CN106419949A - 一种pet检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PET检测装置，所述装置包括毛细点源管、线源管、固定座、铝管定位座及铝套管；所述铝管定位座、所述毛细点源管与所述固定座连接；所述铝套管、所述线源管固定于所述铝管定位座上。本发明所述的PET检测装置配合点源毛细管或者线源管，可用于PET灵敏度及空间分辨率的检测，在设备的日常质量保证和质量控制、设备的新安装验收、设备大修后的检测、为治疗计划系统采集准备大量的物理数据等方面发挥重要作用，使用该装置模拟治疗，可以为病人制定更加准确的治疗计划。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其是一种PET检测装置。
背景技术
正电子发射型计算机断层扫描显像仪(positron emission tomography，简称PET)由探头、数据处理系统、图像显示及检查床组成。PET将正电子示踪剂即放射性核素18F标记在葡萄糖上，核素衰变过程中正电子从原子核内放出后很快与自由电子碰撞湮灭，转化成一对方向相反、能量为511keV的γ光子。在这对光子飞行方向上设置有一对探测器，便可以几乎在同时接受到这两个光子，并可推定正电子发射点在两探头间连线上，通过环绕360°排列的多组配对探头，得到探头对连线上的一维信息，将信号向中心点反投射并加以适当的数学处理，便可形成断层示踪剂分布图像。凡代谢率高的组织或病变，正电子示踪剂聚集，在PET上呈明确的高代谢亮信号，凡代谢率低的组织或病变在PET上呈低代谢暗信号不足。
空间分辨率表明PET对空间的两个“点”的分辨能力。一个理想的放射性点源放在PET的视野(field of view，简称FOV)中，PET所得到的放射性分布图像并不是一个点，而是有一定扩展，所得到的是一个“球”，球的大小反映了PET的空间分辨能力。分辨率定义为该点源的扩展函数的半宽高，主要取决于环形探测器的位置分辨。另外，点源放在视野中不同位置，其分辨率稍有不同，距FOV中心越远，其分辨率越差。
PET灵敏度常用单位体积内单位辐射剂量情况下探测器探测到的事例来表示。灵敏度越高表明在一定统计误差要求下，对特定脏器的放射性强度要求越低。影响灵敏度的主要因素有：第一，整个探测器对被测物体所张的立体角。第二，探测器本身的探测效率，即探测器响应事例数与入射事例数的比例。第三，系统时间窗、能量窗大小。第四，系统的死机时间。
灵敏度及空间分辨率是PET设备的两个重要参数，由于目前缺乏空间分辨率及水平灵敏度等PET相关指标的模拟检测装置，在给病人制定相关治疗计划时，往往依靠经验，治疗计划具有盲目性，需要多次调整，为治疗带来较大麻烦，也使病人所受辐射剂量增加。同时，由于不能模拟检测设备的相关性能，给设备的日常质量保证和质量控制、设备的新安装验收或者大修后的检测带来难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种PET检测装置，该装置配合相应的点源毛细管或者线源管，可以模拟检测PET系统的分辨率或者灵敏度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种PET检测装置，所述装置包括毛细点源管、线源管、固定座、铝管定位座及铝套管；所述铝管定位座、所述毛细点源管与所述固定座连接；所述铝套管、所述线源管固定于所述铝管定位座上。
进一步地，其中所述铝管定位座为类中空圆柱体，其沿中轴线开设有贯穿所述铝管定位座的中轴孔；且所述铝管定位座的外径从左到右依次减小，且所述铝管定位座分隔为阶梯状的五段，分别为第一圆柱段、第二圆柱段、第三圆柱段、第四圆柱段及第五圆柱段。
进一步地，其中所述第一圆柱段上设有第一中轴孔，第二至第四圆柱段上分别设有第二中轴孔，且所述第二中轴孔的直径小于所述第一中轴孔的直径。
进一步地，其中所述铝套管包括第一铝套管、第二铝套管、第三铝套管、第四铝套管及第五铝套管。
进一步地，其中所述固定座由固定板及基板构成，所述基板水平放置，所述固定板竖直放置，且所述基板的一侧与所述固定板连接。
