一种圆柱式多针孔准直器及其成像装置的制作方法

1.本发明涉及准直器技术领域，特别是一种圆柱式多针孔准直器及其成像装置。


背景技术：

2.市面上常见spect系统为双探头结构，通过围绕人体横截面步进旋转两个探头(步进角度一般为3度或者6度)并进行数据采集，达到360度范围内的完全采样，从而重建出扫描区域的三维图像。因此，若要实现完全采样，系统需要步进旋转多个角度才能完成数据采集，扫描耗时较长且流程繁琐。
3.对于人体解剖结构中特定组织器官位置(一般不处于设备扫描中心)的扫描，常规的spect难以实现在旋转采集中始终保持探头视野聚焦于特定目标位置，使得重建出的图像难以反映出特定组织器官的更细节信息。
4.对于采用针孔准直器成像的spect系统，可以通过调整针孔成像的视野和方向，使得多个针孔的成像范围聚焦于同一个区域，同时利用小孔成像的原理，通过调整扫描目标与针孔的距离(即物距)以及针孔和探测器之间的距离(即像距)，实现比探测器固有空间分辨能力更高的系统空间分辨率。但目前市面上采用针孔准直成像的临床通用spect尚未面世，只是在常规spect探测器上选装针孔准直器成像。


技术实现要素：

5.针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种圆柱式多针孔准直器及其成像装置，所述准直器实现准直孔的拓展，增加了成像装置的探测视野和扫描灵敏度的调节范围。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种圆柱式多针孔准直器，包括：屏蔽环、圆柱准直件、驱动组件和成像环；所述屏蔽环呈管状，其内部设有扫描空间；所述屏蔽环的管壁平行于扫描扫空间的延伸方向间隔设有若干条调节转动腔；所述调节转动腔呈圆柱状，所述调节转动腔于所述屏蔽环的外侧设有条形出光窗口，所述调节转动腔于所述屏蔽环的内侧设有条形入光窗口；位于同一所述调节转动腔的所述条形出光窗口和所述条形入光窗口沿所述屏蔽环的径向方向正对设置；所述圆柱准直件的柱面沿不同方向贯穿设有多个不同径向尺寸的准直孔；所述圆柱准直件设有准直孔的横截面为准直截面，所述准直截面至少沿径向设有一条准直孔；所述圆柱准直件安装于所述调节转动腔内，所述驱动组件与所述圆柱准直件的端部传动连接，使得所述圆柱准直件能沿自身轴线方向在所述调节转动腔内转动。
8.优选地，所述准直截面至少设有一个，且多个所述准直截面沿所述圆柱准直件的延伸方向间隔排布；所述准直截面上的准直孔沿所述圆柱准直件的延伸方向正对设置。
9.优选地，所述圆柱准直件的两端设有转轴部；所述调节转动腔的两端设有转动孔，所述转动孔内设有转动轴承件；所述圆柱准直件的两个所述转轴部分别转动设置于所述转动轴承件内；所述驱动组件与所述圆柱准直件的转轴部传动连接。
10.优选地，所述驱动组件包括驱动电机、减速器和控制器；所述驱动电机的驱动转轴
通过所述减速器与所述转轴部传动连接；所述转轴部设有角度传感器，所述角度传感器用于检测所述圆柱准直件相对于所述调节转动腔转动的角度；所述控制器与所述驱动电机和所述角度传感器电联接。
11.一种成像装置，包括：成像环和如上所述的圆柱式多针孔准直器；所述屏蔽环和所述成像环以所述扫描空间的轴线为圆心从内向外依次设置；所述成像环的内侧壁设有成像探测器；所述成像探测器用于对所述准直孔另一侧的扫描空间内的扫描目标的成像进行探测。
12.本发明的实施例的有益效果：
13.所述圆柱式多针孔准直器通过在圆柱形屏蔽筒同一弧面上加工多个准直孔，实现圆筒轴向上准直孔的扩展，从而增加了准直器在轴向方向上探测视野；通过在横截面上分布多种尺寸规格准直孔，使得准直器具有不同空间分辨率、不同扫描灵敏度的调整功能；通过驱动所述圆柱准直件的旋转，使得其中任意一种准直孔在横断面的视野也能进行相应进行调整，从而实现完全自适应的成像功能。
14.所述成像装置设有所述圆柱式多针孔准直器，使得所述成像装置在圆周方向上分布多个所述圆柱准直件，且每个所述圆柱准直件能独立的旋转角度，可以达到聚焦于同一目标视野内的360度范围内的完全采样，从而实现断层扫描。
附图说明
15.图1是本发明的一个实施例中所述圆柱式针孔准直器的结构示意图；
16.图2是本发明的一个实施例中所述屏蔽环的结构示意图；
17.图3是本发明的一个实施例中所述圆柱准直件的结构示意图；
18.图4是本发明的一个实施例中所述成像装置的结构示意图；
19.图5是本发明的一个实施例中所述成像装置的横截面结构示意图；
20.图6是本发明的一个实施例中所述成像装置的横分解结构示意图。
