换机的输出端可拆卸的通信连接以接收所述成像信息数据；脉冲信息分析和处理模块，所述脉冲信息分析和处理模块的输入端与所述成像信息获取模块的输出端通信连接以将所述成像信息数据转换为脉冲时间、能量和位置信息；符合事件甄别模块，所述符合事件甄别模块的输入端与所述脉冲信息分析和处理模块的输出端通信连接，所述符合事件甄别模块通过设置时间窗、能量窗将所述脉冲时间、能量和位置信息转换为符合事件对信息；以及图像重建模块，所述图像重建模块与所述符合事件甄别模块通信连接以接收所述符合事件对信息并进行图像重建。...

【技术特征摘要】
1.一种正电子发射断层成像装置，其特征在于，所述正电子发射断层成像装置包括相互可拆卸连接的探测器系统模块和计算机系统模块，其中，探测器系统模块包括：时钟模块，所述时钟模块产生时钟同步信号；探测器，所述探测器的输入端与所述时钟模块的输出端可拆卸的通信连接以接收所述时钟模块的时钟同步信号，所述探测器探测伽马光子并将所述伽马光子转换为成像信息数据；交换机，所述交换机的输入端与所述探测器的输出端可拆卸的通信连接以汇总所述探测器探测的所述成像信息数据；以及电源，所述电源与所述时钟模块、所述探测器以及所述交换机的输入端可拆卸的电连接以进行供电；计算机系统模块包括：探测器配置模块，所述探测器配置模块与所述探测器的输入端可拆卸的通信连接以对所述探测器进行参数配置；成像信息获取模块，所述成像信息获取模块的输入端与所述交换机的输出端可拆卸的通信连接以接收所述成像信息数据；脉冲信息分析和处理模块，所述脉冲信息分析和处理模块的输入端与所述成像信息获取模块的输出端通信连接以将所述成像信息数据转换为脉冲时间、能量和位置信息；符合事件甄别模块，所述符合事件甄别模块的输入端与所述脉冲信息分析和处理模块的输出端通信连接，所述符合事件甄别模块通过设置时间窗、能量窗将所述脉冲时间、能量和位置信息转换为符合事件对信息；以及图像重建模块，所述图像重建模块与所述符合事件甄别模块通信连接以接收所述符合事件对信息并进行图像重建。2.根据权利要求1所述的正电子发射断层成像装置，其特征在于，所述计算机系统模块还包括数据校正模块，所述图像重建模块通过所述数据校正模块与所述符合事件甄别模块通信连接，所述数据校正模块的输入端与所述符合事件甄别模块的输出端通信连接以接收所述符合事件对信息，所述数据校正模块通过对所述符合事件对信息进行衰减校正或者散射校正获取精确的符合时间对信息，所述数据校正模块的输出端与所述图像重建模块的输入端连接以向所述图像重建模块发送精确的符合事件对信息。3.根据权利要求1所述的正电子发射断层成像装置，其特征在于，所述探测器为数字PET探测器，所述探测器形成的几何结构包括平板形、多边形、环形或者不规则的形状。4.根据权利要求1所述的正电子发射断层成像装置，其特征在于，所述脉冲信息分析和处理模块通过闪烁脉冲先验信息分析，选择模型对脉冲形状进行拟合，获取脉冲的到达时间、能量、位置等相关信息。5.根据权利要求1所述的正电子发射断层成像装置，其特征在于，所述交换机、所述探测器、所述时钟模块以及所述计算机系统模块之间通过串口、USB通讯线或者网线进行可拆卸的通信连接。6.一种正电子发射断层成像方法，其特征在于，所述正电子发射断层成像方法包括以下步骤：步骤S1：根据成像物体需求，确定PET探测器系统参数；步骤S2：搭建所述PET探测器系统，所述PET探测器系统包括时钟模块、探测器、交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢庆国，刘雨晴，
申请(专利权)人：南京瑞派宁信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32