專利名稱：?jiǎn)喂庾影l(fā)射計(jì)算機(jī)處理的x射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)的放射性核素成象(核醫(yī)學(xué))是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)實(shí)踐的一個(gè)至關(guān)重要的分支。該方法論涉及痕量放射性物質(zhì)的管理，一般是先通過注射，然后所述放射性物質(zhì)以一定方式定位于體內(nèi)，該方式取決于所研究的有機(jī)系統(tǒng)的生理學(xué)機(jī)能。在體外利用檢測(cè)器對(duì)放射性示蹤劑的發(fā)射(通常為伽馬光子)進(jìn)行成象，進(jìn)而產(chǎn)生放射性示蹤劑在體內(nèi)的分布圖。當(dāng)受過適當(dāng)訓(xùn)練的內(nèi)科醫(yī)生分析這些圖象時(shí)，能得到在臨床診斷和疾病治療方面具有很大價(jià)值的信息。該技術(shù)常見的應(yīng)用包括冠狀動(dòng)脈疾病的檢測(cè)(鉈掃描)以及骨癌轉(zhuǎn)移的檢測(cè)(骨掃描)。通過使用伽馬放射性示蹤劑和公知的稱為“伽馬相機(jī)”的檢測(cè)器進(jìn)行總體的臨床放射性核素成象。
伽馬相機(jī)一般包括大閃爍晶體(例如碘化鈉)，當(dāng)其被伽馬光子撞擊時(shí)具有發(fā)光特性。該晶體后面相連有多個(gè)與電路結(jié)合的光電倍增管，從而檢測(cè)閃光和在閃爍晶體內(nèi)對(duì)閃光進(jìn)行定位。在晶體前面是準(zhǔn)直器，其通常包括幾毫米厚的具有多個(gè)穿孔的鉛。一般地說，除了從適當(dāng)方向入射到晶體的光子之外，準(zhǔn)直器用來吸收所有入射光子。晶體、光電倍增管和相關(guān)電路通常密封在大的鉛箱子里面，該箱子用來把檢測(cè)器同無用的外界輻射屏蔽開來。整個(gè)裝置安裝在起重臺(tái)架上，其帶有電動(dòng)裝置，用來使檢測(cè)器靠近患者定位。
伽馬相機(jī)提供了放射性示蹤劑分布的二維圖象。然而，體內(nèi)放射性示蹤劑的分布一般是三維的。單光子發(fā)射X射線斷層攝影術(shù)(SPECT)技術(shù)用來產(chǎn)生三維X射線斷層攝影圖象，類似于“放射性核素CT掃描”，其通過計(jì)算機(jī)處理一系列二維伽馬相機(jī)圖象以再現(xiàn)示蹤劑的三維分布，所述二維伽馬相機(jī)圖象是從圍繞患者的多個(gè)角度獲得的。這通常是通過把一或多個(gè)伽馬相機(jī)安裝到電動(dòng)起重臺(tái)架上并且使伽馬相機(jī)環(huán)繞患者的方式完成的。然后處理所獲得的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生三維圖象。
已證實(shí)三維SPECT圖象能提供更高圖象對(duì)比度并且能減少身體結(jié)構(gòu)的明顯重疊?，F(xiàn)在，SPECT成象被認(rèn)為是心臟放射性核素成象領(lǐng)域的最新技術(shù)，并且占據(jù)了全美國(guó)心臟核素成象的一半以上。
盡管它有許多優(yōu)點(diǎn)，但是SPECT成象還不能應(yīng)用到所有能從中受益的患者。當(dāng)前的SPECT儀器有許多缺點(diǎn)，從而阻礙其更加廣泛的應(yīng)用。
當(dāng)前的SPECT系統(tǒng)體積龐大，通常需要大的專用的房子容納它們。準(zhǔn)直系統(tǒng)阻擋了所發(fā)出的高百分比的輻射，因而效率相對(duì)較低。因而，大部分新的臨床系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)用兩個(gè)或多個(gè)伽馬相機(jī)檢測(cè)器，所述檢測(cè)器安裝在單個(gè)起重臺(tái)架上。由于每個(gè)檢測(cè)器通常重達(dá)幾百磅，所以起支持作用的起重臺(tái)架必須又大又重。大部分SPECT的安裝需要建造專門的帶有地板加強(qiáng)物的房間。因?yàn)榫_的圖象再現(xiàn)需要精確的檢測(cè)器設(shè)置，所以SPECT系統(tǒng)需要重的定位系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)和齒輪裝置，其能夠把成百上千磅的裝置移動(dòng)并定位到精度約1mm。這些系統(tǒng)必然會(huì)又大又重又貴。
盡管在各種環(huán)境下對(duì)患者進(jìn)行成象的醫(yī)療需求很大，包括醫(yī)生辦公室、急診室和重病監(jiān)護(hù)室，但是當(dāng)前SPECT系統(tǒng)的大尺寸和體積使得它們不得不設(shè)置在固定位置，通常是醫(yī)院的放射學(xué)或核醫(yī)學(xué)室。在出診的心臟病專家最快出現(xiàn)的地點(diǎn)進(jìn)行心臟SPECT成象具有重大的醫(yī)學(xué)優(yōu)點(diǎn)以及能給患者帶來巨大的方便。許多研究表明在門診室環(huán)境下提供的護(hù)理價(jià)值比醫(yī)院環(huán)境下小。盡管有這些急切的因素，但是當(dāng)前系統(tǒng)的大小和成本約束還是大大地限制它們向社區(qū)的滲透，特別是限制了它們?cè)趦?nèi)科醫(yī)生辦公室的應(yīng)用。另外，當(dāng)前系統(tǒng)需要很大空間，這給提供SPECT服務(wù)的醫(yī)院增加了很大的成本。
當(dāng)前SPECT系統(tǒng)還有另外的限制。當(dāng)伽馬相機(jī)環(huán)繞患者時(shí)，大的多導(dǎo)體電纜需要給(和從)每一檢測(cè)器傳導(dǎo)電能和數(shù)據(jù)。這些電纜在系統(tǒng)作業(yè)期間反復(fù)彎曲，這是設(shè)備損壞的一個(gè)常見原因。
