支撐單元、支撐設備以及采用該支撐設備的發(fā)射成像設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種支撐單元、支撐設備以及采用該支撐設備的發(fā)射成像設備。該支撐單元包括：支撐主體，其內設置有貫穿支撐主體的容納空間，且包括沿容納空間的周向分布的多個支撐位置；多個固定裝置，其連接在多個支撐位置中的至少一部分處，多個固定裝置中的至少一部分沿著容納空間的徑向在收縮位置和伸出位置之間可移動，固定裝置用于固定發(fā)射成像設備的檢測器，其中固定裝置處于收縮位置時用于形成具有第一直徑的第一檢測器固定環(huán)，且處于伸出位置時用于形成具有小于第一直徑的第二直徑的第二檢測器固定環(huán)。采用該支撐單元的發(fā)射成像設備可以調節(jié)檢測腔的至少徑向長度，因此可以獲得相對較大的立體空間角，進而提高檢測靈敏度。
【專利說明】支撐單元、支撐設備以及采用該支撐設備的發(fā)射成像設備

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領域，具體地，涉及一種用于發(fā)射成像設備的支撐單元、包括該支撐單元的支撐設備、以及采用這種支撐設備的發(fā)射成像設備。

【背景技術】
[0002]例如正電子發(fā)射成像(Positron Emiss1n Tomography, PET)和單光子發(fā)射計算機斷面成像(Single-Photon Emiss1n Computed Tomography, SPECT)等的發(fā)射成像技術已經(jīng)被用于醫(yī)療診斷、病理學研宄、藥理學研宄、藥物開發(fā)等領域。
[0003]以正電子發(fā)射成像技術為例，其利用正電子同位素衰變產(chǎn)生出的正電子與人體內負電子發(fā)生泯滅效應的現(xiàn)象，通過向人體內注射放射示蹤劑(例如帶有正電子同位素標記的化合物)，利用檢測器探測泯滅效應所產(chǎn)生的γ光子，得到人體內同位素的分布信息，由計算機進行重建組合運算，從而得到人體內標記化合物分布的三維斷層圖像。
[0004]檢測靈敏度是醫(yī)用發(fā)射成像系統(tǒng)，例如全身PET系統(tǒng)，的最重要參數(shù)之一。檢測靈敏度代表了系統(tǒng)獲取有效信號數(shù)據(jù)的能力，是保證系統(tǒng)重建圖像空間分辨率的重要指標。臨床上，較高的檢測靈敏度有利于降低放射示蹤劑的劑量、降低成像時間和提高信噪比。發(fā)射成像系統(tǒng)的檢測靈敏度取決于幾何效率和固有符合事件檢測效率。其中，幾何效率取決于檢測器模塊所包圍的立體空間角。
[0005]目前，發(fā)射成像系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)通用設計模式，每個檢測器模塊性能基本一致、尺寸一致，并且發(fā)射成像系統(tǒng)一旦搭建完成，檢測器模塊將永久地固定不動，這樣限制了某些情況下的檢測靈敏度。舉例來說，當采用適用人體全身的發(fā)射成像系統(tǒng)對兒童或小動物進行成像時，會導致檢測靈敏度降低。


【發(fā)明內容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術中存在的發(fā)射成像系統(tǒng)適用性較小的問題，本發(fā)明提供了一種用于發(fā)射成像設備的支撐單元，包括該支撐單元的支撐設備，以及采用這種支撐設備的發(fā)射成像設備。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于發(fā)射成像設備的支撐單元，包括:
[0008]支撐主體，其內設置有貫穿所述支撐主體的容納空間，所述支撐主體包括沿所述容納空間的周向分布的多個支撐位置；
[0009]多個固定裝置，其連接在所述多個支撐位置中的至少一部分處，多個固定裝置中的至少一部分沿著所述容納空間的徑向在收縮位置和伸出位置之間可移動，所述固定裝置用于固定發(fā)射成像設備的檢測器，
[0010]其中所述固定裝置處于所述收縮位置時用于形成具有第一直徑的第一檢測器固定環(huán)，且處于所述伸出位置時用于形成具有第二直徑的第二檢測器固定環(huán)，其中所述第一直徑大于所述第二直徑。
[0011]優(yōu)選地，當所述固定裝置處于所述收縮位置時，能夠使沿著所述容納空間的軸向并排布置的多個所述支撐單元上的所述固定裝置形成所述第一檢測器固定環(huán)。
[0012]優(yōu)選地，當所述固定裝置處于所述伸出位置時，能夠使位于同一支撐主體上的所述固定裝置形成所述第二檢測器固定環(huán)；或者使沿著所述容納空間的軸向并排布置的多個所述支撐單元上的所述固定裝置形成所述第二檢測器固定環(huán)。
[0013]優(yōu)選地，所述固定裝置間隔開設置，使得每預定數(shù)量的支撐位置中僅相應的一個支撐位置處連接有所述固定裝置。
[0014]優(yōu)選地，所述多個支撐位置設置為當預定數(shù)量的所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向并排布置時使不同的支撐單元上的支撐位置沿所述周向方向相互錯開地交替設置，使得所述預定數(shù)量的所述支撐單元上的所述固定裝置能夠交替地形成所述第一檢測器固定環(huán)。
[0015]優(yōu)選地，所述多個支撐位置設置為當所述預定數(shù)量的所述支撐單元沿所述軸向并排布置時使不同的支撐單元上的支撐位置按照相同的順序交替設置。
[0016]優(yōu)選地，所述預定數(shù)量為合數(shù)，所述伸出位置為u個，其中u為所述合數(shù)的不包含I的質因數(shù)的個數(shù)，u個所述伸出位置沿著所述容納空間的徑向設置，且u個所述伸出位置到所述容納空間的中心的距離分別等于u個質因數(shù)中的每個的倒數(shù)乘以r，其中r為所述固定裝置處于所述收縮位置時到所述容納空間的中心的距離。
