CN103169489A - 用于成像系统中的校准的系统和方法 - Google Patents

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CN103169489A CN201210561372.2A CN201210561372A CN103169489A CN 103169489 A CN103169489 A CN 103169489A CN 201210561372 A CN201210561372 A CN 201210561372A CN 103169489 A CN103169489 A CN 103169489A
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Abstract

本发明的名称为用于成像系统中的校准的系统和方法。提供用于成像系统中的校准的系统和方法。一个系统包括准直仪,准直仪包括准直仪体,以及在限定针孔群的准直仪体之内的针孔的至少一个集合,其中,群之内的限定针孔的孔在大体相同的方向上与点对齐。此外,在孔之间的间隔小于最大孔的四倍直径。

Description

用于成像系统中的校准的系统和方法
背景技术
在核医学(NM)成像中,内服放射性药物并且然后通常安装于扫描架之上的检测器(例如,伽马照相机)捕捉由放射性药物发射的辐射并且从其形成图像。NM图像主要地显示例如被成像的患者或患者的一部分的生理功能。
校准可用于集中检测器的视野。已知不同类型的校准,例如,已知用于不同类型的应用的不同形状和配置的准直仪。然而,在设计准直仪时,在分辨率和灵敏度之间存在权衡。例如,高分辨率准直仪观察到来自患者的活动的非常狭窄的栏,并且因此提供了高空间分辨率,但灵敏度降低。相反,高灵敏度准直仪接受来自更宽角度范围的辐射,这增加了灵敏度,但是降低了分辨率。因此,取决于期望的或要求的成像特性或性能,基于期望的或要求的特性或性能将准直仪设计成提供分辨率和灵敏度级别来最大化或最优化成像。然而,此类设计可能在不同应用中不能令人满意地进行。
因此,已知的准直仪设计不得不为了分辨率而妥协灵敏度,并且反之亦然。因此,这些设计可导致对具体的应用达不到最佳成像。
发明内容
根据一实施例,提供了准直仪。该准直仪包括准直仪体和在限定针孔群的准直仪体之内的针孔的至少一个集合,其中群之内的限定针孔的孔在大体相同的方向上与点对齐。此外,在孔之间的间隔小于最大的孔的直径的四倍。
根据另一个实施例,提供了核医学(NM)成像系统,该系统包括扫描架,以及支撑在扫描架上并配置成绕着限定旋转轴的扫描架旋转的至少一个成像检测器。NM成像系统还包括邻近于至少一个成像检测器的检测面的准直仪,其中,准直仪具有限定针孔群的针孔的多个集合。针孔的集合在准直仪体之内被隔开,其中针孔的集合之内的限定针孔的孔被分开一段距离。在针孔的集合的每个之内的孔也沿着相同的视野对齐。此外,群内投影重叠大于群间投影重叠。
根据又一个实施例,提供了用于制造准直仪的方法。该方法包括提供准直仪体并在限定针孔群的准直仪体之内形成针孔的多个集合。针孔的集合在准直仪体之内被隔开,其中针孔的集合之内的限定针孔的孔被分开一段距离。在针孔的集合的每个之内的孔也是沿着相同的视野对齐。此外,群内投影重叠大于群间投影重叠。
附图说明
图1为根据实施例的成像系统的简化框示意图;
图2为根据实施例形成的准直仪的平面图;
图3-图6为根据多种实施例形成的准直仪的孔的截面图;
图7为根据实施例示出灵敏度分布图的图表;
图8为根据多种实施例示出用具有带有针孔群准直仪的检测器的系统获得的投影的图表;
图9为用于根据多种实施例进行成像的方法的流程图;
图10为根据多种实施例形成的核医学(NM)成像系统的透视图;
图11为强度分布图的图表。
具体实施方式
在结合附图阅读时,某些实施例的下列详细描述将更好地理解。就附图示出多种实施例的功能框的图而言,功能框不一定表示在硬件电路之间的分割。因此,例如,一个或者多个功能框(例如,处理器、控制器或存储器)可在单片硬件(例如,通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘等)或多片硬件中实现。类似地,程序可以是独立程序、可作为子程序并入在操作系统中、可在安装的软件包中起作用等。应该理解的是,多种实施例不限于在附图中示出的配置和工具。
