CN109864753B - 一种全身pet与ct联用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全身PET与CT联用探测器及装置，其包括共中轴线且分前后设置的CT扫描架和PET探测腔；所述CT扫描架具备外壳，且具备一垂直于中轴线的圆柱形CT扫描通道；所述PET探测腔由复数个PET探测模件相邻以形成，PET探测晶体均向腔内方向布置；所述PET探测腔整体封闭或者在与CT扫描架相邻一侧形成第一开口；前述复数个PET探测模件，每个PET探测模件都由PET探测晶体和光电传感器阵列和光导组成；除前述第一开口外，该PET探测腔的所有空隙截面积均小于前述PET探测晶体中最小一个的探测表面积。

Description

一种全身PET与CT联用装置
技术领域
本发明涉及PET探测器的技术领域，尤其涉及一种现有技术中没有出现过的与CT并行联用的探测晶体排列方式的PET探测器，一种使用全身的全角度符合的PET探测器。
背景技术
正电子发射断层成像(PositronEmissionTomography，以下简称PET)设备被广泛应用于动物和人体的特异性成像。在PET成像时，需要首先向扫描对象注射正电子核素标记的示踪剂，然后对示踪剂在扫描对象的分布进行成像，对示踪剂标记的部位的成像特异性强，且可以动态成像，识别度极高。传统的PET设备的探测器的轴向深度不足，每次只能够对比较有限的局部进行扫描，如果想要得到人全身的PET图像，则必须通过对多个如8-10个床位的局部扫描图像进行拼接，得到全身成像的图像。这种成像方法存在两个问题：第一，成像速度慢，传统的人体PET设备每个床位需要1-5分钟之间，轴向视野在20cm左右，一次全身成像需要8-10个床位，一次全身成像最少需要8分钟，还需要额外的计算时间，有些设备甚至要达到50分钟；第二，PET的一大优点就是可以获取示踪剂的动态信息，但是深度不足的探测器是无法获取全身的示踪剂动态信息的，不同床位获取的图像无法进行拼接得到全身的动态信息，对于传统的PET设备，这是不可能完成的任务，传统的PET设备如附图1所示。
对于特殊情况下，为了获取全身药物代谢的情况，现有技术中出现了延长PET设备的轴向视野。轴向视野的长度/深度超过或接近扫描对象长度的时候，就可以对扫描对象进行全身动态成像。例如，在Cherry等人所著的Sci.Transl.Med，vol.9，eaaf6169(2017)15March2017之中，通过将人体PET的探测器环的轴向延伸到2米，可以对人体进行全身动态显像。但是这些全身成像设备的PET的探测器环的大小在整个轴向是完全一致的，仅仅是在轴向延长了探测器的长度/深度。这种探测器环设计的问题在于扫描视野内的灵敏度不够均匀，灵敏度在探测器整体中间处最高，随着位置从中心沿着轴线向探测器两端移动，灵敏度快速下降，到探测器的两端的位置下降到很低的程度，甚至为零，图2为现有技术中的延长PET设备。
造成这种现象的原因是PET采用符合探测的数据采集方式，当两个恰恰相对的探测器晶体上同时检测到511keV的伽马射线的时候，称为真实符合事件，才会把这两个伽马射线作为一个有效的正电子事例，这个正电子事例的发生位置在两个晶体之间的直线上，也就是我们要检测的部位。这条直线被称为反应线LineofReaction，以下简称LOR。
图4是现有技术中PET探测器的LOR示意图，图中两个发生位置对比明显可以看到，一个位置在探测器轴向视野的中心，一个位置不在轴向视野的中心而在边缘部位，由于位置不同导致从不同位置发生的LOR的被检测到的几率差别极大，对于从中心的发生位置发生的LOR绝大部分，只要不是水平或者接近水平都可以被检测到，从边缘发生位置发生的LOR只有一些垂直或者接近垂直于轴向的才可以被检测到，能够被检测到的从非中心的发生位置的LOR数量明显低于中心点的LOR数量，这也就导致了随着发生位置偏离LOR中心，灵敏度越来越低。在PET视野内任意一点的灵敏度由穿过该点的所有LOR所覆盖的立体角所决定，LOR覆盖的立体角越大，该点的灵敏度越大，这种灵敏度与位置的关系如图3所示，越靠近重心灵敏度越高，反之边缘处灵敏度非常低。
这就导致例如在全身PET扫描的时候，人的头部和足部所在位置的灵敏度比位于视野中心部的腹部低很多，这个问题是仅仅依靠延长探测器轴向长度所不能解决的，具体的来说，即使该探测器环的长度为2米，但是如果观测全身的动态图像，则只有腹部附近的动态图像是满足观测要求的，靠近头部和靠近足部的动态图像仍然不能置信不能应用，要取得较好地全身图像仍然需要2-3次的拼接。极大地加长了探测器环极大地提升了仪器成本，但是从上面的分析可以看出，其还不能一次性地较好地得到全身图像或者是全身动态图像，越是靠近头足部位，取得的图像数据的置信度就越是存疑，并没有从根本上解决一次性全身成像或者一次全身动态成像的问题。
另一方面，相对于CT等传统技术，PET的出现有效地补充了传统技术如CT的弱项，进来有很多将pet和ct联用，以优势互补的技术出现。
PET-CT技术的迅速发展既使得核医学领域充满活力，也引起放射医学界的极大兴趣。有PET-CT，核医学医生对代谢改变的定位将更加精确，而放射科医生对形态和结构改变的定性也将更加准确。因此，PET-CT在短短数年内迅速发展，并不断更新。虽然PET-CT在2000年底才正式商品化，但到2003年，其销售份额已占整个PET的65％，2004年这一数值增长到95％。
