一种PET系统及其隔栅装置

摘要

本发明提供一种PET系统及其隔栅装置，在更大程度上保留了轴向视野内的数据，同时有效遮挡了轴向视野外的数据。所述隔栅装置包括同轴设置的若干挡片，各所述挡片沿轴向间隔排布，由轴向的两侧至中间，各所述挡片的内径渐增。本发明的隔栅装置，由轴向的两侧至中间，各挡片的内径渐增，则靠近两侧的挡片的内径较小，其所限定的空间较小，故允许通过的数据量较少，从而能够有效遮挡轴向视野外的数据；而越靠近轴向的中心，挡片的内径越大，允许通过的数据量也相应较大，基本上不会对轴向视野内的数据产生遮挡，便于探测器接收，使得探测器仅接收有用的数据，尤其适用于3D‑PET。

权利要求

1.一种PET系统的隔栅装置，包括同轴设置的若干挡片(1)，各所述挡片(1)沿轴向间隔排布，其特征在于，由轴向的两侧至中间，各所述挡片(1)的内径渐增；

各所述挡片(1)的内径在轴向上呈圆弧形，且其半径由隔栅装置(3)在轴向上的总长度，以及PET探测器(2)的下端内面至所述挡片(1)的上端内面的距离确定；

由轴向的两侧至中间，各所述挡片(1)的外径渐增；

各所述挡片(1)均呈环形设置，各所述挡片(1)的外径与内径之差相等。

2.如权利要求1所述的隔栅装置，其特征在于，各所述挡片(1)设置在与PET探测器(2)的晶体缝所对应的位置。

3.如权利要求2所述的隔栅装置，其特征在于，各所述挡片(1)等间隔排布。

4.如权利要求3所述的隔栅装置，其特征在于，两相邻的所述挡片(1)之间的轴向间隔为PET探测器(2)的晶体间隔的整数倍。

5.如权利要求1所述的隔栅装置，其特征在于，各所述挡片(1)的厚度相等。

6.一种PET系统，包括PET探测器(2)和设置在所述PET探测器(2)内的隔栅装置(3)，其特征在于，所述隔栅装置(3)为上述权利要求1-5任一项所述的隔栅装置(3)。

说明书

一种PET系统及其隔栅装置

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种PET系统及其隔栅装置。

背景技术

[0002] 3D-PET相对于2D-PET以其药物剂量低、扫描时间短、灵敏度高以及轴向均匀性好而成为目前国际上主流的产品，基于这些优势，2D-PET逐渐被淘汰。

[0003] 但是，3D-PET相对于2D-PET而言也有明显的缺点，即3D-PET噪声明显大于2D-PET，这些噪声主要分为随机和散射噪声，噪声的主要来源除了轴向视野内，还有很大一部分来源于轴向视野外。所述轴向以PET探测器100的轴向为参考，从轴向上看，处于PET探测器100扫描范围内的视野即为所述轴向视野内，不处于其扫描范围内的视野即为所述轴向视野外。

[0004] 针对上述情况，PET系统设有隔栅，以有效地抑制轴向视野外以及大环差下的数据，进而减少系统随机和散射噪声。

[0005] 但是，应用于传统2D-PET的隔栅，在遮挡轴向视野外的事件的同时，还有可能遮挡部分轴向视野内的事件。

[0006] 请参考图1，图1为现有技术中的PET系统的剖面结构示意图。

[0007] 图1中，粗实线表示PET探测器100的边缘，隔栅通常与PET探测器100同轴设置，隔栅为具有一定厚度的圆环状结构，图1中短的细实线即表示隔栅的圆环面在侧视情况下的状态，图1中所示开口的延伸方向即为所述轴向，处于PET探测器100边缘内部的区域为所述轴向视野内。

[0008] 从图1中可以看出，处于轴向视野内的数据中，一部分不会被隔栅所遮挡，而能够被探测器100所接收，如图1中PET探测器100内的实线(即图1中右侧的实线)所示，该部分数据被对侧的探测块所接收；但是，还有一部分处于轴向视野内的数据被隔栅所遮挡，如图1中虚线所示，该部分数据因隔栅的遮挡而无法被对侧的探测块所接收；此外，处于探测器100轴向视野外的数据中，依然有一部分无法被隔栅所遮挡，而被探测器100接收，如图1中左侧的实线所示。

