專利名稱：探測器頭接近度感測和碰撞避免裝置及方法
探測器頭接近度感測和碰撞避免裝置及方法本發(fā)明涉及成像、測試、診斷及相關(guān)領(lǐng)域。本發(fā)明尤其適用于伽馬相 機、包括伽馬相機的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、利用伽馬相機的斷層攝影醫(yī)學(xué)成像方 法等，并且通過具體參考這些方面對本發(fā)明進行描述。然而，本發(fā)明更一 般地適用于基本任何類型的可移動探測器頭，以及采用這種可移動探測器 頭的成像系統(tǒng)和成像方法。在核醫(yī)學(xué)成像成像技術(shù)如單光子發(fā)射計算機斷層攝影(SPECT)中， 受試者(諸如人類或動物患者、人類或動物測試受試者等)被施予包括放 射性同位素或其他放射性組分的放射性藥物。該放射性藥物任選地被配置 為在特定的組織或器官(諸如血液、骨骼組織、肝臟、腦等)中聚集。由 于放射性同位素或其他放射性元素對受試者具有某些毒性，有利的是針對 活體受試者保持低的放射性藥物劑量。由所施予的放射性藥物產(chǎn)生的信號 相應(yīng)地較低，因此非常關(guān)注輻射探測器敏感性。用于在成像序列期間使輻射探測器敏感性最大化的一種技術(shù)是采用適 形斷層攝影軌跡，其中探測器頭在行進期間朝向患者或遠離患者移動以維 持小的探測器頭到患者的距離。然而，探測器頭相對脆弱、相對較大(在 一些伽馬相機中，每個探測器頭具有大約40 cm x 50 cm的輻射敏感面積)， 且相對較重(例如包括基于導(dǎo)程的蜂窩狀準(zhǔn)直儀)，因此探測器頭與患者之 間的碰撞是一種風(fēng)險。為構(gòu)建適形軌跡，將患者放置到受試者支架上，且放射學(xué)家使用手動 控制器來操縱探測器頭以非常接近患者。將這一接近(close-in)位置(有 時稱為"標(biāo)記位置")存儲在存儲器中,且操縱該探測器頭到另一接近位置， 該另一接近位置提供患者的不同角度或視角以定義另一標(biāo)記位置。然后對 若干這樣定義的標(biāo)記位置進行插值以構(gòu)建適形軌跡。這種類型的適形軌跡 規(guī)劃必須允許有充分的探測器頭到受試者的間隙以提供安全裕度。光學(xué)接近度感測系統(tǒng)也是已知的。這些系統(tǒng)使用線性激光陣列或其他定向光源來定義平行于探測器頭的輻射敏感面的片光源。相對定向光源布 置的光學(xué)探測器探測片光源的連續(xù)性。當(dāng)對象與片光源相交叉時，到一些 光學(xué)探測器的光學(xué)信號被中斷，從而指示出該片光源已經(jīng)被破壞。在一些 布置中，包括兩個空間偏移的平行片光源。如果片光源都沒有被破壞，則 推斷出對象離得還很遠。如果一個片光源被破壞，則推斷出對象在目標(biāo)距 離范圍內(nèi)。如果兩個片光源均被破壞，則推斷出對象太靠近，也許指示出 即將來臨的碰撞。這種光學(xué)接近度感測系統(tǒng)通常從探測器頭的輻射敏感面向外投影，這 可能是有問題的。此外，所提供的接近度指示是離散的。在單一片光源的 情況下該接近度指示是二值的。對于兩個片光源，接近度指示是三值的(零、 一或兩個片光源被破壞)?？梢詫崿F(xiàn)更高的分辨率，但是代價是包括額外的 片光源。分辨率最終受到光散射、衍射或其他模糊效應(yīng)的限制，這些模糊 效應(yīng)限制了相鄰片光源的靠近度。另外， 一個或多個片光源的一個或多個位置固定了離散的接近度指示。 接近度指示的調(diào)整或者是不可能的，或者需要通過手動或使用適當(dāng)?shù)淖詣?光學(xué)器件來調(diào)整片光源的位置。如果提供這種調(diào)整，其將增加光學(xué)接近度 感測系統(tǒng)的整體復(fù)雜性。此外，現(xiàn)有的光學(xué)接近度感測系統(tǒng)并不區(qū)分對象破壞片光源的類型。 特別地，衣服或床上用品導(dǎo)致的片光源破壞將會被探測到，從而將相對于 衣服或床上用品而不是相對于患者定位探測器頭。下文提供了克服上述問題及其他問題的新型改進的裝置及方法。根據(jù)一個方面，公開了一種輻射探測器頭，其包括輻射敏感面以及多 個電容元件，所述輻射敏感面被配置為探測輻射，所述多個電容元件被設(shè) 置在所述輻射敏感面之上并且被配置為檢測受試者與所述輻射敏感面的接 近度。根據(jù)另一方面，公開了一種伽馬相機，其包括多個輻射探測器頭。至 少一個輻射探測器頭包括設(shè)置在至少所述輻射探測器頭的輻射敏感部分之 上的多個電容元件。接近度傳感器監(jiān)測器與所述多個電容元件相耦合以便 基于所述電容元件的測量電特性檢測受試者與所述輻射探測器頭的接近度。
根據(jù)另一方面，利用輻射探測器^執(zhí)行成像數(shù)據(jù)采集方法，該輻射探 測器頭包括設(shè)置于其表面上的多個電容元件。該成像數(shù)據(jù)采集方法包括
相對于受試者移動所述輻射探測器頭；在所述移動期間或者在所述移動之 間的靜止間期期間從所述受試者采集輻射數(shù)據(jù)；在所述移動期間，測量所 述電容元件的電特性；以及基于所測量的電特性控制探測器頭到受試者的 距離。
根據(jù)另一方面，公開了一種伽馬相機，其包括可移動的輻射探測器頭。 至少一個電容元件被設(shè)置在所述輻射探測器頭上并包括間隔開的平行導(dǎo)電 板。碰撞傳感器監(jiān)測器被配置為響應(yīng)于所述板之間的間隔的機械變形而檢 測在所述平行導(dǎo)電板之間流動的傳導(dǎo)電流。
一個優(yōu)點在于為輻射探測器頭提供接近度傳感器，該接近度傳感器提 供連續(xù)的而非離散的接近度指示。
另一優(yōu)點在于提供對枕頭或衣服不敏感的接近度傳感器，從而在醫(yī)學(xué) 應(yīng)用中相對于患者而非相對于患者的衣服、枕頭、床單或其他服裝等定位 探測器頭。
另一優(yōu)點在于提供電接近度傳感器，該電接近度傳感器提供連續(xù)的距 離信息和碰撞檢測互鎖能力。
另一優(yōu)點在于提供薄的電接近度傳感器，該薄的電接近度傳感器具有 從輻射敏感探測器面起的基本不顯著的突出。
另一優(yōu)點在于得到連續(xù)距離反饋的接近度傳感器與提供數(shù)據(jù)采集的掃 描器或控制器相組合，其中探測器頭到患者的距離可以在患者之間、在同 一患者的解剖區(qū)域之間或以其他方式變化。
另一優(yōu)點在于提供大體平面的接近度傳感器，可以利用眾所周知的平 版圖案化技術(shù)來構(gòu)建該接近度傳感器。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解以下詳細描述的基礎(chǔ)上將認識到本發(fā)明 的更多優(yōu)點。