目前，主要有三个厂家提供商品化PET-CT:Siemens公司和CTI公司合作生产，分别取名为Biograph和Reveal系列，这一系列虽然品质不错，但是设计理念还是一个CT环和一个PET环的检测器串联，效果雷同与两台仪器叠加；GE公司提供DiscoveryLS和DiscoveryST系列，这系列产品主要是PET和CT混合在一起或者装设在一个外壳里使用，设备体积小，但是相互电磁影响大，一般不是同时工作；Philips公司有Gemini型PET-CT，其CT与PET是分体式的，中间有空隙，而且后面部分可以按需要移开一定的距离。这种开放式设计有效减少病人在孔道内的幽闭感，并有利于检查当中接近病人进行一些操作，如CT指导下活检等。其中CT的孔径为70cm，PET的孔径为63cm。
可以看到，现有的PET-CT的设计，都是分别改善PET和CT的设置，以及改善两者之间的协同和配合方式，改善配合使用的方便程度，节约空间等，并没有给现有的CT设备配以全身一次性扫描的PET设备，这样的配合产生的图像信息还是环式CT和环式PET的图像，既不能一次给出全身图像，给出的图像捕捉LOR的灵敏度也不足，更不能一次给出全身的动态图像。这种简单拼接得到的PET-CT之间的结果只有普通的相互参考价值，无法给出较强的指导信息。
发明内容
本发明的第一目的是解决现有技术中所存在的CT-PET只是普通环式CT和PET的简单加和，不能一次产生全身图像和全身动态图像，只是能产生某个部位如头部、胸部的普通CT图像和灵敏度不足的PET图像的比较信息，参考价值不足的窘境，针对这种没有有效方案的状况，给出一种完善的PET-CT探测器方案，在这种装置之下，一次性获取可信的高灵敏度的全身图像，且还可以针对性地给出CT图像，这一解决问题的方式在现有技术尚未出现，甚至现有技术中都没有明确地提出现有技术中的PET或PET-CT的存在的灵敏度缺陷的问题。现有技术都认为，PET探测腔加长了即可获取全身图像，但是却没有想过这样的全身图像仍是不符使用的，达不到要求的。通过这种方式，如果先获取全身PET图像组，则对于后续如何进行CT扫描，扫描部位和扫描方式有明确，针对性强的指导意义。
一种全身PET与CT联用探测器，其特征在于：包括共中轴线且分前后设置的CT扫描架和PET探测腔；所述CT扫描架具备外壳，且具备一垂直于中轴线的圆柱形CT扫描通道；所述PET探测腔由复数个PET探测模件相邻以形成，PET探测晶体均向腔内方向布置；所述PET探测腔整体封闭或者在与CT扫描架相邻一侧形成第一开口；前述复数个PET探测模件，每个PET探测模件都由PET探测晶体和光电传感器阵列和光导组成；除前述第一开口外，该PET探测腔的所有空隙截面积均小于前述PET探测晶体中最小一个的探测表面积。
所述CT扫描架上进一步包括但不限于具备以下设备：X线球管、滤线器、准直器、参考探测器、探测器。
当所述PET探测腔整体封闭时，所述PET探测腔是第一形态或第二形态或第三形态或第四形态；且所述PET探测腔的垂直于中轴线的一端具有一允许整个人体模件进出的第一端盖，该第一端盖配有能相对于PET探测腔打开和完全封闭的机械结构；1)所述第一形态是，所述PET探测腔是圆柱状形态，由中间的桶部和两端的两个平面端盖组成；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体向内方式圆周排列成环状；该平面端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式平行排列成圆盘状或近似圆盘状，其形成的近似为圆形的平面端盖内侧面的尺寸大于前述桶部的圆形开口；第一形态下的所述第一端盖是前述两个平面端盖之一；2)所述第二形态是，所述PET探测腔是胶囊状形态，由中间的桶部和两端的两个内凹曲面状端盖组成；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成环状；该内凹曲面状端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内凹的方式以一定的曲面弧度排列，其形成的内凹曲面状的端盖的垂直于桶部轴线的横剖面，大于前述桶部的圆形开口，所述内凹曲面状端盖，具体是半球状端盖、少于一半的椭球状端盖或少于一半的球冠状端盖三种情形之一；第一形态下的所述第一端盖是前述两个内凹曲面状端盖之一；3)所述第三形态是，所述PET探测腔是椭球状形态，其a＞b＝c，且由上下两半椭球或者左右两半椭球组成或者左右两半椭球中间夹放桶部的其中之一的方式组成，所述上下两半椭球镜像对称，所述左右两半椭球镜像对称；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状或者截取某满足a＞b＝c的椭球体中部状，该桶部中的每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成环状；所述第三形态下的第一端盖位于探测腔垂直于中轴线的一端，且形状是自a＞b＝c的a轴端侧截取；4)所述第四形态是，所述PET探测腔是正多棱柱状形态，由中间的桶部和两端的两个平面端盖组成；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成正多棱柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成正多边形状；该平面端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式平行排列成圆盘状或近似圆盘状或正多边形状或近似正多边形状，其形成的近似为圆形的平面端盖内侧面的尺寸大于前述桶部的正多边形开口；第四形态下的所述第一端盖是前述两个平面端盖之一。
当所述PET探测腔在与CT扫描架相邻一侧形成第一开口，该PET探测腔是上述去掉了第一端盖的第一形态或第二形态或第三形态或第四形态。
