CN112512427A - 用于医学成像的自适应康普顿摄像机 - Google Patents

Abstract

为了优化图像质量和/或灵敏度，康普顿摄像机是可自适应的。散射检测器和/或捕集器检测器（12、13）可以移动得更靠近和/或更远离患者和/或彼此。这种自适应允许通过改变几何形状来平衡图像质量和灵敏度。

Description

用于医学成像的自适应康普顿摄像机

背景技术

本实施例涉及使用康普顿效应的医学成像。康普顿效应允许比针对单光子发射计算机断层摄影（SPECT）所使用的更高的成像能量。康普顿成像系统被构造为测试平台，例如组装散射层，然后捕集器层被安装到大框架。电子装置被连接以从幻象（phantom）的发射中检测基于康普顿的事件。康普顿成像系统未能解决在任何商业临床环境中实际使用的设计和约束要求。当前的建议缺乏集成到诊所中的成像平台中的能力，或者缺乏解决商业和诊断需要的设计和约束要求（即，灵活性和可扩展性）。

康普顿摄像机可能具有低灵敏度（$）和差的图像质量（IQ）。散射层中的散射光子的绝对数量很低，这是由于几何结构（例如，源散射立体角Ω＜＜4π）、材料（例如，有利于光电效应的检测材料中的低散射分数）和检测器制造限制（例如，可以为散射层和捕集器层两者制造的实际检测器厚度是有界的，诸如对于Si检测器的最大值为1mm，对于CZT检测器的最大值为2mm…10 mm）。在捕集器层中捕集的散射光子的数量很低，这是由于几何形状（例如，散射捕集器立体角Ω＜＜4π）。多普勒展宽降低了康普顿摄像机的图像质量。多普勒展宽对康普顿角不确定性的贡献取决于入射光子能量E₀、散射角θ和束缚于目标原子的移动电子的能量。有限的检测器能量分辨率导致了附加的康普顿角不确定性。在散射层和捕集器层两者中的有限检测器位置分辨率导致了附加的康普顿锥环偏移。

发明内容

作为介绍，下面描述的优选实施例包括用于医学成像的方法和系统。为了优化图像质量和/或灵敏度，康普顿摄像机是可自适应的。散射检测器和/或捕集器检测器可以移动得更靠近和/或更远离患者和/或彼此。这种自适应允许通过改变几何形状来平衡图像质量和灵敏度。

在第一方面，提供了一种用于医学成像的康普顿摄像机。马达与散射检测器、捕集器检测器、或散射检测器和捕集器检测器两者连接。马达被配置成将散射检测器、捕集器检测器、或散射检测器和捕集器检测器两者移动得更靠近或更远离患者床。

在第二方面，提供了一种医学成像系统。固态检测器模块各自具有散射检测器和捕集器检测器。控制处理器被配置成改变散射检测器、捕集器检测器、或散射检测器和捕集器检测器两者相对于患者空间的等中心的位置。

在第三方面，提供了一种用于利用康普顿摄像机进行医学成像的方法。马达使康普顿摄像机的检测器移动。移动的检测器检测来自患者的发射。从检测到的发射产生康普顿图像。

本发明由所附权利要求来限定，并且本部分中的任何内容都不应被认为是对那些权利要求的限制。本发明的其他方面和优点将在下面结合优选实施例进行讨论，并且可以在随后独立地或组合地要求保护。

附图说明

组件和附图不一定是按比例绘制的，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记遍及不同的视图表示对应的部分。

图1是根据一个实施例的康普顿摄像机的多个模块的透视图；

图2示出示例性散射检测器；

图3示出示例性捕集器检测器；

图4A是康普顿摄像机的一个实施例的侧视图，图4B是图4A的康普顿摄像机的端视图，并且图4C是图4B的康普顿摄像机的一部分的详细视图；

图5是医学成像系统中的康普顿摄像机的一个实施例的透视图；

图6是医学成像系统中的完整环康普顿摄像机的一个实施例的透视图；

图7是医学成像系统中的部分环康普顿摄像机的一个实施例的透视图；

图8是医学成像系统中的具有轴向延伸的部分环的完整环康普顿摄像机的一个实施例的透视图；

图9是医学成像系统中的基于单个模块的康普顿摄像机的一个实施例的透视图；

图10是用于形成康普顿摄像机的方法的示例性实施例的流程图；

图11是用于医学成像的自适应康普顿摄像机的一个实施例的横截面视图；

图12是用于自适应康普顿摄像机的轨道的一个实施例的横截面视图；

图13和14示出在相对于患者床和患者空间的不同位置中的康普顿摄像机的模块；

图15示出处于可独立移动布置中的散射检测器和捕集器检测器；

图16A和16B示出与引导平面连接的康普顿摄像机的模块；

图17A示出康普顿成像的散射角的全宽、半最大值（FWHM）的示例性曲线图，并且图17B示出示例性散射角；以及

图18是用于康普顿成像的方法的示例性实施例的流程图。

具体实施方式

图1-10针对多模态兼容的康普顿摄像机。模块化设计用于形成供各种其他成像模态使用或作为独立的基于康普顿的医学成像器使用的康普顿摄像机。图11-18针对自适应康普顿摄像机。使用图1-10的模块化设计或另一康普顿摄像机（例如，非模块化的），散射层和检测器层中的一个或两者可相对于患者移动，以用于控制图像质量、灵敏度和/或其他特性以得到改善的诊断。在总结自适应康普顿摄像机实施例之后，描述图1-9的康普顿摄像机。图1-9的康普顿摄像机的许多特征和组件可以用于稍后在图11-18中描述的自适应康普顿摄像机实施例中。

对于自适应康普顿摄像机，散射层和/或捕集器层可朝向和远离成像对象移动。散射层可以尽可能靠近成像对象定位，而用于图像质量的捕集器层可以尽可能远离散射层定位。这两个考虑可以一起用在“自适应”康普顿摄像机内。通过感测成像对象边界，康普顿摄像机的配置被改变。例如，每个散射层到成像对象的距离和每个捕集器层到每个对应散射层的距离被改变，以最大化给定品质因数（FOM，figure-of-merit）。FOM可以是灵敏度（$）、图像质量（IQ）和/或由用户限定的其他参数。通过将散射层移动得更靠近成像对象可以提高灵敏度（$），而通过将捕集器层移动得远离成像对象可以提高图像质量（IQ）。将捕集器层移动得更靠近散射层可以提高灵敏度，因此移动基于用于诊断目的期望FOM。数字准直器可被用于滤除具有在阈值以上的康普顿角的康普顿散射事件，以处理一些不确定性。

参考图1-9，医学成像系统包括具有分段检测模块的多模态兼容康普顿摄像机。康普顿摄像机（例如康普顿摄像机环）被分段成容纳检测单元的模块。每个模块是独立的，并且当被组装成环或部分环时，模块可以彼此通信。模块是独立的，但可以组装成产生基于康普顿散射的图像的多模块单元。可以使用圆柱形对称模块或球壳分段模块。

