CN115299976B - 多伽马光子符合成像***及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供的多伽马光子符合成像***及方法，所述***包括时间符合模块、计算机平台、至少两个不同准直缝尺寸的缝准直器、至少两个准直孔不同尺寸的孔准直器、多个伽马光子探测器和驱动相应缝准直器或缝准直器以改变成像范围大小的驱动部件；所述成像方法将放射性核素发生衰变的位置范围缩小为多伽马光子符合事件中通过准直缝在伽马光子探测器探测到的伽马光子事件所确定的投影平面和通过准直孔在伽马光子探测器探测到的伽马光子事件所确定的投影线的在成像范围内的交点，以获得放射性核素在被测范围内分布。本公开实现了多伽马光子符合成像***对不同尺寸成像对象的性能优化，提高了对小尺寸成像对象成像的图像空间分辨率。

Description

多伽马光子符合成像***及方法

技术领域

本公开属于发射断层成像技术领域，特别涉及一种多伽马光子符合成像***及方法。

背景技术

发射断层成像技术是当今探测物体内部信息的重要技术之一，在多种研究领域中有着大量的应用。在被探测物体外通过探测从被探测物体发出的伽马光子，并通过图像重建从而以非侵入式的手段观察得到被探测物体的内部信息。在发射断层成像领域，最为重要的几种成像***分别有正电子发射断层成像仪(PositronEmissionTomography，以下简称PET)、单光子发射计算机断层成像仪(Single-PhotonEmissionComputedTomography，以下简称SPECT)和康普顿相机(ComptonCamera)等。目前PET和SPECT均已广泛用于临床检查和诊断，包括癌症、神经***疾病和心血管疾病等，而康普顿相机也应用于核能工业、天文、医疗等方面。

本申请人已提出的一种基于缝孔混合准直器的多伽马光子符合成像***及方法(申请号：202010465659.X)，该***包括多个以非平行方式排列的探测器探头、时间符合模块以及计算机平台构成，每个探测器探头均由缝孔混合准直器和具备时间测量功能的伽马光子探测器构成，探测放射性核素在很短时间内放射的多个伽马光子构成多伽马光子符合事件；所述方法放射性核素发生衰变的位置范围缩小为多伽马光子符合事件中通过准直缝在伽马光子探测器探测到的伽马光子事件所确定的若干投影平面和通过准直孔在伽马光子探测器探测到的伽马光子事件所确定的若干投影线的在成像范围内的若干交点，以获得放射性核素在被测范围内分布。该成像***和方法提高了多伽马光子符合事件的探测效率，提高了重建图像的信噪比，从而降低了对伽马光子总计数的需求，提高了重建图像的信噪比，降低了病人的辐照风险。但是，此***成像范围、成像性能单一，无法针对成像对象大小进行调节成像范围，导致针对小的成像对象时，重建图像空间分辨率差。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的一个目的在于提出一种多伽马光子符合成像***，该***使用了多套孔缝准直器，通过不同尺寸准直器的移出，改变成像范围的大小，调节成像视野，改善小成像对象的重建图像空间分辨率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面实施例提供的一种多伽马光子符合成像***，包括时间符合模块、计算机平台和多个不同种类的探头；多个不同种类的所述探头包括至少一个第一探头和至少一个第二探头，所述第一探头由相互平行的至少两个孔准直器和一个具备时间测量功能的第一伽马光子探测器构成，所述第二探头由相互平行的至少两个缝准直器和一个具备时间测量功能的第二伽马光子探测器构成，各孔准直器和各缝准直器是通过在各自的合金板上分别开设至少一个准直孔和至少一条准直缝所形成，且第一探头内各孔准直器的准直孔的尺寸不同，第二探头内各缝准直器的准直缝的尺寸不同，各孔准直器和各缝准直器分别受相应的一个驱动部件控制，使得各第一探头中的一个孔准直器、各第二探头中的一个缝准直器位于相应的伽马光子探测器的前端与成像对象之间并位于相应的伽马光子探测器的探测范围内，而各第一探头中的其余孔准直器、各第二探头中的其余缝准直器均位于相应的伽马光子探测器的探测范围外，从而使得以任意方向通过孔准直器和缝准直器的由不同尺寸的成像对象内放射性核素发生衰变产生的伽马光子事件均能被相应的伽马光子探测器探测到；所有伽马光子探测器的时间信号线均与所述时间符合模块连接，所述时间符合模块设定的时间窗用于判断分别被多个探头探测到的多个伽马光子事件是否构成多伽马光子符合事件，并将判断结果输入到所述计算机平台中；所有伽马光子探测器的能量和位置信号线还同时与所述计算机平台连接，用于多伽马光子符合事件的有效性判断以及多伽马光子符合事件发生位置可能所在的投影线和投影线在成像范围内的交点的计算，从而获得放射性核素发生衰变时的可能位置；根据所有放射性核素发生衰变时的可能位置，得到放射性核素在成像对象体内的可能分布，并通过图像重建算法对此分布做更为精确的估计。