當(dāng)前系統(tǒng)又大又重的特點(diǎn)需要把醫(yī)療起重臺(tái)架設(shè)計(jì)得非常穩(wěn)定，同時(shí)價(jià)格也要合算。因此制成的系統(tǒng)需要患者仰臥(平躺)在狹窄的操作臺(tái)上，該操作臺(tái)伸入到垂直向的起重臺(tái)架內(nèi)。為了使檢測(cè)器盡可能地靠近患者胸部以及允許巨大移動(dòng)的檢測(cè)器在患者周圍安全通過，當(dāng)前的系統(tǒng)需要患者把一個(gè)或兩個(gè)手臂保持在頭部之上的不舒適的位置。這對(duì)大部分患者來說是很痛苦的，甚至對(duì)有些人是不可能的。另外，對(duì)很多患者來說，仰臥是不舒服的，特別是那些背部有問題的患者。當(dāng)處于設(shè)備內(nèi)時(shí)，很多患者感到幽閉恐懼。狹窄的操作臺(tái)需允許相機(jī)圍繞患者旋轉(zhuǎn)，因而對(duì)很大部分人來說是不舒服的，通常使他們感到那些正在進(jìn)行的掃描不安全或者危險(xiǎn)。另外，在成象期間，患者被儀器部分封閉的事實(shí)可能使得醫(yī)生或護(hù)士鄰近病?；颊呤艿较拗啤?br> 發(fā)明概述在此描述的本發(fā)明是一種用于實(shí)施單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)處理的X射線斷層攝影術(shù)(SPECT)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)特別適合于心臟成象。本文也描述了最適宜胸部和腦部成象的實(shí)施例。該系統(tǒng)有一底座，其包括一患者支座，用于支持患者以使患者的一部分位于視場(chǎng)內(nèi)。確定一通過視場(chǎng)的縱軸。一檢測(cè)器組合件鄰近視場(chǎng)設(shè)置，該檢測(cè)器組合件包括光子響應(yīng)檢測(cè)器。該檢測(cè)器為伸長(zhǎng)的條帶或條，其中心軸通常平行于該縱軸。該檢測(cè)器可操作以檢測(cè)光子是否撞擊到該檢測(cè)器上。該檢測(cè)器還包括確定所檢測(cè)到的光子在沿該條帶長(zhǎng)度上位置的裝置。一光子阻擋件位于視場(chǎng)和檢測(cè)器之間。該阻擋件帶有孔隙槽，用于使與孔隙槽對(duì)齊的光子通過。該槽通常平行于該縱軸。通過孔隙的來自檢測(cè)器的響應(yīng)線被限定。一位移裝置可以彼此相對(duì)移動(dòng)檢測(cè)器組合件或者移動(dòng)光子阻擋件，從而使孔隙相對(duì)于檢測(cè)器移動(dòng)，而且響應(yīng)線掃過至少一部分視場(chǎng)。
本說明書也描述了檢測(cè)器組合件的多個(gè)獨(dú)特構(gòu)造。所述系統(tǒng)可以提供可調(diào)節(jié)的座椅，該座椅允許患者在成象系統(tǒng)內(nèi)舒服地定位和調(diào)節(jié)。
附圖簡(jiǎn)介

圖1a是本發(fā)明最適合于心臟SPECT的優(yōu)選實(shí)施例的透視圖，該圖表示系統(tǒng)的整體構(gòu)造和病人的定位；圖1b是圖1a實(shí)施例的另一透視圖；圖2是SPECT成象期間用于光子檢測(cè)的單個(gè)檢測(cè)器組合件的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖3是本發(fā)明最適合于心臟SPECT的實(shí)施例的帶孔隙的圓弧的透視圖，帶有單輻射檢測(cè)組件，其示于圓弧之后以表示相對(duì)位置；圖4是概略的俯視圖，表示帶開槽孔隙的圓弧、帶檢測(cè)器的圓弧和病人視場(chǎng)的相對(duì)位置；圖5a是位于帶孔隙的圓弧第一旋轉(zhuǎn)位置的單個(gè)檢測(cè)器組合件和帶孔隙的圓弧的一小部分的簡(jiǎn)要俯視圖；圖5b是與圖5a類似的視圖，但是帶孔隙的圓弧在第二位置；圖5c與圖5a和5b類似的視圖，但是帶孔隙的圓弧在第三位置；
圖6是概略的俯視圖，表示單個(gè)檢測(cè)器的響應(yīng)線是如何提供透過身體的多角度投影的；圖7是橫截面(縱向)準(zhǔn)直組合件的透視圖，表示其與檢測(cè)器組合件的關(guān)系；圖8是與圖7類似的視圖，但是包括帶孔隙的圓弧，表示來自一個(gè)檢測(cè)器組合件的響應(yīng)線；圖9是曲線圖，表示使用本發(fā)明與使用傳統(tǒng)“高分辨率”的平行孔準(zhǔn)直器在不同深度處的共面空間分辨率；圖10a是可移動(dòng)的帶孔隙的圓弧延長(zhǎng)瞄準(zhǔn)板的一個(gè)實(shí)施例的橫截面俯視圖；圖10b是與圖10a類似的視圖，但是所示的瞄準(zhǔn)板位于不同的位置；圖11是基于閃爍器的圓柱形檢測(cè)器組合件的一個(gè)實(shí)施例的一部分的透視圖；圖12a是檢測(cè)器組合件的另一實(shí)施例的透視圖，該檢測(cè)器組合件使用了長(zhǎng)方形條狀閃爍材料件；圖12b是圖12a組件的側(cè)視圖，該組件在其頂部和底部帶有光電檢測(cè)器；圖12c是與圖12b類似的視圖，但是光電檢測(cè)器位于閃爍材料的后面；圖13是檢測(cè)器組合件的透視圖，該檢測(cè)器組合件帶有一塊梯形截面的閃爍材料件；圖14a是基于長(zhǎng)方形閃爍材料件的、被掩蔽的檢測(cè)器外形的透視圖；圖14b是基于一圓柱形閃爍材料件的、被掩蔽的檢測(cè)器外形的透視圖；圖14c是基于一梯形截面閃爍材料件的、被掩蔽的檢測(cè)器外形的透視圖；圖15是一透視圖，表示與圖14a類似的條形的被掩蔽的檢測(cè)器組合件的構(gòu)造細(xì)節(jié)，但是光電檢測(cè)器沿其后表面設(shè)置；圖16是用于本發(fā)明一實(shí)施例的同步的檢測(cè)器和帶孔隙的圓弧運(yùn)動(dòng)方向的示意圖；圖17是基于檢測(cè)器的二維閃爍器的透視圖，該檢測(cè)器具有根據(jù)本發(fā)明的掩蔽條帶；以及圖18是本發(fā)明另一實(shí)施例的概略俯視圖，其使用了二維檢測(cè)器和線性阻擋件。
發(fā)明詳述在本說明書全文中，優(yōu)選實(shí)施例和示例應(yīng)看作例子而不應(yīng)看作對(duì)本發(fā)明的限制。
本發(fā)明包括實(shí)現(xiàn)單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)處理的X射線斷層攝影術(shù)(SPECT)用的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一輻射檢測(cè)器組合件，該組合件由多個(gè)輻射檢測(cè)器組合件構(gòu)成，所述組件優(yōu)選定位于圓弧周圍，一般在180°-360°的范圍內(nèi)。由可動(dòng)圓弧或環(huán)提供共面(軸向)準(zhǔn)直，所述圓弧或環(huán)在一角度范圍內(nèi)延伸，該角度范圍類似于輻射檢測(cè)器組合件(一般為180°-360°)的角度范圍。由光子衰減材料的多個(gè)瞄準(zhǔn)板或片提供橫截面(縱向)準(zhǔn)直，所述光子衰減材料保持在固定位置且平行于橫貫軸的平面(與縱軸垂直)?？蛇x擇地是，這些瞄準(zhǔn)板可以被透過射線的間隔材料片隔開，例如發(fā)泡苯乙烯(styrofoam)或者其它塑料。本發(fā)明的某些實(shí)施例還包括患者座椅或支撐構(gòu)件。