散射捕集器对模块化布置允许高效制造，可在现场服务，并且是成本和能量高效的。模块允许改变每个径向检测单元的半径、一个模块的角跨度和/或轴向跨度的设计自由度。散射捕集器对模块是多模态兼容的和/或形成用于临床发射成像的模块化环康普顿摄像机。这种设计允许灵活性，因此康普顿摄像机可以作为轴向分离的系统或作为完全集成的系统被添加到现有的计算机断层摄影（CT）、磁共振（MR）、正电子发射断层摄影（PET）或其他医学成像平台。每个模块可以解决散热、数据收集、校准和/或允许高效组装以及服务。

每个散射捕集器配对模块由适于商用的固态检测器模块（例如Si、CZT、CdTe、HPGe或类似物）形成，允许100-3000KeV的能量范围。康普顿成像可以设置有更宽范围的同位素能量（＞2MeV），从而通过选择散射捕集器检测器来实现新的示踪物/标记。模块化允许单独的模块去除或替换，从而允许时间和成本高效的服务。模块可以独立地操作和隔离，或者可以针对串扰而被链接，从而允许在使用一个模块的散射检测器和另一模块的捕集器检测器来检测康普顿事件时的改进的图像质量和更高的效率。

模块化允许针对个体需求优化的灵活设计几何结构，诸如使用用于与CT系统（例如，连接在X射线源和检测器之间）集成的部分环、用于与单光子发射计算机断层摄影伽马摄像机或其他空间受限成像系统集成的几个模块（例如，拼块）或完整环。基于康普顿检测事件的功能成像可以被添加到其他成像系统（例如，CT、MR或PET）。多个完整或部分环可以彼此邻近放置，以用于康普顿摄像机的更大轴向覆盖。可以形成专用的或独立的基于康普顿的成像系统。在一个实施例中，模块包括较低能量（例如，＜300keV）的准直器，从而提供多通道和复用成像（例如，使用用于康普顿事件的散射捕集器检测器的高能量以及使用用于SPECT或PET成像的检测器之一的低能量）。模块可以是静止的或快速旋转的（0.1rpm＜＜ω＜＜240rpm）。维度、安装、服务和/或成本约束由散射捕集器配对模块解决。

图1示出了用于康普顿摄像机的模块11的一个实施例。示出了四个模块11，但是可以使用附加的或更少的模块。根据康普顿摄像机的期望设计，康普顿摄像机由一个或多个模块形成。

康普顿摄像机用于医学成像。提供了相对于模块的用于患者的空间，使得模块被定位成检测从患者发射的光子。患者体内的放射性药物包括放射性同位素。光子由于放射性同位素的衰变而从患者发射。来自放射性同位素的能量可以是100-3000keV，这取决于检测器的材料和结构。各种放射性同位素中的任一种可以用于对患者成像。

每个模块11包括相同的或许多相同的组件。散射检测器12、捕集器检测器13、电路板14和挡板15设置在同一壳体21中。可以设置附加的、不同的或更少的组件。例如，散射检测器12和捕集器检测器13在没有其他组件的情况下设置在壳体21中。作为另一示例，在所有模块11或其子集中设置光纤数据线16。

模块11被成形用于堆叠在一起。模块11彼此配合，例如具有匹配的凹陷和延伸、闩锁、舌榫槽、或夹子。在其他实施例中，提供平坦或其他表面以用于彼此抵靠或抵靠分隔件。提供了用于将模块11附接到任何邻近模块11的闩锁、夹子、螺栓、舌榫槽或其他附接机构。在其他实施例中，模块11在直接连接到或不直接连接到任何邻近模块11的情况下附接到台架或其他框架。

与其他模块11或台架的连接可以是可释放的。模块11被连接并且可以被断开。连接可以是可释放的，从而允许去除一个模块11或一组模块11而不会去除所有模块11。

为了由多于一个模块11形成康普顿摄像机，模块11的壳体21和/或外部形状是楔形的。由于楔形，模块11可以围绕轴堆叠以形成环或部分环。更靠近轴的部分具有比更远离轴的部分的宽度尺寸更窄的沿垂直于轴的维度的宽度尺寸。在图1的模块11中，壳体21具有最远离轴的最宽部分。在其他实施例中，最宽部分更靠近轴，但与最靠近轴的最窄部分相隔开。在楔形中，散射检测器12比捕集器检测器13更靠近楔形的更窄部分。该楔形在沿着法向于轴的平面的横截面中允许模块11在邻接位置邻近地堆叠和/或连接以形成围绕轴的环的至少一部分。

楔形的锥度提供了数量为N的模块11，以形成围绕轴的完整的环。可以使用任何数量N，例如N=10-30个模块。数量N可以是可配置的，例如使用用于不同数量N的不同壳体21。用于给定康普顿摄像机的模块11的数量可以根据康普顿摄像机的设计（例如，部分环）而变化。楔形可以沿其他维度来设置，例如在平行于轴的横截面中具有楔形。

堆叠的模块11是圆柱形对称的，如与医学成像系统的台架连接。楔形横截面的最窄端最靠近医学成像系统的患者空间，并且楔形横截面的最宽端可以最远离患者空间。在替选实施例中，可以设置除了楔形之外的允许堆叠在一起以提供环或大体弯曲形状的堆叠的其他形状。

壳体21是金属、塑料、玻璃纤维、碳（例如，碳纤维）和/或其他材料的。在一个实施例中，壳体21的不同部分是不同材料的。例如，锡被用于电路板14周围的壳体。铝被用于保持散射检测器12和/或捕集器检测器13。在另一示例中，壳体12是相同材料的，例如铝。

壳体21可由不同结构形成，例如具有楔形的端板、容纳电路板14的接地平面片材、以及用于保持散射检测器12和捕集器检测器13的壁的单独结构，其中，单独结构由来自康普顿事件的所需能量的光子可通过其的材料（例如，铝或碳纤维）形成。在替选实施例中，针对放置散射检测器12和/或捕集器检测器13的区域在端板之间不为模块11提供壁，从而避免干扰光子从一个模块11的散射检测器12传递到另一个模块11的捕集器检测器13。检测器12、13旁边和/或用于保持检测器12、13的壳体21是由低衰减材料制成的，例如铝或碳纤维。

壳体21可密封模块或包括开口。例如，诸如在电路板14处在楔形的最宽部分的顶部设置用于气流的开口。壳体21可以包括孔、槽、舌片、闩锁、夹子、支座、缓冲器、或用于安装、配合和/或堆叠的其他结构。

每个固态检测器模块11包括康普顿传感器的散射检测器12和捕集器检测器13两者。通过堆叠每个模块，康普顿传感器的尺寸得以增加。给定模块11本身可以是康普顿传感器，因为散射检测器12和捕集器检测器13两者都包括在模块中。

模块11可以单独地去除和/或添加到康普顿传感器。对于给定的模块11，散射检测器12和/或捕集器检测器13可以从模块11可去除。例如，模块11被去除以便服务。从模块11中去除有故障的一个或两个检测器12、13以进行替换。一旦替换，则翻新的模块11被放回到医学成像系统中。螺栓、夹子、闩锁、舌榫槽、或其他可释放连接器可以将检测器12、13或用于检测器12、13的壳体21的一部分连接到模块11的其余部分。