圖1圖解地示出伽馬相機的透視圖；圖和側(cè)視截面圖4圖解地示出設(shè)置在圖2所示的輻射探測器頭的側(cè)面上的電容元件 之一的側(cè)視截面圖5圖解地示出適當(dāng)?shù)牟蓸与娐罚?br> 圖6圖解地示出用于處理由圖5的采樣電路生成的采樣信號的適當(dāng)信 號處理電路；
圖7圖解地示出由圖1-6的系統(tǒng)適當(dāng)執(zhí)行的接近度控制和碰撞避免方
法；
圖8圖解地示出在全身平面成像數(shù)據(jù)采集期間進行的接近度感測測量；
圖9圖解地示出在適用于心臟成像的斷層攝影成像數(shù)據(jù)采集期間進行 的接近度感測測量；
圖10A、 10B和10C示出具有圓形掃描架和兩個輻射探測器頭的伽馬 相機的相應(yīng)前視圖、側(cè)視圖和頂視圖11圖解地示出圖IOA、 IOB和10C的伽馬相機的輻射探測器頭之一 的透視圖，包括對前面安裝的和側(cè)面安裝的電容元件的描述。
參考圖l， 一種核醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括伽馬相機8，在所圖示說明的實施 例中該伽馬相機包括兩個輻射探測器頭10、 12。在其他實施例中，該伽馬 相機可以包括一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個或更多個探測 器頭。輻射探測器頭IO、 12具有各自的輻射敏感面14、 16，這些輻射敏感 面一般被布置為面向患者支架或平板架18。所圖示說明的探測器頭IO、 12 由各自的鉸接式多關(guān)節(jié)自動機械臂20、 22支撐。每個自動機械臂20、 22 包括電子可控的平移、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)體或其他機械關(guān)節(jié)的組合，這些機械關(guān)節(jié) 協(xié)作地或共同地實現(xiàn)若干運動自由度，諸如探測器頭IO、 12朝向患者床18 或遠離患者床18的徑向運動、這些頭在垂直于徑向運動的方向上的切向運 動，以及圓周運動等。每個所圖示說明的自動機械臂20、 22分別終止于叉 狀支撐構(gòu)件24、 26。叉狀支撐構(gòu)件24、 26分別直接支撐探測器頭10、 12。
相機電子設(shè)備30提供對鉸接式自動機械臂20、 22的控制，輸送動力 給自動機械臂20、 22和探測器頭10、 12，并且輸出來自探測器頭10、 12 的輻射探測信息。相機電子設(shè)備30任選地與視頻監(jiān)測器32相耦合，以便顯示關(guān)于伽馬相機8的狀態(tài)和操作的各種信息。
所圖示說明的包括輻射探測器IO、 12、患者支架18、自動機械臂20、 22、相機電子設(shè)備30和視頻顯示器32的伽馬相機8適當(dāng)?shù)伢w現(xiàn)為SkylightTM 核相機(可以從荷蘭Eindhoven的Philips Medical Systems獲得)。然而，基 本上可以通過任何類型的伽馬相機來實踐此處公開的探測器頭距離感測和 碰撞避免裝置及方法，這些類型的伽馬相機提供能夠適形地圍繞患者或在 患者周圍移動的一個或多個輻射探測器。例如，它可以結(jié)合具有更大數(shù)量 的較小探測器頭的伽馬相機一起使用。在一些實施例中，用支撐探測器頭 10、 12的環(huán)狀掃描架20'(在圖l的體模中畫出)替換自動機械臂20、 22。 在這些實施例中，環(huán)狀掃描架20'包括支撐這些頭10、 12的可旋轉(zhuǎn)掃描架 部分從而使得這些頭10、 12能夠圍繞床18回轉(zhuǎn)，并且包括提供探測器頭 的徑向和切向運動的伽馬探測器頭安裝夾具(未示出)。在環(huán)狀掃描架或自 動機械臂安裝布置中，與輻射探測器頭直接連接的終端安裝結(jié)構(gòu)可以不同 于所圖示說明的叉狀支撐構(gòu)件24、 26。例如，可以用定位在探測器頭的側(cè) 面或后面的單側(cè)安裝臂、包括若干安裝柱的非對稱布置等來替換叉狀支撐 構(gòu)件24、 26。伽馬相機8也可以包括為了簡潔而未在圖1中圖示說明的其 他特征，諸如SkylightTM核相機和一些其他伽馬相機可用到的自動準(zhǔn)直儀交換器。
繼續(xù)參考圖l，相機電子設(shè)備30包括自動機械控制器34，該自動機械 控制器可以由手控制器36以手動模式操作以便利用自動機械臂20、 22操 縱探測器頭IO、 12。作為替代，可以利用由相機電子設(shè)備30實現(xiàn)的適當(dāng)控 制算法來操作自動機械控制器34，以便沿著預(yù)定的適形軌跡38移動探測器 頭IO、 12。在一些實施例中，視頻監(jiān)測器32可以被配置為以持久"p范圍" 模式輸出，其顯示出與探測器IO、 12中選定的一個的探測器面相對應(yīng)的輻 射探測圖。放射學(xué)家或其他操作者適當(dāng)?shù)厥褂檬挚刂破?6并結(jié)合"p范圍" 顯示、探測器頭的位置的視覺觀察或其他反饋以確定探測器頭的若干接近 位置，即標(biāo)記位置，根據(jù)這些位置可以插值或另外構(gòu)建出適形軌跡38。
為了采集斷層攝影成像數(shù)據(jù)，自動機械控制器34利用自動機械臂20、 22操縱探測器頭10、 12以便基本沿著適形軌跡38移動探測器頭10、 12。 在這一自動軌跡往返移動期間，探測器頭IO、 12收集成像數(shù)據(jù)，該成像數(shù)據(jù)被存儲在成像數(shù)據(jù)存儲器40中。例如，該成像數(shù)據(jù)可以是在SPECT成 像情況下的投影數(shù)據(jù)，或者是在PET成像模式下使用伽馬相機時的響應(yīng)線 數(shù)據(jù)等。重建處理器42應(yīng)用適當(dāng)?shù)闹亟ㄋ惴?諸如經(jīng)濾波的反投影重建算 法、迭代重建算法等)來根據(jù)所收集的成像數(shù)據(jù)計算重建圖像。該重建圖 像被存儲在圖像存儲器44中，且可以顯示在用戶接口 46的顯示器上，或 者存儲在電子存儲器、磁存儲器或光存儲器中以用于稍后檢索，或者經(jīng)由 局域網(wǎng)或因特網(wǎng)傳輸，或者由后重建圖像處理來進行處理，或者以其他方 式進行利用。在所圖示說明的實施例中，用戶接口46還提供與相機電子設(shè) 備30的用戶接口。在其他實施例中，代替用戶接口46或除了用戶接口46， 可以使用視頻監(jiān)測器32、手控制器36或其他用戶接口設(shè)備以提供與相機電 子設(shè)備30的用戶接口。
