CN112912007B - 用于正电子发射断层摄影的检测器模块系统和医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于正电子发射断层摄影的检测器模块系统。该检测器模块系统包括多个伽马射线检测器模块。一个检测器模块和一个互连元件的每一个对包括用于将该检测器模块可释放地连接到该互连元件的相互接合的锁定装置。进一步地，每个互连元件包括用于将至少两个检测器模块可释放地连接到所述互连元件的锁定装置。进一步地，所述伽马射线检测器模块中的每一个都包括传感器，该传感器适于检测从所述动物或人体的至少一部分辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射，并生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出，并且该检测器模块系统包括处理电路系统，该处理电路系统适于接收来自所述伽马射线检测器模块中的每一个的所述辐射输出，并基于所述接收到的辐射输出来生成针对所述正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。本发明还涉及一种用于正电子发射断层摄影的医疗设备。

Description

用于正电子发射断层摄影的检测器模块系统和医疗设备

技术领域

本发明涉及检测器模块系统，并且进一步涉及用于正电子发射断层摄影扫描的医疗设备。

背景技术

正电子发射断层摄影(PET)是当今广泛使用的一种成像技术。PET扫描的一种特定用例是可视化照射束(例如，离子束)的穿透深度。当使用离子束照射例如患者的身体部位时，例如，由于组织异质性、患者错误定位或阻止本领的不确定性，离子束在患者体内的穿透深度可能不确定，因此必须采用安全裕度以使关键器官免受剂量影响和/或确保为整个目标区域提供足够的剂量。PET扫描可以提供关于剂量沉积在患者体内的确切位置的信息。

然而，在使用常规的PET扫描仪时存在实际和技术上的问题。

在当今许多离子束中心，采用以下PET扫描方法。离线PET：测量从离子束照射之后几分钟的时间延迟开始，患者被运送到通常与计算机断层摄影(CT)扫描相结合的常规PET系统中。在这种方法中，成像是在远程站点进行的，并且PET采集的延迟相对较长。进一步地，短寿命放射性核素物质已经衰变，并且仅检测到由离子束生成的长半衰期放射性同位素的活动。由于离子束诱导的PET活动的生物洗脱降低了目标区域中的活动水平，导致性能进一步下降。

在室内PET的另一种替代方法中，测量是在照射后不久通过与离子束系统位于同一房间的PET扫描仪进行的。这种方法减少了从照射到开始PET扫描之间的时间损失。然而，缺点至少包括独立的PET扫描仪的额外成本和照射室的额外占用时间。因此，本领域中需要开发通用且具有成本效益的PET扫描系统。

发明内容

因此，本发明的目的是减轻本领域中已知的所有或至少一些上述缺点。

此目的和其他目的是通过提供如所附权利要求中限定的用于正电子发射断层摄影的检测器模块系统和医疗设备来实现的。

在当前背景下，术语“示例性”应被理解为用作示例、实例或说明。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于正电子发射断层摄影的医疗设备，该医疗设备包括：

-多个单独的伽马射线检测器模块，其中，该多个单独的伽马射线检测器模块包括第一伽马射线检测器模块、第二伽马射线检测器模块和第三伽马射线检测器模块，该第一伽马射线检测器模块、第二伽马射线检测器模块和第三伽马射线检测器模块中的每一个都适于在正电子发射断层摄影事件期间布置在动物或人体的相应侧，并且

这些模块中的每一个适于检测从该动物或人体的至少一部分辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射，并生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出，其中，

该第一检测器模块和该第二检测器模块布置在该动物或人体的相反侧，并且该第一伽马射线检测器模块和该第二伽马射线检测器模块的表面法线均平行于第一几何平面，并且该第三伽马射线检测器模块的至少一条法线横向于该第一几何平面；

-处理电路系统，该处理电路系统适于接收来自这些单独的伽马射线检测器模块中的每一个的辐射输出，并基于接收到的辐射输出来生成针对该正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于正电子发射断层摄影的医疗设备，该医疗设备包括：

-多个单独的伽马射线检测器模块，其中，该多个单独的伽马射线检测器模块包括第一伽马射线检测器模块和第二伽马射线检测器模块，该第一伽马射线检测器模块和第二伽马射线检测器模块中的每一个都适于在正电子发射断层摄影事件期间布置在动物或人体的相应侧，并且这些模块中的每一个适于检测从该动物或人体的至少一部分辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射，并生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出，其中，

该第一检测器模块和该第二检测器模块优选地布置在该动物或人体的相反侧，并且该第一伽马射线检测器模块和该第二伽马射线检测器模块的表面法线均平行于第一几何平面；

-处理电路系统，该处理电路系统适于接收来自这些单独的伽马射线检测器模块中的每一个的辐射输出，并基于接收到的辐射输出来生成针对该正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。

本发明人已经意识到提供具有单独的伽马射线检测器模块(在下文中有时也称为“检测器模块”或“模块”)的PET扫描仪允许实现通用和易于集成的PET扫描系统，其中，检测器模块可以在正电子发射断层摄影事件或正电子发射断层扫描会话(这些术语可以互换使用)之前、期间和之后进行组装和/或拆卸。在本说明书的其余部分中，正电子发射断层摄影扫描会话有时也可以称为PET会话或PET扫描会话。

当医疗设备仅包括两个检测器模块时，这些检测器模块优选地但不一定布置在动物或人体的相反侧。

关于本发明，术语“正电子发射断层摄影事件”或“PET会话(PET session)”表示一段时间，在这段时间内，至少一个检测器模块检测到辐射输入并生成辐射输出，可选地包括基于来自多个检测器模块的输出生成辐射表示。

模块化系统的优点是它可以容易地与例如第二成像或照射系统(比如离子束系统)集成在一起。模块化PET扫描仪允许离子束不受阻碍地到达受试者，例如，在扫描仪下方的患者或动物的身体，同时允许检测器模块检测到来自患者体内正电子湮没产生的伽马射线。这种模块化PET扫描仪的另一个优点是，可以按照PET扫描会话的要求以可定制的方式组装各个伽马射线检测模块。换句话说，模块化伽马射线检测器可以以各种轮廓布置在要进行PET扫描的身体部位或组织的附近。可以根据受试者的尺寸和形状、照射体积的物理位置(例如，头部、腹部等)、在PET扫描时受试者的取向(例如，坐着或站着的患者)、周围设备的空间布置和几何约束(例如，旋转龙门架或来自固定离子束线的离子束递送喷嘴)来组装检测器。

这些模块可以不使用支撑框架进行组装，也可以是PET扫描仪框架的一部分。伽马射线检测器模块可以放置在患者所放置在的同一张床或诊察台上，或与之完全或部分集成在一起，因此，每当检查台/诊察台被移动时，伽马射线检测器模块就可以与患者一起移动。因此，如果在系统操作期间改变了射束的穿透方向，则不需要重新定位检测器。各个伽马射线检测器模块可以直接放置在受试者上，例如，放置在患者的身体部位上。由于模块化设计，各个检测器可以具有各种形状、尺寸、曲率等。各个检测器可以是机械刚性的或柔性的。各个检测器可以具有对称或不对称的几何形状的轮廓，比如圆形、矩形、管状、半球形、圆柱形等，或者具有任何不规则和定制的形状。

