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用于改进准直灵敏度的系统和方法

阅读:774发布:2021-01-01

专利汇可以提供用于改进准直灵敏度的系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 题为用于改进 准直 灵敏度的系统和方法。提供一种准直仪组合件(100),其中包括平行孔准直仪(120)和针孔准直仪(150)。平行孔准直仪(120)包括限定其间的平行孔(124)的多个壁(122),其中平行孔(124)设置在中心开口(126)周围。针孔准直仪(150)包括在主体(152)中形成的针孔(154),其中针孔准直仪(150)设置在中心开口(126)之内。,下面是用于改进准直灵敏度的系统和方法专利的具体信息内容。

1. 一种准直仪组合件(100),包括:
平行孔准直仪(120),包括限定其间的平行孔(124)的多个壁(122),所述平行孔(124)设置在中心开口(126)周围;以及
针孔准直仪(150),包括在主体(152)中形成的针孔(154),所述针孔准直仪(150)设置在所述中心开口(126)之内。
2. 如权利要求1所述的准直仪组合件(100),其中,所述多个壁(122)限定从所述多个壁(122)的底部(132)延伸到所述多个壁(122)的顶部(134)的高度(130),其中所述针孔准直仪(150)在所述中心开口(126)中设置成接近所述高度(130)的中点(136)。
3. 如权利要求1所述的准直仪组合件(100),其中,所述中心开口(126)具有大体正方形截面。
4. 如权利要求1所述的准直仪组合件(100),还包括定位成接收经过所述平行孔准直仪(120)的所述平行孔(124)的辐射的第一探测器(170)以及定位成接收经过所述针孔准直仪(150)的辐射的第二探测器(180),所述第一探测器(170)包括与所述平行孔准直仪(120)的所述中心开口(136)对应的探测器中心开口(172),所述第一探测器(170)设置成接近所述平行孔准直仪(120)的探测器端(118),所述第二探测器(180)与所述平行孔准直仪(120)的所述探测器端(118)间隔距离。
5. 如权利要求1所述的准直仪组合件(100),其中,所述平行孔准直仪(120)具有第一空间分辨率,以及所述针孔准直仪(150)具有第二空间分辨率,其中所述第一空间分辨率和所述第二空间分辨率大致相同。
6. 一种旋转头探测器组合件(300),包括:
支臂(306);以及
探测器头(304),通过枢轴附连到所述支臂(306),所述探测器头(304)配置成指向源,所述探测器头包括:
多个核医学(NM)成像探测器(170,180),配置成从所述源接收辐射,每个NM成像探测器(170,180)定位成通过所述NM成像探测器(170,180)的至少一部分直接从所述源接收辐射;以及
至少一个针孔准直仪(150),定位成对所述NM成像探测器(170,180)的至少一个所接收的辐射进行准直。
7. 如权利要求6所述的旋转头探测器组合件(300),还包括平行孔准直仪(120),其中包括限定其间的平行孔(124)的多个壁(122),所述平行孔(124)设置在中心开口(126)周围,其中所述至少一个针孔准直仪(150)包括在主体(152)中形成的针孔(154),所述至少一个针孔准直仪(150)设置在所述中心开口(126)中。
8. 如权利要求7所述的旋转头探测器组合件(300),其中,所述多个壁(122)限定从所述多个壁(122)的底部(132)延伸到所述多个壁(122)的顶部(134)的高度(130),其中所述针孔准直仪(150)在所述中心开口(126)中设置成接近所述高度(130)的中点(136)。
9. 如权利要求7所述的旋转头探测器组合件(300),其中,所述中心开口(126)具有大体正方形截面。
10. 如权利要求7所述的旋转头探测器组合件(300),其中,所述NM成像探测器(170,
180)包括定位成接收经过所述平行孔准直仪(120)的所述平行孔(124)的辐射的第一探测器(170)以及定位成接收经过所述针孔准直仪(150)的辐射的第二探测器(180),所述第一探测器(170)包括与所述平行孔准直仪(120)的所述中心开口(126)对应的探测器中心开口(172),所述第一探测器(170)设置成接近所述平行孔准直仪(120)的探测器端(118),所述第二探测器(180)与所述平行孔准直仪(120)的所述探测器端(118)间隔距离。

说明书全文

用于改进准直灵敏度的系统和方法

技术领域

[0001] 一般来说,本文所公开的主题涉及用于诊断医疗成像、例如核医学(NM)成像的设备和方法。

背景技术

[0002] 在NM成像中,具有多个探测器或探测器头的系统可用来对受检者进行成像,例如扫描感兴趣区域。例如,探测器可定位成与受检者相邻以获取NM数据,其用来生成受检者的三维(3D)图像。
[0003] 单光子发射计算机断层扫描(SPECT)系统可具有移动探测器头,例如定位成聚焦到感兴趣区域的伽玛探测器。例如,多个伽玛照相装置可移动(例如旋转)到不同位置,以用于获取图像数据。所获取的图像数据然后用来生成3D图像。
[0004] 探测器头的大小可限制用于放置探测器的可得到的可用面积、例如碲化镉锌(CZT)晶圆。灵敏度(例如所接收辐射相对于所发射辐射的比例)可受到探测器头的大小和/或CZT晶圆的布置限制。改进灵敏度的常规方式可使用较厚探测器或者设置在直接相互堆叠的一般相同或相似的层中的探测器。这类常规方式不可提供预期或所需灵敏度。发明内容
[0005] 在一个实施例中,提供一种准直仪组合件,其中包括平行孔准直仪和针孔准直仪。平行孔准直仪包括限定其间的平行孔的多个壁,其中平行孔设置在中心开口周围。针孔准直仪包括在主体中形成的针孔,其中针孔准直仪设置在中心开口之内。
[0006] 在另一个实施例中,提供一种旋转头探测器组合件,其包括支臂和探测器头。探测器头通过枢轴附连到支臂,并且配置成指向源。探测器头包括多个核医学(NM)成像探测器和至少一个针孔准直仪。多个核医学(NM)成像探测器配置成从源接收辐射,其中每个NM成像探测器定位成通过NM成像探测器的至少一部分直接从源接收辐射。至少一个针孔准直仪定位成对NM成像探测器的至少一个所接收的辐射进行准直。
[0007] 在另一个实施例中,提供一种用于形成准直仪组合件的方法。该方法包括提供一种包括限定其间的平行孔的多个壁的平行孔准直仪,其中平行孔设置在中心开口周围。该方法还包括提供一种包括在主体中形成的针孔的针孔准直仪。此外,该方法包括将针孔准直仪定位在平行孔准直仪的中心开口中,以形成准直仪组合件。
[0008] 技术方案1:一种准直仪组合件,包括:平行孔准直仪,包括限定其间的平行孔的多个壁,所述平行孔设置在中心开口周围;以及针孔准直仪,包括在主体中形成的针孔,所述针孔准直仪设置在所述中心开口之内。
[0009] 技术方案2:如技术方案1所述的准直仪组合件,其中,所述多个壁限定从所述多个壁的底部延伸到所述多个壁的顶部的高度,其中所述针孔准直仪在所述中心开口中设置成接近所述高度的中点。
[0010] 技术方案3:如技术方案1所述的准直仪组合件,其中,所述中心开口具有大体正方形截面。
[0011] 技术方案4:如技术方案1所述的准直仪组合件,还包括定位成接收经过所述平行孔准直仪的所述平行孔的辐射的第一探测器以及定位成接收经过所述针孔准直仪的辐射的第二探测器,所述第一探测器包括与所述平行孔准直仪的所述中心开口对应的探测器中心开口,所述第一探测器设置成接近所述平行孔准直仪的探测器端,所述第二探测器与所述平行孔准直仪的所述探测器端间隔距离。
[0012] 技术方案5:如技术方案1所述的准直仪组合件,其中,所述平行孔准直仪具有第一空间分辨率,以及所述针孔准直仪具有第二空间分辨率,其中所述第一空间分辨率和所述第二空间分辨率大致相同。
[0013] 技术方案6:一种旋转头探测器组合件,包括:支臂;以及
探测器头,通过枢轴附连到所述支臂,所述探测器头配置成指向源,所述探测器头包括:
多个核医学(NM)成像探测器,配置成从所述源接收辐射,每个NM成像探测器定位成通过所述NM成像探测器的至少一部分直接从所述源接收辐射;以及
至少一个针孔准直仪,定位成对所述NM成像探测器的至少一个所接收的辐射进行准直。
[0014] 技术方案7:如技术方案6所述的旋转头探测器组合件,还包括平行孔准直仪,其中包括限定其间的平行孔的多个壁,所述平行孔设置在中心开口周围,其中所述至少一个针孔准直仪包括在主体中形成的针孔,所述至少一个针孔准直仪设置在所述中心开口中。
[0015] 技术方案8:如技术方案7所述的旋转头探测器组合件,其中,所述多个壁限定从所述多个壁的底部延伸到所述多个壁的顶部的高度,其中所述针孔准直仪在所述中心开口中设置成接近所述高度的中点。
[0016] 技术方案9:如技术方案7所述的旋转头探测器组合件,其中,所述中心开口具有大体正方形截面。
[0017] 技术方案10:如技术方案7所述的旋转头探测器组合件,其中,所述NM成像探测器包括定位成接收经过所述平行孔准直仪的所述平行孔的辐射的第一探测器以及定位成接收经过所述针孔准直仪的辐射的第二探测器,所述第一探测器包括与所述平行孔准直仪的所述中心开口对应的探测器中心开口,所述第一探测器设置成接近所述平行孔准直仪的探测器端,所述第二探测器与所述平行孔准直仪的所述探测器端间隔距离。
[0018] 技术方案11:如技术方案7所述的旋转头探测器组合件,其中,所述平行孔准直仪具有第一空间分辨率,以及所述针孔准直仪具有第二空间分辨率,其中所述第一空间分辨率和所述第二空间分辨率大致相同。
[0019] 技术方案12:如技术方案6所述的旋转头探测器,其中,所述NM成像探测器的至少一部分不是相互平行的。
[0020] 技术方案13:如技术方案6所述的旋转头探测器组合件,其中,至少一个NM成像探测器定位在所述源与至少一个另一NM成像探测器的一部分之间。