如本文所使用的、以单数形式引述且跟随单词“一”或“一个”的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤,除非明确说明了这种排除。此外,本发明对“一个实施例”的引用无意于解释为排除同样结合了引用特征的附加实施例的存在。此外,除非有相反的明确陈述,否则,“包括”或“具有”带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括没有那种性质的附加元件。
同样如本文所使用的,短语“重建图像”无意于排除其中生成表示图像的数据而非可以看见的图像的实施例。因此,如本文所使用的,术语“图像”广泛地涉及看得见的图像和表示看得见的图像的数据。然而,许多实施例产生(或配置成产生)至少一个看得见的图像。
多种实施例提供用于成像系统中的校准的系统和方法,诸如诊断成像系统(例如,核医学(NM)成像系统)。例如,可提供准直仪布置供单光子发射计算机层析成像(SPECT)成像系统中使用。一般而言,多种实施例的准直仪布置对在不同频率处的数据采样提供群针孔校准。通过实践至少一个实施例,可提供图像空间的增加的高频采样。在没有损失灵敏度的情况下,至少一个实施例的至少一个技术效果是增加的空间分辨率。
可以在具有伽马照相机的不同布置和配置的、不同类型的NM成像系统(例如,不同类型的SPECT系统)中实现多种实施例。例如,可利用碘化钠(NaI)SPECT照相机或碲锌镉(CdZnTe或CZT)SPECT照相机等等实现多种实施例的准直仪。此外,可实现与其它类型的NM成像系统(诸如正电子放射层析成像(PET)系统)以及双模态成像系统结合的多种实施例。
如图1所示,可将NM成像系统20设置成具有配置为SPECT检测器22的NM照相机。应该注意的是,多种实施例不限于具有可操作以进行SPECT成像的单个检测器22的NM成像系统20。例如,NM成像系统20可包括具有通过其中的中心开口24的一个或者多个附加的检测器22(以虚线示出附加的检测器22)。诸如患者26之类的对象安置在邻近于用于成像的一个或者多个检测器22。
应该注意的是,检测器22的数量可大于两个,例如三个或者更多。在多检测器照相机中,检测器22的位置可以如在图1中示出的那样互相成大致90度,或采用本领域中周知的不同配置。
检测器22可为例如可在事件计数模式中操作的像素化检测器。像素化检测器22可配置成获得SPECT图像数据。检测器22可由不同材料形成,除了别的以外,尤其诸如CZT、碲化镉(CdTe)、以及硅(Si)之类的半导体材料。在一些实施例中,提供了各具有多个像素的多个检测器模块。在其它实施例中,检测器22可由诸如与光电倍增管(PMT)的阵列耦合的碘化钠(NaI)之类的闪烁晶体制成。然而,应该注意的是,多种实施例不限于检测器的具体类型或配置,并且可使用任何合适的成像检测器。
检测器22包括与其检测表面耦合的准直仪28。在多种实施例中的准直仪为如在本文更详细描述的那样的多针孔准直仪并且包括一个或者多个针孔群。在一个实施例中,准直仪28包括具有长孔通道针孔的针孔群。
可以采用例如单平面成像模式(在图1中示出)、两个检测器22“L”模式配置(在图1中用虚线示出的检测器22)、“H”模式配置或三头照相机配置等等的不同配置来提供检测器22。此外,可以采用不同形状(例如,“C”形)来配置提供支撑检测器22的扫描架(未示出),并且检测器22可以采用不同的配置来布置。
成像系统20还包括检测器控制器32,检测器控制器32操作以控制绕着中心开口24和在患者26周围的检测器22的运动。例如,检测器控制器32可控制检测器22的运动(诸如绕着患者26旋转检测器22),并且其还可包括移动检测器靠近或远离患者26以及使检测器22枢转。
成像系统20还包括图像重建模块34,图像重建模块34配置成根据从检测器22接收的获得的图像信息36生成图像。在多种实施例中,获得的图像信息36包括图像空间的增加的高频采样。例如,利用NM图像重建技术(诸如SPECT图像重建技术),图像重建模块34可操作以生成患者26的SPECT图像,其可包括感兴趣的对象,诸如患者的心脏38。