在每两个PET探测模件之间都连接着符合电路；所述每个PET探测模件的具体构造为，从外至内依次设置有探测器外壳、光电传感器阵列、光导、PET探测晶体，光导既与光电传感器阵列紧密耦合，也与PET探测晶体紧密耦合；所述PET探测晶体材质是闪烁晶体，该闪烁晶体由1个或者1个以上的晶体块组成；前述第四形态中，所述正多棱柱是正六棱柱或正八棱柱，所述正多边形是正六边形或正八边形。
所述PET探测晶体向内的面均是平面或近似平面；所述晶体块，具体是由复数个晶体条组成的晶体条阵列或者由1个或者1个以上整体切割的晶体组成；所述闪烁晶体的材质选自锗酸铋(BGO)晶体、碘化钠(NaI)晶体、NaI(Tl)单晶晶体、硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钆(GSO)晶体、硅酸钇镥(LYSO)的其中一种或多种。
在每个探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者部分探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者所有探测模件环之间均不装设隔片。
所述高原子序数物质是铅或钨。
本发明还提供一种全身PET与CT联用探测器设备，其包括如前所述的全身PET与CT联用探测器，其特征在于：还具有一供电电路、一通讯线路、一PC终端、一PET承托架、一CT承托架、一扫描床、一床架、位于扫描床和床架之间的电动导轨、一PET工作电源、一CT工作电源、一操作台终端。
该PET承托架固定并支撑前述PET探测腔上的所有复数个PET探测模件，该PET承托架可带动所述探测腔以任意角度转动，也可带动所述探测腔向任意方向平移。
所述配有能相对于PET探测腔打开和完全封闭的机械结构，是一配合第一端盖的自动或者手动开闭的合页结构，或者是一使得第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下旋转开闭的旋转机构，或者是一使得第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下平移开闭的平移机构。
该PC终端上具备PET信号采集与运算分析***，以及一CT信号采集与运算分析***；
该供电电路接入前述PET工作电源、CT工作电源，由前述PET工作电源、CT工作电源给通讯线路、PC终端、以及PET承托架、CT承托架、扫描床、床架、位于扫描床和床架之间的电动导轨、操作台终端及所有PET探测模件提供额定电压下的电能。
所有PET探测模件的检测到的信号通过前述该通讯线路传送给前述PET信号采集与运算分析***，CT扫描架中的所述探测器和参考探测器接收到的信号通过前述该通讯线路传送给前述CT信号采集与运算分析***。
所述扫描床水平放置在床架之上，扫描床和床架之间设有导轨，扫描床可沿所述导轨在平行于中轴线的方向上前后移动。
所述PET探测腔下部有可供一个或多个床架穿入的空隙；对于所述PET探测腔具备第一开口和第一端盖的情形，所述床架及所述电动导轨均在第一开口处形成中断的前后两端，所述中断能够使得第一端盖无阻碍地开闭。
所述床架之下沿中轴线方向设有若干个垂直的支柱，每个支柱下方设有水平的、高度可调的且可稳固支撑的支柱底座一个；所述导轨是一个整体导轨，或者是在中轴线两侧各一个的一对导轨。
一种全身PET与CT联用检测方法，其利用一种全身PET与CT联用探测器装置以实施，其特征在于：1)CT扫描步骤：将待测对象放置于扫描床上，使扫描床向内侧移动，直至预扫描部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像；2)PET检测步骤：对于所述PET探测腔具备第一开口的情形，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔；或者是，对于所述PET探测腔整体封闭的情形，打开所述第一端盖，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔，完全关闭所述第一端盖；对所述待测对象进行PET扫描检测，得到复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像；根据所述复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像确定一至多个感兴趣部位；3)再次CT扫描步骤：从前述一至多个感兴趣部位中选择一个再次扫描部位，使扫描床承托着待测对象向外移动，直至在此扫描部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，再进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像。
所述待测对象是人体检测模件或人体。
一种全身PET与CT联用检测方法，其利用一种全身PET与CT联用探测器装置以实施，其特征在于：1)PET检测步骤：对于所述PET探测腔具备第一开口的情形，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔；或者是，对于所述PET探测腔整体封闭的情形，打开所述第一端盖，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔，完全关闭所述第一端盖；对所述待测对象进行PET扫描检测，得到复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像；根据所述复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像确定一至多个感兴趣部位；