[0021] 技术方案14:如技术方案6所述的旋转头探测器,还包括至少两个平行孔准直仪,其中包括限定其间的平行孔的多个壁,其中所述至少一个针孔准直仪的开口通过所述至少两个平行孔准直仪的侧面来组成。
[0022] 技术方案15:一种方法,包括:提供平行孔准直仪,其包括限定其间的平行孔的多个壁,所述平行孔设置在中心开口周围;
提供包括在主体中形成的针孔的针孔准直仪;
将所述针孔准直仪定位在所述平行孔准直仪的所述中心开口中,以形成准直仪组合件。
[0023] 技术方案16:如技术方案16所述的方法,还包括:将第一探测器定位成接近所述平行孔准直仪的探测器端,所述第一探测器定位并且配置成接收经过所述平行孔准直仪的所述平行孔的辐射,所述第一探测器包括与所述平行孔准直仪的所述中心开口对应的探测器中心开口;以及
将第二探测器定位成离开所述平行孔准直仪的所述探测器端距离,所述第二探测器配置成接收经过所述针孔准直仪的辐射。
[0024] 技术方案17:如技术方案16所述的方法,还包括:将第一模拟前端(AFE)在操作上耦合到所述第一探测器;以及
将第二AFE在操作上耦合到所述第二探测器。
[0025] 技术方案18:如技术方案17所述的方法,还包括将共享数字读出板(DRV)在操作上耦合到所述第一AFE和所述第二AFE。
[0026] 技术方案19:如技术方案16所述的方法,还包括将所述准直仪组合件定位在旋转头探测器单元中。
[0027] 技术方案20:如技术方案15所述的方法,还包括将所述针孔准直仪在所述中心开口中定位成接近所述平行孔准直仪的高度的中点。附图说明
[0028] 图1a-1c提供按照一实施例的准直仪组合件的视图。
[0029] 图2是示出按照一实施例的探测器组合件的示意框图
[0030] 图3是示出按照各个实施例的探测器头的旋转的简图。
[0031] 图4是示出按照各个实施例的探测器组合件的简图。
[0032] 图5是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0033] 图6是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0034] 图7是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0035] 图8是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0036] 图9是示出按照各个实施例的另一个探测器组合件的简图。
[0037] 图10是按照一实施例的核医学(NM)成像系统的示意框图。
[0038] 图11是按照各个实施例的方法的流程图

具体实施方式

[0039] 通过结合附图进行阅读,将会更好地理解某些实施例的以下详细描述。在附图示出各个实施例的功能的简图的意义上,功能块不一定表示硬件电路之间的划分。例如,功能块(例如处理器或存储器)的一个或多个可通过单个硬件(例如,通用信号处理器或者随机存取存储器块、硬盘等)或者多个硬件来实现。类似地,程序可以是独立程序,可结合为操作系统中的子例程,可以是已安装软件包中的功能,等等。应当理解,各个实施例并不局限于附图所示的布置和工具。
[0040] 如本文所使用的术语“系统”、“单元”或“模块”可包括硬件和/或软件系统,其进行操作以执行一个或多个功能。例如,模块、单元或系统可包括计算机处理器、控制器或者基于有形和非暂时计算机可读存储介质、例如计算机存储器上存储的指令来执行操作的其它基于逻辑的装置。备选地,模块、单元或系统可包括硬连线装置,其基于装置的硬连线来执行操作。附图所示的各种模块或单元可表示基于软件或硬连线指令进行操作的硬件、指示硬件执行操作的软件或者它们的组合。
[0041] “系统”、“单元”或“模块”可包括或表示硬件和关联指令(例如有形和非暂时计算机可读存储介质,例如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等),其执行本文所述的一个或多个操作。硬件可包括电子电路,其包括和/或连接到一个或多个基于逻辑的装置,例如微处理器、处理器、控制器等。这些装置可以是现货销售装置,其经过适当编程或指示以从上述指令来执行本文所述的操作。作为补充或替代,这些装置的一个或多个可与逻辑电路硬连线,以执行这些操作。
[0042] 如本文所使用的、以单数形式所述并且前有数量词“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为并不排除多个所述元件或步骤的情况,除非明确说明了这种排除情况。此外,提到“一个实施例”并不是要被解释为排除也结合了所述特征的其它实施例的存在。此外,除非另加相反的明确说明,否则,“包括”或“具有”带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括没有那种性质的附加元件。
[0043] 各个实施例提供用于改进例如核医学(NM)成像应用中的图像获取的灵敏度的系统和方法。各个实施例使用标准碲化镉锌(CZT)探测器晶圆来增加灵敏度(例如探测器所接收的辐射与发射到探测器的总辐射的比例)。各个实施例可提供灵敏度相对于单个CZT探测器晶圆的150%或以上的增加。在各个实施例中,可采用两个或更多CZT探测器晶圆。例如,两个探测器可相互重叠放置(例如,其中一个插入另一个与发射辐射的源、例如人类患者之间)。在使用双CZT晶圆的常规CZT探测器中,增加的灵敏度比较有限,因为大量辐射在第一CZT层中吸收,从而使第二上CZT层低效。例如,因为可用于占用探测器模块的可能面积的大多数已经用于常规方式中,所以只有沿探测器的高度添加附加CZT吸收区的选项对常规堆叠方式被保持。但是,这种布置不是十分有效。例如,5 mm CZT层的阻止能
99
对 Tc同位素的140 KeV能量为大约90%。使用例如厚度为10 mm的较厚CZT层或者在第一5 mm厚CZT层上方添加5 mm厚的附加CZT层将产生如下阻止能力A:A10mmCZT = 0.9 + (1-0.9) x 0.9 = 99%。
[0044] 如等式(1)所示,第二5 mm厚CZT层向总吸收只贡献附加9%,而第一5 mm厚CZT层向总吸收贡献90%。这种状况因如下事实而存在:辐射的大部分在第一层中吸收,而只有在第一层之后留下的部分才留给第二层中吸收。
[0045] 在各个实施例中,按照本发明主题,通过允许来自患者身体的辐射直接进入CZT晶圆的每个工,或者进入定位在各级的多个晶圆或探测器,双晶圆探测器的效能得到改进。可注意,如本文所使用的单个CZT层或多个CZT层也可被理解为包括单个CZT层或多个CZT层的辐射探测器。在各个实施例中,到达上CZT探测器或晶圆中的辐射没有首先经过第一CZT晶圆或探测器来吸收或传递。例如,第一CAT层可经由平行孔准直仪来接收辐射,而上CAT层可经由平行孔准直仪的中心的针孔直接接收辐射。相应地,上层的灵敏度相对急剧地增加,以及相结合的两层的灵敏度相对于包括单个CZT层的探测器可增加至大约150%或以上,即使第一层的面积(和灵敏度)被减小以创建辐射经由针孔传递到第二或上层的直接通路。在各个实施例中,第二层定位在第一层上方某个距离可产生一种探测器模块,其具有比常规模块略大的高度,但是这种增加的高度可对探测器模块的旋转范围具有最小影响。
[0046] 由各个实施例所提供的技术效果包括探测器系统、例如NM成像探测器系统的增加灵敏度。探测器系统可设置在旋转头探测器模块(其可用作成像系统中的一组类似旋转头探测器模块的一部分)中。各个实施例的技术效果包括允许患者经受的辐射剂量的降低。各个实施例的技术效果包括扫描时间的减小(其可为患者提供增加的便利或者降低的焦虑或不适)和/或扫描的改进吞吐量时间,由此改进对成像系统的经营者的投资的回报。
[0047] 图1a-1c提供按照一实施例的准直仪组合件100的示意框图。准直仪组合件100包括平行孔准直仪120和针孔准直仪150,并且配置用于与第一探测器170和第二探测器180配合使用。平行孔准直仪120配置成控制辐射从患者身体112的感兴趣区域110传递到第一探测器170,以及针孔准直仪150配置成控制辐射从患者身体112的感兴趣区域110传递到第二探测器180。在所示实施例中,感兴趣区域110是患者身体内的、将要得到成像数据的表面。感兴趣区域110定位在进入患者身体112内的某个长度117。可注意,为了便于示意和易于说明,患者身体112示为具有矩形形状,并且感兴趣区域110示为大体直线。
在各个实施例中可采用其它形状或配置。
[0048] 如在图1a中看到,平行孔准直仪120包括多个壁(又称作准直仪分隔器或隔片)122,其限定平行孔124。可注意,在一些实施例中,壁可具有锥形或倾斜设计,使得虽然大体平行的孔124在所有实施例中可以不是完全平行。孔124可被理解为壁122所限定的管中的开口。例如,孔124可具有大体正方形截面。孔124各可限定平行孔宽度125。平行孔124和壁122围绕中心开口126来设置。在所示实施例中,中心开口具有大体正方形截面,其中具有沿各方向的开口宽度127。在备选实施例中可利用开口的其它形状(例如圆形、矩形或三角形等等)。
[0049] 平行孔准直仪120具有从平行孔准直仪的底部132延伸到顶部134的高度130。在所示实施例中,顶部134对应于朝第一探测器170所设置的探测器端118,而底部132对应于定向到辐射源(例如具有感兴趣区域110的患者身体112)的源端119。中点136定义为平行孔准直仪120的底部132与顶部134之间的中间点或者到高度130的中途。