21.其中：屏蔽环110，扫描空间111，调节转动腔112，条形出光窗口113，条形入光窗口114，圆柱准直件120，准直孔121，转轴部122，驱动组件130，成像环140。
具体实施方式
22.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
23.本技术的一个实施例，如图1至图3所示，一种圆柱式多针孔准直器，包括：屏蔽环110、圆柱准直件120、驱动组件130和成像环140；所述屏蔽环110呈管状，其内部设有扫描空间111，所述扫描空间111的具体形状和空间是由实际应用中屏蔽环110的圆周分布的准直孔的扫描视野决定；所述屏蔽环110的管壁平行于扫描扫空间的延伸方向间隔设有若干条调节转动腔112；所述调节转动腔112呈圆柱状，所述调节转动腔112于所述屏蔽环110的外侧设有条形出光窗口113，所述调节转动腔112于所述屏蔽环110的内侧设有条形入光窗口114；位于同一所述调节转动腔112的所述条形出光窗口113和所述条形入光窗口114沿所述屏蔽环110的径向方向正对设置；所述圆柱准直件120的柱面沿不同方向贯穿设有多个不同径向尺寸的准直孔121；所述圆柱准直件120设有准直孔121的横截面为准直截面，所述准直截面沿两个不同径向设有两条准直孔121；所述圆柱准直件120安装于所述调节转动腔112
内，所述驱动组件130与所述圆柱准直件120的端部传动连接，使得所述圆柱准直件120能沿自身轴线方向在所述调节转动腔112内转动。
24.所述准直截面至少设有两个，且多个所述准直截面沿所述圆柱准直件120的延伸方向间隔排布；所述准直截面上的准直孔121沿所述圆柱准直件120的延伸方向正对设置；使得所述圆柱准直件120中任意一个准直截面的视野也能进行调整。
25.具体的，所述圆柱准直件120的两端设有转轴部122；所述调节转动腔112的两端设有转动孔，所述转动孔内设有转动轴承件；所述圆柱准直件120的两个所述转轴部122分别转动设置于所述转动轴承件内；所述驱动组件130与所述圆柱准直件120的转轴部122传动连接。
26.所述驱动组件130包括驱动电机、减速器和控制器；所述驱动电机的驱动转轴通过所述减速器与所述转轴部122传动连接；所述转轴部122设有角度传感器，所述角度传感器用于检测所述圆柱准直件120相对于所述调节转动腔112转动的角度；所述控制器与所述驱动电机和所述角度传感器电联接；使得各个所述圆柱准直件120能在所述控制器的控制下独立的精准的进行转动调节。
27.如图4至6所示，一种成像装置，其包括：成像环140和如上所述的圆柱式多针孔准直器；所述屏蔽环110和所述成像环140以所述扫描空间111的轴线为圆心从内向外依次设置；所述成像环140的内侧壁设有成像探测器；所述成像探测器用于对所述准直孔121另一侧的扫描空间111内的扫描目标的成像进行探测。
28.所述成像探测器为czt光电传感器阵列或者sipm光电传感器。
29.所述圆柱式多针孔准直器通过在圆柱形屏蔽材料上加工多个不同尺寸的准直孔121，得到圆柱准直件120，再将圆柱准直件120与屏蔽环110转动安装，进而得到灵敏度以及空间分辨能力可灵活调节的准直器；所述成像装置的圆周方向上分布多个圆柱准直件120，每个圆柱准直件120的中心轴线与扫描扫空间的延伸方向平行，基本实现对扫描空间111内扫描对象的圆周360度的完全数据采样；通过旋转圆柱准直件120，使得在成像装置圆周方向分布的准直器视野均聚焦于某特定组织器官，从而实现完全自适应的三维成像。
30.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
31.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关
系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
33.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
34.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
35.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
36.以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。