雙重伽馬光子成像儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型有關(guān)于一種雙重伽馬光子成像儀,主要包括環(huán)形機(jī)架、電子成像裝置和四個(gè)平板探測器;其中,該四個(gè)平板探測器被分為兩組,一組是正電子探測器,另一組是單光子探測器,分別相對應(yīng)的安裝在環(huán)形機(jī)架的兩側(cè);該正電子探測器或單光子探測器包括兩個(gè)平板探測器,該兩個(gè)平板探測器平行相對設(shè)置且能夠上下調(diào)整;具體的,每一個(gè)平板探測器包括外壁、鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光電倍增管;該鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光電倍增管固設(shè)在外壁內(nèi),且該鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光電倍增管依次連接在一起,該光電倍增管還與外部的電子成像裝置連接。所以,本實(shí)用新型集正電子探測器和單光子探測器為一體,將兩者有機(jī)結(jié)合在一起,依據(jù)不同的需求,可進(jìn)行不同的選擇。
【專利說明】雙重伽馬光子成像儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及用于醫(yī)療成像設(shè)備的探測器,特別是涉及一種雙重伽馬光子成像 儀(DGPI-Dual Gamma Photon Imager),是 PET 和 SPECT 相兼容的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前,常見核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備主要有單電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(SPECT)和正電子 發(fā)射斷層成像(PET)。且PET和SPECT在核醫(yī)學(xué)的臨床實(shí)踐中,各具獨(dú)到各有所長,其特點(diǎn)是 由不同能量核素、不同藥物載體所決定,可診斷不同的疾病,涵蓋面比較寬。具體的,SPECT 如對心腦血管、肝臟、腎臟、甲狀腺、骨骼等有獨(dú)到之處,而PET對腫瘤定性(良性惡性)、決 定治療方針、估價(jià)治療效果等有重要意義,還是早期診斷老年癡呆癥的(Alzheimer's)重 要手段。
[0003] 其中,自發(fā)明PET至今已有40余年,仍然沿用鍺酸鉍(BGO)的切割晶體,組成若干 積木式型方塊(或單元Block),再排列成多環(huán),鑲嵌在直徑90cm(或大于90cm)的圓形架 上,即當(dāng)前PET探測器是固定不動(dòng)的,孔徑大小不變,病人體表與探測的距離也不能變更。 上述三者不變,會(huì)對PET造成不可克服的缺陷:一是靈敏度和分辨率下降;二是約有4-8個(gè) 單元Block是在斜射的角度(非垂直角度)上,形成四個(gè)角的斜射區(qū),造成深度的貫穿互相 影響(Depth Of Interaction-D0I,或簡稱深度干擾);三是因 DOI的干擾,正電子飛行時(shí) 間差,會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)位定標(biāo),這是多年來PET未能提高分辨率的主要原因之一。
[0004] 為解決這一難題,各廠家都采用PET和X-Ray CT相結(jié)合的方法,制造了 PET/CT, 用PET的圖像數(shù)據(jù),減去CT的圖像數(shù)據(jù),其目的是扣除PET的本底,減除DOI的散射影響; 但這是非常不合理的,因?yàn)閮烧叱上窕A(chǔ)原理不同,性質(zhì)各異,不可能得到理想效果。詳細(xì) 來說,PET/CT圖像視覺上清楚些,但是PET圖像的分辨率并沒有提高,而只有高質(zhì)量高分辨 率的PET圖像,才是醫(yī)學(xué)臨床所求。在PET掃描完成的同時(shí),完成PET的模擬仿真(focal emulator),還可用輪廓勾畫技術(shù)(delineate)把骨架和軟組織(本底圖像)勾畫清楚,或 用光盤作異機(jī)圖像融合,并非必須采用PET/CT模式,這樣實(shí)際上是CT成像綁架了 PET,這種 掃描模式造成了 PET分辨率不能提高。
[0005] 簡單來說,當(dāng)前PET探測器是多晶體多環(huán)結(jié)構(gòu),若干數(shù)量的晶體組成一個(gè)Block, Block再排列成環(huán),每個(gè)Block都適配相應(yīng)的光電倍增管(PMT),這樣結(jié)構(gòu)的PET探測器的 DOI是導(dǎo)致其分辨率不能再提高的瓶頸。具體參閱圖1所示,為現(xiàn)有的PET探測器的DOI干 擾說明圖,在圖1中,1表示2個(gè)單元(Block),包括光電倍增管和晶體;2表示光電倍增管 所在的位置;3表示切割成塊的BGO晶體排列在組合中;4表示兩個(gè)伽馬光子,飛射到方向 完全相反的BGO晶體并發(fā)出閃爍,被光電倍增管所接收,成為一個(gè)正確的信號;5表示斜射 的伽馬光子,射到的晶體沒能全部湮沒伽馬光子能量,并在對位晶體上閃爍,如此在相反方 向就有4塊晶體產(chǎn)生閃爍,造成DOI的干擾,其中所表示的至少有兩處信號原址是錯(cuò)位的; 6表示產(chǎn)生DOI干擾的斜射區(qū),它在全環(huán)形區(qū)的周圍,發(fā)生DOI的散射,構(gòu)成對圖像的干擾, 且這種散射不論采取什么樣的手段,都難以消除,是造成正電子CT分辨率不高的主要原因 之一。也可以看出,這種DOI深度干擾,不僅發(fā)生在四邊區(qū),即使在中央?yún)^(qū),斜射的伽馬光子 也會(huì)產(chǎn)生DOI干擾,不改變探測方式,分辨率無法提高。