[0050] 在所示实施例中,针孔准直仪150在中心开口126中设置成接近中点136。例如,针孔准直仪150的底面可定位在中点136或者在从平行孔准直仪120的底部132上升到高度130的一半的高度。在所示实施例中,针孔准直仪150包括主体152以及贯穿主体152的针孔154。主体152可由配置成吸收或阻挡辐射的材料来组成,使得照射到第二探测器180上的辐射基本上限制到经过针孔154的辐射。针孔154可以是例如正方形或圆形,并且可限定针孔宽度155。针孔准直仪150具有针孔准直仪高度156,其对应于从主体152(例如主体的底面)到第二探测器180的距离。另外,所示针孔准直仪150限定从主体152到感兴趣区域110的针孔准直仪距离158。
[0051] 第一探测器170定位和配置成接收经过平行孔准直仪的孔124的辐射。第一探测器170具有厚度179。所示实施例中的第一探测器170大体为正方形,其中具有探测器宽度171。如在图1b中最佳地看到,第一探测器170具有中心开口172,其在所示实施例中与平行孔准直仪120的中心开口126是相同大小。第一探测器170的中心开口172允许辐射直接从针孔准直仪150传递到第二探测器180,而没有照射到第一探测器170上。
[0052] 在图1b的所示实施例中,第一探测器170由探测器片174来构成。探测器片174可以是其上具有像素阳极(图1b中未示出)的CZT晶圆探测器。像素可与平行孔准直仪120的孔124相同地确定大小和定位,并且在一些实施例中与孔124配准,或者在其它实施例中具有与孔124不同的数量或位置。片174具有片长度176和片宽度178。
[0053] 第二探测器180定位和配置成接收经过针孔准直仪150的针孔154的辐射。第二探测器180的厚度和外形尺寸可与第一探测器170相似(例如,第二探测器180可以是大体正方形,并且具有宽度171,其与第一探测器170的宽度171相同)。但是,如在图1c中最佳地看到,第二探测器180跨截面是基本上实心的,而没有中心开口。第二探测器180包括以网格所设置的像素182(或阳极),网格具有间距184,其可与平行孔准直仪120的孔124的间距相似。
[0054] 回到图1c,准直仪限定不同的视场。例如,平行孔准直仪的各像素具有通过示例平行孔分辨率192所示的空间分辨率。平行孔分辨率192是平行孔准直仪120的平行孔视场194的一部分。示出第二探测器180的中心定位像素的示例针孔分辨率196。图1a所示的特定针孔分辨率196的布置针对中心定位像素183;远离第二探测器180的中心所定位的像素可具有偏斜到所示针孔分辨率196的一侧的空间分辨率的位置。针孔准直仪150和第二探测器180具有如图1a所示的针孔视场198。如在图1a中看到,针孔视场198比平行孔视场196要大。在各个实施例中,准直仪组合件100可设置成使得第二探测器180的各像素的针孔空间分辨率196与第一探测器170的每个管或孔的平行孔分辨率194是相同的。可注意,分辨率和视场在图1a中只按照一维示出,但是也沿进入和离开页面的第二维延伸。(对于利用正方形准直仪、探测器和开口的实施例,进入和离开页面的维度与图1a所示相似。)下表提供准直仪组合件100的各种参数的示例值。在不同实施例中可利用不同值。
[0055] 。
[0056] 表中提供的值可对应于通过只在现有类似确定大小的CZT层之上堆叠附加CZT层所提供的灵敏度的大约1.5倍的改进。在其它实施例中,参数的值可选择成例如提供生产中的均匀性。例如,在一些实施例中,可采用具有大约2.5 mm的间距的片174中的整数像素。在一些实施例中,第二探测器180可包括40毫米×40毫米正方形晶圆(例如包括16×16像素网格),以及第一探测器170可使用确定大小为15毫米×25毫米的片(例如,片长度176为25毫米,以及片宽度178为15毫米,对应于10×6像素网格)来限定40毫米×40毫米的外壳
[0057] 可注意,准直仪和探测器的参数可被理解为划分为三种类型的参数。即,参数可以是通过通常可用或使用的组件的大小来固定或者大体固定的参数、可选择成优化系统性能以针对或满足一个或多个标准的可变参数以及从其它(例如以上所定义的固定或可变)参数的值来得出的所计算参数。
[0058] 在一些实施例中,探测器的长度和宽度(例如探测器宽度171)可以是M=40毫米的固定参数,其中M是探测器表面的长度和宽度。作为另一个示例,探测器厚度(例如厚度179)可被理解为T1=5毫米,其中T1是探测器层的厚度(例如CZT层的厚度)。作为另一个示例,探测器的像素的间距(例如间距184)可被理解为P=2.46毫米,其中P是探测器的像素的间距。作为另一个示例,壁122的厚度可被理解为T3=0.3毫米,其中T3是壁122的厚度。作为各个实施例中的固定参数的又一示例,(例如第二探测器180的)像素的数量可以是N=256(例如16×16像素网格)。
[0059] 在各个实施例中,一些参数可以是可变的,并且选择成适合特定应用。例如,在一些实施例中,准直仪高度(例如针孔准直仪120的高度130)可被理解为hC=40毫米,其中hC是平行孔准直仪的高度。作为另一个示例,针孔的开口的大小(例如针孔宽度155)可被理解为d=2.46毫米,其中d是针孔准直仪的针孔的开口的大小。作为另一个示例,患者身体内的感兴趣区域的深度(例如长度117)可被理解为L=100毫米,其中L是患者体身内(例如患者身体112内)的感兴趣区域(例如感兴趣区域110)的深度。
[0060] 使用固定和/或可变参数,可确定多个计算参数。例如,准直仪管的开口的大小(例如平行孔宽度125)可由W1来表示。像素d1的透明区可等于间距P减去壁122的厚度T3。另外,准直仪中心的开口的大小(例如中心开口126的开口宽度127)可由W2来表示。此外,准直仪的边缘以及第一CZT层的上方和下方的针孔准直仪(例如针孔准直仪150)的位置(例如针孔准直仪与平行孔准直仪120的顶部134和底部132的距离)可由q来表示(对于图1所示的实施例,针孔准直仪150与顶部134和与底部132的距离是相同的,因为针孔准直仪150设置在中点136))。针孔准直仪上方的第二CZT层(例如第二探测器180)的距离(例如针孔准直仪高度156)可由h2来表示。此外,从针孔到感兴趣区域的距离(例如针孔准直仪距离158)可由h1来表示。另外,针孔的视场(例如针孔视场198)可由Fp来表示;平行孔准直仪的视场(例如平行孔视场194)可由Fc来表示。针孔准直仪的空间分辨率(例如针孔分辨率196)可由Rp来表示,以及平行孔准直仪的空间分辨率可由Rc来表示。使用上述参数,对于图1a所示的布置,所计算参数可使用下列关系来确定:
在等式7中,平行孔准直仪和针孔准直仪的空间分辨率设置为相同。从 的要求,h2可通过下式来确定:
上CZT层的针孔灵敏度可通过下式来确定:
如果针孔位于CZT晶圆的中心的点(i=0, j=0)上方,则 由下式给出:
 其中下标i
从1至8,以及下标j从1至8。
[0061] 下CZT层的平行准直仪的灵敏度可由下式给出:使用两个类似确定大小的堆叠CZT层的所示实施例与常规方式之间的灵敏度比右通过下式来确定:
在各个实施例中,这个比率可等于例如大约1.5。
[0062] 可注意,在各个实施例中可利用参数的其它值和/或固定、可变和计算参数之间的关系。
[0063] 按照各个实施例所形成的准直仪组合件、例如准直仪组合件100可提供多个有益效果。例如,灵敏度可增加。作为另一个示例,虽然在成像质量方面,针孔准直仪在某些方面可能次于平行孔准直仪,但是例如当使用平行孔准直仪的改进图像质量、从而利用最大似然期望最大(MLEM)技术来处理经由针孔准直仪(例如经由第二探测器180)所提供的信息时,可有效地使用经由针孔准直仪(例如由第二探测器180)所提供的信息。此外,通过添加针孔准直仪,可实现体素之间的较小重叠(例如对第二探测器180)。又可提供附加视角,和/或提供较大视场,以帮助降低或消除当旋转探测器头枢轴转动或摆动时可在旋转探测器头之间出现的盲点
[0064] 图2示出按照各个实施例所形成的探测器头组合件200。例如,探测器头组合件200可配置为旋转头探测器组合件。旋转头探测器组合件可通过枢轴附连到伸缩臂(图2中未示出)。探测器头组合件200包括:平行孔准直仪210(例如平行孔准直仪120);针孔准直仪220(例如图1的针孔准直仪150);第一探测器230(例如第一探测器170),其接收平行孔准直仪210所准直的辐射;以及第二探测器240(例如第二探测器180),其接收针孔准直仪220所准直的辐射。探测器头组合件200还包括第一模拟前端(AFE)250和第二AFE
260以及数字读出板(DRB)270。第一AFE 250在操作上耦合到第一探测器230,以及第二AFE 260在操作上耦合到第二探测器240。例如,第一AFE 250可具有与第一探测器230和针孔准直仪210类似确定大小的中心开口。所示实施例中的每个AFE配置为直接附连到对应探测器的印刷板。DRB 270在操作上耦合到第一AFE 250和第二AFE 260。DRB 270可被理解为第一AFE 250和第二AFE 260(和/或第一探测器230和第二探测器240)的公共DRB。
[0065] 如上所述,例如图1和图2的准直仪和探测器可用作旋转头探测器模块或组合件的一部分。图3示出按照各个实施例、在第一位置350和第二位置352中形成的成像系统300的示意图。成像系统300包括第一探测器头310和第二探测器头320。具有宽度370的探测器头相互间隔开等于宽度的距离372。在各个实施例中可采用其它间距和/或宽度。
图3所示的各探测器头包括准直仪组合件302,其可与本文所述准直仪组合件100基本上相似。各探测器头包括通过枢轴附连到支臂306的主体304。在各个实施例中,支臂306可以是伸缩臂。由于所示示例的针孔准直仪设置成离平行孔准直仪距离,所以所示探测器头相对于常规装置可具有增加的高度,从而利用直接相互堆叠的探测器。但是,如图3的示例所示,旋转头探测器310、320仍然可以能够有效旋转。例如,在所示实施例中,旋转头探测器310、320可在相互接触之前、在第二位置352中相对于第一位置350经过大约60度的角
