[发明专利]一种应用适应性的正电子发射断层成像方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用适应性的正电子发射断层成像方法及装置，属于正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，以下简称PET)领域。

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。[Miles N.Wernick，John N.Aarsvold，Emission Tomography：The Fundamentals of PET and SPECT，Elsevier Academic Press，2004]

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。PET系统搭建完毕后，探测器模块在检测过程中固定不动，或以固定模式围绕固定中心进行旋转[Michael E.Phelps，PET Physics，Instrumentation，and Scanners，Springer，2006]。并且，对待同一个检测对象，一般进行一次检测，或进行多次不相关检测，未根据具体检测对象的特点调整探测器模块的布局和性能。

目前，小动物PET在空间分辨率、时间分辨率、能量分辨率、灵敏度、计数率等方面获得了相比针对人体的PET(以下简称“人体PET”，若无特殊说明，“PET”亦指“人体PET”)更高的性能。其主要原因在于，由于容积效应影响，小动物PET若要获得与人体PET同等的成像性能，需要研发更优性能的探测器模块设计方案。若人体PET采用小动物PET的探测器模块设计方案，则人体PET与小动物PET系统的闪烁晶体成本与两者探测环的半径的平方呈正比。取人体PET在垂直轴向的可视域(Field of View，以下简称FOV)为60cm、小动物PET在垂直轴向的FOV为12cm、人体PET和小动物PET轴向FOV相同，则，人体PET的闪烁晶体的成本至少是小动物PET的25倍。