CN107669288A - 一种探测模块及成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种探测模块及成像系统，所述探测模块包括：闪烁体阵列，所述闪烁体阵列用于接收辐射线并产生相应的光信号，所述闪烁体阵列包括多个闪烁体，所述多个闪烁体表示为沿第一方向延伸的多行闪烁体以及沿第二方向延伸的多列闪烁体；第一组光导，所述第一组光导沿所述第一方向延伸，分布在所述闪烁体阵列顶面；以及第二组光导，所述第二组光导沿所述第二方向延伸，分布在所述闪烁体阵列底面，其中，所述第一组光导的光导数量不大于所述多行闪烁体的行数，所述第二组光导的光导数量不大于所述多列闪烁体的列数。本发明可以在保证探测性能的前提下减少光导数量，从而降低成本。

Description

一种探测模块及成像系统
交叉引用
本申请要求2017年08月21日提交的编号为PCT/CN2017/098359的PCT申请的优先权。上述申请的内容以引用方式被包含于此。
技术领域
本发明涉及医学成像技术领域，具体涉及一种探测模块及成像系统。
背景技术
PET是一种核医学中的功能成像技术，可以生成活体对象中功能过程的三维图像。典型地，可以将衰变周期短的放射性同位素示踪剂(例如，氟脱氧葡萄糖FDG)注入到对象中。示踪剂可能经历正电子发射衰变(也称为β衰变)并发射正电子。正电子可以和电子发生湮灭，产生一对往大致相反方向移动的湮灭光子(或γ光子)。
PET系统可以包括用于探测γ射线的PET探测模块。PET探测模块可包括闪烁体阵列和多个光通道(例如，光导)。每个光通道均可将光信号导至光电传感器。光通道可以是各种结构。一个光通道可以与一个闪烁体耦合；一个光通道也可以与一行(或一列)闪烁体耦合。一般而言，光通道数量越少，PET系统的成本和复杂度也越低，但PET系统的探测性能也会更差。因此，有必要在保持良好性能和减少PET系统的成本与复杂度之间寻求平衡。
发明内容
，本发明的目的在于提供一种探测模块，在保证探测性能的基础上，可以减少光导数量，从而降低成本。
为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
一种探测模块，其特征在于，包括：闪烁体阵列，所述闪烁体阵列用于接收辐射线并产生相应的光信号，所述闪烁体阵列包括多个闪烁体，所述多个闪烁体表示为沿第一方向延伸的多行闪烁体以及沿第二方向延伸的多列闪烁体；第一组光导，所述第一组光导分布在所述闪烁体阵列顶面，并沿所述第一方向延伸；以及第二组光导，所述第二组光导分布在所述闪烁体阵列底面，并沿所述第二方向延伸，其中，所述第一组光导的光导数量不大于所述多行闪烁体的行数，所述第二组光导的光导数量不大于所述多列闪烁体的列数。
在本发明中，所述第一组光导中的至少一条光导与所述第一方向上多行闪烁体的相邻两行闪烁体耦合；所述第二组光导中的至少一条光导与所述第二方向上多列闪烁体的相邻两列闪烁体耦合。
在本发明中，所述第一组光导中的一条光导的宽度小于所述多行闪烁体中相邻两行闪烁体的宽度；所述第二组光导中的一条光导的宽度小于所述多列闪烁体中相邻两列闪烁体的宽度。
在本发明中，所述第一组光导的光导数量不小于在所述第一方向上多行闪烁体行数的一半；所述第二组光导的光导数量不小于在所述第二方向上多列闪烁体列数的一半。
在本发明中，所述第一组光导与所述闪烁体阵列顶面的至少一部分区域物理连接；所述第二组光导与所述闪烁体阵列底面的至少一部分区域物理连接。
在本发明中，所述第一组光导与所述第一方向上多行闪烁体的部分行耦合；所述第二组光导与所述第二方向上多列闪烁体的部分列耦合。
在本发明中，所述第一组光导中的每一条光导与所述第一方向上多行闪烁体的至少一行耦合；以及所述第二组光导中的每一条光导与所述第二方向上多列闪烁体的至少一列耦合。
在本发明中，所述第一方向与第二方向垂直。
在本发明中，所述第一组光导与第二组光导的数量相同。
在本发明中，还包括一种成像系统，所述成像系统包括本发明所述的任一探测模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
在保证探测模块的探测性能的基础上，可以减少光导数量，从而降低成本。
附图说明
根据示例性实施例可以进一步描述本申请。参考附图可以详细描述所述示例性实施例。所述实施例为非限制性的示例性实施例，其中相同的附图标记代表附图的几个视图中相似的结构，其中：
图1是根据本申请一些实施例的示例性成像系统的示意图；
图2是根据本申请一些实施例的示例性闪烁体阵列的示意图；
图3A是根据本申请一些实施例的示例性探测模块的示意图；