设想到对多种实施例的变化和修改。例如,在双头系统中(即具有两个检测器22的系统),一个检测器22可包括具有群针孔的准直仪28,而另一个检测器22包括平行孔准直仪、扇形束准直仪或不包括群针孔特征的某一其它准直仪。
可与耦合到成像系统20的处理器40(例如,工作站)结合或在其上实现图像重建模块34。可选择地,图像重建模块34可作为与处理器40耦合或安装在处理器40中的模块或装置实现。因此,图像重建模块34可采用软件、硬件或其组合实现。在一个实施例中,可在具有处理部件的远程工作站(例如,观察和处理终端)上而不是在成像扫描仪处进行图像重建。
通过处理器40接收的图像信息36可在存储器42中短期(例如,在处理期间)或长期(例如,用于后来的离线恢复)存储。存储器42可为任何类型的数据存储装置,该数据存储装置也可存储数据库信息。存储器42可与处理器40分开或形成处理器40的一部分。还提供可包括诸如计算机鼠标、轨迹球、触摸接口和/或键盘之类的用户接口选择装置的用户输入44来接收用户输入。
因此,在操作期间,来自检测器22的输出被传送至处理器40和图像重建模块34用于一个或者多个图像的重建和形成,其中来自检测器22的输出包括图像信息36,诸如来自多个检测器或扫描架角度的投影数据。在一个实施例中,通过检测器22获得的图像投影的重建包括利用通过对准直仪孔径(或孔)的每个在不同检测器像素处绘制每个体素的可见性而为准直仪28确定的系统矩阵,例如,如在共同拥有的美国专利7,829,856中描述的那样。然而,可使用任何合适的重建方法。
在一个实施例中,准直仪28包括如在图2中示出的多个针孔群。具体地,在准直仪28的体54(例如,铅体)的不同位置设置针孔52的群50的集合。通过贯穿在面对患者24(在图1中示出)的正面和具有部件和电子器件的背面之间的体54的孔限定针孔52,该部件和电子器件用于处理从已经注射有放射药剂的患者24发射的所接收的放射(例如,伽马辐射)。应该注意的是,孔可以是任何形状并且不限于圆形孔(例如,具有圆形的横截面),而可以是非圆形孔或任何任意的形状。此外,仅仅为了说明而示出每个集合之内的孔的数量和集合的数量。因此,可提供或多或少的孔和/或针孔52的集合,包括针孔52的一个集合或以上。
在示出的实施例中,针孔52的每个群50包括以大体三角形型式布置的三个分开的针孔52来限定三元(triplet)型式。然而,针孔52的数量和型式不限于示出的布置,而可根据希望或需要进行修改。例如,可在每个群50中设置附加的或更少的针孔52。同样,可采用相对彼此不同的取向和位置来布置针孔52。
在一个实施例中,在不同群50之内(例如在至少两个不同群50之内)的针孔52在不同的针孔52和/或具有相对体54的x轴和y轴不同的旋转或取向的针孔52之间具有间隔。例如,针孔52的至少一个集合的型式相对于准直仪体具有不同于针孔52的至少另一个集合的型式的取向(例如,旋转)。此外,在单个群50之内的针孔52的每个之间的间隔可以是相同的或不同的。
例如,以及参照群50a和50b,在群50a中的针孔52的每个之间的距离为D1以及在群50b的针孔52的每个之间的距离为D2。在本实施例中,D1不等于D2。在示出的实施例中,距离D1大于D2,使得群50a限定比群50b更大的三角形区域。在一个实施例中,在针孔52之间的距离(包括距离D1和D2)为限定针孔52的开口的宽度(W)的大约两个直径。然而,可设置更大或更小的距离,例如,包括1.5个直径、3个直径或4个直径,等等。应该注意的是,限定针孔52的开口(特别地,开口的宽度)在每个群50之内可以是相同的或不同的,并且在不同群50中也可以是相同的或不同的。
在一些实施例中,针孔52的每个集合包括至少两个孔,其中孔按例如在孔的大约1.5个直径到孔的大约4个直径之间的距离隔开。在多种实施例中,在邻近的针孔52的边沿之间距离为例如大约4毫米(mm),其中每个针孔52的直径为大约6mm。因此,在本实施例中的两个针孔52的中心之间的距离为大约10mm。
此外,在多种实施例中,在群50之间的距离大于在一个或者多个群52中的针孔52之间的距离。例如,在一个实施例中,在群50之间的距离至少为在具体的一个(或多个)群50之内的针孔52之间的距离的两倍。
