一種局部專用的平板pet成像裝置及方法、放療機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及正電子發(fā)射斷層成像領(lǐng)域，尤其涉及一種局部專用的平板PET成像裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]正電子發(fā)射斷層成像(PositronEmiss1nTomography,均簡(jiǎn)稱PET)是一種非侵入性的造影方法，能無(wú)創(chuàng)、定量、動(dòng)態(tài)地評(píng)估人體各器官的代謝水平、生化反應(yīng)、功能活動(dòng)和灌注。作為一種高敏感性的功能影像設(shè)備，PET在腫瘤、心血管系統(tǒng)疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期診斷、治療規(guī)劃、療效監(jiān)測(cè)與評(píng)估等方面具有獨(dú)特的價(jià)值。
[0003]隨著PET儀器在臨床診療中應(yīng)用的不斷深入，醫(yī)學(xué)界對(duì)PET儀器的性能和功能提出了新的需求，現(xiàn)有的臨床PET，采用傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)構(gòu)架，無(wú)論是性能還是應(yīng)用范圍均面臨局限:1、在諸多臨床聚焦性檢查和治療中，需要針對(duì)局部部位得到高質(zhì)量的PET圖像?，F(xiàn)有臨床全身型PET無(wú)論是空間分辨率(低于4mmFWHM)還是靈敏度(低于10kcpsMBq?l)均難以滿足需求。(注:包括探測(cè)效率(單位時(shí)間、單位濃度下檢測(cè)數(shù)據(jù)量)，空間分辨率(空間上區(qū)別兩個(gè)點(diǎn)的距離的極限值，即可識(shí)別病灶尺寸的下限))2、PET作為一種高敏感性的功能影像，有潛力在影像引導(dǎo)放療、外科手術(shù)導(dǎo)航等應(yīng)用中發(fā)揮價(jià)值。但是現(xiàn)有的臨床PET體積巨大、必須在專門的影像中心的影像室內(nèi)工作、探測(cè)器封閉，無(wú)法在成像的同時(shí)進(jìn)行其他的臨床操作等。3、近年來(lái)，移動(dòng)式、床旁式影像設(shè)備日益成為各種影像設(shè)備發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，這些應(yīng)用中需要小巧、便攜、移動(dòng)性強(qiáng)的床旁式/移動(dòng)式PET。而現(xiàn)有環(huán)形PET體積巨大(占地往往幾個(gè)平米，重量達(dá)幾頓)，需要專門的影像中心的成像室才能使用。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有PET成像裝置是針對(duì)人體軀干全身成像，體積巨大，裝置采用封閉性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可調(diào)性差，裝置采用固定的探測(cè)器布置。
[0005]現(xiàn)有PET成像裝置具體弊端為:
[0006]1、封閉性，在成像的同時(shí)進(jìn)行其他操作，如外科手術(shù)、放療、活檢；
[0007]2、體積龐大，傳統(tǒng)PET為了覆蓋所有的病人的軀干，因此探測(cè)器環(huán)往往偏大(直徑至少50cm以上,普遍是70cm以上)；
[0008]3、成本昂貴，大探測(cè)環(huán)需要大量的探測(cè)器模組，而PET設(shè)備的主要成本即是探測(cè)器；
[0009]4、移動(dòng)性、可調(diào)性差，必須在專門的PET影像中心中的PET影像室，病人躺在病床移動(dòng)至封閉型的探測(cè)器環(huán)內(nèi)；
[0010]5、局部區(qū)域成像性能低下，大探測(cè)器環(huán)導(dǎo)致對(duì)于感興趣區(qū)域的有效探測(cè)立體角過(guò)小(注:探測(cè)器距離成像對(duì)象越近，則覆蓋立體角越大，探測(cè)效率越高，反之則越低)，大探測(cè)器環(huán)導(dǎo)致光子非共線性的影響加劇(注:光子非共線性是影響PET空間分辨率的一個(gè)重要物理因素，該因素與探測(cè)器環(huán)的直徑成正比:δ =0.0022Dmm, D為探測(cè)器直徑)。
[0011]因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種新型結(jié)構(gòu)的局部專用的平板PET成像裝置及方法，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種可移動(dòng)性佳、開放性好、探測(cè)器位置可調(diào)性強(qiáng)的局部專用的平板PET成像裝置及方法。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0014]一種局部專用的平板PET成像裝置，其包括至少兩組平板PET探測(cè)器以及可以支持探測(cè)器在三個(gè)方向上移動(dòng)位置、并且支持探測(cè)器做一定角度旋轉(zhuǎn)的機(jī)械臂系統(tǒng)。
