[发明专利]模块化多几何结构PET系统

说明书

本申请特别应用于患者成像系统，具体而言，涉及诸如正电子发射断层摄影扫描仪等的患者成像装置。然而，应当认识到，所描述的技术还可以特别应用于分光镜检查系统、其他核成像方案、其他成像技术等。

正电子发射断层摄影(PET)成像在临床实践中的广泛使用强调成像任务和对象大小的大的变化；从低计数、热点成像(例如，FDG肿瘤学)，到高分辨率灌注成像(例如脑成像)，到低生物对比度低计数成像(例如，斑块成像)等。然而，常规方法无法通过单个成像系统将上述成像技术组合起来。

PET扫描仪的总体质量和系统性能与其晶体组装的属性和几何结构密切相关，并且几乎完全由其限定。诸如灵敏度、空间分辨率、能量分辨率、时间分辨率散射分数等的重要的装置特性(由诸如NEMA和IEC的标准机构规定的)受晶体组装的强烈影响。电子器件和其他信号采集与处理步骤具有重要的贡献，但装置特性很大程度上取决于基本的晶体响应。例如，扫描仪各组成的特性的各方面能与计数率相比，计数率几乎完全仅由电子器件限定，并且能与对比度恢复相比，对比度恢复很大程度上由校正和重建算法限定。

上述参数在限定PET扫描仪的总体质量以及其能够生成的图像的过程中很重要。在校正和重建期间所使用的可编程电子器件和各种参数变量能够用于针对特定的任务而调节总体成像性能。

虽然晶体和晶体组装是PET扫描仪最昂贵的部件之一，但系统的其他部分(例如，电子器件、校正系统、重建器、病床和控制器、诸如PET/CT或PET/MR的多模态系统中的PET信息整合、各种显示器和分析部件、临时归档存储器、与医院网络其他部分的连接器，等等)在成本和复杂度方面正急剧增长，以至于它们是目前开发成本最重要的部分。

本申请提供用于将不同的晶体组装整合到现有的多模态成像系统中的新的并且改进的系统和方法，其克服了上文提及的问题和其他问题。

根据一方面，一种双探测器正电子发射断层摄影(PET)系统，包括提供第一组采集到的PET数据的主PET探测器阵列、接收PET数据并处理PET数据以确定在主探测器阵列上探测到辐射的位置的位置处理器，以及接收处理后的PET数据并限定与常见崩解事件相关的事件对的符合组合器。该系统还包括直接为符合组合器提供第二组采集到的PET数据的次级PET探测器阵列，并将第一组PET数据重建为第一图像以及将第二组PET数据重建为第二图像的重建处理器。

根据另一方面，一种将多个PET探测器阵列整合到单个PET成像系统中的方法，包括从主PET探测器阵列接收第一组采集到的数据，处理第一组采集到的数据以确定在主探测器上探测到辐射的位置，以及限定与常见崩解事件相关的事件对。该方法还包括在符合组合器从次级PET探测器阵列接收第二组采集到的PET数据，并将第一组采集到的PET数据重建为第一图像以及将第二组采集到的PET数据重建为第二图像。

根据另一方面，一种PET探测器环，包括N个探测器，其在第一位置以第一分辨率操作，以及M-N个探测器，当其在第二位置形成小探测器环时以第二分辨率操作，而当其在第一位置与个N探测器形成大探测器环时以第一分辨率操作，其中，M和N为整数。

根据另一方面，一种PET探测器环，包括多个具有第一斜度的晶体的第一探测器，以及多个具有第二斜度的晶体的可径向移动的探测器。在第一构造中，第一探测器绕该环与可移动的探测器交错。在第二构造中，安装可移动的探测器以径向地向内移动，以形成临近的较小的环，而无需第一探测器。

根据另一方面，一种使用双探测器PET扫描仪对示踪剂动力学建模的方法，包括绕受检者定位第一PET探测器阵列，绕受检者的身体段定位第二PET探测器阵列，以及向身体段中注射示踪剂化合物。该方法还包括使用第二PET探测器阵列扫描身体段，从第二PET探测器阵列采集到的扫描数据中确定描述示踪剂吸收动力学的输入函数，以及使用第一PET探测器阵列扫描受检者。

一个优点是通过利用现有系统的硬件和软件降低了成本。

另一个优点在于可变的晶体阵列大小和分辨率。

本领域的技术人员通过阅读和理解下文的详细描述，将理解本主题创新的进一步优点。

本创新可以具体化为不同的部件或部件布置，以及具体化为不同的步骤和步骤安排。附图仅用于图示说明优选实施例，而不应解释为是对本发明的限制。

图1图示说明了用于将不同的晶体组装整合到单个采集和处理系统中的双PET扫描仪成像系统。

图2图示说明了包括次级探测器阵列的系统的实施例，次级探测器阵列在指定的插入点将数据传送至成像重建系统，从而能够将该数据与主PET探测器数据区分开。