CN112932513A - 一种医学成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医学成像系统，包括探测器模块和图像重建模块；其中，探测器模块包括内层探测器环和外层探测器环，内层探测器环和外层探测器环分别由多个探测器组成，每一探测器分别由多个探测晶体拼接而成；探测器模块用于实现SPECT和PET数据采集；当进行SPECT数据采集时，内层探测器环中的晶体阵列所形成的缝隙构成准直器，外层探测器环进行SPECT数据采集；图像重建模块用于基于探测器模块采集的数据重建PET图像和SPECT图像。本发明解决了现有设备中准直器占用装置空间的弊端和成像效率低的问题，简化了设备构成，缩小了设备体积，无需增加额外成本，便可实现多核素同时成像。
Description
技术领域
本发明涉及成像设备技术领域，特别涉及一种医学成像系统。
背景技术
分子影像学(molecular imaging)是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。因此，分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物，为探索疾病的发生、发展和转归，评价药物的疗效，起到连接分子生物学与临床医学之间的桥梁作用。
目前，常用的分子影像技术主要有：计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)，正电子发射计算机断层显像(Positron Emission Tomography，PET)，单光子发射计算机断层成像(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)，核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)，等。
PET的工作原理是，生物体内的放射源发生湮灭辐射，变为两个能量相等(均为511KeV)，方向却相反的一对伽马光子，如果在设定的时间窗内，系统探头探测到两个互成180°(±0.25°)的伽马光子，便将其确定为一对符合事件，这个时间窗一般为0-15ns。探测器将检测到的符合光子作为一对信号发出，通过处理器及功能电路进行分类和信号处理，最后将处理好的信号送入计算机中进行图像重建。
在环形PET中，处于视野四周的γ射线将斜入射到探测器的晶体上,这些γ射线极有可能透射过这个晶体与相邻的晶体产生作用或在第一个晶体中由于Compton散射而产生的二次γ射线与相邻的晶体产生作用.这些作用造成了用于图像重建的投影数据符合线的不确定性,因而使得空间分辨率从中心到视野的四周呈下降趋势。即由于入射射线在晶体中的深度信息的探测偏差引起的成像质量的下降，产生了深度效应。而深度效应会造成重建图像的拖尾，降低图像的空间分辨率，尤其在视野的边缘位置。
使用带有作用深度(depth of interaction,DOI)信息的探测器可以有效提高系统空间分辨率，降低视差效应，特别是对于远离视野中心的位置。DOI的获取方法主要可分为三类：信号波形甄别法、分光法和双端信号读出法。DOI探测器有环状DOI探测器、平板DOI探测器、多边形DOI探测器等多种形状，DOI探测器实现方法包括多层晶体、双端读出、连续晶体多通道读出等。
SPECT通过γ照相机探头的每个灵敏点探测沿一条投影线(Ray)进来的γ光子，其测量值代表人体在该投影线上的放射性之和。在同一条直线上的灵敏点可探测人体一个断层上的放射性药物，它们的输出称作该断层的一维投影(Projection)。图中各条投影线都垂直于探测器并互相平行，故称之为平行束，探测器的法线与X轴的交角θ称为观测角(View)。γ照相机是二维探测器，安装了平行孔准直器后，可以同时获取多个断层的平行束投影。
由于放射性核素是任意地向各个方向呈立体空间发射γ射线，因而要准确地探测γ光子的空间位置分布，就必须使用准直器。它安装在探头的最外层，其作用是让一定视野范围内的一定角度方向上的γ射线通过准直器小孔进入晶体，而视野外的与准直器孔角不符的射线则被准直器所屏蔽，也就是起到空间定位选择器的作用。它是SPECT影像装置的关键部件。准直器的性能是直接影响系统性能的主要因素。