散射检测器12是固态检测器。可以使用任何材料，例如Si、CZT、CdTe、HPGe和/或其他材料。散射检测器12通过晶片制造以任何厚度来创建，例如用于CZT的大约4 mm。可以使用任何尺寸，例如约5×5 cm。图2示出了用于散射检测器12的正方形形状。也可以使用除正方形之外的其他形状，例如矩形。对于图1的模块11，散射检测器12可以是在两个楔形端板之间延伸的矩形。

在模块11中，散射检测器12具有任何范围。例如，散射检测器12从一个楔形端壁延伸到另一个楔形端壁。可以提供更小或更大的范围，例如在模块11内的安装件之间延伸、或者轴向地延伸超过一个或两个端壁。在一个实施例中，散射检测器12在一个端壁处、上或旁边，而不延伸到另一个端壁。

散射检测器12形成传感器阵列。例如，图2的5×5 cm散射检测器12是具有大约2.2mm像素间距的21×21像素阵列。可以使用其他数的像素、像素间距和/或阵列尺寸。

散射检测器12包括被格式化用于处理的半导体。例如，散射检测器12包括用于感测散射检测器12中的光子与电子的相互作用的专用集成电路（ASIC）。ASIC与散射检测器12的像素并置（collocate）。ASIC具有任何厚度。可以提供多个ASIC，例如在3×3栅格的散射检测器12中的9个ASIC。

散射检测器12可以以任何计数率操作，例如>100kcps/mm。由于相互作用，由像素产生了电。该电由专用集成电路感测。对位置、时间和/或能量进行感测。可以调节（例如放大）所感测的信号，并将其发送到一个或多个电路板14。柔性电路、线材或其他通信路径将信号从ASIC载送到电路板14。

康普顿感测在没有准直的情况下操作。作为代替，使用散射检测器12处的光子相互作用相对于捕集器检测器13处的光子相互作用的能量、位置和角之间的固定关系来确定进入散射检测器12的光子的角。使用散射检测器12和捕集器检测器13来应用康普顿过程。

捕集器检测器13是固态检测器。可以使用任何材料，例如Si、CZT、CdTe、HPGe和/或其他材料。捕集器检测器13通过晶片制造以任何厚度来形成，例如用于CZT的约10 mm。可以使用任何尺寸，例如约5×5 cm。与散射检测器12相比，该尺寸沿至少一个维度可以更大，这是由于楔形以及散射检测器12和捕集器检测器13的间隔开的位置。图3示出捕集器检测器13的矩形形状，但是可以使用其他形状。对于图1的模块11，捕集器检测器13可以是在两个端板之间延伸的矩形，其中，长度与散射检测器12相同并且宽度大于散射检测器12。

捕集器检测器12形成传感器阵列。例如，图3的5×6 cm捕集器检测器13是具有大约3.4 mm像素间距的14×18像素阵列。像素尺寸大于散射检测器12的像素尺寸。像素数量小于散射检测器12的像素数量。可以使用其他数的像素、像素间距和/或阵列尺寸。可以使用其他相对像素尺寸和/或像素数量。

在模块11中，捕集器检测器13具有任何范围。例如，捕集器检测器13从一个楔形端壁延伸到另一个楔形端壁。可以提供更小或更大的范围，例如在模块11内的安装件之间延伸、或者轴向地延伸超过一个或两个端壁。在一个实施例中，捕集器检测器13位于一个端壁处、上或旁边，而不延伸到另一端壁。

捕集器检测器13包括被格式化用于处理的半导体。例如，捕集器检测器13包括用于感测捕集器检测器13中的光子与电子的相互作用的ASIC。ASIC与捕集器检测器13的像素并置。ASIC可以具有任何厚度。可提供多个ASIC，例如在2×3栅格的捕集器检测器13中的6个ASIC。

捕集器检测器13可以以任何计数率操作，例如>100kcps/mm。由于相互作用，由像素产生了电。该电由ASIC感测。对位置、时间和/或能量进行感测。可以调节（例如放大）所感测的信号，并将其发送到一个或多个电路板14。柔性电路、线材或其他通信路径将信号从ASIC载送到电路板14。

捕集器检测器13与散射检测器12间隔任何距离，所述距离沿着从轴起的径向线或法向于平行的散射检测器12和捕集器检测器13。在一个实施例中，间隔为大约20 cm，但是可以提供更大或更小的间隔。捕集器检测器13和散射检测器12之间的空间填充有空气、其他气体、和/或对于以期望能量的光子具有低衰减的其他材料。

电路板14是印刷电路板，但是可以使用柔性电路或其他材料。可以使用用于每个模块的任何数量的电路板14。例如，为散射检测器12提供一个电路板14，并且为捕集器检测器13提供另一个电路板14。

电路板14在壳体21内，但可延伸到壳体21之外。壳体21可接地，从而充当电路板14的接地平面。电路板14彼此平行地安装或不平行，例如按楔形扩展开。电路板通常与捕集器检测器13正交定位。通常用于计及由于楔形引起的任何扩展。支架、螺栓、螺钉、和/或与彼此和/或与壳体21的支座被用于将电路板14保持在适当位置。

电路板14通过柔性电路或线材连接到散射检测器12和捕集器检测器13的ASIC。ASIC输出检测信号。电路板14是采集电子装置，其处理检测信号以将参数提供给康普顿处理器19。可以使用检测信号的任何参数化。在一个实施例中，输出三维中的能量、到达时间和位置。可以提供其他采集处理。

电路板14例如通过模块11内的电连接向彼此、向数据桥17和/或向光纤数据链路16进行输出。光纤数据链路16是用于将电信号转换成光信号的光纤接口。一个或多个光纤缆将由散射检测器12和捕集器检测器13检测的事件的采集参数提供给康普顿处理器19。

数据桥17是电路板、线材、柔性电路和/或用于电连接以允许模块11之间的通信的其他材料。壳体或保护板可以覆盖数据桥17。数据桥17可释放地连接到一个或多个模块11。例如，数据桥17的插头或配对连接器与壳体21和/或电路板14上的对应插头或配对连接器配对。闩锁、夹子、舌榫槽、螺钉和/或螺栓连接可用于将数据桥17可释放地保持在关于模块11的适当位置。

数据桥17允许模块之间的通信。例如，光纤数据链路16设置在一个模块11中而不是另一个模块11中。避免每个模块11中的光纤数据链路16的成本。作为代替，由另一模块11输出的参数经由数据桥17提供给具有光纤数据链路16的模块11。具有光纤数据链路16的模块11的一个或多个电路板14将参数输出路由到光纤数据链路16，使用光纤数据链路16报告来自多于一个模块11的检测事件。在替选实施例中，每个模块11包括光纤数据链路16，因此不提供数据桥17或数据桥17传送其他信息。

数据桥17可以连接模块11之间的其他信号。例如，数据桥17包括用于功率的导体。或者，不同的桥向模块11提供功率，或者模块11被单独地供电。作为另一示例，使用数据桥17在模块11之间传送时钟和/或同步信号。

