本实用新型专利技术公开了一种应用适应性的正电子发射断层成像装置，包括探测器模块、探测器控制模块、图像重建模块和探测器规划模块，第一种方式为探测器模块的输出端与探测器控制模块相连，探测器控制模块的输出端分别与探测器模块和图像重建模块相连，图像重建模块的输出端与探测器规划模块相连，探测器规划模块的输出端与探测器控制模块相连；第二种方式与第一种的不同在于探测器模块的输出端亦与图像重建模块相连；第三种方式与第一种的不同在于探测器模块的输出端仅与图像重建模块相连，探测器控制模块的输出端仅与探测器模块相连。该成像装置能以较低的系统成本实现较高的系统性能，节约系统建造成本，在被检测对象的感兴趣区域获取高质量图像。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种应用适应性的正电子发射断层成像装置，属于正电子发射 断层成像(Positron Emission Tomography，以下简称 PET)领域。
技术介绍
正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，以下简称PET)是一种非侵入性的造影方法，能无创、定量、动态地评估人体内各种器官的代谢水平、生化反应、 功能活动和灌注，能够对肿瘤、心脏系统疾病和神经系统疾病进行早期诊断和分析，在 重大疾病的预防和治疗中具有独特的应用价值。PET成像需要对被检测人体、动物或生 物体注射标记有放射性同位素的药物。这些放射性同位素在被检测对象的组织中遇到电 子湮灭产生一对Y光子。被检测对象外围的探测器接收Y光子并将其转化为电信号。这 些电信号经过一系列的处理，最后通过图像重建方法获得被检测对象的活度分布图像。 PET成像仪主要包括探测器模块、电子学模块、图像重建模块。其中，探测器 模块接收并沉积Y光子，并将其转换为电信号；电子学模块处理并传输这些电信号；图 像重建模块对系统所获得的信号进行处理，获得被检测对象的活度分布图像。PET系统 搭建完毕后，探测器模块在检测过程中固定不动，或以固定模式围绕固定中心进行旋转 。 并 且，对待同一个检测对象，一般进行一次检测，或进行多次不相关检测，未根据具体检 测对象的特点调整探测器模块的布局和性能。目前，小动物PET在空间分辨率、时间分辨率、能量分辨率、灵敏度、计数率 等方面获得了相比针对人体的PET(以下简称“人体PET”，若无特殊说明，“PET”亦 指“人体PET”)更高的性能。其主要原因在于，由于容积效应影响，小动物PET若要获 得与人体PET同等的成像性能，需要研发更优性能的探测器模块设计方案。若人体PET 采用小动物PET的探测器模块设计方案，则人体PET与小动物PET系统的闪烁晶体成本 与两者探测环的半径的平方呈正比。取人体PET在垂直轴向的可视域(Field of View，以 下简称FOV)为60cm、小动物PET在垂直轴向的FOV为12cm、人体PET和小动物PET 轴向FOV相同，贝IJ，人体PET的闪烁晶体的成本至少是小动物PET的25倍。以空间分辨率这一性能为例作为说明人体PET和小动物PET的差异性。空 间分辨率是PET成像仪中最重要的性能之一。空间分辨率越高，意味着能够检测到更 小的病灶，而早期癌症的病发灶往往尺寸较小，因而，高的空间分辨率的PET仪器能 够提高早期癌症检测率。过去，许多研究者一直致力于提高PET系统的空间分辨率。 PET成像仪的空间分辨率主要受探测器固有空间分辨率、正子范围、Y光子非共线性 等限制。目前，人体 PET 成像仪的空间 分辨率约为2mm IOmm半高宽(Full Width at Half Maximum,以下简称FWHM)， 垂直轴向的FOV约为50 70cm，其闪烁晶体在切向一般约为4mm 8mm宽；用于小动物的PET成像仪的空间分辨率约 为Imm 2mm FWHM,垂直轴向的FOV约为IOcm 15mm，其闪烁晶体在切向一 般约为 Imm 2mm 宽 为了获得和 小动物PET成像仪一样或更高的空间分辨率，并保持大FOV的PET成像仪，则需要采用 大量的切割得更细的晶体，其增长倍数与两者探测环的半径的平方呈正比。随着晶体数 量的增加，将导致需要更多、更快的光电倍增器件和大量的后端电子学通道，从而造成 整个PET系统的成本急剧增加。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种应用适应性的正电子发射断层成像装置，该成 像装置不增加系统成本，仅仅通过成像方法的改变，就将系统性能提高了几倍到几十 倍，在被检测对象的感兴趣区域获取高质量图像。