图3B是根据本申请一些实施例的一个示例性探测模块组的示意图；
图4A至图4D是根据本申请一些实施例的示例性探测模块的不同视图；
图5是根据本申请一些实施例的示例性计算设备的框图；
图6是根据本申请一些实施例的成像示例性流程图。
具体实施方式
在下列详细描述中，为了提供对相关申请内容的透彻理解，通过多个实施例阐述了许多具体细节。然而，对于本领域技术人员来说，没有这些细节本申请也可实施。在其他示例中，为了避免本申请不必要的含糊表述，一些众所周知的方法、程序、系统、部件、和/或电路仅进行了概括性描述，而未提供细节。对本申请披露的实施例进行各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用场景中。因此，本申请并不限于所示实施例，而是与权利要求最广的范围相一致。
本申请使用的术语仅用于特定示例性实施例的描述目的，而非限制性的。如本申请所使用的，除非上下文明确提示例外情形，单数形态的“一”，“一个”和“该”也可以包括复数。应当进一步理解的是，在本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”时，指存在所述特征、整形常量、步骤、操作、元素和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整形常量、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
应当理解的是，本申请使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“区块”是一种以升序的形式来区分不同组件、元件、部件、部件或组件的级别方法。然而，如果其他表达方式达到相同的目的，则这些术语可能被其他表达方式所取代。
通常，如本申请所使用的“模块”、“单元”或“区块”是指以硬件或固件或软件指令的集合体现的逻辑。本申请描述的模块、单元或区块可以在软件和/或硬件上被执行，并且可以被存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或其他存储设备中。在一些实施例中，软件模块、单元、区块可以被编译并连接到可执行程序中。应当理解的是，软件模块可以从其他模块、单元、区块或其自身调用和/或可以响应于检测到的事件或中断而被调用。配置用于在计算设备上执行的软件模块/单元/区块(例如，如图1所示的处理设备140)可以被提供在计算机可读介质上，诸如光盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质或作为数字下载(并且可以原始地以压缩或可安装的格式存储，在执行之前需要安装、解压缩或解密)。软件代码可以部分或全部存储在执行计算设备的存储设备上供计算设备执行。软件指令可以被嵌入到固件当中，例如EPROM。应当理解的是，硬件模块、单元或区块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器和/或可以包括在诸如可编程门阵列或处理器之类的可编程单元中。本申请描述的模块、单元、区块或计算设备功能可以被实现为软件模块/单元/区块，但是可以用硬件或固件来表示。通常，这里描述的模块、单元、区块是指可以与其他模块、单元、区块组合或者分成子模块、子单元、子区块的逻辑模块、单元、区块，尽管它们的物理组织或存储。所述描述可以适用于系统、引擎，或其中一部分。
应当理解的是，当单元、引擎、模块或区块被称为“在…上”、“连接到”或“耦合到”另一单元、引擎、模块或区块时，其可以直接在另一单元、引擎、模块或区块通信、或者可以存在单元、引擎、模块或区块，除非上下文明确提示例外情形。如本申请所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何一种和所有的组合。
参照附图并考虑以下描述，本申请的这些和其他特征以及相关的结构元件以及制造的部件和经济的结合的操作和功能的方法可以变得更加明显，且都构成本申请的一部分。然而，应当明确地理解，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不意图限制本申请的范围。应当理解，附图不是按比例的。
图1是根据本申请一些实施例的示例性成像系统100的示意图。在一些实施例中，成像系统100可以是一个单模态系统，比如，正电子发射断层扫描(PET)成像系统。成像系统100也可以是一个多模态系统，比如，PET-CT成像系统、PET-MRI成像系统等。