[0015]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像裝置中，所述平板PET探測(cè)器為規(guī)則平板結(jié)構(gòu)，所述所有平板PET探測(cè)器中至少有兩組呈對(duì)稱布置。
[0016]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像裝置中，所述平板PET探測(cè)器為規(guī)則平板結(jié)構(gòu)，所述所有平板PET探測(cè)器呈非對(duì)稱布置。
[0017]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像裝置中，所述平板PET探測(cè)器為非規(guī)則平板結(jié)構(gòu)，所述所有平板PET探測(cè)器中至少有兩組呈對(duì)稱布置。
[0018]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像裝置中，所述平板PET探測(cè)器為非規(guī)則平板結(jié)構(gòu)，所述所有平板PET探測(cè)器呈非對(duì)稱布置。
[0019]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像裝置中，所述每組平板PET探測(cè)器為部分環(huán)結(jié)構(gòu)，所述部分環(huán)結(jié)構(gòu)由若干平板探測(cè)器小單元拼接而成，所述所有平板PET探測(cè)器中至少有兩組呈對(duì)稱布置。
[0020]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像裝置中，所述每組平板PET探測(cè)器為部分環(huán)結(jié)構(gòu)，所述部分環(huán)結(jié)構(gòu)由若干平板探測(cè)器小單元拼接而成，所述所有平板PET探測(cè)器呈非對(duì)稱布置。
[0021]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像裝置中，所述機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)有信息輸入單元、與信息輸入單元連接的控制單元及與控制單元連接的機(jī)械臂操作單元，所述機(jī)械臂操作單元連接平板PET探測(cè)器。
[0022]一種利用上述的局部專用的平板PET成像裝置進(jìn)行成像的局部專用的平板PET成像方法，其包括步驟:
[0023]S1:獲取成像對(duì)象的感興趣區(qū)域信息，包括感興趣區(qū)域的大小、形狀和所處位置；
[0024]S2:根據(jù)感興趣區(qū)域的大小、形狀和所處位置，確定平板PET探測(cè)器的成像視場(chǎng)，確保感興趣區(qū)域處于成像視場(chǎng)內(nèi)，成像視場(chǎng)即為平板探測(cè)器之間的空間范圍；
[0025]S3:通過(guò)平板PET探測(cè)器采集符合數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)校正和校準(zhǔn)，進(jìn)行圖像重建得到三維斷層活度圖像；
[0026]S4:成像完成，移動(dòng)平板PET探測(cè)器離開成像對(duì)象。
[0027]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像方法中，所述步驟SI中，根據(jù)前期的PET圖像或SPECT圖像或X光透視成像或CT圖像或MRI圖像或超聲圖像或DSA圖像或其他醫(yī)學(xué)影像或活檢結(jié)果或臨床醫(yī)生建議獲取成像對(duì)象的感興趣區(qū)域信息。
[0028]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像方法中，所述步驟S2中，所述感興趣區(qū)域內(nèi)如果存在重要的亞區(qū)域，則同樣明確其尺寸、形狀和所處位置。
[0029]優(yōu)選的，在上述局部專用的平板PET成像方法中，所述步驟S2中，通過(guò)機(jī)械臂系統(tǒng)讓感興趣區(qū)域處于視場(chǎng)的中心位置。
[0030]一種放療機(jī)，其設(shè)有上述的局部專用的平板PET成像裝置。
[0031 ] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的局部專用的平板PET成像裝置及方法開放性好，體積小、移動(dòng)性佳、探測(cè)器位置可調(diào)性強(qiáng)，探測(cè)效率高、空間分辨率高。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:
[0033](I)體積小巧，可以方便地應(yīng)用于手術(shù)室等其他臨床應(yīng)用，同時(shí)也非常適合與其他的影像模式，如MRI耦合，體積小，方便插入到MRI的成像倉(cāng)內(nèi)；