在图1的实施例中，提供了单独的时钟和/或同步桥18。时钟和/或同步桥18是电路板、线材、柔性电路和/或用于电连接以允许模块11之间的时钟和/或同步信号的通信的其他材料。壳体或保护板可覆盖时钟和/或同步桥18。时钟和/或同步桥18可释放地连接到一个或多个模块11。例如，时钟和/或同步桥18的插头或配合连接器与壳体21和/或电路板14上的对应插头或配合连接器配合。闩锁、夹子、舌榫槽、螺钉和/或螺栓连接可用于将时钟和/或同步桥18可释放地保持在关于模块11的适当位置。

时钟和/或同步桥18可以与和数据桥17相同或不同的模块11的组连接。在图1所示的实施例中，数据桥17连接在模块11对之间，并且时钟和/或同步桥18连接在四个模块11的组之上。

时钟和/或同步桥18提供公共时钟信号和/或同步信号，以用于使模块11的时钟同步。由每个模块11的电路板14形成的参数之一是事件的检测时间。康普顿检测依赖于事件对（散射事件和捕集器事件）。定时用于使来自不同检测器12、13的事件成对。公共时钟和/或同步允许在不同模块11中检测到事件对的情况下的准确成对。在替选实施例中，仅使用在同一模块11中检测到的散射事件和捕集器事件，因此可以不提供时钟和/或同步桥18。

可以提供在不同模块11之间的其他链路或桥。由于桥17、18是可去除的，所以可以去除单独的模块11以便服务，同时使剩余的模块11留在台架中。

每个模块11是空气冷却的。可以设置孔以迫使空气通过模块11（即，入口孔和出口孔）。可以设置一个或多个挡板15以在模块11内引导空气。可以替代地或附加地提供水、传导传送和/或其他冷却。

在一个实施例中，楔形模块11或壳体21的顶部是开口的（即，在离患者区域最远的一侧上没有盖）。沿着一个或多个电路板14和/或壳体21的中心来设置一个或多个挡板15。风扇和热交换器20迫使冷却或环境温度空气进入每个模块11，例如在与捕集器检测器13间隔开的位置（例如，模块11的顶部）沿着模块11的一半。挡板15和/或电路板14将至少一些空气引导到散射检测器12和捕集器检测器13之间的空间。然后空气经过模块11的另一部分（例如另一半）上的挡板15和/或电路板14，以离开到热交换器20。可以提供空气的其他路线。

热交换器和风扇20为每个单独的模块11提供，因此可以完全或部分地在模块11内。在其他实施例中，管道、挡板或其他结构将空气引导到多个模块11。例如，四个模块11的组共享公共的热交换器和风扇20，其安装到台架或其他框架以用于冷却模块11的组。

为了形成康普顿传感器，使用一个或多个模块11。例如，两个或更多个模块11相对于患者床或成像空间定位以检测来自患者的光子发射。更多数量的模块11的布置可以允许检测更多数量的发射。通过使用楔形，模块11可以彼此抵靠、邻近和/或连接定位，以形成围绕患者空间的弧形。弧形可以具有任何范围。模块11彼此直接接触或通过间隔件或台架接触，其中在模块11之间具有小的间隔（例如，10 cm或更小）。

在一个示例中，四个模块11被安置在一起，共享时钟和/或同步桥18、一个或多个数据桥17以及热交换器和风扇20。为模块11的组提供一个、两个或四个光纤数据链路16。多个这样的模块11的组可以被安置为对于相同的患者空间彼此分开或邻近。

由于模块化方法，可以使用任何数量的模块11。通过构建多个相同的组件，制造是更高效且成本高效的，尽管采用与用于其他模块11不同的布置来使用任何给定模块11。

模块11或模块11的组的光纤数据链路16连接到康普顿处理器19。康普顿处理器19接收针对不同事件的参数的值。使用能量和定时参数，散射事件和捕集器事件被成对。对于每对，事件对的空间位置和能量用于找到光子在散射检测器12上的入射角。在一个实施例中，事件对被限于同一模块11中的事件。在另一实施例中，来自相同或不同模块11的捕集器事件可以与来自给定模块11的散射事件成对。可以使用多于一个康普顿处理器19，例如以用于使来自部分环40的不同部分的事件成对。

一旦链接了成对事件，康普顿处理器19或另一处理器就可以执行计算机断层摄影以重建检测到的发射的二维或三维中的分布。在重建中使用每个事件的入射角或入射线。发射的重建分布用于产生康普顿图像。

显示器22是CRT、LCD、投影仪、打印机或其他显示器。显示器22被配置为显示康普顿图像。图像或多个图像存储在显示平面缓冲器中并读出到显示器22。图像可以被单独显示或被组合，例如与SPECT图像重叠或邻近地显示康普顿图像。

图4A-6示出了模块11的一个示例性布置。模块11形成围绕患者空间的环40。图4A示出了轴向堆叠的四个这样的环40。图4B示出了环40中的模块11的散射检测器12和对应的捕集器检测器13。图4C示出了环40的一部分的细节。三个模块11提供了对应的散射检测器12和捕集器检测器13的对。可以使用除了所示尺寸之外的其他尺寸。可以使用任意数量的模块11来形成环40。环40完全围绕患者空间，但是可以提供具有小于1/2模块宽度的间隙。在医学成像系统的壳体内，环40与台架50或另一框架连接，如图5所示。环40可以被定位成允许患者床60将患者移动到环40中和/或通过环40。图6示出了该配置的示例。

环可以用于来自患者的发射的基于康普顿的成像。图7示出了使用相同类型的模块11但采用不同配置的示例。形成部分环40。在环40中提供一个或多个间隙70。这可以允许在间隙中使用其他组件和/或通过使用较少的模块11来制造成本较低的系统。

图8示出了模块11的另一种配置。环40是完整环。附加的部分环80相对于床60或患者空间轴向地堆叠，从而延伸检测到的发射的轴向范围。部分环80采用每隔一个或每组N个模块11（例如N=4）分布，而不是图7的两个间隙70部分环40。附加环可以是完整环。完整环40可以是部分环80。不同的环40和/或部分环80轴向地堆叠，没有或几乎没有（例如，小于模块11的轴向范围的1/2）分开。可以提供更宽的间隔，例如具有大于一个模块11的轴向范围的间隙。

图9示出了模块11的又另一种配置。一个模块11或单组的模块11位于患者空间或床60旁边。多个间隔开的单个模块11或组（例如，四个一组）可以设置在相对于床60和/或患者空间的不同位置处。

在任何一种配置中，模块11通过附接到台架、多个台架和/或其他框架而保持在位置中。保持是可释放的，例如使用螺栓或螺钉。期望数量的模块11用于组装给定医学成像系统的期望配置。聚集的模块11被安装在医学成像系统中，限定或相对于患者空间。所得是用于对患者成像的康普顿传感器。

床60可以移动患者以在不同时间扫描患者的不同部位。作为替选或附加，台架50移动形成康普顿传感器的模块11。台架50沿患者空间轴向平移和/或围绕患者空间旋转康普顿传感器（即，围绕床60和/或患者的长轴旋转）。可以提供其他旋转和/或平移，例如围绕与床60或患者的长轴不平行的轴旋转模块11。可以提供不同平移和/或旋转的组合。