在一些实施例中，成像系统100可以包括扫描仪110、网络120、一个或多个终端130、计算设备140和存储器150。在一些实施例中，成像设备100的组件可通过网络120相互连接。此外，成像系统100的组件相互之间也可以直接连接。
扫描仪110可扫描一个对象并生成与该对象对应的扫描数据。该对象可以包括但不限于一个患者的一个或多个器官、一种或多种组织等等。在一些实施例中，扫描仪110可为医疗用扫描设备，例如PET设备、PET-CT设备、PET-MRI设备等。该扫描仪110可包括台架111、探测器112、扫描区域113和检测床114。对象可以被放置在检测床114上。检测床114可以将对象传送到扫描区域113中的目标位置。探测器112可探测在扫描区域113内从对象中发出的辐射线(例如，γ光子)。在一些实施例中，探测器112可包括多个探测模块。探测模块可被排列成合适的形状，包括但不限于环形(例如，探测器环)、矩形、三角形或阵列。每个探测模块可包括一个闪烁体阵列、第一组光导和第二组光导。
在应用中，示踪剂(例如，放射性同位素)可被注入到对象中(例如，通过患者的血管)。示踪剂的原子可被转化为生物活性分子。该活性分子可聚集在患者的组织中。预计有足量的分子聚集在组织中时(通常在一个小时内)，患者可被放置在检测床114上。放射性同位素将发生正电子放射衰变(例如，β衰变)并发出正电子。这些正电子可与组织内的电子相互作用(正电子和电子之间的相互作用被称为湮灭)。正电子和电子的每次湮灭可产生一对往大致相反方向移动的湮灭光子(也称为γ光子)。
通过探测器112可探测γ光子，计算设备140可基于与γ光子相关的信息生成图像。例如，计算设备140可确定与每对γ光子相关的飞行时间(时间信息)。计算设备140还可基于飞行时间确定湮灭发生的位置。在获取多个湮灭位置后，计算设备140可基于这些湮灭位置生成投影图像(也称为声波图)。计算设备140基于投影图像和滤波反投影(FBP)等重建技术可重建图像。重建的图像可指示含有大量有示踪剂的生物活性分子的组织。在一些实施例中，一个区域中含示踪剂的分子数与该区域组织的生物功能相关。例如，若在PET扫描中使用氟脱氧葡萄糖(FDG)作为示踪剂，一个区域内示踪剂分子的数量将与该区域的葡萄糖代谢速率成比例关系。由于肿瘤通常消耗大量葡萄糖，因此在重建的图像中具有大量示踪剂分子的区域可以被识别为肿瘤组织。
网络120可包括可促进成像系统100的组件之间的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，成像系统100的一个或多个组件(例如，扫描仪110、终端130、计算设备140、存储器150等)可通过网络120与成像系统100的一个或多个其他组件通信信息和/或数据。例如，计算设备140可通过网络120从扫描仪110获取图像数据(例如，时间信息、能量信息)。又例如，计算设备140可通过网络120从终端130获取用户指令。网络120可包括公共网络(例如，互联网)、专用网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)等)、有线网络(例如，以太网)、无线网络(例如，802.11网络、Wi-Fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(“VPN”)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机、和/或其任意组合。举例来说，网络120可包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共交换转换网络(PSTN)、BluetoothTM网络、ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等，或以上的任意组合。
终端130可包括移动设备130-1、平板电脑130-2、手提电脑130-3等，或以上的任意组合。在一些实施例中，移动设备130-1可包括智能家居设备、可穿戴设备、虚拟现实设备、增强现实设备等，或以上的任意组合。在一些实施例中，终端130可以是计算设备140的一部分。
