CN106793713B - Pet成像设备及组合式医疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PET成像设备，包括形成有扫描通道的机架；连接于所述机架且沿扫描通道周向排布的探测器模块，还包括连接于所述探测器模块、用于传导所述探测器模块产生的热量的导热组件；以及用于冷却所述导热组件的冷却组件。本发明采用热管将探测器模块散发的热量传导到探测器模块以外，结合液冷的方式，实现探测器模块的冷却。与传统的风冷方式相比，冷却噪音更小；与传统的液冷相比，散热速度更快，均温性更好。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种PET成像设备，以及组合式医疗系统。
背景技术
在现代核医学中，PET设备(Positron Emission Computed Tomography，正电子发射型计算机断层显像)，是一种比较先进的临床检查影像设备，其通常与其他医疗影像设备组合使用，比如PET设备与MR设备(Magnetic Resonance，磁共振扫描)组合形成PET-MR设备，PET设备与CT设备(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)组合形成PET-CT设备。。
以PET-MR设备为例，PET-MR设备包括机架，所述机架形成有用于容纳患者的扫描通道；位于所述机架上沿所述扫描通道轴向排布的梯度线圈和磁体，以及位于所述梯度线圈和磁体之间的探测器组件，其中所述梯度线圈、磁体和探测器组件均与所述扫描通道同轴设置。在利用PET-MR设备进行扫描时，梯度线圈、磁体以及探测器组件都会产生热量，而探测器组件对于均温性的要求非常高，因此需要对探测器组件进行冷却。较常见的散热方式为，采用水冷的方式对探测器组件进行冷却，所述探测器组件包括若干沿所述扫描通道周向设置的探测器模块，为了对每个探测器模块进行冷却，需要为每个探测器模块设置一个冷板，冷板上设置有供冷却水流通的管道，与所述管道相连通的进水口和出水口，为了对冷板进行供水，需要为每个冷板设置水路。而探测器模块位于梯度线圈和磁体中间，结构复杂，且一旦水路发生漏液，会产生较大的安全风险。
因此PET成像设备的冷却问题，是关系到PET成像设备性能的重要问题之一。
发明内容
本发明解决的技术问题是，如何提高PET成像设备的冷却性能。为此，本发明提供一种PET设备，包括形成有扫描通道的机架；连接于所述机架且沿扫描通道周向排布的探测器模块，还包括连接于所述探测器模块、用于传导所述探测器模块产生的热量的导热组件；以及用于冷却所述导热组件的冷却组件。
可选的，所述导热组件包括靠近探测器模块的第一部以及远离探测器模块的第二部，冷却组件与第一部的距离大于冷却组件与第二部的距离。
可选的，所述探测器模块通过连接组件连接于所述机架，所述连接组件包括固定部和支撑部，所述固定部固定于所述机架沿所述扫描通道轴向的端面上，所述支撑部与所述固定部呈指定角度，且用于支撑所述探测器模块。
可选的，所述连接组件由相变材料制成。
可选的，所述支撑部包括与所述探测器模块相接触的支撑面，所述支撑面上设置有至少一个第一凹槽，导热组件的第一部位于所述第一凹槽中，所述固定部由导热材料制成已形成导热组件的第二部。
可选的，所述支撑部包括与所述探测器模块相接触的支撑面，所述支撑面上设置有至少一个第一凹槽，导热组件的第一部位于所述第一凹槽中；所述固定部上设置有至少一个第二凹槽，导热组件的第二部位于所述第二凹槽中。
可选的，所述支撑面上除所述第一凹槽以外的位置形成有镂空结构，所述镂空结构在所述支撑板的厚度方向上贯穿所述支撑板。
可选的，所述冷却组件包括设置于所述机架沿所述扫描通道的轴向靠近所述固定部一侧的冷板，所述冷板用于冷却所述固定部，所述固定部与所述冷板贴合设置。
可选的，所述冷板形成供冷却液流通的通道，以及供冷却液进出所述通道的进液口和出液口。
可选的，所述冷板包括多个沿所述扫描通道周向设置的子冷板，每个所述子冷板形成供冷却液流通的子通道，相邻的子冷板的子通道之间相互连通，且至少一个子冷板上形成供冷却液进出所述子通道的进液口，至少一个子冷板上形成供冷却液进出所述子通道的出液口。
可选的，所述冷板包括多个沿所述扫描通道周向设置的子冷板，每个所述子冷板形成供冷却液流通的子通道以及供冷却液进出所述子通道的进液口和出液口。
可选的，所述冷却组件包括在所述机架内部沿扫描通道周向形成的供冷却液流通的通道，以及供所述冷却液进出所述通道的进液口和出液口。
