一种增大检测视野的SPECT布置方法与流程

一种增大检测视野的spect布置方法
技术领域
1.本发明涉及spect检测探头技术改进的技术领域，尤其涉及一种增大检测视野的spect布置方法。


背景技术：

2.spect机是在γ照相机的基础上发展起来的核医学影像设备。它的基本构造由探头、旋转运动机架、计算机及其辅助设备等三大部分构成。spect设备的探头是spect成像核心。伽马相机成像主要组件是准直器、大面积nai(tl)闪烁晶体、光导和pm管阵列。与传统nai(tl)计数检测器不同的两个特征对于图像形成至关重要。第一个是成像准直器用于定义检测到的γ射线的方向。准直器最常见的由包含大量孔的铅板组成。通过控制接受哪些γ射线，准直仪在nai(tl)晶体表面形成γ射线分布的投影图像。第二个是nai(tl)晶体是通过pm管阵列而不是单个pm管来观察的。来自pm管的信号被馈送到电子或数字位置逻辑电路，当每个闪烁事件发生时，它们通过使用pm管信号的加权平均值来确定每个闪烁事件的xy位置。
3.每个光电倍增管的输出使用模数转换器(adc)进行放大和数字化。在nai(tl)晶体中相互作用的每个伽马射线的xy位置是根据数字化信号计算的。伽马射线沉积的能量e与总测量脉冲幅度成正比，也是通过对各个pm管信号求和来计算的。如果e落在选定的能量窗口内，则接受该事件并将其放置在图像中的适当xy位置。
4.通过对来自所有pm管的信号求和，还可以分析单个事件的能量e。当事件的脉冲幅度落在选定的能量窗口内时，它被接受，并且x和y值被合并到图像元素或像素的离散二维阵列中。图像由每个可能的xy位置的事件数量的直方图形成。需要大量事件来形成可解释的图像，因为每个像素必须具有足够数量的计数才能达到可接受的信噪比水平。
5.图像显示在计算机监视器上，其中可以控制图像亮度和对比度，并且可以使用不同的颜色表示。
6.但现有技术中存在的问题是，spect整机的价格很难缩减，以四探头旋转的方式为例，一般而言，每个探头的检测面面积都要明显大于中心的感兴趣区域的截面积，例如人的腰部放在感兴趣区域，感兴趣区域至少是50cm*30cm*30cm这样的长方体区域，则探头一般至少要有60*60cm的面积，才能基本满足检测的需要，四个探头，各种成本要乘以4倍，尤其是闪烁晶体极为昂贵，按照此设置方式，spect整机的成本较高。
7.如何才能够有效缩减仪器的成本，缩减探头截面积是很直接的方式，但是如果缩减后还是以相同的方式，以探头对准感兴趣区域中心的位置去检测，会明显地减小有效的检测区域的范畴，即使探头边长减小10cm，有效的检测体积可能会降低1/3甚至更多，因为一般的探头面积缩减，相当于四边侧的检测面积均被缩减(对称分布的原因)。仅仅缩减探头面积的方式，虽然成本有所降低，但是对有效的检测体积削减过大。
8.现有技术并没有这样的技术，即虽然缩减了探头面积，但如何通过其他手段辅助，或者调整检测方式，使得探头面积缩减的不利影响能够被抵消或抵消一部分，从而能使对
着同样的检测区域，用较低成本的仪器配置也能实现检测。


技术实现要素：

9.本发明的目的是解决现有技术中所存在的没有在削减探头面积时以其他技术进行辅助，减轻探头面积削减的不利影响的问题，本技术的装置使得能使对着同样的检测区域，用较低成本的仪器配置也能实现检测，就是即使探头的面积被缩减，也没有明显地降低检测图像质量，或者图像质量的降低程度远低于一般的检测方式，而这种方式并不需要增加仪器成本来完成。
10.一种增大检测视野的spect布置方法，其特征在于：其利用一种spect系统1以实施，该spect系统包括一个或多个检测组11，每一个检测组包括检测器21、符合电路22、计算机23各一个。
11.(1)所有的检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置，先位于第一位置。
12.(2)每一个检测器的检测面中心处向侧方位移不少于3cm或者不少于检测器的检测面宽度10％的距离，到达第二位置。
13.(3)每一个第二位置离检测区域的中心距离为d，在保持每一个检测器的检测面中心处与检测区域中心的距离为d的前提下，所有检测器在机架带动下转动复数圈，并将接收到的检测信号经过符合电路传送至计算机，spect系统控制所有计算机完成图像重建。