进一步地，其中所述PET检测装置还包括水平调节系统，所述水平调节系统包括位于所述基板上的水平调节螺孔及与进一步地，其中所述水平调节螺孔配合的水平调节螺杆。
进一步地，其中所述PET检测装置还包括对位系统，所述对位系统包括位于所述固定板上的坐标线及相应的对位基准线，且所述对位系统包括第一及第二对位系统，所述第一对位系统与第一固定孔配合，所述第二对位系统与第二固定孔配合。
进一步地，其中所述固定板上设有三个第一固定孔及两个第二固定孔。
本发明的有益效果如下：本发明所提供的PET检测装置，该装置配合相应的点源毛细管或者线源铝管，可以模拟检测系统的分辨率或者灵敏度，在设备的日常质量保证和质量控制、设备的新安装验收、设备大修后的检测、为治疗计划系统采集准备大量的物理数据等方面发挥重要作用，使用该装置模拟治疗，可以为病人制定更加准确的治疗计划。
附图说明
图1是本发明所述的PET检测装置安装上线源毛细管后的左视图；
图2是本发明实施例所述的基板主视图；
图3是本发明实施例所述的固定板俯视图；
图4是本发明铝管固定座的剖面主视图；
图5是本发明铝套管的剖面示意图；
图6是本发明铝管固定座套上铝管皮套后的剖面示意图；
1-PET空间分辨率检测装置；11、12-第二固定孔；13-第一连接孔；14-固定板；15-基板；16-水平调节螺孔；17-第二连接孔；18-点源毛细管；；2、21、22-第一固定孔；23、24-坐标线；4-铝管定位座；401-第一圆柱段；402-第二圆柱段；403-第三圆柱段；404-第四圆柱段；405-第五圆柱段；406-第二中轴孔；407-阶梯面；408-铝管定位座左部；409-铝管定位座右部；410-第一中轴孔；5-铝套管；6-铝套管套在铝管定位座上的示意图；61-第五铝套管；62-第四铝套管；63-第三铝套管；64-第二铝套管；65-第一铝套管；66-线源管；67-线源管密封管口；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面以具体实验案例为例来说明具体实施方式，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例所述的一种PET空间分辨率检测装置1，如图1所示，包括基板15以及固定板14，基板15为水平放置，固定板14为竖直放置，基板15一侧与固定板14固定连接；如图1、图2所示，固定板14上设置有插入点源毛细管18的第一固定孔21。
具体实施时，如图3所示，所述PET检测装置还包括水平调节系统，水平调节系统包括位于基板15上的水平调节螺孔16及与该水平调节螺孔16适配的水平调节螺杆。
具体实施时，如图2所示，固定板14上具有第一连接孔13，如图3所示基板15上设置有第二连接孔17，连接孔配设有相应的连接螺栓，将基板15水平放置、固定板14竖直放置，对齐第一及第二连接孔，基板15、固定板14按图1所示的方式通过固定螺栓连接。
具体实施时，如图4、图5所示，所述PET检测装置还包括铝管定位座4及铝套管5，铝套管一端封闭，另一端具有开口。图6中6所示为铝套管套在铝管定位座上的剖面示意图，所有铝套管5按直径由小到大依次分为第一铝套管65、第二铝套管64、第三铝套管63、第四铝套管62、第五铝套管61，所有铝套管的壁厚相同，铝套管套在铝管定位座4上。
具体实施时，所述固定板14上还包括插入铝管定位座4的第二固定孔11及12。
具体实施时，如图4所示，所述铝管定位座4为类中空圆柱体，其沿中轴线开设有贯穿铝管定位座的中轴孔410及406；外径从左部408到右部409依次按相同数值减小，将铝管定位座分为阶梯状的5段，分别为第一圆柱段401、第二圆柱段402、第三圆柱段403、第四圆柱段404、第五圆柱段405，除第一圆柱段外，所有圆柱段的长度相同且均为5mm，4个阶梯面407的高度相同。
| 套管编号 | 内径(mm) | 外径(mm) | 套管长度(mm) |
| 1 | 3.9 | 6.4 | 720 |
| 2 | 7.0 | 9.5 | 705 |
| 3 | 10.2 | 12.7 | 710 |