在一些实施例中，所述第一伽马光子探测器和所述第二伽马光子探测器的宽度和长度均不小于D为成像对象的大小，a为孔准直器或缝准直器表面到对应的伽马光子探测器表面的距离，b为成像对象的中心到孔准直器或缝准直器表面的距离。

在一些实施例中，所述第一探头的探测平面和第二探头的探测平面之间以非平行的方式排列布置。

在一些实施例中，当设有多个所述第一探头和多个所述第二探头时，所述第一探头和所述第二探头交替布设，且所述第一探头的探测平面和第二探头的探测平面之间以非平行的方式排列布置。

在一些实施例中，各孔准直器和各缝准直器采用平板准直器和/或曲面准直器。

在一些实施例中，所述曲面准直器为闭合或者不闭合的曲面准直器。

在一些实施例中，所述驱动部件为机械臂或者驱动电机。

在一些实施例中，所述驱动部件控制相应的孔准直器或缝准直器沿成像对象的高度方向平移。

在一些实施例中，所述放射性核素，在其衰变过程中能以级联方式在很短的时间内产生至少两个伽马光子。

本公开第一方面实施例提供的多伽马光子符合成像***，具有以下特点及有益效果：

本公开第一方面实施例提供的多伽马光子符合成像***，有效地克服了传统SPECT、PET和已提出的一种多伽马光子符合成像***成像范围固定、性能单一的缺陷。本公开实施例使用了多套孔准直器和缝准直器，通过不同尺寸孔准直器和缝准直器的移出调节成像范围和成像空间分辨率，改善不同尺寸成像对象的成像性能。

本公开的另一个目的在于提出一种采用上述多伽马光子符合成像***的成像方法，包括：

(1)启动所述多伽马光子符合成像***，设定时间符合模块的时间窗宽度；依据所用放射核素所放射的伽马光子能量设定各伽马光子探测器的能窗；

(2)依据所成像对象大小，利用驱动部件移动相应的孔准直器和缝准直器至对应的伽马光子探测器的探测范围内，并将其余的孔准直器和缝准直器从对应的伽马光子探测器的探测范围内移出；

(3)所述计算机平台根据所设定的采集时间判断成像过程是否结束；若结束，则执行步骤(6)；若未结束，则执行步骤(4)；

(4)所述时间符合模块判断各伽马光子探测器是否探测到多伽马光子符合事件，若探测到，则执行步骤(5)；若未探测到，则执行步骤(3)；

(5)所述计算机平台根据各伽马光子探测器所输入的多个伽马光子能量信息判断所输入的多个伽马光子能量是否分别在所设定的多个能窗内；如果不在所设定的能窗内，则舍弃该多伽马光子符合事件；如在所设定的能窗内，则根据每一个多伽马光子符合事件在第一伽马光子探测器所输入的一个伽马光子的位置信息计算多伽马光子符合事件发生位置所在的若干投影平面，并根据每一个多伽马光子符合事件在第二伽马光子探测器所输入的一个伽马光子的位置信息和能量信息计算多伽马光子符合事件发生位置所在的若干投影线；记录每一个多伽马光子符合事件中的多个伽马光子所分别确定的若干投影平面和若干投影线的在成像对象内的若干相应交点，作为放射性核素发生衰变的若干个可能位置；执行步骤(3)；

(6)根据所有多伽马光子符合事件计算的放射性核素的多个可能衰变位置得到放射性核素在成像对象体内的可能分布，并通过图像重建算法对此分布做更为精确的估计。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本公开实施例采用4个第一探头和4个第二探头构成的成像***的整体结构示意图；