[0009] 众所周知，隔栅的主要功能为遮挡轴向视野外的事件，同时不会影响轴向视野内事件的有效接收；而上述现有的PET系统中，隔栅装置200即不能有效遮挡轴向视野外的事件，又对轴向视野内的部分事件产生了遮挡，无法较好的满足探测器100的使用需求。

[0010] 因此，上述隔栅装置200只能应用于2D-PET，以选取合适的角度，避免隔栅遮挡轴向视野内的事件，同时提高其对轴向视野外的事件的遮挡率。如果将上述现有的隔栅装置200应用于3D-PET，会对轴向视野内的事件产生过多的遮挡，根本无法满足使用需求。

[0011] 综上，如何设计一种PET系统及其隔栅装置，以便更大程度地保留轴向视野内的数据，同时有效遮挡轴向视野外的数据，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容

[0012] 本发明的目的是提供一种PET系统及其隔栅装置，在更大程度上保留了轴向视野内的数据，同时有效遮挡了轴向视野外的数据。

[0013] 为解决上述技术问题，本发明提供一种PET系统的隔栅装置，包括同轴设置的若干挡片，各所述挡片沿轴向间隔排布，由轴向的两侧至中间，各所述挡片的内径渐增。

[0014] 本发明的隔栅装置，由轴向的两侧至中间，各挡片的内径渐增，则靠近两侧的挡片的内径较小，其所限定的空间较小，故允许通过的数据量较少，从而能够有效遮挡轴向视野外的数据；而越靠近轴向的中心，挡片的内径越大，允许通过的数据量也相应较大，基本上不会对轴向视野内的数据产生遮挡，便于探测器接收。

[0015] 可见，通过上述挡片结构的设置，本发明的隔栅装置更大程度地保留了轴向视野内的数据，而轴向视野外的数据被遮挡，从而不会被探测器所接收，使得探测器仅接收有用的数据，提高了探测效率，尤其适用于3D-PET。

[0016] 可选地，各所述挡片设置在与PET探测器的晶体缝所对应的位置。

[0017] 可选地，各所述挡片等间隔排布。

[0018] 可选地，两相邻的所述挡片之间的轴向间隔为PET探测器的晶体间隔的整数倍。

[0019] 可选地，各所述挡片的外径相等，或者由轴向的两侧至中间，各所述挡片的外径渐增。

[0020] 可选地，各所述挡片均呈环形设置，各所述挡片的外径与内径之差相等。

[0021] 可选地，各所述挡片的厚度相等。

[0022] 可选地，各所述挡片的内径在轴向上呈弧形变化。

[0023] 可选地，所述弧形为圆弧形，且其半径由隔栅装置在轴向上的总长度，以及所述PET探测器的下端内面至所述挡片的上端内面的距离确定。

[0024] 本发明还提供一种PET系统，包括PET探测器和设置在所述PET探测器内的隔栅装置，所述隔栅装置为上述任一项所述的隔栅装置。

[0025] 由于本发明的PET系统具有上述任一项所述的隔栅装置，故上述任一项所述的隔栅装置所产生的技术效果均适用于本发明的PET系统，此处不再赘述。

附图说明

[0026] 图1为现有技术中的PET系统的剖面结构示意图；

[0027] 图2为本发明所提供PET系统在一种具体实施方式中的结构示意图；

[0028] 图3为图2所示PET系统中隔栅装置的立体结构示意图；

[0029] 图4为图3所示隔栅装置中单个挡片的正面结构示意图；

[0030] 图5为本发明所提供PET系统的侧面结构示意图。

[0031] 图1中：

[0032] PET探测器100、隔栅装置200

[0033] 图2-5中：

[0034] 挡片1、中空区11、实体部12、PET探测器2、遮挡板21、隔栅装置3具体实施方式

[0035] 本发明的核心是提供一种PET系统及其隔栅装置，在更大程度上保留了轴向视野内的数据，同时有效遮挡了轴向视野外的数据。

[0036] 本发明提供了一种用于PET系统，包括PET探测器2(以下简称探测器2)和设置在PET探测器2内的隔栅装置3，以便通过隔栅装置3有效遮挡轴向视野外的数据，减少系统随机和散射噪声，使得轴向视野内的数据被PET探测器2有效接收；同时，PET探测器2的两侧还设有遮挡板21。如图2所示，遮挡板21沿探测器2的径向向内延伸，以有效遮挡轴向视野外的数据，并与隔栅装置3相互配合，进而获取更加清晰的图像。