繼續(xù)參考圖1并進一步參考圖2和圖3，每個探測器頭10、 12包括大 體平面的輻射敏感面50，該輻射敏感面在所圖示說明的實施例中包括準(zhǔn)直 儀52。準(zhǔn)直儀52是針孔、蜂窩狀或其他類型的準(zhǔn)直儀，其由輻射吸收材料 制成并具有在大體垂直于大體平面的輻射敏感面50的方向上對進入的輻射 進行準(zhǔn)直的針孔、開口或填充的可傳輸輻射的區(qū)域。在其他實施例中，可 以使用將進入的輻射準(zhǔn)直到平面內(nèi)的板條型準(zhǔn)直儀。在又一實施例中，例 如如果探測器頭被用于正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像，則可以省略準(zhǔn)直 儀。所圖示說明的探測器頭IO、 12每個都還包括輻射探測器陣列54。所圖 示說明的輻射探測器54包括一個或多個閃爍體55，該一個或多個閃爍體與 布置為觀察該一個或多個閃爍體55的多個光電倍增管56光學(xué)耦合。光電 倍增管56任選地由另一類型的光傳感器(諸如光電二極管陣列)替換。用 于表示一個或多個閃爍體55的閃爍輸出的術(shù)語"光"同時包括可見光和不 可見的紫外光或紅外光。光電倍增管56的輸出被輸入到例如設(shè)置在印刷電 路板58上的電子設(shè)備。代替基于閃爍體的輻射探測器54，可以使用多個輻 射敏感元件(例如基于固態(tài)CZT的探測器)直接吸收輻射并響應(yīng)于此而輸 出電子信號。
繼續(xù)參考圖1并進一步參考圖2-4，探測器頭10、 12中的一個或兩個 還包括接近度或距離感測系統(tǒng)，該接近度或距離感測系統(tǒng)包括多個電容元 件60 (圖2、 3和4)、接近度傳感器監(jiān)測器62 (圖1)和碰撞傳感器監(jiān)測器64 (圖1)。所圖示說明的電容元件60是平面電容器，諸如平行板電容 器，每個平行板電容器包括(參見圖3)由空氣或絕緣材料68 (諸如泡沬 材料、介電材料、環(huán)氧樹脂等)間隔開的第一和第二平行導(dǎo)電板66、 67。 如果要在此處所述的導(dǎo)電碰撞感測模態(tài)中使用電容元件，則應(yīng)該將絕緣材 料68布置成在其間具有實質(zhì)氣隙的間隔開的間隔物元件，從而使得板66、 67可以被壓縮而彼此接觸，或者至少足夠接近以使得傳導(dǎo)電流能夠橫跨機 械壓縮的間隔物流動。因此，在一些實施例中，間隔物是泡沫、介電材料 等的柵格、陣列或其他構(gòu)型，其具有在間隔物之間的實質(zhì)分離面積，平行 板可以在間隔物之間被壓縮在一起以實現(xiàn)碰撞感測。另一方面，如果電容 元件僅在電容感測模式下使用而不進行導(dǎo)電碰撞感測，則可以用更剛性的 介電材料將導(dǎo)電板66、 67間隔開，該介電材料任選地充分填充導(dǎo)電板66、 67之間的空間。另外，代替平行板平面電容器，可以使用其他配置，諸如 平面感測電容器和非平面的第二導(dǎo)電元件。還預(yù)期采用準(zhǔn)直儀52作為電容 器的第二導(dǎo)體，盡管如果準(zhǔn)直儀被電接地則它不能被用作電容元件的導(dǎo)電 板。在所圖示說明的實施例中，平面電容器60是具有兩個導(dǎo)電板66、 67 的平行板電容器，其中底板或下板67通過絕緣材料70 (諸如泡沫或其他介 電層)與準(zhǔn)直儀52間隔開。在一些實施例中，將絕緣材料70布置成在其 間具有氣隙的間隔物元件的柵格或陣列。在適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄖ?，平行?dǎo)電 板66、 67每個均是設(shè)置在限定絕緣層68的大體平面的介電襯底上的導(dǎo)電 膜(諸如銅膜)，其中將導(dǎo)電膜圖案化以定義出平行板電容器60的陣列以 及任選的電互連跡線。在所圖示說明的實施例中，以相同的方式圖案化導(dǎo) 電膜66、 67，從而使得每個平行板電容器具有基本相同尺寸的導(dǎo)電平行板 66、 67。在其他預(yù)期實施例中，可以以不同方式圖案化兩個導(dǎo)電膜以給出 不同面積的平行板。將電容元件60設(shè)置在輻射敏感面50之上，任選地， 設(shè)置在輻射敏面50的外蓋72內(nèi)(該任選外蓋在圖3中示意性地用虛線指 示)。應(yīng)該將導(dǎo)電平行板66、 67、絕緣材料或?qū)?8、 70或電容元件60的其 他元件選擇為基本避免由閃爍體55探測的輻射的衰減。
將附加的電容元件76附加地或可替代地設(shè)置在輻射探測器頭10、 12 的一側(cè)或多側(cè)上以檢測側(cè)面接近度。通過特別參考圖4，在所圖示說明的實 施例中，側(cè)面安裝的電容元件76是通過對銅層78、 80進行圖案化而形成的平行板電容器，這些銅層被層壓在雙面印刷電路板的環(huán)氧樹脂板82的相 對側(cè)上，該雙面印刷電路板通過泡沫層84與準(zhǔn)直儀54的側(cè)面間隔開。因 為不通過側(cè)面安裝的電容元件76探測輻射，這些元件任選地由輻射吸收材 料制成。在這一方法中，印刷電路板的環(huán)氧樹脂板82限定將平行導(dǎo)電板78、 80間隔開的絕緣層。
繼續(xù)參考圖1-4，接近度傳感器監(jiān)測器62適當(dāng)?shù)販y量每個電容元件60、 76的電特性，諸如電容、阻抗或?qū)Ъ{。導(dǎo)電體(諸如人體、含有或攜帶流 體的靜脈內(nèi)袋或管等)的接近將導(dǎo)致最近的電容元件的電容發(fā)生變化，變 化量取決于導(dǎo)體的靠近度或定量的接近度。因此，隨著患者或其他導(dǎo)體朝 向電容元件或遠離電容元件移動，電容值或其他測量電特性將發(fā)生變化。 另一方面，床上用品或衣服是不導(dǎo)電的，因此即使非常接近也只會導(dǎo)致電 容發(fā)生很小的變化或不變化。
在適當(dāng)?shù)臏y量方法中，接近度傳感器監(jiān)測器62將交流電信號或交流電 信號分量施加到多個電容元件60、 76的特定平fi^板電容器，并且檢測響應(yīng) 于此而生成的測量電特性。例如，在圖2中，通過由虛線90示出的柵格路 徑來指示電容元件60的往復(fù)柵格采樣。當(dāng)前被采樣的電容元件用圖2中的 實心圓標(biāo)記來表示。接近度傳感器監(jiān)測器62將交流電信號或交流電信號分 量施加到由實心圓表示的電容元件，并且利用例如同步或相干測量技術(shù)測 量響應(yīng)信號，該同步或相干測量技術(shù)例如是Satterwhite的美國專利NO. 4,942,365中所討論的技術(shù)，以引用的方式將該專利的全部內(nèi)容并入本文。 例如可以基于輸出信號相量與輸入信號相量之比來確定電容元件的阻抗或 導(dǎo)納。任選地根據(jù)該阻抗或?qū)Ъ{確定電容，或者該阻抗或?qū)Ъ{可以直接用 作測量電特性。