[0017]優(yōu)選地，所述預定數(shù)量為2n，其中η為大于或等于2的整數(shù)，所述伸出位置為η個，且η個所述伸出位置到所述容納空間的中心的距離分別等于r/2、r/4、...r/2n0
[0018]優(yōu)選地，所述支撐主體具有矩形的板狀結構。
[0019]優(yōu)選地，所述支撐主體上設置有引導通孔，所述引導通孔用于引導所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向的移動。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于發(fā)射成像設備的支撐設備，包括:
[0021]多個如上所述的任一種支撐單元，多個所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向并排布置，且多個所述容納空間形成用于容納檢測器和被檢測物體的容納腔。
[0022]優(yōu)選地，所述支撐設備還包括引導裝置，所述引導裝置用于使多個所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向可移動。
[0023]優(yōu)選地，所述引導裝置包括沿著所述容納空間的軸向設置的導軌和設置在所述支撐主體上的引導通孔，所述引導通孔穿設在所述導軌上，以引導所述支撐單元沿所述導軌移動。
[0024]優(yōu)選地，在所述支撐主體具有矩形的板狀結構的情況下，所述引導裝置包括四條所述導軌和設置在每個所述支撐主體的四個頂角處的四個所述引導通孔。
[0025]優(yōu)選地，所述支撐設備還包括:
[0026]彈性緩沖裝置，所述彈性緩沖裝置設置在相鄰的所述支撐單元之間，用于對其兩端的所述支撐單元施加相等的彈力。
[0027]定位裝置，所述定位裝置用于在所述容納空間的軸向上定位所述支撐單元。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種發(fā)射成像設備，包括:
[0029]如上所述的任一種支撐設備；以及
[0030]檢測器，其在所述容納腔內固定在所述固定裝置上。
[0031]采用本發(fā)明提供的支撐單元搭建的發(fā)射成像設備，能夠使檢測腔的至少徑向長度可調，因此可以根據(jù)需要來形成具有相對較大孔徑的檢測腔，例如用于成人，或者形成具有相對較小孔徑的檢測腔，例如用于兒童或小動物，因此與現(xiàn)有的發(fā)射成像設備相比，可以獲得相對較大的立體空間角，進而有效地提高發(fā)射成像設備的檢測靈敏度。
[0032]在
【發(fā)明內容】
中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本
【發(fā)明內容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
[0033]以下結合附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0035]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的支撐裝置的示意圖；
[0036]圖2A-2B分別為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的支撐單元處于不同狀態(tài)的示意圖，其中圖2A示出了固定裝置均處于收縮位置，而圖2B示出了固定裝置中的一部分處于伸出位置；
[0037]圖3A-3B分別為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的支撐單元的示意圖，其中固定裝置處于收縮位置；
[0038]圖3C-3D分別為圖3A-3B中所示的支撐單元組裝在一起的主視圖和側視圖，其中固定裝置處于收縮位置；
[0039]圖3E-3F分別為圖3A-3B中所示的支撐單元的示意圖，其中固定裝置處于伸出位置；
[0040]圖3G-3H分別為圖3E-3F中所示的支撐單元組裝在一起的主視圖和側視圖，其中固定裝置處于伸出位置；
[0041]圖4為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的支撐單元的示意圖；
[0042]圖5A-5B分別為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的支撐單元的示意圖；
[0043]圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的支撐單元的簡略示意圖；
[0044]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的支撐設備的側視圖，其中固定裝置未耦合且處于收縮位置；
[0045]圖8A-8B為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的支撐設備的側視圖和主視圖，其中固定裝置耦合且處于收縮位置；
[0046]圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的支撐設備的側視圖，其中固定裝置未耦合且處于伸出位置；以及
[0047]圖10A-10B為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的支撐設備的側視圖和主視圖，其中固定裝置耦合且處于伸出位置。

【具體實施方式】