具有康普顿传感器的医学成像系统被用作独立的成像系统。康普顿感测用于测量患者体内的放射性药物的分布。例如，完整环40、部分环40和/或轴向堆叠的环40、80被用作基于康普顿的成像系统。

在其他实施例中，医学成像系统是多模态成像系统。由模块11形成的康普顿传感器是一种模态，并且还提供了另一种模态。例如，另一种模态是单光子发射计算机断层摄影（SPECT）、PET、CT或MR成像系统。完整环40、部分环40、轴向堆叠环40、80和/或单个模块11或模块11的组与用于其他类型的医学成像的传感器进行组合。康普顿传感器可以与其他模态共享床60，例如沿着床60的长轴定位，其中，床使患者沿一个方向定位在康普顿传感器中，而在其他模态中沿另一个方向。

康普顿传感器可以与其他模态共享外部壳体。例如，完整环40、部分环40、轴向堆叠环40、80和/或单个模块11或模块11的组被布置在用于其他模态的一个或多个传感器的相同成像系统壳体内。床60使患者相对于期望的传感器定位在成像系统壳体内。康普顿传感器可以轴向地邻近其他传感器定位和/或在相同轴向位置处的间隙中定位。在一个实施例中，部分环40被用在计算机断层摄影系统中。保持X射线源和X射线检测器的台架也保持部分环40的模块11。X射线源在一个间隙70中，而检测器在另一个间隙70中。在另一实施例中，单个模块11或稀疏分布的模块11与SPECT系统的台架相连接。模块11邻近伽马摄像机放置，因此伽马摄像机的台架可以移动模块11。或者，准直器可以位于模块11和患者之间或者散射检测器12和捕集器检测器13之间，从而允许模块11的散射检测器12和/或捕集器检测器13用于SPECT成像的光电事件检测，以代替康普顿事件的检测或作为康普顿事件的检测的附加。

康普顿传感器的基于模块的分段允许在任何不同的配置中使用模块11的相同设计。因此，不同数量的模块11、模块位置和/或模块11的配置可以用于不同的医学成像系统。例如，一种布置被提供以供一种类型的CT系统使用，而对于不同类型的CT系统使用不同的布置（例如，模块11的数量和/或位置）。

康普顿传感器的基于模块的分段允许更高效和成本高效的服务。不是替换整个康普顿传感器，而是可以断开和修复或替换任何模块11。模块11可彼此和/或与台架50单独连接和断开。去除任何桥，然后从医学成像系统中去除模块11，而保留其他模块11。替换单独模块11更便宜。可以减少服务的时间量。可以容易地替换有缺陷的模块11的单独组件，例如替换散射检测器12或捕集器检测器13，同时留下另一个。模块11可以被配置用于通过使用对应的检测器12、13利用不同的放射性同位素（即，不同的能量）来操作。

图10示出了用于形成、使用和修理康普顿摄像机的方法的流程图的一个实施例。康普顿摄像机以分段方法来形成。不是将整个摄像机手工组装在适当位置，而是将散射检测器和捕集器检测器对相对于彼此定位，以形成康普顿摄像机的期望配置。这种分段方法可以允许使用相同部件的不同配置、容易组装、容易修理和/或与其他成像模态集成。

其他实施例形成康普顿摄像机和SPECT摄像机的组合。使用图11的分段模块11。图13-16的模块可以用于形成SPECT摄像机。可以使用图11的检测器布置。

该方法可以由图1的系统实现，以组装如图4-9中任何一个所示的康普顿传感器。该方法可以由图11的系统实现，以组装如图13-16中任何一个所示的康普顿传感器。可以使用其他系统、模块和/或配置的康普顿传感器。

以所示的顺序（即，从上到下或数字地）或其他顺序执行动作。例如，动作108可以作为动作104的一部分来执行。

可以提供附加的、不同的或更少的动作。例如，提供动作102和104以用于在不执行动作106和108的情况下组装康普顿摄像机。作为另一示例，执行动作106而不执行其他动作。

在动作102中，散射检测器和捕集器检测器对被容纳在单独的壳体中。模块被组装起来，其中，每个模块包括散射检测器和捕集器检测器两者。机器和/或人制造了壳体。

模块成形为邻接不同壳体的散射检测器和捕集器检测器对为非平面的位置。例如，提供楔形和/或定位，使得检测器对形成弧形，如图4C所示。当模块彼此抵靠定位时，该形状允许和/或迫使成弧形。

在动作104中，壳体被邻接。人或机器从壳体组装康普顿传感器。通过在直接接触或通过间隔件、台架或框架接触的情况下将壳体彼此邻近地堆叠，邻接的壳体形成弧形。完整环或部分环围绕患者空间形成并且至少部分地限定患者空间。基于康普顿摄像机或康普顿-SPECT摄像机的设计，具有对应的散射检测器和捕集器检测器对的任何数量的壳体被定位在一起以形成摄像机。

壳体可以作为多模态系统的一部分邻接或形成单个成像系统。对于多模态系统，壳体与用于其他模态的传感器（例如SPECT、PET、CT或MR成像系统）位于相同的外部壳体中和/或相对于相同的床定位。相同或不同的台架或支撑框架可以用于康普顿摄像机的壳体和用于其他模态的传感器。对于其他实施例，模块通过提供康普顿摄像机和SPECT成像系统两者来提供多模态。

康普顿摄像机的配置或设计限定了壳体的数量和/或位置。一旦邻接，壳体就可以被连接用于通信，诸如通过一个或多个桥。壳体可以与其他组件连接，例如空气冷却系统和/或康普顿处理器。

在动作106中，组装的康普顿摄像机对发射进行检测。给定的发射光子与散射检测器相互作用。结果是另一光子以与发射光子的入射线成特定角散射。该次级光子具有较小的能量。次级光子由捕集器检测器检测。基于所检测的散射事件和捕集器事件两者的能量和定时，事件被成对。成对事件的位置和能量提供了检测器之间的线和散射角。结果，确定了发射光子的入射线（例如，康普顿入射锥）。

为了增加检测次级光子的可能性，来自一个壳体的捕集器事件可以与另一壳体的散射事件成对。由于角，来自一个散射检测器的散射可以入射到同一壳体中的成对捕集器检测器上或另一壳体中的捕集器检测器上。通过使壳体在检测器区域中开口和/或使用低光子衰减材料，可以检测更多数量的康普顿事件。

对检测到的事件进行计数或收集。在重建中使用响应线或沿着其发生不同康普顿事件的线。可以基于康普顿感测来重建来自患者的发射的三维中的分布。重建不需要准直器，因为康普顿感测计及或提供发射光子的入射角。

所检测的事件被用于重建放射性同位素的位置。从所检测的事件和来自事件的对应线信息生成康普顿和/或光电图像。

在动作108中，人或机器（例如，机器人）去除壳体之一。当壳体的检测器或相关电子装置之一失效或要被替换以便以不同能量进行检测时，可以去除壳体。其他壳体留在医学成像系统中。这允许更容易地修理和/或替换壳体和/或检测器，而没有对整个康普顿摄像机进行更大的拆卸和/或替换的成本。

