[发明专利]一种辐射探测测量和成像方法及变结构PET设备

说明书

技术领域

本发明属于医学成像仪器领域，涉及一种成像技术，尤其是断层成像的方法及装置。

背景技术

在辐射探测测量和成像领域，所用的探测器一般为闪烁晶体和光电倍增器件耦合的结构，由于闪烁晶体有一定的厚度，当射线倾斜入射到晶体内部时，会在晶体的不同深度处转换成可见光子，然后被光电器件探测。由于探测器无法知道射线与晶体作用的具体深度，而只能将晶体与探测器耦合面作为射线被晶体探测的位置信息。因而会导致“深度效应”(depthofinteraction,DOI)，由此所造成的切向定位误差会降低辐射探测测量的精度和成像的效果。

以正电子发射型计算机断层显像(PositronEmissionComputedTomography，简称PET)为例，PET是核医学领域一种先进的临床检查影像技术。传统的PET成像系统由多个探测器固定在机架上排列成环，当正电子湮灭辐射的γ射线对以一定角度分别切入晶体时，由于晶体有一定厚度，射线在晶体的某一深度处与其发生相互作用，但却以晶体表面的位置定位，导致“深度效应”(depthofinteraction,DOI)，由此所造成的切向定位误差会降低PET的空间分辨率，见附图1。图1是普通PET成像装置对某一位置成像的示意图(采用12个探测器组成的系统进行说明)。可以看出此区域正电子湮灭辐射的γ射线对以一定角度分别切入晶体，射线在晶体的某一深度处与其发生相互作用。探测器无法得到这一深度信息，在对响应线进行重建时，只能以此晶体的表面作为相互作用点，重建的响应线(图1中虚线部分)就与实际的响应线(图1中实线部分)有一段位移误差。这个切向定位误差会导致PET成像的空间分辨率下降。

这种影响的大小在PET成像系统视场的不同位置处的分布是不均匀的。在PET成像系统视场的中心点，由于所有探测器的中心轴都汇集于此，“深度效应”影响较小，此处的空间分辨率较高；越往视场的边缘处，产生的γ射线对切入晶体的角度越大，“深度效应”的影响也较大，空间分辨率就会降低。可见传统的PET成像系统受到“深度效应”的影响，其空间分辨率会降低，而且在越靠近视场边缘处，对其空间分辨率的影响越为严重。同时，在临床中，往往需针对局部部位得到高质量的PET成像，传统的PET系统不能根据感兴趣的位置，调节系统结构，提高对特定位置的空间分辨率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种辐射探测测量和成像方法，其调节探测器的旋转角度，使得调整的探测器的中轴穿过待测量和成像区域，利用至少一个调整的探测器进行测量与成像时，能够尽量减少待测量和成像区域内发射的伽马射线入射到晶体内部的倾斜角度(最佳为垂直入射)，从而降低了“深度效应”所带来的空间分辨率的损失，提高系统对聚焦区域的空间分辨率，以得到对待测量和成像区域更精准的成像。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种辐射探测测量和成像方法，包括以下步骤：

(1)确定待测量和成像区域的空间位置；

(2)调节至少一个探测器的角度，使得所述调节后的探测器中轴穿过所述待测量和成像区域；

(3)进行测量或者成像，所述进行测量或者成像的探测器包括部分或全部调节后的探测器。

所述步骤(2)中，所述调节后的探测器的中轴均汇聚至所述待测量和成像区域内任意一点F处，所述F点的空间位置为F(x_f,y_f,z_f)；

优选的，所述F点为待测量和成像区域的中心点。

所述的辐射探测测量和成像方法应用于PET设备成像，所述待测量和成像区域为感兴趣区域，所述待测量和成像区域的空间位置为感兴趣区域在视场中的空间位置；

优选的，经由成像前诊断步骤确定感兴趣区域、所述F点在视场中的空间位置；或，在成像过程中确定感兴趣区域、所述F点在视场中的空间位置；

优选的，经由结构成像数据或经由功能成像数据确定F点在视场中的空间位置F(x_f,y_f,z_f)。

所述PET设备的探测器呈环状分布，包括M组探测器环，所述每组探测器环中设置N个探测器，M，N≥1，或所述PET设备的探测器呈板状分布，包括相对设置的两组探测器板，所述每组探测器板包括M排N列探测器以及固定所述M排N列探测器的一平板机架，M，N≥1，则步骤(2)中：