圖1a和1b示出了本發(fā)明最適合于心臟SPECT的優(yōu)選實(shí)施例，表示系統(tǒng)100的整體構(gòu)造和患者102的定位。所示的開口104用于患者的進(jìn)出。在患者胸部右側(cè)上方，該系統(tǒng)的成象部分106以圓弧形延伸。成象部分包括鉛掩蔽殼體，其內(nèi)部構(gòu)成將在下面描述。成象部分支撐在臺(tái)架108上，臺(tái)架108固定在底座110上。成象部分的后面部分與臺(tái)架一起構(gòu)成了患者支架的“靠板”?；颊咦诳烧{(diào)節(jié)座椅112上。該座椅的垂直高度可以調(diào)節(jié)，從而能把患者心臟定位到成象設(shè)備合適的位置內(nèi)。這些調(diào)節(jié)可以通過電動(dòng)馬達(dá)、液壓設(shè)備或其它裝置實(shí)現(xiàn)。可選擇地是，該座椅可水平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，從而使患者易于從所坐位置進(jìn)出。臺(tái)架和底座還可以包括或支撐掃描處理所必須的電子設(shè)備以及其它所需的控制器或顯示設(shè)備。
如圖所示，與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同，患者通常直立地坐著，軀體通常是垂直的。本系統(tǒng)更輕的重量、更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)以及減少的體積允許協(xié)同進(jìn)行定位。為了定界的目的，由成象部分106包圍的區(qū)域?qū)⒎Q為視場(chǎng)。也為了定界的目的，可以說縱軸延伸穿過視場(chǎng)，所述縱軸通常與患者的軀體的縱軸對(duì)齊?？梢哉f縱軸通常垂直的，從而把本系統(tǒng)的定位與通常系統(tǒng)區(qū)分開來，在通常系統(tǒng)中，患者被迫形成水平系統(tǒng)。實(shí)際上，如圖所示，通常垂直縱軸可以在一定程度上傾斜，以增加患者的舒適度。
圖2表示單獨(dú)檢測(cè)器組合件150的一個(gè)實(shí)施例。多個(gè)(通常64個(gè))單獨(dú)組件布置在圍繞患者的圓弧中。該圓弧在大約180°-360°的范圍內(nèi)延伸。對(duì)于心臟SPECT，優(yōu)選實(shí)施例是大約180°。所示實(shí)施例是其大小適合于心臟成象的固態(tài)檢測(cè)器組合件。其它檢測(cè)器組合件的實(shí)施例在下面討論。如圖所示，檢測(cè)器組合件152是一伸長(zhǎng)的條帶。檢測(cè)器表面的長(zhǎng)方形區(qū)域表明單個(gè)固態(tài)檢測(cè)器元件152陣列，每個(gè)檢測(cè)器元件152包括一個(gè)用于數(shù)據(jù)采集的象素。在該實(shí)施例中，檢測(cè)器元件陣列為一維，也就是1XN，盡管也可以采用兩維陣列。多導(dǎo)體條帶電纜154把電信號(hào)從檢測(cè)元件傳送到處理信號(hào)的電子設(shè)備。另外，某些處理電路可以與檢測(cè)器元件構(gòu)成一體或由檢測(cè)器元件包封。每個(gè)檢測(cè)器元件152可操作以檢測(cè)光子是否撞擊到它。因此，可操作總檢測(cè)器150來檢測(cè)光子是否撞擊以及測(cè)定光子在沿長(zhǎng)度方向撞擊的位置。每個(gè)檢測(cè)器元件包括一些半導(dǎo)體材料，例如鎘-鋅-碲化物，該檢測(cè)器元件在相對(duì)的表面上帶有電極。在電極之間施加電勢(shì)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的，當(dāng)光子穿過前面電極并與半導(dǎo)體材料相互作用時(shí)，小電流在電極之間流過。測(cè)定電流以檢測(cè)光子的撞擊。
在某些實(shí)施例中，單獨(dú)檢測(cè)器元件152的寬度w大約為4mm，高度h為6mm。先前通過提供固態(tài)檢測(cè)器的嘗試都集中在提供更小的檢測(cè)器元件上。然而，由于可靠地生產(chǎn)固態(tài)檢測(cè)器存在困難，因而更小的檢測(cè)器元件經(jīng)常有缺陷，這些缺陷使得整個(gè)元件無法使用。在本發(fā)明中優(yōu)選使用的較大檢測(cè)器元件克服了這個(gè)困難，因?yàn)槿毕莶淮罂赡苁馆^大元件完全不可使用。不過，帶有缺陷的元件的靈敏度可能在一定程度上降低。靈敏度的降低可以通過電子設(shè)備補(bǔ)償和/或通過對(duì)信號(hào)的軟件處理補(bǔ)償，該電子設(shè)備接收和處理來自檢測(cè)器的信號(hào)。
圖3表示用于心臟SPECT最佳實(shí)施例的帶孔隙的圓弧170。單個(gè)輻射檢測(cè)器組合件172示于圓弧之后以表明相對(duì)位置。如圖所示，檢測(cè)器組合件通常平行于縱軸。圓弧170用作光子阻擋件，可以由鉛或類似的高衰減材料制造。圓弧170足夠高以覆蓋位于其后的輻射檢測(cè)器組合件172。圓弧足夠厚(通常大約3mm)，以基本上使患者釋放的光子完全吸收。一系列垂直孔隙槽174穿透圓弧，該孔隙槽174允許光子176穿過槽到達(dá)檢測(cè)器組合件，允許光子176與孔隙槽對(duì)齊。通常優(yōu)選的是，槽平行于患者的縱軸。
圖4圖示(從上面)了患者視場(chǎng)區(qū)180、帶孔隙的圓弧182以及檢測(cè)器組合件184的相對(duì)位置?？梢钥闯觯@套檢測(cè)器組合件和帶孔隙的圓弧圍繞患者同心布置。用于心臟病患者成象的一個(gè)典型實(shí)施例包括大約64個(gè)輻射檢測(cè)器組合件184，每個(gè)組件184包括單獨(dú)元件或象素陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，帶孔隙的圓弧182的半徑a大約為30cm并且檢測(cè)器組合件184的半徑b大約為40cm?；颊咭晥?chǎng)區(qū)的直徑c大約為50cm，因而很容易匹配在圓弧182內(nèi)。
提供位移裝置，用以相對(duì)于檢測(cè)器184移動(dòng)帶孔隙的圓弧182。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的，許多不同的方式都可以用來移動(dòng)帶孔隙的圓弧。例如，帶孔隙的圓弧182可以通過蝸輪或其它裝置連接到電動(dòng)機(jī)，于是它能在圍繞患者縱軸的有限角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的，圓弧可以保持固定而只有一個(gè)檢測(cè)器運(yùn)動(dòng)。然而，該方式通常比較復(fù)雜和昂貴。為了處理來自掃描的信息，本發(fā)明也提供了精確確定圓弧位置的裝置。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的，有許多種方式可以提供這種裝置，其中包括光學(xué)編碼器和機(jī)械傳感器。傳感裝置也可以用于位移裝置的反饋控制。
