[发明专利]一种偏置平板PET系统及投影数据预处理方法在审
申请号: | 201610050682.6 | 申请日: | 2016-01-25 |
公开(公告)号: | CN105596023A | 公开(公告)日: | 2016-05-25 |
发明(设计)人: | 滕月阳;魏子翔;苑薿木;杨超然;孝大宇;康雁;杨金亮;赵伟 | 申请(专利权)人: | 东北大学 |
主分类号: | A61B6/03 | 分类号: | A61B6/03 |
代理公司: | 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109 | 代理人: | 梁焱 |
地址: | 110819 辽宁*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 偏置 平板 pet 系统 投影 数据 预处理 方法 | ||
所属技术领域
本发明属于医疗技术领域,具体涉及一种偏置平板PET系统及投影数据预处理方 法。
背景技术
PET(PositronEmissionTomography,正电子发射断层成像)在肿瘤、心脏病以及 神经性疾病的诊断中有广泛的应用。PET成像原理的核心是,放射性化合物参与人体内的生 理活动,放射性化合物发射出射线,利用分布在人体周围的探测装置检测这些射线,于是就 可以追踪生物体内重要的基本物质的分布和流动。以PET中常见的18F显像为例。18F-FDG是 葡萄糖的类似物,其被摄取进入细胞的方式与葡萄糖一样,注射进入人体内的18F所产生的 影像就反映了人体内葡萄糖代谢的分布水平。由于恶性肿瘤细胞的葡萄糖代谢会远高于正 常组织细胞,因此18F在临床上被广泛应用于恶性肿瘤的诊断。放射性示踪剂中的18F会发生 衰变,释放出一个正电子和一个中微子。正电子在人体内最终会和一个电子结合,之后会发 生湮灭。绝大多数情况下,湮灭之后会同时产生一对能量相同、飞行方向相反(夹角为180°) 的γ光子。由于湮灭产生的光子能量非常高,因此可以非常容易地穿透人体,被围绕在人体 周围的检测装置进行空间定位,而后利用图像重建算法复原出三维图像。
目前,平板PET系统开放性与可调节性高、灵活紧凑、价格更低、便于实现,在一些 新的PET应用领域中平板PET系统有独特的应用价值。如在重离子治疗中,需要PET系统中的 探测器实时监测重离子束射程和剂量分布,同时为了避免重离子束和PET设备的相互干扰, 需要开放式的探测器(即探测器可以旋转或平移,而非固定不动);对于重症监护病房中有 严重心衰竭的患者,PET影像在心脏搭桥和移植手术等治疗决策中有关键性的作用,而这一 类病人往往不适合移动,平板PET系统的灵活性与可调节性能够满足以上要求,因此许多情 况下采用平板PET系统。
平板PET系统的结构主要分为三个部分,如图1所示,两侧的平板PET探测器1(以下 简称探测器)相对于中间搭载被检测物体5的光学实验平台2(如图1所示的扁平的圆柱形光 学实验平台)的轴线3呈对称放置。每个探测器上都布满可以检测到γ光子的正方形探测器 模块4,相对的一对探测器模块4可以检测到湮灭之后产生的一对γ光子,如图2所示。通过 γ光子的位置可以推断放射性同位素的位置,即恶性肿瘤细胞的位置。这样就可以得到一 个角度的投影数据,而两侧的平板探测器1绕着光学实验平台2的轴线3旋转一周之后,即可 得到1°~360°的投影数据,最后利用图像重建算法复原出被检测物体5的三维断层图像,这 种方式称为圆轨道扫描方式。圆轨道扫描方式的扫描视野是一个圆柱形,该圆柱形的轴线 与光学实验平台的轴线重合,底面直径等于探测器的宽度,扫描视野的俯视图如图3所示。
目前,常用的PET图像重建算法需要满足投影数据沿探测器方向上必须是非截断 的,这就要求探测器的扫描视野必须能够覆盖完整的被检测物体横断面,如图4(a)所示。因 此,如图4(b)所示,当被检测物体横断面尺寸较大时,超出了探测器的扫描视野时,检测过 程就会受到探测器宽度条件所限,需要更换更大尺寸的探测器。
而且,基于PET扫描原理和重建理论,在圆轨道扫描方式下,数学上精确重建出完 整的物体断层图像并不需要获得在360°范围内覆盖整个物体的完整投影数据。理论上讲, 这些投影数据有一半的冗余,即有一半投影数据是重复的,因此精确重建出完整的物体断 层图像,只需要获得该投影数据的一半即可。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提出一种偏置平板PET系统及投影数据预处理 方法。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种偏置平板PET系统,该系统包括:两个平板PET探测器、搭载被检测物体的光学 实验平台;所述两个平板PET探测器置于光学实验平台的两侧;所述光学实验平台置于两个 平板PET探测器的中间;所述两个平板PET探测器的具体位置为:由其相对于光学实验平台 的轴线呈对称放置的位置沿着同一水平方向平移距离m后的位置,即两个平板PET探测器相 对于光学实验平台的轴线偏置;所述m的取值范围为(0,w/2],其中w为平板PET探测器的宽 度。
所述的偏置平板PET系统放置在一个圆柱形铅制屏蔽外壳内。
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