在一些實施例中，接近度傳感器監(jiān)測器62還被配置為對鄰近的電容元 件(在圖2中用空心圓標(biāo)記指示)進行偏壓以降低鄰近的電容元件對被采 樣的電容元件(在圖2中用實心圓標(biāo)記指示)的測量電特性的影響。在迭 代方法中，采集被采樣的電容元件的初始測量值以確定其電壓。然后將鄰 近的電容元件有效地驅(qū)動到該電壓并采集被采樣的電容元件的另一測量 值。任選地重復(fù)該過程以進一步細化被采樣的電容元件的測量值。
如下所述根據(jù)經(jīng)驗適當(dāng)?shù)卮_定測量電特性與探測器頭到患者的距離之間的關(guān)系。在附近沒有受試者的情況下對測量電特性的初始值進行采樣以 建立"無限距離"校準(zhǔn)點。在不同的探測器頭到患者的距離處采集附加的 樣本以得到校準(zhǔn)曲線。附加地或可替代地，可以通過第一原理靜電計算確
定測量電特性與探測器頭到患者的距離之間的關(guān)系。通過使用柵格路徑90 或另一適當(dāng)?shù)牟蓸訕邮綄﹄娙菰?0進行柵格采樣，可以以選定的時間間 隔(如每秒或每十秒)對所有的電容元件60進行采樣。將接近度適當(dāng)定義 為由任何被采樣的電容元件60指示的最小接近度。此外，在一些實施例中 計算出接近度映射，其中每個接近度映射元素是由相對應(yīng)的電容元件測量 的接近度。這一接近度映射可以用于識別例如探測器頭何時在帶著它遠離 患者的方向上移動(從而自動機械臂應(yīng)該開始朝向患者移動探測器頭)以 及相對地探測器頭何時在帶著它朝向患者的方向上移動(從而自動機械臂 應(yīng)該開始遠離患者移動探測器頭)。
接近度測量的精確度性通常與平行板電容器60、 76的面積成反比。另 一方面，更小的板面積提供更高的空間分辨率。在圖2和圖3所示的說明 性實施例中，平行板電容器60具有變化的尺寸，其中最大面積的板靠近輻 射敏感面50的相對邊緣，而最小的板靠近輻射敏感面50的中心?；诔?本和空間考慮選擇這一布置。更多的電容元件會增加前置放大或其他操作 電路的成本，因為電子部件的數(shù)量和電路板面積覆蓋率通常與用于感測的 電容元件的數(shù)量線性成比例。然而，可以選擇其他布置。例如，在一些預(yù) 期實施例中，使用具有所有相等尺寸的平行板電容元件。
電容接近度感測的優(yōu)點在于它對非導(dǎo)電材料(諸如床上用品或衣服材 料)基本不敏感。然而，這一優(yōu)點在相對剛性的非導(dǎo)體實際沖擊探測器頭 的情況下可能是不利的。
繼續(xù)參考圖1-4，碰撞傳感器監(jiān)測器64通過使用來自平行板電容器60、 76的傳導(dǎo)電流信息來解決這一問題。在并入碰撞傳感器監(jiān)測器64的一些實 施例中，絕緣層68由可變形或柔順材料制成，該可變形或柔順材料可以被 壓縮變形以使板66、 67相接觸或者至少充分接近，從而允許傳導(dǎo)電流在這 些板之間流動。在來自碰撞傳感器監(jiān)測器64的適當(dāng)偏壓下，傳導(dǎo)電流將因 此響應(yīng)于柔順材料68的壓縮變形而在平行導(dǎo)電板66、 67之間流動，柔順 材料68的壓縮變形允許平行導(dǎo)電板66、 67彼此接觸或達到彼此充分貼近的接近度以產(chǎn)生導(dǎo)電分流。因此，平行板電容器60和碰撞傳感器監(jiān)測器64 定義出檢測碰撞的二值開關(guān)。與接近度檢測不同，碰撞檢測依賴于柔順絕 緣層的機械變形，因此不管碰撞體是導(dǎo)電的或電絕緣的都可以檢測碰撞。
在圖1中，將接近度傳感器監(jiān)測器62和碰撞傳感器監(jiān)測器64示出為 分離的部件。在一些實施例中，這兩'個部件可以局部地或整體地集成在一 起。例如，單一的傳感器監(jiān)測器可以施加信號到當(dāng)前感測的電容器，該信 號包括直流偏壓和疊加的交流偏壓。直流偏壓分量用于監(jiān)測指示碰撞的傳 導(dǎo)電流，而交流偏壓分量用于接近度感測。作為替代，可以僅使用交流分 量，并測量復(fù)數(shù)形式的阻抗和導(dǎo)納。復(fù)數(shù)形式的阻抗或?qū)Ъ{的實部指示傳 導(dǎo)電流，而復(fù)數(shù)形式的阻抗或?qū)Ъ{的虛部適用于接近度感測。
參考圖5，示出圖解的示意性電采樣電路，其適于對電容元件60進行 采樣。開關(guān)S1、 S2主要用于執(zhí)行柵格掃描。僅有一個前傳感器板66在某 一時間連接到感測信號，而陣列的其他電容元件60的前傳感器板66被強 加與測量傳感器板66相同的電位。這降低了由影響場線的鄰近電容元件所 導(dǎo)致的測量失真的可能性。碰撞檢測與開關(guān)S1、 S2如何設(shè)置無關(guān)。相反， 在任何時間任何電容元件60的任何板66、 67彼此接觸時，均有傳導(dǎo)電流 流過二極管DC和標(biāo)識為"碰撞信號"的線，且這一傳導(dǎo)電流被解讀為碰撞 的指示。
繼續(xù)參考圖5，接近度感測以如下方式運行。100 KHz的正弦振蕩器 (5VPP)與前板66 (也被稱為傳感器或感測板)連接，通過感測信號線對 前板進行測量。這一連接導(dǎo)致前傳感器板66發(fā)射電場，該電場穿過任選的 防護蓋72和空氣并且朝向附近處于不同電位的任何對象傳播。如圖5所示， 通過經(jīng)由單位增益放大器B將傳感器輸入信號反饋給前感測板66后面的保 護元件電容板67以及經(jīng)由開關(guān)Sl、 S2的設(shè)置將傳感器輸入信號反饋給鄰 近的保護元件，在對象的方向上對該電場進行偏壓。由于存在強電容耦合， 鄰近的前傳感器板66也保持在保護信號電平以防止場線從被測量的感測板 66轉(zhuǎn)移到鄰近的前板66。與被測量的感測板66連接的前置放大器A具有 高輸入阻抗，這導(dǎo)致到該放大器的輸入電壓大約為輸入電容C^與感測板66
前面的對象的電容(此處表示為C。bj)之間的分壓。將輸入電容Cin選擇為
大約等于感測元件周圍沒有接近的對象時的電容。在一些實施例中，將Qn設(shè)置為大約1.5 pF，盡管可以使用其他值。結(jié)果是不存在接近的對象時在前 置放大器A的輸入處的2.5Vpp信號。隨著對象逐漸接近感測板66，接近對 象的電容增加，這導(dǎo)致在前置放大器A處的較低輸入信號。通過使大的接 地對象接近感測板66 (例如幾乎接觸任選的防護蓋72)，可以實現(xiàn)在前置 放大器A的輸入處的幾百mV的最低信號。