本发明还提供一种组合式医疗系统，包括第一成像设备和第二成像设备，其中所述第一成像设备包括如上所述的PET成像设备。
可选的，所述第二成像设备包括MR设备、CT设备或X-ray设备。
本发明提供的PET成像设备，采用热管将探测器模块散发的热量传导到探测器模块以外，结合液冷的方式，实现探测器模块的冷却。与传统的风冷方式相比，冷却噪音更小；与传统的液冷相比，散热速度更快，均温性更好，满足PET探测器对于均温性的需求。
附图说明
图1为本发明实施例一PET成像设备结构示意图；
图2为本发明实施例一探测器模块结构示意图；
图3为本发明实施例一连接组件结构示意图；
图4为本发明实施例一导热组件结构示意图；；
图5为本发明实施例一PET成像设备结构示意图；
图6为本发明实施例一导热组件结构示意图；
图7为本发明实施例一PET成像设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。
PET成像设备通常包括机架、探测器组件、符合电路、计算机系统和图像工作站，机架是PET成像设备中非常重要的组成部分，它为探测器组件以及其他模块提供支撑，所述机架形成有用于容纳患者的扫描通道，所述探测器组件为沿所述扫描通道周向设置的若干探测器模块所形成的环形结构。在PET成像设备工作时，探测器模块会产生大量的热量，而PET成像设备是对正电子类放射性药物进行显像的，因此对探测器模块的均温性的要求较高，通常需要设置冷却组件，用来冷却包括探测器模块在内的发热部件。本实施例提供一种可以对发热部件进行冷却的PET成像设备。
实施例一
图1为本发明实施例一PET成像设备结构示意图，参考图1所示，本实施例中，PET成像设备包括机架110，所述机架110形成有用于容纳患者的扫描通道120，多个探测器模块130位于所述扫描通道120内且沿PET扫描通道211的周向均匀排布，还包括导热组件，用于传导所述探测器模块130产生的热量，以及用于冷却导热组件的冷却组件。本实施例中，所述导热组件包括靠近探测器模块130的第一部以及远离探测器模块130的第二部，冷却组件与第一部的距离大于冷却组件与第二部的距离。
图2为本发明实施例一探测器模块结构示意图，图3为本发明实施例一连接组件结构示意图，参考图2、图3所示，所述探测器模块130通过连接组件150固定于所述机架110，本实施例一个具体的实现方式中，所述连接组件150包括固定板151和支撑板152，所述固定板151固定于所述机架110沿所述扫描通道111轴向的端面上，本实施例中，所述固定板151可以直接固定于所述端面，也可以间接固定于所述端面。所述支撑板152位于所述扫描通道111内部且用于支撑探测器模块130。本实施例中，所述固定板151可称为固定部，所述支撑板152可称为支撑部。
继续参考图3所示，在本实施例一个具体的实现方式中，所述固定板151和所述支撑板152首尾相接，且沿所述支撑板152长度方向的截面形成“L”型结构，在其他具体实现方式中，所述固定板151和支撑板152可以一体成型，也可以形成其他结构形式；在一个具体的实现方式中，所述固定板151与支撑板152之间的夹角为90度，在其他具体实现方式中，也可以为其他指定角度关系，只要可以将固定板151固定到机架110的端面上即可。
在本实施例一个具体的实现方式中，所述固定板151包括安装面1511，在所述安装面1511上设置有若干与销钉对应的销孔1512(本实施例中销孔1512的个数为2个)和第一固定孔1513，在将探测器模块130安装到机架110上时，安装面1511与机架110端面相贴合，所述端面上也设置有与所述销钉配合使用的销孔，所述销钉插入到销孔实现初步定位，PET机架上110与第一固定孔1513相对应的位置设置有第二固定孔，螺钉依次穿过固定板151上的第一固定孔1513和机架110上的第二固定孔，实现固定板151与机架110的固定。
在图未示出的其他实施例中，探测器模块130包括晶体、与晶体耦接的光电探测板，以及与所述光电探测板耦接的前端电子学电路板，其工作原理为本领域公知常识，不再赘述。所述光电探测板和所述前端电子学电路板分别固定于所述支撑板的两个支撑面上。在一个具体实现方式中，支撑板的一个支撑面上安装有前端电子学电路板，与支撑面1521相对的另一面安装有晶体和光学探测板，从而完成探测器模块130与支撑板的固定连接。