[0048]在下文的描述中，提供了大量的細節(jié)以便能夠徹底地理解本發(fā)明。然而，本領域技術人員可以了解，如下描述僅涉及本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明可以無需一個或多個這樣的細節(jié)而得以實施。此外，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。
[0049]傳統(tǒng)的發(fā)射成像設備一經(jīng)搭建，其各個方向的尺寸都是固定的。本發(fā)明提供了一種用于發(fā)射成像設備的支撐單元(以下簡稱支撐單元)和包括該支撐單元的支撐裝置，采用該支撐裝置可以提供一種至少徑向長度(即孔徑)可變的發(fā)射成像設備。在優(yōu)選的實施例中，還可以提供徑向長度和軸向長度均可變的發(fā)射成像設備。所述的發(fā)射成像設備例如可以為正電子發(fā)射成像(PET)設備和單光子發(fā)射計算機斷面成像設備(SPECT)，優(yōu)選地為正電子發(fā)射成像(PET)設備。該系統(tǒng)能夠根據(jù)被檢測物體(包括人或者實驗動物)體型的大小，調整發(fā)射成像設備的孔徑、或者孔徑和軸向長度，以達到獲得最佳檢測靈敏度的目的。
[0050]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的支撐裝置100。支撐裝置100包括多個支撐單元，例如111、112、113和114，這些支撐單元111、112、113和114可以具有相同的結構或不同的結構，后文將對支撐單元的結構進行詳細描述。需要說明的是，圖中示出的支撐單元的數(shù)量僅為示意性的，其意在解釋本發(fā)明的原理。實際中，支撐單元的數(shù)量可以根據(jù)被檢測物體的軸向尺寸以及對檢測靈敏度的要求等因素進行選擇。
[0051]圖2A-2B分別為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的支撐單元處于不同狀態(tài)的示意圖，其中圖2A示出了固定裝置均處于收縮位置，而圖2B示出了固定裝置中的一部分處于伸出位置。具體參見圖2A-2B，支撐單元200包括支撐主體210和固定裝置240。
[0052]支撐主體210內設置有貫穿支撐主體210的容納空間220。支撐主體210可以由例如鋁、鋼、不銹鋼的金屬材料或具有足夠強度的塑料材料等制成。支撐主體210的截面形狀不限于圖2A-2B中所示出的矩形，其還可以為圓形、橢圓形、三角形、五邊形、六邊形、七邊形等，甚至還可以為不規(guī)則形狀，只要能夠在該支撐主體210內形成容納空間220并滿足以下將要討論的條件即可。該容納空間220將用于形成容納檢測器和被檢測物體的容納腔，如下文將要描述的。容納空間220可以為圓柱體空間、長方體(或者正方體)空間、多棱柱空間、橢圓柱空間或其他任意形狀的空間。該容納空間220只要能夠在多個支撐單元沿軸向并排布置時形成上述容納腔即可。附圖中僅參照容納空間220為圓柱形空間的實施例來說明本發(fā)明的原理。
[0053]需要說明的是，本文所提到的方向術語“軸向”、“徑向”和“周向”都是相對于容納空間來說的，具體地，“軸向”是指容納空間在支撐主體上的貫穿方向，例如圖1中所示的箭頭A指示的方向；“徑向”是指容納空間的與軸向垂直的截面上通過容納空間的中心延伸的方向，例如圖1中所示的箭頭R指示的方向；“周向”是指在與軸向垂直的所述截面中圍繞容納空間的方向。
[0054]此外，支撐主體210包括沿容納空間220的周向分布的多個支撐位置，例如230A和230B。這些支撐位置230A和230B用于使固定裝置240設置在該處。作為示例，每個支撐位置230A和230B處可以分別連接有固定裝置240A和230B。在后文將要描述的實施例中，可以僅使支撐位置中的一部分用于連接固定裝置。
[0055]固定裝置240A和240B沿著容納空間220的徑向在收縮位置(如圖2A所示)和伸出位置(如圖2B所示)之間可移動地連接在多個支撐位置230A和230B中的至少一部分處。固定裝置240A和240B優(yōu)選地采用可拆卸的方式連接在支撐位置處。當然，固定裝置240A和240B也可以不可拆卸地連接在支撐位置處。在一個實施例中，支撐主體210上對應于支撐位置之處可以設置有開口朝向容納空間的中心的凹槽，固定裝置240沿著該凹槽的開口方向可移動地連接至凹槽。需要將固定裝置240固定在收縮位置和伸出位置時可以采用輔助的緊固件，例如緊固螺栓等。在另一個實施例中，可以采用沿徑向延伸的滑道來代替凹槽，使固定裝置240A和240B沿著該滑道可移動地連接。本發(fā)明并不意欲對固定裝置240A和240B與支撐主體210的可移動連接方式進行限制，除了上文提到的兩種實施方式之外，還可以采用本領域已知的或未來可能出現(xiàn)的其他方式來實現(xiàn)它們之間的可移動連接。
[0056]固定裝置240A和240B用于固定發(fā)射成像設備的檢測器，在該實施例中檢測器分為兩組，并采用兩種方式，即未填充和填充陰影的圖例方式來分別表示兩組檢測器和相應的兩組固定裝置。其中，未填充的一組檢測器和固定裝置分別記作250A和240A，填充陰影的一組檢測器和固定裝置分別記作250B和240B。而為了描述方便，在此實施例中將支撐位置也分成兩組，對應檢測器250A的支撐位置記作230A，而對應檢測器250B的支撐位置記作230B。需要說明的是，不同組的檢測器基本無差別，這里的分組僅為了在后文描述固定裝置的移動時更加方便些。
[0057]當固定裝置240A和240B均處于收縮位置時，如圖2A所示，固定裝置240A和240B用于形成具有第一直徑的第一檢測器固定環(huán)。該第一檢測器固定環(huán)上的檢測器250A和250B形成了具有相對較大孔徑的檢測環(huán)。當多個支撐單元如圖1所示地沿軸向方向并排布置時，可以形成具有相對較大孔徑的檢測腔(由檢測器包圍的腔體)，體積較大的被檢測物體(例如成人)可以進入該檢測腔內采集數(shù)據(jù)。