图2中(a)、(b)分别是图1所示成像***中第一平板孔准直器和第一平板缝准直器的结构示意图；

图3中(a)、(b)分别是图1所示成像***中第二平板孔准直器和第二平板缝准直器的结构示意图；

图4为本公开实施例成像方法的流程框图。

图中：1—第一孔准直器、11—第一准直孔、12—第一孔准直器的合金平板、2—第一缝准直器、21—第一准直缝、22—第一缝准直器的合金平板、3—第二孔准直器、31—第二准直孔、32—第二孔准直器的合金平板、4—第二缝准直器、41—第二准直缝、42—第二缝准直器的合金平板、51—第一伽马光子探测器、52—第二伽马光子探测器、6—时间符合模块、7—计算机平台、8—第一成像范围、9—第二成像范围、10—衰变可能位置。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。

本公开第一方面实施例提供的多伽马光子符合成像***，包括时间符合模块、计算机平台、多个驱动部件和多个不同种类的探头；多个不同种类的探头包括至少一个第一探头和至少一个第二探头，各第一探头均分别由相互平行的至少两个孔准直器和一个具备时间测量功能的第一伽马光子探测器构成，各第二探头均分别由相互平行的至少两个缝准直器和一个具备时间测量功能的第二伽马光子探测器构成，各孔准直器和各缝准直器是通过在各自的合金板上分别开设至少一个准直孔和至少一条准直缝所形成，且第一探头内各孔准直器的准直孔的尺寸不同，第二探头内各缝准直器的准直缝的尺寸不同，各孔准直器和各缝准直器分别受相应的一个驱动部件控制，使得各第一探头中的一个孔准直器、各第二探头中的一个缝准直器位于相应的伽马光子探测器的前端与成像对象之间并位于相应的伽马光子探测器的探测范围内，而各第一探头中的其余孔准直器、各第二探头中的其余缝准直器均位于相应的伽马光子探测器的探测范围外，从而使得以任意方向通过孔准直器和缝准直器的由不同尺寸的成像对象内放射性核素发生衰变产生的伽马光子事件均能被相应的伽马光子探测器探测到；所有伽马光子探测器的时间信号线均与所述时间符合模块连接，时间符合模块设定的时间窗用于判断分别被多个探头(包括第一探头和第二探头)探测到的多个伽马光子事件是否构成多伽马光子符合事件，并将判断结果输入到计算机平台中；所有伽马光子探测器的能量和位置信号线还同时与计算机平台连接，用于多伽马光子符合事件的有效性判断以及多伽马光子符合事件发生位置可能所在的投影面和投影线在成像范围内的交点的计算，从而获得放射性核素发生衰变时的可能位置；根据所有放射性核素的可能衰变位置，得到放射性核素在成像对象体内的可能分布，并通过图像重建算法对此分布做更为精确的估计。

在一些实施例中，各伽马光子探测器的宽度和长度均不小于D为成像对象的大小，a为孔准直器或缝准直器表面到对应的伽马光子探测器表面的距离，b为成像对象的中心到孔准直器或缝准直器表面的距离，从而保证大小为D的成像对象内所有位置发射的伽马光子都能被伽马光子探测器探测到。

在一些实施例中，第一探头的探测平面和第二探头的探测平面之间以非平行的方式排列布置。当设置多个第一探头和多个第二探头时，第一探头和第二探头交替布设，且各第一探头和各第二探头以均匀分布地方式或者非均匀分布地方式布置在成像对象***。

在一些实施例中，根据成像对象的成像需求(成像尺寸和成像分辨率需求)，通过驱动部件使相应尺寸的孔准直器和缝准直器位于相应的伽马光子探测器的探测范围内，而将其余的孔准直器和缝准直器移动至相应的伽马光子探测器的探测范围，以此实现多伽马光子符合成像***对不同尺寸成像对象的性能优化，提高了对不同尺寸成像对象(特别是小尺寸成像对象)成像的图像空间分辨率。