330旋转。为了说明的简洁和清楚起见,图3的布置限制到大体线性设置的2个探测器头。
可注意,在各个实施例中,可利用附加探测器头和/或探测器头的其它布置。
[0066] 在各个实施例中,可提供旋转头探测器组合件,其中包括一个或多个探测器头,各通过枢轴连接到对应支臂(例如伸缩臂)。各探测器头可包括多个NM成像探测器,其配置成从源(例如患者身体)接收辐射,其中每个NM成像探测器通过NM成像探测器的至少一部分直接从源接收辐射。探测器组合件可包括至少一个针孔准直仪,其定位成对NM成像探测器的至少一个所接收的辐射进行准直。图1的准直仪组合件100(以及例如图3的准直仪组合件302)是这种布置的示例,因为第一探测器170和第二探测器180的每个直接从辐射源(例如患者身体112)接收辐射(例如,先前尚未经过不同探测器或晶圆的辐射)。图4-9提供旋转头探测器的附加示例,其中旋转头探测器包括多个NM成像探测器,其直接从源接收辐射,但是放置在不同级或取向。可注意,图1的探测器相互平行设置,但是其它布置的探测器可以不是定向成相互平行。还可注意,在各个实施例中,平行孔准直仪的边缘或侧面可配置成充当针孔准直仪的针孔(例如,一个或多个平行孔准直仪可与其它结构协作,以形成针孔准直仪的主体和针孔)。
[0067] 图4提供按照各个实施例所形成的探测器组合件400的示意图。探测器组合件400包括头410,其通过枢轴结合到支臂420,以绕旋转轴422枢轴转动。头410包括探测器
430(例如CZT探测器),其按照大体“U”形配置来设置。探测器组合件400包括屏蔽440以及针孔450,其贯穿屏蔽440以从针孔450提供针孔准直仪。各探测器430通过探测器表面的至少一部分从至少一个针孔450接收直接辐射。图4中,各探测器430处于与至少一个另一探测器430的非平行取向,并且所有准直均经由针孔来提供。
[0068] 图5提供按照各个实施例所形成的探测器组合件500的示意图。探测器组合件500包括头510,其通过枢轴结合到支臂520,以绕旋转轴522枢轴转动。头510包括如图5所示所设置的探测器530(例如CZT探测器)。探测器组合件500包括屏蔽540以及单个针孔550,其贯穿屏蔽540以从针孔550提供探测器530的针孔准直仪。各探测器530通过探测器表面的至少一部分从针孔550接收直接辐射。图5中,各探测器530处于与至少一个另一探测器530的非平行取向,并且所有准直均经由单个针孔来提供。在探测器头的侧面的探测器可被理解为定位在第一级或层,以及在探测器头的中间的探测器可被理解为定位在第二级或层。如图5所示,在不同级或层的探测器可经由单个针孔(例如针孔550)接收辐射。例如,在所示实施例中,定位在侧面的探测器限定开口,经过该开口,辐射可到达中间(第二层中)的探测器的至少一部分。
[0069] 图6提供按照各个实施例所形成的探测器组合件600的示意图。探测器组合件600包括头610,其通过枢轴结合到支臂620,以绕旋转轴622枢轴转动。头610包括探测器630(例如CZT探测器),其按照大体“V”或“L”形配置来设置。探测器组合件600包括屏蔽640以及针孔650,其贯穿屏蔽640以从针孔650提供针孔准直仪。各探测器630通过探测器表面的至少一部分从至少一个针孔650接收直接辐射。图6中,各探测器630处于与至少一个另一探测器630的非平行取向,并且所有准直均经由针孔来提供。在探测器头610的侧面的探测器630的下部可被理解为定位在第一级或层,以及在探测器头的中间的探测器630的上部可被理解为定位在第二级或层。
[0070] 图7提供按照各个实施例所形成的探测器组合件700的示意图。探测器组合件700包括头710,其通过枢轴结合到支臂720,以绕旋转轴722枢轴转动。头710包括如图7所示所设置的探测器730(例如CZT探测器)。探测器组合件700包括两个平行孔准直仪
724、726,其设置成形成针孔750。平行孔准直仪724、276提供定向到探测器组合件700的侧面的探测器730的平行孔准直仪,而针孔750提供在头710中中心定位的探测器730的针孔准直。探测器组合件700包括设置在平行孔准直仪724、726及关联探测器的侧面的屏蔽740,以形成针孔750。各探测器730通过探测器表面的至少一部分接收直接辐射。图7中,各探测器730处于与至少一个另一探测器730的非平行取向,并且准直经由针孔和平行孔准直来提供。在探测器头710的侧面、附连到平行孔准直仪724和726的探测器730可被理解为定位在第一级或层,以及在探测器头的中间的针孔750上方的探测器730可被理解为定位在第二级或层。
[0071] 图8提供按照各个实施例所形成的探测器组合件800的示意图。探测器组合件800包括头810,其通过枢轴结合到支臂820,以绕旋转轴822枢轴转动。头810包括如图8所示所设置的探测器830(例如CZT探测器)。探测器组合件800包括屏蔽840,以提供针孔850。中心设置的针孔至少部分使用定向到探测器头810的侧面的两个探测器830上的屏蔽840来形成。各探测器830通过探测器表面的至少一部分接收直接辐射。图8中,各探测器830处于与至少一个另一探测器730的非平行取向,并且所有准直均经由针孔准直来提供。在探测器头810的侧面的探测器830可被理解为定位在第一级或层,以及定位在探测器头的中间的中心针孔850上方的探测器830可被理解为定位在第二级或层。
[0072] 图9提供按照各个实施例所形成的探测器组合件900的示意图。探测器组合件900包括头910,其通过枢轴结合到支臂920,以绕旋转轴922枢轴转动。头910包括探测器
930(例如CZT探测器),其如图9所示设置为第一层932和第二层934。探测器组合件900包括屏蔽940以及针孔950,其贯穿屏蔽940以从针孔950提供针孔准直仪。各探测器930通过探测器表面的至少一部分从至少一个针孔950接收直接辐射。图9中,各探测器930沿与至少一个另一探测器930基本上平行取向来定向,并且所有准直均经由针孔来提供。
[0073] 图10是具有安装在扫描架上的多个成像探测器头组合件(其可按照行、按照彩虹形状或者其它配置来安装,例如活动探测器托架1016朝患者身体1010径向对齐的配置)的NM成像系统1000的示意图。具体来说,多个成像探测器1002安装到扫描架1004。各探测器1002可包括例如准直仪和探测器,其与结合图1-9所述的布置大体相似地设置。在所示实施例中,成像探测器1002配置为两个独立探测器阵列1006和1008,其在受检者1010(例如患者)上方和下方耦合到扫描架1004,如在图1中所查看。探测器阵列1006和1008可直接耦合到扫描架1004,或者可经由支承构件1012耦合到扫描架1004,以便允许整个阵列1006和/或1008相对于扫描架1004移动(例如,沿如在图10中通过箭头T所查看的)左或右方向横向平移移动)。另外,成像探测器1002的每个包括探测器单元1014(其可包括如本文结合图1-9所述的准直仪和/或探测器组合件),其中至少一部分安装到活动探测器托架1016(例如,支承臂或致动器,其可由电动机来驱动以引起其移动),其从扫描架1004延伸。在一些实施例中,探测器托架1016允许探测器单元1014例如线性地朝向和离开受检者1010移动。因此,在所示实施例中,探测器阵列1006和1008平行地安装在受检者1010上方和下方,并且允许探测器单元1014沿示为与支承构件1012(其一般平地耦合在扫描架1004上)垂直的一个方向(通过箭头L所指示)的线性移动。但是,如本文所述,其它配置和取向是可能的。应当注意,活动探测器托架1016可以是任何类型的支承,其允许探测器单元1014相对于支承构件1012和/或扫描架1004的移动,这在各个实施例中允许探测器单元1014朝向和离开支承构件1012线性移动。
[0074] 在各个实施例中,成像探测器1002的每个比常规整个主体或通用成像探测器要小。常规成像探测器可足够大,以同时对患者身体的宽度的大部分或全部进行成像,并且可具有大约50 cm或以上的直径或更大尺寸。相比之下,成像探测器1002的每个可包括一个或多个探测器单元1014,其耦合到相应探测器托架1016,具有例如4 cm至20 cm的尺寸,并且可由碲化镉锌(CZT)片或模块来形成。例如,探测器单元1014的每个的大小可以是8×8 cm,并且由多个CZT像素化模块(未示出)来组成。例如,各模块的大小可以是4×4 cm,并且具有16×16=256像素。在一些实施例中,各探测器单元1014包括多个模块,例如1×7模块的阵列。但是,预期不同配置和阵列大小包括例如具有多行模块的探测器单元1014。
[0075] 应当理解,成像探测器1002相互之间可以是不同大小和/或形状,例如正方形、矩形、圆形或其它形状。成像探测器1002的每个的实际视场(FOV)可与相应成像探测器的大小和开关成正比。
[0076] 扫描架1004可形成有如所示经过其中的窗孔1018(例如开口或孔)。扫描床1020、例如病床配置有支承机构(未示出),以在窗孔1018的多个视位的一个或多个中并且相对于成像探测器1002来支承和携带受检者1010。备选地,扫描架1004可包括多个扫描架段(未示出),其中每个可单独移动支承构件1012或者成像探测器1002的一个或多个。
[0077] 例如,扫描架1004也可按照诸如“C”、“H”和“L”之类的其它形状来配置,并且可以是绕受检者1010可旋转的。例如,扫描架1004可形成为闭环或圆,或者形成为开弧或拱形,其允许受检者1010在成像的同时是易于接近的,并且促进受检者1010的装载和卸载,以及降低一些受检者1010的幽闭恐怖症
[0078] 附加成像探测器(未示出)可定位成形成探测器阵列的行或者围绕受检者1010的弧形或环形。通过例如沿成像轴(例如受检者1010的从头到脚方向)将多个成像探测器1002相对受检者1010定位在多个位置,可更迅速地获取较大FOV特定的图像数据。