圖5a-c表示單個(gè)檢測(cè)器190和帶孔隙的圓弧一小段192的俯視圖。這些附圖表明帶孔隙的圓弧192和在帶孔隙的圓弧192的三個(gè)不同旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)器190的相對(duì)位置。在每個(gè)位置，孔隙槽194的位置把檢測(cè)器的響應(yīng)線限定到如圖所示的特定路徑196。能夠看出，當(dāng)孔隙槽194在檢測(cè)器190前面移動(dòng)時(shí)，檢測(cè)器的視線扇形地掃過患者，從而產(chǎn)生多個(gè)響應(yīng)線或投射。
如圖4所示，因?yàn)橛卸鄠€(gè)檢測(cè)器184以及多個(gè)孔隙槽174(如圖3所示)，故在帶孔隙的圓弧的每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置處形成多個(gè)檢測(cè)器響應(yīng)線。圖6表示當(dāng)帶孔隙的圓弧204旋轉(zhuǎn)時(shí)，從少數(shù)檢測(cè)器202獲得的響應(yīng)線200的小子集。為了簡(jiǎn)化，孔隙槽本身沒有在本圖上示出。圖示了通過患者胸部的示意性“薄片”206，其表明通過該方式獲得的全集心臟投影，其足夠X射線斷層攝影的再現(xiàn)。
最終所有檢測(cè)器都能“看穿”一個(gè)槽。確定槽間距，從而每個(gè)檢測(cè)器每次僅由一個(gè)槽照射?？偟墓庾有收扔趲Э紫兜膱A弧內(nèi)槽的數(shù)目。因此，槽允許的最大數(shù)目nslot是帶孔隙的圓弧和帶檢測(cè)器的圓弧所跨的角度Φarc以及帶孔隙的圓弧上圓弧的最小長(zhǎng)度θA的函數(shù)，從而給定的檢測(cè)器每次通過一個(gè)槽將僅能看到患者視場(chǎng)nslots=π•φacc2πθA/2=π•φacc2πsin-1(RORA)-sin-1(RORD)]]>其中R0是患者的半徑，RA是帶孔隙的圓弧的半徑，RD是帶檢測(cè)器的圓弧的半徑。帶孔隙的圓弧僅需要按槽之間的間隙Φarc/nslot旋轉(zhuǎn)以提供角度投影全集。
總之，帶孔隙的圓弧和一套檢測(cè)器將在橫貫軸平面內(nèi)提供準(zhǔn)直的投射數(shù)據(jù)，但沒有在縱向準(zhǔn)直。由于該原因，本發(fā)明更適于提供一套如圖7所示的縱向或橫截平面準(zhǔn)直器?？v向準(zhǔn)直器包括堆狀的一系列圓弧形瞄準(zhǔn)板220，該瞄準(zhǔn)板220如圖布置成與檢測(cè)器222的圓弧構(gòu)件同心。帶孔隙的圓弧在該圖中略去了，但是與縱向準(zhǔn)直器瞄準(zhǔn)板同心。瞄準(zhǔn)板更適合相互平行并且通常垂直于患者的縱軸。瞄準(zhǔn)板由小厚度(一般小于1mm)的鉛或類似的衰減材料構(gòu)成，并可以被放射線可透過塑料泡沫或類似材料(未示出)的間隔物分開。瞄準(zhǔn)板的數(shù)目、尺寸和厚度可以根據(jù)應(yīng)用的不同而不同。
圖8類似于圖7，但是具有另外的帶孔隙的圓弧230?？梢钥闯?，每個(gè)檢測(cè)器232的每個(gè)單獨(dú)的檢測(cè)器元件(象素)都有獨(dú)特的響應(yīng)線234，該響應(yīng)線234由帶孔隙的圓弧槽236和縱向準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板238的合成準(zhǔn)直效應(yīng)而射入患者的視場(chǎng)。
該系統(tǒng)的共面分辨率由檢測(cè)器和帶孔隙的圓弧的半徑RD和RA、目標(biāo)與帶孔隙的圓弧的距離Dist以及槽和檢測(cè)器元件的寬度Wslot和Wdet分別決定 圖9繪示本發(fā)明相對(duì)傳統(tǒng)平行孔準(zhǔn)直器在不同深度的分辨率。假定帶開槽的圓弧系統(tǒng)具有寬為2.4mm槽，寬為4mm檢測(cè)器以及圖4所討論的其它參數(shù)。為其把數(shù)據(jù)繪成曲線的平行孔準(zhǔn)直器具有2.2mm孔徑和厚度為3cm的準(zhǔn)直器。
對(duì)于視場(chǎng)中心的點(diǎn)源，帶開槽孔隙的系統(tǒng)的檢測(cè)效率正比于檢測(cè)器的立體角Ω，所述檢測(cè)效率基于Rogers(IEEE TIMI，vol.MI-1，pp.63-68，1982)而計(jì)算如下Ω=nslots1RD2[robj2-rD2•1RA[robj(RD-RA)]2-[RArD]2]fpdet]]>其中robj和rD分別為半最大值全寬目標(biāo)和檢測(cè)器分辨率，pdet為檢測(cè)器的斂集率(packing fraction)，f為被縱軸準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板封閉的前區(qū)份額。在本發(fā)明的構(gòu)造中，f＝瞄準(zhǔn)板厚/瞄準(zhǔn)板間隔。
當(dāng)?？紫兜膱A弧相對(duì)于檢測(cè)器移到不同位置時(shí)，孔隙槽的孔隙寬度將會(huì)變化，該寬度為槽與檢測(cè)器之間角度的正弦值的函數(shù)。因?yàn)楫?dāng)從槽觀測(cè)時(shí)，檢測(cè)器的表觀寬度也按照類似的函數(shù)變化，所以總的檢測(cè)器效率將會(huì)變化，該效率為檢測(cè)器-槽之間角度正弦值的平方根的函數(shù)。精確的函數(shù)取決于檢測(cè)器元件的光子截面(檢測(cè)器厚度的函數(shù))以及槽孔隙的光子截面。對(duì)于一給定檢測(cè)器，其靈敏度隨槽位置的變化很容易繪制出來，該靈敏度可以通過軟件的方式準(zhǔn)直，該方式類似于在傳統(tǒng)的伽馬相機(jī)內(nèi)對(duì)檢測(cè)器例行進(jìn)行一致性準(zhǔn)直。
應(yīng)該注意，當(dāng)檢測(cè)器的靈敏度存在非一致性時(shí)，相對(duì)于在旋轉(zhuǎn)伽馬相機(jī)SPECT系統(tǒng)內(nèi)能看到的所構(gòu)造的圖象制造物來說，根據(jù)公開的方法構(gòu)建的成象系統(tǒng)是不靈敏的。在此處所描述的系統(tǒng)內(nèi)，相對(duì)不靈敏的象素的降低計(jì)數(shù)靈敏度在整個(gè)圖象平面內(nèi)分布，而不是以傳統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)所看到的構(gòu)建成“環(huán)”或“圓弧”制造物的形式出現(xiàn)。
