用于將正電子發(fā)射斷層掃描(pet)探測(cè)器與計(jì)算機(jī)斷層掃描(ct)掃描架集成的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]本文所述的實(shí)施例一般涉及成像系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)涉及多模態(tài)成像系統(tǒng)、例如正電子發(fā)射斷層掃描(PET)/計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)系統(tǒng)。
[0002]CT成像系統(tǒng)通常包括X射線源和探測(cè)器。在操作中，X射線源和探測(cè)器圍繞待成像對(duì)象旋轉(zhuǎn)，使得X射線束與對(duì)象相交的角度發(fā)生變化。以一個(gè)掃描架角度來(lái)自探測(cè)器的一組X射線衰減測(cè)量或投射數(shù)據(jù)稱作“視圖”。在X射線源和探測(cè)器的一次旋轉(zhuǎn)期間以不同掃描架角度所制作的視圖集合可稱作“掃描”。在軸向掃描中，投射數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，以構(gòu)造與被掃描對(duì)象的二維截面或?qū)用鎸?duì)應(yīng)的圖像。
[0003]PET成像系統(tǒng)可掃描對(duì)象，以使用非移動(dòng)探測(cè)器來(lái)獲取圖像信息。在PET成像系統(tǒng)的操作期間，例如，患者最初注射有放射性藥劑，其在放射性藥劑衰變時(shí)發(fā)射正電子。所發(fā)射的正電子在正電子遭遇電子前行進(jìn)較短距離，在該點(diǎn)，煙沒(méi)事件發(fā)生，由此電子和正電子煙沒(méi)并且轉(zhuǎn)換為兩個(gè)伽馬光子，伽馬光子使用在環(huán)形掃描架中設(shè)置成環(huán)的閃爍器來(lái)探測(cè)。來(lái)自閃爍器的信號(hào)然后經(jīng)過(guò)處理，以產(chǎn)生圖像。
[0004]例如在已知雙模態(tài)成像系統(tǒng)中利用CT和PET系統(tǒng)來(lái)掃描受檢者會(huì)是有益的。獨(dú)立掃描架用于這些雙模態(tài)成像系統(tǒng)中。但是，具有(串列的)兩個(gè)成像探測(cè)器掃描架增加系統(tǒng)的占用面積，并且因此需要較大成像室。此外，較新的CT探測(cè)器具有越來(lái)越高的視場(chǎng)，這增加CT探測(cè)器尺寸。這些雙模態(tài)CT/PET系統(tǒng)中的較大CT探測(cè)器使PET探測(cè)器更向前移到膛體積中。因此，患者進(jìn)一步行進(jìn)到膛體積中，這對(duì)某些患者能夠引起幽閉恐懼癥和全身不適。另外，由于增加的行進(jìn)長(zhǎng)度，必須采用附加加固使患者臺(tái)架更強(qiáng)。
[0005]—些已知雙模態(tài)成像系統(tǒng)嘗試減小不同模態(tài)的探測(cè)器之間的距離。例如，一些系統(tǒng)將PET探測(cè)器和CT探測(cè)器共同定位在掃描架的公共旋轉(zhuǎn)部分上。但是，旋轉(zhuǎn)PET環(huán)不一定是合乎需要的。其他系統(tǒng)并排定位CT和PET探測(cè)器，并且提供移動(dòng)患者平臺(tái)。但是，這個(gè)布置增加配準(zhǔn)和對(duì)齊的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種成像系統(tǒng)，包括X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)掃描架，該掃描架具有殼體中的旋轉(zhuǎn)部分和固定部分并且包括貫穿其的膛體積。該成像系統(tǒng)還包括耦合到旋轉(zhuǎn)部分的X射線源和X射線探測(cè)器。該成像系統(tǒng)還包括正電子發(fā)射斷層掃描(PET)探測(cè)器，其中PET探測(cè)器耦合到CT掃描架的固定部分，使得PET探測(cè)器至少部分延伸到CT掃描架中，其中PET探測(cè)器的至少一部分處于CT掃描架的殼體中。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種成像系統(tǒng)，包括X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)掃描架，該掃描架具有殼體中的旋轉(zhuǎn)部分和固定部分并且包括貫穿其的膛體積。該成像系統(tǒng)還包括X射線源和X射線探測(cè)器，其耦合到旋轉(zhuǎn)部分。該成像系統(tǒng)還包括具有與其耦合的PET探測(cè)器環(huán)的正電子發(fā)射斷層掃描(PET)掃描架。PET掃描架耦合到CT掃描架的固定部分，以及PET探測(cè)器環(huán)至少部分延伸到CT掃描架中，使得PET探測(cè)器環(huán)的至少一部分處于CT掃描架的殼體中。