在多种实施例中,群50之内的限定针孔52的孔在大体相同的方向上与点对齐。同样,在一个实施例中的孔之间的间隔小于最大孔的四倍直径。在一些实施例中,在一个群之内的针孔52在大体相同的方向上与点对齐,并且在另一个群之内的针孔52在大体相同的方向上与不同点对齐。在其它实施例中,在一个群之内的针孔在大体相同的方向上与点对齐,并且在另一个群之内的针孔在大体相同的方向上与相同点对齐(即群的两个集合与相同的点对齐,并且在每个集合之内的针孔52在大体相同的方向上对齐,这对于群的每个可以是相同的或不同的)。在又一些其它实施例中,在一个群之内的针孔52在大体相同的方向上与点对齐,在另一个群之内的针孔52在大体相同的方向上与该点对齐,并且在又另一个群之内的针孔52在大体相同的方向上与不同点对齐。
此外,虽然在每个群50之内的针孔52示出为相等地隔开,但是至少两个针孔52可以是不相等地隔开。此外,为了简洁起见,仅仅描述了群50a和50b,但是其它群50可具有带有相同或不同于群50a和50b的间隔的针孔52。
同样,如能够在图2中看见的那样,多个不同群50(包括群50a和50b)相对彼此旋转。具体地,在群50的每个中的针孔52的取向不在x和y方向上对齐。因此,如在图2中所示的群50的三角形型式具有指向不同方向的顶点。
在多种实施例中,在针孔52之间的间隔和群50的旋转可能随机地变化(例如,不基于具体的关系)或可按限定的量变化。在示出的实施例中,间隔和旋转是随机的并且彼此没有关系。同样,在体54之内的群50的定位可随机地变化或可按限定的量变化。因此,在群50的每个之间的间隔可以是相同的或不同的。如本文使用的那样,随机地变化大体表示的是间隔任意地变化。通过不同地隔开和/或旋转群50,在重建图像时,通过群50的不同集合采样不同频率。
同样,虽然示出了九个群50,可设置附加的或更少的群50。提供的群50的数量可为如示出的那样的奇数或是偶数。此外,虽然在群50的每个中的针孔52的数量示出为相同,但是在群50的至少两个中的针孔52的数量可以是不同的。
同样应该注意的是,诸如对于检测器22的阵列可以设置不止一个准直仪28。例如,多个准直仪28可结合多个检测器22(例如,耦合到或邻近检测器22)来设置,其各具有准直仪体54。在一个实施例中,各个准直仪体54包括针孔52的多个群50。然而,在其它实施例中,体54可包括针孔52的仅仅单个群或仅仅单个针孔52(限定单针孔准直仪)。也可设置准直仪28的组合,使得一个或者多个体54具有针孔52的多个群50、针孔52的单个群和/或仅仅单个针孔52。
在多种实施例中,针孔52由具有随角度滚降(roll off)的灵敏度分布图的孔形成,使得邻近的群50在投影中具有有限的重叠。例如,在一个实施例中,以及如在图3中示出的那样,针孔52(示出一个)为具有龙骨(keel)边沿60的长度L1的长针孔。具体地,限定针孔52的孔62具有沿着长度L2的平行壁,而整体长度L1的剩下的部分具有有角的壁64。因此,孔62通过沿着中间区段的平行壁66以及沿着其末端有角的壁64限定。应该注意的是,中间区段的长度L2和有角的壁64的长度可改变。此外,有角的壁64的角度或斜率可改变。在一个实施例中,长度L1为在孔62的末端的开口的宽度W的大约4倍,并且平行壁的长度L2为长度L1的大约一半。
应该注意的是,设想有变化和修改。例如,在一个实施例中,可去除龙骨边沿针孔的有角的区段64,使得平行壁66沿着整个长度L1延伸。同样,有角的区段64的长度和平行壁66可变化,包括其相对长度。多针孔群准直仪的一个实施例具有带有长而窄的开口的针孔52,该开口在本实施例中具有大于一或大约一的长度/直径的纵横比。然而,比率可变化。此外,在多种实施例中的孔62具有大约90度的截断角(cutoff angle)65,其为刚好能穿过针孔52的射线之间的全角度。
然而,应当意识到的是,针孔可采取不同形状或配置。例如,如在图4中所示,针孔52可为具有在点或顶点68处相遇的有角壁64的刃沿针孔。如另一个示例那样,可如图5中所示的那样将设置具有对称的截断的、标明的(titled)龙骨边沿配置。具体地,标明有角壁64(与图3相比),但不延伸至孔62的末端。反而,设置有成同样的角度的截断区域69。在多种实施例中的截断区域69是大体地成角度的对称的开口,并且更宽于有角壁64之间的间隙。如又一个示例那样,针孔52可为如图6中示出的那样的具有非对称的截断的、标明的龙骨边沿配置。因此,不像图5的截断区域69,截断区域71是非对称的,使得有角壁64(如64a和64b中示出的那样)具有沿着针孔52的不同部分的不同的倾斜角度。