[0079] 成像探测器1002的每个具有辐射探测面,其朝受检者1010或者受检者体内的感兴趣区域定向。
[0080] 为了便于说明,图10中的准直仪1022(和探测器)示为各探测器头中的单准直仪。但是,应当注意,准直仪1022可按照本文所述的各个实施例、例如结合图1-9所述的实施例来配置。可选地,对于采用一个或多个平行孔准直仪的实施例,多孔准直仪可构造成与探测器单元1014(其在一个实施例中是CZT探测器)的像素配准。但是,可使用其它材料。配准准直可通过迫使光子经过一个孔以便主要由一个像素收集,来改进空间分辨率。另外,配准准直可改进像素化探测器的灵敏度和能量响应,因为像素的边缘附近或者两个相邻像素之间的探测器区域可具有降低的灵敏度或者降低的能量分辨率或者其它性能降级。具有直接在像素的边缘上方的准直仪隔片降低光子在这些降级性能位置碰撞的机会,而没有降低光子经过准直仪的总概率。如本文所述,在一些实施例中,可采用平行孔和针孔准直。作为另一个示例,在一些实施例中,可以仅采用针孔准直。
[0081] 控制器单元1030可控制扫描床1020、成像探测器1002(其可配置为一个或多个支臂)、扫描架1004和/或准直仪1022(其在各个实施例中随与其耦合的成像探测器1002而移动)的移动和定位。在获取之前或期间或者在不同图像获取之间的运动的范围设置成将成像探测器1002的每个的实际FOV例如保持指向或者“瞄准”受检者1010的特定面积或区域或者沿整个受检者1010。运动可以是同时、并发或依次沿多个方向的组合或复合运动,如本文更详细描述。
[0082] 控制器单元1030可具有扫描架电动机控制器1032、台架控制器1034、探测器控制器1036、枢轴控制器1038和准直仪控制器1040。控制器1030、1032、1034、1036、1038、1040可由处理单元1050自动命令、由操作员手动控制或者它们的组合。扫描架电动机控制器1032可将成像装置1002相对受检者1010例如单独地、按照段或子集或者按照相互之间的固定关系同时地移动。例如,在一些实施例中,扫描架控制器1032可使成像探测器1002和/或支承构件1012相对于受检者1010移动或者绕受检者1010旋转,这可包括小于或者一直到180度(或以上)的运动。
[0083] 台架控制器1034可移动扫描床1020,以相对于成像探测器1002来定位受检者1010。例如,扫描床1020可沿上-下方向、进-出方向和右-左方向移动。探测器控制器
1036可控制成像探测器1002的每个的移动,以便作为一组共同移动或者单独移动,如本文更详细描述。例如通过控制探测器托架1016朝向或者远离受检者1010的线性平移移动(例如滑动或伸缩移动),探测器控制器1036在一些实施例中还可控制成像探测器1002的移动,以便移动到更接近或者更远离受检者1010的表面。可选地,探测器控制器1036可控制探测器托架1016的移动,以便允许探测器阵列1006或1008的移动。例如,探测器控制器1036可控制探测器托架1016由T箭头所示(并且如在图10中查看示为左和右)的横向移动。在各个实施例中,探测器控制器1036可控制探测器托架1016或支承构件1012,以便沿不同横向方向移动。探测器控制器1036可控制探测器1002连同其准直仪1022的回转运动,例如在图3中所示或者在图4中由探测器410所示,作为另一个示例。在一些实施例中,探测器1002和准直仪1022可围绕轴、例如图4的轴422回转或旋转。
[0084] 枢轴控制器1038可控制在探测器托架1016的末端的探测器单元1014的枢轴或旋转移动和/或探测器托架1016的枢轴或旋转移动。例如,探测器单元1014或探测器托架1016的一个或多个可绕至少一个轴旋转,以便从多个角取向来查看受检者1010,以获取例如在3D SPECT或3D成像操作模式中的3D图像数据。准直仪控制器1040可调整可调准直仪、例如具有可调带(或叶片)或者(一个或多个)可调针孔的准直仪的位置。
[0085] 应当注意,一个或多个成像探测器1002的运动可沿除了严格轴向或径向之外的方向,以及在各个实施例中可使用沿若干运动方向的运动。因此,术语“运动控制器”可用来指示所有运动控制器的统称。应当注意,各种控制器可以相结合,例如,探测器控制器1036和枢轴控制器1038可以相结合,以提供本文所述的不同移动。
[0086] 在获取受检者1010或者受检者1010的一部分的图像之前,成像探测器1002、扫描架1004、扫描床1020和/或准直仪1022可调整到例如第一或初始成像位置以及后续成像位置。成像探测器1002各可定位成对受检者1010的一部分进行成像。备选地,例如在小尺寸受检者1010的情况下,成像探测器1002的一个或多个可以没有用来获取数据,例如在探测器阵列1006和1008末端的成像探测器1002,其如图10所示处于远离受检者1010的缩进位置。定位可由操作员手动实现和/或自动实现,其可包括使用例如图像信息、例如在当前获取之前由另一个成像形态(例如X射线计算机断层扫描(CT)、MRI、X射线、PET或声波)所获取的其它图像。在一些实施例中,用于定位的附加信息、例如其它图像可由例如混合系统(例如SPECT/CT系统)中的同一系统来获取。另外,探测器单元1014可配置成获取非NM数据、例如x射线CT数据。在一些实施例中,可提供多形态成像系统,例如以允许执行NM或SPECT成像以及x射线CT成像,其可包括如本文更详细所述的双形态或扫描架设计。
[0087] 在定位成像探测器1002、扫描架1004、扫描床1020和/或准直仪1022之后,一个或多个图像、例如三维(3D)SPECT图像使用成像探测器1002的一个或多个来获取,其可包括使用使探测器单元1014之间的间距减小或者为最小的组合运动。在各个实施例中,由各成像探测器1002所获取的图像数据可组合或重构为合成图像或3D图像。
[0088] 在一个实施例中,探测器阵列1006和/或1008、扫描架1004、扫描床1020和/或准直仪1022中的至少一个在初始定位之后移动,其包括探测器单元1014的一个或多个的单独移动(例如组合横向和枢轴转动移动)连同探测器1002的回转运动。例如,探测器阵列1006和/或1008中的至少一个可在枢轴转动的同时横向移动。因此,在各个实施例中,多个小尺寸探测器、例如探测器单元1014例如在使探测器单元1014移动或横扫时可结合其它移动用于3D成像。
[0089] 在各个实施例中,数据获取系统(DAS)1060接收成像探测器1002所产生的电信号数据,并且将这个数据转换为数字信号供后续处理。但是,在各个实施例中,数字信号由成像探测器1002来生成。除了处理单元1050之外,还可提供图像重构装置1062(其可以是处理装置或计算机)和数据存储装置1064。应当注意,与数据获取、运动控制、数据处理和图像重构中的一个或多个相关的一个或多个功能可经过硬件、软件和/或通过共享处理资源(其可位于成像系统1000之内或附近或者可远程定位)来实现。另外,可提供用户输入装置1066,以接收用户输入(例如控制命令),以及提供显示器1068以用于显示图像。DAS1060从探测器1002接收所获取图像连同扫描架1004、支承构件1012、探测器单元1014、探测器托架1016和探测器1002的对应横向、垂直、旋转和回转坐标,以用于包括3D图像及其层面的图像的准确重构。
[0090] 图11提供按照各个实施例、用于提供准直仪组合件的方法1100的流程图。方法1100例如可采用本文所述的各个实施例的结构或方面(例如系统和/或方法)或者由其执行。在各个实施例中,可省略或添加某些步骤,可组合某些步骤,可同时执行某些步骤,可并发地执行某些步骤,可将某些步骤分为多个步骤,可按照不同顺序来执行某些步骤,或者可按照迭代方式再执行某些步骤或者步骤系列。在各个实施例中,方法1100的部分、方面和/或变化可以能够用作一个或多个算法,以指导硬件来执行本文所述的一个或多个操作。
[0091] 在1102,提供平行孔准直仪(例如平行孔准直仪120)。在一些实施例中,平行孔准直仪可包括限定其间的平行孔的多个壁,其中平行孔设置在中心开口周围。
[0092] 在1104,提供针孔准直仪(例如图1的针孔准直仪150)。可注意,在一些实施例中,可以仅提供针孔准直仪。作为另一个示例,在不同实施例中可提供变化数量的针孔和/或平行孔准直仪。在一些实施例中,一个或多个准直仪或探测器可被提供并且以与一个或多个关联准直仪或探测器的非平行角来定向。
[0093] 在1106,例如在平行孔准直仪的中心开口中定位和安装针孔准直仪150。例如,在一些实施例中,针孔准直仪可安装成接近平行孔准直仪的高度的中点。
[0094] 在1108,定位第一探测器。在各个实施例中,第一探测器定位成接近平行孔准直仪的探测器端,并且定位和配置成接收经过平行孔准直仪的平行孔的辐射。例如,第一探测器可直接安装到平行孔准直仪,并且可包括与平行孔准直仪的中心开口匹配或对应的中心开口。在一些实施例中,第一探测器的像素可与平行孔准直仪的孔对齐并且1:1地与其对应,而在其它实施例中,第一探测器的像素可以没有与平行孔准直仪的孔对齐和/或1:1地与其对应。
[0095] 在1110,定位第二探测器。例如,第二探测器可与针孔准直仪(例如在其上方)间隔开距离(以及与平行孔准直仪(例如在其上方)间隔开距离。
[0096] 在1112,第一AFE耦合到第一探测器。例如,第一AFE可直接附连到第一探测器,并且可包括与第一探测器和平行孔准直仪的中心开口对应或匹配的中心开口。第一AFE可以是直接附连到第一探测器的印刷板。
[0097] 在1114,第二AFE耦合到第二探测器。例如,第二AFE可直接附连到第二探测器。第二AFE可以是直接附连到第二探测器的印刷板。
[0098] 在1116,DRB耦合到第一AFE和第二AFE。因此,DRB可被理解为由第一AFE和第二AFE所共享或者是其公共的(和/或由第一探测器和第二探测器所共享或者是其公共的)。DRB配置成提供与第一AFE和第二AFE所提供的信息对应的数字输出。由DRB所提供的信息可用来重构图像。
