[发明专利]多模态康普顿和单光子发射计算机断层摄影医学成像系统

说明书

一种多模态成像系统允许可选择的光电效应和/或康普顿效应检测。摄像机或检测器是具有捕集器检测器（13）的模块（11）。根据用途或设计，散射检测器（12）和/或编码物理孔径（110）相对于患者空间定位在捕集器检测器（13）之前。对于低能量，通过散射检测器（12）的发射继续通过编码孔径（110），以由捕集器检测器（13）使用光电效应来检测。或者，不提供散射检测器（12）。对于较高能量，一些发射在散射检测器（12）处散射，并且从散射所产生的发射经过或通过编码孔径（110），以在用于使用康普顿效应进行检测的捕集器检测器（13）处被检测。或者，不提供编码孔径（110）。相同的模块（11）可以用于使用光电效应和康普顿效应两者进行检测，其中，散射检测器（12）和编码孔径（110）两者都设有捕集器检测器（13）。多个模块（11）可以定位在一起以形成更大的摄像机，或者单独使用模块（11）。通过使用模块（11），可以使用任何数量的模块（11）来与多模态成像系统进行配合。一个或多个这样的模块（11）可以被添加到用于多模态成像系统的另一成像系统（例如，CT或MR）。

背景技术

本实施例涉及核成像，例如单光子发射计算机断层摄影（SPECT）成像。缓慢旋转大视场SPECT系统依赖于物理准直器的存在。与位置灵敏检测器组合的平行孔准直器形成图像。依赖于用于检测来自患者体内的放射性同位素的发射的光电效应，这些准直SPECT系统被限于低能光子发射同位素，例如Tc99m。图像质量和效率是用于SPECT医学应用的任何图像形成系统的关键参数。提高的灵敏度和图像质量是成像更高光子能量的增加可能性以及新SPECT图像形成系统中的期望特征。

康普顿效应允许成像更高能量。康普顿成像系统被构造为测试平台，例如组装散射环，然后捕集器环被安装到大框架。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，或者缺乏解决商业需要的设计和约束要求（即，灵活性和可扩展性）。

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。一种多模态成像系统允许可选择的光电效应和/或康普顿效应检测。摄像机或检测器是具有捕集器检测器的模块。根据用途或设计，散射检测器和/或编码物理孔径相对于患者空间定位在捕集器检测器之前。对于低能量，通过散射检测器的发射继续通过编码孔径，以由捕集器检测器使用光电效应进行检测。或者，不提供散射检测器。对于较高能量，一些发射在散射检测器处散射，并且来自散射的所得发射经过或通过编码孔径，以在用于使用康普顿效应进行检测的捕集器检测器处被检测。或者，不提供编码孔径。在散射检测器和编码孔径两者都设有捕集器检测器的情况下，可以使用相同的模块来使用光电效应和康普顿效应两者进行检测。多个模块可以定位在一起以形成更大的摄像机，或单独使用模块。通过使用模块，可以使用任何数量的模块来与多模态成像系统进行配合。一个或多个这样的模块可以被添加到用于多模态成像系统的另一成像系统（例如，CT或MR）。

在第一方面，多模态医学成像系统包括第一模块，所述第一模块具有第一捕集器检测器、用于与所述捕集器检测器间隔开的第一散射检测器的位置、以及用于患者空间与所述第一捕集器检测器之间的第一物理孔径的位置。图像处理器配置成在第一散射检测器包括在第一模块中的情况下确定康普顿事件的入射角，并且在第一物理孔径包括在第一模块中的情况下对光电事件进行计数。

在第二方面，一种医学成像系统包括固态检测器模块，每个固态检测器模块具有第一检测器，所述第一检测器被布置为与形成编码孔径的板和散射检测器中的任一者或两者一起使用。固态检测器模块在法向于来自纵向患者轴的径向的横截面中具有三个、五个或六个侧，使得固态检测器模块堆叠在一起以形成网格球顶的一部分。

在第三方面，提供了一种用于形成康普顿摄像机和/或单光子发射计算机断层摄影摄像机的方法。捕集器检测器被容纳在壳体中。捕集器检测器被布置为与编码孔径一起可用于相对较低发射能量，并且与散射检测器一起可用于相对较高发射能量。壳体被成形为网格球顶的一部分。壳体相对于具有编码孔径和散射检测器中的所选择的一个或两个的患者床来安装。