用于增强对至少一种示踪剂在患者的身体部位内的精确位置的确定的装置和相应方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于通过高分辨率和高灵敏度探测技术同时监测患者的身体部位的方法和装置，所述探测技术探测由示踪剂发射的辐射。本发明专利技术的目标是一种用于增强对至少一种示踪剂在患者的身体部位内的精确位置的确定的装置，所述装置包括第一对高分辨率探测器相对探测器以及第二对高灵敏度探测器和可移动的相对探测器，并且所述装置被配置成基于来自所述第一对相对探测器的信号，基于粗略位置确定所述第二对相对探测器的位置，并且基于来自所述第二对相对探测器的信号确定所述示踪剂的精细位置，从而允许以高空间分辨率和高灵敏度确定示踪剂的位置。确定示踪剂的位置。确定示踪剂的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强对至少一种示踪剂在患者的身体部位内的精确位置的确定的装置和相应方法


[0001]本专利技术涉及一种通过高分辨率和高灵敏度探测技术同时监测患者的多个身体部位的方法和装置，所述探测技术探测由示踪剂例如通过正电子发射断层扫描(PET)发射的辐射。
[0002]根据本专利技术的装置和方法可以优选地用于核医学领域，特别是用于确定注射到患者体内的示踪剂的位置。
[0003]相关技术
[0004]正电子发射断层扫描(PET)作为患者身体的功能成像方式具有很高的临床潜力。本文中，全身的同步图像特别有前景，因为器官之间会相互作用。本文中，将例如放射性造影剂的一种或多种示踪剂注射到患者体内。这些示踪剂对可能位于患者身体的较远部位的某些细胞具有更高亲和力。
[0005]放射性示踪剂发射正电子，在一定范围之后，正电子与患者身体的电子一起湮灭。在湮灭后，发射一对背靠背的光子并且这些光子最终离开患者身体。两个相对的探测器探测光子对。对于闪烁体晶体，光子与探测器有一定可能性会发生相互作用，这取决于探测器的密度和原子序数。最佳信号需要高光输出和短衰减时间。对于例如高阻性平板探测器(RPCs)的气体探测器，除了相互作用的可能性之外，还存在从电阻材料中提取电子的可能性。两者之间的折衷对于最佳信号是可取的。
[0006]基于闪烁体的系统是离散的，所述系统采用以一对一的方式连接至光电倍增管(PMTs)的像素化晶体的形式，或采用由多个PMTs读出的单片晶体的形式。基于RPC的系统是连续的，因为撞击位置由读出通道之间的装入量和撞击的相互作用深度确定。后一种探测器基本上是无视差的，因此在空间分辨率方面表现更好。前一种探测器在灵敏度方面表现更好。
[0007]这两个概念针对具有大轴向视场(AFOV)的PET系统提出。这样的系统能够在单次扫描中以更高的灵敏度对全身进行成像。这可以减少注射到患者体内的剂量、减少总采集时间以及在示踪剂穿过患者身体时实时跟踪示踪剂。
[0008]具有大AFOV的基于闪烁体的系统相当昂贵，总成本随着探测器数量的增加呈线性增长。基于RPC的系统对于此类目的更具成本效益，因为它们旨在覆盖大面积。然而，与基于闪烁体的系统相比，这些系统的灵敏度很小。
[0009]另一方面，闪烁体晶体在大接受角下的空间分辨率较差，因为相互作用深度对于光子斜撞探测器起着重要作用。然而，它们比RPCs更灵活并且可以采用不同的几何形状，以便光子垂直撞击它们，从而减少视差效应并提高空间分辨率。
[0010]US 9632187 B2公开用于PET套件的系统和方法。探测器套件可以包括台架、多个PET探测器模块和事件处理装置。PET探测器模块可以包括外壳。此外壳可以包括连接元件，所述连接元件被配置成将PET探测器模块可拆卸地和可调整地耦合至台架。探测器模块包括位于外壳内的一个晶体和被配置成通过晶体探测光的一个光探测器。探测器模块还包括
通信组件，所述通信组件被配置成将数据从至少一个光探测器传送到事件处理装置，以基于接收到的数据确定同时发生的事件。此公开还涉及一种用于通过连接元件调整PET探测器模块相对于第一台架的位置以及使PET探测器模块相对于第一台架解耦合的方法。所述方法还包括将PET探测器模块耦合至第二台架。