[0058]當固定裝置240A(或240B)處于伸出位置時，以圖2B所示的為例，固定裝置240A用于形成具有第二直徑的第二檢測器固定環(huán)，其中第一直徑大于第二直徑。該第二檢測器固定環(huán)上的檢測器250A形成了具有相對較小孔徑的檢測環(huán)。當多個支撐單元如圖1所示地沿軸向方向并排布置時，可以形成具有相對較小孔徑的檢測腔，體積較小的被檢測物體(例如兒童或小動物)可以進入該檢測腔內采集數(shù)據(jù)。
[0059]在該實施例中，由于僅一半數(shù)量的固定裝置進入了伸出位置，因此此時處于檢測環(huán)上的檢測器的數(shù)量減少了一半。這樣形成的檢測環(huán)的孔徑大約為固定裝置均處于收縮位置時檢測環(huán)的孔徑的一半。可以理解，在此情況下，支撐位置的數(shù)量、固定裝置的數(shù)量最好為偶數(shù)。在圖示實施例中下，可以僅使固定裝置組240A可移動地連接至支撐位置230A，以簡化支撐單元的結構。反之，也可以僅使固定裝置組240B可移動地連接至支撐位置230B。當然，也可以使固定裝置組240A和240B都可移動地連接至支撐位置230A和230B。
[0060]為了進一步減小可以獲得的檢測環(huán)的孔徑，還可以將支撐位置和固定裝置都分為三組、四組或更多組。在需要減小檢測環(huán)的孔徑時，可以使每組中處于相應位置處的固定裝置移動至伸出位置。舉例來說，當將支撐位置和固定裝置都分為三組時，可以使每組中沿順時針(或逆時針)方向上的第一個或第二個或第三個固定裝置移動至伸出位置，以形成較小孔徑的檢測環(huán)。也就是說，每隔兩個來操作固定裝置。這樣，可以形成孔徑為原孔徑(此處及下文中，原孔徑均是指固定裝置均處于收縮位置時形成的檢測腔或檢測環(huán)的孔徑)的1/3的檢測環(huán)。以此類推，當將支撐位置和固定裝置都分為四組時，能夠獲得孔徑為原孔徑的1/4的檢測環(huán)；當將支撐位置和固定裝置都分為五組時，能夠獲得孔徑為原孔徑的1/5的檢測環(huán)；….。
[0061]從圖2A-2B所示出的實施例中能夠看出，當一部分固定裝置，例如固定裝置240A處于伸出位置以形成孔徑相對較小的第二檢測器固定環(huán)時，固定裝置240B上的檢測器250B被遮擋，因此無法收集光信號。這樣，造成了一部分檢測器資源的浪費。為了解決該問題，提供了以下優(yōu)選實施例。圖3A-3H為根據(jù)本發(fā)明的一組優(yōu)選實施例的支撐單元處于不同狀態(tài)的示意圖，其中圖3A-3D示出了固定裝置處于收縮位置，而圖3E-3H示出了固定裝置處于伸出位置。
[0062]圖3A-3H中的支撐主體31A和31B與圖2A-2B所示出的支撐主體210基本相同，為了簡潔，這里將不再進一步詳細描述。不同之處在于:當固定裝置處于收縮位置時，能夠使沿著容納空間的軸向并排布置的多個支撐單元上的固定裝置形成第一檢測器固定環(huán)。在此具體實施例中，可以使支撐主體310A上的固定裝置340A間隔一定距離地布置，該距離允許放置另外的支撐主體31OB上的固定裝置340B。沿著軸向方向并排布置支撐單元300A和300B時，其上的固定裝置340A與340B相互耦合，可以形成第一檢測器固定環(huán)。如圖3C-3D所示，固定裝置340A和340B分別固定的檢測器350A和350B組成具有較大孔徑的檢測環(huán)。支撐單元300A和300B可以具有相同的結構，只是在搭建發(fā)射成像設備時，使支撐單元300A和300B相對于彼此旋轉一定角度至能夠使固定裝置340A與340B相互耦合。然而，在圖中示出的優(yōu)選實施例中，可以提供兩種類型的支撐單元300A和300B，它們之間的區(qū)別在于固定裝置340A與340B錯開一定角度布置。
[0063]為了減小檢測環(huán)的孔徑，可以如圖3E-3H所示地將固定裝置340A和340B分別沿著徑向方向移動到伸出位置處，以分別形成具有第二直徑的第二檢測器固定環(huán)。這樣，固定裝置340A上的檢測器形成了具有較小孔徑的檢測環(huán)，而固定裝置340B上的檢測器形成了另外的具有較小孔徑的檢測環(huán)，該孔徑大約為固定裝置340A與340B均處于收縮位置時形成的檢測環(huán)的孔徑的一半。在此情況下，沿著軸向方向并排布置支撐單元300A和300B時，如圖3G-3H所示，不但使檢測環(huán)的孔徑減小至原孔徑的一半，而且與固定裝置340A與340B處于收縮位置時相比，還使檢測空間的軸向長度增加了一倍。由于檢測靈敏度取決于幾何效率和固有符合事件檢測效率，其中幾何效率取決于檢測器模塊所包圍的立體空間角。因此，在檢測環(huán)的孔徑減小了一半且軸向長度增加一倍的情況下，立體空間角約增大至原來的4倍，從而使發(fā)射成像設備的檢測靈敏度提到至原來的4倍。并且，支撐單元300A和300B上的檢測器350A和350B都得到充分利用。
[0064]圖3A-3H所示的實施例僅說明了采用兩個支撐單元上的固定裝置來組成第一檢測器固定環(huán)的情況，此發(fā)明原理還可以應用到采用三個或更多個支撐單元上的固定裝置來組成第一檢測器固定環(huán)的情況。具體地，可以使每個支撐單元上的多個支撐位置都設置為:當預定數(shù)量的(除了兩個之外，還例如三個或更多個)支撐單元沿著容納空間的軸向并排布置時，不同支撐單元上的多個支撐位置能夠沿周向方向相互錯開地交替設置，使得不同支撐單元上的支撐位置能夠交替地形成所述第一檢測器固定環(huán)。當將每個支撐單元上的固定裝置都移動到伸出位置時，形成的檢測環(huán)的孔徑將分別減小到原孔徑的1/3、1/4...，相應地，檢測靈敏度將增大至原來的9倍、16倍…。
