[发明专利]一种正电子发射医学成像系统及成像方法

说明书

本发明涉及分子显像及医学影像成像技术领域，具体涉及一种正电子发射医学成像系统及成像方法，包括测量模块、数据处理模块、分析模块和数据库，所述数据处理模块分别与测量模块、分析模块、数据库连接，用于分析处理测量模块获取的信息，并获得分子中电子与正电子的波函数和动量分布信息，所述数据库为病灶分子数据库，所述分析模块用于将波函数和动量分布信息与数据库对比，定位伽马光子出射位置和病灶分子位置。本发明与其他正电子发射断层扫描医学成像方法相比，只利用PET手段，即可精准定位病灶分子，克服了传统单模PET无法清晰成像的缺陷，同时将得到的伽马谱与数据库中病灶分子对比，确定病灶分子结构，避免了生理学解剖过程。

技术领域

本发明涉及分子显像及医学影像成像技术领域，具体涉及一种正电子发射医学成像系统及成像方法。

背景技术

正电子断层扫描PET技术作为一种新的分子显像技术，其在医学上的应用和贡献得到广泛的认同。PET技术以探针分子携带的正电子核素作为正电子发射源，与靶分子或在靶器官的电子发生湮灭作用，释放出两个能量为511keV的高能伽马光子，并进行造影。相比于传统的显像技术，PET技术的信号光子具有波长短、穿透性强、不易受到其他电子的背景散射和俄歇作用的干扰，不会受到身体中骨骼等的阻碍作用，是一种从分子尺度上观测和诊断病理病灶的先进医学影像技术。PET医学影像技术可应用于恶性肿瘤，神经系统及心血管疾病的诊断，这是其他医学影像技术无法实现的。

目前正电子断层扫描装置主要识别能量为511keV的伽马光子，这两个光子在一条直线上，无法形成焦点，因此会使得呈像缺乏精准性而造成医学误判，通常PET需要结合MR或CT构建多模成像装置。但实际情况是，生物组织中的分子时刻处在不停地振动和转动中，其中的电子也在不停地做着高速的运动，这些运动之间的相互关联，导致出射的伽马光子包含了更多的展宽信息，可更细微地对分子的结构和位置进行信号辨别，提高成像精确度。

另一方面，由于传统PET只收集180度方向上的伽马光子，这两个光子没有携带病灶分子的任何结构信息，同时两个光子的出射方向的反向延长线无法相交到一点，因而无法清晰定位病灶位置，通常需要结合MR、CT等手段辅助定位，形成多模诊断方法，成本高昂，设计复杂；病灶分子亦须做进一步生物学活检切片才能确认，需要生物学解剖。

为推动分子显像及医学影像成像技术领域的发展，本发明提供一种正电子发射医学成像系统及成像方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种正电子发射医学成像系统及成像方法，通过研究电子的动量分布，精确融合位置和结构信息，为伽马光子信号的精确分辨和分子影像重建提供理论模型，利用伽马光子多普勒谱中携带的分子结构信息，不仅能实现传统正电子断层扫描的位置信息，还能进一步重建分子结构信息，利用频谱展宽所携带的分子结构信息，避免了生理学解剖过程，实现成像，同时还能够实现同步辅助诊断。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种正电子发射医学成像系统，包括测量模块、数据处理模块、分析模块和数据库，所述测量模块用于测量正电子-电子湮灭后释放出来的两个伽马光子的出射角度及能量分布信息，获取伽马谱的多普勒展宽信息，所述数据处理模块分别与测量模块、分析模块、数据库连接，用于分析处理测量模块获取的信息，并获得分子中电子与正电子的波函数和动量分布信息，所述数据库为病灶分子数据库，所述分析模块用于将波函数和动量分布信息与数据库对比，确定正电子在分子中的湮灭位置和病灶分子结构，定位伽马光子出射位置和病灶分子位置。

进一步地，还包括显示模块，所述显示模块与数据处理模块连接。

进一步地，还包括人机交互模块，所述人机交互模块与数据处理模块连接。