计算设备140可处理从扫描仪110、终端130和/或存储器150获取的数据和/或信息。例如，计算设备140可处理图像数据(包括时间信息、能量信息等)并基于图像数据重构图像。在一些实施例中，计算设备140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式或分布式的。在一些实施例中，计算设备140可以是本地或远程的。例如，计算设备140可以通过网络120访问存储在扫描仪110、终端130和/或存储器150中的信息和/或数据。又例如，计算设备140可直接连接至扫描仪110、终端130和/或存储器150以访问存储的信息和/或数据。在一些实施例中，计算设备140可在云平台上实现。举例而言，云平台可包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、互联云、多重云等，或以上任意组合。在一些实施例中，计算设备140或计算设备140的一部分可整合至扫描仪110中。
计算设备140可包括处理器、存储模块、输入端/输出端(I/O)和通信端口。处理器可执行计算机指令(例如，程序代码)并执行本申请所描述的计算设备140的功能。计算机指令可执行本申请所描述的特定功能，其包括如例程、程序、对象、组件、数据结构、规程、模块和功能。存储模块可存储从扫描仪110、终端130、存储器150和/或成像系统100的其他组件获取的数据/信息。在一些实施例中，存储模块可包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或以上任意组合。I/O可包括输入和/或输入信号、数据、信息等。在一些实施例中，I/O可使用户能够与计算设备140交互。在一些实施例中，I/O可包括输入设备和输出设备。输入设备的示例可包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等，或以上任意组合。输出设备的示例可包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等，或以上任意组合。通信端口可连接至网络(例如，网络120)以促进数据通信。通信端口可在计算设备140和扫描仪110、终端130和/或存储器150之间建立连接。连接可包括有线连接、无线连接、能够使数据传输和/或接收的其他通信连接，和/或这些连接的任意组合。
存储器150可存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储器150可存储从终端130和/或计算设备140获取的数据。在一些实施例中，存储器150可存储计算设备140可执行或使用以执行本申请所描述方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储器150可存储从扫描仪110获取的图像数据(例如，时间信息、能量信息)。在一些实施例中，存储器150可包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或以上任意组合。在一些实施例中，存储器150可连接至网络120以与成像系统100的一个或多个其他组件(例如，计算设备140、终端130等)通信。此外，存储器150可以是计算设备140的一部分。
应当注意地是，关于成像系统100的上述描述仅为了说明目的，并不能限制本申请的保护范围。对于本领域普通技术人员来说，可以根据本申请的启示进行多种变化和修改。例如，成像系统100的组合和/或功能可根据具体实施情况而改变。例如，成像系统100可增加一些其他组件，如患者定位单元、数据采集电子器件、电源和其他设备或单元。然而，这些变化和修改并不脱离本申请的范围。
图2是根据本申请一些实施例的示例性闪烁体阵列的示意图。如图2所示，闪烁体阵列200可包括多个闪烁体210。当辐射线(例如，γ射线)光子碰撞闪烁体时，闪烁体210将闪烁。闪烁体210可吸收该辐射线光子的能量并将吸收的能量转化为光信号。
在一些实施例中，闪烁体阵列200可包括多个闪烁体，该多个闪烁体可以被描述为在第一方向(例如，X轴方向)上延伸的多行闪烁体(例如，闪烁体210)和在第二方向(例如，Y轴方向)上延伸的多列闪烁体。第二方向可大致垂直于第一方向。在一些实施例中，在X轴方向上延伸的多行闪烁体的行数(表示为N)可等于在Y轴方向上延伸的多列闪烁体的列数(表示为M)。例如，M和N均可在1至10的范围内。仅作为举例，M和N可均为6。在一些实施例中，M可与N不同。例如，闪烁体阵列200可具有3×4、4×6、6×5、3×3、5×5闪烁体结构等。在一些实施例中，闪烁体阵列200可只包含一个闪烁体。
在一些实施例中，在闪烁体阵列200中的闪烁体210可能具有相同尺寸。或者，在闪烁体阵列200中的至少两个闪烁体可能具有不同的尺寸。在一些实施例中，闪烁体210可为长方体、立方体、圆柱体或其他合适的结构。
在一些实施例中，闪烁体210在其某一侧的至少部分区域可以用光胶、反射材料等涂覆(或具有相应涂层)。不同闪烁体的不同表面区域可用不同的涂覆材料涂覆。