在圖5中未示出的是在每個前置放大器A的輸入級處的一階高通濾波 器，該一階高通濾波器阻止來自電氣裝備的50 Hz或60 Hz的噪聲使這些放 大器飽和。在一些實施例中，該濾波器的3 dB截止頻率為大約3 kHz。
系統(tǒng)的穩(wěn)健性足以抵抗一個或幾個電容元件60的失效。例如，如果到
感測元件66的電線斷開，則將不會發(fā)生C。bj與Cin之間的分壓，且輸入放
大器A將遇到整個5Vpp信號。這高于任何接近對象的正常運行范圍，因此 接近度傳感器監(jiān)測器62適當(dāng)?shù)厣慑e誤消息或者另外處理錯誤的讀數(shù)。如 果到保護元件67的電線斷開，則保護信號將跟隨保護傳感器67后面的準(zhǔn) 直儀52的電位，該準(zhǔn)直儀在這一實施例中接地。這將產(chǎn)生到前置放大器A 的輸入信號，該輸入信號低于任何接近對象的正常運行范圍。在這種情況 下接近度傳感器監(jiān)測器62適當(dāng)?shù)厣慑e誤消息或者另外處理錯誤的讀數(shù)。 在碰撞期間電容元件60的感測板66和保護板67短接。因為從DC的視角 看保護板67被連接到-5V，這允許傳導(dǎo)電流經(jīng)過二極管DC，然后驅(qū)動碰撞 信號。圖5未示出處理這一傳導(dǎo)電流的附加電路，但是可以適當(dāng)?shù)厥褂帽?較器和開集電極電路。
參考圖6，其描述了同步探測器或模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及包含用于計算距離和 補償增益及偏移誤差的固件的微處理器。圖6的電路接收"感測信號"并 利用高通("HP")濾波器HPF執(zhí)行高通濾波，利用同步解調(diào)塊SYNCH和 處于0°和90°相位的方波輸入執(zhí)行同步解調(diào)，利用低通濾波器LPF執(zhí)行經(jīng) 解調(diào)的信號的低通("LP")濾波，并且執(zhí)行任選的進一步信號處理，諸如 模數(shù)轉(zhuǎn)換、均方根(RMS)或其他平均計算、增益校正、偏移校正等(在 圖6中以緩沖器BUF圖解指示)。由接近度傳感器監(jiān)測器62適當(dāng)?shù)厥褂镁?沖器BUF的輸出以確定接近度。
在實際精簡以便實踐的情況下，構(gòu)建一個輻射探測器頭，該輻射探測 器頭包括跨越輻射敏感面的面積的6x9陣列的54個平行板電容器。這些電容器的面積類似于圖2和3所示進行變化，其中最大面積的電容器為9x9 cm2，最小面積的電容器為9x3 cm2。這些電容器是由7微米厚的圖案化銅 片形成的，這些銅片由5mm寬、1.6mm高的泡沫條間隔開，這些泡沬條 在分開大約10 cm的地方橫跨蓋表面分布。因此，銅片之間的空間主要是 空氣，這有利于碰撞感測應(yīng)用，其中兩個片被機械壓縮在一起以生成傳導(dǎo) 電流信號。以10 cm間隔開的泡沬條的類似布置被用于將最底層的導(dǎo)電層 與準(zhǔn)直儀分離。將塑料外蓋放置在設(shè)置在輻射敏感面之上的電容器陣列之 上。配置電子設(shè)備以便在大約1毫秒內(nèi)執(zhí)行一輪對54個電容元件的柵格采 樣，從而使得整個探測器能夠每秒測量到對象的距離大約16次。在實際精 簡以便實踐的情況下，通過使雙面印刷電路板的導(dǎo)電層圖案化來制作側(cè)面 電容元件。通過對從印刷電路板后側(cè)上的跡線經(jīng)由連接到準(zhǔn)直儀框架的L 形托架而到地的傳導(dǎo)電流進行監(jiān)測來提供側(cè)面碰撞檢測。
所圖示說明的實施例包括接近度感測能力和碰撞檢測能力。然而，在 給定的實施例中預(yù)期僅包括這些能力中的一個或另一個。例如，探測器頭 可以省略接近度感測能力但是包括碰撞檢測方面，從而提供安全聯(lián)鎖裝置 以防止打擾或傷害患者或者損壞探測器頭。相反，探測器頭可以包括接近 度感測能力但是省略碰撞檢測能力。在后一實施例中，可以通過聯(lián)鎖自動 機械控制器34來提供相應(yīng)于導(dǎo)體的碰撞保護以避免使探測器頭10、 12移 動得比選定的最小探測器頭到受試者的距離更近。
所圖示說明的電容元件60、 76是具有導(dǎo)電板66的平面電容器，這些 導(dǎo)電板橫跨輻射敏感面分布并與輻射敏感面平行對準(zhǔn)。這提供了低輪廓的 接近度探測器，其僅遠離輻射敏感面50延伸較短的距離。例如，被精簡以 便實踐的實施例包括厚度為1.6毫米(針對厚泡沫層)加上圖案化銅片的兩 個17微米(0.017毫米)的厚度所得的總厚度小于2毫米的平行板電容器。 更一般地，電容元件任選地從輻射敏感面50起延伸小于5毫米，從而使得 接近度探測器自身不引入輻射敏感面50與受試者之間的不期望的附加分 離。
電容性接近度感測系統(tǒng)適用于簡化SPECT成像數(shù)據(jù)采集的工作流程。 在用于斷層攝影成像的一種方法中，放射學(xué)家或其他操作者選擇期望的起 始角度和探測器取向，并且命令該系統(tǒng)開始研究。自動機械操縱器20、 22自動地移動探測器頭IO、 12到期望的初始方位角，并緩慢地減小它們的半 徑直到利用電容接近度感測檢測到期望的探測器到患者的分離。在每個方 位進行成像數(shù)據(jù)采集結(jié)束時，自動機械操縱器20、 22移動探測器頭10、 12 遠離患者一小距離，以便針對下一方位重新定向探測器頭10、 12。再次利 用電容接近度感測以定位患者，并將間隔減少到期望的距離。針對每個方 位角重復(fù)這一過程。由于距離測量是連續(xù)的，操作者可以選擇期望的距離， 并且在研究過程中也可以選擇增大或減小這一距離。
側(cè)面安裝的電容元件76被安裝在探測器頭10、 12的前緣和后緣上。 這些適用于例如全身平面成像應(yīng)用。在這種研究中，探測器頭IO、 12朝向 平臥的患者的上面或下面，并沿著患者的身體從頭到腳(或從腳到頭)移 動。隨著探測器頭IO、 12沿著患者的身體移動，它們適當(dāng)?shù)厣呋蚪档鸵?避免接觸高度變化的解剖結(jié)構(gòu)，諸如胸部、腹部、腳部等。在這種平面掃 描應(yīng)用中，側(cè)面安裝的電容元件76沿著身體軸線測量探測器之前的距離， 以允許有充足的時間升高探測器頭從而避免較高的對象。在一些實施例中， 操作者工作流程如下選擇起始距離和停止距離以指示整體掃描長度，并 且命令伽馬相機8開始采集成像數(shù)據(jù)。使用電容接近度感測來自動確定每 個探測器頭的相對角度和工作臺起始位置，減小探測器半徑至距患者的期 望距離，然后開始采集。