应该注意的是,可利用任何合适的过程形成针孔52的不同配置。例如,在一个实施例中,首先在一块准直仪材料(例如,铅块)中钻入导孔。然后,利用具有圆锥钻头的埋头孔形成构成孔62的空孔。应该注意的是,在具有对称的空孔的实施例中,可使用具有端铣刀的埋头孔。然后,针孔52的中心孔挖成期望的或要求的直径。
因此,在多种实施例中,针孔52具有如图7中所示的灵敏度分布图(profile)。具体地,针孔52的灵敏度分布图具有灵敏度曲线70(对一个群50示出三个),灵敏度曲线70具有光滑的下降区域72(例如,光滑的斜率)。如图7中所示,来自在对象80之内的源82的投影86(例如,在患者的器官之内的热点)具有如通过线OR示出的那样的有限的重叠。具体地,穿过针孔52的投影86在邻近的灵敏度曲线72中具有有限的重叠(例如,小于百分之二十)。
更具体地,图8示出根据多种实施例获得的投影92的三个群90。应该注意的是,投影的形状仅仅用于说明以指示投影是心脏。但获得的投影具有不同的形状或型式。如能够看到的那样,在每个群中的投影92可具有不同的重叠角度和不同的取向。此外,在每个群90之内投影92有显著的重叠(例如,在一些群90中大于50%),但是在群90之间的区域94中具有有限的重叠。
因此,通过在每个群90中的针孔52的对象(例如,心脏)的投影在投影空间中导致显著的数据重叠。同时,在群90之间的投影数据的重叠少得多。因此,在多种实施例中,群内投影重叠更多/更大或显著地多于/大于群间投影重叠。
此外,在多种实施例中,虽然针孔52成形为以便限制活动的接收角,但是在相同的群90之内的针孔52从大体相同的视野(FOV)获得数据(“看到”相同的视野)。因此,在每个群90中的针孔52沿着相同的FOV对齐。应该注意的是,来自不同群的针孔可获得来自大体相同的FOV,或来自不同的FOV的数据,诸如基于期望的或要求的成像(例如,具体的成像场景或应用)。例如,当把许多群集中在小的FOV上时会增加在该FOV中的采样灵敏度,可能需要使一些群对不同(通常更宽)的FOV采样来确保整个图像容积的足够的采样来得到在高度采样的FOV中的图像数据的合适的重建。
 在图9中示出用于进行NM成像的方法100(诸如SPECT成像)。该方法包括在102处设置多针孔群准直仪,并且在104处将多针孔群准直仪与NM成像系统的检测器耦合。例如,检测器可以是任何类型的伽马照相机。
如在本文中更详细地描述的那样,多针孔群准直仪的针孔包括具有狭长开口的针孔群(例如,纵横比长度/直径等于或大于大约1),该狭长开口彼此更靠近地被隔开(例如,在两个直径之内)并且在每个群中具有两个或者多个针孔。此外,一些群具有不同的针孔间间距和/或取向。
此后,在106处校准准直仪来确定针孔的位置。可利用任何合适的过程进行该校准。例如,可获得多个点源投影并且用来计算针孔与检测器的准确的关系,并且将图像计算为扫描架角度的函数。在一个实施例中,这个过程包括在FOV中的不同点处使用小准标(fiducial marker)(其可以是不同于成像剂的能量,例如,如果利用I-123成像则为Tc99m,或如果利用Tc99m成像则为Co-57)。基于这些标记的成像的位置,进行精确的扫描架/检测器位置的计算。同样,当点源关于准直仪移动(或者反过来)时,点源投影的强度以及强度的变化能够进一步用来确认准确的孔径尺寸以及每个针孔的指向。这通过将具有任意大小的针孔的已知的灵敏度分布图与观察的强度拟合来完成,并且求解诸如龙骨长度、孔直径以及指向之类的参数。
应该注意的是,在患者存在(例如,在成像扫描仪中)时或在患者不存在时都可使用准标。因此,可以在患者在或不在扫描仪中的情况下进行校准。例如,有患者存在时,准标可用来确认已经确定的校准参数或调整在检测器或扫描架位置中的小误差。在患者不存在时,准标可用来进行例如系统校准,系统校准在安装成像系统之前可进行一次,并且然后在一段时间内(例如,在系统维护期间)不再进行。
已知的扫描架位置然后用来计算修正的系统矩阵。特别地,在108处,对针孔计算出系统矩阵以及尤其是包括灵敏度分布图的修正的系统矩阵。可利用任何合适的方法进行系统矩阵的计算。在一个实施例中,通过确定如在美国专利7,829,856描述的那样的点扩散函数来计算系统矩阵。