进一步地，为了结构紧凑，各驱动部件控制相应的孔准直器或缝准直器沿成像对象的高度方向平移。

进一步地，各驱动部件采用机械臂或者直线伺服电机。

在一些实施例中，各孔准直器和缝准直器的合金板可采用平板或者曲面板，当采用孔平板准直器时，可在其上形成一个或多个准直孔，当采用孔曲面板准直器(如闭合或者不闭合的孔圆柱面准直器)时，可在其上形成一个准直孔(此时需采用非闭合的孔曲面板准直器)或多个准直孔(此时可采用闭合或非闭合的孔曲面板准直器，各相邻准直孔之间的间距相同或不同)；当采用缝平板准直器时，可在其上形成一条准直缝或多条准直缝，当采用缝曲面板准直器(如闭合或者不闭合的缝圆柱面准直器)时，可在其上形成一条准直缝(此时需采用非闭合的缝曲面板准直器)或多个准直缝(此时可采用闭合或非闭合的缝曲面板准直器，各相邻准直缝之间的间距相同或不同)。相邻准直孔、准直缝之间的间距d均满足：d≥D*a/(a+b)，式中，D是成像对象的大小，a是缝孔混合准直器表面到伽马光子探测器表面的距离，b是成像对象的中心到孔准直器或缝准直器表面的距离。

在一些实施例中，放射性核素在其衰变过程中能以级联方式在很短的时间内产生至少两个伽马光子。

下面参照图1～图3描述根据本公开实施例提出的多伽马光子符合成像***。

参见图1，本实施例的多伽马光子符合成像***由时间符合模块6,、计算机平台7以及交替且呈圆周均匀布设的4个第一探头和4个第二探头构成。各第一探头均由相互平行且由外至内依次间隔布设的第一伽马光子探测器51、第一孔准直器1和第二孔准直器3组成，各第二探头均由相互平行且由外至内依次间隔布设的第二伽马光子探测器52、第一缝准直器2和第二缝准直器4组成。参见图2中(a)、(b)，第一孔准直器1是通过在一个合金平板11上开设一个第一准直孔12形成，第一缝准直器2是通过在一个合金平板21上开设一个第一准直缝22形成。参见图3中(a)、(b)，第二孔准直器3是通过在一个合金平板31上开设一个第二准直孔32形成，且第二准直孔32的尺寸小于第一准直孔12的尺寸，第二缝准直器4是通过在一个合金平板41上开设一个第二准直缝42形成，且第二准直缝42的尺寸小于第一准直缝22的尺寸。当通过驱动部件(该驱动部件采用机械臂，在图中未示意出，每个准直器由相应的一个机械臂控制)沿垂直于图1所示的纸面方向将所有第二孔准直器3均移出至相应的第一伽马光子探测器51的探测范围外、并将所有第二缝准直器4均移出至相应的第二伽马光子探测器52的探测范围外，各第一孔准直器1和第一缝准直器2在相应的伽马光子探测器的探测范围内，此时***的成像范围为第一成像范围8，位于第一成像范围8内的成像对象内放射性核素发生衰变产生的伽马光子通过第一孔准直器1和第一缝准直器2被第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52探测到。当通过驱动部件沿垂直于图1所示的纸面方向将所有第一孔准直器1均移出至相应的第一伽马光子探测器51的探测范围外、并将所有第一缝准直器2均移出至相应的第二伽马光子探测器52的探测范围外，各第二孔准直器3和第二缝准直器4在相应的伽马光子探测器的探测范围内，此时***的成像范围为第二成像范围9，位于第二成像范围9内的成像对象内放射性核素发生衰变产生的伽马光子通过第二孔准直器3和第二缝准直器4被第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52探测到。4个第一伽马光子探测器51和4个第二伽马光子探测器52的时间信号线均连接到时间符合模块6，该时间符合模块6设定一定宽度的时间窗(时间窗宽度根据所采用的放射性核素可调，通常在几百纳秒以内)，用于判断分别被两个伽马光子探测器探测到的两个伽马光子事件是否构成双伽马光子符合事件，并将相应的判断结果输入到计算机平台7中，具体地：若来自第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52的两个光子的时间信号不在设定的时间窗内，则判断为两个伽马光子事件不构成双伽马光子符合事件，舍弃这两个事件；若来自第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52的两个光子的时间信号在设定的时间窗内，则判断为两个伽马光子事件构成双伽马光子符合事件，并将相应的判断结果输入到计算机平台7中，将第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52所测量得到的伽马光子的能量、位置信息一并传输到计算机平台7中。能量和位置信息在计算机平台7中用于多伽马光子符合事件的有效性判断以及多伽马光子符合事件发生位置可能所在的一个投影面和一条投影线在成像范围内的交点的计算，直接获取放射性核素的衰变可能位置10；根据所有放射性核素的衰变可能位置10，可以得到放射性核素在成像对象体内的可能分布，并可以通过图像重建算法对此分布做更为精确的估计。