在一些实施例中，闪烁体阵列200可包括两个平坦表面(例如，闪烁体阵列的顶面或闪烁体阵列的底面)。第一组光导可被排列在顶面。第二组光导可被排列在底面。在一些实施例中，一个闪烁体210可包括至少一种以下材料，如锗酸铋(BGO)、硅酸钇镥(LYSO)、硅酸镥(LSO)等。
图3A是根据本申请一些实施例的示例性探测模块300的示意图。探测模块300可包括4×4闪烁体阵列310(其可以是图2所示的闪烁体阵列200的实施例)、第一组光导(例如，光导GY1和GY2)和第二组光导(例如，光导GX1和GX2)。第一组光导可沿第一方向(例如，X轴方向)延伸(延长)，排列在4×4闪烁体阵列310的顶面。第二组光导可沿第二方向(例如，Y轴方向)延伸(延长)，排列在4×4闪烁体阵列310的底面。在一些实施例中，第一组光导的光导数量少于或等于多行闪烁体的行数。第二组光导的光导数量少于或等于多列闪烁体的列数。
在一些实施例中，第一组光导可物理(和/或直接地)连接至闪烁体阵列的顶面的至少一部分。例如，第一组光导可耦合(即光学耦合)至闪烁体阵列的顶面的至少一部分。第二组光导可物理(和/或直接地)连接至闪烁体阵列的底面的至少一部分。在一些实施例中，第一组光导可耦合至第一方向上多行闪烁体的其中一部分(部分行)。第二组光导可耦合至第二方向上多列闪烁体的其中一部分(部分列)。在一些实施例中，第一组光导中的每一条光导可耦合至第一方向上多行闪烁体的其中一部分中的至少一个闪烁体。第二组光导中的每一条光导可耦合至第二方向上多列闪烁体的其中一部分中的至少一个闪烁体。更多关于4×4闪烁体阵列310的描述可参见图4及其描述。
图3B是根据本申请一些实施例的一个示例性探测模块组350的示意图。该探测模块组350可包括一个或多个探测模块300(如图3A所示)。例如，该探测模块组350可包括9个(排列为3×3)探测模块300。并且，一个或多个探测模块组350可组成探测器112。如图3B所示，该探测模块组350可包括一个闪烁体阵列(包括12×12个闪烁体)、排列在其顶面的一个6×3光导阵列和排列在其底面的一个3×6光导阵列。在一些实施例中，同一行中的光导(例如，光导G1、光导G2和光导G3)可整合成一条光导。
应当注意地是，图3A和图3B中提及的行数或列数、以及光导的排列方式仅为了说明的目的，并不用于限制本申请的范围。例如，探测模块300可包括5×5个闪烁体、6×6个闪烁体、3×4个闪烁体等。又例如，该探测模块组350可包括4×4探测模块300、5×5探测模块300和6×8探测模块300等。
图4A至图4D是根据本申请一些实施例的示例性探测模块的不同视图。在一些实施例中，探测模块300可用于接收一束辐射线并响应于所接收到的辐射线产生光学信号。光学信号可以是当辐射线与闪烁体相互作用时发出的光线。如图4A至图4D所示，探测模块300可包括一个闪烁体阵列。闪烁体阵列可包括多个闪烁体，该多个闪烁体可以表示为沿第一方向延伸(如，在X轴方向延伸)的多行闪烁体。闪烁体阵列可包括多个闪烁体，该多个闪烁体可以表示为沿第二方向延伸(如，在Y轴方向延伸)的多列闪烁体。第二方向可大致垂直于第一方向。在一些实施例中，闪烁体阵列可包括一个顶面和一个底面。顶面和底面均大致平坦。顶面或底面朝向成像系统的探测区域。在一些实施例中，第一组光导排列在闪烁体阵列的一个表面(例如，顶面)。光导可用于将光学信号从闪烁体引导至光电传感器。在一些实施例中，第一组光导中的一条光导可耦合至N行闪烁体中的两个相邻行。第二组光导排列在闪烁体阵列的对表面(例如，底面)。第二组光导中的一条光导可耦合至M列闪烁体中的两个相邻列。在一些实施例中，第一组光导可沿第一方向延伸(延长)并分布在第二方向上。第二组光导可沿第二方向延伸并分布在第一方向上。例如，如图4B所示，两条光导GY1和GY2沿X方向延伸并分布在Y方向上。
在一些实施例中，第一组光导中的一条光导的宽度小于相邻两行闪烁体的总宽度(即相邻两行闪烁体的宽度之和)。第二组光导中的一条光导的宽度小于相邻两列闪烁体的总宽度(即相邻两列闪烁体的宽度之和)。在一些实施例中，第一组光导的光导数量不小于第一方向上多行闪烁体行数的一半。第二组光导的光导数量不小于第二方向上多列闪烁体列数的一半。
图4A所示为探测模块300的俯视图。在一些实施例中，在X方向上延伸的多行闪烁体的行数(标为N)等于在Y方向上延伸的多列闪烁体的列数(标为M)。例如，在图4A所示的实施例中，N为4且M为4。再例如，N和M可以均等于2、3、5、6等。又或者，N可不等于M。例如，具有N行M列闪烁体(标为N×M)的一个闪烁体阵列可为3×4、4×6、6×5等。