[0034](2)移動(dòng)性佳、可調(diào)性高；
[0035](3)針對(duì)感興趣區(qū)域的成像性能高，包括空間分辨率和靈敏度；
[0036]( 4 )成本較現(xiàn)有的PET低幾倍甚至更多；
[0037](5)具有開放性，可以用于PET與其他操作同步進(jìn)行，如放療(包括伽馬射線治療、X射線治療、質(zhì)子治療、重離子治療、快中子治療)、外科手術(shù)、熱療、穿刺活檢等。
【附圖說(shuō)明】
[0038]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中PET探測(cè)器與成像對(duì)象的排布方式的示意圖；
[0040]圖2本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中平板PET探測(cè)器與成像對(duì)象的第一種排布方式的示意圖；
[0041]圖3為本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中平板PET探測(cè)器與成像對(duì)象的第二種排布方式的示意圖；
[0042]圖4為為本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中平板PET探測(cè)器與成像對(duì)象的第三種排布方式的示意圖；
[0043]圖5為本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中第一種成像間距的示意圖。
[0044]圖6為本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中第二種成像間距的示意圖，其中平板PET探測(cè)器與圖5中的平板PET探測(cè)器相同；
[0045]圖7為本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中第一種形式的平板PET探測(cè)器與成像對(duì)象的不意圖；
[0046]圖8為本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中第二種形式的平板PET探測(cè)器與成像對(duì)象的不意圖；
[0047]圖9為本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置中第三種形式的平板PET探測(cè)器與成像對(duì)象的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]本發(fā)明公開了一種局部專用的平板PET成像裝置及方法，該局部專用的平板PET成像裝置及方法瞄準(zhǔn)關(guān)鍵部位提供高性能成像，具有開放性、可調(diào)性、可移動(dòng)性的優(yōu)點(diǎn)。
[0049]如圖1所示，圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)中的一種PET探測(cè)器為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，此種圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的PET探測(cè)器開放性不好，不能同時(shí)進(jìn)行其他臨床操作。
[0050]如圖2至圖4所示，本發(fā)明公開的局部專用的平板PET成像裝置，其包括至少兩組平板PET探測(cè)器以及可以支持探測(cè)器在三個(gè)方向上移動(dòng)位置、并且支持探測(cè)器做一定角度旋轉(zhuǎn)的機(jī)械臂系統(tǒng)。本發(fā)明的局部專用的平板PET成像裝置開放性好，兩側(cè)可以容納在兩旁同時(shí)進(jìn)行其他的臨床操作，如放療、外科手術(shù)、熱療、活檢等；而且，體積小、移動(dòng)性佳、可調(diào)性強(qiáng)，可以推至手術(shù)室等應(yīng)用，放療包括伽馬射線治療、X射線治療、質(zhì)子治療、重離子治療、快中子治療等。
[0051]圖2至圖4顯示的是包括兩組平板PET探測(cè)器的示意圖，附圖的實(shí)施例并不局限本發(fā)明的保護(hù)范圍。從圖2至圖4可知，平板PET探測(cè)器可以設(shè)置于任何感興趣區(qū)域?qū)?yīng)的位置，體積小、移動(dòng)性佳、可調(diào)性強(qiáng)。
[0052]如圖5及圖6所示，顯示了兩種成像間距的示意圖，即不同成像間距(相同平板PET探測(cè)器)對(duì)于視場(chǎng)中心位置的探測(cè)效率(覆蓋角度)(軸向)。
[0053]本發(fā)明局部專用的平板PET成像裝置采用的平板PET探測(cè)器數(shù)量較現(xiàn)有技術(shù)中的圓環(huán)形少，因此成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)圓環(huán)形PET探測(cè)器，且本發(fā)明可以調(diào)整平板PET探測(cè)器間距，使其盡可能接近病人軀干的成像感興趣區(qū)域，這樣可以減小探測(cè)器之間的距離，降低光子非共線性對(duì)