2)CT扫描步骤：从前述一至多个感兴趣部位中选择一个感兴趣部位，使扫描床承托着待测对象向外移动，直至在此感兴趣部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像。
本发明的优点是，主要可以分为两点，一是彻底解决了一次性获取全身图像和全身动态图像的问题，利用本发明的探测器，几乎所有的真实符合事件的LOR都能被即时捕捉到，则从根本上确保了一次成像的成功率，二是彻底解决了发生事件捕捉的灵敏度问题，举例而言，如果仅仅是从加长探测器长度的角度考虑，要使得1米多的人体所有的发生位置都得到高灵敏度的捕捉，则探测器长度可能需要达到4米长，才能使得全身捕捉的灵敏度都能达到要求，这样是非常不经济的，因为如锗酸铋等晶体价格昂贵，以本发明的方式要比4米长的探测器环用料更少，但是实现的效果更好，几乎是全部发生部位的灵敏度都差不多的效果，这是现有技术没有人想到也没有人做到的。三是将PET-CT获取的图像价值提高了一个层次，一方面，与CT同时获取的PET图像不仅是全身性的，而且由于极高的灵敏度，其分辨率极高，而且能获取全身的动态图像，参考价值倍增，再比如，可以先进行全身PET检测，得到了极强的指向性信息后，再针对感兴趣部位进行精细CT检测，这样一次得到的图像信息就具有极强的指向性，比一般的PET-CT联用“盲测”相比，实用价值巨大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的传统PET探测器环与待测对象的示意图；
图2是近年来出现的轴向加长的探测器环与待测对象的示意图；
图3是轴向加长探测器环对于内部各部位灵敏度不同的示意图；
图4是轴向加长探测器环中，不同的检测点的LOR能被捕捉到的示意图；
图5是PET-CT中，PET探测腔具有第一开口的示意图，其由中间的圆柱形桶部和外侧一端的一个半球状封闭端部组成，内侧敞开成第一开口；
图6是PET-CT中，PET探测腔具有第一开口的示意图，其由中间的圆柱形桶部和内侧一端的一个约1/4球形约束出的第一开口组成，外侧由半球形端部封闭；
图7是PET-CT中，PET探测腔具有第一开口和外侧第二开口的示意图，内侧一端的一个约1/4球形约束出第一开口，外侧一端的一个约1/4球形约束出第二开口；
图8是部分外壳剖开的一个PET探测模件的示意图。
附图标记对应装置为，1、扫描床、2、电动导轨、3、床架、4、CT扫描架、5、PET探测腔、6、PET探测模件、7、PET探测模件、8、光电传感器阵列、9、光导、10、PET探测晶体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
具体实施方式
实施例1
一种全身PET与CT联用探测器，其特征在于：包括共中轴线且分前后设置的CT扫描架和PET探测腔；所述CT扫描架具备外壳，且具备一垂直于中轴线的圆柱形CT扫描通道；所述PET探测腔由复数个PET探测模件相邻以形成，PET探测晶体均向腔内方向布置；所述PET探测腔整体封闭或者在与CT扫描架相邻一侧形成第一开口；前述复数个PET探测模件，每个PET探测模件都由PET探测晶体和光电传感器阵列和光导组成；除前述第一开口外，该PET探测腔的所有空隙截面积均小于前述PET探测晶体中最小一个的探测表面积。这里包含本申请最核心的发明构思，即CT扫描架和全身PET探测腔按顺序排列在一起，这里的两个腔室只要并排按顺序摆放，使得一个扫描床可以带动待测对象在两者之间简便移动，就能实现简单直接的全身PET和CT的联用，两者优点可以直接互补。
所述CT扫描架上进一步包括但不限于具备以下设备：X线球管、滤线器、准直器、参考探测器、探测器。这里描述的是最一般的CT扫描架，但是目前其他类似设置或具备类似功能的CT扫描架的结构组成，放在这里都适用。
当所述PET探测腔整体封闭时，所述PET探测腔是第一形态或第二形态或第三形态或第四形态；且所述PET探测腔的垂直于中轴线的一端具有一允许整个人体模件进出的第一端盖，该第一端盖配有能相对于PET探测腔打开和完全封闭的机械结构；1)所述第一形态是，所述PET探测腔是圆柱状形态，由中间的桶部和两端的两个平面端盖组成；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体向内方式圆周排列成环状；该平面端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式平行排列成圆盘状或近似圆盘状，其形成的近似为圆形的平面端盖内侧面的尺寸大于前述桶部的圆形开口；第一形态下的所述第一端盖是前述两个平面端盖之一；2)所述第二形态是，所述PET探测腔是胶囊状形态，由中间的桶部和两端的两个内凹曲面状端盖组成；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成环状；该内凹曲面状端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内凹的方式以一定的曲面弧度排列，其形成的内凹曲面状的端盖的垂直于桶部轴线的横剖面，大于前述桶部的圆形开口，所述内凹曲面状端盖，具体是半球状端盖、少于一半的椭球状端盖或少于一半的球冠状端盖三种情形之一；第一形态下的所述第一端盖是前述两个内凹曲面状端盖之一；3)所述第三形态是，所述PET探测腔是椭球状形态，其a＞b＝c，且由上下两半椭球或者左右两半椭球组成或者左右两半椭球中间夹放桶部的其中之一的方式组成，所述上下两半椭球镜像对称，所述左右两半椭球镜像对称；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状或者截取某满足a＞b＝c的椭球体中部状，该