CN103536308B - 发射成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发射成像设备。所述发射成像设备包括：壳体，所述壳体的内腔呈多面体的形状，其中所述多面体的表面积与所述多面体的外接球的表面积之比大于0.8；入口，所述入口设置在所述壳体上，其用于供物体的至少待检测部分通过所述入口进入所述壳体内；以及检测器，所述检测器可拆卸地设置在所述壳体的内壁上。根据本发明的发射成像设备具有高的空间分辨率和灵敏度。而且，不需要将检测器制作成圆弧形状，降低了检测器制作的难度。
Description
技术领域
本发明涉及发射成像技术领域，具体地，涉及一种发射成像设备。
背景技术
发射成像设备已经被用于科学实验以及医疗诊断。为了提高发射成像设备的成像质量，在空间分辨率以及灵敏度等方面都对发射成像设备提出较高要求。但是现有的发射成像设备在空间分辨率和灵敏度等方面的发展已经受到诸多限制。
因此，有必要提出一种新型的发射成像设备，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明提供一种发射成像设备。所述发射成像设备包括：壳体，所述壳体的内腔呈多面体的形状，其中所述多面体的表面积与所述多面体的外接球的表面积之比大于0.8；入口，所述入口设置在所述壳体上，其用于供物体的至少待检测部分通过所述入口进入所述壳体内；以及检测器，所述检测器可拆卸地设置在所述壳体的内壁上。
优选地，所述多面体不包括三角形面。
优选地，所述多面体为正十二面体、截角八面体、大斜方截半立方体、截角二十面体、截角三十二面体中的一种。
优选地，所述多面体包括三角形面，且所述三角形面的面积之和占所述多面体的表面积的比例小于15%。
优选地，所述多面体为截角十二面体和小斜方截半二十面体中的一种。
优选地，所述多面体的三角形面设置为开口。
优选地，所述入口为封闭式入口。
优选地，所述入口为开放式入口，所述入口构造为能够使所述物体的至少所述待检测部分进入所述壳体内。
优选地，所述发射成像设备为正电子发射成像设备。
根据本发明的发射成像设备的壳体的内腔呈接近于球形的多面体，因而，发射成像设备具有高的空间分辨率和灵敏度。而且，不需要将检测器制作成圆弧形状，降低了检测器制作的难度。
在发明内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1-图7所示为根据本发明不同实施例的发射成像设备的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的实施例并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供一种发射成像设备。该发射成像设备可以是正电子发射成像设备（Positron Emission Tomography，PET）。正电子发射成像设备是利用正电子同位素衰变产生出的正电子与人体内负电子发生泯灭效应的现象，通过向人体内注射带有正电子同位素标记的化合物，采用复合探测的方法，利用检测器探测泯灭效应所产生的γ光子，得到人体内同位素的分布信息，由计算机进行重建组合运算，从而得到人体内标记化合物分布的三维断层图像。当然，该发射成像设备还可以是其他类型的成像设备，例如单光子体层成像设备（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT）等。下面将结合附图详细描述本发明的发射成像设备。
如图1所述，发射成像设备100包括壳体110、入口（未示出）以及可拆卸地设置在壳体110内壁上的检测器（未示出）。其中，壳体110的内腔呈多面体的形状，且多面体的表面积与该多面体的外接球的表面积之比大于0.8。在本文中，将多面体的表面积与该多面体的外接球的表面积之比定义为多面体与球形的近似程度DA（Degree of Approximation）。可以理解，近似程度DA的值越大，该多面体的几何参数就越接近球。
申请人发现，以正电子发射成像技术为例，壳体的内腔呈球形可以提高检测效率和灵敏度，因此可以降低注射到待检测物体内的放射性核素的剂量。此外，与其他的立体形状相比，在相同表面积的情况下，球的固体角分数（Solid Angle Fraction，SAF）较大。SAF越大，几何效率（geometricefficiency）越高。并且，γ光子的穿透能力强，球形的内腔可以降低反应深度（depth of interaction）的影响，因此可以提高设备的空间分辨率。然而，当发射成像设备的内腔制作成球形时，要求设置在壳体内壁上的检测器具有圆弧形状，这将给检测器的制作带来较大的挑战。基于上述原因，申请人提出了内腔呈近似球形的多面体的发射成像设备100，这样设置在发射成像设备100的内壁上的检测器不需要圆弧形状，方便制作检测器。同时，申请人研究发现，当近似程度DA大于0.8时，多面体的几何参数接近球形的几何参数，因此，该发射成像设备100可以获得与球形发射成像设备相当的灵敏度和空间分辨率。