图4B所示为探测模块300的X-Y面透视图(X、Y和Z轴的分布可参见图3A)。如图4B所示，探测模块300还包括沿X方向延伸的第一组光导(例如，GY1、GY2)。第一组光导(GY1或GY2)可耦合至闪烁体的相邻两行。例如，光导体GY1耦合至闪烁体的第一行(例如，闪烁体S11、S12、S13和S14组成的行)和第二行(例如，闪烁体S21、S22、S23和S24组成的行)。光导GY1可积累来自第一行和第二行的8个闪烁体中的任一个闪烁体的光信号。在一些实施例中，若N为偶数，第一组光导的光导数量可以是N的一半。例如，若N等于6，第一组光导的光导计数是3。类似地，若M为偶数，第二组光导的光导数量可以是M的一半。在一些实施例中，若N为奇数，第一组光导的光导数量可以是N+1的一半。例如，若N等于7，第一组光导的光导数量可以是4。类似地，若M是奇数，第二组光导的光导数量可以是M+1的一半。
图4C所示为从Y-Z平面看的探测模块300的侧视图(X、Y和Z轴的分布可参见图3A)。光导GY1和GY2可排列在闪烁体阵列的顶面。光导GX2可排列在底面并耦合至第三列闪烁体(包括S13、S23、S33和S43)和第四列闪烁体(包括S14、S24、S34和S44)。光导GX1也排列在底面(虽然在图4C中不可见)。在本示例中，光导GY1和GY2与光导GX1和GX2正交。图4D所示为从X-Z平面看的探测模块300的侧视图。光导GY1和GY2位于顶面(尽管只有GY1在图4D中可见)。与GY1和GY2正交的光导GX1和GX2位于底面。
在一些实施例中，计算设备140可读取光导并将光导的输出转化成电信号。基于该电信号，计算设备140可识别出闪烁体阵列中的哪个闪烁体与辐射线(γ射线)有相互作用。计算设备140还可确定在识别出的闪烁体中与所接收的辐射线相互作用的深度。闪烁体识别和深度确定的更多细节可参见图6和相关描述。
图5是根据本申请一些实施例的示例性计算设备的框图。如图5所示，计算设备140可包括探测模块510、确定模块520、重建模块530和存储模块540。探测模块510、确定模块520、重建模块530和存储模块540可指以硬件或固件或软件指令的集合体现的逻辑。本申请描述的模块可作为软件和/或硬件模块实施，并可存储在任何非暂时性计算机可读介质或其他存储设备中。在一些实施例中，软件模块可被编译并链接至可执行程序。应当理解地是，软件模块可从其他模块或其自身调用，和/或可以响应探测事件或中断而被调用。用于在计算设备(例如，计算设备140的处理器)上执行的软件模块可设置在计算机可读介质上，例如，光盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质，或作为数字下载(并能够最初以压缩或可安装的格式存储，其在执行之前需要安装、解压缩或解密)。软件代码可以部分或完全地存储在执行计算设备的存储器设备上，以供计算设备执行。软件指令可嵌入固件中，如EPROM。进一步应当理解地是，硬件模块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器和/或可以包括在诸如可编程门阵列或处理器之类的可编程单元中。本申请描述的模块或计算设备功能优选地以软件模块实现，但也可以以硬件或固件呈现。一般地，本文描述的模块指的是能与其他模块相结合或分为子模块的逻辑模块，而不管其物理结构或存储。
探测模块510可用于探测光导的输出。例如，探测模块510可用于探测第一组光导的输出和第二组光导的输出。在一些实施例中，第一组光导的输出或第二组光导的输出可以为光学信号，其包括从与光导耦合的闪烁体中收集的光学信号。
确定模块520可用于在闪烁体阵列中识别与所接收的辐射线有辐射线相互作用的闪烁体。在一些实施例中，确定模块520可确定在识别出的闪烁体中与所接收的辐射线相互作用的深度。确定模块520可确定第一组光导输出的强度。确定单元520也可确定第二组光导输出的强度。
重构模块530可用于基于多个识别出的闪烁体和识别出的闪烁体中与所接收的辐射线相互作用的深度重建PET图像。
存储模块540可用于存储成像数据、控制参数、处理后的成像数据等，或以上任意组合。在一些实施例中，存储模块540可存储一个或多个扫描协议和/或编码的成像数据。在一些实施例中，存储模块540可存储被计算机设备140执行用以实现本申请描述的示例方法的一个或多个程序和/或指令。
在一些实施例中，图5中示出的一个或多个模块可在图1示出的示例性PET系统的至少一部分中实现。例如，探测模块510、确定模块520、重建模块530和/或存储模块540可整合成一个控制台(未出示)。通过该控制台，用户可设置用于扫描对象、控制成像过程的参数，用于重建图像、查看重建图像的控制参数等。在一些实施例中，控制台可通过计算设备140和/或终端130实现。