桶部中的每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成环状；所述第三形态下的第一端盖位于探测腔垂直于中轴线的一端，且形状是自a＞b＝c的a轴端侧截取；4)所述第四形态是，所述PET探测腔是正多棱柱状形态，由中间的桶部和两端的两个平面端盖组成；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成正多棱柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成正多边形状；该平面端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式平行排列成圆盘状或近似圆盘状或正多边形状或近似正多边形状，其形成的近似为圆形的平面端盖内侧面的尺寸大于前述桶部的正多边形开口；第四形态下的所述第一端盖是前述两个平面端盖之一。上述四种形态并非属于穷举，实际上能够不太浪费又能适于人体对象的全身覆盖检测的上述四种形态的类似形状，都已经被申请人试制并可以运行，上述仅仅是记述几种制造和设计相对简便的几种方式。
当所述PET探测腔在与CT扫描架相邻一侧形成第一开口，该PET探测腔是上述去掉了第一端盖的第一形态或第二形态或第三形态或第四形态。
在每两个PET探测模件之间都连接着符合电路；所述每个PET探测模件的具体构造为，从外至内依次设置有探测器外壳、光电传感器阵列、光导、PET探测晶体，光导既与光电传感器阵列紧密耦合，也与PET探测晶体紧密耦合；所述PET探测晶体材质是闪烁晶体，该闪烁晶体由1个或者1个以上的晶体块组成；前述第四形态中，所述正多棱柱是正六棱柱或正八棱柱，所述正多边形是正六边形或正八边形。上述光电传感器阵列、光导、PET探测晶体的设计方式，配合全身覆盖的探测腔，可以使得几乎全部的LOR事件被捕捉到，检测灵敏度极高。
所述PET探测晶体向内的面均是平面或近似平面；所述晶体块，具体是由复数个晶体条组成的晶体条阵列或者由1个或者1个以上整体切割的晶体组成；所述闪烁晶体的材质选自锗酸铋(BGO)晶体、碘化钠(NaI)晶体、NaI(Tl)单晶晶体、硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钆(GSO)晶体、硅酸钇镥(LYSO)的其中一种或多种。除此之外，市售其他适用于正电子捕捉的探测晶体也适用于本申请技术方案之中。
在每个探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者部分探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者所有探测模件环之间均不装设隔片。所述高原子序数物质优选是铅或钨。
实施例2
一种全身PET与CT联用探测器设备，其包括如前所述的全身PET与CT联用探测器，其特征在于：还具有一供电电路、一通讯线路、一PC终端、一PET承托架、一CT承托架、一扫描床、一床架、位于扫描床和床架之间的电动导轨、一PET工作电源、一CT工作电源、一操作台终端。
该PET承托架固定并支撑前述PET探测腔上的所有复数个PET探测模件，该PET承托架可带动所述探测腔以任意角度转动，也可带动所述探测腔向任意方向平移。这里的PET承托架的固定并移动功能，使得该探测腔可以上下左右，旋转，以及各种位置调整，以满足在各种与其他设备协调下的调整需要。可满足各种复杂局面下的检测需求。
所述配有能相对于PET探测腔打开和完全封闭的机械结构，是一配合第一端盖的自动或者手动开闭的合页结构，或者是一使得第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下旋转开闭的旋转机构，或者是一使得第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下平移开闭的平移机构。该配合第一端盖的自动或者手动开闭的合页结构，具体可以是与一般滚筒洗衣机的开口开闭方式类似，水平旋转开闭；该第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下旋转开闭的旋转机构，是在垂直于中轴线的垂直平面内旋转的开闭方式，该方式需要在第一端盖和探测腔体上设计适合的橡胶密封配件，以方便密封；所述使得第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下平移开闭的平移机构，具体可以是在探测腔体上设计至少两侧的滑槽，以使得第一端盖可以滑进滑出。
该PC终端上具备PET信号采集与运算分析***，以及一CT信号采集与运算分析***；这两个***都能够根据预设调整数值接收CT和PET扫描信号，并按照时序将其转化为复数图像或者视频流。
该供电电路接入前述PET工作电源、CT工作电源，由前述PET工作电源、CT工作电源给通讯线路、PC终端、以及PET承托架、CT承托架、扫描床、床架、位于扫描床和床架之间的电动导轨、操作台终端及所有PET探测模件提供额定电压下的电能。
所有PET探测模件的检测到的信号通过前述该通讯线路传送给前述PET信号采集与运算分析***，CT扫描架中的所述探测器和参考探测器接收到的信号通过前述该通讯线路传送给前述CT信号采集与运算分析***。这种通讯线路例如是串行总线，IDE线，或者数据光纤。
所述扫描床水平放置在床架之上，扫描床和床架之间设有导轨，扫描床可沿所述导轨在平行于中轴线的方向上前后移动。当需要完全封闭PET探测腔时，即具备第一端口时，导轨和床架可设置为两端时，中间例如有30-60cm的中断处，这样的设计即兼顾了PET探测腔的完全封闭，又不至于在向内继续移动扫描床时会脱轨或者掉落，扫描床在掉落之前即与中断处前方的导轨接轨了。