本实施例中第一孔准直器1到对应的第一伽马光子探测器51表面的距离和第一缝准直器2到对应的第二伽马光子探测器52表面的距离均为14.5mm，成像对象的中心到第一孔准直器1和第一缝准直器2表面的距离均为58.0mm，第二孔准直器3到对应的第一伽马光子探测器51表面的距离和第二缝准直器4到对应的第二伽马光子探测器52表面的距离均为40.7mm，成像对象中心到第二孔准直器3和第二缝准直器4表面的距离均为31.8mm，第一成像范围8的尺寸为10cm，第二成像范围9的尺寸为3.5cm，各成像范围的尺寸即对应成像对象的大小。

本实施例中所用第一孔准直器1、第一缝准直器2(如图2中(a)、(b)所示)和第二孔准直器、第二缝准直器(如图3中(a)、(b)所示)均由矩形钨合金板组成，其中钨合金材料对伽马光子具有较强的吸收作用。第一孔准直器1和第一缝准直器2的尺寸均为38.6mm(长)×38.6mm(宽)×8mm(厚)，第一准直孔11的孔径和第一准直缝21的宽度均为1.5mm，第二孔准直器3和第二缝准直器4的尺寸均为22.3mm(长)×22.3mm(宽)×8mm(厚)，第二准直孔31的孔径和第二准直缝41的宽度均为0.5mm。

本实施例中第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52均为LaBr3探测器，所采用晶体为一整块连续的LaBr3晶体，其尺寸为50mm(长)×50mm(宽)×6mm(厚)。在LaBr3晶体远离缝准直器或孔准直器的一端设有耦合光电倍增管(Photomultiplier,以下简称PMT)或者硅光电倍增管(SiliconPhotomultipliers，以下简称SiPM，又称Multi-PixelPhotonCounter–MPPC)，用于光电信号转换从而实现伽马光子在晶体内作用位置、能量和时间的测量。

本公开实施例成像***所用孔准直器中第一准直孔12、第二准直孔32的排布不局限于一定数量、相同尺寸、等间距以及特定朝向的排布，也可以是多种数量、不等间距和不同朝向的准直孔排布，可根据所要达到的探测效率、信噪比、空间分辨率、孔准直器到对应的第一伽马光子探测器51表面的距离、成像对象中心到孔准直器平面的距离等因素选择不同的孔准直器的准直孔的数量、尺寸、排布距离和排布方向。

本公开实施例成像***所用缝准直器中第一准直缝22、第二准直缝42的排布不局限于一定数量、相同尺寸、等间距以及特定朝向的排布，也可以是多种数量、不同尺寸、不等间距和不同朝向的准直缝排布，可根据所要达到的探测效率、信噪比、空间分辨率、缝准直器到对应的第二伽马光子探测器52表面的距离、成像对象中心到缝准直器平面的距离等因素选择不同的缝准直器的准直缝的数量、尺寸、排布距离和排布方向。

本公开实施例成像***所用探头不局限于仅仅使用4个第一探头和4个第二探头(如图1所示)，也可以是一个第一探头和一个第二探头的组合(此时两个探头的探测平面优选垂直布设)，还可以是其他数量的至少一个第一探头和至少有一个第二探头的组合(当第一探头和第二探头垂直布设时，探头总数不宜超过6个，共设置6个探头时，6个探头分别布设在成像对象的上、下和四维)，可根据所要达到的探测效率、信噪比、空间分辨率等因素选择不同的探头组合。

本公开实施例的成像***所用药物所标记的放射性核素除镥177外，还可以是其他多伽马光子放射核素，即该放射性核素在衰变过程中能以级联方式在很短时间内产生至少两个伽马光子，包括但不限于铟111、钠22、碘131、铊201、铷82、钇90等。