14.进一步地，所述检测器依次由准直器层211、闪烁晶体层212、光导层213、pmt阵列层214组成。
15.所有的检测器的检测面是平面状，且均为形状相同的矩形。
16.检测组是1-4个，当检测组是一个时，检测器以平行于检测床表面的方式布置，当检测器是2-4个时，检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置，相邻检测器的夹角对应地约为180
°
或120
°
或90
°
。
17.每一个检测器的检测面中心处向侧方位移5-25cm或者检测器检测面的宽度15-35％的距离。
18.准直器层是孔均匀排布的平行孔准直器、针孔准直器、发散孔准直器或聚焦孔准直器。
19.闪烁晶体层的材质是nai(tl)或csi(tl)，pmt阵列层是sipmt；pmt阵列层中的每一个pmt均接入符合电路。
20.进一步地，所有的检测器的检测面均为面积相同的正方形。
21.每一个检测器的检测面中心处向侧方位移15-20cm或者检测器检测面的宽度20-25％的距离。
22.还要求保护一种增大检测视野的spect布置方法，其特征在于：其利用一种spect系统1以实施，该spect系统包括一个或多个检测组11，每一个检测组包括检测器21、符合电路22、计算机23各一个。
23.(1)所有的检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置。
24.(2)对于每一个检测器的检测面中心处的对称轴，检测区域的中心点相对于该对称轴的最短距离不少于3cm或者不少于检测器的检测面宽度10％。
25.(3)每一个检测器的检测面中心处离检测区域的中心距离为d，在保持每一个检测器的检测面中心处与检测区域中心的距离为d的前提下，所有检测器在机架带动下转动复数圈，并将接收到的检测信号经过符合电路传送至计算机，在pect系统控制下，使所有计算机完成图像重建。
26.进一步地，所述检测器依次由准直器层211、闪烁晶体层212、光导层213、pmt阵列层214组成。
27.所有的检测器的检测面是平面状，且均为形状相同的矩形。
28.检测组是1-4个，当检测组是一个时，检测器以平行于检测床表面的方式布置，当检测器是2-4个时，检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置，相邻检测器的夹角对应地约为180
°
或120
°
或90
°
。
29.检测区域的中心点相对于该对称轴的最短距离不少于5-25cm或者不少于检测器的检测面宽度15-35％。
30.准直器层是孔均匀排布的平行孔准直器、针孔准直器、发散孔准直器或聚焦孔准直器。
31.闪烁晶体层的材质是nai(tl)或csi(tl)，pmt阵列层是sipmt；pmt阵列层中的每一个pmt均接入符合电路。
32.进一步地，所有的检测器的检测面均为面积相同的正方形。
33.检测区域的中心点相对于该对称轴的最短距离不少于15-20cm或者不少于检测器的检测面宽度20-25％。
34.还有一种增大检测视野的spect布置方法，其特征在于：其利用一种spect系统1以实施，该spect系统包括一个或多个检测组11，每一个检测组包括检测器21、符合电路22、计算机23各一个。
35.(1)所有的检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置。
36.(2)通过检测区域中心的直线垂直于检测面于p点，p点与检测器的检测面中心处的最短距离不少于3cm或者不少于检测器的检测面宽度10％。
37.(3)每一个检测器的检测面中心处离检测区域的中心距离为d，在保持每一个检测器的检测面中心处与检测区域中心的距离为d的前提下，所有检测器在机架带动下转动复数圈，并将接收到的检测信号经过符合电路传送至计算机，在pect系统控制下，使所有计算机完成图像重建。
38.进一步地，所述检测器依次由准直器层211、闪烁晶体层212、光导层213、pmt阵列层214组成。