图11-18针对自适应康普顿摄像机。使用图1-9的模块或另一康普顿摄像机，散射层和/或捕集器层具有自适应几何结构以针对给定成像情况（例如，患者、检查类型、应用、放射性同位素发射的能量、损伤尺寸、损伤类型（例如，热或冷）、活动集中……）来优化品质因数（FOM）。

图11示出了用于医学成像的康普顿摄像机的一个实施例。该医学成像系统包括散射层，其可以具有两种或更多种配置，例如离等中心的不同距离。该医学成像系统包括捕集器层，其可以具有两种或更多种配置，例如离等中心的三个不同距离。通过选择散射层和/或捕集器层的位置，自适应配置可用于优化或改进图像质量（IQ）和/或灵敏度（$）。基于用户要求（例如，FOM）和/或成像对象的轮廓来定位“自适应”散射层和/或捕集器层。

医学成像系统包括散射检测器12、捕集器检测器13、患者床60、传感器110、控制处理器112、马达114、康普顿处理器19和显示器22。可以提供附加的、不同的或更少的组件。例如，可以不设置传感器110。作为另一示例，不提供康普顿处理器19和/或显示器22。康普顿处理器19和控制处理器112可以是同一处理器。在又一个示例中，提供用户接口（例如，用户输入装置）以用于操作者选择FOM或输入患者尺寸。

患者床60支撑患者空间中的患者。床60可以是可移动的，例如用于将患者移入和移出医学成像系统的机器人或滚轮系统。医学成像系统和/或散射层的外部壳体创建了患者床60定位在其中的膛。膛限定了用于对患者成像的患者空间。膛在与纵轴正交的横截面中可以是任何尺寸，例如70 cm。

散射层由多个散射检测器12形成，例如使用图1-9的模块化系统。类似地，捕集器层13由多个捕集器检测器13形成。例如四十八个模块11提供四十八对散射检测器12和捕集器检测器13，如图11所示。可以使用更多或更少的模块11。模块11具有任何布置，例如一个或多个轴向间隔的环和/或部分环或者一个或多个稀疏分布的模块11或模块组。模块11可以是多模态成像系统的一部分或者用于仅康普顿摄像机的系统。散射检测器12和捕集器检测器13（例如模块11）被定位成接收来自患者床60上或以其他方式在患者空间中的患者的发射。

传感器110是深度摄像机、光学摄像机、红外传感器、LIDAR或用于检测患者空间中或床60上的患者的外表面的位置的其他传感器。传感器110与控制处理器112通信连接以用于将测量结果或计算出的距离发送到控制处理器112。

传感器110可以直接将外表面的位置测量为距传感器110的距离和/或可以应用图像处理以确定位置（例如，处理投影网格的图像）。虽然示出了一个传感器110，但是可以使用多于一个传感器来测量检测器12、13的轴向位置（即，膛或患者的长轴）处的患者位置。患者的不同部位具有离等中心和/或散射检测器12的不同范围或距离。在一个实施例中，每个模块11包括距离传感器110，以测量模块11的位置处的患者离模块11和/或散射检测器12的距离。可以使用单个传感器110或比模块11少的传感器110，其中，一个或多个传感器110确定患者身上的多个位置处的患者的表面的位置。

马达114是伺服机、电动马达、液压马达、气动马达或用于移动一个或多个检测器12、13的其他马达。在一个实施例中，为每个模块11和/或每个检测器12、13提供一个或多个马达114。马达114与控制处理器112电连接，以用于控制马达114的操作来移动检测器12、13。可以提供位置传感器，例如确定马达位置和/或确定检测器位置的传感器。

马达114与散射检测器12、捕集器检测器13或两者连接。连接通过链条、螺杆传动、齿条和小齿轮（例如齿轮）或用于将马达运动（例如轴的旋转）转换成一个或多个检测器12、13向患者空间的平移或远离患者空间的平移的其他物理连接。

图12示出了引导件120的一个实施例。引导件120是通道、杆、小齿轮、齿条、链条引导件、或用于限制或引导检测器12、13沿着从等中心或纵轴垂直延伸通过患者空间的径向线的运动的其他结构。在替选实施例中，引导件120可沿着其他线，例如与径向的偏移。虽然示出为平行线，但是引导件120可以是板、圆柱形、盒子、管道或用于引导检测器12、13的运动的其他形状。图16A和16B示出了作为两个引导平面160的部分的引导件。引导平面160中的引导件120引导模块11的运动。

马达114移动检测器12、13以更靠近和/或更远离患者床60和患者空间。在一个实施例中，引导件120限定了可能位置的内部和外部范围。例如，检测器12、13可以定位直到引导件120的端部。可以使用块或马达控制来限制位置。在另一实施例中，引导件120包括伸缩组件，其允许一个或多个检测器12、13延伸超过引导件120的端部。控制处理器112或物理结构可用于限制哪些散射检测器12移动得更靠近如果同时延伸则散射检测器12可能碰撞的位置。

每个检测器12、13在XY平面（例如，与患者纵轴和/或成像系统的等中心正交的引导平面160）中的相应一组引导件120上滑动。每个检测器12、13沿z轴（即，与等中心正交的径向）定位。在其他实施例中，散射层和捕集器层可轴向平移。

引导件120可以是碳或通常对光子透明的其他材料。马达114相对于患者空间定位在捕集器检测器13之后以避免干扰光子。

图11示出了具有相对于患者空间的两个位置的散射检测器12。马达114将散射检测器12移动到两个位置之一。引导件120可以限制位置。类似地，捕集器检测器13具有相对于患者空间的三个位置。马达114使捕集器检测器13移动到三个位置之一。引导件120可以限制位置。在替选实施例中，设置附加位置或可以使用沿引导件120的一定范围的任何位置。

散射光子的绝对数量通过减小散射检测器12和成像对象之间的距离从而增大立体角Ω来增加。对于较小的成像对象，散射检测器12可以放置得更靠近等中心。对于较大的成像对象，情况并不如此。自适应康普顿摄像机的灵敏度（$）通过减小捕集器检测器13和散射检测器12之间的距离从而增大立体角Ω来增加。减小捕集器检测器13与散射检测器12之间的距离会使图像质量（IQ）降级。增大散射检测器12与捕集器检测器13之间的距离改进图像质量（IQ），而减小距离改进灵敏度（$）。

图13和14示出了自适应康普顿摄像机的一个实施例。模块11各自包括散射检测器12和捕集器检测器13。捕集器检测器13在每个模块11内与散射检测器12相距固定距离。马达114与模块11连接并沿引导件120移动模块11。模块11移动得更靠近或更远离患者空间，因此散射检测器12和捕集器检测器13一起移动。台架上的模块11的环或部分环可以从图13的最里面位置移动到由外环代表的最外面位置。虽然图13和14示出了模块11都移动到离患者空间的相同距离，但是不同的模块11可以移动不同的量和/或相对于等中心或患者空间定位在不同的深度。或者，所有模块11连接到单个马达114以移动相同的距离。图14示出了模块11之一上的箭头，其表示进一步向内或向外移动模块11的可用性。