需要说明的是，本公开实施例的成像***所用各探头之间是以非平行的方式排布的，由于大部分放射性核素的多伽马光子符合事件中的若干个伽马光子事件之间的发射夹角在90度处的分布概率最大，因此大部分情况下各探头呈互相垂直的分布为分布最优方案。

本公开提供的成像***的成像方法的流程如图4所示，结合实施例1对该方法的具体实施步骤说明如下：

(1)启动所述成像***，设定采集时间为20分钟，设定时间符合模块6的时间窗宽度为80ns；依据所用多伽马光子放射核素所放射的伽马光子能量分别设定第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52所探测到伽马光子能量的能窗。本实施例中所用伽马光子放射核素为镥177，其在衰变过程中能以级联方式在很短的时间内(取决于所用放射性核素，通常在几百纳秒内)产生两个伽马光子，其能量分别为113keV和208keV，因此设定第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52的两个能窗为一个113keV±10％能窗和一个208keV±10％能窗的组合；第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52的能窗的个数均可根据所用放射性核素级联发射的伽马光子的个数调节，即每种能量的伽马光子对应一个能窗；每个能窗的宽度可根据第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52的能量分辨率调节；向成像对象注射活度为4mCi由镥177标记的放射性药物。

(2)根据成像对象的尺寸选择位于相应伽马光子探测器的探测范围内的孔准直器和缝准直器，对于图1所示成像***，若成像对象的尺寸大于第二成像范围9，则移出第二孔准直器3和第二缝准直器4；若成像对象的尺寸小于第二成像范围9，移出第一孔准直器1和第一缝准直器2。

(3)计算机平台7根据所设定的采集时间判断成像过程是否结束；若结束，则执行步骤(6)；若未结束，则执行步骤(4)。

(4)时间符合模块6判断第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52是否探测到双伽马光子符合事件，若探测到，则执行步骤(5)；若未探测到，则执行步骤(3)；所述双伽马光子符合事件，即如果被一个第一伽马光子探测器51和一个第二伽马光子探测器52探测到的两个伽马光子事件在时间符合模块6所设定的时间窗内，则所探测的两个伽马光子事件构成双伽马光子符合事件。

(5)计算机平台7根据第一伽马光子探测器51和第二伽马光子探测器52输入的两个伽马光子事件能量信息判断所输入的两个伽马光子能量是否分别在所设定的两个能窗内；如果不在所设定的能窗内，则舍弃该双伽马光子符合事件；如果在所设定的能窗内，计算每一个多伽马光子符合事件的两个伽马光子事件反投影所确定的一个交点，作为衰变可能位置10(即放射性核素发生衰变的一个可能位置)，记录该衰变可能位置10；执行步骤(3)。

(6)根据所有双伽马光子符合事件计算的放射性核素的可能衰变位置，得到放射性核素在成像对象体内的可能分布，并可以运用最大似然最大期望值(MaximumLikelihoodExpectationMaximization，简称MLEM)算法、有序子集最大期望值算法(OrderedSubsetsExpectationMaximization，简称OSEM)等图像重建算法进行重建得到重建图像，对此分布做更为精确的估计。