[0011]WO 2012/087171 A1公开一种用于以飞行时间和在单床位置中的全身扫描进行PET的装置以及对应读出方法。装置包括至少四个探测器模块，所述探测器模块围绕装置轴线放置，从而形成多边形。模块包括作为伽马光子探测器的高阻性平板探测器(RPCs)。这种装置还包括耦合至模块内部的装置两端的电子读出装置。此公开还涉及读出方法。
[0012]保罗马丁斯(Paulo Martins)在2014年科英布拉大学的博士论文“RPC
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PET中的成像技术”描述用于小动物的PET成像的装置。此装置包括RPC探测器和读出系统。所述论文还描述一种确定在探测器中伽马光子撞击的精确位置的方法。还提出一种用图形处理单元重构全身图像的方法。所述重构方法包括用于拒绝人体中的散射事件的基于飞行时间的方法。临床相关的重构时间得到证实。
[0013]本专利技术提供一种具有成本效益的解决方案，所述解决方案还允许以高空间分辨率和高灵敏度确定示踪剂在患者体内的位置。

技术实现思路

[0014]所述问题由此通过用于确定示踪剂在患者体内的位置的装置和方法以及包括用于执行根据独立权利要求的主题所述的方法的可执行指令的计算机程序产品来解决。在从属权利要求中公开本专利技术的优选实施方案，所述实施方案可以以孤立的方式或以任意组合来实现。
[0015]如在本说明书中所使用，术语“包括”或其语法变体将被视为指定所述特征、整数、步骤或组件或其群组的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其群组。这同样适用于术语“具有”或其语法变体，其用作术语“包含”的同义词。
[0016]根据本专利技术的方面，提供一种用于增强对至少一个示踪剂在患者体内(或具体来说，身体部位内)的精确位置的确定的装置。
[0017]装置可以包括：第一对相对探测器，第一对中的相对探测器由高分辨率探测器组成；以及第二对相对探测器，第二对中的相对探测器由高灵敏度探测器组成并且是可移动的。
[0018]在另一方面，装置可以被配置成：
[0019]a)从第一对相对探测器获得一个或多个第一信号，所述一个或多个第一信号包括对应于由示踪剂发射的辐射的频谱信息，
[0020]b)基于一个或多个第一信号确定示踪剂的粗略位置，
[0021]c)基于所确定的粗略位置定位第二对相对探测器，
[0022]d)从第二对相对探测器获得一个或多个第二信号，所述一个或多个第二信号包括对应于由示踪剂发射的辐射的电磁频谱信息，
[0023]e)基于一个或多个第二信号确定示踪剂的精确位置。
[0024]因此，用于确定示踪剂在身体部位内的位置的装置可以优选地用于对患者的身体部位的功能进行成像，其中患者的身体部位包括肿瘤组织。在本文中，肿瘤组织可以包括可
能已经通过癌症引入患者组织中的肿瘤修饰物。
[0025]当与现有技术解决方案相比时，使用第一对相对探测器来确定粗略位置，并基于此粗略位置定位第二对相对探测器并由此确定精细位置使得探测器(具体来说，提供高灵敏度的探测器)的数目减少。
[0026]替代地或另外，用于确定示踪剂在患者身体内的位置的装置还可以用于使同时从两个身体部位获得的图像相关，所述图像对应于从相对探测器对获得的信号。
[0027]如上文所指示，本专利技术用于在注射示踪剂之后对患者的身体进行扫描的情况。如本文所使用，术语“示踪剂”是指放射性造影剂，例如18F
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氟代脱氧葡萄糖(FDG)。
[0028]根据本专利技术，装置包括至少两对相对探测器。术语“相对探测器”是指患者身体位于其间的彼此面对的探测器。
[0029]根据本专利技术，所述装置包括具有高空间分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于增强对至少一种示踪剂在患者(114)的身体部位(112)内的精确位置的确定的装置(110)，其中所述装置包括：第一对相对探测器(116)，所述第一对中的所述相对探测器由高分辨率探测器组成，第二对相对探测器(118)，所述第二对中的所述相对探测器由高灵敏度探测器组成并且可移动，并且所述装置(110)被配置成：a)从所述第一对相对探测器获得一个或多个第一信号(120)，所述一个或多个第一信号包括对应于由所述示踪剂发射的辐射(123)的频谱信息，b)基于所述一个或多个第一信号(120)确定所述示踪剂的粗略位置(121)，c)基于所述所确定的粗略位置(121)定位所述第二对相对探测器(118)，d)从所述第二对相对探测器(118)获得一个或多个第二信号(122)，所述一个或多个第二信号(122)包括对应于由所述示踪剂发射的辐射(123)的电磁频谱信息，e)基于所述一个或多个第二信号(122)确定所述示踪剂的精确位置。