[0099] 在1118,平行孔准直仪、针孔准直仪、第一和第二探测器、第一和第二AFE以及DRB定位在探测器头中。探测器头可以是旋转探测器头。此外,多个类似构造的探测器头可作为成像系统中的探测器头的一个或多个阵列的部分来提供。例如,探测器头可配置成在SPECT扫描期间获取SPECT信息。
[0100] 在1120,执行成像扫描。在一些实施例中,成像扫描可使用设置在扫描架膛周围的多个SPECT探测器单元来执行,其中多个探测器单元定位成接近待成像对象(例如患者的一部分)的表面。在一些实施例中,探测器单元可横向和垂直地平移(例如相对病床所限定的垂直和水平平面),而探测器单元在其它实施例中可径向平移,以将探测器单元定位成接近待扫描对象。一个或多个探测器的回转运动也可围绕枢轴线执行。可注意,在扫描期间,成像信息可基于准直的类型和/或探测器的位置坐标来提供和组织。例如,来自一个或多个平行孔准直仪的信息可按照与基于平行孔准直识别光子的位置对应的第一方式来处理,以及来与一个或多个针孔准直仪关联的自一个或多个探测器的信息可按照与基于针孔准直识别光子的位置的第二方式来处理。在一些实施例中,来自平行孔准直的信息可用来改进经由针孔准直(例如经由MLEM技术)所得到的信息的处理。
[0101] 在1122,重构图像。图像可使用在成像扫描期间所得到的信息来重构。在一些实施例中,可使用来自其它扫描(例如定位扫描或其它形态扫描)的信息。可注意,在各个实施例中,可采用诸如面元划分(bining)或选通等等的成像技术。
[0102] 应当注意,各个实施例可通过硬件、软件或者它们的组合来实现。各个实施例和/或组件、例如模块或者其中的组件和控制器也可实现为一个或多个计算机或处理器的一部分。计算机或处理器可包括计算装置、输入装置、显示单元以及例如用于访问因特网的接口。计算机或处理器可包括微处理器。微处理器可连接到通信总线。计算机或处理器还可包括存储器。存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机或处理器还可包括存储装置,其可以是硬盘驱动器或者可拆卸存储驱动器,例如固态驱动器、光盘驱动器等。存储装置也可以是用于将计算机程序或其它指令加载到计算机或处理器中的其它类似部件。
[0103] 本文所使用的术语“计算机”或“模块”可包括任何基于处理器或者基于微处理器的系统,其中包括使用微控制器、简化指令集计算机(RISC)、ASIC、逻辑电路以及能够运行本文所述功能的任何其它电路或处理器的系统。上述示例只是示范性的,并且因而并不是意在以任何方式限制术语“计算机”的定义和/或含意。
[0104] 计算机或处理器运行一个或多个存储元件中存储的指令集,以便处理输入数据。存储元件还可根据预期或需要存储数据或其它信息。存储元件可采取处理机中的信息源或物理存储器元件的形式。
[0105] 指令集可包括各种命令,这些命令指示作为处理机的计算机或处理器执行诸如各个实施例的方法和过程之类的特定操作。指令集可采取软件程序的形式。软件可采取各种形式,例如系统软件应用软件,并且可体现为有形和非暂时计算机可读介质。此外,软件可采取独立程序或模块的集合、较大程序中的程序模块或者程序模块的一部分的形式。软件还可包括采取面向对象编程的形式的模块编程。由处理机对输入数据的处理可响应操作员命令或者响应先前处理的结果或者响应另一个处理机所进行的请求而进行。
[0106] 本文所使用的术语“软件”和“固件”是可互换的,并且包括存储器中存储以供计算机执行的任何计算机程序,其中存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型只是示范性的,并且因而并不是限制可用于存储计算机程序的存储器的类型。
[0107] 要理解,预计以上描述是说明性而不是限制性的。例如,上述实施例(和/或其方面)可相互结合使用。另外,可对各个实施例的理论进行多种修改以适合具体情况或材料,而没有背离其范围。虽然本文所述的材料的尺寸和类型意在定义各个实施例的参数,但是它们决不是限制性的,而只是示范性的。通过阅读以上描述,许多其它实施例将是本领域的技术人员显而易见的。因此,各个实施例的范围应当参照所附权利要求连同这类权利要求涵盖的完整等效范围共同确定。在所附权利要求书中,术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“其中”的普通语言等效体。此外,在以下权利要求书中,术语“第一”、“第二”和“第三”等只用作标号,而不是意在对其对象施加数字要求。此外,以下权利要求书的限制并不是按照部件加功能格式编写的,并且不是意在基于35 U.S.C.§ 112(f)来解释,除非这类权利要求限制明确使用词语用于“…的部件”加上没有其它结构的功能的陈述。
[0108] 本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开各个实施例,并且还使本领域的技术人员能够实施各个实施例,包括制作和使用任何装置或系统,以及执行任何结合方法。各个实施例的专利范围由权利要求书来定义,并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果示例具有与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件,或者示例包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构元件,则这类其它示例意在落入权利要求书的范围之内。
[0109] 附图标记说明准直仪组合件 ........................................................ 100感兴趣区域 ............................................................
110
患者身体 ................................................................
112
长度 ........................................................................ 117
探测器端 ................................................................
118
源端 ........................................................................ 119
平行孔准直仪 ........................................................ 120壁 ............................................................................ 122
孔 ............................................................................ 124
平行孔宽度 ............................................................
125
中心开口 ................................................................
126
开口宽度 ................................................................
127
高度 ........................................................................ 130
底部 ........................................................................ 132
顶部 ........................................................................ 134
中点 ........................................................................ 136
针孔准直仪 ............................................................
150
主体 ........................................................................ 152
针孔.......................................................................... 154
针孔宽度 ................................................................
155
孔准直仪高度 ........................................................ 156孔准直仪距离 ........................................................ 158第一探测器 ............................................................
170
宽度 ........................................................................ 171