利用本发明的概念，不需要修改现有的射束递送设备，比如固定的射束递送喷嘴或龙门架。进一步地，紧凑的尺寸允许该装置在空间受限的情况下与龙门架结合使用。另外，可以在射束递送序列期间执行PET扫描，而无需为照射后的PET扫描运送或重新定位患者。甚至更有利地，如果例如测得的穿透深度偏离计划的穿透深度，则对穿透深度的实时监测可以允许反馈校正和/或射束中断。在相同的背景下，来自装置的数据(检测到的正电子湮没活动的空间分布)可以与预测的正电子湮没活动结合使用。可以基于射束与沿射束路径的不同组织之间的不同核相互作用的截面对预测的活动进行建模。通过将测得的正电子湮没活动与预测值进行比较，可以在PET扫描会话期间检测例如射束的实际穿透深度是否偏离计划的深度。

发明人已经认识到，通过以三个维度来布置PET检测器，其中至少两个检测器(即第一检测器和第二检测器)布置在动物或人体的一部分(也可以称为目标区域)的相反侧，这些检测器的法线扩展为使得其与某平面平行。该平面是假想的几何平面，并且被认为横向于布置在例如患者的相反侧上的第一或第二PET检测器中的至少一个。当第三检测器布置在患者身体的一部分附近时，其被布置成使得第三检测器的法线横向于假想的几何平面。因此，在经历PET会话的患者身体部分周围实现了三维覆盖。应当理解，在PET会话期间、之前或之后，用户可以以手动或自动的方式来调节和改变检测器模块的空间位置、取向、角度和方向。

从每个单独的伽马射线检测器生成的辐射输出可以对应于在正电子发射断层摄影事件期间每个检测器检测到的伽马辐射的能量。通过组合从每个单独的伽马射线检测器中接收到的照射输出，处理电路系统可以生成PET会话的辐射表示。

处理电路系统可以处理来自所有PET/伽马射线模块的与检测事件有关的数据，包括时间戳和空间信息，即吸收区段。

处理电路系统可以包括并行工作的多个中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)。

在操作之前，可以向处理电路系统提供关于不同模块如何在空间上定向的信息，以便准确地重建同时发生事件的射线路径。

在操作期间，处理电路系统可以处理来自所连接的检测器模块的传入数据，并构造与在检测器模块的视场内测得的PET活动相对应的图像。在操作之前，还可以向处理电路系统提供用于执行衰减校正的数据，例如，基于CT/MRI的校准图像数据。

由处理电路系统生成的辐射表示可以是在屏幕上呈现给医疗设备的用户的数据文件、日志报告、图形显示可读数据文件等形式。该辐射表示可以从医疗设备传送到本地或远程文件存储单元、本地或远程处理器单元、本地或远程控制器机器、在计算机器上运行的指定处理软件程序等，以进行存储、进一步处理或创建控制指令的目的。辐射表示数据文件也可以传送到具有用户软件应用程序的用户装置。处理电路系统可以是包括多个处理机器的集中式机器，或者可以是具有多个处理器的分布式处理机器。医疗设备的处理电路系统可以全部或部分地以硬件实现。然而，处理电路系统可以可替代地被实现为软件控制的处理电路系统。例如，处理电路系统可以被实现为一起形成处理电路系统的多个计算机处理单元，即，多个计算机可以互连以形成本发明的背景下的处理电路系统及其功能。

根据本发明的示例性实施例，每个单独的伽马射线检测器模块可以进一步包括处理器单元，该处理器单元被配置为生成每个单独的伽马射线检测器模块的辐射输出并将其发送到处理电路系统。

当然，处理器单元可以包括多于一个处理器或多个分布式处理器或多个集中式处理器。

处理器单元还可以向和/或从其他单独的检测器模块发送和/或接收辐射输出。

处理器单元可以将每个检测器的空间位置或角度发送和/或接收到处理电路系统或其他单独的检测器模块的处理器单元。处理器单元可以进一步向处理电路系统或其他检测器模块发送与伽马吸收相关联的任何数据，比如测量事件的检测时间或测量事件的周期、检测到的辐射输出的能量、辐射输出的信号形状、辐射输出的幅度等。

每个伽马射线检测器模块都具有处理器单元的另一个优点是，在PET扫描会话期间生成的信息可以本地记录并由每个单独的伽马射线检测器模块来处理。这进而可以减轻在中央处理电路系统或计算机器上进行大量数据处理的要求，该中央处理电路系统或计算机器被布置为接收所有原始数据(例如来自检测器模块的辐射输出)，并在单个步骤中执行大量的处理。可替代地，当测量和/或扫描记录的处理由每个检测器的单独处理器单元进行操作时，处理电路系统可以负责重建处理后的数据并生成PET扫描会话的完整图形和/或分析结果。进一步地，检测器模块可以包括通信网络接口，该通信网络接口被配置为链接各个伽马射线检测器模块的处理器单元和/或处理电路系统以发送和/或接收数据或指令。

根据本发明的示例性实施例，处理电路系统可以进一步被配置为生成控制指令并将其发送到所述检测器模块，以控制所述检测器模块的位置和/或取向。

处理电路系统可以进一步生成指令并将其发送到各个伽马射线检测器，以控制检测器模块的位置、取向、角度或方向。医疗设备的用户可以通过经由数据输入模块向系统输入控制命令来调节检测器的位置或取向。可以由处理电路系统基于从检测器模块的处理器单元接收到的关于PET扫描会话的位置、角度或任何其他相关联信息的数据(比如由检测器模块检测到的辐射能量)来自动生成控制指令。

根据本发明的一个示例性实施例，控制指令可以进一步包括去激活指令，以在部分PET扫描会话期间去激活和/或禁用多个单独的伽马射线检测器模块中的至少一个的功能。

在PET扫描会话期间、之前或之后，可以去激活和/或禁用各个模块。模块的位置或取向也可以改变，使得例如某些模块例如通过折叠模块或通过将模块置于静止/空闲状态或位置而移出离子束路径。禁用的模块可能不会获取任何辐射检测数据。例如在PET会话期间，如果需要对过程进行任何调节，这可以为用户提供灵活性。

控制指令可以经由本地通信网络和/或广域网或通过基于网络的软件应用发送到检测器模块。处理电路系统可以通过使用GSM、卫星、WIFI、蓝牙或任何其他本地通信接口建立的通信链路来将数据和控制指令发送到各个检测器模块。

各个伽马射线检测器的处理器单元可以向和/或从处理电路系统发送和/或接收各个伽马射线检测器模块的空间和/或时间信息。换句话说，在PET扫描会话期间，处理电路系统与每个单独的检测器实时通信，并且例如可以发送请求以获取有关相对于其他检测器的角度、取向、位置或相对于例如离子束喷嘴的位置等的某些信息。

另外，每个单独的伽马射线检测器的处理器单元可以与多个单独的伽马射线检测器模块的其他处理器单元实时通信。因此，在PET扫描会话期间，可以利用其他检测器模块的实时空间和/或时间数据来更新每个检测器模块。此类信息也可以用于离线(即，在PET扫描会话之前或之后)重新配置检测器。例如，在由于检测到的离子束穿透深度偏离预定的计划穿透深度而导致PET扫描会话中断的情况下，这可能是有利的。该信息也可以实时用于调节检测器的位置或离子束的能量或方向。在一些实施例中，独立的控制单元可以用于向和/或从检测器模块发送和/或接收控制指令。控制单元可以本地或远程连接到处理电路系统和各个检测器模块。