[0065]參見圖4，其示出了四個支撐單元400A、400B、400C和400D上的固定裝置440A、440B、440C和440D共同組成第一檢測器固定環(huán)的實施例。在此實施例中，預定數(shù)量為四個。用于設置固定裝置440A、440B、440C和440D的支撐位置沿周向相互錯開，以使四個支撐單元上的固定裝置440A、440B、440C和440D交替排列地形成第一檢測器固定環(huán)?！敖惶嬖O置”是指在每個循環(huán)中固定裝置440A、440B、440C和440D都能夠出現(xiàn)一次。但是在每個循環(huán)中，固定裝置440A、440B、440C和440D的排布順序可以是相同的，也可以是不同的。優(yōu)選地，多個支撐位置設置為當預定數(shù)量的支撐單元(例如400A、400B、400C和400D)沿軸向并排布置時按照相同的順序交替設置。也就是說，在每個循環(huán)中，同一支撐單元上的支撐位置都位于相同或相應的位置處。在圖4中所示的實施例中，即按照440A、440B、440C、440D ;440A、440B、440C、440D ;…的順序排列。
[0066]類似于上文所提到的，四個支撐單元400A、400B、400C和400D可以具有相同的結構，只是在搭建發(fā)射成像系統(tǒng)時，使四個支撐單元400A、400B、400C和400D分別沿周向旋轉不同的角度以達到相互錯開、交替排列的目的?？商鎿Q地，還可以提供四種類型的支撐單元400A、400B、400C和400D，它們之間的區(qū)別在于用于使固定裝置440A、440B、440C和440D的支撐位置錯開一定角度布置。
[0067]當將每個支撐單元400A、400B、400C和400D上的固定裝置440A、440B、440C和440D都移動到伸出位置時，形成的檢測環(huán)的孔徑將減小到原來的1/4...。并且在軸向上相當于形成了四個檢測環(huán)，因此軸向長度增大至原來的四倍。相應地，檢測靈敏度將增大至原來的16倍。
[0068]在另一優(yōu)選實施例中，如圖5A-5B所示，固定裝置540A和540B可以間隔開設置，使得每預定數(shù)量的支撐位置530中僅相應的一個支撐位置處連接有固定裝置540A或540B。在圖5A中，每兩個支撐位置530中僅在一個支撐位置處設置固定裝置540A，也就是，每隔一個支撐位置，設置一個固定裝置540A。在圖5B中，也采用類似的設置方式。不同之處在于:固定裝置540A和540B的位置互補，以便在支撐單元500A和500B沿軸向并排布置時，處于收縮位置的固定裝置540A和540B能夠交替地形成第一檢測器固定環(huán)。這樣，支撐單元500A和500B的支撐主體510可以設置為具有相同的結構，根據(jù)需要，可以將固定裝置540A和540B分別固定在不同的支撐位置530處。因此，不需要如上文的實施例中所提到的制作不同種類的支撐主體510或者在搭建發(fā)射成像設備時使支撐主體510相對于彼此旋轉。而是，可以將支撐主體510和固定裝置都做成標準件，僅在搭建發(fā)射成像設備時根據(jù)需要來組裝即可。這樣，對于制造、運輸、倉儲等來說都是十分有利的。需要說明的是，在此實施例中，用A和B來區(qū)分固定裝置是希望清楚地展示它們在位置上的區(qū)別，而不一定要求固定裝置540A和540B具有相同或不同的結構和功能。
[0069]類似地，該實施例的原理也可以應用至多于兩個支撐單元來形成一個第一檢測器固定環(huán)的情形。雖然未采用附圖來輔助說明，但是本領域的技術人員結合上文所公開的內容能夠將該原理類推到多于兩個支撐單元來形成一個第一檢測器固定環(huán)的情形。在此情況下，固定裝置間隔開設置，使得每預定數(shù)量的支撐位置中僅相應的一個支撐位置處連接有固定裝置。例如，每三個、四個、或更多個支撐位置中僅有一個支撐處連接有固定裝置。優(yōu)選地，在每個循環(huán)中，同一支撐單元上的固定裝置都設置在相對應的支撐位置處。這樣，在固定裝置處于伸出位置時，同一支撐單元上的固定裝置能夠組成第二檢測器固定環(huán)。如上文所描述地，每三個支撐位置中僅有一個支撐處連接有固定裝置，可以使第二檢測器固定環(huán)形成的檢測環(huán)的孔徑減小至原孔徑的1/3 ;類似地，每四個支撐位置中僅有一個支撐位置處連接有固定裝置，可以使第二檢測器固定環(huán)形成的檢測環(huán)的孔徑減小至原孔徑的1/4;…。相應地，當將每個支撐單元上的固定裝置都移動到伸出位置時，形成的檢測環(huán)的軸向長度將分別增大到原來的三倍、四倍…，從而檢測靈敏度將大約增大至原來的9倍、16倍…。
[0070]在上文描述的實施例中，均以固定裝置具有一個伸出位置為例來說明本發(fā)明的原理?？商鎿Q地，固定裝置還可以具有多個伸出位置。多個伸出位置沿著圓柱形孔徑的徑向排列。當固定裝置處于伸出位置時，可以使位于同一支撐主體上的固定裝置形成第二檢測器固定環(huán)；或者還可以使沿著軸向并排布置的多個支撐單元上的固定裝置形成第二檢測器固定環(huán)。舉例來說，如圖6所示，固定裝置可以具有兩個伸出位置，即第一伸出位置P和第二伸出位置Q。其中，第一伸出位置P到容納空間的中心O的距離小于第二伸出位置Q到中心O的距離。為了簡潔，圖6中省略了固定裝置和檢測器。當固定裝置移動至第一伸出位置P時，能夠使固定在其上的檢測器形成完整的檢測環(huán)。在此情況下，同一支撐主體610上的固定裝置形成了第二檢測器固定環(huán)。當固定裝置移動至第二伸出位置Q時，由于第二伸出位置Q到中心O的距離較大，需要相鄰的支撐單元上的固定裝置一起來固定檢測器，以形成完整的檢測環(huán)。在此情況下，相鄰的支撐主體上的固定裝置共同形成了第二檢測器固定環(huán)。相鄰的支撐主體上的固定裝置共同形成第二檢測器固定環(huán)的情況可以參照圖2A、3C和4，不同之處在于，使相鄰的支撐主體上的固定裝置均處于第二伸出位置Q。