如圖1和4所示，對(duì)于最適合于心臟成象的實(shí)施例來說，圓弧形成象裝置的使用允許患者容易地進(jìn)入和離開成象系統(tǒng)。然而，當(dāng)帶孔隙的圓弧旋轉(zhuǎn)時(shí)，它將稍微地伸入圓弧的開放區(qū)域。因此，如圖10所示，本發(fā)明可選擇地提供了裝在樞軸上的延伸瞄準(zhǔn)板，其被定位在帶孔隙的圓弧的一端或者兩端上。該圖示出了帶孔隙的圓弧300的一端，其包括沿其長(zhǎng)度方向伸展的延伸瞄準(zhǔn)板302。圖10a示出了在圓弧運(yùn)動(dòng)末端的帶孔隙的圓弧300和瞄準(zhǔn)板302，圖10b在另一個(gè)末端示出了它們。延伸瞄準(zhǔn)板302通過鉸鏈304可運(yùn)動(dòng)地附著到帶孔隙的圓弧上。樞軸桿306位于瞄準(zhǔn)板的路徑上，因而，如圖10b所示，當(dāng)通過帶孔隙的圓弧的運(yùn)動(dòng)把延伸瞄準(zhǔn)板推壓到樞軸桿306時(shí)，將導(dǎo)致延伸瞄準(zhǔn)板轉(zhuǎn)離患者。這將使圓弧或瞄準(zhǔn)板伸入的開口最小化，同時(shí)保持檢測(cè)器不受無用的外部輻射干擾。
盡管圖2描述了固態(tài)檢測(cè)器元件的一維線性陣列，但是在本發(fā)明中也可以提供二維陣列。這些陣列可以整體設(shè)備的方式提供，或者可以通過靠近地放置兩個(gè)或多個(gè)一維陣列的方式使這些陣列鄰近。成象系統(tǒng)總的靈敏度線性地正比于檢測(cè)器的有效表面面積。
本發(fā)明還為輻射檢測(cè)器提供了組合的光電倍增管或其它光電檢測(cè)器，例如固態(tài)光電二極管，該輻射檢測(cè)器由閃爍材料構(gòu)成，例如碘化鈉或者碘化銫。圖11示出了閃爍基檢測(cè)器組合件400的一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例包括圓柱形晶體402，其由閃爍材料制成并包覆在可透過射線且反光的覆蓋物404例如鋁內(nèi)，覆蓋物404在圓柱體兩端開口。經(jīng)過光學(xué)耦合材料附著到每一端的是光電檢測(cè)器，例如光電倍增管、光電二極管或其它光電檢測(cè)器(未示出)。發(fā)生在閃爍材料內(nèi)的閃爍事件的位置通過兩個(gè)光電檢測(cè)器的輸出比率確定，因而在檢測(cè)器內(nèi)提供了縱向位置傳感。該實(shí)施例生產(chǎn)成本并不十分昂貴，但是在水平方向具有光子檢測(cè)效率變化的缺點(diǎn)，這是由于圓形截面上的閃爍材料的厚度變化引起的。這將導(dǎo)致檢測(cè)器的響應(yīng)函數(shù)偏離純粹方根函數(shù)，從而稍微降低空間分辨率。
圖12a-c表示效率更高的基于閃爍器的檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例，該檢測(cè)器包括長(zhǎng)方形條420，該條由閃爍材料制成并包覆在可透過射線且反光的材料422例如鋁內(nèi)。在圖12b內(nèi)，包層在頂部和底部是敞開的，從而允許光電檢測(cè)器424配置。在圖12c所示的另一實(shí)施例中，包層在組件的后面是敞開的，從而兩個(gè)或多個(gè)光電檢測(cè)器426能夠附著。在任一情形下，考慮把光電檢測(cè)器靠近閃爍材料的端部，從而使它們能定位閃爍事件的位置。
圖13示出了一塊閃爍器材料430，其有一梯形截面并且包覆在反光材料432內(nèi)，這類似于前面的附圖。與圖12a-c的實(shí)施例類似，光電檢測(cè)器可以附著到組件的頂部或者底部或者后面。擁有梯形截面的實(shí)施例具有輻射入射面更均勻的優(yōu)點(diǎn)，但是制造成本較高。也就是說，以一定角度到達(dá)前表面的輻射依然碰撞(encounter)閃爍器材料的全部深度。
如上所述，X射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng)的軸向分辨率直接取決于檢測(cè)器寬度。特別是，較窄的檢測(cè)器增加了該系統(tǒng)的軸向分辨率。然而，當(dāng)檢測(cè)器寬度減小時(shí)，光子檢測(cè)效率降低，因?yàn)樽矒粽瓩z測(cè)器前表面的光子在轉(zhuǎn)儲(chǔ)他們所有的能量之前可能散射出檢測(cè)器材料。根據(jù)本發(fā)明，由閃爍材料制成的高分辨率的伸長(zhǎng)條帶的效率可以通過掩蔽其部分前表面而提高。圖14a示出了基于一塊長(zhǎng)方形閃爍材料的檢測(cè)器外形440。圖14b示出了基于一圓柱形閃爍材料的檢測(cè)器外形442。圖14c示出了基于一梯形截面閃爍材料的檢測(cè)器外形444。在每個(gè)這些實(shí)施例中，除了反射包層446外，閃爍器還包覆在鉛、鎢或者類似高衰減材料的掩蔽層448內(nèi)。這些外部掩蔽或屏蔽層被構(gòu)造成具有窄的垂直的開口450，該開口450的尺寸是檢測(cè)器截面所要求的。一旦光子穿過該開口并撞擊到閃爍器，在較大體積的閃爍器內(nèi)更可能發(fā)生進(jìn)一步的散射，而不是在閃爍器材料之外散射，該較大體積的閃爍器位于掩蔽層448內(nèi)的開口450之后。如果需要，另外一層低-Z材料(未示出)可以插入包層和掩蔽層之間，從而吸收掩蔽層448發(fā)出的二次鉛X射線。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的，圖14a-c所示的檢測(cè)器提高了較寬檢測(cè)器的效率，該較寬檢測(cè)器具有較窄檢測(cè)器的較高分辨率。類似的掩蔽層能夠應(yīng)用到固態(tài)檢測(cè)器，例如圖2所示，從而產(chǎn)生類似的優(yōu)點(diǎn)。
參見圖17，類似的掩蔽方法可以應(yīng)用到二維閃爍材料以形成具有上述優(yōu)點(diǎn)的檢測(cè)器452。特別是，一塊閃爍材料454有鉛掩蔽層，其以條帶456的形式應(yīng)用到閃爍材料454的表面。留下窄的垂直開口458以允許與開口對(duì)齊的光子進(jìn)入。類似于圖14a-14c的實(shí)施例，這提高其精度。光電檢測(cè)器459位于閃爍材料454之后，通過例如“Anger邏輯”的方式，其能夠檢測(cè)光脈沖發(fā)生的位置。因?yàn)椴糠直砻姹谎诒?，所以電子設(shè)備“知道”光子并沒有撞擊在掩蔽區(qū)域，因而能更精確地測(cè)定撞擊的位置。實(shí)際上，檢測(cè)器掩蔽表面某一部分將減少給定光脈沖位置的不確定性，因而允許其位置被更加精確和準(zhǔn)確地測(cè)定。