根据本发明的一个示例性实施例，处理电路系统可以进一步被配置为在接收到用户命令时终止和/或中断正电子发射断层摄影事件。

响应于用户命令，PET扫描会话也可以暂停。用户命令可以是暂停命令或终止命令或中断命令。这可以允许用户例如在目标器官或身体的一部分正在移动或意外错误定位的情况下暂时中断扫描。

在各种实施例中，医疗设备和检测器模块可以使用经由通信/网络接口到一个或多个远程节点的逻辑连接在联网环境中操作。网络环境可以用于发送和/或接收PET扫描会话数据，包括辐射输出数据、离子束数据(比如射束的方向或能量)、检测器模块的处理电路系统与处理器单元之间的控制指令、或检测器模块之间的数据和控制指令。每个检测器模块可以具有网络接口或节点。该医疗设备可以具有中央通信节点。远程节点可以是另一计算机、服务器、路由器、对等装置或其他公共网络节点。通信接口可以与无线网络和/或有线网络进行接口连接。

无线网络的示例包括例如蓝牙网络、无线个域网、无线802.11局域网(LAN)和/或无线电话网络(例如，蜂窝、PCS或GSM网络)。有线网络的示例包括例如LAN、光纤网络、有线个域网、电话网络和/或广域网(WAN)。这样的联网环境在内联网、互联网、办公室、企业范围的计算机网络等中都很常见。在一些实施例中，通信接口可以包括被配置为支持存储器装置与其他装置之间的直接存储器存取(DMA)传输的逻辑。

根据一些实施例，医疗设备可以包括多个程序模块和软件，这些程序模块和软件可以存储在存储装置、ROM或RAM(包括操作系统)、一个或多个应用程序、程序数据和其他程序模块上。用户可以通过数据输入模块将命令和信息输入医疗设备。数据输入模块可以包括比如键盘、触摸屏、定点装置等机构。其他外部输入装置可以经由外部数据输入接口连接到医疗设备。作为示例而非限制，外部输入装置可以包括麦克风、操纵杆、游戏垫、碟形卫星天线、扫描仪等。在一些实施例中，外部输入装置可以包括视频或音频输入装置，比如摄像机、静态相机等。数据输入模块可以被配置为从装置的一个或多个用户接收输入，并且将这种输入递送到检测器模块的处理电路系统和/或处理器单元。

根据一些示例，程序模块可以具有以下功能：

-在照射之前，用户可以定义医疗设备的组装配置，例如模块的类型以及这些模块在几何上如何相对于彼此进行配置。

-程序模块可以接收用于估计照射期间的任何时刻的正电子湮没活动的数据(例如，每个目标区域的预期同位素产生分布的3D图)

-在照射期间，程序模块还可以接收关于照射的进度数据(例如，当前正在照射哪个目标区域)

-通过将预期的正电子湮没活动和测得的正电子湮没活动的信息进行组合，当在某个位置测量到太高(或太低)的活动时，程序模块可以发出警告。这样的偏离可以指示例如错误的射束穿透深度、患者的错误定位、或错误的射束形状/位置。基于用户定义的阈值和容差，发出的警告可能具有不同的严重性。

进一步地，为了辅助用户，还可以取决于使用的背景提供几个其他程序模块或功能。

在操作之前，程序模块可以为用户提供定义PET扫描仪的预期组装的可能性(即，定义要使用的模块的形状以及这些模块如何互连)。对模块的互连方式进行硬件控制可以降低以非预期方式连接各区段的风险。

还可以在离子束背景下提供其他软件功能：

-数据处理单元可以接收关于被照射和扫描的目标点的信息。

-如果测得的PET辐射表示在PET扫描期间的任何时刻偏离了预期的辐射表示，则软件可以向用户发出警告。

-该警告可以采用可听信号、显示器上的可见指示、和/或可用于中断或终止PET会话或离子束照射的输出信号(例如，电或光纤)的形式。

-在测得的PET辐射表示和预期的PET辐射表示之间存在偏差的情况下，该软件还可以产生空间校正，该空间校正可以用作射束递送系统的反馈参数，以用于在PET会话期间调节射束的方向或能量或取向。

该存储装置可以包括：用于对闪存进行读写的闪存数据存储装置、用于对硬盘进行读写的硬盘驱动器、用于对可移动磁盘进行读写的磁盘驱动器、和/或用于对可移动光盘(比如CD ROM、DVD或其他光学介质)进行读写的光盘驱动器。驱动器及其相关联的计算机可读介质提供了计算机可读指令、数据结构、程序模块和检测器模块的处理电路系统和/或处理器单元的其他数据的非易失性存储。该存储装置可以是多个分布式或集中式存储装置以及本地或远程可访问的存储装置。

在联网环境中，医疗设备的程序模块或其各部分可以存储在远程存储装置中，如例如存储在服务器上。将理解的是，可以使用在医疗设备与其他装置之间建立通信链路的其他硬件和/或软件。

根据本发明的示例性实施例，医疗设备可以进一步包括至少一个互连装置，该互连装置和这些检测器模块可以包括被配置为固持并对准至少两个检测器模块的往复式互锁元件。这是有利的，因为它允许根据当前的测量情况来灵活配置扫描仪。当今使用的PET扫描仪无法提供这种灵活配置，因为它们被设计为在从制造商处交付时具有固定的配置，这种固定的配置限制了可以执行PET扫描的应用区域。

可以使用互连装置将检测器模块结合在一起。互连装置具有多种用途，解决了若干个机械和安全相关的问题。互连装置可以具有机械刚性和稳定性，以实现期望的空间分辨率准确性。进一步地，互连装置可以使得能够以不同的角度和取向结合不同的检测器模块。互连装置可以实现不同检测器模块之间的硬件通信桥梁，以使得每个模块都能够识别其相邻模块，并且PET扫描会话的信息和数据、检测器模块的取向和位置等可以通过相邻模块之间的互连装置进行中继。例如，这对于系统组装验证过程是有利的，其中，可以验证模块的实际组装是否对应于预期的设置。互连装置可以向结合模块提供关于它们可以以哪个角度或取向进行连接的信息。

在一个示例中，互连装置可以包括具有突出的支撑销/棒/杆的棒状或杆状的刚性件，这些支撑销/棒/杆可以插入并固定在检测器模块的开口中。在另一个示例中，检测器模块可以包括棒状突出物，该棒状突出物可以插入到互连装置的开口或凹部中。往复式互锁元件可以是螺纹连接、卡扣连接、螺母或螺栓、或其他互锁机构。

至少两个检测器模块可以附接到一个互连装置，并且这些模块可以相对于彼此以例如至少45度、至少90度、至少135度或至少180度的角度定向。

另外或可替代地，至少两个检测器模块可以附接到一个互连装置，并且这些模块可以相对于彼此以例如至多45度、至多90度、至多135度或至多180度的角度定向。模块的不同角度取向可以通过互连的接合装置在不同方向上可定位或通过在各自具有在不同方向上延伸的不同接合装置的多个互连装置中选择合适的互连装置来实现。

互连装置可以具有两个连接器，每个模块一个，这些连接器可以与检测器模块上的匹配连接器配合。两个附接的检测器模块之间的检测器模块信息可以经由连接器进行中继。另外，互连装置可以提供有关检测器模块的角度或取向的信息。