[0071]在一個優(yōu)選實施例中，可以將固定裝置處于收縮位置時形成第一檢測器固定環(huán)的支撐單元的數(shù)量設置為合數(shù)(非質數(shù)，自然數(shù)中除了能被I和本身整除外，還能被其他的數(shù)整除的數(shù)，例如4、6、8、9、10…)，以形成多伸出位置的復雜系統(tǒng)。此時，伸出位置的數(shù)量可以設置為u個，其中u為該合數(shù)的不包含I的質因數(shù)的個數(shù)。這u個伸出位置沿著容納空間的徑向設置，且u個伸出位置到容納空間的中心的距離分別等于u個質因數(shù)中的每個的倒數(shù)乘以r，其中r為固定裝置處于收縮位置時到容納空間的中心的距離。
[0072]舉例來說，在由6個支撐單元來形成第一檢測器固定環(huán)的情況下，由于合數(shù)6的質因數(shù)包括1、6、2和3，因此u個質因數(shù)包括2、3和6，且u = 3。這3個伸出位置到容納空間的中心的距離分別為r/2、r/3和r/6。
[0073]在類似于圖5A-5B所示的實施例中，可以每6個支撐位置中僅相應的一個位置處連接有固定裝置，這樣可以用6個支撐單元來形成第一檢測器固定環(huán)。這6個支撐單元包括:1號支撐單元，其在每6個支撐位置中的第一個位置處連接有固定裝置；2號支撐單元，其在每6個支撐位置中的第二個位置處連接有固定裝置；3號支撐單元，其在每6個支撐位置中的第三個位置處連接有固定裝置；4號支撐單元，其在每6個支撐位置中的第四個位置處連接有固定裝置；5號支撐單元，其在每6個支撐位置中的第五個位置處連接有固定裝置；6號支撐單元，其在每6個支撐位置中的第六個位置處連接有固定裝置。在固定裝置處于收縮位置時，1-6號支撐單元可以形成第一檢測器固定環(huán)。在每個支撐單元上的固定裝置處于第一伸出位置(距離中心最近的支撐位置)以形成第二檢測器固定環(huán)時，該第一伸出位置到容納空間的距離等于r/6。在每個支撐單元上的固定裝置處于第二伸出位置(到中心的距離遠于第一伸出位置)以形成第二檢測器固定環(huán)時，每兩個支撐單元(即I號和4號支撐單元、2號和5號支撐單元、以及3號和6號支撐單元)可以分別形成一個第二檢測器固定環(huán)。在該實施例中共形成三個第二檢測器固定環(huán)。該第二伸出位置到容納空間的距離等于r/3。在每個支撐單元上的固定裝置處于第三伸出位置(到中心的距離遠于第二伸出位置)以形成第二檢測器固定環(huán)時，每三個支撐單元(即I號、3號和5號支撐單元、以及2號、4號和6號支撐單元)可以分別形成一個第二檢測器固定環(huán)。在該實施例中共形成兩個第二檢測器固定環(huán)時，該第三伸出位置到容納空間的距離等于r/2。
[0074]需要說明的是，在每個支撐單元上各個方向的r不一定完全相等，例如在容納空間為橢圓柱空間的實施例中，伸出位置縮小到原來的幾分之一是指同一徑向方向上的伸出位置與固定位置之間的位置關系，并非涉及不同徑向方向上的位置關系。
[0075]上文雖然以每預定數(shù)量的支撐位置中設置一個固定裝置為例來解釋上述多伸出位置的復雜系統(tǒng)，但是該多伸出位置的復雜系統(tǒng)的原理還可以應用至支撐單元是相同的、且通過旋轉一定角度使支撐單元上的固定裝置相互耦合(例如圖3A-3H所示)的實施例中。在此實施例中，仍然以6個支撐單元來形成第一檢測器固定環(huán)為例，可以通過旋轉不同的角度使2個或3個或6個支撐單元來形成第二檢測器固定環(huán)。這里將不再對其進一步詳細地描述。
[0076]上述多伸出位置的復雜系統(tǒng)僅以6個支撐單元來形成第一檢測器固定環(huán)為例來說明該系統(tǒng)的原理，本領域的技術人員結合本說明書可以將合數(shù)從6擴展至其它。
[0077]顯然，這種多伸出位置的復雜系統(tǒng)在改變第二檢測器固定環(huán)的徑向尺寸時，或者需要旋轉支撐單元并改變相鄰的支撐單元之間的距離；或者需要改變相鄰的支撐單元的位置關系，例如上文所提到的實施例中將I號和4號支撐單元、2號和5號支撐單元、以及3號和6號支撐單元分別形成三個第二檢測器固定環(huán)變更為I號、3號和5號支撐單元、以及2號、4號和6號支撐單元分別形成兩個第二檢測器固定環(huán)，需要調整支撐單元之間的位置關系，以使組成同一第二檢測器固定環(huán)的支撐單元能夠相鄰。當然，也可以不調整它們的位置關系，但將導致部分支撐環(huán)上的檢測器處于不被使用的狀態(tài)。但是，如此設置的好處也是不容忽視的，其原因在于，可以根據(jù)需要調整的第二檢測器固定環(huán)的徑向尺寸，具有較多的調節(jié)值。
[0078]在進一步優(yōu)選的實施例中，可以將固定裝置處于收縮位置時形成第一檢測器固定環(huán)的支撐單元的數(shù)量設置為2n，其中η為大于或等于2的整數(shù)。在此情況下，伸出位置可以為η個，且η個伸出位置沿著容納空間的徑向設置。η個伸出位置到容納空間的中心的距離分別等于r/2、r/4、一IV^n，其中r為固定裝置處于收縮位置時到容納空間的中心的距離。例如，如圖6中所示出η = 2，即伸出位置的數(shù)量為兩個的情況，可以在固定裝置處于收縮位置時用四個支撐單元來形成第一檢測器固定環(huán)。第一伸出位置P到中心O的距離可以為r/4，且第二伸出位置Q到中心O的距離可以為r/2。當固定裝置移動至第一伸出位置P時，同一支撐單元上的固定裝置能夠形成第二檢測器固定環(huán)。當固定裝置移動至第二伸出位置Q時，相鄰的兩個支撐單元上的固定裝置可以形成第二檢測器固定環(huán)。這樣，在搭建完成發(fā)射成像設備之后，僅需要軸向地移動支撐單元之間的距離即可形成不同徑向尺寸的第二檢測器固定環(huán)，這對于系統(tǒng)的重建來說是相對容易些的。但是，在能夠獲得的第二檢測器固定環(huán)的徑向尺寸方面會受到一些限制。