[0037] 如图2和图3所示，本发明的隔栅装置3主要包括若干同轴设置在挡片1，各挡片1均沿轴向间隔排布，且由轴向的两侧至中间，各挡片1的内径渐增。

[0038] 本文中所述的轴向、周向和径向等方位以PET探测器2为参照，即隔栅装置3的各挡片1与PET探测器2同轴设置，并沿其轴向间隔排布，图3中所示直线的方向即为所述轴向。

[0039] 同时，本文还以PET探测器2为参照定义了内外，靠近PET探测器2的中心的方向为内，远离其中心的方向为外，则由轴向的两侧向中间的方向也可以理解为由外而内的方向，即本申请中各挡片1的内径在轴向上由外而内渐增。也就是说，设置在靠近PET探测器2的中心的挡片1的内径较大，靠近其两侧的挡片1的内径较小。

[0040] 各挡片1的内径围合的区域构成中空区11，内径与外径之间的区域构成其实体部12，如图3所示。通过上述设置，由于各挡片1的内径在轴向上由外而内渐增，即处于外侧的挡片1的内径小，处于内侧的挡片1的内径大，则处于PET探测器2轴向视野外的数据能够被外侧的挡片1的实体部12有效遮挡，而轴向视野内的数据则可以通过处于内侧的挡片1之间的间隙传递至探测器2，或者由处于内侧的挡片1的中空区11穿出。也就是说，当隔栅装置3采用上述结构的挡片1时，在有效遮挡轴向视野外的数据的同时，可以使得轴向视野内的数据有效地被接收，从而“过滤”并保留了有效数据，以便探测器2根据有效的数据重建清晰可靠的图像，进而提高诊断的准确性。

[0041] 如图2所示，处于轴向视野内的数据中，一部分不会被隔栅所遮挡，而能够被探测器2所接收，如图2中PET探测器2内的实线(即图2中右侧的实线)所示，该部分数据被对侧的探测块所接收；同时，与现有技术相比，原来被遮挡的轴向视野内的数据，此时也可以通过挡片1之间的间隙以及挡片1的中空区11而被对侧的探测块所接收，如图2中虚线所示。显然，处于探测器2轴向视野外的数据，由于外侧挡片1以其实体部12进行遮挡，故不会被对侧的探测块接收，如图2中左侧的实线所示。

[0042] 进一步，各挡片1在轴向上的间距可以相等，或者根据使用需求设置各挡片1之间的间距，采用不等间距的挡片1结构。

[0043] 具体地，挡片1可以设置在与PET探测器2的晶体缝所对应的位置。众所周知，PET系统通常采用块状探测器2结构，许多个块结构组成一个环，再由数十个环构成整个探测器2；其中，每个块结构均由若干小晶体依次连接而成，所述晶体缝即相邻晶体之间的缝隙。

[0044] 当挡片1设置在与晶体缝对应的位置时，不会对晶体产生遮挡，避免影响晶体接收数据。由于晶体依据数据接收需求进行排布，则挡片1对应在轴向晶体缝的位置，能够与晶体相互配合，使得晶体能够接收到轴向视野内的有效数据，而屏蔽轴向视野外的无效数据。

[0045] 相邻挡片1之间的间隔可以为晶体间隔的整数倍，所述整数倍可以为一倍、两倍或者两倍以上，即相邻挡片1之间的间隔可以等于晶体间隔或者为晶体间隔的两倍及以上。此时，相邻挡片1之间的轴向间隔可以相等设置，以便挡片1在轴向视野内均匀地分布，使得轴向视野内的数据被有效接收。

[0046] 在上述基础上，各挡片1的外径可以相等设置，也可以在轴向上由外而内渐增。如图3所示，在其中一种具体实施方式中，各挡片1的内径和外径均可以在轴向上由外而内渐增，且内径与外径的变化幅度可以相同，或者根据需要设置不同的内外径变化幅度。