39.所有的检测器的检测面是平面状，且均为形状相同的矩形。
40.检测组是1-4个，当检测组是一个时，检测器以平行于检测床表面的方式布置，当检测器是2-4个时，检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置，相邻检测器的夹角对应地约为180
°
或120
°
或90
°
；通过检测区域中心的直线垂直于检测面于p点，p点与检测器的检测面中心处的最短距离不少于5-25cm或者不少于检测器的检测面宽度15-35％。
41.准直器层是孔均匀排布的平行孔准直器、针孔准直器、发散孔准直器或聚焦孔准直器。
42.闪烁晶体层的材质是nai(tl)或csi(tl)，pmt阵列层是sipmt；pmt阵列层中的每一个pmt均接入符合电路。
43.所有的检测器的检测面均为面积相同的正方形。
44.通过检测区域中心的直线垂直于检测面于p点，p点与检测器的检测面中心处的最短距离不少于15-20cm或者不少于检测器的检测面宽度20-25％。
45.如前的spect布置方法，其特征在于：多个检测组均由一个整体的旋转机架4承载，对于每个检测组，旋转机架上具有一个定位框架41与之对应，定位框架呈长方形框形状或者“凵”形，每个定位框架内侧具有一对相对设置的42滑槽，检测器可以在定位框架内左右滑动并被固定，权利要求1-9中的检测器的位置定位均是在定位框架内调节的。
46.本发明的优点是，主要可以分为以下几点，一是有效缩减了成本，对于所需要进行的spect检测，本技术的装置使得能使对着同样的检测区域，用较低成本的仪器配置也能实现检测，本技术的设置方式使得，虽然感兴趣区域的边缘部分信号会较弱，但是感兴趣区域的中心处的图像强度仍有保证，而边缘处图像清晰度有所降低，对检测实际影响一般而言较小，或者处于可以接受的范畴之内；二是提出了一种不同于一般现有技术的解决问题的方式，现有技术一般不认为检测器面积可以大幅度削减，因为其默认都是以中心对称的方式放置的，因此其没有如本技术这样设置的启示，本技术的设置方式是经过认真考虑和反复测试的，后文有本技术为何能够效果不弱太多的技术分析。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1是一般spect的设置方式示意图。
49.图2是本发明的典型的实施范例效果示意图。
50.图3是检测器与定位框架的配合方式示意图。
51.图4是定位框架侧向对准相关示意图。
52.图5是检测器的滑动柱的移动/固定方式示意图。
53.附图标记：spect系统、1，检测组、11，检测器、21，符合电路、22，计算机、23，直器层、211，闪烁晶体层、212，光导层、213，pmt阵列层、214，检测对象、旋转机架、4，定位框架、41，滑槽、42，5，感兴趣区域、6、第一强度检测区域、a、第二强度检测区域、b、第三强度检测区域、c，第一位置、p1，第二位置p2，激光灯安置器、71，激光灯、72，检测床。421、滑动柱，43、标识部，44、盲孔组，441、固定套，442、凸出部。
具体实施方式
54.下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
55.图1是示出了一般spect的设置方式，这是最常规也是一般的spect设置方式，首先设置一个立方体(或侧面看是正方形的感兴趣区域)，使得被检测对象基本处于感兴趣区域
中心处。这里例如是四面四个检测组，感兴趣区域正好是一个正方体的区域，四个检测组的数据也按照对应于正方体区域的方式重建。这种方式检测效果有保证，但是仪器价格较贵，一方面，如果改成三探头或者双探头，如三探头间隔120
°
，两探头相隔180
°
，生成图像的质量降低特别多，如果缩减检测面的面积，以边长减少20％为例，则有效的监测面积要减少36％，对检测图像的清晰度影响也特别大，综上，现有技术中没有想过，如何能够较好地控制成本，并且使得图像探测面积或质量没有明显下降。