[0079]類似地，η還可以等于3、4、5、…。結合上文的描述，本領域的技術人員應該能夠推導出η = 3、4、5、…的實施例的具體設置方式，因為為了簡潔，本文將不再對η = 3、4、5、…的實施例進行更具體地描述。
[0080]需要說明的是，在上文描述的各種實施例中，每個支撐單元上用于固定檢測器的固定裝置的數(shù)量優(yōu)選地多于一個。本領域的技術人員能夠理解，在每個支撐單元上的固定裝置單獨形成第二檢測器固定環(huán)時，例如在PET設備中，其需要同時檢測一對方向相反的伽瑪光子，因此每個支撐單元上的固定裝置的數(shù)量至少為兩個。因此，在采用本發(fā)明提供的支撐單元搭建PET設備時，本領域的技術人員能夠想到在每個支撐單元上設置兩個以上的固定裝置。
[0081]在一個優(yōu)選實施例中，支撐主體，例如210、310A、310B、410、510和610可以具有矩形的板狀結構。在該實施例中，支撐主體可以由鋁板或鋼板加工而成。矩形形狀便于制作，并且還便于將支撐單元按照預定的取向進行定位。而板狀結構可以降低材料的消耗、減輕重量、便于運輸，此外在沿軸向并排布置多個支撐單元時還可以避免對支撐單元的移動產(chǎn)生阻礙，使支撐單元具有較大的可軸向可移動范圍。
[0082]在軸向地移動支撐單元時，可以手動地搬運、也可以采用輔助機械裝置。在采用輔助機械裝置的情況下，優(yōu)選地，支撐主體上設置有引導通孔，例如圖2A-2B中示出的引導通孔260，該引導通孔260用于引導支撐單元沿著容納空間的軸向的移動。
[0083]另一方面，本發(fā)明還提供一種用于發(fā)射成像設備的支撐設備。返回參見圖1，該支撐設備包括多個支撐單元111、112、113和114。多個支撐單元111、112、113和114可以為上文所提到的任意一種或多種。多個支撐單元111、112、113和114沿著容納空間的軸向并排布置，且多個容納空間形成了用于容納檢測器和被檢測物體的容納腔。檢測器在容納空間內固定到支撐單元111、112、113和114的固定裝置上，由檢測器所包圍的空間為用于容納被檢測物體的檢測腔。根據(jù)上文所描述的，由于固定裝置可以在徑向上移動，因此形成的檢測腔的孔徑可以調節(jié)，因此可以適用于不同體積的被檢測物體。對于支撐單元所包含的各個部件可以參照上文部分的描述，這里不再贅述。
[0084]此外，支撐設備100還包括引導裝置120，引導裝置120用于使多個支撐單元111、112、113和114沿著容納空間的軸向可移動。此外，引導裝置120還可能在一定程度上起到對多個支撐單元111、112、113和114沿著容納空間的軸向進行定位的作用。
[0085]在一個優(yōu)選實施例中，引導裝置120包括沿著容納空間的軸向設置的導軌121和設置在支撐單元111、112、113和114的支撐主體上的引導通孔122。引導通孔122穿設在導軌121上，以引導支撐單元111、112、113和114沿導軌121移動。引導通孔122與上文提到的引導通孔260基本相同。進一步優(yōu)選地，在支撐主體具有矩形的板狀結構的情況下，引導裝置120包括四條導軌121和設置在每個支撐主體的四個頂角處的四個引導通孔122，以引導支撐單元111、112、113和114沿著導軌121平穩(wěn)地滑動。
[0086]在另一個優(yōu)選實施例中，支撐設備100還包括設置在相鄰的支撐單元之間的彈性緩沖裝置130。該彈性緩沖裝置130用于對其兩端的支撐單元施加相等的彈力。這樣，可以防止受力不均，并且還能夠起到調節(jié)支撐單元之間的距離的作用。此外，還可以避免在移動支撐單元111、112、113和114過程中用力過大導致支撐單元111、112、113和114的損壞。作為示例，彈性緩沖裝置130可以為可壓縮的汽缸、彈簧、海綿、可壓縮的聚合物材料或可壓縮的橡膠等。此外，支撐設備100還包括定位裝置(未示出)，該定位裝置主要用于在容納空間的軸向上定位支撐單元111、112、113和114。定位裝置可以為本領域已知的各種類型的定位裝置，例如定位螺栓等。
[0087]根據(jù)又一方面，還提供一種發(fā)射成像設備。該發(fā)射成像設備可以包括如上所述的任一種支撐設備100以及檢測器。檢測器可以在容納腔內固定在支撐設備100的固定裝置上。
[0088]現(xiàn)在，以徑向長度和軸向長度都可調節(jié)的支撐設備為例，來說明一種優(yōu)選的發(fā)射成像設備的調節(jié)方法。如圖7-圖1OB所示，每兩個支撐單元111和112以及113和114上的固定裝置能夠形成第一檢測器固定環(huán)。圖中示出了形成兩個第一檢測器固定環(huán)的情況，當然，根據(jù)需要，還可以設置更多或更少的支撐單元。當需要形成孔徑較大的檢測腔時，首先將支撐單元111、112、113和114、彈性緩沖裝置130通過導向裝置120安裝在一起，如圖7所示。在導向裝置包括導軌120和設置在上的引導通孔，且彈性緩沖裝置130為彈簧的情況下，可以使導軌120穿過彈性緩沖裝置130和支撐單元的引導通孔。而固定裝置可以在將支撐單元安裝至導向裝置120之前或之后移動至收縮位置。類似地，檢測器可以在固定裝置移動至收縮位置之后或之前固定到固定裝置上。然后，從兩側對支撐設備施力，以使支撐單元111和112上的固定裝置耦合，支撐單元113和114上的固定裝置耦合，并且使耦合后的檢測器也能夠相互貼近，如圖8A-8B所示，此時彈性緩沖裝置130處于壓縮狀態(tài)。這樣就形成了具有相對較大孔徑的檢測腔。