所述PET探测腔下部有可供一个或多个床架穿入的空隙；对于所述PET探测腔具备第一开口和第一端盖的情形，所述床架及所述电动导轨均在第一开口处形成中断的前后两端，所述中断能够使得第一端盖无阻碍地开闭。例如在所述PET探测腔下部有可供三个床架穿入的空隙。PET探测腔外侧例如有五个床架支撑整个导轨。
所述床架之下沿中轴线方向设有若干个垂直的支柱，每个支柱下方设有水平的、高度可调的且可稳固支撑的支柱底座一个；所述导轨是一个整体导轨，或者是在中轴线两侧各一个的一对导轨。
实施例3
如图5所示，扫描床的设置高度为，其上躺卧的人体模件的中心线约与设备的中轴线重合，在扫描床1前后移动时，人体模件的中心线基本上与中轴线重合，或者偏移很小。电动导轨2的可移动性，使得扫描床1可以前后移动，导轨2是整个一块，导轨2的中心线与中轴线平行并位于中轴线略下侧，以使得人体或人体模件的中心线与中轴线重合，扫描床1上两侧下端有向内扣的滑扣部，恰好扣合在导轨2的两侧，使得扫描床位于中轴线两侧，以保证扫描床移动中的水平。图5中仅仅示出了一个床架，但真实情况下，床架至少要有六个，例如在CT扫描架外侧的一个，在CT扫描架内侧的一个，在导轨中断处的两端各一个以保持水平，以及从PET探测腔下部通过缝隙***PET探测腔内部的至少两个。这里的空隙由于是仅仅可以使得床架***，因此不会对检测灵敏度造成什么实质性的影响。
实施例4
一种全身PET与CT联用检测方法，其利用一种全身PET与CT联用探测器装置以实施，其特征在于：1)CT扫描步骤：将待测对象放置于扫描床上，使扫描床向内侧移动，直至预扫描部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像；2)PET检测步骤：对于所述PET探测腔具备第一开口的情形，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔；或者是，对于所述PET探测腔整体封闭的情形，打开所述第一端盖，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔，完全关闭所述第一端盖；对所述待测对象进行PET扫描检测，得到复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像；根据所述复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像确定一至多个感兴趣部位；3)再次CT扫描步骤：从前述一至多个感兴趣部位中选择一个再次扫描部位，使扫描床承托着待测对象向外移动，直至在此扫描部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，再进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像。所述待测对象是人体检测模件或人体。
这种方式利用PET-CT检测，可以对CT结果进行有效地修正，或者是对CT检测的方式做有效改变，由于CT扫描的特点，其对检测结果认识的直观性、整体性、精确性认识不足，需要的读图经验非常高阶，而配合以PET的结果辅助，可以有效地更正CT结果，或者得出更好的CT结果。
实施例5
一种全身PET与CT联用检测方法，其利用一种全身PET与CT联用探测器装置以实施，其特征在于：1)PET检测步骤：对于所述PET探测腔具备第一开口的情形，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔；或者是，对于所述PET探测腔整体封闭的情形，打开所述第一端盖，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔，完全关闭所述第一端盖；对所述待测对象进行PET扫描检测，得到复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像；根据所述复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像确定一至多个感兴趣部位；
2)CT扫描步骤：从前述一至多个感兴趣部位中选择一个感兴趣部位，使扫描床承托着待测对象向外移动，直至在此感兴趣部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像。
PET-CT联用的检测优点还在于，例如在一般体检时，如果完全不了解可能的病灶位置，则依靠全身PET进行监测可以直接明确地发现病灶所在，而不需要CT进行分段估测扫描，在全身PET-CT联用的场合，先进行PET全身扫描，可以在最短时间发现病灶，并确定进一步针对何种部位，以何种方式进行CT扫描，将检测效率和针对性都提高到一定程度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
实施例6
在每两个PET探测模件之间都连接着符合电路；所述每个PET探测模件的具体构造为，外面有探测器外壳包裹，靠外设置有光电传感器阵列，靠内设置有PET探测晶体，光电传感器阵列和PET探测晶体之间设置有光导，光导既与光电传感器阵列紧密耦合，也与PET探测晶体紧密耦合；所述PET探测晶体为闪烁晶体。
所述符合电路是计算LOR所必须的，可以最迅速地将真实符合事件的LOR筛选出来。所述探测器外壳，在PET探测晶体之外的部分，设计成开口状，或者所用的材质不影响正电子发射信号采集。