圖15示出了條形的被掩蔽檢測(cè)器組合件460的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，正如先前附圖所描述的，但是具有光電檢測(cè)器462，通過使用光學(xué)耦合材料464，該光電檢測(cè)器462附著在后面。類似的掩蔽結(jié)構(gòu)可以和固態(tài)檢測(cè)器組合件一起使用。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的，各種型號(hào)的光電檢測(cè)器有點(diǎn)昂貴。因此需要減少所需的數(shù)目。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一對(duì)光纖可以連接到每個(gè)閃爍基檢測(cè)器上，其中一根光纖連接檢測(cè)器的一端。光纖可以連接到頂部和底部，或者連接到鄰近頂部和底部的后面。然后可以將光纖敷設(shè)到具有位置靈敏度的光電倍增管上。這些容易買到的多通道光電倍增管能夠?yàn)闄M跨單個(gè)管表面的多個(gè)位置提供清晰的輸出。于是這些光電倍增管能傳感到來自不同檢測(cè)器的多根光纖的光脈沖。通過這種方式，光電檢測(cè)器的總數(shù)可減少。類似的方法可以應(yīng)用到二維閃爍基檢測(cè)器。多根光纖可以把光引導(dǎo)到多通道檢測(cè)器，而不是使用安裝到材料后面的光電檢測(cè)器。
如上所述，形成基于閃爍器的檢測(cè)器核心的多塊閃爍材料包覆在可透過射線且反光的材料例如鋁內(nèi)。這增加了光檢測(cè)器可覺察光脈沖的亮度。然而，在某些情況下，這種反射率可能使光檢測(cè)器在確定光子撞擊閃爍材料的縱向位置時(shí)的能力受到干擾。因此，減少閃爍材料的一或多個(gè)表面的反射率可能是有利的。為了該目的，在包覆之前，表面可以是粗糙的，包層在某些區(qū)域可以是粗糙的，或者較低反射率涂層也可以應(yīng)用到閃爍材料或包層上。另外，可能需要改變反射器長(zhǎng)度方向上的反射率。例如，在沿檢測(cè)器的長(zhǎng)度方向上，閃爍材料一個(gè)表面上的粗糙條帶可以變化寬度。該條帶在中心可很窄，以保持高反射率，以及在端部附近較寬，以降低反射率。
如果檢測(cè)器組合件的間隔稀疏，那么在本系統(tǒng)提供的角度樣本的圖案中能看到間隙。這些間隙的重要性取決于當(dāng)帶孔隙的圓弧移動(dòng)時(shí)獲得的數(shù)據(jù)角“倉(cāng)”(bins)的數(shù)目。另外，由不完全角樣本導(dǎo)致的任何制造物的重要性取決于臨床位置。如果這些制造物是不適宜的，本發(fā)明可選擇地提供在有限角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器500的圓弧的裝置(圖16)，這種運(yùn)動(dòng)既可以連續(xù)發(fā)生也可以有限數(shù)目的分離步驟的方式發(fā)生。帶檢測(cè)器的圓弧的運(yùn)動(dòng)范圍等于檢測(cè)器之間的間距。在檢測(cè)器運(yùn)動(dòng)的每一步驟，帶孔隙的圓弧504在運(yùn)動(dòng)506的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。以這種方式，即使在檢測(cè)器稀少的情況下也可獲得角度投影的全集。
作為另一個(gè)替代的實(shí)施例，可以提供根據(jù)本發(fā)明的X射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng)，并且減少檢測(cè)器的數(shù)目，從而降低系統(tǒng)成本。該系統(tǒng)或者將具有降低的分辨率或者將獲得增加的掃描時(shí)間。接下來，可以在現(xiàn)有的檢測(cè)器之間的位置增加額外的檢測(cè)器而升級(jí)該系統(tǒng)。
本發(fā)明前面描述的實(shí)施例已經(jīng)特別指出檢測(cè)器、準(zhǔn)直器和阻擋件中的每個(gè)都是弧形的。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的，其它形狀也是可能的。例如，檢測(cè)器可以設(shè)計(jì)為矩形或正方形。阻擋件和準(zhǔn)直器形狀可以相同。作為另一個(gè)實(shí)施例，各套條帶或者二維檢測(cè)器可以在圍繞視場(chǎng)的不同位置布置成直排。該方式如圖18所示，在該圖中使用了二維檢測(cè)器520。每一排檢測(cè)器520有一阻擋件522，其以直片的形式位于檢測(cè)器520的前面。阻擋件522具有孔隙，例如槽524，該槽524由阻擋件522確定，阻擋件按照箭頭D所示的方向移動(dòng)，從而使線或者響應(yīng)掃過視場(chǎng)。正如本文其它實(shí)施例所討論的，還可以提供準(zhǔn)直器。作為另一個(gè)的替代實(shí)施例，條狀的或者二維的檢測(cè)器可以按照?qǐng)D18所示布置，可以使用圓弧或環(huán)形阻擋件。這種布置或者圖18的布置可以覆蓋180°-360°之間的圓弧。在這些實(shí)施例中，如果使用二維檢測(cè)器，傳統(tǒng)的二維大檢測(cè)器，例如在伽馬相機(jī)中使用的二維大檢測(cè)器，可以分成幾個(gè)檢測(cè)器，優(yōu)選地是4個(gè)，從而為這些實(shí)施例提供所需的較小的二維檢測(cè)器。這減少了部件的總成本。
先前描述的X射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng)的實(shí)施例最適合于心臟的應(yīng)用。然而，本發(fā)明也非常適合于掃描身體的其它部分。頭和胸部掃描就是兩個(gè)例子。對(duì)頭部掃描來說，成象部分完全包圍大小與頭部合適的視場(chǎng)。阻擋件是一個(gè)孔隙環(huán)，準(zhǔn)直器和檢測(cè)器是圍繞孔隙環(huán)的同心環(huán)。成象部分可以垂直定位或者水平定位。對(duì)胸部掃描來說，該系統(tǒng)類似于成象部分完全包圍視場(chǎng)的頭部掃描。優(yōu)選地是對(duì)成象部分進(jìn)行定位從而使得開口通常垂直。在掃描過程中，對(duì)患者進(jìn)行定位，從而使其胸部懸垂進(jìn)入開口。