互连装置可以被成形为使得两个检测器模块间隔一定距离基本彼此平行地定位或结合，两个伽马检测面彼此相对，同时允许离子束到达检测器模块之间。

进一步地，互连装置可以允许将检测器模块以任何取向定位，例如，U形取向(例如，2个平面+1个拱形，或1个U形模块)或V形取向或Pi(π)形取向。

在另一个示例中，每个单独的伽马射线检测器模块可以进一步包括用于将单独的伽马射线检测器模块安装在框架固定装置上的多个螺纹和/或非螺纹开口。

检测器模块可以具有多个配件、邻接件、双头螺栓、螺母和螺栓等，以将检测器固定在表面或框架上。该表面还可以具有用于固持和对准检测器模块的往复式接收元件。开口可以是无螺纹的，以用于模块在表面或框架上的快速对准和定位。以这种方式，检测器模块可以容易地附接到例如离子束系统的固定龙门架上，而不会中断离子束路径。

在不同的示例中，互连装置可以进一步包括可旋转地安装在相邻的互连装置或框架固定装置上的端部。

通过这种布置，可以实现多个单独的伽马射线检测器的即插即用设置。每个检测器都可以容易地连接到互连装置，并且可以调节模块的角度、取向和空间位置。每个互连装置可以以例如六个自由度进行3D旋转，以各种角度相对于相邻的互连装置向上/向下、向后/向前、向左/向右、偏航、俯仰、滚动。进一步地，每个互连装置都可以相对于固定框架旋转。

根据本发明的示例性实施例，每个单独的伽马射线检测器模块可以具有识别码，并且其中，处理电路系统和/或所述处理器单元可以被配置为通过该识别码来识别伽马射线检测器模块。

识别码可以是每个单独的伽马射线检测器的唯一序列号，或者可以是在PET扫描会话期间、之前或之后由处理电路系统和/或处理器单元指派的动态识别码。具有这样的识别码的优点在于，每个模块可以被处理电路系统、处理器单元和互连装置容易地识别。互连装置还可以包括处理器单元或通信单元，以用于中继有关所连接的检测器模块、检测器模块的类型或形状、连接侧、检测器模块的角度、取向等的信息。例如，这样的信息可以用于确认物理组装配置与用户定义的组装配置相匹配。通过处理电路系统动态指派识别码的优点在于，可以解除系统用户在手动组装检测器的同时保持跟踪检测器的序列号的需求。换句话说，通过使用由互连装置中继的信息，处理电路系统可以在PET会话期间、之前或之后容易地从每个连接的检测器模块识别和获取关于类型、角度、形状等的必要信息。在识别每个模块之后，可以将动态识别码指派给该检测器模块。在另一个示例中，同时使用动态序列号和唯一序列号来识别检测器模块。所有模块的校准和性能可能略有不同，因此程序模块或软件可能需要唯一的序列号才能知道将哪个校准图应用于哪个模块。同样，用户可以保留在每个PET扫描会话中使用哪些模块的医疗记录，以便在硬件故障或校准错误的情况下，能够回溯并检查哪些患者接受了特定模块的PET扫描。

在一个示例中，处理电路系统还可以进一步基于正电子发射断层摄影事件的记录信息来准实时地计算多个单独的伽马射线检测器模块的PET活动分布。

PET活动是指自PET扫描会话开始以来测得的正电子湮没活动。

根据本发明的示例性实施例，当在所述动物或人体的至少一部分中的目标区域处测得的PET活动偏离预定的允许值范围时，处理电路系统可以进一步生成警告信号。

根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于正电子发射断层摄影的检测器模块系统。该检测器模块系统包括多个伽马射线检测器模块。这些伽马射线检测器模块中的每一个都是包括外壳和锁定装置的自包含单元。进一步地，该检测器模块系统包括多个互连元件，其中，这些互连元件中的每一个都是包括锁定装置的自包含单元。一个检测器模块和一个互连元件的每一个对包括用于将该检测器模块可释放地连接到该互连元件的相互接合的锁定装置。相互接合的锁定装置进一步被配置为将至少两个检测器模块可释放地连接至所述互连元件。所述伽马射线检测器模块中的每一个包括传感器装置，该传感器装置适于检测从所述动物或人体的至少一部分辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射，并生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出。进一步地，该检测器模块系统包括处理电路系统，该处理电路系统适于接收来自所述伽马射线检测器模块中的每一个的辐射输出，并基于接收到的辐射输出来生成针对所述正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。

根据本发明的一方面，每个伽马射线检测器模块，其中，每个伽马射线检测器模块包括通信接口，用于将辐射输出信息从传感器传输到所述处理电路系统。每个传感器装置进一步包括处理器单元，该处理器单元被配置为生成并输出每个单独的伽马射线检测器模块的所述辐射输出。

根据本发明的一方面，处理电路系统进一步被配置为生成控制指令并将其发送到所述检测器模块和/或互连元件，以控制所述检测器模块的位置和/或取向。

根据本发明的一方面，每个伽马射线检测器模块具有识别码，并且其中，所述处理电路系统被配置为通过所述识别码来识别所述伽马射线检测器模块。

根据本发明的一方面，该多个互连元件包括：互连元件的第一子集，被配置为以相对于彼此的第一角度互连这些检测器模块；以及互连元件的第二子集，被配置为以相对于彼此的第二角度互连这些检测器模块，该第一角度和该第二角度选自包括相对于彼此至少0度、至少10度、至少15度、至少30度、至少45度和/或至少90度的范围。

根据本发明的一方面，每个伽马射线检测器模块可以包括风扇、进气口、电源接收接口、无线通信单元、电或光通信接口、热电冷却器、或其他温度稳定装置中的一个或多个。

根据本发明的一个示例性实施例，医疗设备包括根据前述权利要求中任一项所述的检测器模块系统，其中，多个检测器模块经由至少一个互连元件彼此连接。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于在正电子发射断层摄影事件期间监测动物或人体的方法，该方法包括以下步骤：

-识别动物或人体的至少一部分上的目标区域；

-将用于正电子发射断层摄影的医疗设备的第一、第二和第三单独的伽马射线检测器模块定位在动物或人体的相应侧上，其中，第一检测器模块和第二检测器模块布置在动物或人体的相反侧，并且第一伽马射线检测器模块和第二伽马射线检测器模块的表面法线均平行于第一几何平面，并且第三伽马射线检测器模块的至少一条法线横向于第一几何平面；

-通过第一、第二和第三单独的伽马射线检测器模块检测从目标区域辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射；

-针对每个检测器模块生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出；

-基于接收到的辐射输出，处理电路系统接收并生成针对正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。

在另一个示例中，该方法可以进一步包括以下步骤：

-将所述辐射输出与预定的可允许值范围进行比较；

-在PET扫描会话中，当所述辐射输出超过可允许值范围时，向用于正电子发射断层摄影的医疗设备的用户生成警告信号。在示例中，当用离子束照射目标区域时，警告信号还可能伴随有来自处理电路系统的控制指令或来自用户的手动指令，以基于该比较来终止、中断或调节PET扫描会话或离子束照射。

