[发明专利]利用放射源的定时校准

说明书

技术领域

本发明涉及数字成像领域。本发明特别适于结合飞行时间(TimeOf Flight)正电子发射型X线断层显像(TOF-PET)成像系统一起使用，并将特别参考这种成像系统对本发明进行描述。不过，将会理解，本发明还可用于正电子发射X线断层显像(PET)扫描仪、有符合能力(coincidence-capable)的伽马照像机医用成像系统和进行时间校准(temporal calibration)的其它类型的核能照像机和诊断成像系统。

背景技术

在核医疗学中，用放射性药剂对受治疗者进行注射，放射性药剂带有放射性同位素，放射性同位素衰变并发射伽马辐射。核能照像机检测伽马辐射并重建诊断图像，这种图像示出受治疗者中放射性活动的密度。

在PET成像时，出现产生两个伽马光子的正电子湮没活动(positron annihilation event)，这两个伽马光子同时以相反的方向发射。PET成像系统通常包括接收所发射的伽马射线对的检测器环。为了确定这些伽马射线是否来源于相同的活动，对这些伽马射线的相对检测时间进行分析，以确定相对检测时间是否在符合窗口(coincidencewindow)中，通常约为5至15纳秒。将在这种窗口中进行的辐射检测认为同时地被接收或符合地被接收。伽马射线确定在两个检测器之间延伸的射线或线路，这两个检测器符合接收伽马射线，且辐射活动沿着这种射线出现。常规的重建技术用于将射线收集重建到诊断图像中，其中诊断图像示出辐射活动的密度。

在飞行时间正电子发射X线断层显像(TOF-PET)中，对每个辐射活动的符合检测之间的时间进行测量。可从符合窗口内的相对检测时间确定沿着射线或至少沿着射线的一段的辐射活动的位置。当伽马辐射以约30cm/ns的速率行进、检测器直径在90至150cm且电流系统对速度和硬件计时(clocking)时，可将活动的位置确定到约3至5cm的射线分段。在重建这些较短的分段时，产生更加精确的诊断图像。

在测量纳秒或几皮秒的几分之一的时间时，测量硬件的稳定性变得很重要。闪烁晶体、光电二极管或光电倍增管、放大器、其它电子器件甚至电缆布线可随着时间、温度等漂移或变化。为了容纳这种漂移，希望频繁地重新校准TOF-PET扫描仪。在TOF-PET扫描仪中，频繁校准也有助于保持符合窗口的精确。

可以用各种各样的方式进行校准。在一种技术中，将放射性点源置于孔中已知的位置，后来会使受治疗者处于该孔中。这些点源可用于校准各种检测器信道之间的相对延迟。不过，替代用于受治疗者的精确定位的点源的校准程序既耗时又中断最佳的患者周转量。

现已开发出了其它的技术，在这些技术中，将电脉冲引入在如前置放大器或在光电倍增管或光电二极管的每个检测信道中。这些人工注入的脉冲可用于从下游注入点校准检测信道，但并不校准光电倍增管或上游电子装置中的定时变化(timing variation)。

另一种方案一直是将光源加到每个闪烁体类型的检测器。这种光源允许将整个检测器信道校准。不过，加入光源在检测系统中添加了大量的复杂硬件。

本发明提供新的经过改进的方法和设备，这些方法和设备解决了上述的和其它的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供诊断成像设备。患者支架将受治疗者支撑在成像孔中，受治疗者已经注射了放射性药剂，这种放射性药剂发射并发的伽马辐射对。辐射检测器的缸筒包围孔，以检测辐射对，每个检测器包括在多个电子检测器信道中的对应的一个中，这些电子检测器信道具有非均匀时变漂移。多个校准辐射源并发地发射辐射对，这些校准辐射源设置在辐射检测器的缸筒内部并位于受治疗者的外部。时间校准存储器校正非均匀检测器信道漂移且符合检测器(coincidence detector)确定所检测的辐射对的活动是否在所选择的符合窗口中出现。重建处理器将符合辐射对的检测位置重建到图像表示中。校准校正处理器根据从校准辐射源接收的辐射对校正时间校准存储器。

根据本发明的另一个方面，提供一种诊断成像方法，这种方法包括从至少一个放射性药剂放射性核素源接收伽马辐射对以及从多个校准辐射发射源接收伽马辐射对，该至少一个放射性药剂放射性核素源具有检测信道，这些检测信道具有非均匀时变漂移，多个校准辐射发射源具有检测信道。利用校准存储器校正非均匀检测器信道延迟。确定来自该至少一个放射性药剂辐射源和校准源的所检测的符合辐射对。重建进入图像表示的符合对的检测位置，并且调节根据从校准辐射源接收的辐射对进行的非均匀时变漂移的校正。