[0008]在又一個(gè)實(shí)施例中，提供一種成像系統(tǒng)，其包括具有殼體中的旋轉(zhuǎn)部分和固定部分并且包括貫穿其的膛體積的X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)掃描架。膛體積沿貫穿CT掃描架的檢查軸的長(zhǎng)度具有恒定直徑。該成像系統(tǒng)還包括:x射線探測(cè)器，耦合到CT掃描架的旋轉(zhuǎn)部分；以及正電子發(fā)射斷層掃描(PET)探測(cè)器環(huán)，耦合到CT掃描架的固定部分，其中PET探測(cè)器環(huán)至少部分延伸到CT掃描架中。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是示出按照各個(gè)實(shí)施例的雙模態(tài)成像系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
[0010]圖2是按照一實(shí)施例、具有均勻膛直徑的雙模態(tài)成像系統(tǒng)的截面示意圖。
[0011]圖3是按照一實(shí)施例、具有變化膛直徑的雙模態(tài)成像系統(tǒng)的截面示意圖。
[0012]圖4是按照一實(shí)施例、具有公共掃描架的雙模態(tài)成像系統(tǒng)的截面示意圖。
[0013]圖5是按照各個(gè)實(shí)施例、用于配置雙模態(tài)成像系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀，將會(huì)更好地理解某些實(shí)施例的以下詳細(xì)描述。
[0015]此外，提到“一個(gè)實(shí)施例”并不是要被解釋為排除還結(jié)合了所述特征的附加實(shí)施例的存在。此外，除非相反的明確說(shuō)明，否則，“包括”或“具有”帶特定性質(zhì)的元件或者多個(gè)元件的實(shí)施例可包括沒(méi)有那種性質(zhì)的其他這類元件。此外，提到“一個(gè)實(shí)施例”并不是要被解釋為排除還結(jié)合了所述特征的附加實(shí)施例的存在。此外，除非相反的明確說(shuō)明，否則，“包括”或“具有”帶特定性質(zhì)的元件或者多個(gè)元件的實(shí)施例可包括沒(méi)有那種性質(zhì)的其他這類元件。
[0016]各個(gè)實(shí)施例提供采用多種成像技術(shù)來(lái)生成圖像的成像系統(tǒng)。例如，可使用正電子發(fā)射斷層掃描(PET)成像系統(tǒng)，其基于使用通常配置為探測(cè)器塊的環(huán)形組合件的探測(cè)器系統(tǒng)所探測(cè)的符合發(fā)射事件來(lái)生成示出患者體內(nèi)的正電子發(fā)射核素的分布的圖像。正電子通過(guò)煙沒(méi)與患者體內(nèi)的電子相互作用，并且然后電子-正電子對(duì)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)光子。光子沿響應(yīng)線在相反方向發(fā)射。煙沒(méi)光子由探測(cè)器環(huán)的響應(yīng)線的兩側(cè)上的探測(cè)器來(lái)探測(cè)。然后基于包括煙沒(méi)光子探測(cè)信息的所獲取發(fā)射數(shù)據(jù)來(lái)生成圖像。
[0017]各個(gè)實(shí)施例還包括計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像系統(tǒng)。例如，CT成像系統(tǒng)包括掃描架，其具有旋轉(zhuǎn)部分和固定部分。旋轉(zhuǎn)部分包括X射線源，其將X射線束投射到環(huán)的相對(duì)側(cè)的獲取圖像數(shù)據(jù)以生成圖像的X射線探測(cè)器集合上?；h(huán)用來(lái)將探測(cè)器連接到CT掃描架的固定部分。
[0018]在各個(gè)實(shí)施例中，提供一種雙模態(tài)成像系統(tǒng)，其中該成像系統(tǒng)允許不同模態(tài)的多個(gè)掃描，以促進(jìn)優(yōu)于單模態(tài)系統(tǒng)的增加的診斷能力。雖然在包括CT和PET成像系統(tǒng)的示范雙模態(tài)成像系統(tǒng)的上下文中描述各個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，預(yù)期使用能夠執(zhí)行本文所述功能的其他成像系統(tǒng)。
