一种智能校准的头颈PET成像方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种智能校准的头颈PET成像方法及系统,其供电模块与支撑模块和探测器模块连接并向支撑模块和探测器模块提供额定电压；支撑模块与探测器模块连接并支撑探测器模块中的探测腔在1‑360°范围内的转动；探测器模块与PC模块连接并将探测到的信号发送给PC模块；PC模块接收探测器模块的信号并对信号进行符合筛选和校正。本发明专利技术的包裹性强，能够有效增加头颈PET探测的LOR数量，提高整个系统的灵敏度；同时能够对符合信号进行校准，提高数据的准确度，实现人体头部和颈部更精确更全面的动态成像。

【技术实现步骤摘要】
一种智能校准的头颈PET成像方法及系统
本专利技术涉及医学影像设备领域，更具体地涉及一种智能校准的头颈PET成像方法及系统。
技术介绍
正电子发射断层成像(PositronEmissionTomography,以下简称PET)设备作为一种临床诊断器械被广泛用于人体各种器官的代谢水平、生化反应和功能成像的评估中。PET在成像前需要先对研究对象注射一种被标记过的具有生物活性特征的示踪剂，这种示踪剂的空间分布状况能反映待研究对象的身体机能和代谢状况的相关信息，因此PET成像实际上就是对示踪剂在研究对象体内的空间分布进行成像。PET成像具有特异性强，成像清晰以及能够实现动态成像的特点，是目前医学影像学的重要成像手段之一。传统的PET设备多为环状，探测器孔径大、轴向浅，在进行单个床位成像时通常需要耗费几分钟的时间，而且扫描区域有限。这种环状探测器的一个重大问题是灵敏度分布不均匀，在环状探测器中，轴线中心位置的灵敏度最高，而其余位置的灵敏度随着与轴线中心位置的距离的增大而减小，端点处的灵敏度几乎为0。这个问题是由数据的采集方式引起的。环状探测器使用符合探测的方式采集数据，即当探测器相对的两个位置同时探测到能量为511keV的光子时，此时的探测结果才算一个有效的正电子事例。每一个有效的正电子事例都发生在两个相对探测器之间的直线上，该直线又称为响应线(LineofResponse，以下简称LOR)。图1是现有技术中PET探测器的LOR示意图，图中一共有三个研究目标，一个位于探测器轴线的中心，另外两个位于探测器轴线的边缘，显然，位于轴线边缘的目标产生的LOR数量远低于位于轴线中心的目标。由于任意一点的灵敏度由穿过该点的所有LOR的覆盖角度决定，所以，研究目标与探测器轴线的中心位置越近，灵敏度就越高。临床的全身PET设备对单个床位的成像速度很慢，而且空间分辨率还受到伽马射线在研究对象体内非共线性的限制。同时，由于孔径较大的缘故，在检测头、颈部时只能得到很少的LOR，灵敏度很低，最终重建出来的图像难以获得有效的头颈部信息，所以全身PET设备不适用于头颈部检测。专用的头颈PET设备的孔径比全身PET设备更小，能够降低伽马射线在研究对象体内的非共线性，提高空间分辨率，另外，人们还提出了两种提高PET设备灵敏度的方法，分别是增加探测器的厚度和增加探测器的立体角度。但由于增加探测器的厚度会降低研究对象的定位精度，使得设备的空间分辨率下降，因此人们主要通过增加探测器的立体角来提高设备的灵敏度。目前头颈PET设备的开发正逐步深入，迄今已取得许多重要成果，较为典型的有：(1)头盔状脑PET的专利技术。这种PET的设计原理与全身PET类似，都采用了环状结构，区别在于这种PET孔径较小，比全身PET更加贴近头部，但其顶部没有添加探测器，只为配戴服务，最终能得到的LOR数量很少，灵敏度很低，约30-40°左右。(2)在传统的探测器环上添加向内倾斜的顶部探测器阵列。改进以后的设备能够提高立体角的覆盖范围，但由于头顶和下颚以下的部位依然没有添加探测器，因此这种PET得到的LOR数量依然受限严重，灵敏度只能得到部分提升，约80-120°左右。(3)添加下巴探测器。改进以后的设备分为头盔状PET和下巴PET两部分，提高了立体角的覆盖范围，但为了不让被测对象因为幽闭感影响其脑部功能，头盔状PET在被测对象的眼部及以下位置没有添加探测器，对设备整体而言，能够得到的LOR数量仍受限制，灵敏度约160-180°左右。综上，现有的头颈PET整体的覆盖面还很有限，而且在数据的校准方面也尚未进行研究。这使得在没有添加探测器的部位(如口腔、脑干等)很难实现清晰的动态成像，甚至即使得到了清晰的动态成像，也会因为数据未经校准难以断定其准确度。因此，有必要提出一种智能校准的头颈PET成像方法及系统，以克服上述基于现有头颈PET设备覆盖面有限以及数据准确度难以判定的缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种能解决现有头颈PET设备中覆盖面有限以及数据准确度难以判定的智能校准的头颈PET成像方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供的一种智能校准的头颈PET成像方法及系统，包括：供电模块100、支撑模块200、探测器模块300和PC模块400。