即使在靜態(tài)成像數(shù)據(jù)采集的情景下，此時與自動控制的探測器取向無 關(guān)，電容接近度感測也是有助于操作者的。由于側(cè)面安裝的電容元件76可 以檢測在探測器頭之前的對象，它們可以在自動機械操縱器20、 22的手控 制器操作期間使用以定位這些頭10、 12。當(dāng)檢測到與受試者的接近度時， 適當(dāng)?shù)販p緩頭移動并且在與受試者相接觸之前停止頭移動。碰撞感測能力 可以用作在這種手控制器操作的探測器頭定位期間的次級故障安全裝置。
參考圖7，描述了由監(jiān)測器62、 64結(jié)合電容元件60、 67執(zhí)行的適當(dāng)?shù)?接近度控制和碰撞避免方法。在柵格操作100中，接近度傳感器監(jiān)測器62 例如利用柵格路徑卯(圖2所示)或另一適當(dāng)?shù)牟蓸訕邮絹硐嗬^采樣電容 元件60、 76。柵格操作IOO測量每個被采樣電容元件的電特性，諸如測量 出的電容、導(dǎo)納、阻抗等。在計算過程102中，基于每個電容元件的測量 出的電特性為每個電容元件計算元件到受試者的距離。計算過程104根據(jù)各個元件到受試者的距離確定探測器頭到受試者的距離。在圖7的實施例 中，計算過程104選取最小的元件到受試者的距離作為探測器頭到受試者 的距離。這一方法可減小過高估計探測器頭到受試者的距離的可能性，這 可以有利于安全性。然而，計算過程104可以使用其他公式，例如取最小 的N個元件到受試者的距離的平均數(shù)(其中N為選定的整數(shù))以提供一些 穩(wěn)健性來避免偶然錯誤的元件到受試者的距離測量或者出故障的或失效的 電容元件。類似地，計算過程104可以并入濾除異常值。例如，異常值可 以被識別為測量出的與針對鄰近的電容元件測量出的元件到受試者的距離 極其不同的元件到受試者的距離。
繼續(xù)參考圖7，控制操作106對適當(dāng)?shù)淖詣訖C械臂20、 22進行操作以 調(diào)整探測器頭IO、 12的定位從而匹配設(shè)定點距離108?？梢砸愿鞣N方式生 成該設(shè)定點距離108。在一些實施例中，設(shè)定點距離108是恒定距離，基于 伽馬相機8的機械公差和成像期間保持較小的探測器頭到受試者的距離的 需求來選擇這一恒定距離。其他因素也可以任選地并入設(shè)定點距離108，諸 如關(guān)于患者的考慮事項(例如，如果患者信息110指示患者具有幽閉恐怖 癥，則可以選擇更大的設(shè)定點距離108)?？梢匀芜x地并入的另一個因素是 掃描類型信息112。例如，如果該掃描使用低信號強度(或低劑量)的放射 性同位素，則與使用較高信號強度(或較高劑量)的放射性同位素的掃描 相比，可以選擇較小的設(shè)定點距離108。掃描類型信息112也可以用于選擇 設(shè)定點距離108以反映出患者舒適度與所執(zhí)行的掃描類型的高分辨率或良 好圖像質(zhì)量的需求之間的權(quán)衡。如果掃描類型是兩部分(或更多部分)的 研究，例如在研究期間的不同時間使用兩種不同的同位素，則可以在研究 期間隨時間改變設(shè)定點距離108，以便例如當(dāng)使用較低信號的同位素時更近 地移動探測器頭。對于斷層攝影掃描，可以基于角位置或方位角位置調(diào)整 設(shè)定點距離108，以便例如當(dāng)感興趣區(qū)域更加遠離輻射探測器頭時相對更近 地移動探測器。
作為又一說明性因素，可以考慮解剖區(qū)域信息114，其中，即使在同一 成像掃描中，也改變設(shè)定點距離108以便對不同的解剖區(qū)域進行成像。例 如，在從頭到腳的體掃描中，與對相對較小的頭部區(qū)域的進行成像相比， 當(dāng)對相對較大且包含關(guān)鍵的解剖特征的軀干區(qū)域進行成像時設(shè)定點108可以設(shè)置為較低(即更小的探測器頭到受試者的距離)。相對較大的探測器頭 到受試者的距離還可以適用于頭部區(qū)域，是因為這一成像將探測器頭安置
在患者的面部前面，這可能使患者感到不舒服。因素IIO、 112、 114是說明 性示例，在確定設(shè)定點108的過程中還可以考慮附加的或其他因素，諸如 放射學(xué)家的個人偏好、管理規(guī)章或最佳醫(yī)學(xué)實踐規(guī)則等。
繼續(xù)參考圖7，碰撞避免系統(tǒng)還有利地在成像期間運行。在柵格操作 100期間，隨著每個電容元件被采樣，對是否檢測到傳導(dǎo)電流進行檢查120。 如果由碰撞傳感器監(jiān)測器64 (見圖1)檢測到這一傳導(dǎo)電流，則啟動適當(dāng) 的碰撞序列122。該碰撞序列可以包括例如引起聽覺和/或視覺警報、停止 探測器頭10、 12的所有運動或者將探測器頭10、 12退回到遠離患者的安 全位置等。
參考圖8，示出了用于全身平面數(shù)據(jù)采集的探測器頭10、 12的位置。 在圖8中通過代表頭部H、軀干T、手臂A、腿部L和腳部F的橢圓圖解 地指示出患者。該患者平躺在患者支架或平板架18 (在圖8中圖解地指示) 上。兩個輻射探測器IO、 12分別朝向患者身體的上面和下面。頂部探測器 10的電容傳感器陣列用于測量最接近的探測器頭到患者的距離(所測量的 距離在途8中用箭頭圖解地指示)。然后將這一測量值用作動態(tài)垂直定位探 測器的參考信號，從而實現(xiàn)陣列與患者之間的規(guī)定間隙。如果平板架18是 導(dǎo)電的，則底部探測器12的電容傳感器陣列也任選地用于隨著探測器頭12 移動而保持探測器頭到平板架的距離恒定。作為替代，假設(shè)平板架18具有 基本均勻和平直的下部輪廓，則可以在沒有這種反饋控制的情況下移動底
部探測器頭12。