[0019]圖1是示出按照各個(gè)實(shí)施例的雙模態(tài)成像系統(tǒng)100的簡(jiǎn)圖。在一個(gè)實(shí)施例中，示范雙模態(tài)成像系統(tǒng)100是CT/PET成像系統(tǒng)。如上所述，可選地，CT和PET之外的模態(tài)與成像系統(tǒng)100 —起使用。例如，成像系統(tǒng)100可以是獨(dú)立CT成像系統(tǒng)、獨(dú)立PET成像系統(tǒng)、磁共振成像(MRI)系統(tǒng)、超聲成像系統(tǒng)、X射線成像系統(tǒng)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)成像系統(tǒng)、介入C型臂斷層掃描系統(tǒng)、諸如肢體或乳房掃描之類的專用CT系統(tǒng)及它們的組入絕絕口 ?寸寸ο
[0020]CT成像系統(tǒng)一般包括CT掃描架102，其包括固定部分110和旋轉(zhuǎn)部分111。固定部分110為成像系統(tǒng)提供穩(wěn)定框架。旋轉(zhuǎn)部分111包括X射線源112，其將X射線束投射到旋轉(zhuǎn)部分111的相對(duì)側(cè)的X射線探測(cè)器114(例如探測(cè)器陣列)。在一些實(shí)施例中，X射線探測(cè)器114包括多個(gè)探測(cè)器元件，其以共同感測(cè)經(jīng)過(guò)對(duì)象、例如受檢者106的所投射X射線的行和通道來(lái)設(shè)置。
[0021]旋轉(zhuǎn)部分111還包括貫穿其的膛。在各個(gè)實(shí)施例中，掃描架開(kāi)口 124(用于膛)的直徑和CT掃描架102的膛深度限定膛體積。膛深度定義為從掃描架開(kāi)口 124處的膛的一端到膛的相對(duì)端(圖1中未示出)的距離。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，掃描架開(kāi)口 124的直徑可以是80厘米。但是，在其他實(shí)施例中，掃描架開(kāi)口 124和膛直徑可以是不同的。
[0022]在各個(gè)實(shí)施例中，成像系統(tǒng)100還包括PET掃描架104 (以虛線示出)，其允許PET探測(cè)器、例如PET探測(cè)器環(huán)(未示出)獲取發(fā)射數(shù)據(jù)。如本文更詳細(xì)描述的PET掃描架104配置成允許PET探測(cè)器的至少一部分處于CT掃描架102的殼體中。在各個(gè)實(shí)施例中，PET掃描架104可部分或完全處于CT掃描架102中。應(yīng)當(dāng)注意，在各個(gè)實(shí)施例中，膛體積還包括PET掃描架104的附加膛深度。但是，如本文更詳細(xì)描述，本文中的不同配置允許大掃描架開(kāi)口 124，其可降低患者的幽閉恐懼癥或其他不適的感覺(jué)，同時(shí)減少雙模態(tài)成像系統(tǒng)100的總占用面積(例如深度)。
[0023]在操作中，操作員提供的命令和參數(shù)由計(jì)算機(jī)120用來(lái)提供控制信號(hào)和信息，以定位機(jī)動(dòng)臺(tái)架122。更具體來(lái)說(shuō)，機(jī)動(dòng)臺(tái)架122用來(lái)將受檢者106移入和移出成像系統(tǒng)100。具體來(lái)說(shuō)，機(jī)動(dòng)臺(tái)架122將受檢者106的至少一部分移入掃描架開(kāi)口 124，并且延伸到CT掃描架102和PET掃描架104中。在臺(tái)架122使受檢者106穿過(guò)掃描架的同時(shí)，x射線探測(cè)器114和PET探測(cè)器獲取圖像數(shù)據(jù)，其用來(lái)例如使用本領(lǐng)域的圖像重構(gòu)技術(shù)來(lái)生成受檢者106的圖像。例如，計(jì)算機(jī)120接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，其經(jīng)過(guò)處理以生成二維或三維圖像。
[0024]各個(gè)實(shí)施例有選擇地將用于獲取PET圖像和CT圖像的探測(cè)器定位成相互更靠近，以減少機(jī)動(dòng)臺(tái)架122并且因此受檢者106必須移入膛中的距離。減少CT探測(cè)器與PET探測(cè)器之間的距離促進(jìn)共同配準(zhǔn)，由此計(jì)算機(jī)120把來(lái)自X射線探測(cè)器114的圖像與來(lái)自PET探測(cè)器的圖像相組合。
[0025]圖2是按照一實(shí)施例、具有恒定均勻膛直徑220的雙模態(tài)成像系統(tǒng)的截面