[0006] 所以,急需一種新型的探測器,能夠提高PET的分辨率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型的目的是在提供一種雙重伽馬光子成像儀,集正電子探測器和單光子 探測器為一體,將兩者有機(jī)結(jié)合在一起,依據(jù)不同的需求,可進(jìn)行不同的選擇。
[0008] 本實(shí)用新型的目的是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型提供一種雙重伽 馬光子成像儀,主要包括環(huán)形機(jī)架、電子成像裝置和四個(gè)平板探測器;其中,該四個(gè)平板探 測器被分為兩組,一組是正電子探測器,另一組是單光子探測器,分別相對應(yīng)的安裝在環(huán)形 機(jī)架的兩側(cè);該正電子探測器或單光子探測器包括兩個(gè)平板探測器,該兩個(gè)平板探測器平 行相對設(shè)置且能夠上下調(diào)整;具體的,每一個(gè)平板探測器包括外壁、鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光 電倍增管;該鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光電倍增管固設(shè)在外壁內(nèi),且該鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光電 倍增管依次連接在一起,該光電倍增管還與外部的電子成像裝置連接。
[0009] 本實(shí)用新型的目的還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0010] 前述的雙重伽馬光子成像儀,其中該正電子探測器采用鍺酸鉍晶體,該單光子探 測器采用碘化鈉晶體。
[0011] 前述的雙重伽馬光子成像儀,其中該環(huán)形機(jī)架能夠360度的旋轉(zhuǎn),且兩組探測器 能夠180度的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012] 前述的雙重伽馬光子成像儀,其中該鈾鋼準(zhǔn)直器是用鈾鋼制成的平行光孔準(zhǔn)直 器,包括多個(gè)光孔,每一個(gè)光孔內(nèi)壁光滑垂直且上下口徑完全相同,而光孔口為六邊形。
[0013] 前述的雙重伽馬光子成像儀,其中該鈾鋼準(zhǔn)直器選用238U。
[0014] 前述的雙重伽馬光子成像儀,其中該鈾鋼準(zhǔn)直器的性能符合以下公式:
[0015]
【權(quán)利要求】
1. 一種雙重伽馬光子成像儀,其特征在于其主要包括環(huán)形機(jī)架、電子成像裝置和四個(gè) 平板探測器; 其中,該四個(gè)平板探測器被分為兩組,一組是正電子探測器,另一組是單光子探測器, 分別相對應(yīng)的安裝在環(huán)形機(jī)架的兩側(cè);該正電子探測器或單光子探測器包括兩個(gè)平板探測 器,該兩個(gè)平板探測器平行相對設(shè)置且能夠上下調(diào)整; 具體的,每一個(gè)平板探測器包括外壁、鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光電倍增管;該鈾鋼準(zhǔn)直器、 晶體和光電倍增管固設(shè)在外壁內(nèi),且該鈾鋼準(zhǔn)直器、晶體和光電倍增管依次連接在一起,該 光電倍增管還與外部的電子成像裝置連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重伽馬光子成像儀,其特征在于其中該正電子探測器采用 鍺酸鉍晶體,該單光子探測器采用碘化鈉晶體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重伽馬光子成像儀,其特征在于其中該環(huán)形機(jī)架能夠360 度的旋轉(zhuǎn),且兩組探測器能夠180度的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重伽馬光子成像儀,其特征在于其中該鈾鋼準(zhǔn)直器是用鈾 鋼制成的平行光孔準(zhǔn)直器,包括多個(gè)光孔,每一個(gè)光孔內(nèi)壁光滑垂直且上下口徑完全相同, 而光孔口為六邊形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的雙重伽馬光子成像儀,其特征在于其中該鈾鋼準(zhǔn)直器選 用 238U。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙重伽馬光子成像儀,其特征在于其中該鈾鋼準(zhǔn)直器的性能 符合以下公式: IIW X HL -. -=SK At 其中:At為光孔的孔徑,HL為光孔的孔長,HW為光孔的孔壁,SR為鈾鋼準(zhǔn)直器的性能。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙重伽馬光子成像儀,其特征在于其中該電子成像裝置主要 包括計(jì)算機(jī)。
【文檔編號】A61B6/03GK204121038SQ201420546313
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】劉彥唐 申請人:劉彥唐