在圖8的全身平面成像數(shù)據(jù)采集中，探測器IO、 12沿著患者的身體從 頭到腳(如圖8所示)或者從腳到頭移動。例如，在圖8的從頭到腳的圖 像數(shù)據(jù)采集中，所圖示說明的探測器位置10'、 12'分別指示從頭到腳的采集 中在稍后時間的探測器頭10、 12的位置。因此，有利的是將邊緣電容元件 76如此定向，即它們測量在探測器頭10 "之前"的距離，以便感測圖8所 示的患者輪廓腳部F的即將到來的向外變化。這為系統(tǒng)提供額外的時間來 升高探測器IO，從而避免與腳部10接觸，同時仍然盡可能地維持期望的探 測器到患者的間隙。參考圖9，在心臟成像數(shù)據(jù)采集中，探測器IO、 12相對彼此以90°的 相對角度定向。在圖9中，利用如圖8所標(biāo)示的代表性橢圓示出了從患者 頭部向下看的患者視圖，其中添加部分橢圓來指示患者的腹部B。對于心 臟采集，探測器頭IO、 12應(yīng)該盡可能接近患者以優(yōu)化圖像質(zhì)量。因此，由 任何電容元件60給出的最近的接近度值被用作定位探測器的弓I導(dǎo)接近度信 號。在心臟采集中，兩個探測器頭IO、 12相對于彼此的近的接近度是使問 題復(fù)雜的因素。如果檢測到的最近的接近度實際上是相對于另一個探測器 頭而不是相對于患者，則可能提供錯誤的接近度信息。為解決這一問題， 在一些實施例中兩個探測器頭10、 12被分別布置為主控頭和從動頭并且被 配置為彼此同步，其中一個輻射探測器頭的輻射敏感面上的柵格序列與另 一個輻射探測器頭的輻射敏感面上的柵格序列成鏡像。如參考圖6所述， 通過執(zhí)行偏移和增益校準(zhǔn)，在探測器IO、 12之間沒有對象的情況下，每個 探測器頭對另一個探測器頭的影響可以被抵消。在圖9所示的實施例中， 將柵格序列開始信號疊加在從主控探測器頭10的蓋發(fā)送到從動探測器頭12 的100KHz的信號130上。
在圖9的心臟采集中，或者在兩個探測器頭定位在患者的相對側(cè)的斷 層攝影采集示例(未示出)中，在很多方位角處采集患者的成像數(shù)據(jù)，因 此在每個方位角處接近度傳感器系統(tǒng)有利地提供探測器頭到患者的距離的 更新的測量值。由于人體是不規(guī)則的形狀，通過每個新的方位角，不同的 一個或一組平行板電容器60通常將提供"最接近"的測量值。因此，通過 所有平行板電容器60的柵格采樣所采集的"最接近"的測量值適于用作最 小探測器頭到患者的距離。
參考圖10A、 IOB、 lOC和ll，圖示說明了另一實施例。圖10A、 10B 和10C示出了伽馬相機180的相應(yīng)前視圖、側(cè)視圖和頂視圖，該伽馬相機 180包括安裝在自動機械操縱器220、 222上的兩個探測器頭210、 212，自 動機械操縱器220、 222進而安裝在圓形掃描架224上。在所圖示說明的實 施例中，將兩個探測器頭210、 212定位為以180°的方位角分離，從而適用 于斷層攝影采集或者適用于如圖8所示的平面采集。通過圍繞圓形掃描架 224 (在圖IOA、 IOB和10C中未示出)將一個探測器頭及其自動機械操縱 器旋轉(zhuǎn)90°的方位角，可以使得探測器頭執(zhí)行圖9的心臟采集。圖11示出了輻射探測器頭210、 212中的一個的透視圖。這一探測器頭包括54個前 面接近度感測電容元件260，這些電容元件被布置成分布在輻射敏感面之上 并基本覆蓋輻射敏感面的6x9網(wǎng)格。類似于圖2所示，電容元件260的面 積橫跨輻射敏感面是變化的。另外，示出了在探測器頭210、 212的側(cè)面上 的四個側(cè)面接近度感測電容元件276。類似于已經(jīng)描述的接近度感測電容元 件60的配置來適當(dāng)配置接近度感測電容元件260,同時類似于已經(jīng)描述的 接近度感測電容元件76的配置來適當(dāng)配置接近度感測電容元件276。因此， 接近度感測電容元件260、 276適用于接近度感測和碰撞檢測。
已經(jīng)通過參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解前面的詳細描 述的基礎(chǔ)上，其他人員可以進行修改和變化。本發(fā)明意在被解讀為包括所 有這些修改和變化，只要它們處于所附的權(quán)利要求及其等價物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種輻射探測器頭(10，12，210，212)，包括輻射敏感面(50)，其被配置為探測輻射；和多個電容元件(60，260)，其被設(shè)置在所述輻射敏感面之上并且被配置為檢測受試者與所述輻射敏感面的接近度。
2、 如權(quán)利要求1所述的輻射探測器頭(10,12,210,212)，其中，所述 輻射敏感面(50)包括輻射準(zhǔn)直儀(52);和輻射探測器陣列(54)，其被布置為在輻射經(jīng)過所述輻射準(zhǔn)直儀之后探 測所述輻射。
3、 如權(quán)利要求2所述的輻射探測器頭(10， 12， 210， 212)，其中，所述 輻射探測器陣列(54)包括以下之一(i) 一個或多個閃爍體(55)，其與布置為觀察所述一個或多個閃爍體 的多個光傳感器(56)光學(xué)耦合，和(ii) 多個輻射敏感元件，其被配置為吸收輻射并響應(yīng)于此而輸出電信號。
4、 如權(quán)利要求1所述的輻射探測器頭(10,12,210,212)，其中，所述 輻射敏感表面(50)是大體平面的，且所述多個電容元件(60,260)包括導(dǎo)電板陣列(66)，其橫跨所述輻射敏感面分布并且與所述輻射敏感面 平行對準(zhǔn)。
5、 如權(quán)利要求4所述的輻射探測器頭(10,12,210,212)，其中，所述 輻射敏感面(50)包括輻射準(zhǔn)直儀(52)，其被布置為沿著大體垂直于所述大體平面的輻射敏 感表面的方向?qū)椛溥M行準(zhǔn)直；和輻射探測器陣列(54)，其被布置為在輻射經(jīng)過所述輻射準(zhǔn)直儀之后探測所述輻射。
6、 如權(quán)利要求4所述的輻射探測器頭(10，12，210，212)，其中，所述 導(dǎo)電板陣列(66)被電互連以支持對與每個電容板相關(guān)聯(lián)的電特性進行采 樣。
7、 如權(quán)利要求6所述的輻射探測器頭(10， 12， 210， 212)，其中，所述 多個電容元件(60， 260)還包括間隔開的平行導(dǎo)電板(66， 67)，所述平行 導(dǎo)電板限定橫跨所述輻射敏感面分布的多個平行板電容器，并且所采樣的 電特性包括響應(yīng)于對所述平行導(dǎo)電板中的至少一個的壓縮力而在所述平行 導(dǎo)電板之間流動的傳導(dǎo)電流。
8、 如權(quán)利要求7所述的輻射探測器頭(10,12,210,212)，其中，所采 樣的電特性還包括每個平行板電容器(60,260)的電容、導(dǎo)納或阻抗。
9、 如權(quán)利要求6所述的輻射探測器頭(10，12，210，212)，其中，所采 樣的電特性包括對施加于所采樣的導(dǎo)電板(66)的交流電信號或交流電信 號分量的響應(yīng)。
10、 如權(quán)利要求4所述的輻射探測器頭(10， 12， 210， 212)，其中，所 述導(dǎo)電板陣列(66)包括導(dǎo)電膜(66)，其被圖案化以定義出所述導(dǎo)電板陣列。
11、 如權(quán)利要求4所述的輻射探測器頭(10， 12,210,212)，其中，所 述多個電容元件(60,260)還包括第二導(dǎo)電膜(67)，其與所述導(dǎo)電膜(66)間隔開。