[0047] 由于各挡片1的内径由外而内渐增，当各挡片1的外径相等时，处于外侧的挡片1在径向上的尺寸较大，即外侧挡片1具有面积较大的实体部12，则轴向视野外的数据基本上能够完全被外侧挡片1的实体部12所遮挡，而不被探测器2所接收；此时，受角度等多种因素的影响，轴向视野外的数据根本无法入射到外侧挡片1的中空部，使得外侧挡片1所围合的面积较小的中空区11仅能够供轴向视野内的数据穿过。

[0048] 相应地，处于外侧的挡片1将轴向视野外的无效数据遮挡，且处于内侧的挡片1需要满足轴向视野内数据的通过需求，则处于内侧的挡片1可以增大其内径，使得更多的数据透过其内部的中空区11而被探测器2所接收。

[0049] 在另一种具体实施方式中，各挡片1的内径和外径也可以均由外而内渐增，即由轴向的两侧至中间，各挡片1的内径和外径均可以渐增设置。根据需要，内径与外径在轴向上的变化幅度可以相同，也可以不同，即各挡片1的实体部12的面积可以根据需求进行调整，并调整挡片1在径向上的内径和外径大小，进而有效遮挡轴向视野外的数据，同时保留轴向视野内的数据。

[0050] 请结合图4，挡片1可以设置呈环形，且各挡片1的外径与内径之差可以相等，即各挡片1所呈的环的宽度h相等。所述环的宽度h是指挡片1所呈现的环形中，实体部12在径向上的宽度，也就是所述的外径与内径之差。

[0051] 当各挡片1的实体部12的宽度h相等时，其所遮挡的数据量仅与其直径相关，可以通过控制挡片1的直径调节其所遮挡的数据，进而有效提高隔栅的性能。再者，采用该结构，可以有效减小挡片1的面积，进而降低加工难度和挡片1所需材料，降低加工成本；同时，可以通过调节内侧和外侧挡片1的位置，在减小挡片1面积的同时也可以有效遮挡轴向视野外的数据。

[0052] 再者，各挡片1的厚度也可以相等，即挡片1在轴向上的尺寸，便于挡片1的加工和设置。

[0053] 更进一步，各所述挡片1的外径与内径之差可以为58～62mm，即各挡片1上实体部12的宽度h可以为58～62mm，优选地，其具体可以设置为60mm。采用该宽度的挡片1，可以借助挡片1的实体部12对轴向视野外的数据进行有效遮挡，且能够与探测器2相配合，避免影响探测器2对有效数据的接收。

[0054] 此外，各所述挡片1的厚度可以为0.8～1.2mm，优选可以为1mm，此厚度基本上不会影响轴向视野内数据的通过，且便于加工制造。

[0055] 在上述基础上，各挡片1的内径在轴向上可以由外而内呈弧形依次递增，或者说，在轴向上各挡片1的内径可以呈弧形变化趋势，则将各挡片1的内端通过曲线依次平滑连接，即可形成半径为R的圆弧结构，如图5所示。

[0056] 下面结合图5，对本发明所涉及挡片1的直径的确定进行说明。

[0057] 如图5所示，为探测器2的轴测视图，定义O点为轴向视野的中心点，Diff为探测器2内面的下端至挡片1内面的上端的距离，Ddet和DFOV分别是环形探测器2的内径和环形探测器2所包围的扫描孔的直径，R为隔栅装置3在轴向上所形成弧形的半径，L为隔栅装置3在轴向上的总长度，RRing为环形探测器2的内径，l是环形挡片1距离轴向中心点O的距离，则与轴向中心点O呈距离l的挡片1的外径Dl为：

[0058]

[0059] 其中

[0060]

[0061]

[0062] 可见，各挡片1的内径在轴向上呈圆弧形变化，且该圆弧的半径R由Diff以及L确定，该变化确实能够确保由若干挡片1在轴向上排列而成的隔栅装置3兼具隔挡和通过的功能，即有效隔挡轴向视野外数据的同时，允许轴向视野内的数据通过，便于探测器2仅接收有效数据。

[0063] 需要说明的是，本文中的图5中，为便于显示以及标示，将挡片1处于下部的结构隐去，但此处仅为了表达方便，不表示对隔栅装置3结构的任何限定。

[0064] 进一步说明的是，PET系统的部件较多，结构较为复杂，本文仅对其隔栅装置3进行了详细说明，其他未尽之处请参见现有技术，此处不再赘述。

[0065] 以上对本发明所提供的PET系统及其隔栅装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。