[发明专利]一种平板PET有限角分子影像定位系统及其定位方法

说明书

本发明公开了一种平板PET有限角分子影像定位系统及其定位方法。本发明将成像样本置于一对没有机械转动的平板PET的中间；一对可见光发生器发出两束可见光，通过电机同步控制两束可见光的角度，使得两束可见光的交叉点位于成像样本的表面，计算机算出交叉点的位置并存储；一对平板PET位置保持不变采集PET数据，并传输至计算机；计算机经过期望最大化算法EM和全变分最小化算法TV组合算法，克服了由于缺失角度造成的图像变形、图像噪声偏大的困难，得到PET重建图像，然后将两束可见光的交叉点融合到PET重建图像中，并以伪亮点方式显示，实现与光学信息融合，以交叉点作为参考点，从而直接显示成像样本内的目标点并直观定位目标点。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种平板PET有限角分子影像定位系统及其定位方法。

背景技术

正电子发射断层扫描成像(Positron Emission Tomography，PET)是一种非侵入性的分子医学影像技术，可以无创、定量、动态地反映活体内的新陈代谢、生化反应、功能活度与灌注水平。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PET在临床上被广泛应用于恶性肿瘤的成像诊断。随着科技的发展，肿瘤越来越成为人类生命的最大威胁。外科手术是治疗肿瘤的最古老最有效的方法之一。肿瘤一般位于身体内，因此在手术前和手术中对肿瘤定位有很大的意义。

随着PET在应用中的不断深入，临床诊疗与基础研究对PET仪器的认识和接受度逐渐提高，同时也对PET仪器的性能和功能提出了新的需求，促使PET仪器的研究人员发展新的方法和技术，从系统设计、硬件装置和图像重建等多个环节推动仪器的更新换代。从系统设计的角度出发，研究人员提出了各种新型结构的PET成像系统。其中，采用一对平板探测器的PET成像系统，由于其结构简洁，工程上易于高性价实现，兼有开放性和可调节性，一直受到研究人员的关注。区别于传统上采用多个探测器的环形PET，平板PET只采用了一对平板探测器即构成了整个系统。开放式的可调式的平板PET可用于实时引导立体定向活检，提高活检取样的准确性；在肿瘤的外科切除手术或实时引导放疗中，开放式的PET结构可使得治疗和成像可以同步进行，可实时检测与定位残余病灶，对治疗进行引导，提高手术的根治效果。

对于平板PET，两个平板转动，可采集到180度的完备数据进行图像重建。目前病人只能在手术前在PET机器进行PET肿瘤影像学成像检查，在病人上手术床时，以及手术进行中，病人体位、组织脏器、肿瘤的存在与位置(残余肿瘤)都有大的改变，如何在手术中进行肿瘤(残余肿瘤)的快速的PET成像与定位，目前尚没有解决方案和技术。

发明内容

为了解决现有术中PET定位过程中定位不精确及目标点位置发生变化的问题，本发明提出了一种平板PET有限角分子影像定位系统及其定位方法，平板PET不需转动，即可实现对分子影像中的目标点的快速影像成像与实时定位。

本发明的一个目的在于提出一种平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统。

本发明的平板PET不转动情况下的有限角分子影像定位系统包括：成像床、成像支架、一对平板PET、可见光源、电机和计算机；其中，成像样本位于成像床上；一对平板PET相对，并且没有机械转动，安装在成像支架上，成像样本位于一对平板PET的中间，并且平板PET的采集角度≥90°；一对平板PET连接至计算机；可见光源包括一对可见光发生器，连接至电机；一对可见光发生器和电机分别连接至计算机；一对可见光发生器发出两束可见光，通过电机同步控制两束可见光的角度，使得两束可见光的交叉点位于成像样本的表面，此时一对可见光发生器的倾斜角度传输至计算机，计算机计算得出交叉点的位置并存储；一对平板PET采集PET数据，并传输至计算机；计算机预处理后，经过期望最大化算法(expectationmaximum，EM)和全变分最小化算法(total variation，TV)组合算法，得到PET重建图像；计算机将两束可见光的交叉点融合到PET重建图像中，并以伪亮点方式显示，实现与光学信息融合，以交叉点作为参考点，从而直接显示成像样本内的目标点并直观定位目标点。