本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括其它附件，這取決于其應(yīng)用。例如，在對(duì)心臟病患者的使用中，可能需要擠壓患者心臟，這可以通過患者進(jìn)行練習(xí)來完成。為了該目的，本系統(tǒng)可以包括自行車測(cè)力計(jì)，該測(cè)力計(jì)既可以是永久性的也可以是可拆卸的。另外，本系統(tǒng)可以包括心電圖和/或嵌入式心臟去纖顫器。另外，可以包括或者附加靜脈內(nèi)注入泵。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，所公開優(yōu)選實(shí)施例的其它變化是顯而易見的。所附的、包括所有等效的權(quán)利要求，確定了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)處理的X射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng)，其用于產(chǎn)生多個(gè)X射線斷層攝影圖象，該類型的圖象代表發(fā)射光子的放射性同位素的三維分布，所述系統(tǒng)包括一底座，其包括一患者支架，用于支持患者以使患者的一部分位于視場(chǎng)內(nèi)，確定一通過所述視場(chǎng)的縱軸；一鄰近所述視場(chǎng)設(shè)置的檢測(cè)器組合件，所述組合件包括光子響應(yīng)檢測(cè)器，所述檢測(cè)器為伸長(zhǎng)的條帶，其中心軸通常布置成平行于所述縱軸，所述檢測(cè)器可操作來檢測(cè)光子是否撞擊到該檢測(cè)器上，所述檢測(cè)器還包括確定所檢測(cè)到的光子在沿所述伸長(zhǎng)條帶長(zhǎng)度上位置的裝置；一位于所述視場(chǎng)和所述檢測(cè)器之間的光子阻擋件，所述阻擋件帶有孔隙槽，用于使與所述孔隙槽對(duì)齊的光子通過，所述槽通常平行于所述縱軸，通過所述孔隙的來自檢測(cè)器的響應(yīng)線被限定；位移裝置，用于彼此相對(duì)移動(dòng)所述檢測(cè)器組合件或者移動(dòng)所述光子阻擋件，從而使所述孔隙相對(duì)于所述檢測(cè)器移動(dòng)，而且所述響應(yīng)線掃過至少一部分所述視場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括準(zhǔn)直組合件，所述準(zhǔn)直組合件包括至少兩個(gè)空間隔開的由光子衰減材料制作的準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板，所述準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板中的每個(gè)都布置在所述檢測(cè)器和所述視場(chǎng)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板布置在所述光子阻擋件和所述檢測(cè)器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中可透過射線的材料布置在所述瞄準(zhǔn)板之間的空間內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板通常相互平行并且通常垂直于所述縱軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中可操作所述位移裝置以相對(duì)于所述檢測(cè)器組合件移動(dòng)所述光子阻擋件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述縱軸通常是垂直的，并且所述患者支架包括可調(diào)節(jié)座椅以及相對(duì)于所述視場(chǎng)移動(dòng)所述座椅的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器包括固態(tài)檢測(cè)器，該固態(tài)檢測(cè)器具有多個(gè)沿檢測(cè)器長(zhǎng)度設(shè)置的多個(gè)固態(tài)檢測(cè)器元件，其中每個(gè)元件都可操作來檢測(cè)是否有光子撞擊所述元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器包括一由閃爍材料制成的條帶，其具有第一和第二端，所述條帶還具有一前表面和一后表面，該前表面朝向所述視場(chǎng)以接收光子，該后表面背離所述視場(chǎng)，所述閃爍材料可操作以當(dāng)光子撞擊所述材料時(shí)產(chǎn)生閃光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器還包括一第一光檢測(cè)器和一第二光檢測(cè)器，該第一光檢測(cè)器鄰近所述閃爍材料的第一端設(shè)置，該第二光檢測(cè)器鄰近所述閃爍材料的第二端設(shè)置，所述光檢測(cè)器可操作以當(dāng)光子撞擊所述材料時(shí)檢測(cè)所述閃爍材料產(chǎn)生的所述閃光。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器還包括光子衰減材料制成的掩模，其覆蓋在所述閃爍材料的所述前表面的一部分上，以使所述表面的垂直條帶不被所述掩模覆蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述閃爍材料的所述前表面的寬度小于所述后表面的寬度，從而使所述閃爍材料通常具有一梯形截面。
13.一種單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)處理的X射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng)，其用于產(chǎn)生多個(gè)X射線斷層攝影圖象，該類型的圖象代表發(fā)射光子的放射性同位素的三維分布，所述系統(tǒng)包括一底座，其包括一患者支架，用于支持患者以使患者的一部分位于視場(chǎng)內(nèi)，確定一通過所述視場(chǎng)的縱軸；至少一部分圍繞所述視場(chǎng)的檢測(cè)器組合件，所述組合件包括多個(gè)光子響應(yīng)檢測(cè)器，所述光子響應(yīng)檢測(cè)器沿所述組合件被隔開，每個(gè)檢測(cè)器包括伸長(zhǎng)的條帶，其中心軸通常布置成與所述縱軸平行，每個(gè)檢測(cè)器可操作以檢測(cè)光子是否撞擊到所述檢測(cè)器上，每個(gè)檢測(cè)器還包括確定所檢測(cè)到的光子在沿所述伸長(zhǎng)條帶長(zhǎng)度上位置的裝置；一位于所述視場(chǎng)和所述檢測(cè)器之間的光子阻擋件，其沿所述阻擋件有多個(gè)間隔開的孔隙槽，用于使與所述孔隙槽對(duì)準(zhǔn)的光子的通過，所述槽中的每一個(gè)都通常平行于所述縱軸，作為所述檢測(cè)器中每個(gè)檢測(cè)器的響應(yīng)線，被限定為來自所述檢測(cè)器和通過最近的孔隙；以及位移裝置，用于相對(duì)于所述檢測(cè)器組合件移動(dòng)所述光子阻擋件或相對(duì)于所述光子阻擋件移動(dòng)所述檢測(cè)器組合件，以使所述孔隙相對(duì)于所述檢測(cè)器設(shè)置，而且所述響應(yīng)線掃過至少一部分所述視場(chǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)器通常按圓弧設(shè)置，所述光子阻擋件通常是弧形的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中檢測(cè)器的所述圓弧和所述弧形光子阻擋件在180°-360°之間的范圍內(nèi)延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中檢測(cè)器的所述圓弧和所述弧形光子阻擋件是同心的。