入口设置在壳体110上，其用于供物体的至少待检测部分通过入口进入壳体110内。入口可以设置为封闭式入口，也可以设置为开放式入口。当入口为封闭式入口时，物体的全部通过入口进入壳体110内之后，入口关闭，而该入口对应的壳体内壁上仍然可以设置检测器，因而可以进一步提高该发射成像设备的检测效率。例如，在对小动物进行发射成像检测时，可以将入口设置为封闭式入口，将小动物通过入口放入壳体110内。然而，在做一些特殊的成像时，例如人体的头部成像，只需要使待检测者的头部伸入壳体110内，而人体的其他部分置于壳体110外。因此，在这种情况下，优选地，入口可以设置为开放式入口，物体的待检测部分（例如头部）进入壳体110内后，入口不封闭，因而物体的其他部分可以位于壳体110外。
多面体是指四个或四个以上多边形所围成的立体。围成多面体的多边形可以为三角形、四边形、五边形、六边形等。优选地，壳体110的内腔呈现的多面体不包括三角形面。在实践中，检测器的形状通常不易制成三角形，因此，当壳体110不包括三角形面时，检测器的形状不需要制成三角形，因而方便检测器制作。
作为示例，多面体可以为正十二面体（dodecahedron）。如图1所示，在根据本发明的一个实施例中，发射成像设备100的壳体110的内腔呈由12个正五边形形成的正十二面体。其与球形的近似程度DA为0.8367。在该实施例中，正十二面体的12个面完全相同，因此，设置在壳体110内壁上的检测器也可以完全相同。
作为示例，多面体还可以为截角八面体（truncated octahedron）。如图2所示，在根据本发明的一个实施例中，发射成像设备200的壳体210的内腔呈由6个正四边形和8个正六边形围成的截角八面体。其与球形的近似程度DA为0.8526。
作为示例，多面体还可以为大斜方截半立方体（truncatedcuboctahedron）。如图3所示，在根据本发明的一个实施例中，发射成像设备300的壳体310的内腔呈由12个正四边形、八个正六边形以及6个正八边形围成的大斜方截半立方体。其与球形的近似程度DA为0.9149。
作为示例，多面体还可以为截角二十面体（truncated icosahedron）。如图4所示，在根据本发明的一个实施例中，发射成像设备400的壳体410的内腔呈多由12个正五边形和20个正六边形围成的截角二十面体。其与球形的近似程度DA为0.9409。
作为示例，多面体还可以为截角三十二面体（truncatedicosido-decahedron）。如图5所示，在根据本发明的一个实施例中，发射成像设备500的壳体510的内腔呈由30个正四边形、20个正六边形以及12个正十边形围成的截角三十二面体。其与球形的近似程度DA为0.9634。
此外，申请人发现，发射成像设备100的壳体110的内腔也可以呈这样的多面体，这些多面体尽管包括三角形面，但是三角形面的面积之和占多面体的表面积的比例很小。优选地，三角形面的面积之和占多面体的表面积的比例小于15%。
作为示例，多面体可以为截角十二面体（truncated dodecahedron）。如图6所示，在根据本发明的一个实施例中，发射成像设备600的壳体610的内腔呈由20个小的正三角形和12个正十边形围成的截角十二面体。其与球形的近似程度DA为0.9114，20个小的正三角形的面积之和仅占截角十二面体表面积之和的4.48%。
作为示例，多面体还可以为小斜方截半二十面体（Rhombicosi-dodecahedron）。如图7所示，在根据本发明的一个实施例中，发射成像设备700的壳体710的内腔呈由20个小的正三角形、30个正四边形以及12个正五边形围成的小斜方截半二十面体。其与球形的近似程度DA为0.9465。20个小的正三角形的面积之和占该多面体总面积的10.83%。
多面体上的三角形面可以具有其他的用途。根据需要，例如多面体的三角形面可以设置为开口（未示出），该开口可以用于通入导线等，例如用于同步的脑电检测。此外，根据需要，例如可以在三角形面上设置用于校准和/或监控的装置。
根据本发明的发射成像设备的壳体的内腔呈接近于球形的多面体，因而，发射成像设备具有高的空间分辨率和灵敏度。而且，不需要将检测器制作成圆弧形状，降低了检测器制作的难度。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (9)
1.一种发射成像设备，其特征在于，所述发射成像设备包括：
壳体，所述壳体的内腔呈多面体的形状，其中所述多面体的表面积与所述多面体的外接球的表面积之比大于0.8；
入口，所述入口设置在所述壳体上，其用于供物体的至少待检测部分通过所述入口进入所述壳体内；以及
检测器，所述检测器可拆卸地设置在所述壳体的内壁上。
2.如权利要求1所述的发射成像设备，其特征在于，所述多面体不包括三角形面。
3.如权利要求2所述的发射成像设备，其特征在于，所述多面体为正十二面体、截角八面体、大斜方截半立方体、截角二十面体、截角三十二面体中的一种。
4.如权利要求1所述的发射成像设备，其特征在于，所述多面体包括三角形面，且所述三角形面的面积之和占所述多面体的表面积的比例小于15％。
5.如权利要求4所述的发射成像设备，其特征在于，所述多面体为截角十二面体和小斜方截半二十面体中的一种。
6.如权利要求4所述的发射成像设备，其特征在于，所述多面体的三角形面设置为开口。
7.如权利要求1所述的发射成像设备，其特征在于，所述入口为封闭式入口。
8.如权利要求1所述的发射成像设备，其特征在于，所述入口为开放式入口。
9.如权利要求1所述的发射成像设备，其特征在于，所述发射成像设备为正电子发射成像设备。
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