在其他实施例中，散射检测器12或捕集器检测器13是可移动的，而其他检测器（13、12）不移动（即，固定在z轴位置）。在又其他实施例中，散射检测器12和捕集器检测器13彼此独立地移动。散射检测器12和捕集器检测器13可以在模块11内移动和/或模块11是可移动的。

图15示出了其中散射检测器12和捕集器检测器13可相对于患者床60或患者空间独立地移动的一个实施例。这些检测器12、13可以在模块11内，例如检测器12、13对共享模块壳体或框架而可彼此独立移动。或者，模块11被分成用于散射检测器12的一个壳体或框架和用于捕集器检测器13的另一个壳体或框架。在其他实施例中，散射检测器12和捕集器检测器13不是模块11的一部分，而是可独立移动以单独地扩展或收缩散射层和捕集器层。

通过提供独立的移动，散射检测器12可以处于引导件120和/或患者允许的最里面位置，并且捕集器检测器13可以处于引导件120和/或患者允许的最外面位置。

在基于传感器110的输出来移动散射检测器12以减小散射检测器12离患者的距离时，不同的散射检测器12可以在离等中心不同的距离处。如图11所示，患者的不同部位离等中心的距离不同。每个散射检测器12相对于患者基于患者的表面定位。或者，所有散射检测器12被定位在离等中心相同的距离处，其中，该距离最小化患者到散射检测器12的距离。

捕集器检测器13都距等中心相同的距离，距相应的散射检测器相同的距离，或者相距其他距离。距离的组合可被用于对给定患者成像，例如以针对多个FOV优化。

控制处理器112是处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、可编程逻辑控制器、数字电路、模拟电路或其组合。控制处理器112控制马达114的操作。控制处理器112接收一个或多个输入，例如来自传感器110的患者位置信息、来自用户接口（例如用户输入装置）的患者信息（例如体重和身高）、和/或马达或检测器位置。

控制处理器112由硬件、固件和/或软件配置以控制马达114。控制处理器12控制马达114以设置散射检测器12和捕集器检测器13之间的距离。对散射检测器12与患者、患者空间或等中心的距离进行控制。可以控制模块11与患者或患者空间的距离。控制处理器112使马达114移动散射检测器12、捕集器检测器13和/或模块11。

检测器12、13的位置适合于给定的检查。针对一个患者，设置位置。针对另一个患者，位置被改变或不同于针对那一个患者所使用的位置。控制处理器112使马达改变检测器12、13的一个或多个位置。根据成像应用、患者的尺寸、患者在患者空间中的位置和/或其他信息，设置检测器12、13的位置。马达114将当前位置改变到患者的康普顿成像的所设置或期望的位置。

基于任何标准来设置位置。例如，控制处理器112控制马达114移动散射检测器12以减小散射检测器12离患者的距离，并且控制马达114移动捕集器检测器13到离散射检测器12的某一距离。

在一个实施例中，控制处理器112基于FOM来控制位置。成像任务指示FOM。一个或多个位置可以根据诸如图像质量和灵敏度之类的各种标准的相对重要性而不同。用户指定FOM。例如，患者身高、体重、体重指数、或其他信息导致给定FOM更重要。作为另一示例，成像技术人员输入FOM。在又一示例中，使用基于成像应用或患者特征的默认FOM。

控制处理器112确定成像对象的轮廓和/或每个散射检测器离患者的距离。FOM因此被最大化。通过减小散射层和成像对象之间的距离从而增加立体角Ω来增加散射光子的绝对数量。散射检测器12被定位成在有或没有任何约束的情况下（诸如为了患者舒适而保持给定的距离）最小化离患者的距离。对于较小的成像对象，散射层可以放置得更靠近等中心。对于较大的成像对象，情况并不如此。类似地，不同模块11的散射检测器12可以定位成离等中心不同距离，但是远离患者相同距离。

通过减小捕集器层和散射层之间的距离从而增加立体角Ω来增加自适应康普顿摄像机的灵敏度（$）。减小捕集器层与散射层之间的距离会使图像质量（IQ）降级。通过增加散射层与捕集器层之间的距离，图像质量（IQ）得以改进，同时减小距离改进了灵敏度（$）。在这种“自适应”场景中，指定的FOM被用于确定捕集器检测器13的位置。例如，FOM是灵敏度，因此捕集器检测器13被定位为靠近散射检测器12，例如在10 cm内。作为另一示例，FOM是图像质量，因此捕集器检测器13定位成更远离散射检测器12，例如超过10cm（例如20-70cm）。系统感测成像对象的轮廓并相应地适应于使FOM最大化。

FOM可以是重要性的单个标准的指示。或者，FOM是相对加权。捕集器检测器13与散射检测器12的中间定位可以基于灵敏度对图像质量的相对重要性来使用。在其他实施例中，不同的模块11使用不同的相对权重或FOM来由模块11在相同患者的相同扫描中基于检测器12、13的不同相对位置提供康普顿事件检测。在又其他实施例中，检测器12、13彼此之间和/或与等中心之间的相对位置在相同扫描期间随时间变化，从而导致在不同时间检测具有不同FOM的事件。

康普顿处理器19（例如，图像处理器）被配置为根据从散射检测器12和捕集器检测器13检测到的康普顿事件来生成康普顿图像。模块11的电子装置或其他电子装置输出从检测器12、13检测到的事件。由康普顿处理器19接收事件的位置、能量和时间。使用位置、能量和/或时间使这些事件成对。基于成对、位置和能量来确定从患者到散射检测器12上的发射的入射角。角可以以概率来表示，例如入射椎体。使用根据许多检测到的康普顿事件和入射角的重建来确定发射在患者或对象空间中的空间分布。从空间分布来渲染康普顿图像。

康普顿处理器19被配置为执行数字准直。一旦事件成对，就确定对于给定事件来自散射检测器12的散射角。成对事件的能量和角和位置的关系指示了散射光子的角。可以基于角拒绝康普顿事件，诸如应用一个或多个散射角阈值。从未被拒绝的康普顿事件中生成康普顿图像。在其他实施例中，可以不使用数字准直。

图17A示出了作为康普顿角的函数的康普顿角中的角不确定性。具有一些散射角的康普顿事件可能会导致更差的图像质量。例如，反投影锥体的FWHM将处于期望的水平，例如由水平虚线表示的。对于给定的康普顿事件的FWHM基于散射角在期望的FWHM以上或以下。例如，40度至120度之间的角度提供了具有足够FWHM的信息。图17B示出了正交于散射检测器的不同散射角给定发射。不使用针对较小（例如，小于40度）和/或较大（例如，大于120度）散射角的康普顿事件（即，被数字准直拒绝）。剩余的康普顿事件用于产生康普顿图像。

在一个示例中，CZT散射检测器12和CZT捕集器检测器13在散射层和捕集器层之间具有30cm的距离，其中具有70cm膛直径。通过拒绝康普顿角大于~40°的事件，产生FWHM＜40.0mm的PSF。可以使用其他阈值。

再次参考图11，显示器22被配置为显示康普顿图像。使用未被拒绝的事件来提供具有平衡的灵敏度和图像质量的康普顿图像。自适应使图像对于给定患者和/或检查在诊断上更有用。

