[发明专利]应用适应性的PET探测结构及系统

说明书

技术领域

本发明涉及正电子发射断层成像领域，尤其涉及一种应用适应性的PET探测结构及系统。

背景技术

正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，以下简称PET）是一种非侵入性的造影方法，能无创、定量、动态地评估人体内各种器官的代谢水平、生化反应、功能活动和灌注，能够对肿瘤、心脏系统疾病和神经系统疾病进行早期诊断和分析，在重大疾病的预防和治疗中具有独特的应用价值。PET成像需要对被检测人体、动物或生物体注射标记有放射性同位素的药物。这些放射性同位素在被检测对象的组织中遇到电子湮灭产生一对γ光子。被检测对象外围的探测器接收γ光子并将其转化为电信号。这些电信号经过一系列的处理，最后通过图像重建方法获得被检测对象的活度分布图像。

PET成像仪主要包括探测器模块、电子学模块、图像重建模块。其中，探测器模块接收并沉积γ光子，并将其转换为电信号；电子学模块处理并传输这些电信号；图像重建模块对系统所获得的信号进行处理，获得被检测对象的活度分布图像。

目前的PET采用通用设计的模式，追求视场范围内整体性能的提高，所有探测器模块的性能几乎一致，对所有检测对象都采用相同配置和布局。然而，在很多情况下，仅需要某个感兴趣区域获得较高质量成像。如果为了满足某个感兴趣区域的性能需求而更新或升级整个PET探测系统，势必会在其它区域出现性能浪费和闲置。并且，在一定的成本约束下，这种PET构建方式也无法全部采用极端高性能的探测器模块，导致不能获得极端高成像质量。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种改良结构的应用适应性的PET探测结构及系统，以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用适应性的PET探测结构及系统，该应用适应性的PET探测结构及系统在保证局部区域获得高质量的成像图像的同时，减少了高性能等级的探测器模块的使用数量，节约了系统的建造成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用适应性的PET探测结构，其包括至少两个探测器模块和用以放置探测器模块的探测环，该至少两个探测器模块排布于探测环上并以环绕方式包围被检测对象，所述每一个探测器模块的性能包括固有空间分辨率、时间特性、能量分辨率、探测效率、最大计数率，所述探测器模块的性能划分为多个性能等级，所述至少两个探测器模块中至少有一个探测器模块的一个性能的性能等级高于其它探测器模块的同一性能的性能等级。

优选的，在上述应用适应性的PET探测结构中，所述的环绕方式采用具有规则的几何形状；或者采用非规则的凸集形状；或者根据被检测对象的结构特点，采用类似被检测对象的几何形状。

优选的，在上述应用适应性的PET探测结构中，所述的探测器模块的性能等级以等间隔划分，其中，固有空间分辨率划分性能等级的间隔数值的取值范围为：0.1mm-10.0mm，时间特性划分性能等级的间隔数值的取值范围为：10ps-50ns，能量分辨率划分性能等级的间隔数值的取值范围为：3%-50%，探测效率划分性能等级的间隔数值的取值范围为：3%-90%，最大计数率划分性能等级的间隔数值的取值范围为：10k cps-20M cps。

优选的，在上述应用适应性的PET探测结构中，所述的探测器模块的性能按某一固定值划分为两级，其中，固有空间分辨率划分性能等级的该固定值的取值范围为：0.1mm-10.0mm，时间特性划分性能等级的该固定值的取值范围为：10ps-50ns，能量分辨率划分性能等级的该固定值的取值范围为：3%-50%，探测效率划分性能等级的该固定值的取值范围为：3%-90%，最大计数率划分性能等级的该固定值的取值范围为：10k cps-20M cps。

优选的，在上述应用适应性的PET探测结构中，所述的所有探测器模块的最优性能与最差性能的差值大于某一阈值时，认为性能有级别差异，其中，固有空间分辨率存在性能级别差异的该阈值的取值范围为：0.1mm-10.0mm，时间特性存在性能级别差异的该阈值的取值范围为：10ps-50ns，能量分辨率存在性能级别差异的该阈值的取值范围为：3%-50%，探测效率存在性能级别差异的该阈值的取值范围为：3%-90%，最大计数率存在性能级别差异的该阈值的取值范围为：10k cps-20M cps。