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括一準(zhǔn)直組合件，其包括至少兩個(gè)隔開的光子衰減材料制成的準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板，每個(gè)所述瞄準(zhǔn)板布置在所述檢測(cè)器和所述視場(chǎng)之間，每個(gè)所述瞄準(zhǔn)板位于垂直于所述縱軸的平面內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述準(zhǔn)直瞄準(zhǔn)板布置在所述光子阻擋件和所述檢測(cè)器之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述射線可透過的材料布置在所述瞄準(zhǔn)板之間的空間內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述位移裝置可操作以相對(duì)所述檢測(cè)器組合件移動(dòng)所述光子阻擋件。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述患者支架包括可調(diào)節(jié)座椅以及相對(duì)所述視場(chǎng)移動(dòng)所述座椅的裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器包括一固態(tài)檢測(cè)器，其具有多個(gè)沿其長(zhǎng)度設(shè)置的固態(tài)檢測(cè)器元件，每個(gè)元件都可操作以檢測(cè)是否有光子撞擊所述元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器包括一閃爍材料制成的條帶，其具有第一和第二端，每個(gè)條帶還具有一前表面和一后表面，該前表面朝向所述視場(chǎng)以接收光子，該后表面背離所述視場(chǎng)，所述閃爍材料可操作以當(dāng)光子撞擊所述材料時(shí)產(chǎn)生閃光。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中每一個(gè)所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器還包括一第一光檢測(cè)器和一第二光檢測(cè)器，該第一光檢測(cè)器鄰近所述閃爍材料的第一端設(shè)置，該第二光檢測(cè)器鄰近所述閃爍材料的第二端設(shè)置，所述光檢測(cè)器可操作以當(dāng)光子撞擊所述材料時(shí)檢測(cè)所述閃爍材料產(chǎn)生的所述閃光。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述伸長(zhǎng)的檢測(cè)器還包括一光子衰減材料制成的掩模，其覆蓋在所述閃爍材料的所述前表面的一部分上，從而使所述表面的垂直條帶不被所述掩模覆蓋。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述閃爍材料的所述前表面的寬度小于所述后表面的寬度，從而使所述閃爍材料通常具有一梯形截面。
27.一種基于閃爍器的光子檢測(cè)器組合件，包括伸長(zhǎng)的閃爍材料制成的條帶，其具有一前表面和一相對(duì)的后表面；一光子衰減材料制成的掩模，設(shè)置在所述前表面的一部分上，從而使所述表面的縱向條帶不被所述掩模覆蓋。
28.一種基于閃爍器的光子檢測(cè)器組合件，包括一塊閃爍材料，其具有一前表面和一相對(duì)的后表面，所述材料可操作以當(dāng)被光子撞擊時(shí)產(chǎn)生光脈沖；光檢測(cè)器，其可操作以產(chǎn)生響應(yīng)光脈沖的信號(hào)；以及一或多個(gè)光纖，其具有第一端和第二端，所述第一端與所述材料光連接，所述第二端與所述光檢測(cè)器光連接，所述光纖可操作以將所述閃爍材料產(chǎn)生的光脈沖導(dǎo)向所述光檢測(cè)器。
全文摘要
一種單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)處理的X射線斷層攝影術(shù)系統(tǒng),用于產(chǎn)生多個(gè)X射線斷層攝影圖象,該類型的圖象代表發(fā)射光子的放射性同位素的三維分布。該系統(tǒng)具有一底座,其包括一患者支架,用于支持患者以使患者的一部分位于視場(chǎng)內(nèi)。確定一通過所述視場(chǎng)的縱軸。一鄰近所述視場(chǎng)設(shè)置的檢測(cè)器組合件,所述組合件包括光子響應(yīng)檢測(cè)器(232)。該檢測(cè)器(232)為伸長(zhǎng)的條帶,其中心軸通常布置成平行于所述縱軸。該檢測(cè)器(232)可操作來檢測(cè)光子是否撞擊到該檢測(cè)器(232)上。該檢測(cè)器(232)也能確定所檢測(cè)到的光子在沿條帶長(zhǎng)度上的位置。一光子阻擋件位于所述視場(chǎng)和檢測(cè)器(232)之間。所述阻擋件帶有孔隙槽(236),用于與所述孔隙槽(236)對(duì)齊的光子通過。孔隙槽(236)通常平行于所述縱軸。通過孔隙(236)的來自檢測(cè)器的響應(yīng)線(234)被限定。一位移裝置可以彼此相對(duì)移動(dòng)檢測(cè)器組合件或者移動(dòng)光子阻擋件,從而使孔隙(236)相對(duì)于檢測(cè)器(232)設(shè)置,而且響應(yīng)線(234)掃過至少一部分所述視場(chǎng)。
文檔編號(hào)G01T1/166GK1360680SQ00808935
公開日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2000年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月14日
發(fā)明者杰克·E·朱尼 申請(qǐng)人:杰克·E·朱尼