[发明专利]脑图成像系统及脑血流量地形图生成方法

权利要求书

1、一种脑图成像系统包括：

脑电地形图(EEG)生成装置；脑血流量(γCBF)地形图生成装置；

和与所述脑电地形图(EEG)生成装置及所述脑血流量(γCBF)地形图生成装置相连的彩色图像显示、存贮和打印装置；其特征在于，所述的脑血流量(γCBF)地形图生成装置包括：探测器装置；与所述探测器装置相连的多道放大、成形装置；与所述多道放大、成形装置相连的多道计数装置；与所述多道计数装置相连的数据总线单元；与所述数据总线单元相连的数据处理装置；与所述数据处理装置相连的脑血流量像素生成装置；与所述脑血流量像素生成装置相连的脑血流量地形图装置；氙再呼吸装置；与所述氙呼吸装置相连的阀件程控装置；与所述多道放大、成形装置、所述多道计数装置、所述数据总线单元、所述阀件程控装置和所述数据处理装置相连的控制装置；

所述探测器装置包含设置在小脑一脑干区及脑部其它部位上的多个探测器、一个末端潮气探测器和一个氙浓度监测探测器。

2、如权利要求1所述的脑图成像系统，其特征在于设在小脑一脑干区的两个探测器的外壳的圆锥形探测端内的圆柱形空腔的直径在ψ10～ψ20毫米之间，该空腔的长度在35-45毫米之间。

3、一种彩色脑血流量地形图的生成方法，包含如下步骤：

一，从人体呼吸系统吸入氙-133，与此同时用一组γ和X特征射线探测器在人脑外部的大脑各区域和小脑-脑干区的各点上、在一段时间里、对γ和特征X射线粒子进行探测;

二，与上述步骤一进行的同时用另一γ和特征X射线探测器在人体呼吸道附近、在与步骤一相同的一段时间里、对人体呼出气中的γ和特征X射线粒子进行探测;

三，用与步骤一和步骤二探测器数相对应的多道放大、成形、计数电子线路装置对各探测器探测到的γ和特征X射线粒子每隔一定时间间隔连续进行计数，以测得对应于头部各探测器的多道头部清除曲线N^j（t）和呼吸道呼出的末端潮气曲线C_a（t）;

四，根据FicK原理建立清除曲线N^j（t）和末端潮气曲线C_a（t）之间的数学关系式：

N j (t) = Σi = 12 a W ji C ji (t) ……(1) ]]>

C ji (t) = F jie - K j i ∫ o tCa ( μ) e K ji μ d μ …… (2) ]]>

式中：N^j（t）为第j个头部区域t时刻的计数率，其时间轴上的整个曲线称为头部清除曲线，

C_a（t）为末端潮气曲线，

α-比例常数，

W^j₁-头部第j区域灰质血流量相对权，

W^j₂-头部第j区域白质血流量相对权，

F^j₁-头部第j区域灰质血流量，其单位为：ml/100g/min，即每分钟每100克脑组织的毫升数，

F^j₂-头部第j区域白质血流量

K^j₁＝F^j₁/λ₁;K^j₂＝F^j₂/λ₂;λ₁、λ₂是灰、白质的分配系数。

利用把非线性曲线拟合转变为线性拟合的算法，从上述数学关系式（1）和（2）求出各区域探测点上的脑组织的灰、白质血流量F^j₁和F^j₂;

五，由步骤四获得的灰、白质血流量F^j₁通过下面插值算法求得脑部任意点处脑组织的灰、白质血流量F_i（x，y）：

F i (x,y) = Σi = 1n R ji F ji (X j ,Y j ) ……(3) ]]>

其中：

R ji = (1 /(d j) 2 ) / ( Σj = 1n 1/ (d j) 2 ) ……(4) ]]>

d^j为j区域探测点到任意点坐标（x，y）的距离，n为头部n个探测点（也即n个探测器）;

六、将由步骤五求得的分布在整个脑区的一群脑组织的灰、白质血流量F_i（x，y）作为显示的像素进行存贮并通过计算机控制形成图像信号在彩色显示器上显示出整个彩色脑血流量地形图和/或由彩色喷墨打印机打印出对应的脑血流量彩色地形图。

4、如权利要求3所述方法，其特征在于，在人体吸氙之前测得上述各探测器的代表宇宙射线的本底计数值，并从吸氙后测得的信号中将该本底计数值剔除，以提高测量精度。