一种三维异质PET系统技术方案

本发明专利技术提供一种三维异质PET系统，该系统包括至少两个异质探测器模块，每个异质探测器模块包括至少两种晶体条，晶体条紧密排列形成异质探测器模块，不同种类的晶体条的探测性能处于不同等级，相同种类的晶体条的探测性能处于相同等级，晶体条的探测性能参数包括能量分辨率，密度，尺寸和光输出量等，晶体条的探测性能处于不同等级包括晶体条的探测性能参数中的一种或多种处于不同等级。相对于高空间分辨率PET系统，本发明专利技术可在不明显降低PET系统空间分辨率的前提下有效的降低PET系统整体的制造成本；相对于普通空间分辨率PET系统，本发明专利技术可在成本不明显增加的同时提高PET系统的空间分辨率，另外能提供部分径向方向上高空间分辨率下的成像视场。

A three dimensional heterogeneous PET system

The invention provides a heterogeneous 3D PET system, the system includes at least two heterogeneous detector module, heterogeneous detector module each including at least two kinds of crystal, crystal form a closely arranged heterojunction detector module, the detection performance of different crystal types at different levels, the detection performance of crystals of the same kind in the same grade. The detection performance of a crystal parameters including energy resolution, density, size and light output, the detection performance of the crystal at different levels including the detection performance parameters of crystal strip in one or more at different levels. Compared with the high spatial resolution of PET, the invention can without significantly reduce the spatial resolution of PET system effectively decrease the cost of the overall PET system; compared with the ordinary spatial resolution of PET, the invention can improve the spatial resolution of the PET system at the same time the cost is not increased, also can provide some radial direction imaging field the high spatial resolution of the.