但准直器的存在占用了设备空间，影响了系统的空间分辨率，降低了成像效果。例如平行束准直器灵敏度与空间分辨率成反比关系，为了获得足够好的分辨率，只能降低准直器的灵敏度。对于准直器的设计，如何在灵敏度、空间分辨率、视野和探测单元的个数之间取得平衡是设计的关键性问题。由于探头本身的固有空间分辨率有限，同时为了保证每个探测单元都有相对较小的统计涨落，探测单元的个数受到了限制。灵敏度、空间分辨率和视野之间的矛盾更加突出。
目前所用设备成像多是进行单一种类的成像，而分子影像的一个重要发展方向是多模态技术，通过多个模态信息的优势互补，实现1+1>2的效果。例如PET/CT、PET/MR等。由于SPECT的成像不够清晰，单一的SPECT显像逐渐被SPECT/CT所取代。
PET/SPECT的双模态成像技术可以实现多核素同时成像，用于观察不同药物的同时代谢情况，省去了在多种成像系统上多次进行成像的工作量，同时结合了二者的优点，在获得了定位精确、高灵敏度、高图像清晰度、高诊断准确率的同时，还具有特异性高、可进行比较性显像，一次性获得活体生理、生化、功能、代谢信息的四维显像的优点，提高了成像效率。
而PET和SPECT有诸多共同点，如重建算法相似、都是断层显像、显像都利用闪烁晶体、光电转化的都是γ光、射线的能量都会形成一种能光光谱、通过光电倍增管放大形成电流、经计算机转换形成图像、探头结构一样等。这为PET/SPECT同机成像系统的实现提供了条件。
目前主要采用嵌入式准直器的方式，但是该方式需要额外准直器、限制了成像视野。且在PET和SPECT两种成像模式过程中需要不断切换准直器的状态：嵌入或移出，较为麻烦。
发明内容
本发明提供了一种医学成像系统，旨在至少在一定程度上解决上述背景技术中存在的技术问题之一。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种医学成像系统，包括：探测器模块和图像重建模块；其中，
所述探测器模块包括内层探测器环和外层探测器环，所述内层探测器环和所述外层探测器环套设在一起，且所述外层探测器环位于所述内层探测器环的外侧；所述内层探测器环和所述外层探测器环分别由多个探测器组成，每一所述探测器分别由多个探测晶体拼接而成，每一所述探测器中的探测晶体分别排列成晶体阵列，且每一所述探测器中的探测晶体之间具有拼接的缝隙；
所述探测器模块用于实现单光子发射计算机断层成像(Single-Photon EmissionComputed Tomography，SPECT)和正电子发射计算机断层显像成像(Positron EmissionTomography，PET)的数据采集；当所述探测器模块用于实现SPECT的数据采集时，所述内层探测器环中的晶体阵列所形成的缝隙构成准直器，所述外层探测器环基于所述准直器进行SPECT的数据采集；
所述探测器模块与所述图像重建模块电连接，所述图像重建模块用于基于所述探测器模块所采集的数据完成相应的PET图像和SPECT图像的重建。
进一步地，所述探测器为具有作用深度信息的离散晶体探测器。
进一步地，所述探测器模块还包括柱状壳体，所述壳体包括外层壳和内层壳，所述内层壳和外层壳套设在一起；所述内层探测器环镶嵌在所述内层壳上，所述外层探测器环镶嵌在所述外层壳上。
进一步地，沿所述壳体轴向上所述外层探测器环在所述外壳层上的覆盖长度大于等于所述内层探测器环在所述内层壳上的覆盖长度；以保证当放置于所述内层探测器环内的待成像物体所发出的射线在进行成像时一定先经过所述内层探测器环后再通过所述外层探测器环。
进一步地，沿所述壳体的轴向上，所述内壳层与外壳层的两端分别相连接。
进一步地，所述医学成像系统还包括机架，所述探测器模块安装在所述机架上，所述机架包括：机械运动组件、运动控制电路、电源保障系统、机架操纵器以及机架运动状态显示器。
进一步地，所述图像重建模块包括符合判断单元和采集处理单元；其中，
所述符合判断单元用于对所述探测器模块采集到的数据进行符合计算；