中心开口 ................................................................
172
探测器片 ................................................................
174
片长度 .................................................................... 176
片宽度 .................................................................... 178
厚度 ........................................................................ 179
第二探测器 ............................................................
180
像素 ........................................................................ 182
像素 ........................................................................ 183
间距 ........................................................................ 184
平行孔分辨率 ........................................................ 192平行孔视场 ............................................................
194
针孔分辨率 ............................................................
196
针孔视场 ................................................................
198
探测器头组合件 .................................................... 200平行孔准直仪 ........................................................ 210针孔准直仪 ............................................................
220
第一探测器 ............................................................
230
第二探测器 ............................................................
240
第一AFE ................................................................
250
第二AFE ................................................................
260
DRB ......................................................................... 270
成像系统 ................................................................
300
准直仪组合件 ........................................................ 302主体 ........................................................................ 304
支臂 ........................................................................ 306
旋转头探测器 ........................................................ 310第二探测器头 ........................................................ 320角 ............................................................................ 330
第一位置 ................................................................
350
第二位置 ................................................................
352
宽度 ........................................................................ 370
距离 ........................................................................ 372
探测器组合件 ........................................................ 400头 ............................................................................ 410
支臂 ........................................................................ 420
轴 ............................................................................ 422
探测器 .................................................................... 430
屏蔽 ........................................................................ 440
针孔 ........................................................................ 450
探测器组合件 ........................................................ 500头 ............................................................................ 510
支臂 ........................................................................ 520
旋转轴 .................................................................... 522
探测器 .................................................................... 530
屏蔽 ........................................................................ 540
针孔 ........................................................................ 550
探测器组合件 ........................................................ 600头 ............................................................................ 610
支臂 ........................................................................ 620
旋转轴 .................................................................... 622
探测器 .................................................................... 630
屏蔽 ........................................................................ 640
针孔 ........................................................................ 650
探测器组合件 ........................................................ 700头 ............................................................................ 710
支臂 ........................................................................ 720