| 4 | 13.4 | 15.9 | 715 |
| 5 | 16.6 | 19.1 | 720 |
具体实施时，铝管定位座4的第一圆柱段401与第二固定孔11或者12适配。
具体实施时，如图4所述第一圆柱段401的中轴孔称为第一中轴孔410，第二至第四圆柱段所对应的中轴孔406直径相同且小于第一中轴孔410，称为第二中轴孔406。
具体实施时，如图6所示，中轴孔410及406用于插入线源管66，选取与第一中轴孔适配的线源管66，先将线源管66沿铝管定位座4右部409插入铝管定位座4，并深入至第一中轴孔410开口端处(图中67为线源管密封管口)固定。
具体实施时，如图6所示，当线源管66固定于中轴孔中时，第一铝套管65与第二中轴孔的孔隙相适配，可以沿孔隙插入至第二中轴孔底部并固定。
具体实施时，如图6所示，第二铝套64与第五圆柱段405相适配，可以套在第五圆柱段圆柱面并固定，管口口紧贴图示阶梯面407；相类似地，第三铝套管63与第四圆柱段404相适配、第四铝套管62与第三圆柱段403相适配、第五铝套管61与第二圆柱段402相适配，所有铝套管均套在相应圆柱段圆柱面上，管口紧贴相应的阶梯面407，每层皮套管之间的间距相同。
具体实施时，PET检测装置还包括对位系统，如图2所示对位系统包括位于基板14上的坐标线及相应的对位基准线，该对位系统包括第一及第二对位系统，所述第一对位系统与第一固定孔(包括固定孔2、21、22)适配，即坐标线24及相应对位基准线；所述第二对位系统与第二固定孔(包括固定孔11、12)适配，即坐标线23及相应的对位基准线。
具体实施时，所述固定板上的第一固定孔2、21、22的坐标分别为(0、1)、(0、10)、(10、0)单位为cm，第二固定孔12、11的坐标分别为(0、0)、(0、10)单位为cm。
空间分辨率检测方法包括如下步骤：
1)把空间分辨率检测模体放置到检测床上，摆放平稳，不能滑动。
2)对位：固定板上有对位基准线，横线和竖线分别为轴向和径向定位基准。通过调整检测床的高度和位置把固定板的横线和PET检测机的径向激光线对齐。然后把装有18F放射药物的毛细管放置在固定板上(0、1)毛细管孔内。把放射性药物的位置对准PET检测机的轴向定位激光线。
3)调水平：装置基板上有水平调节螺杆，通过调节水平调节螺杆把毛细管和径向激光线对齐。
4)检测：点源轴向测试点位置分别在轴向视野1/2和1/4处，径向测试点坐标为(0、1)(0、10)(10、0)，每个轴向位置点要分别测试三个径向坐标点，首先将毛细管安装在(0、1)孔中，在完成两处轴向位置的测试后，取下毛细管，依次安装在另两个坐标孔中，重复上述操作，共测量六组数据。
5)在上述六个点源位置采集数据，每个响应函数最少应采集100K总计数。
6)将空间分辨率测量采集的点源数据用无平滑滤波反投影重建图像，并以该图像计算点源响应函数。
7)空间分辨力要在三个方向上进行计算。分别沿三个相互垂直图像面绘出三条点源图像的剖面曲线，即点源响应函数。剖面曲线是一条一维响应函数，根据其峰值和半高宽可计算出空间分辨力。每个点源响应函数的最大值应在峰值点以及紧密相邻的左右两点用抛物线拟合法求出，半高宽值用线性插值法求得，然后，将所求得的值乘以象素尺寸转换为以mm为单位的距离。
8)应计算每个点源(中心和10cm处)的径向、切向分辨力和轴向空间分辨力，轴向空间分辨力为两个轴向位置测得值的平均，并将计算结果报告为系统空间分辨力。计算方法见表1。
灵敏度检测方法包括如下步骤：
1)把灵敏度检测模体放置到检测床上，摆放平稳，不能滑动。
2)对位：固定板上有对位基准线，横线和竖线分别为轴向和径向定位基准。通过调节检测床的高度和位置把固定板的横线和竖线分别和PET检测机的径向、轴向激光线对齐。
3)将铝管定位座插入坐标为(0、0)第二固定孔中，将与第一中轴孔适配的700mm长的18F线源管由第二中轴孔孔口插入，深入至第一中轴孔孔口处固定。将第一铝套管由第二中轴孔剩余孔隙中插入并到达第二中轴孔底端，套在线源管的外表面。
4)调水平：模体基板上有水平调节螺杆，通过调节水平调节螺杆把和径向激光线对齐。
