[发明专利]一种便携式肢体关节单光子CT成像系统

说明书

本发明公开了一种便携式肢体关节单光子CT成像系统，包括：支撑结构、滑环导轨、X射线源、硅光电倍增器(Silicon Photomultiplier，简称为SiPM)探测器模块、数据采集模块、驱动模块、处理器、供电模块以及通信模块。通过处理器控制驱动模块驱动滑环导轨旋转装置和导轨水平移动装置同步运行，带动滑环导轨上的X射线源和SiPM探测器模块完成360°螺旋扫描。采用弧形的单光子探测灵敏度的SiPM探测器探测X射线实现大面积的低剂量的CT扫描成像。解决了传统肢体关节CT成像中存在的射线剂量高、设备不灵活、设备成本高、操作复杂以及扫描时间长等问题，具有操作灵活、成像清晰、辐射剂量低、扫描时间短等优点。

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械技术领域的装置，具体是一种便携式肢体关节单光子CT成像系统。

背景技术

CT(Computed Tomography)，即计算机断层扫描，利用精确准直的X射线束与高灵敏度探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，从而重构出人体病灶部位的三维图像，可用于人体多种疾病的检查。

现阶段临床中，CT成像和核磁共振成像都是用来诊断肢体关节疾病的重要医疗手段。对于肢体关节，CT能够获得清晰的骨骼和关节处的成像且空间分辨率较好；而核磁共振技术对于关节软骨、韧带、半月板、滑膜等软组织检查具有优势，但空间分辨率较差。因此，肢体关节成像大多采用CT来实现。现阶段的CT成像系统在对肢体关节扫描时，需要整个身体进入扫描腔，设备体积庞大，只能用于在固定的地点进行检查，不方便移动使用。同时，CT技术用于检查时还存在以下问题：(1)扫描设备成本昂贵；(2)需要专业人员操作且操作流程复杂繁琐；(3)扫描所需时间长且容易累积较大的X射线剂量。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种便携式肢体关节单光子CT成像系统，解决了传统肢体关节CT成像中存在的射线剂量高、设备不灵活、设备成本高、操作复杂以及扫描时间长等问题，具有操作灵活、成像清晰、辐射剂量低、扫描时间短等优点，适用于临床肢体关节以及小型动物的医疗诊断。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种便携式肢体关节单光子CT成像设备，包括：支撑结构、滑环导轨、X射线源、硅光电倍增器(Silicon Photomultiplier，简称为SiPM)探测器模块、数据采集模块、驱动模块、处理器、供电模块以及通信模块；

所述的支撑结构，用于支撑固定滑环导轨和系统各模块；

所述的滑环导轨，用于搭载X射线源和SiPM探测器模块；

所述的X射线源，用于发射被检测的X射线束；

所述的SiPM探测器模块，用于探测所述射线源发射的X射线，将X射线转换成电脉冲信号；

所述的数据采集模块，用于实时采集所述转换后的数字信号；

所述的驱动模块，用于驱动滑环导轨上的X射线源和SiPM探测器模块进行同步螺旋旋转扫描；

所述处理器，用于控制X射线源、SiPM探测器模块、驱动模块、数据采集模块以及通信模块的运行；

所述的通信模块，用于远程数据传输和远程操作控制；

所述的供电模块，用于提供整体系统电路运行所需的电源。

进一步地，所述的X射线源可以通过设置调节X射线的放射剂量和能量，包含前准直器，通过约束将X射线准直成锥形光束，与SiPM探测器模块的探测窗口有效匹配。

进一步地，所述X射线源与SiPM探测器模块在滑环导轨上呈180度相对布置，且所述X射线源与SiPM探测器模块通过外部配重使得两者质量差在平衡范围内。

进一步地，所述的SiPM探测器模块包括：后准直器、闪烁体、SiPM探测器。