本公开实施例中的成像***由于能够通过移动准直器改变成像范围和成像性能，从而提高小尺寸成像对象的图像空间分辨率，改善图像质量。

将本公开所述成像方法进行编程(该过程可由编程人员通过常规的编程技术予以实现)后输入到计算机平台7中，按照步骤执行即可实现该成像方法预期达到的效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种多伽马光子符合成像***，其特征在于，包括时间符合模块、计算机平台和多个不同种类的探头；多个不同种类的所述探头包括至少一个第一探头和至少一个第二探头，所述第一探头和所述第二探头交替且呈圆周均匀布设，所述第一探头由相互平行的至少两个孔准直器和一个具备时间测量功能的第一伽马光子探测器构成，所述第二探头由相互平行的至少两个缝准直器和一个具备时间测量功能的第二伽马光子探测器构成，各孔准直器和各缝准直器是通过在各自的合金板上分别开设至少一个准直孔和至少一条准直缝所形成，且第一探头内各孔准直器的准直孔的尺寸不同，第二探头内各缝准直器的准直缝的尺寸不同，各孔准直器和各缝准直器分别受相应的一个驱动部件控制，使得各第一探头中的一个孔准直器、各第二探头中的一个缝准直器位于相应的伽马光子探测器的前端与成像对象之间并位于相应的伽马光子探测器的探测范围内，而各第一探头中的其余孔准直器、各第二探头中的其余缝准直器均位于相应的伽马光子探测器的探测范围外，从而使得以任意方向通过孔准直器和缝准直器的由不同尺寸的成像对象内放射性核素发生衰变产生的伽马光子事件均能被相应的伽马光子探测器探测到；所有伽马光子探测器的时间信号线均与所述时间符合模块连接，所述时间符合模块设定的时间窗用于判断分别被多个探头探测到的多个伽马光子事件是否构成多伽马光子符合事件，并将判断结果输入到所述计算机平台中；所有伽马光子探测器的能量和位置信号线还同时与所述计算机平台连接，用于多伽马光子符合事件的有效性判断以及多伽马光子符合事件发生位置可能所在的投影线和投影线在成像范围内的交点的计算，从而获得放射性核素发生衰变时的可能位置；根据所有放射性核素发生衰变时的可能位置，得到放射性核素在成像对象体内的可能分布，并通过图像重建算法对此分布做更为精确的估计；

所述第一伽马光子探测器和所述第二伽马光子探测器的宽度和长度均不小于D为成像对象的大小，a为孔准直器或缝准直器表面到对应的伽马光子探测器表面的距离，b为成像对象的中心到孔准直器或缝准直器表面的距离。

2.根据权利要求1所述的多伽马光子符合成像***，其特征在于，各孔准直器和各缝准直器采用平板准直器和/或曲面准直器。

3.根据权利要求2所述的伽马光子符合成像***，其特征在于，所述曲面准直器为闭合或者不闭合的曲面准直器。

4.根据权利要求1所述的伽马光子符合成像***，其特征在于，所述驱动部件为机械臂或者驱动电机。

5.根据权利要求1所述的伽马光子符合成像***，其特征在于，所述驱动部件控制相应的孔准直器或缝准直器沿成像对象的高度方向平移。

6.根据权利要求1所述的伽马光子符合成像***，其特征在于，所述放射性核素，在其衰变过程中能以级联方式在很短的时间内产生至少两个伽马光子。

7.一种采用如权利要求1～6中任一项所述成像***的成像方法，其特征在于，包括：

(1)启动所述多伽马光子符合成像***，设定时间符合模块的时间窗宽度；依据所用放射核素所放射的伽马光子能量设定各伽马光子探测器的能窗；

(2)依据所成像对象大小，利用驱动部件移动相应的孔准直器和缝准直器至对应的伽马光子探测器的探测范围内，并将其余的孔准直器和缝准直器从对应的伽马光子探测器的探测范围内移出；

(3)所述计算机平台根据所设定的采集时间判断成像过程是否结束；若结束，则执行步骤(6)；若未结束，则执行步骤(4)；

(4)所述时间符合模块判断各伽马光子探测器是否探测到多伽马光子符合事件，若探测到，则执行步骤(5)；若未探测到，则执行步骤(3)；

(5)所述计算机平台根据各伽马光子探测器所输入的多个伽马光子能量信息判断所输入的多个伽马光子能量是否分别在所设定的多个能窗内；如果不在所设定的能窗内，则舍弃该多伽马光子符合事件；如在所设定的能窗内，则根据每一个多伽马光子符合事件在第一伽马光子探测器所输入的一个伽马光子的位置信息计算多伽马光子符合事件发生位置所在的若干投影平面，并根据每一个多伽马光子符合事件在第二伽马光子探测器所输入的一个伽马光子的位置信息和能量信息计算多伽马光子符合事件发生位置所在的若干投影线；记录每一个多伽马光子符合事件中的多个伽马光子所分别确定的若干投影平面和若干投影线的在成像对象内的若干相应交点，作为放射性核素发生衰变的若干个可能位置；执行步骤(3)；

(6)根据所有多伽马光子符合事件计算的放射性核素的多个可能衰变位置得到放射性核素在成像对象体内的可能分布，并通过图像重建算法对此分布做更为精确的估计。