其中，所述供电模块100包括第一供电模块110和第二供电模块120，第一供电模块110输出给第一支撑模块210和探测前腔模块310，用于给第一支撑模块210和探测前腔模块310提供额定电压，第二供电模块120输出给第二支撑模块220和探测后腔模块320，用于给第二支撑模块220和探测后腔模块320提供额定电压；所述支撑模块200包括第一支撑模块210和第二支撑模块220，第一支撑模块210输出给探测前腔模块310，用于支撑探测前腔模块310在1-360°范围内的转动，第二支撑模块220输出给探测后腔模块320，用于支撑探测后腔模块310在1-360°范围内的转动；所述探测器模块300包括探测前腔模块310和探测后腔模块320，探测前腔模块310包括第一数据采集模块311、第一压缩模块312和第一发送模块313，第一数据采集模块311用于采集头颈部正面的信号，输出给第一压缩模块312，第一压缩模块312用于以预设周期将来自第一数据采集模块311的信号压缩为数据包，输出给第一发送模块313，第一发送模块313用于将来自第一压缩模块312的压缩数据包发送到PC模块400，探测后腔模块320包括第二数据采集模块321、第二压缩模块322和第二发送模块323，第二数据采集模块321用于采集头颈部背面的信号，输出给第二压缩模块322，第二压缩模块322用于以预设周期将来自第二数据采集模块321的信号压缩为数据包，输出给第二发送模块323，第二发送模块323用于将来自第二压缩模块322的压缩数据包发送到PC模块400；所述PC模块400包括解压缩模块410、符合模块420以及校准模块430，解压缩模块410用于以预设周期对压缩数据包进行解压并输出给符合模块420，符合模块420用于判断探测前腔和探测后腔的信号是否符合，并筛选出符合信号输出到校准模块430；校准模块430用于实现符合信号的智能校准。优选的，所述探测前腔模块310和探测后腔模块320在使用过程中会拼合在一起，形成一个完整的探测腔。优选的，所述探测腔是一个底部呈开口状态的半椭球体。优选的，所述第一数据采集模块311和第二数据采集模块321都由多个探测单元组成，其中第一数据采集模块311的探测单元数N小于第二数据采集模块321的探测单元数M。优选的，所述第一数据采集模块311在轴线2/3处有一个长条形空洞，便于被测对象开阔视野，以免影响脑部神经，进而影响脑部检测的准确度。长条形空洞原有的探测单元数a满足a＝M-N。优选的，所述探测单元的大小等于现有头颈PET探测单元的一半，相比现有头颈PET设备，能够有效地提高灵敏度，灵活性强，且方便校准。优选的，所述探测单元由闪烁晶体和光电转换器件组成，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能校准的头颈PET成像系统，其特征在于，/n所述系统包括：/n供电模块、支撑模块、探测器模块和PC模块，/n所述供电模块与所述支撑模块和所述探测器模块连接，所述供电模块向所述支撑模块和所述探测器模块提供额定电压；/n所述支撑模块与所述探测器模块连接，所述支撑模块支撑所述探测器模块中的探测腔在1-360°范围内的转动；/n所述探测器模块与所述PC模块连接并将探测到的信号发送给所述PC模块；/n所述PC模块接收所述探测器模块的信号并对信号进行符合筛选和校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能校准的头颈PET成像系统，其特征在于，
所述系统包括：
供电模块、支撑模块、探测器模块和PC模块，
所述供电模块与所述支撑模块和所述探测器模块连接，所述供电模块向所述支撑模块和所述探测器模块提供额定电压；
所述支撑模块与所述探测器模块连接，所述支撑模块支撑所述探测器模块中的探测腔在1-360°范围内的转动；
所述探测器模块与所述PC模块连接并将探测到的信号发送给所述PC模块；
所述PC模块接收所述探测器模块的信号并对信号进行符合筛选和校正。


2.根据权利要求1所述的一种智能校准的头颈PET成像系统，其特征在于，
所述探测器模块包含探测前腔模块和探测后腔模块，且探测腔由探测前腔模块和探测后腔模块拼合而成。


3.根据权利要求2所述的一种智能校准的头颈PET成像系统，其特征在于，所述探测腔是一个底部呈开口状态的半椭球体。


4.根据权利要求2所述的一种智能校准的头颈PET成像系统，其特征在于，
所述探测前腔模块包含数第一据采集模块，第一数据采集模块含有探测单元，探测后腔模块包含数第二据采集模块，第二数据采集模块含有探测单元，所述探测前腔模块中的探测单元数量低于所述探测后腔模块中的探测单元数量。


5.根据权利要求4所述的一种智能校准的头颈PET成像系统，其特征在于，
所述探测前腔模块的第一数据采集模块在轴线2/3处有一个长条形空洞，且长条形空洞处可以容纳的探测单元数量与探测前腔模块的探测单元数量之和等于探测后腔模块的探测单元数量。

【专利技术属性】
技术研发人员：邓贞宙，曹香珠，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36