本发明的这些第一方面、第二方面和第三方面的效果和特征在很大程度上是类似的。以上提及的大多数实施例与本发明的所有这三个方面兼容。

下面将参考下文描述的实施例进一步阐明本发明的这些和其他特征。

附图说明

出于例示的目的，下面将参照附图中示出的示例性实施例更详细地描述本发明，其中：

图1是典型的离子束设置的示意图；

图2A是常规的离子束照射准备计划的流程图；

图2B是根据本发明的至少一个实施例的离子束照射准备计划的流程图；

图3A至图3C示出了根据本发明的至少一个实施例的检测器模块的布置的示意图；

图4示出了根据本发明的一些实施例的不同PET/伽马射线检测器模块的示意图；

图5示出了根据本发明的至少一个实施例的单个检测器模块的示意图；

图6示出了根据本发明的至少一个实施例的互连装置的示意图；

图7示出了根据本发明的至少一个实施例的检测器模块的示意性截面侧视图；

图8示出了根据本发明的至少一个实施例的至少两个检测器模块的示意性截面俯视图；

图9示出了根据本发明的至少一个实施例的一对互连装置的示意性侧视图；

图10A至图10B示出了根据本发明的至少一个实施例的多个检测器模块的示意性前视图；

图11示出了根据本发明的另一个实施例的PET扫描仪的示意图；

图12示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的互连元件与伽马射线检测器模块组装在一起的示意图，

图13示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的伽马射线检测器模块的内部示意图；

图14示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的伽马射线检测器模块的内部示意图；以及

图15示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的互连元件的示意图。

附图未按比例绘制。通常，在附图中，相同的部件由相同的附图标记表示。

具体实施方式

在以下详细描述中，将描述本发明的一些实施例。然而，应该理解，除非特别指出任何其他内容，否则不同实施例的特征在实施例之间是可互换的、并且可以以不同方式进行组合。尽管在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的更透彻的理解，但是对于本领域技术人员来说清楚的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。

电子学、传感器系统、图像分析、信号处理、数据通信系统、图像采集系统以及用于实施本发明的其他部件中的基础知识和常规技术被认为是本领域技术人员容易理解的，因此为了简洁起见，本说明书中将省略进一步的解释和细节。

在其他实例中，没有详细描述公知的构造或功能，以免模糊本发明。

以下使用笛卡尔坐标系来讨论检测器模块的方向和延伸。根据一个示例，第一几何平面平行于xz平面，并且第三检测器模块的法线平行于yz平面。y方向可以平行于床的最长延伸，x方向可以平行于床的最短延伸，并且z方向可以平行于竖直方向。

在图1所示的以下示例中，描述了涉及离子束照射的典型场景，并且如图2A所示，描述了用于人体或动物体的组织部分的常规离子束照射准备计划的示例。尽管在下面将在其中PET扫描仪与离子束系统一起操作的示例中描述根据本发明的PET扫描的原理，但是技术人员将容易理解，根据本发明构思的PET扫描仪可以独立使用或与其他任何成像和/或辐射系统结合使用。

质子或重离子/离子束照射是最精确的外部辐射方式之一。与具有高入射剂量并在穿过人体时逐渐减小的光子束不同，离子可以穿透组织并将其大部分能量沉积在其轨迹的尽头，称为布拉格峰。

如图1所示，在当今最先进的离子束系统中，照射剂量通常是由具有限定能量的狭窄(通常为几毫米)笔形束1递送的，该笔形束被引导朝向患者并使用快速斜坡偶极磁体2进行横向偏转。通过调制射束的能量来控制射束的穿透深度，并通过射束强度和剖面监测仪3来记录射束的强度和到达目标区域前的横向位置和大小。以这种方式，以3D方式“绘制”肿瘤。可以将目标区域分为等能量切片4，该等能量切片对应于给定射束能量集的穿透深度。

每个等能量切片被划分为具有不同横向坐标的“斑点”序列，其中每个斑点应接收特定数量的粒子。

在实践中，离子束照射通常需要建立照射准备计划，如图2A所示。在准备计划期间，通常会对患者和目标组织执行计算机断层摄影(CT)扫描以及MRI/PET扫描。CT/MRI/PET扫描用于限定目标组织和周围组织的位置和体积。然后计算用于照射的限定能量的递送剂量，以将布拉格峰定位在目标组织内的目标斑点处。该过程通常在实际照射开始前几天或几周进行(图2A中的时间t0所指示的)，并且对患者的照射可能需要几周，分布在几次照射会话上进行。在该时间段内，目标组织的位置和体积可能会发生变化。通常在每次照射之前(图2A中的时间t1所指示的)，进行新的CT扫描以确保在实际照射当天目标的位置。由于与光子照射相比，离子束照射对不确定性敏感，因此需要考虑离子的范围不准确性。然而，如先前所解释的，使用常规的离线或室内PET扫描方法具有缺点，其可能使得扫描过程变得麻烦并且递送不太准确和低分辨率的PET扫描结果。

在图2B中，展示了根据本发明的示例实施例的使用PET扫描来实时监测照射的示例离子束照射准备计划。

在本发明的方法中，在步骤t0和t1中识别和获取必要确认的正常过程类似于图1A。然而，实时的患者上的PET扫描仪监测照射过程，并允许系统的用户例如在步骤D0中将PET会话的辐射表示与预期辐射表示进行比较。

如果例如测得的穿透深度偏离计划的穿透深度，则对离子束的穿透深度的这种实时监测可以允许反馈校正和/或射束中断。在相同的背景下，来自装置的数据可以与预测的正电子湮没活动结合使用。可以基于射束与沿射束路径的不同组织之间的不同核相互作用的截面对预测的活动进行建模。通过将测得的正电子湮没活动与预测值进行比较，可以在照射和PET扫描会话期间检测例如射束的实际穿透深度是否偏离计划的深度。

在图3A中，展示了PET扫描设置30。该设置包括相对于例如床32在空间上布置的多个PET/伽马射线检测器模块，例如31a、31b、31c，在该床上可以放置受试者(例如患者(未示出))的身体。检测器模块31a、31b、31c可以相对于床32以任何方向、角度或取向定位。检测器模块31a、31b、31c可以具有类似于图4中的最右侧元件40d的形状。模块31a、31b、31c可以仅覆盖患者身体的一部分或多个部分，或者完全围绕患者身体，如图3C中的PET扫描仪盒30的示例所描绘的。模块的尺寸和形状可以基于PET会话的预期配置而变化，例如，图3C中的模块31a、31b、31c、31d、31e可以是类似于图4中的模块40a或40b的扁平模块，或者可替代地图4中的模块40a至40d中的任何模块的组合。在该示例中，第一检测器31a、第二检测器31b和第三检测器31c中的每一个都与患者保持一定距离放置，但是它们可以直接放置在患者身上，也可以嵌入放置患者所在的床或诊察台32中。图3A是PET扫描仪的前xz视图，其中，第一检测器31a和第二检测器31b在空间上布置在床或诊察台32的相反侧。第一几何平面37平行于xz平面，并且第三检测器模块的法线平行于yz平面。y方向平行于床的最长延伸，x方向平行于床32的最短延伸，并且z方向平行于竖直方向。第一检测器31a和第二检测器31b的法线33平行于假想的几何平面。第三检测器31c被布置成使得第三检测器31c的法线36横向于假想的几何平面37。