图6是根据本申请一些实施例的成像示例性流程图。在一些实施例中，流程600可以是重建图像的流程。流程600可通过计算设备140实现并通过计算设备140的一个处理器执行。
在610中，含有多个探测模块的探测器可接收从某对象发射的多束辐射线(γ射线)。该多个探测模块可用于探测该多束辐射线。每个探测模块可包括一个闪烁体阵列。每个探测模块可包括第一组光导和第二组光导。闪烁体阵列可具有在第一方向上延伸的N行闪烁体和在第二方向上延伸的M列闪烁体。第二方向可大致垂直于第一方向。探测模块可包括排列在闪烁体阵列顶面的第一组光导和排列在闪烁体阵列底面的第二组光导。在一些实施例中，一条光导可耦合至第一方向上的多行闪烁体的相邻两行。一条光导可耦合至第二方向上的多列闪烁体的相邻两列。在一些实施例中，N可等于M。例如，N＝M＝4。
在一些实施例中，第一组光导中的一条光导的宽度小于相邻两行闪烁体的总宽度(即相邻两行闪烁体的宽度之和)。第二组光导中的一条光导的宽度小于相邻两列闪烁体的总宽度(即相邻两列闪烁体的宽度之和)。在一些实施例中，每条光导的宽度可为一个恒定值。例如，该恒定值为闪烁体的宽度。在一些实施例中，第一组光导的光导数量不小于N的一半，第二组光导的光导数量不小于M的一半。例如，当N＝M＝4时，第一组光导的光导数量可为2，第二组光导的光导数量也可同样为2。
在620中，针对一个闪烁体阵列，探测模块510可探测第一组光导的输出和第二组光导的输出。在一些实施例中，一条光导可耦合至相邻两行(或相邻两列)闪烁体。例如，相邻两行(或相邻两列)闪烁体可包括8个闪烁体(如图4A至图4D所示)。光导的输出可为光学信号，其包括从与光导耦合的闪烁体中收集的光学信号。在一些实施例中，光学信号可通过闪烁体阵列200在接收到辐射线时产生。
在一些实施例中，排列在探测模块510的一个或多个光电传感器可用于将第一组光导和第二组光导的输出转化成一个电信号。确定模块520根据一个或多个光电传感器产生的电信号可确定第一组光导输出的强度和第二组光导输出的强度。
在630中，基于第一组光导输出的强度和第二组光导输出的强度，确定模块520在闪烁体阵列中可识别与所接收辐射线有相互作用的闪烁体。如图4A至图4D所示，X1可表示光导GX1输出的强度。X2可表示光导GX2输出的强度。Y1可表示光导GY1输出的强度。Y2可表示光导GY2输出的强度。在闪烁体阵列中辐射线相互作用的位置可根据公式(1)和公式(2)确定：
X＝X1/(X1+X2) (1)，
Y＝Y1/(Y1+Y2) (2)，
其中，X1表示光导GX1输出的强度，X2表示光导GX2输出的强度，X表示辐射线相互作用在第一方向上的标准化位置，Y1表示光导GY1输出的强度，Y2表示光导GY2输出的强度，Y表示辐射线相互作用在第二方向上的标准化位置。X的值可用于确定哪一列闪烁体中有辐射线相互作用。Y的值可用于确定哪一行闪烁体中有辐射线相互作用。以Y＝Y1(Y1+Y2)为例，可设置三个阈值T1、T2和T3用于确定具有辐射线相互作用的闪烁体。若0≤Y≤T1，可确定辐射线相互作用的位置在第四行闪烁体(包括S41、S42、S43和S44)。若T1<Y≤T2，可确定辐射线相互作用的位置在第三行闪烁体(包括S31、S32、S33和S34)。若T2<Y≤T3，可确定辐射线相互作用的位置在第二行闪烁体(包括S21、S22、S23和S24)。若T3<Y≤1，可确定辐射线作用的位置在第一行闪烁体(包括S11、S12、S13和S14)。在一些实施例中，可根据不同的情况(例如，光导的不同宽度)设计三个阈值T1、T2和T3。例如，T1等于0.3，T2等于0.5，T3等于0.7。类似地，基于X＝X1/(X1+X2)和三个阈值T1、T2和T3可确定哪一列闪烁体中有辐射线相互作用。在一些实施例中，若M和/或N不等于4，可相应地改变阈值的数量。例如，若M和N均为6，可设置5个阈值用于确定具有辐射线相互作用的闪烁体。
在640中，基于第一组光导输出的强度和第二组光导输出的强度，确定模块520可确定在识别出的闪烁体中所接收的辐射线相互作用的深度。闪烁体阵列中辐射线相互作用的深度可根据公式(3)确定：
Z＝(X1+X2)/(X1+X2+Y1+Y2) (3)，
其中，X1表示光导GX1输出的强度，X2表示光导GX2输出的强度，Y1表示光导GY1输出的强度，Y2表示光导GY2输出的强度，Z表示辐射线相互作用在闪烁体阵列的标准化深度。Z的值可在0至1的范围内变化。若Z大于0.5，则所接收辐射线的相互作用位置更靠近顶面。若Z小于0.5，则所接收辐射线的相互作用位置更靠近底表面。