【技术实现步骤摘要】
一种三维异质PET系统
本专利技术涉及核医学领域的一种正电子发射计算机断层成像系统，更具体地涉及一种三维异质PET系统。
技术介绍
PET(PositronEmissionTomography，正电子发射计算机断层成像，以下简称PET)是一种大型、尖端的核医学影像设备，其成像原理是将具有生物活性的且带有放射性的示踪剂注入活体内，示踪剂参与活体的新陈代谢，随着新陈代谢水平的不同示踪剂在活体内呈现不同的分布，然后对示踪剂在活体内的分布进行成像。PET能够在细胞水平上无创、定量、动态的评估活体内各个器官的代谢水平、生化反应和功能活动，因而能够在许多疾病引起结构性改变或症状恶化之前，检测出相关的生化改变。PET对于重大疾病的诊断和治疗，尤其是临床上对肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病的诊断和治疗具有巨大而独特的应用价值。PET系统的一个重要性能指标是空间分辨率，其表征了PET系统能够区分图像中两个靶点的最小尺寸。空间分辨率越好，图像也就越清楚，因而也能为临床诊断和治疗提供更多的参考信息。目前在PET研究领域中，根据PET探测器的摆放形式主要有以下几种系统：环形PET系统、平板PET系统、二维环形异质探测器PET系统和应用适应性PET系统。环形PET系统是市场上最常见也是应用范围最广的PET系统，构成该系统的探测器模块采用性能相同的晶体条构建。由于在匀质PET系统中，空间分辨率的极限约为晶体条尺寸的1/2，为了提高环形PET系统的空间分辨率，只有在提高晶体条性能的条件下进行。但是随着晶体条的性能越高，成本也急剧增加。在保持同一大小成像视场的前提下，为了满足系统空间分辨率的要求，如果探测器模块全部采用高性能晶体条构建，会使PET系统产生极高的制造成本问题。平板PET系统由两块对称的PET探测器模块搭建而成，在外形上与环形PET系统有很大区别。平板PET系统能够降低PET系统的制造成本，但是由于平板PET系统欠采样，获取的信息不全，会导致PET系统产生成像伪影问题，反而降低了系统成像部分位置的空间分辨率。二维环形异质探测器(异质是指构成系统的探测器模块由不同性能的晶体条组成)PET系统的构架也为环形，但环形中一部分探测器模块采用的是高性能的晶体条，环形中另一部分探测器模块采用的是普通性能的晶体条(JingjingLiu,etc.APETsystemdesignbyusingmixeddetectors:resolutionproperties)。二维环形异质探测器PET系统能在一定程度上减少高性能晶体条的使用，从而降低成本，但其局限于二维成像。应用适应性PET系统(CN101856236A)采用了不同的探测器模块，但是每个探测器模块均采用性能相同的晶体条，即尺寸、大小、材料、能量分辨率等参数完全一样的晶体条，在某些特定情况下并不能满足系统空间分辨率的要求。对于活体的某些部位进行成像时，对PET系统的空间分辨率要求很高，但对于活体的另外一些部位成像时，对PET系统的空间分辨率并不高，如果PET系统全部采用普通性能晶体条，则会导致PET系统的空间分辨率达不到要求，如果PET系统全部采用高性能晶体条，则会增加系统成本，并且系统的整体性能并没有完全被利用。例如对小鼠的脑部和心脏位置进行成像时，PET系统需要的空间分辨率很高，但是对小鼠的膀胱进行成像时，对PET系统的空间分辨率则没有这么高的要求。无论是环形PET系统还是平板PET系统，上述问题都会出现。二维环形异质探测器PET系统和应用适应性PET系统的出现在一定程度上解决了这一问题，但是，上述两种系统采用的都是环内异质，即轴向方向上，采用的探测器模块相同，每个探测器模块之间采用的晶体条性能完全相同。在这一类系统下，如果被成像体对高空间分辨率成像视场要求比较高或者对径向方向上的高空间分辨率成像视场范围要求很高时，上述两种结构下的探测器系统都无法满足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种三维异质PET系统，从而解决现有技术中的PET系统无法兼顾成本和特殊位置处高空间分辨率成像的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种三维异质PET系统，该三维异质PET系统包括至少两个异质探测器模块，每个异质探测器模块包括至少两种晶体条，这些晶体条紧密排列形成异质探测器模块，不同种类的晶体条的探测性能处于不同等级，相同种类的晶体条的探测性能处于相同等级，晶体条的探测性能参数包括能量分辨率，密度，尺寸和光输出量等，晶体条的探测性能处于不同等级包括晶体条的探测性能参数中的一种或多种处于不同等级。根据本专利技术的一个实施例，异质探测器模块包括若干第一晶体条和若干第二晶体条，第一晶体条和第二晶体条均为长方体形状，第一晶体条和第二晶体条依序紧密排列构成长方体形状的异质探测器模块，第一晶体条和第二晶体条将异质探测器模块分成两部分，其中一部分由第一晶体条构成，另一部分由第二晶体条构成。根据本专利技术的另一个实施例，第一晶体条和第二晶体条的尺寸不同，第一晶体条的尺寸大小为4.25mm×4.25mm×10mm，第二晶体条的尺寸大小为2.125mm×2.125mm×10mm。根据本专利技术的另一个实施例，第一晶体条共计80个，按8列10行排布；第二晶体条共计320个，按16列20行分布。根据本专利技术的一个实施例，多个异质探测器模块在空间上形成环形结构。根据本专利技术的一个实施例，若干晶体条为楔形形状，不同种类的晶体条依序紧密排列构成弧形形状的异质探测器模块，多个异质探测器模块组成圆环形的三维异质PET系统。根据本专利技术的另一个实施例，三维异质PET系统包括16个异质探测器模块，三维异质PET系统的环形结构的内径约为213.66mm，轴向长度约为68mm，轴向长度为垂直于环形结构截面方向的长度。根据本专利技术的又一个实施例，异质探测器模块共两个，这两个异质探测器模块平行排列且上下对齐形成平板型三维异质PET系统。本专利技术中晶体条的材质为LaBr3，LSO，LYSO，LuYAP，BaF2，GSO，LFS，LuI3中的一种或多种。本专利技术中的三维异质PET系统还包括假体，假体包括底盘以及分布于底盘上的若干第一靶点和若干第二靶点，第一靶点和第二靶点尺寸不同且分别相对的分布于底盘的两边。本专利技术提供的三维异质PET系统采用了独特的搭建方式，采用多种不同性能的晶体条组成异质探测器模块，在满足对成像区域空间分辨率成像视场范围要求的前提下，对于相同成像区域范围大小的PET系统而言，有效的减少了高性能晶体条的使用数量。相对于高空间分辨率PET系统，本专利技术可以在不明显降低PET系统空间分辨率的前提下有效的降低PET系统整体的制造成本；相对于普通空间分辨率PET系统，本专利技术可以在增加少量的系统成本前提下，使PET系统的空间分辨率得到提高，同时还能提供部分径向方向上高空间分辨率下的成像视场，成为PET研究领域的一个新的发展方向。另外，三维异质PET系统还可以根据活体不同器官的成像特点，灵活调整活体的摆放位置从而对活体进行成像，能够满足相应区域的空间分辨率要求。附图说明图1是根据本专利技术的一个优选实施例的三维异质PET系统的异质探测器模块的布置示意图；图2是根据图1的三维异质PET系统的异质探测器模块的立体示意图；图3是根据本专利技术的一个优选实施例的三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维异质PET系统，其特征在于，所述三维异质PET系统包括至少两个异质探测器模块，每个所述异质探测器模块包括至少两种晶体条，所述晶体条紧密排列形成所述异质探测器模块，不同种类的所述晶体条的探测性能处于不同等级，相同种类的所述晶体条的探测性能处于相同等级，所述晶体条的探测性能参数包括能量分辨率，密度，尺寸和光输出量，所述晶体条的探测性能处于不同等级包括所述晶体条的探测性能参数中的一种或多种处于不同等级。

【技术特征摘要】
1.一种三维异质PET系统，其特征在于，所述三维异质PET系统包括至少两个异质探测器模块，每个所述异质探测器模块包括至少两种晶体条，所述晶体条紧密排列形成所述异质探测器模块，不同种类的所述晶体条的探测性能处于不同等级，相同种类的所述晶体条的探测性能处于相同等级，所述晶体条的探测性能参数包括能量分辨率，密度，尺寸和光输出量，所述晶体条的探测性能处于不同等级包括所述晶体条的探测性能参数中的一种或多种处于不同等级。2.根据权利要求1所述的三维异质PET系统，其特征在于，所述异质探测器模块包括若干第一晶体条和若干第二晶体条，所述第一晶体条和第二晶体条均为长方体形状，所述第一晶体条和第二晶体条依序紧密排列构成长方体形状的所述异质探测器模块，所述第一晶体条和第二晶体条将所述异质探测器模块分成两部分，其中一部分由所述第一晶体条构成，另一部分由所述第二晶体条构成。3.根据权利要求2所述的三维异质PET系统，其特征在于，所述第一晶体条和所述第二晶体条的尺寸不同，所述第一晶体条的尺寸大小为4.25mm×4.25mm×10mm，所述第二晶体条的尺寸大小为2.125mm×2.125mm×10mm。4.根据权利要求2所述的三维异质PET系统，其特征在于，所述第一晶体条共80个，按8列10行排布；所述第二晶体条共...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐浩，王帅，谢庆国，温惠华，
申请(专利权)人：苏州瑞派宁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32