在图4中，已经展示了根据本发明的用于PET扫描仪30的PET/伽马射线检测器模块40a至40d的各种示例。PET扫描仪系统30可以包括具有不同几何形状(比如拱形、矩形、多边形等)和尺寸的几个模块40a至40d。还可以根据PET会话的要求而定制具有半球形、圆柱形甚至不规则形状的其他示例。这些模块可以检测来自患者的放射性核素衰变的伽马辐射。尺寸(即，模块40a至40b的宽度41、长度42或深度43中的任何一个)可以是至少100mm或至少200mm或至少300mm或至少400mm或至少500mm。另外或可替代地，尺寸为至多100mm或至多200mm或至多300mm或至多400mm或至多500mm。拱形模块40d可以具有至少45度、至少90度、至少120度、至少180度的圆心角(也称为弓角)。另外或可替代地，圆心角或弓角为至多45度、至多90度、至多120度或至多180度。另外或可替代地，拱形模块40d的曲率半径44可以是至少100mm、至少200mm、至少300mm、至少400mm、至少500mm、至少1000mm。另外或可替代地，拱形模块40d的曲率半径44可以是至多100mm、至多200mm、至多300mm、至多400mm、至多500mm或至多1000mm。

如图5所示，检测器模块31可以具有保护壳50，该保护壳至少在面对辐射的侧面上是射线可透过的。模块31可以具有至少一个伽马吸收元件51，例如闪烁晶体，在该伽马吸收元件中，伽马射线被转换成光信号(例如，从UV到近红外区域的光)或电信号(即，移动带电粒子)。伽马吸收元件51可分为多个子部分，比如笛卡尔网格中的正方形“像素”、平行条带、或六边形网格中的圆形/六边形像素，使得有关伽马射线被吸收在模块的哪个子部分的信息给出了有关伽马射线进入模块的位置的空间坐标的信息。如果模块具有多个闪烁晶体作为伽马吸收元件，则它可以具有多个光子检测器52，例如光电倍增管(PMT)或硅光电倍增管(SiPM)，这些光子检测器与晶体51光学连接，以便将由伽马射线生成的二次光转换成电信号。

可替代地，模块可以具有用于入射相干光的电光光导(未示出)，该电光光导可以用于检测二次电子的存在。

每个模块31还可以包括处理器单元53。处理器单元53可以在检测到事件时通过有线或无线数据发射器和/或接收器54将数据以电、光学或无线的方式发射到本地或远程处理电路系统(未示出)。

处理器单元53被用于例如操作数据处理、和/或经由通信发射器和/或接收器54与处理电路系统或在本地或远程的其他检测器模块31传送数据、控制指令等。处理器单元53或者另外或可替代地处理电路系统可以将来自检测器(例如，PMT或SiPM)的电信号转换为有关事件的数字信息，比如事件的时间戳(事件的时间)、能量(检测到的光子的数量)和坐标。读出单元可以具有否决(忽略)不符合某些标准(例如，信号太低)的事件的能力。

该模块可以具有光纤或其他光导(未示出)，用于直接将在伽马吸收元件51中生成的光(例如，来自二次电子的切伦科夫辐射)引导到模块31内部或外部的光子检测器52。

该模块可以具有其他或附加装置来将伽马射线的吸收转换成提供有用信息的信号，而不是仅仅检测闪烁光。例如，这可以是切伦科夫辐射介质，其中，经由伽马吸收产生的具有足够高动能的二次电子会生成可见光和UV范围内的光。类似于闪烁光，这种光可以在模块31的内部检测到。

模块的内部部件可以包含在保护壳50中，该保护壳可以具有多种功能：保护内部部件不受外力的影响(例如在搬运或组装期间)；使外部环境与内部存在的任何高压场隔离，或合并将一个模块附接到另一个模块的机构，比如开口、凹部、电气连接等。

壳50可以具有清晰可见的标记，从中可以推断出模块的总尺寸以及伽马射线吸收零件的尺寸(例如，类型代码和/或实际尺寸)。

如图4所示，壳50可以是矩形形状或拱形形状、半球形形状或其他多边形形状。壳50也可以具有任何其他对称或不对称或甚至不规则的形状。这对于将检测器安装到患者或动物身体上难以进入的部位或目标区域可能是特别有利的。

壳50的侧面或背面可以配备有连接机构，两个模块可以通过该连接机构进行连接。另外或可替代地，它们可以通过单独的机构(比如螺钉)进行连接。壳50的侧面或背面可以配备有识别标记，使得可以推断出模块已经连接到的相邻模块的类型。相邻识别机构可以例如包括对于每个不同模块形状(未示出)唯一的销模式。

壳50可以具有用于将电源(未示出)连接到壳50内部的任何电子设备(例如，无线发射器和/或检测器)的输入。

模块31可以以可定制的布局并且从每个模块的多个侧面连接到几个其他模块31，以形成可扩展的模块化检测器连接。这对于创建完全模块化的检测器31的阵列是特别有利的，其可以针对特定的身体部位或PET会话进行定制。对于不同的PET扫描事件，可以容易地拆卸和重新组装所连接的检测器。

在一个示例中，如图6所示，可以通过使用不同形状和类型的互连装置60、61来结合模块31。模块31可以使用互连装置60例如相对于彼此以90度结合，或者使用互连装置61以180度结合。

通常，模块的不同角度取向可以通过互连的接合装置在不同方向上可定位或通过在各自具有在不同方向上延伸并由此提供模块的不同角度取向的接合装置的多个互连装置中选择合适的互连装置来实现。

互连装置60、61可以在相邻模块之间中继信息，并向所连接的模块提供结构刚性。互连装置具有往复式互锁元件，例如棒、销等。在该实施方式中，互连装置60、61包括具有突出的支撑销/棒62和/或公或母互连连接器/销63的棒状或杆状的刚性件。两个检测器模块可以附接到一个互连装置60、61。另外或可替代地，突出部可以位于检测器模块31上，并且往复式接收开口或凹部位于互连装置上。

互连装置60、61可以具有唯一类型的销模式，以将有关所连接的模块的角度、取向或方向的信息中继到其所连接的这两个检测器模块。

在图11至图15中，示出了用于正电子发射断层摄影的检测器模块系统的一个示例性实施例。检测器模块系统100包括多个伽马射线检测器模块101。每个伽马射线检测器模块都是包括外壳102的自包含单元。当每个伽马射线检测器模块被壳体102封装时，每个伽马射线检测器模块满足在医院内使用的认证标准。

一个检测器模块101和一个互连元件的每一个对包括用于将伽马射线检测器模块101可释放地连接到互连元件103的相互接合的锁定装置104。

每个相互接合的锁定装置104包括公和母的相互接合的锁定装置。进一步地，每个互连元件包括用于将至少两个检测器模块101可释放地连接到互连元件103的锁定装置105。每个互连元件都是包括锁定装置的自包含单元。

进一步地，所述伽马射线检测器模块101中的每一个包括传感器，该传感器适于检测从所述动物或人体的至少一部分辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射，并生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出。

进一步地，该检测器模块系统包括处理电路系统，该处理电路系统适于接收来自所述单独的伽马射线检测器模块中的每一个的所述辐射输出，并基于所述接收到的辐射输出来生成针对所述正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。

进一步地，每个伽马射线检测器模块101可以包括用于传输来自伽马射线检测器模块内的传感器的辐射输出信息的通信接口。并且检测器模块系统100包括用于从伽马射线检测器模块接收辐射输出信息的接口。