此后,在110处通过检测器获得NM数据。例如,具有与其耦合的多针孔群准直仪的SPECT伽马照相机可绕着患者旋转。利用多针孔群准直仪,通过不同群的集合对不同的空间频率采样。应该注意的是,NM数据可以是对不同类型的成像(例如,心脏的成像、大脑成像或全身成像等等)获得的数据。虽然在多种实施例中检测器和/或准直仪绕着感兴趣的对象旋转至多个位置,但是应该进一步注意的是,在没有旋转检测器的情况下可进行图像重建,已知的是,多个针孔设置了能够用来进行图像重建的多条响应线。
然后进行图像重建。具体地,在112处利用NM数据进行图像重建,在一个实施例中,图像重建包括利用计算的系统矩阵。例如,可使用迭代的图像重建过程。然而,可使用其它图像重建方法,诸如任何合适的图像重建方法。在一些实施例中,为了获取具有减少的伪像或没有伪像的收敛而进行大量的迭代。例如,在一个实施例中,进行的迭代数量是在群中的针孔数量的二十倍。迭代重建产生可被显示的图像。重建也可包括规则化来防止在图像中形成过多的噪声。
具有多种实施例的准直仪28的检测器22可设置为不同类型的成像系统的一部分,例如,诸如具有不同的检测器配置的SPECT成像系统的NM成像系统。例如,图10为根据多种实施例构建的医学成像系统200的示范性实施例的透视图,医学成像系统200在本实施例中为SPECT成像系统。系统210包括集成扫描架212,扫描架212进一步包括绕着扫描架中心孔232定向的转子214。转子214配置成支撑一个或者多个NM照相机218(示出两个照相机218)。可类似于具有准直仪28的检测器22来提供NM照相机218。应该注意的是,检测器(例如,检测器22或NM照相机218)通常装备有可互换的准直仪。例如,检测器22或NM照相机218提供有多个准直仪(或用于双头照相机的准直仪对)。根据一些实施例,多针孔群准直仪提供有待用于一个或者更多的不同成像应用的检测器22或NM照相机218。多针孔群可如本文描述的那样配置,并且可选择准直仪的不同配置来提供对不同的成像应用和/或配置的最佳成像。在具有不止一个检测器的一些实施例中,在一个或多个检测器上的准直仪可为诸如平行孔或扇形束准直仪之类的标准准直仪。
在多种实施例中,照相机218可由像素化的检测器或连续的检测器材料形成(例如,NaI:Tl闪烁体)。转子214进一步配置成绕着检查轴219轴向地旋转。
患者台220可包括与床支撑系统224滑动耦合的床222,床支撑系统224可以直接地与地板耦合或可通过与扫描架212耦合的基座226与扫描架212耦合。床222可包括与床222的上表面230滑动耦合的担架228。患者台220配置成使便于患者(未示出)对于大体与检查轴219对齐的检查位置的进入和外出。在成像扫描期间,可控制患者台220来移动床222和/或担架228轴向地进入孔232和从孔232出去。可以任何合适的方式进行成像系统200的操作和控制。应该注意的是,可与包括旋转检测器(其中具有耦合了检测器的转子和定子的扫描架包括定子的旋转)或固定检测器的成像系统结合来实现多种实施例。还应该注意的是,可实现与包括能够关于一个检测器或多个检测器移动的准直仪的成像系统结合的多种实施例,诸如在美国专利7,671,340和/或美国专利7,375,338中描述的那样。
图11为示出通过分辨率幻像的图像的一部分绘制的强度分布图的图表250,其中x轴表示位置而y轴表示标准化的强度。幻像与背景的对比率为10:1,并且6mm直径的杆按12mm分开(中心到中心间隔=18mm)。在这个示例中,将具有5mm直径(对应于曲线252)的23个针孔的强度分布图与4mm直径(对应曲线254)的23个群的强度分布图比较。群针孔导致高出38%的灵敏度,同时在重建图像中的对比度改善了30%。
各种实施例和/或构件(例如,模块、或其中的构件和控制器)也可实现为一个或多个计算机或处理器的一部分。计算机或处理器可包括计算装置、输入装置、显示器单元和例如用于访问互联网的接口。计算机或处理器可包括微处理器。微处理器可连接到通信总线上。计算机或处理器还可包括存储器。存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机或处理器进一步可包括存储装置,存储装置可为硬盘驱动器或可移动的存储驱动器,诸如光盘驱动器、固态盘驱动器(例如闪速RAM)等。存储装置也可为用于将计算机程序或其它指令加载到计算机或处理器中的其它类似的工具。
