[发明专利]用于医学成像的近2π康普顿摄像机

说明书

为了用康普顿摄像机捕集更多的发射光子，散射检测器（12）相对于来自成像系统的等中心的径向而倾斜（非正交角度）。倾斜创建了用于散射相互作用的更大体积。为了捕集更多散射光子，捕集器检测器（13）是非平面的，例如至少部分地围绕散射检测器（12）之后的体积的多面检测器。在康普顿摄像机中，单独使用倾斜散射检测器（12）、单独使用非平面捕集器检测器（13）、或者使用倾斜散射检测器（12）和非平面捕集器检测器（13）。

背景技术

本实施例涉及使用康普顿效应的医学成像。康普顿效应允许比针对单光子发射计算机断层摄影（SPECT）所使用的更高的成像能量。康普顿成像系统被构造为测试平台，例如组装散射层，然后捕集器层被安装到大框架。电子装置被连接以从幻象（phantom）的发射中检测基于康普顿的事件。康普顿成像系统未能解决在任何商业临床环境中实际使用的设计和约束要求。当前的建议缺乏集成到诊所中的成像平台中的能力，或者缺乏解决商业和诊断需要的设计和约束要求（即，灵活性和可扩展性）。

康普顿摄像机可能具有低灵敏度（$）和差的图像质量（IQ）。散射层中的散射光子的绝对数量很低，这是由于几何结构（例如，源散射立体角Ω＜＜4π）、材料（例如，有利于光电效应的检测材料中的低散射分数）和检测器制造限制（例如，可以为散射层和捕集器层两者制造的实际检测器厚度是有界的，诸如对于Si检测器的最大值为1mm，对于CZT检测器的最大值为2mm…10 mm）。在捕集器层中捕集的散射光子的数量很低，这是由于几何形状（例如，散射捕集器立体角Ω＜＜4π）。多普勒展宽降低了康普顿摄像机的图像质量。多普勒展宽对康普顿角不确定性的贡献取决于入射光子能量E₀、散射角θ和束缚于目标原子的移动电子的能量。有限的检测器能量分辨率导致了附加的康普顿角不确定性。在散射层和捕集器层两者中的有限检测器位置分辨率导致了附加的康普顿锥环偏移。

发明内容

作为介绍，下面描述的优选实施例包括用于医学成像的方法和系统。为了用康普顿摄像机捕集更多的发射光子，散射检测器相对于来自成像系统的等中心的径向而倾斜（非正交角度）。倾斜产生了用于散射相互作用的更大体积。为了捕集更多的散射光子，捕集器检测器是非平面的，例如至少部分地围绕散射检测器之后的体积的多面检测器。在康普顿摄像机中单独使用倾斜散射检测器、单独使用非平面捕集器检测器、或者使用倾斜散射检测器和非平面捕集器检测器。

在第一方面，提供了一种用于医学成像的康普顿摄像机。床用于具有等中心轴的患者空间。第一模块具有第一散射检测器和与第一散射检测器间隔开的第一捕集器检测器。第一散射检测器具有面向等中心轴的外表面，其中，外表面与和径向线正交相距至少20度的角度，所述径向线从等中心轴垂直延伸通过第一散射检测器的中心。第一捕集器检测器相对于患者空间在第一散射检测器之后形成基本半球形围绕。图像处理器配置成确定来自第一散射检测器和第一捕集器检测器的康普顿事件的入射角。

在第二方面，一种医学成像系统包括康普顿摄像机，该康普顿摄像机具有被布置为接收来自患者的发射的散射检测器。散射检测器具有面向患者的外表面，其中，外表面与和径向线正交相距至少20度的角度，所述径向线从所述患者的纵轴垂直延伸通过散射检测器。

在第三方面，一种医学成像系统包括具有散射检测器和捕集器检测器的康普顿摄像机。散射检测器被布置成接收来自患者的发射。捕集器检测器被布置成接收由于来自患者的发射而导致的来自散射检测器的散射。捕集器检测器包括相对于患者位于散射检测器之后的多侧检测表面。

本发明由所附权利要求来限定，并且本部分中的任何内容都不应被认为是对那些权利要求的限制。本发明的其他方面和优点将在下面结合优选实施例进行讨论，并且可以在随后独立地或组合地要求保护。

附图说明

组件和附图不一定是按比例绘制的，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记遍及不同的视图表示对应的部分。

图1是根据一个实施例的康普顿摄像机的多个模块的透视图；

图2示出示例性散射检测器；