12、 如權(quán)利要求ll所述的輻射探測器頭(10， 12， 210， 212)，其中，所 述第二導(dǎo)電膜(67)被圖案化從而使得每個電容元件是具有基本相同尺寸 的導(dǎo)電平行板的平行板電容器。
13、 如權(quán)利要求4所述的輻射探測器頭(10， 12,210,212)，其中，位 于所述輻射敏感面(50)的中心附近的所述導(dǎo)電板陣列(66)的導(dǎo)電板的 面積基本小于位于所述輻射敏感面的邊緣附近的至少一些導(dǎo)電板的面積。
14、 如權(quán)利要求1所述的輻射探測器頭(10， 12,210,212)，其中，所 述輻射敏感面(50)是大體平面的，且所述多個電容元件(60， 260)從所 述大體平面的輻射敏感表面(50)延伸小于5毫米。
15、 如權(quán)利要求1所述的輻射探測器頭(10， 12,210,212),還包括 一個或多個電容元件(76， 276)，其被設(shè)置在所述輻射探測器頭的側(cè)面，并且被配置為檢測與所述輻射探測器頭的所述側(cè)的接近度。
16、 如權(quán)利要求1所述的輻射探測器頭(10,12,210,212)，還包括 外蓋(72)，其被設(shè)置在所述輻射敏感面(50)之上并且在設(shè)置在所述輻射敏感面之上的所述多個電容元件(60,260)之上。
17、 一種伽馬相機(8,180)，其包括多個輻射探測器頭(10， 12,210,212)，至少一個輻射探測器頭包括設(shè) 置在至少所述輻射探測器頭的輻射敏感部分(50)之上的多個電容元件(60, 260,76,276);和接近度傳感器監(jiān)測器(62)，其與所述多個電容元件相耦合以便基于所 述電容元件的測量電特性檢測受試者與所述輻射探測器頭的接近度。
18、 如權(quán)利要求17所述的伽馬相機(8,180)，其中，所述接近度傳感 器監(jiān)測器(62)被配置為相繼采樣所述多個電容元件(60， 260)中的每個 電容元件以檢測由所述電容元件生成的測量電特性。
19、 如權(quán)利要求18所述的伽馬相機(8,180)，其中，所述接近度傳感 器監(jiān)測器(62)還被配置為對與所采樣的電容元件鄰近的電容元件進行偏壓以降低所述鄰近的電容元件對所測量的電特性的影響。
20、 如權(quán)利要求17所述的伽馬相機(8， 180)，其中，所述多個電容元 件(60,260,76,276)包括間隔開的導(dǎo)電板(66,67)，并且所述接近度傳感 器監(jiān)測器(62)被配置為檢測通過壓縮減少或壓縮消除所述間隔開的導(dǎo)電 板之間的間隙而產(chǎn)生的所述導(dǎo)電板之間的傳導(dǎo)電流。
21、 一種利用輻射探測器頭(10， 12,210,212)執(zhí)行的成像數(shù)據(jù)采集方 法，所述輻射探測器頭包括設(shè)置在其表面上的多個電容元件(60, 260， 76, 276)，所述成像數(shù)據(jù)采集方法包括相對于受試者移動所述輻射探測器頭；在所述移動期間或者在所述移動之間的靜止間期期間利用所述輻射探 測器頭從所述受試者采集輻射數(shù)據(jù)；在所述移動期間，測量所述電容元件的電特性；以及 基于所測量的電特性控制探測器頭到受試者的距離。
22、 如權(quán)利要求21所述的成像數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述控制在整個 所述移動和采集期間維持所述探測器頭到受試者的距離為一恒定值。
23、 如權(quán)利要求21所述的成像數(shù)據(jù)采集方法，其中，在所述移動期間 自動機械控制器34根據(jù)最近的解剖區(qū)域改變所述探測器頭到受試者的距 離。
24、 如權(quán)利要求21所述的成像數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述控制維持所 述探測器頭到受試者的距離為設(shè)定點距離(108)。
25、 如權(quán)利要求24所述的成像數(shù)據(jù)采集方法，其中，基于患者信息 (110)、掃描類型信息(112)、解剖區(qū)域信息(114)和放射學(xué)家的個人偏好中的至少一項確定所述設(shè)定點距離(108)。
26、 如權(quán)利要求24所述的成像數(shù)據(jù)采集方法，其中，在所述移動和采 集期間所述設(shè)定點距離(108)至少變化一次。
27、 如權(quán)利要求21所述的成像數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述控制至少部 分基于指示所述受試者的即將到來的部分的測量電特性，所述電特性是利 用設(shè)置在所述探測器頭(10,12,210,212)的前緣上的電容元件(76,276) 測量的。
28、 一種伽馬相機(8， 180)，其包括 可移動的輻射探測器頭(10， 12， 210, 212);至少一個電容元件(60,260)，其設(shè)置在所述輻射探測器頭上并包括間 隔開的平行導(dǎo)電板(66,67);以及碰撞傳感器監(jiān)測器(64)，其被配置為響應(yīng)于所述板之間的間隔的機械 變形而檢測在所述平行導(dǎo)電板之間流動的傳導(dǎo)電流。
全文摘要
一種伽馬相機(8，180)包括至少一個輻射探測器頭(10，12，210，212)。至少一個這種輻射探測器頭(10，12，210，212)包括設(shè)置在至少該輻射探測器頭的輻射敏感部分(50)之上的多個電容元件(60，260，76，276)。接近度傳感器監(jiān)測器(62)與所述多個電容元件相耦合以便基于電容元件的測量電特性檢測受試者與輻射探測器頭的接近度。碰撞傳感器監(jiān)測器(64)與所述多個電容元件相耦合以便響應(yīng)于板之間的間隔的機械變形而檢測在電容元件的間隔開的平行導(dǎo)電板(66，67)之間流動的傳導(dǎo)電流。
文檔編號G01T1/161GK101627320SQ200780042886
公開日2010年1月13日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者A·P·羅默斯, A·柯爾祖欣, G·A·德?？聽柼? H·貝特爾森, M·J·彼得里洛, P·L·帕蒂諾, R·C·丹布羅西奧, R·J·阿斯杰斯, S·D·希夫納, S·魯比奧 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司