所述闪烁晶体由晶体条阵列构成，所述晶体条阵列由复数个晶体条组成；或者由1个或者1个以上的晶体块组成，所述1个或者1个以上的晶体块，每一个晶体块是由1个或者1个以上的整体切割的晶体组成。上述提出了两种加工设置，晶体块方式加工简单，所述晶体条阵列方式与光导耦合的效果好，响应速度较快。
所述闪烁晶体的材质选自锗酸铋(BGO)晶体、碘化钠(NaI)晶体、NaI(Tl)单晶晶体、硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钆(GSO)晶体、硅酸钇镥(LYSO)的其中一种或多种。经过试验，目前现存的闪烁晶体都可以用于本申请的PET探测，实际可用的并不限于以上所实际列出的晶体类型，其他可用的闪烁晶体都能被用于本申请的PET探测晶体。
在每个探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者部分探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者所有探测模件环之间均不装设隔片；所述高原子序数物质是铅或钨。这里即使完全不装设隔片，也能够实施该技术方案，但是装设隔片能够适当地减少串扰和PET探测模件相互之间的电磁影响，是一种可以考虑的方式，这里的隔片可以是全部装设，也可以是根据具体情况和需要在某些模件之间的位置装设，而其他位置不装设，都是可以的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种全身PET与CT联用探测器，其特征在于：
包括共中轴线且分前后设置的CT扫描架和PET探测腔；
所述CT扫描架具备外壳，且具备一垂直于中轴线的圆柱形CT扫描通道；
所述PET探测腔由复数个PET探测模件相邻以形成，PET探测晶体均向腔内方向布置；所述PET探测腔整体封闭，或者在与CT扫描架相邻一侧形成第一开口；
前述复数个PET探测模件，每个PET探测模件都由PET探测晶体和光电传感器阵列和光导组成；
所述每个PET探测模件的具体构造为，从外至内依次设置有探测器外壳、光电传感器阵列、光导、PET探测晶体，光导既与光电传感器阵列紧密耦合，也与PET探测晶体紧密耦合；
除前述第一开口处之外，该PET探测腔的所有空隙截面积均小于前述PET探测晶体中最小一个的探测表面积；
所述CT扫描架上进一步包括以下设备：X线球管、滤线器、准直器、探测器；
当所述PET探测腔整体封闭时，所述PET探测腔是第一形态或第二形态或第三形态或第四形态；且所述PET探测腔的垂直于中轴线的一端具有一允许整个人体模件进出的第一端盖，该第一端盖配有能相对于PET探测腔打开和完全封闭的机械结构；
所述第一形态是，所述PET探测腔是圆柱状形态，由中间的桶部和两端的两个平面端盖组成；所述第二形态是，所述PET探测腔是胶囊状形态，由中间的桶部和两端的两个内凹曲面状端盖组成；所述第三形态是，所述PET探测腔是椭球状形态，且由上下两半椭球或者左右两半椭球组成或者左右两半椭球中间夹放桶部的其中之一的方式组成；所述第四形态是，所述PET探测腔是正多棱柱状形态，由中间的桶部和两端的两个平面端盖组成。
2.如权利要求1所述的一种全身PET与CT联用探测器，其特征在于：
所述第一形态中，该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体向内方式圆周排列成环状；该平面端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式平行排列成圆盘状或近似圆盘状，其形成的近似为圆形的平面端盖内侧面的尺寸大于前述桶部的圆形开口；第一形态下的所述第一端盖是前述两个平面端盖之一；
所述第二形态中，该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成环状；该内凹曲面状端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内凹的方式以一定的曲面弧度排列，其形成的内凹曲面状的端盖的垂直于桶部轴线的横剖面，大于胶囊状形态的桶部的圆形开口，所述内凹曲面状端盖，具体是半球状端盖、少于一半的椭球状端盖或少于一半的球冠状端盖三种情形之一；第二形态下的所述第一端盖是前述两个内凹曲面状端盖之一；所述第三形态中，所述上下两半椭球镜像对称，所述左右两半椭球镜像对称；该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成圆柱状或者截取椭球体中部状，该桶部中的每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成环状；所述第三形态下的第一端盖位于探测腔垂直于中轴线的一端；
所述第四形态中，该桶部由若干个探测模件环紧密排列组成正多棱柱状，每个探测模件环由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式圆周排列成正多边形状；该正多棱柱状形态的平面端盖由一定数量的探测模件以晶体探测面向内方式平行排列成圆盘状或近似圆盘状或正多边形状或近似正多边形状，其形成的近似为圆形的正多棱柱状形态的平面端盖内侧面的尺寸大于正多棱柱状形态的桶部的正多边形开口；第四形态下的所述第一端盖是正多棱柱状形态的前述两个平面端盖之一；
当所述PET探测腔在与CT扫描架相邻一侧形成第一开口，该PET探测腔是去掉了第一端盖的第一形态或第二形态或第三形态或第四形态。
3.如权利要求2所述的一种全身PET与CT联用探测器，其特征在于：
在每两个PET探测模件之间都连接着符合电路；
所述PET探测晶体材质是闪烁晶体，该闪烁晶体由1个以上的晶体块组成；
前述第四形态中，所述正多棱柱是正六棱柱或正八棱柱，所述正多边形是正六边形或正八边形。