2.根据前一权利要求所述的装置(110)，其中所述第一对(116)中的所述相对探测器是固定的。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述装置还包括患者平台(124)，所述患者平台(124)适合于接纳躺下的患者，并且所述第一对相对探测器116和所述第二对相对探测器定位成能够探测由躺在所述患者平台中的患者(114)的身体部位(112)内的示踪剂发射的辐射(123)。4.根据前一权利要求所述的装置(110)，其中所述第二对(118)中的所述相对探测器至少围绕平行于所述患者平台的旋转轴(126)和或垂直于所述患者平台(124)的平面可移动。5.根据权利要求3至4中任一项所述的装置(110)，其中所述第一对相对探测器(116)和所述第二对相对探测器(118)定位成使得垂直于所述患者平台(124)的平面与所述第一对相对探测器(116)和所述第二对相对探测器(118)相交。6.根据前一权利要求所述的装置(110)，其中所述第一对相对探测器(116)和所述第二对相对探测器(118)定位成使得覆盖整个患者平台(124)，由此能够跟踪所述示踪剂在患者(114)的整个身体内的位置。7.根据权利要求5所述的装置(110)，其中所述装置包括沿着所述患者平台(116)定位的多个第一对相对探测器(116)和/或沿着所述患者平台(124)定位的多个第二对相对探测器(118)。8.根据前一权利要求所述的装置(110)，其中每个第一对相对探测器(118)对应于单个第二对相对探测器(116)。9.根据权利要求7所述的装置(110)，其中每个第一对相对探测器(118)对应于多于一个第二对相对探测器(116)，每个第一对(118)具有一定长度，使得其覆盖所述患者平台中沿着相同平面对应于多于一个第二对相对探测器(116)的区段。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中第一对相对探测器(116)和所述第二对相对探测器(118)由正电子发射断层扫描探测器组成。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述装置还包括评估装置(128)，所述评估装置由计算装置(129)组成，所述评估装置被配置成根据步骤c)确定所述
粗略位置(121)并且根据步骤e)确定所述精确位置。12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述装置还包括机械单元(130)，所述机械单元(130)被配置成在轴向(131)或水平(133)或垂直(140)横轴方向上移动并由此定位所述第二对相对探测器(118)。13.根据权利要求11至12所述的装置(110)，其中所述评估装置(128)还被配置成向所述机械单元(130)提供所述粗略位置(121)，以在轴向(131)或水平(133)或垂直(140)横轴方向上移动并由此定位所述第二对相对探测器(118)。14.根据权利要求11以及权利要求12至13中任一项所述的装置(110)，其中所述装置还包括与所述第一对相对探测器(116)相关联的第一通信模块(132)以及与所述第二对相对探测器(118)相关联的第二通信模块(134)，每个所述通信模块被配置成分别将所述一个或多个第一信号(120)和所述一个或多个第二信号(122)传输到所述评估装置，所述通信模块任选地被配置成通过有线或无线通信操作。15.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述装置包括至少一对第一相对探测器(116)和/或至少一对第二相对探测器(118)，优选地二、四、八、十二、十六...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：费斯博蒂克有限公司，
类型：发明
国别省市：