56.图2给出了本技术的一种典型的实施范例，仍以安置四个探头为例，每一侧的探头的横向面积约减少40％左右，但是检测器整体要向侧方移动，图中是均向右移动约为原检测器宽度15-20％左右的距离，从图中可见，这里的实际成像所涉及的区域相较原有的感兴趣区域缩减并不大，约仍有原感兴趣区域的85％强，但是其中大致可分为三种情况，在对象所在的中心区域，其四个方向都仍能被准直器接收信号，也即区域a仍然保持原有的信号强度和成像清晰度，而区域b大致变为其信号能被三个方向的准直器接收到，如靠右的b区域，其能够被左上右三个方向检测到，区域cb大致变为其信号能被两个方向的准直器接收到，大致而言，图像清晰度存在从a-b-c略有下降的情况，但是总体而言，检测区域比原来下降的并不多，如果从侧面看，如果检测器宽度缩减为60％，中央的检测区域大约就只有原来的36％左右了，但本技术的实际有效监测区域却远大于36％，至少也达到了原来的75-80％左右，可见本技术构思的积极价值。
57.实施例1
58.一种spect系统1以实施，该spect系统包括一个或多个检测组11，每一个检测组包括检测器21、符合电路22、计算机23各一个。本技术与一般spect系统相同的是，可以采取2/3/4三种探头布置方式。2探头相隔180
°
，3探头相隔120
°
，4探头相隔90
°
，如此周向分布。
59.(1)所有的检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置，先位于第一位置。这个第一位置一般是与一般spect系统相同的，检测面与感兴趣区域的中心处对正的位置，本技术的设置也从这个位置开始，因此基于此进行调整，对后续设置和计算的影响才有基准，才更准确。这个位置的对准可以由旋转机架与感兴趣区域的对准为基础，在此基础上，定位框架上具有0点位置，可以便于使检测器调整到第一位置。
60.(2)每一个检测器的检测面中心处向侧方位移不少于3cm或者不少于检测器的检测面宽度10％的距离，到达第二位置。这里的典型操作是在定位框架内，按照其刻度对于检测器向侧方移动，可以准确方便地实现要求距离的侧向移动。对于符合电路而言，一方面其安装在旋转机架上，一方面其电路具有一定长度，可以允许检测器进行移动而仍然连接。
61.(3)每一个第二位置离检测区域的中心距离为d，在保持每一个检测器的检测面中心处与检测区域中心的距离为d的前提下，所有检测器在机架带动下转动复数圈，并将接收到的检测信号经过符合电路传送至计算机，spect系统控制所有计算机完成图像重建。基于前面的原理分析，这里的图像重建的信号并不全是都有四方向信号的情况，这里可以采取两种算法，一是即认为都有四个方向的信号，但是图像重建中，b、c区域由于只有3/2个方向的信号，其图像清晰度会略有不足。第二是根据对应区域的不同，设置不同的算法，然后再将三挡不同的图像拼接在一个图像结果中。这两种方式都是本领域技术人员可以操作的。
62.进一步地，所述检测器依次由准直器层211、闪烁晶体层212、光导层213、pmt阵列层214组成。这其中准直器例如是铅板或者含铅的板做的平行阵列板，只接受垂直入射的射
线，闪烁晶体是一个或多个与一个pmt对应，pmt例如是硅pmt。
63.所有的检测器的检测面是平面状，且均为形状相同的矩形。检测器可以是正面形的面，也可以是横向更长或纵向更长的矩形，横向和纵向是相对于患者躺卧的方向。
64.检测组是1-4个，当检测组是一个时，检测器以平行于检测床表面的方式布置，当检测器是2-4个时，检测器以周向均匀分布的方式将检测面对着检测区域布置，相邻检测器的夹角对应地约为180
°
或120
°
或90
°
。
65.每一个检测器的检测面中心处向侧方位移5-25cm或者检测器检测面的宽度15-35％的距离。每一个检测器的检测面中心处向侧方位移15-20cm或者检测器检测面的宽度20-25％的距离。本实施例中，这种移动是以具体的距离或者检测面宽度的比例而执行的，在实践中，这是一种比较简单易操作的方式。
66.准直器层是孔均匀排布的平行孔准直器、针孔准直器、发散孔准直器或聚焦孔准直器。
67.闪烁晶体层的材质是nai(tl)或csi(tl)，pmt阵列层是sipmt；pmt阵列层中的每一个pmt均接入符合电路。
68.进一步地，所有的检测器的检测面均为面积相同的正方形。
69.实施例2
70.本实施例与实施例1不同的地方在于，检测器偏移的表述方式不同：