每个伽马射线检测器模块进一步包括处理器单元，该处理器单元被配置为生成每个单独的伽马射线检测器模块的辐射输出并将其发送到处理电路系统。进一步地，处理电路系统进一步被配置为生成控制指令并将其发送到检测器模块101，以控制检测器模块101的位置和/或取向。

每个伽马射线检测器模块具有识别码，并且其中，处理电路系统和/或处理器单元被配置为通过识别码来识别所述伽马射线检测器模块101。

伽马射线检测器模块31可以以例如0度、10度、15度、30度、45度或90度或相对于彼此的任何其他角度关系结合。互连元件103包括形成为杆、销、板等的锁定装置。在本说明书中，互连元件103也可以称为互连装置。至少两个伽马射线检测器模块101可以以相对于彼此倾斜的关系结合。进一步地，互连元件103借助于锁定装置105附接到伽马射线检测器模块101之一。在模块101相对于彼此倾斜的情况下，互连元件103的锁定装置105可以相对于彼此倾斜，使得伽马射线检测器模块101可以相对于彼此倾斜。锁定装置105在每个互连元件103上可以是两个或更多个，因此足以将两个伽马射线检测器模块101相对于彼此组装。进一步地，可以将互连元件103设计为使得伽马射线检测器模块101可以相对于彼此倾斜10度、15度、30度、45度或90度。

进一步地，互连元件103可以包括用于将检测器模块可释放地连接到互连元件103的相互接合的锁定装置。进一步地，每个互连元件103包括用于将至少两个检测器模块101可释放地连接到互连元件103的锁定装置。

当两个模块101被布置成例如相对于彼此以0度结合时，互连元件103可以被成形为布置在两个伽马射线检测器模块101之间的板(如图15所示)。

多个伽马射线检测器模块101和一个或多个互连元件103的组装可以形成不同的几何形状，比如同心环、球体、环、方盒等。

进一步地，两个伽马射线检测器模块101即使没有在彼此的附近结合，即，伽马射线检测器模块没有彼此直接相邻，它们也可以被结合。换句话说，两个伽马射线检测器模块可以彼此隔开一定距离地组装。因此，可以在两个伽马射线检测器模块之间形成开口，使得离子束可以不受阻碍地通过。

锁定装置可以借助于比如螺钉或螺栓等附接装置或其他合适的装置附接至伽马射线检测器模块，如图12所示。进一步地，各个模块之间的倾斜角度可以相对于彼此相等或不同。图15示出了用于将两个模块相对于彼此倾斜0度结合在一起的互连元件的一个示例，并且图12示出了两个模块的相对于彼此倾斜45度的一个示例。

互连元件的总体设计使得能够在没有支撑框架的情况下组装模块101，即，所组装的模块借助于互连元件103及其壳体102而自支撑或自包含。伽马射线检测器模块也可以与患者检查台或类似设备集成在一起。

如图12所示，每个伽马射线检测器模块101被壳体封装，互连元件103适于附接在该壳体上。每个伽马射线检测器模块可以包括风扇107和进气口108。这是为了能够控制模块内的温度。进一步地，伽马射线检测器模块可以包括电源接口、无线通信单元中的一个或多个。

提供相互接合的锁定装置104以允许在两个相邻模块之间进行识别，使得处理电路系统可以取得关于所连接模块的特性的信息。这种特性的示例可以是尺寸、倾斜度、数量、相对于另一个模块的位置、ID信息等。

如图13至图14所示，在模块内部提供了晶体阵列109。与晶体阵列相邻地布置了硅光电倍增管阵列110。进一步地，接收装置适于连接到尤其是晶体阵列和硅光电倍增管阵列。

取决于PET扫描会话的要求，可以以不同的配置组装和配置伽马射线检测器模块。因此，可以通过在PET扫描会话期间内要治疗患者的哪个身体部位来确定模块的数量和相对于彼此的倾斜度。因此，这些模块是可重新配置的，并且可以针对PET扫描会话在现场以不同的配置手动组装。如果需要较大视野或较高灵敏度，则只需将一个或多个模块简单地添加到已经存在的(多个)模块中。在需要较小视野或较低灵敏度的情况下，只需将一个或多个模块简单地从已经存在的(多个)模块中移除。换句话说，PET扫描仪的组装模块可以取决于PET扫描仪的操作者在现场对PET扫描仪会话的人工输入而进行组装。

图7展示了沿着图8中的线81截取的检测器模块31的截面侧视图。

在该示例中，存在用于附接互连装置的两个孔71。在中心处布置有母连接器72，互连连接器(例如，公销)连接到该母连接器中。在该示例中，互连连接器72具有三组销：

1-支撑ID 73：模块的母连接器销之一为+5V，另一个销为GND。在互连装置内部，多个公销电连接到+5V，其他销电连接到GND。哪些销连接到+5V或GND取决于互连装置的类型(例如，90度或180度)。在结合模块和支撑件后，模块可以检测到哪些支撑销具有+5电压，从而识别在哪一侧连接了哪种支撑件。

2-NEIGHB IN 74：每个检测器模块都可以在销的中心组上输出GND/+5V的唯一类型的销模式。该模式被互连装置转发并通过互连装置转发到相邻模块，使得每个模块都可以在所有侧检测到它所连接到的模块类型(相邻识别)。对于本领域技术人员而言，当然可以想到基于相邻模块之间的信息传输的其他用于相邻识别的实施方式。例如，相邻识别的其他手段可以是RFID标签、条形码读取、磁性N/S模式等。模块还可以配备有例如加速度计，以验证其在空间中的角度或取向。

3-NEIGHB OUT 75：GND/+5V模块输出销的唯一类型模式，其可以被转发到相邻模块。

图8展示了与互连装置类型180结合的两种不同类型的检测器模块(类型“C”和“B”)的示例。不面向辐射的检测器模块侧82具有在固定距离处的多组螺纹孔83，这些螺纹孔可以用于将模块固定在例如竖直表面上。

另一组非螺纹孔84可以用于通过将模块放置在表面(例如，患者检查台/诊察台)之上来快速对准并定位模块，其中相应距离处的突出双头螺栓保持模块的位置。在该示例中，模块C的宽度85为400mm，并且模块C的长度86为400mm。模块B的宽度为200mm，并且模块B的长度为400mm。

图9展示了用于以一定距离安装两个平行的检测器模块(未示出)的互连装置90，其开口用于使离子束无阻碍地通过。

图10A展示了检测器模块31(例如，三个相同的120度拱形模块31)可以直接放置在受试者的一侧(例如，患者下方)的示例。预先组装的模块31可以由用户手动布置和移动，或者由处理电路系统生成的远程控制指令进行远程控制。模块可以移动到所需的位置(例如，取决于照射期间离子束的方向)，并如图10B所示有效地覆盖全环立体角。

图11展示了可以在具有不同尺寸的动物110上使用的不同尺寸的PET检测器模块31。可以组装若干个模块以覆盖更大的表面，或露出整个动物身体以完成整个身体的PET扫描。

本领域技术人员认识到，本发明绝不限于上述实施例。所描述的实施例的特征可以以不同的方式组合，并且在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记都不应解释为对权利要求进行限制。词语“包括(comprising)”不排除存在除权利要求中列出的元件或步骤之外的其他元件或步骤。在元件前的词语“一个(a)”或“一个(an)”并不排除存在多个此类元件。