如本文所用,术语“计算机”或“模块”可包括任何基于处理器或基于微处理器的系统,包括使用微控制器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其它电路或处理器的系统。以上示例仅是示例性的,并且从而无论如何不意于限制术语“计算机”的定义和/或含义。
计算机或处理器执行存储在一个或多个存储元件中的指令集,以便处理输入数据。存储元件也可如期望或需要的那样存储数据或其它信息。存储元件可呈信息源或处理机内的物理存储器元件的形式。
指令集可包括指示计算机或处理器作为处理机来执行诸如本发明的各种实施例的方法和过程的特定操作的各种命令。指令集可呈软件程序的形式,软件程序可形成有形的非暂时性计算机可读介质或媒体的一部分。软件可呈各种形式,诸如系统软件或应用软件。另外,软件可呈一组单独的程序或模块、较大的程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。软件还可包括呈面向对象的程序设计的形式的模块化程序设计。处理机可响应于操作者命令,或者响应于以前的处理结果,或者响应于另一个处理机作出的请求,来处理输入数据。
如本文所用,术语“软件”和“固件”是可互换的,并且包括存储在存储器中供计算机执行的任何计算机程序,存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。以上存储器类型仅是示例性的,并且从而不限制于可用于存储计算机程序的存储器的类型。
要理解的是,以上描述只是说明性而不是限制性的。例如,上述实施例(和/或其方面)可相互结合使用。另外,可进行很多修改以将具体情况或材料适于多种实施例的教导,而没有背离其范围。本文描述的尺寸和材料类型意在定义本发明的多种实施例的参数,且实施例决非限制性的,而只是示范性的实施例。本领域技术人员在看了以上描述后,许多其它实施例对他们将是显然的。因此,多种实施例的范围应当参照所附权利要求连同这类权利要求涵盖的完整等效范围共同确定。在所附权利要求中,术语“包括”和“在其中”用作相应术语“包含”和“其中”的易懂英语对等词。此外,在所附权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等只用作标记,而不是意在对它们的对象施加数字要求。此外,所附权利要求的限制并不是按照部件加功能格式编写的,并且不是意在根据美国专利法第112条第六款来解释,除非并直到这类要求权益的限制明确使用词语“用于…的部件”并跟随没有进一步结构的功能陈述。
本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的多种实施例,以及还使本领域技术人员能实践多种实施例,包括制作和使用任何装置或系统及执行任何结合的方法。多种实施例的可取得专利的范围由权利要求确定,且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求字面语言无不同的结构要素,或者如果该示例包括与权利要求字面语言无实质不同的等效结构要素,则该示例规定为在权利要求的范围之内。

Claims (23)

1. 一种准直仪,包括:
准直仪体;以及
在限定针孔群的所述准直仪体之内的针孔的至少一个集合,其中,所述群之内的限定所述针孔的孔在大体相同的方向上与点对齐,并且其中孔之间的间隔小于最大孔的四倍直径。
2. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,并且其中在针孔的集合之间的距离大于在集合中的针孔之间的距离。
3. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,并且其中所述针孔的至少一个所述集合的型式与所述针孔的至少另一个集合的型式具有相对所述准直仪体的不同取向。
4. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,并且其中在针孔的至少一个集合中的所述孔之间的距离不同于在针孔的至少一个另外的集合中的所述孔之间的距离。