图18是用于利用康普顿摄像机进行医学成像的方法的一个实施例的流程图。该方法使用图11-16B的自适应康普顿摄像机来实现。可以使用能够改变康普顿摄像机中使用的一个或多个检测器的位置的其他自适应康普顿摄像机。

以所示的顺序或其他顺序来执行动作。可以提供附加的、不同的或更少的动作。例如，在动作182中不感测患者。作为代替，在不基于患者位置移动散射检测器的情况下，或者在基于患者重量而不是感测来移动散射检测器的情况下，相对于散射检测器来移动捕集器检测器。作为另一示例，在动作188中不生成图像。图像被存储以用于随后查看。

在动作182中，传感器对患者进行感测。相对于等中心、床和/或散射检测器来感测患者的外表面。对患者进行感测以允许将一个或多个散射检测器定位在距患者的阈值距离内。

在动作184中，康普顿摄像机的一个或多个检测器被移动。一个或多个检测器朝向或远离患者移动。基于FOM、检查类型和/或其他信息来移动一个或多个检测器。

在一个实施例中，基于对患者的感测的输出，通过马达和控制处理器来移动一个或多个散射检测器。一个或多个散射检测器被移动到距最接近相应散射检测器的患者的外表面的阈值距离内。图11示出了其中一些散射检测器基于患者的外表面比其他散射检测器更靠近等中心的一个示例。

作为附加或替选，一个或多个捕集器检测器由马达和控制处理器来移动。基于检查类型、FOM、所涉及的放射性同位素的能量和/或其他标准，相对于等中心、患者和/或一个或多个散射检测器来移动一个或多个捕集器检测器。例如，散射检测器被定位成离患者给定距离。然后，捕集器检测器被定位成离散射检测器某一距离，其中，该距离基于FOM或其他信息。

在动作186中，散射检测器和捕集器检测器对事件进行检测。从患者发射的伽马射线或光子可以与散射检测器相互作用。对这些散射事件进行检测。所产生的散射光子被发射并且可以与捕集器检测器相互作用。对捕集器检测器中的相互作用进行检测。

检测到的康普顿事件是成对的。成对的康普顿事件被用于指示在散射检测器处的来自患者的发射的入射角，诸如概率锥。康普顿事件可以基于散射角被数字地准直。

散射检测器和捕集器检测器对所定位的事件进行检测。在扫描患者期间，检测器被保持在相同的位置以进行检测。或者，在相同患者的相同扫描期间移动一个或多个检测器。

在动作188中，在任何数字准直之后保持的成对的康普顿事件被用于重建来自患者的发射的空间分布。使用康普顿事件的入射角、位置和计数来估计发射的源。可以从空间分布生成图像，诸如三维渲染或横截面平面图像。

尽管上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，前面的详细描述应被认为是说明性的而不是限制性的，并且应当理解，包括所有等同物的以下权利要求旨在限定本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种用于医学成像的康普顿摄像机，所述康普顿摄像机包括：

患者床（60）；

散射检测器（12）；

捕集器检测器（13）；以及

马达（114），其与所述散射检测器（12）、所述捕集器检测器（13）、或所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）两者相连接，所述马达（114）被配置成使所述散射检测器（12）、所述捕集器检测器（13）、或所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）两者移动得更靠近或更远离所述患者床（60）。

2.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，其中，所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）是第一模块的一部分。

3.根据权利要求2所述的康普顿摄像机，还包括具有附加散射检测器（12）和附加捕集器检测器（13）的第二模块，所述第一模块和所述第二模块（11）被定位为接收来自所述患者床（60）上的患者的发射。

4.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，其中，所述散射检测器（12）在距所述捕集器检测器（13）固定距离处，并且其中，所述马达（114）被配置为使所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）一起移动。

5.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，其中，所述散射检测器（12）可相对于所述捕集器检测器（13）移动，并且其中，所述马达（114）被配置为在不移动所述捕集器检测器（13）的情况下移动所述散射检测器（12）。

6.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，其中，所述捕集器检测器（13）可相对于所述散射检测器（12）移动，并且其中，所述马达（114）被配置为在不移动所述散射检测器（12）的情况下移动所述捕集器检测器（13）。

7.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，其中，所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）可相对于所述患者床（60）独立地移动。

8.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，还包括被配置为感测所述患者床（60）上的患者的传感器（110），其中，所述马达（114）被配置为基于所述传感器（110）的输出来移动所述散射检测器（12）以减小所述散射检测器（12）离所述患者的距离。

9.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，还包括控制处理器（112），所述控制处理器被配置为基于对灵敏度和图像质量进行平衡的品质因数来控制所述马达（114）以设置所述散射检测器（12）与所述捕集器检测器（13）之间的距离。

10.根据权利要求9所述的康普顿摄像机，其中，所述控制处理器（112）被配置为基于所述品质因数来控制所述马达（114）移动所述散射检测器（12）以减小所述散射检测器（12）离所述患者的距离并且控制所述马达（114）将所述捕集器检测器（13）移动到距所述散射检测器（12）的某一距离。

11.根据权利要求3所述的康普顿摄像机，其中，所述第一模块和所述第二模块（11）形成绕所述患者床（60）的环或部分环的一部分。

12.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，还包括图像处理器（19），所述图像处理器被配置为根据由所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）中的配对事件所形成的康普顿事件来生成康普顿图像，并且还包括显示器，所述显示器被配置为显示所述康普顿图像。

13.根据权利要求1所述的康普顿摄像机，还包括图像处理器（19），所述图像处理器被配置为基于角阈值而拒绝康普顿事件，并且根据未被拒绝的康普顿事件来生成康普顿图像。

14.一种医学成像系统，包括：

固态检测器模块（11），各自具有散射检测器（12）和捕集器检测器（13）；以及

控制处理器（112），其被配置为改变所述散射检测器（12）、所述捕集器检测器（13）、或所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）两者相对于患者空间的等中心的位置。

15.根据权利要求14所述的医学成像系统，还包括位置传感器（110），所述位置传感器被配置为感测所述患者空间中的患者，其中，所述控制处理器（112）被配置为基于来自所述传感器（110）的所述患者的感测到的位置来改变所述散射检测器（12）的位置。

16.根据权利要求14所述的医学成像系统，其中，所述控制处理器（112）被配置为改变所述散射检测器（12）的位置并改变所述捕集器检测器（13）的位置，使得所述散射检测器（12）与所述捕集器检测器（13）之间的距离被改变。

17.根据权利要求14所述的医学成像系统，其中，所述控制处理器（112）被配置为基于灵敏度和图像质量之间的相对选择来改变所述位置。

18.一种用于利用康普顿摄像机进行医学成像的方法，所述方法包括：

通过马达（114）移动（184）所述康普顿摄像机的检测器；

通过所移动的检测器来检测（186）来自患者的发射；以及

从检测到的发射生成（188）康普顿图像。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

对患者进行感测（182）；

其中，移动（184）包括基于对所述患者的所述感测的输出来移动（184）。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，移动（184）所述检测器包括移动（184）散射检测器（12）、捕集器检测器（13）、或所述散射检测器（12）和所述捕集器检测器（13）两者。

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