[0089]當需要形成孔徑較小的檢測腔時，將施加在圖8A-8B的發(fā)射成像設備的力去除，并使相鄰的支撐單元分開，然后將每個支撐單元111、112、113和114上的固定裝置都移動到伸出位置，以形成第二檢測器固定環(huán)，如圖9所示。最后，再次從支撐設備的兩側施力，使相鄰的第二檢測器固定環(huán)上的檢測器相互貼近，如圖10A-10B所示。這樣就形成了具有相對較小孔徑的檢測腔。
[0090]采用本發(fā)明提供的支撐單元搭建的發(fā)射成像設備，能夠使檢測腔的至少徑向長度可調，因此可以根據(jù)需要來形成具有相對較大孔徑的檢測腔，例如用于成人，或者形成具有相對較小孔徑的檢測腔，例如用于兒童或小動物，因此與現(xiàn)有的發(fā)射成像設備相比，可以獲得相對較大的立體空間角，進而有效地提高發(fā)射成像設備的檢測靈敏度。
[0091]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權利要求書及其等效范圍所界定。
【權利要求】
1.一種用于發(fā)射成像設備的支撐單元，其特征在于，包括: 支撐主體，其內設置有貫穿所述支撐主體的容納空間，所述支撐主體包括沿所述容納空間的周向分布的多個支撐位置； 多個固定裝置，其連接在所述多個支撐位置中的至少一部分處，多個固定裝置中的至少一部分沿著所述容納空間的徑向在收縮位置和伸出位置之間可移動，所述固定裝置用于固定發(fā)射成像設備的檢測器， 其中所述固定裝置處于所述收縮位置時用于形成具有第一直徑的第一檢測器固定環(huán)，且處于所述伸出位置時用于形成具有第二直徑的第二檢測器固定環(huán)，其中所述第一直徑大于所述第二直徑。
2.如權利要求1所述的支撐單元，其特征在于，當所述固定裝置處于所述收縮位置時，能夠使沿著所述容納空間的軸向并排布置的多個所述支撐單元上的所述固定裝置形成所述第一檢測器固定環(huán)。
3.如權利要求1所述的支撐單元，其特征在于，當所述固定裝置處于所述伸出位置時，能夠使位于同一支撐主體上的所述固定裝置形成所述第二檢測器固定環(huán)；或者使沿著所述容納空間的軸向并排布置的多個所述支撐單元上的所述固定裝置形成所述第二檢測器固定環(huán)。
4.如權利要求1所述的支撐單元，其特征在于，所述固定裝置間隔開設置，使得每預定數(shù)量的支撐位置中僅相應的一個支撐位置處連接有所述固定裝置。
5.如權利要求1所述的支撐單元，其特征在于，所述多個支撐位置設置為當預定數(shù)量的所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向并排布置時使不同的支撐單元上的支撐位置沿所述周向方向相互錯開地交替設置，使得所述預定數(shù)量的所述支撐單元上的所述固定裝置能夠交替地形成所述第一檢測器固定環(huán)。
6.如權利要求5所述的支撐單元，其特征在于，所述多個支撐位置設置為當所述預定數(shù)量的所述支撐單元沿所述軸向并排布置時使不同的支撐單元上的支撐位置按照相同的順序交替設置。
7.如權利要求4或5所述的支撐單元，其特征在于，所述預定數(shù)量為合數(shù)，所述伸出位置為u個，其中u為所述合數(shù)的不包含1的質因數(shù)的個數(shù)，u個所述伸出位置沿著所述容納空間的徑向設置，且u個所述伸出位置到所述容納空間的中心的距離分別等于u個質因數(shù)中的每個的倒數(shù)乘以r，其中r為所述固定裝置處于所述收縮位置時到所述容納空間的中心的距離。
8.如權利要求7所述的支撐單元，其特征在于，所述預定數(shù)量為2n，其中η為大于或等于2的整數(shù)，所述伸出位置為η個，且η個所述伸出位置到所述容納空間的中心的距離分別等于 r/2、r/4、--?r/2n0
9.如權利要求1所述的支撐單元，其特征在于，所述支撐主體具有矩形的板狀結構。
10.如權利要求1所述的支撐單元，其特征在于，所述支撐主體上設置有引導通孔，所述引導通孔用于引導所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向的移動。
11.一種用于發(fā)射成像設備的支撐設備，其特征在于，包括: 多個如權利要求1-9中任一項所述的支撐單元，多個所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向并排布置，且多個所述容納空間形成用于容納檢測器和被檢測物體的容納腔。
12.如權利要求11所述的支撐設備，其特征在于，所述支撐設備還包括引導裝置，所述引導裝置用于使多個所述支撐單元沿著所述容納空間的軸向可移動。
13.如權利要求12所述的支撐設備，其特征在于，所述引導裝置包括沿著所述容納空間的軸向設置的導軌和設置在所述支撐主體上的引導通孔，所述引導通孔穿設在所述導軌上，以引導所述支撐單元沿所述導軌移動。
14.如權利要求13所述的支撐設備，其特征在于，在所述支撐主體具有矩形的板狀結構的情況下，所述引導裝置包括四條所述導軌和設置在每個所述支撐主體的四個頂角處的四個所述引導通孔。
15.如權利要求12所述的支撐設備，其特征在于，所述支撐設備還包括: 彈性緩沖裝置，所述彈性緩沖裝置設置在相鄰的所述支撐單元之間，用于對其兩端的所述支撐單元施加相等的彈力。 定位裝置，所述定位裝置用于在所述容納空間的軸向上定位所述支撐單元。
16.一種發(fā)射成像設備，其特征在于，包括: 如權利要求11-15中任一項所述的支撐設備；以及 檢測器，其在所述容納腔內固定在所述固定裝置上。
【文檔編號】A61B6/03GK104473657SQ201410631706
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權日:2014年11月11日
【發(fā)明者】石涵, 許劍鋒, 彭旗宇 申請人:東莞南方醫(yī)大松山湖科技園有限公司