旋转轴 .................................................................... 722
平行孔准直仪 ........................................................ 724平行孔准直仪..........................................................
726
探测器 .................................................................... 730
屏蔽 ........................................................................ 740
针孔 ........................................................................ 750
探测器组合件 ........................................................ 800头 ............................................................................ 810
支臂 ........................................................................ 820
旋转轴 .................................................................... 822
探测器 .................................................................... 830
屏蔽 ........................................................................ 840
针孔 ........................................................................ 850
探测器组合件 ........................................................ 900头 ............................................................................ 910
支臂 ........................................................................ 920
旋转轴 .................................................................... 922
探测器 .................................................................... 930
第一层 .................................................................... 932
第二层 .................................................................... 934
屏蔽 ........................................................................ 940
针孔 ........................................................................ 950
成像系 统 ..............................................................
1000
成 像 探 测 器 ..........................................................
1002
扫描架 ..................................................................
1004
探 测 器 阵 列 ..........................................................
1006
探测器阵 列............................................................
1008
受检者 ..................................................................
1010
支承构 件 ..............................................................
1012
探 测 器 单 元 ..........................................................
1014
探 测 器 托 架 ..........................................................
1016
窗孔........................................................................ 1018
扫描床 ..................................................................
1020
准直仪 ..................................................................
1022
控制器 ..................................................................
1030
扫描架电动机控制器 .......................................... 1032
台 架 控 制 器 ..........................................................
1034
探测器控制器 ...................................................... 1036枢 轴 控 制 器 ..........................................................
1038
准直仪控制器 ...................................................... 1040处理单 元 ..............................................................
1050
DAS ....................................................................... 1060
图像重构装置 ...................................................... 1062数据存储装置 ...................................................... 1064用户输入装置 ...................................................... 1066显示器 ..................................................................
1068
方法 ...................................................................... 1100
提供平行孔准直仪 .............................................. 1102提供针孔准直仪.................................................... 1104定位和安装针孔准直仪 ...................................... 1106
定位第一探测器.................................................... 1108定位第二探测器.................................................... 1110将第一AFE耦合到第一探测器........................... 1112
将第二AFE耦合到第二探测器........................... 1114
将DRB耦合到第一AFE和第二AFE.................. 1116
将平行孔准直仪、针孔准直仪、第一探测器、第二探测器、第一AFE、第二AFE和DRB定位和安装在探测器头中....................... 1118
执行成像扫描........................................................ 1120重构图像 ....................................................... 1122。
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