图4为本发明实施例一导热组件结构示意图，图5为本发明实施例一PET成像设备结构示意图，参考图4、图5所示，在本实施例一个具体的实现方式中，所述支撑板152与所述探测器模块接触的支撑面1521上沿所述支撑板152长度方向设置有凹槽。在本实施例一个具体的实现方式中，所述凹槽沿长度方向上的一端与所述固定板151相抵接，即所述凹槽延伸到固定板151，以增强导热效果。所述凹槽设置有热管140。所述凹槽和热管的数量可以根据需要进行设定，热管数量越多，其导热效果越好。在本实施例一个具体的实现方式中，所述固定板151由导热材料制成，用于传导导热组件140传递过来的热量，本实施例中，所述导热组件的第一部可以为设置在支撑板凹槽内的热管，导热组件的第二部可以为由导热材料制成的固定板。在本实施例另一个具体的实现方式中，在所述支撑板152与所述支撑面1521相对的一个支撑面上也设置有凹槽，所述凹槽中也铺设有导热组件，此时，所述导热组件的第一部可以为支撑板的两个支撑面的凹槽中设置的热管。如前所述，所述探测器模块的光电倍增版和前端电子学电路板分别设置于所述支撑板152的两个支撑面上，因此双面设置导热组件的结构可以有效提高导热效果。
在本实施例另一个具体的实现方式中，所述固定板151上也设置有凹槽，所述凹槽内也设置有热管，在本实施例又一个具体的实现方式中，所述固定板151上的凹槽和所述支撑板152上的凹槽首尾相接而相互连通，所述热管延伸设置并固定于所述固定板和支撑板的凹槽中，热管与固定板和支撑板相接触，如此设置，方便安装热管，增大了热管的布设范围，可以有效提高导热效果。此时，所述导热组件的第一部可以为设置在支撑板的凹槽中的热管，所述导热组件的第二部可以为设置于固定板的凹槽中的热管。所述支撑板152上的凹槽可以称为第一凹槽，所述固定板151上的凹槽可以称为第二凹槽。参考图3所示，第二凹槽向上并未贯穿固定板151的端面，第一凹槽和第二凹槽整体大致为“L”型。图6为本发明实施例一导热组件结构示意图，参考图6所示，所述支撑板152上在所述凹槽以外的位置形成有镂空结构1522，所述镂空结构1522在所述支撑板152的厚度方向上贯穿所述支撑板152，可以有效减小连接组件的重量。
图7为本发明实施例一PET成像设备结构示意图，参考图7所示，PET机架110与所述连接组件相连的一端设置有冷却组件，用于冷却连接组件。在本实施例一个具体的实现方式中，所述冷却组件包括设置于所述PET机架110沿所述扫描通道的轴向靠近所述固定板151一侧的冷板，所述冷板用于冷却所述导热组件，在本实施例另一个具体的实现方式中，所述冷却组件并不限定于上述位置，只要可以实现对导热组件的冷却即可。本实施例中，所述冷板可以为在所述机架端面沿所述扫描通道周向设置的环形板160，所述环形版160上形成供冷却液流通的通道，以及供冷却液进出所述通道的进液口1601和出液口1602，所述固定板151与所述冷板贴合设置即相互接触；在图未示出的其他实施例中，所述冷板也可以包括多个沿所述扫描通道周向设置的子冷板，每个所述子冷板形成供冷却液流通的子通道，相邻的子冷板的子通道之间相互连通，且至少一个子冷板上形成供冷却液进出所述子通道的进液口，至少一个子冷板上形成供冷却液进出所述子通道的出液口，即进液口和出液口可以设置在不同的子冷板上，也可以设置在同一块子冷板上，只要将各个子冷板的子通道形成串联通路即可，由于采用的是分段式结构，因此可以有效减小冷板的重量。在本实施例又一个具体的实现方式中，所述冷板包括多个沿所述扫描通道周向设置的子冷板，每个子冷板互不连通，即每个所述子冷板形成供冷却液流通的子通道以及供冷却液进出所述子通道的进液口和出液口，从而形成并联通路，此种结构可以提高冷却液的均温性，将冷却液维持在一个较低的温度，在减小冷板重量的同时，还可以提高冷却的速度和效果。本领域技术人员可以理解的，各个子冷板还可以采用串并联结合的方式进行设置。
在图未示出的另一个具体的实现方式中，所述冷却组件集成在PET机架，PET机架内部形成为冷却液提供流通路径的通道，通道两端连接进液口和出液口，通过通道内循环流动的冷却液带走固定板上的热量，其中所述冷却组件通过外部换热机构的热交换来维持冷却液的温度。
在本实施例一个具体的实现方式中，所述导热组件包括热管，热管是利用低沸点介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程进行散热的。本实施例中，支撑板152支撑面1521上安装有前端电子学电路板，与支撑面1521相对的另一面安装有晶体和光学探测板(图未示出)，探测器模块130工作时散发热量，热管内的低沸点介质受热迅速气化，并流向固定板151一侧，介质遇冷迅速冷凝并回流，在上述蒸发和冷凝的过程中将探测器模块130散发的热量快速传递到探测器模块以外，满足PET设备对于探测器模块130均温性的要求。在本实施例其他具体的实现方式中，也可以采用其他导热组件，比如由相变材料制成的导热性较高的元器件。