5)采集完1层套管后，依次将另外4根铝套管套在铝管对位座对应圆柱段圆柱面，铝套管开口处应与相应圆柱段阶梯面相接处，每套一层，重复上述测量一次，共测量5次。
6)数据采集的持续时间应确保每一断层至少达到10k真事件计数。对于断层面响应线与扫描仪轴交叉的斜位响应线，则用单层重组技术将计数分配到响应线中。应记录测量的起始时间T1、采集持续时间Tacq和采集总计数。对于需要探头旋转才能完成全环数据采集的扫描仪，Tacq应包括探头旋转所需的时间。每秒计数率R1，i可用该层采集到的计数除以采集持续时间来确定。采集完第一根套管后，依次将另外4根套管加入模型中，重复测量，并记录每一次的Tj和Rji
7)计算与分析，对5根套管的每次测量用公式(1)做核素衰变校正：
式中：
Rcorr，j，i——校正后的第j次采集的第i层计数率，单位s-1；
Rj，i——第j次采集的第i层计数率，单位s-1；
Tj——第j次采集开始时刻，单位s；
Tcal——活度计测量的时刻，单位s；
T1/2——半衰期，单位s；
将核素衰变校正后的每层计数率Rcorr，j，i相加，得到校正后的每根套管的计数率Rcorr，j，再用回归法将数据按照公式(2)拟合：
Rcorr，j＝Rcorr，0×exp(-μM×2×Xj) (2)
式中，
Rcorr，j——第j次采集(即第j根套管)经衰减校正后的计数率，单位s-1；
Rcorr，0——无衰减时的计数率，单位s-1；
μM——金属线性衰减系数，单位cm-1；
Xj——累积套管壁厚度，单位cm；
可以改变金属衰减系数值，以补偿少量的散射线。
系统灵敏度由公式(3)计算：
STOT＝Rcorr，0/Acal (3)
式中：
STOT——系统灵敏度，单位s-1·Bq-1；
Rcorr，0——无衰减时的计数率，单位s-1；
Acal——时刻的放射性活度，单位Bq；
8)为了评价不同径向位置的灵敏度，将铝管定位座安装在(0、10)坐标第二固定孔中，重复上述测量。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下所作的有关本发明的任何修饰或变更，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种PET检测装置，其特征在于：所述装置包括毛细点源管、线源管、固定座、铝管定位座及铝套管；所述铝管定位座、所述毛细点源管与所述固定座连接；所述铝套管、所述线源管固定于所述铝管定位座上。
2.如权利要求1所述的PET检测装置，其特征在于：所述铝管定位座为类中空圆柱体，其沿中轴线开设有贯穿所述铝管定位座的中轴孔；且所述铝管定位座的外径从左到右依次减小，且所述铝管定位座分隔为阶梯状的五段，分别为第一圆柱段、第二圆柱段、第三圆柱段、第四圆柱段及第五圆柱段。
3.如权利要求2所述的PET检测装置，其特征在于：所述第一圆柱段上设有第一中轴孔，第二至第四圆柱段上分别设有第二中轴孔，且所述第二中轴孔的直径小于所述第一中轴孔的直径。
4.如权利要求2所述的PET检测装置，其特征在于：所述铝套管包括第一铝套管、第二铝套管、第三铝套管、第四铝套管及第五铝套管。
5.如权利要求1所述的PET检测装置，其特征在于：所述固定座由固定板及基板构成，所述基板水平放置，所述固定板竖直放置，且所述基板的一侧与所述固定板连接。
6.如权利要求5所述的PET检测装置，其特征在于：所述PET检测装置还包括水平调节系统，所述水平调节系统包括位于所述基板上的水平调节螺孔及与所述水平调节螺孔配合的水平调节螺杆。
7.根据权利要求6所述的PET检测装置，其特征在于：所述PET检测装置还包括对位系统，所述对位系统包括位于所述固定板上的坐标线及相应的对位基准线，且所述对位系统包括第一及第二对位系统，所述第一对位系统与第一固定孔配合，所述第二对位系统与第二固定孔配合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的PET检测装置，其特征在于：所述固定板上设有三个第一固定孔及两个第二固定孔。
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