4.如权利要求3所述的一种全身PET与CT联用探测器，其特征在于：
所述PET探测晶体向内的面均是平面或近似平面；
所述晶体块，具体是由复数个晶体条组成的晶体条阵列或者由1个以上整体切割的晶体组成；
所述闪烁晶体的材质选自锗酸铋(BGO)晶体、碘化钠(NaI)晶体、NaI(Tl)单晶晶体、硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钆(GSO)晶体、硅酸钇镥(LYSO)的其中一种或多种；
在每个探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者部分探测模件环之间装设有高原子序数物质制成的隔片或者所有探测模件环之间均不装设隔片；
所述高原子序数物质是铅或钨。
5.一种全身PET与CT联用探测器装置，其包括如权利要求2-4任意一项所述的全身PET与CT联用探测器，其特征在于：
还具有一供电电路、一通讯线路、一PC终端、一PET承托架、一CT承托架、一扫描床、一床架、位于扫描床和床架之间的电动导轨、一PET工作电源、一CT工作电源、一操作台终端；
该PET承托架固定并支撑前述PET探测腔上的所有复数个PET探测模件，该PET承托架可带动所述PET探测腔以任意角度转动，也可带动所述PET探测腔向任意方向平移；
所述配有能相对于PET探测腔打开和完全封闭的机械结构，是一配合第一端盖的自动或者手动开闭的合页结构，或者是一使得第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下旋转开闭的旋转机构，或者是一使得第一端盖能够保持于中轴线垂直状态下平移开闭的平移机构；
该PC终端上具备PET信号采集与运算分析***，以及一CT信号采集与运算分析***；
该供电电路接入前述PET工作电源、CT工作电源，由前述PET工作电源、CT工作电源给通讯线路、PC终端、以及PET承托架、CT承托架、扫描床、床架、电动导轨、操作台终端及所有PET探测模件提供额定电压下的电能；
所有PET探测模件的检测到的信号通过该通讯线路传送给前述PET信号采集与运算分析***，CT扫描架中的所述探测器接收到的信号通过该通讯线路传送给前述CT信号采集与运算分析***；
所述扫描床水平放置在床架之上，扫描床和床架之间设有电动导轨，扫描床可沿电动导轨在平行于中轴线的方向上前后移动；
所述PET探测腔下部有可供一个或多个床架穿入的空隙；
对于所述PET探测腔具备第一开口或第一端盖的情形，所述床架及所述电动导轨均在第一开口处形成中断的前后两端，所述中断能够使得第一端盖无阻碍地开闭。
6.一种如权利要求5所述的全身PET与CT联用探测器装置，其特征在于：
所述床架之下沿中轴线方向设有若干个垂直的支柱，每个支柱下方设有水平的、高度可调的且可稳固支撑的支柱底座一个；
所述导轨是一个整体导轨，或者是在中轴线两侧各一个的一对导轨。
7.一种全身PET与CT联用检测方法，其利用如权利要求6所述的一种全身PET与CT联用探测器装置以实施，其特征在于：
1)CT扫描步骤：将待测对象放置于扫描床上，使扫描床向内侧移动，直至预扫描部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像；
2)PET检测步骤：对于所述PET探测腔具备第一开口的情形，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔；或者是，对于所述PET探测腔整体封闭的情形，打开所述第一端盖，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔，完全关闭所述第一端盖；
对所述待测对象进行PET扫描检测，得到复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像；
根据所述复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像确定一至多个感兴趣部位；
3)再次CT扫描步骤：从前述一至多个感兴趣部位中选择一个再次扫描部位，使扫描床承托着待测对象向外移动，直至此再次扫描部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，再进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像。
8.如权利要求7所述的一种全身PET与CT联用检测方法，其特征在于：
所述待测对象是人体检测模件或人体。
9.一种全身PET与CT联用检测方法，其利用如权利要求6所述的一种全身PET与CT联用探测器装置以实施，其特征在于：
1)PET检测步骤：对于所述PET探测腔具备第一开口的情形，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔；或者是，对于所述PET探测腔整体封闭的情形，打开所述第一端盖，将待测对象在扫描床的带动下继续向内移动，直至待测对象全部进入所述PET探测腔，完全关闭所述第一端盖；
对所述待测对象进行PET扫描检测，得到复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像；
根据所述复数张PET扫描静态图像和至少一张动态图像确定一至多个感兴趣部位；
2)CT扫描步骤：从前述一至多个感兴趣部位中选择一个感兴趣部位，使扫描床承托着待测对象向外移动，直至此感兴趣部位位于圆柱形CT扫描通道的中间位置，进行CT扫描检测，得到复数张CT扫描静态图像。
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