实施例清单

项目1.一种用于正电子发射断层摄影的医疗设备，所述医疗设备包括：

-多个单独的伽马射线检测器模块，其中，所述多个单独的伽马射线检测器模块包括第一伽马射线检测器模块、第二伽马射线检测器模块和第三伽马射线检测器模块，所述第一伽马射线检测器模块、第二伽马射线检测器模块和第三伽马射线检测器模块中的每一个都适于在正电子发射断层摄影事件期间布置在动物或人体的相应侧，并且

所述模块中的每一个适于检测从所述动物或人体的至少一部分辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射，并生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出，其中，

所述第一检测器模块和所述第二检测器模块布置在所述动物或人体的相反侧，并且所述第一伽马射线检测器模块和所述第二伽马射线检测器模块的表面法线均平行于第一几何平面，并且所述第三伽马射线检测器模块的至少一条法线横向于所述第一几何平面；

-处理电路系统，该处理电路系统适于接收来自所述单独的伽马射线检测器模块中的每一个的所述辐射输出，并基于所述接收到的辐射输出来生成针对所述正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。

项目2.根据项目1所述的医疗设备，其中，每个单独的伽马射线检测器模块进一步包括处理器单元，该处理器单元被配置为生成每个单独的伽马射线检测器模块的所述辐射输出并将其发送到所述处理电路系统。

项目3.根据前述项目中任一项所述的医疗设备，其中，所述处理电路系统进一步被配置为生成控制指令并将其发送到所述检测器模块，以控制所述检测器模块的位置和/或取向。

项目4.根据前述项目中任一项所述的医疗设备，其中，所述控制指令进一步包括去激活指令，以在所述正电子发射断层摄影事件期间去激活所述多个单独的伽马射线检测器模块中的至少一个的功能。

项目5.根据前述项目中任一项所述的医疗设备，其中，所述处理电路系统进一步被配置为在接收到用户命令时终止和/或中断正电子发射断层摄影事件。

项目6.根据前述项目中任一项所述的医疗设备，其中，该医疗设备进一步包括至少一个互连装置，所述互连装置和所述检测器模块包括被配置为固持并对准所述检测器模块中的至少两个的往复式互锁元件。

项目7.根据前述项目中任一项所述的医疗设备，其中，每个单独的伽马射线检测器模块具有识别码，并且其中，所述处理电路系统和/或所述处理器单元被配置为通过所述识别码来识别所述伽马射线检测器模块。

项目8.根据前述项目中任一项所述的医疗设备，其中，当在所述动物或人体的至少一部分中的目标区域处测得的PET活动偏离预定的允许值范围时，所述处理电路系统进一步生成警告信号。

项目9.一种用于在正电子发射断层摄影事件期间监测动物或人体的方法，所述方法包括以下步骤：

-识别所述动物或人体的至少一部分上的目标区域；

-将第一、第二和第三单独的伽马射线检测器模块定位在动物或人体的相应侧上，其中，所述第一检测器模块和所述第二检测器模块布置在所述动物或人体的相反侧，并且所述第一伽马射线检测器模块和所述第二伽马射线检测器模块的表面法线均平行于一个几何平面，并且所述第三伽马射线检测器模块的至少一条法线横向于所述几何平面；

-通过所述第一、第二和第三单独的伽马射线检测器模块检测从所述目标区域辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射；

-针对所述检测器模块中的每一个生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出；

-基于所述接收到的辐射输出，处理电路系统接收并生成针对所述正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示。

Claims (8)

1.一种用于正电子发射断层摄影的检测器模块系统，所述检测器模块系统包括：

-多个伽马射线检测器模块，

这些伽马射线检测器模块中的每一个都是包括外壳和一个或多个第一锁定装置的自包含单元，

-多个互连元件，其中，这些互连元件中的每一个都是包括一个或多个第二锁定装置的自包含单元，

其中，

一个检测器模块和一个互连元件的每一个对包括至少一个所述一个或多个第一锁定装置和至少一个所述一个或多个第二锁定装置，该至少一个所述一个或多个第一锁定装置和至少一个所述一个或多个第二锁定装置是用于将该检测器模块可释放地连接到该互连元件的相互接合的锁定装置，

其中，所述互连元件被配置为通过所述第二锁定装置将至少两个检测器模块可释放地连接至所述互连元件，

-所述伽马射线检测器模块中的每一个包括传感器装置，该传感器装置适于检测从动物或人体的至少一部分辐射的短寿命放射性核素产生的伽马辐射，并生成与检测到的伽马辐射相对应的辐射输出，其中，

-处理电路系统，该处理电路系统适于接收来自所述伽马射线检测器模块中的每一个的所述辐射输出，并基于所述接收到的辐射输出来生成针对所述正电子发射断层摄影事件产生的辐射表示，其中，

所述多个互连元件包括：互连元件的第一子集，被配置为以相对于彼此的第一角度互连所述检测器模块；以及互连元件的第二子集，被配置为以相对于彼此的第二角度互连所述检测器模块，其中，所述第一角度不同于所述第二角度，

-所述伽马射线检测器模块中的每一个包括处理器单元，该处理器单元被配置为生成每个单独的伽马射线检测器模块的相应辐射输出并将其发送到处理电路系统，并且

被配置为将每个单独的伽马射线检测器模块的相应空间位置或角度发送到其他单独的伽马射线检测器模块的处理电路系统或处理器单元，

-所述处理电路系统进一步适于从所述伽马射线检测器模块接收关于不同模块在空间中如何定向的信息，从而使得在所述正电子发射断层摄影事件期间、之前或之后，用户能够以手动或自动的方式来调节和改变这些检测器模块的空间位置、取向、角度和方向。

2.根据权利要求1所述的检测器模块系统，其中，所述第一角度和所述第二角度选自包括相对于彼此至少0度、至少10度、至少15度、至少30度、至少45度和/或至少90度的范围。

3.根据前述权利要求中任一项所述的检测器模块系统，其中，每个伽马射线检测器模块包括通信接口，用于将辐射输出信息从所述传感器传输到所述处理电路系统。

4.根据权利要求1或2所述的检测器模块系统，其中，每个传感器装置进一步包括处理器单元，该处理器单元被配置为生成并输出每个单独的伽马射线检测器模块的所述辐射输出。

5.根据权利要求1或2所述的检测器模块系统，其中，所述处理电路系统进一步被配置为生成控制指令并将其发送到所述检测器模块和/或互连元件，以控制所述检测器模块的位置和/或取向。

6.根据权利要求1或2所述的检测器模块系统，其中，每个伽马射线检测器模块具有识别码，并且其中，所述处理电路系统被配置为通过所述识别码来识别所述伽马射线检测器模块，所述识别码以及有关这些伽马射线检测器模块的取向和位置的信息由相邻伽马射线检测器模块之间的互连元件中继。

7.根据权利要求1或2所述的检测器模块系统，其中，每个伽马射线检测器模块可以包括温度稳定元件、进气口、电源接收接口、无线通信单元、电通信接口、光通信接口中的一个或多个。

8.一种用于正电子发射断层摄影的医疗设备，所述医疗设备包括根据前述权利要求中任一项所述的检测器模块系统，其中，多个所述检测器模块经由至少一个互连元件彼此连接。

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