本实施例通过设置于用于固定探测器模块130的连接组件上的热管，将探测器模块散发的热量传导到探测器模块以外，结合液冷的方式，实现探测器模块的冷却。与传统的风冷方式相比，本实施例的冷却方式噪音更小；与传统的液冷方式相比，本实施例的冷却方式散热速度更快，均温性更好，可以满足探测器模块130对均温性的要求。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，所述连接组件采用相变材料制成，以实现对探测器模块的冷却。连接组件的支撑板的两面分别与光电探测板和前端电子学电路板接触设置，因此在PET成像设备工作时，利用相变材料良好的导热性，将光电探测板和前端电子学电路板散发热量，通过支撑板快速传递至固定板。固定板的冷却与实施例一相同，不再赘述。
本实施例中，探测器模块的支撑板和固定板均采用相变材料制成，支撑板与所述光电探测板以及前端电子学电路板的接触面积较大，且固定板与设置于所述PET机架上的冷却组件相接触设置，可以实现探测器模块的快速散热，提高探测器模块的均温性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种PET成像设备，包括形成有扫描通道的机架；固定于所述机架上且沿扫描通道周向排布的探测器模块，其特征在于，还包括用于传导所述探测器模块产生的热量的导热组件；以及用于冷却所述导热组件的冷却组件；其中，所述导热组件包括连接组件，所述探测器模块通过连接组件连接于所述机架，所述连接组件包括固定部和支撑部，所述固定部固定于所述机架沿所述扫描通道轴向的端面上，所述支撑部与所述固定部呈指定角度，且用于支撑所述探测器模块。
2.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，所述支撑部和所述固定部首尾相接。
3.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，所述连接组件由相变材料制成。
4.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，所述支撑部包括与所述探测器模块相接触的支撑面，所述支撑面上设置有至少一个第一凹槽，导热组件的第一部位于所述第一凹槽中，所述固定部由导热材料制成已形成导热组件的第二部。
5.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，所述支撑部包括与所述探测器模块相接触的支撑面，所述支撑面上设置有至少一个第一凹槽，导热组件的第一部位于所述第一凹槽中；所述固定部上设置有至少一个第二凹槽，导热组件的第二部位于所述第二凹槽中。
6.根据权利要求4或5所述PET成像设备，其特征在于，所述支撑面上除所述第一凹槽以外的位置形成有镂空结构，所述镂空结构在所述支撑部的厚度方向上贯穿所述支撑部。
7.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，所述冷却组件包括设置于所述机架沿所述扫描通道的轴向靠近所述固定部一侧的冷板，所述冷板用于冷却所述固定部，所述固定部与所述冷板贴合设置。
8.根据权利要求7所述的PET成像设备，其特征在于，所述冷板形成供冷却液流通的通道，以及供冷却液进出所述通道的进液口和出液口。
9.根据权利要求7所述的PET成像设备，其特征在于，所述冷板包括多个沿所述扫描通道周向设置的子冷板，每个所述子冷板形成供冷却液流通的子通道，相邻的子冷板的子通道之间相互连通，且至少一个子冷板上形成供冷却液进出所述子通道的进液口，至少一个子冷板上形成供冷却液进出所述子通道的出液口。
10.根据权利要求7所述的PET成像设备，其特征在于，所述冷板包括多个沿所述扫描通道周向设置的子冷板，每个所述子冷板形成供冷却液流通的子通道以及供冷却液进出所述子通道的进液口和出液口。
11.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，所述冷却组件包括在所述机架内部沿扫描通道周向形成的供冷却液流通的通道，以及供所述冷却液进出所述通道的进液口和出液口。
12.一种组合式医疗系统，包括第一成像设备和第二成像设备，其中所述第一成像设备包括如权利要求1-11任一项所述的PET成像设备。
13.根据权利要求12所述的组合式医疗系统，其特征在于，所述第二成像设备包括MR设备、CT设备或X-ray设备。
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