在650中，基于多个识别出的闪烁体和对应于每个识别出的闪烁体的相互作用深度，重建模块530可重建一个PET图像。在一些实施例中，重建模块530可基于滤波反投影(FBP)等重建技术重建图像。重建的图像可示出含有大量有示踪剂的生物活性分子的组织。
应当注意地是，处理模块的上述描述仅为了说明目的，并不能限制本申请的保护范围。对于本领域普通技术人员来说，可以根据本申请的启示进行多种变化和修改。然而，这些变化和修改并不脱离本申请的范围。例如，加权合成操作可能是不必要的。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机可读信号媒介可包括含有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如基带或载波的一部分。这样的传播信号可以为多种形式，如电磁信号、光信号等，或以上任意合理组合。计算机可读信号媒介可以为任何计算机可读媒介(除计算机可读存储媒介)，该媒介可以通讯、传播或传输供指令执行系统、设备或装置使用的程序。计算机可读信号媒介中呈现的程序代码可以通过任一合适的媒介进行传输，如无线、有线、光纤电缆、射频等，或以上任意合理组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，例如，局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述属性、数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档、物件等，特将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种探测模块，其特征在于，包括：
闪烁体阵列，所述闪烁体阵列用于接收辐射线并产生相应的光信号，所述闪烁体阵列包括多个闪烁体，所述多个闪烁体表示为沿第一方向延伸的多行闪烁体以及沿第二方向延伸的多列闪烁体；
第一组光导，所述第一组光导分布在所述闪烁体阵列顶面，并沿所述第一方向延伸；以及
第二组光导，所述第二组光导分布在所述闪烁体阵列底面，并沿所述第二方向延伸，
其中，所述第一组光导的光导数量不大于所述多行闪烁体的行数，所述第二组光导的光导数量不大于所述多列闪烁体的列数。
2.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，
所述第一组光导中的至少一条光导与所述第一方向上多行闪烁体的相邻两行闪烁体耦合；以及
所述第二组光导中的至少一条光导与所述第二方向上多列闪烁体的相邻两列闪烁体耦合。
3.如权利要求2所述的探测模块，其特征在于，
所述第一组光导中的一条光导的宽度小于所述多行闪烁体中相邻两行闪烁体的宽度；以及
所述第二组光导中的一条光导的宽度小于所述多列闪烁体中相邻两列闪烁体的宽度。
4.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，
所述第一组光导的光导数量不小于在所述第一方向上多行闪烁体行数的一半；以及
所述第二组光导的光导数量不小于在所述第二方向上多列闪烁体列数的一半。
5.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，
所述第一组光导与所述闪烁体阵列顶面的至少一部分区域物理连接；以及
所述第二组光导与所述闪烁体阵列底面的至少一部分区域物理连接。
6.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，
所述第一组光导与所述第一方向上多行闪烁体的部分行耦合；以及
所述第二组光导与所述第二方向上多列闪烁体的部分列耦合。
7.如权利要求6所述的探测模块，其特征在于，
所述第一组光导中的每一条光导与所述第一方向上多行闪烁体的至少一行耦合；以及
所述第二组光导中的每一条光导与所述第二方向上多列闪烁体的至少一列耦合。
8.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，所述第一方向与第二方向垂直。
9.如权利要求1所述的探测模块，其特征在于，所述第一组光导与第二组光导的数量相同。
10.一种成像系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项权利要求所述探测模块。
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