[发明专利]多层错位耦合准直器、辐射器、探测装置及扫描设备

说明书

技术领域

本发明主要涉及核医学成像技术领域，特别是一种多层错位耦合准直器、 辐射器、探测装置及扫描设备。

背景技术

单光子发射计算机断层扫描成像仪(SinglePhotonEmissionComputed Tomograph，以下简称SPECT)是一种先进的核医学分子影像工具，能够以 无创的方式获得生物体的代谢信息，在心血管系统疾病、神经系统疾病、肿 瘤学等重大疾病的机理研究、诊断及治疗中发挥了重要作用。SPECT仪器由 探头、旋转机架、扫描床、图像采集与处理工作站等组成，其中探头通常由 闪烁体探测器和准直器两部分组成。成像时先将Tc-99m等放射性核素标记的 药物注射到人体，然后利用探头围绕人体，从不同角度采集伽马射线，获得 不同角度的二维放射性强度分布图，进而通过图像重建，可以得到反映人体 放射性药物分布的三维图像。

空间分辨率、灵敏度、成像视野是SPECT最重要的三个性能指标。空间 分辨率反映了SPECT分辨物体细节的能力，它的提升可以增加所得图像的细 节丰富度和清晰度；灵敏度反映了SPECT探测低活度对象的能力，它的提升 可以减少放射性药物的注射量或者成像时间；成像视野则反映了SPECT所能 扫描的物体的尺寸范围，它的提升可以加速或优化对大物体的扫描。对于这 些指标中的一个或者多个同时提升，是多年来SPECT发展的基本方向。

准直器的性能是影响SPECT系统性能的最主要因素之一。优化准直器的 设计，提升准直器性能是SPECT系统性能提升的主要手段之一。准直器通常 是一块打满紧密排列的通孔的方板，板材一般为铅、钨等重金属材料或合金， 它可以阻挡不沿孔飞行的伽马光子，允许沿与其上的孔飞行的伽马光子通过。 基于准直器上的孔的方向和闪烁体探测器所获得的伽马光子打在探测器上的 位置，就可以确定伽马光子飞行的直线轨迹。准直器的性能通常也用空间分 辨率、灵敏度、视野等指标来表征，这些性能指标由准直器的几何参数(板 大小、孔的形状、尺寸、孔深等)、材质、加工精度等决定。这些指标之间 是相互约束的关系，一个的提升往往伴随着其它指标的下降，通常需要根据 应用需求来进行优化，以选择一个较为合适的性能组合。

当前，对大动物及人的成像中，SPECT系统的分辨率和灵敏度还有很大 提升空间。相对于同样是核医学分子影像工具的正电子发射计算机断层扫描 成像仪而言，其分辨率一般较低，而灵敏度更是低到两个数量级。较低的灵 敏度和分辨率影响着SPECT系统(尤其是基于平行孔准直器的临床SPECT 系统)对疾病的早期诊断、小病灶的发现和定量分析、物体细节的准确反映 等的应用能力。因此，进一步设计高性能的准直器仍是提升SPECT系统性能 的重要问题和有效手段。

在实际的临床SPECT成像中，通常会需要根据应用类型来选取不同性能 的准直器。这一过程需要卸载旧的准直器、安装新的准直器。由于准直器又 大又重，所以准直器的更换存在较大的不便性，也容易在更换的过程中对机 器造成损坏。此外，一台SPECT一般配置的不同性能的准直器的数量也非常 少，因此选择范围就非常少，并不能充分地实现根据应用来选择适当的准直 器的功能。设计性能可调的多性能准直器是解决这一问题的理想方案。

准直器的加工难度也是准直器设计的一大考量，极端性能的准直器和功 能复杂的准直器可能会受限于加工难度而无法实现。因此，在实现功能的同 时，也需要考虑准直器的加工问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种改良结构的多层错位耦合准 直器、辐射器、探测装置及扫描设备，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多层错位耦合准直器、辐射器、 探测装置及扫描设备，能够提升准直器的单个或多个性能指标，或者能够支 持多种性能组合以供调节和选择。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多层错位耦合准直器，其包括若干个准直层，每个准直层上设有若 干准直孔，至少有两个准直层相互间是错位耦合的。

一种辐射器，其包括辐射源，所述辐射器还包括所述的多层错位耦合准 直器，所述多层错位耦合准直器用以对从辐射源中产生的射线进行准直。

一种探测装置，其包括检测器，所述探测装置还包括所述的多层错位耦 合准直器，所述多层错位耦合准直器用于对射线进行准直，并且准直后的射 线将被施加到所述检测器上。