71.对于每一个检测器的检测面中心处的对称轴，检测区域的中心点相对于该对称轴的最短距离不少于3cm或者不少于检测器的检测面宽度10％。
72.检测区域的中心点相对于该对称轴的最短距离不少于5-25cm或者不少于检测器的检测面宽度15-35％。
73.检测区域的中心点相对于该对称轴的最短距离不少于15-20cm或者不少于检测器的检测面宽度20-25％。
74.在有些情况下，描述检测器自身偏移的距离可能是不便的，因为例如检测器上可能并没有便于定位的点，或者定位的一个按钮或识别点本身具有宽度，可能会导致误差，这里是从对称轴偏移的距离来描述，这样比实施例1的方式可能在某些情况下更加准确。
75.实施例3
76.本实施例与实施例1不同的地方在于，检测器偏移的表述方式不同：
77.通过检测区域中心的直线垂直于检测面于p点，p点与检测器的检测面中心处的最短距离不少于3cm或者不少于检测器的检测面宽度10％。
78.通过检测区域中心的直线垂直于检测面于p点，p点与检测器的检测面中心处的最短距离不少于5-25cm或者不少于检测器的检测面宽度15-35％。
79.通过检测区域中心的直线垂直于检测面于p点，p点与检测器的检测面中心处的最短距离不少于15-20cm或者不少于检测器的检测面宽度20-25％。
80.在有些情况下，描述检测器自身偏移的距离可能是不变的，因为例如检测器上可能并没有便于定位的点，或者定位的一个按钮或识别点本身具有宽度，可能会导致误差，这里是从投影位置偏移的距离来描述，这样比实施例1的方式可能在某些情况下更加准确。
81.实施例4
82.如前的spect布置方法，其特征在于：一个或多个检测组均由一个整体的旋转机架
4承载，对于每个检测组，旋转机架上具有一个定位框架41与之对应，定位框架呈长方形框形状或者“凵”形，每个定位框架内侧具有一对相对设置的42滑槽，检测器，两侧具有滑动柱421，滑动柱421可以在定位框架内左右滑动并被固定，权利要求1-9中的检测器的位置定位均是在定位框架内调节的。如图3所示。滑动柱例如是在检测器的侧面正中间位置的，两侧各一个，这种方便后续定位。
83.这里具体的定位可以是这样操作的，定位框架的使检测器位于第一位置的位置处，长方形框形状下是框架前后的中间位置处，“凵”形的话是能使检测器位于感兴趣区域的垂直正上方的位置，这里前面各安置一个激光灯安置器71，其可供两个激光灯72插入并向下垂直照射，这时用两个灯均对正检测床73上的中心线，则可保证检测器处于第一位置，在此基础上，长方形框形状下可以向左或向右使每个检测器调整到第二位置，“凵”形的话是基本只能接受向一侧移动，比如右侧。因为机架后期旋转的影响，这里的激光灯是可拆卸的，对准完毕后就拆下来，在按照实施例1-3的方式之一移动检测器到第二位置，即可开始检测。如图4所示。定位框架的侧边都有刻度，可允许依照该刻度移动特定长度，刻度例如是最小单位为mm。
84.实施例5
85.进一步地，为了配合本技术的左右移动，以及定位的方便，可以设置另一种便于操作的移动/固定方式。
86.首先，本技术的常见操作方式是，需要检测器以对正为中心，先向左移动例如x倍的l，l是一个固定距离，例如是5-12cm之间，然后再回到对正，再向右移动x倍的l。如此进行检测，则如何让检测器能在无需测量的前提下直接就定位到特定位置，需要简便的操作方式，本实施例提供这种方式。l例如是5/6/7/8/9/10/11/12cm。
87.首先检测器的一侧，在其外壳(例如是硬质聚丙烯、聚四氟乙烯、硬质改性聚氨酯等)上具有若干个盲孔，用于固定，滑槽42上，具有多个标识部43，每一标识部与相邻的一个标识部之间的距离均为l(便于识别和定位)，标识部43处具有一个盲孔组44，盲孔组44贴近标识部地布置在滑槽外侧，滑动柱具有一个聚四氟乙烯制作的固定套441，固定套上具有与盲孔组适配的一个或多个凸出部442，依据这样的设置，可以方便地将滑动柱固定在偏离到左侧的x*l距离处，进行检测，并进一步移动到将滑动柱固定在偏离到右侧的x*l距离处，进行检测。
88.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。