本技术提供的一种应用适应性的正电子发射断层成像装置，包括探测器模 块、探测器控制模块、图像重建模块和探测器规划模块；探测器模块的输出端与探测器 控制模块相连，探测器控制模块的输出端分别与探测器模块和图像重建模块相连，图像 重建模块的输出端与探测器规划模块相连，探测器规划模块的输出端与探测器控制模块 相连；具体的探测器模块用于接收并沉积Y光子，包含多个独立的探测器模组，每 个探测器模组具有独立的电子学系统；并将探测器模组的信息传递至探测器控制模块； 所述探测器模组的信息包括探测器模组的性能、布局、成像参数、探测获得的事件信 息；探测器控制模块用于根据从探测器规划模块接收的规划的探测器模组的性能、布局 和成像参数控制探测器模组，并传递探测器模组的信息至图像重建模块；图像重建模块 用于对从探测器控制模块获取的探测器模组信息进行处理；探测器规划模块用于规划探 测器模组的性能、布局和成像参数，并将规划的结果传递至探测器控制模块。本技术提供的一种应用适应性的正电子发射断层成像装置的第二种结构方 式，包括探测器模块、探测器控制模块、图像重建模块和探测器规划模块；探测器模块 的输出端分别与探测器控制模块、图像重建模块相连，探测器控制模块的输出端分别与探测器模块和图像重建模块相连，图像重建模块的输出端与探测器规划模块相连，探测 器规划模块的输出端与探测器控制模块相连；具体的探测器模块用于接收并沉积Y光子，包含多个独立的探测器模组， 每个探测器模组具有独立的电子学系统；并将探测器模组的性能、布局和成像参数传递 至探测器控制模块，将探测获得的事件信息传递至图像重建模块；探测器控制模块用于 根据从探测器规划模块接收的规划的探测器模组的性能、布局和成像参数控制探测器模 组，并传递探测器模组的性能、布局和成像参数至图像重建模块；图像重建模块用于对 从探测器模块和探测器控制模块获取的探测器模组的性能、布局、成像参数和探测获得 的事件信息进行处理；探测器规划模块用于规划探测器模组的性能、布局和成像参数， 并将规划的结果传递至探测器控制模块。本技术提供的一种应用适应性的正电子发射断层成像装置的第三种结构方 式，包括探测器模块、探测器控制模块、图像重建模块和探测器规划模块；探测器模 块的输出端与图像重建模块相连，探测器控制模块的输出端与探测器模块相连，图像重 建模块的输出端与探测器规划模块相连，探测器规划模块的输出端与探测器控制模块相 连；具体的探测器模块用于接收并沉积Y光子，包含多个独立的探测器模组，每 个探测器模组具有独立的电子学系统；并将探测器模组的信息传递至图像重建模块；所 述探测器模组的信息包括探测器模组的性能、布局、成像参数、探测获得的事件信息； 探测器控制模块用于根据从探测器规划模块接收的规划的探测器模组的性能、布局和成 像参数控制探测器模组，并传递探测器模组的性能、布局和成像参数至探测器模块；图 像重建模块用于对从探测器模块获取的探测器模组信息进行处理；探测器规划模块用于 规划探测器模组的性能、布局和成像参数。本技术的优点在于通过利用一定数量的高性能探测器模块组成的探测系 统，在被检测对象的感兴趣区域获得与完全采用高性能的探测器模块的系统一致或能够 相比的图像质量，节约系统建造成本。附图说明图1为本技术应用适应性的正电子发射断层成像方法的工作流程图；图2为本技术应用适应性的正电子发射断层成像装置的结构示意图；图3为本技术模拟本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用适应性的正电子发射断层成像装置，其特征是：所述成像装置包括探测器模块（１）、探测器控制模块（２）、图像重建模块（３）和探测器规划模块（４）：所述探测器模块（１）的输出端与探测器控制模块（２）相连，所述探测器控制模块（２）的输出端分别与探测器模块（１）和图像重建模块（３）相连，所述图像重建模块（３）的输出端与探测器规划模块（４）相连，所述探测器规划模块（４）的输出端与探测器控制模块（２）相连；所述探测器模块（１）用于接收并沉积γ光子，包含多个独立的探测器模组，所述每个探测器模组具有独立的电子学系统；并将探测器模组的信息传递至探测器控制模块（２）；所述探测器模组的信息包括探测器模组的性能、布局、成像参数、探测获得的事件信息；所述探测器控制模块（２）用于根据从探测器规划模块（４）接收的规划的探测器模组的性能、布局和成像参数控制探测器模组，并传递探测器模组的信息至图像重建模块（３）；所述图像重建模块（３）用于对从探测器控制模块（２）获取的探测器模组信息进行处理；所述探测器规划模块（４）用于规划探测器模组的性能、布局和成像参数，并将规划的结果传递至探测器控制模块（２）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢庆国，刘晶晶，
申请(专利权)人：苏州瑞派宁科技有限公司，华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：32
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