5. 根据权利要求1所述的准直仪,其中,所述孔具有大约90度的截断角。
6. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,并且其中针孔的每个集合包括至少两个孔,其中,所述孔按在大约孔的1.5个直径至所述孔的大约4个直径之间的距离隔开。
7. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,其中,针孔的所述集合之间的间隔在所述准直仪体之内任意地变化。
8. 根据权利要求1所述的准直仪,其中,在针孔的至少一个集合中的所述孔的直径不同于在针孔的至少一个另外的集合中的所述孔的直径。
9. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,其中,群内投影重叠大于群间投影重叠。
10. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,其中,在一个群之内的针孔在大体相同的方向上与点对齐,并且在另一个群之内的针孔在大体相同的方向上与不同点对齐。
11. 根据权利要求1所述的准直仪,还包括针孔的多个集合,其中,在一个群之内的针孔在大体相同的方向上与点对齐,并且在另一个群之内的针孔在大体相同的方向上与所述点对齐。
12. 一种核医学(NM)成像系统包括:
扫描架;
至少一个成像检测器,支撑在所述扫描架上并且配置成绕着限定旋转轴的所述扫描架旋转;以及
邻近所述至少一个成像检测器的检测面的准直仪,所述准直仪具有限定针孔群的针孔的多个集合,所述针孔的集合隔开,其中所述集合之内的限定所述针孔的孔被分开一段距离,在针孔的所述集合的每个之内的所述孔沿着相同的视野对齐,并且群内投影重叠大于群间投影重叠。
13. 根据权利要求12所述的NM成像系统,其中,所述针孔的至少一个集合具有与所述针孔的至少另一个集合不同的取向。
14. 根据权利要求12所述的NM成像系统,还包括针孔的多个集合,并且其中在针孔的至少一个所述集合中的所述孔之间的距离不同于在针孔的至少一个另外的集合中的所述孔之间的距离。
15. 根据权利要求12所述的NM成像系统,其中,所述准直仪的所述孔具有大约90度的截断角。
16. 根据权利要求12所述的NM成像系统,其中,所述准直仪的针孔的每个集合包括至少两个孔,其中,所述孔按在所述孔的大约1.5个直径和所述孔的大约4个直径之间的距离隔开,并且在所述准直仪的针孔的至少一个集合中的所述孔的直径不同于在针孔的至少一个另外的集合中的所述孔的直径。
17. 根据权利要求12所述的NM成像系统,其中,在所述准直仪的针孔的所述集合之间的间隔在所述准直仪之内任意地变化。
18. 根据权利要求12所述的NM成像系统,其中,所述至少一个成像检测器包括由碘化钠(NaI)或碲锌镉(CZT)形成的伽马照相机。
19. 根据权利要求12所述的NM成像系统,还包括图像重建模块,所述图像重建模块配置成基于通过包括图像体素的所述至少一个成像检测器接收的已获得的图像数据来重建图像,其中,通过针孔的不同的集合采样不同频率,并且通过对所述准直仪孔的每个在所述检测器的不同像素处绘制每个图像体素的能见度,来进行所述重建。
20. 根据权利要求12所述的NM成像系统,还包括邻近于多个成像检测器的检测面的多个准直仪,所述多个准直仪具有针孔的多个集合或针孔的单个集合的至少一个。
21. 根据权利要求20所述的NM成像系统,其中,所述准直仪的至少一个具有单个针孔。
22. 用于制造准直仪一种方法,所述方法包括:
提供准直仪体;以及
在限定针孔群的准直仪体之内形成针孔的多个集合,针孔的所述集合在准直仪体之内隔开,其中,所述集合之内的限定所述针孔的孔被分开一段距离,在针孔的所述集合的每个之内的所述孔沿着相同的视野对齐,并且群内投影重叠大于群间投影重叠。
23. 根据权利要求22所述的方法,其中,限定所述针孔的孔具有大于大约1的长度/直径的纵横比,并且所述准直仪的针孔的每个集合包括至少两个孔,使得所述孔按在所述孔的大约1.5个直径和所述孔的大约4个直径之间的距离隔开。
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