所述采集处理单元用于通过所述符合判断单元获得符合事件信息和单光子事件信息，从所述符合事件信息中获取目标符合事件，从所述单光子事件信息获取目标单光子事件，根据所述目标符合事件重建PET图像，根据所述目标单光子事件重建SPECT图像；其中，所述符合事件信息包括符合事件的能量、位置和作用深度；所述单光子事件信息包括单光子事件的能量、位置和作用深度。
进一步地，所述采集处理单元具体用于：根据预设PET能窗和符合事件的能量，确定能量在所述预设PET能窗内的目标符合事件；根据单光子事件的作用深度，获取作用深度大于预设作用深度的第一候选单光子事件；根据预设SPECT能窗和所述第一候选单光子事件的能量，确定能量在所述预设SPECT能窗内的第二候选单光子事件；从所述目标符合事件中确定出能量落入所述预设SPECT能窗内的散射事件，将所述第二候选单光子事件中的所述散射事件过滤掉，以得到所述目标单光子事件；根据所述目标符合事件重建PET图像，并根据所述目标单光子事件重建SPECT图像。
进一步地，图像重建采用解析计算或蒙卡模拟的系统传输矩阵，结合迭代重建算法进行图像重建。
进一步地，在根据所述目标符合事件重建PET图像之前，所述采集处理单元还用于：
确定所述目标符合事件中的随机符合事件；
将所述目标符合事件中的所述随机符合事件过滤掉。
本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明采用具有作用深度信息的离散晶体探测器阵列构成的系统进行PET成像，利用内层晶体形成的特殊缝隙形成准直效果，利用外层晶体的事件进行SPECT数据采集；通过作用深度信息剔出了部分单光子事件；通过采集电路获得符合事件信息和单光子事件信息，从符合事件信息中获取目标符合事件，以便进行数据重建；根据目标符合事件重建PET图像，并根据目标单光子事件重建SPECT图像。弥补了现有成像装置PET和SPECT单独使用时各自的不足，解决了准直器占用装置空间的弊端和成像效率低的技术问题，简化了设备构成，缩小了设备体积，无需增加额外成本，便可实现多核素同时成像，用于观察不同药物的同时代谢情况，省去了在多种成像系统上多次进行成像的工作量。
同时本发明采用带有深度信息探测功能的PET探测技术，可以显著的改善PET的空间分辨性能。此外，本发明利用内层晶体及其缝隙形成准直器的设计，节省了设备空间，降低了成本。通过二者优势互补，在获得了定位精确、高灵敏度、高图像清晰度、高诊断准确率的同时，具有特异性高、可进行比较性显像、一次性获得活体生理、生化、功能、代谢信息的四维显像的优点，提高了成像效率，可获得高质量的PET图像和SPECT图像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的探测器模块的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的探测器模块的主视图；
图3是本发明实施例提供的双端读出的探测器模块的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的双层晶体构成的探测器模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本实施例提供了一种医学成像系统，该系统同时具有PET和SPECT的优点，所采用的探测器具有作用深度信息(DOI)，可分别进行PET成像和SPECT成像，且没有额外的准直器部件，方便操作，节省占用空间，提高了检测效率。
基于上述，本实施例的成像系统包括：探测器模块和图像重建模块；其中，
如图1和图2所示，所述探测器模块包括外层壳、内层壳、内层探测器环2、外层探测器环1；所述外层壳和所述内层壳为柱形，其横截面是圆形或椭圆形，所述内壳层位于所述外壳层内部，内层壳可以形成一个圆柱形的空腔，在进行探测时，待探测的物体放置于该空腔中，当然，可以理解的是，外层壳和内层壳的形状可以根据需求设计，本实施例对此并不作限定。
所述内层探测器环2镶嵌在所述内层壳上，所述外层探测器环1镶嵌在所述外层壳上，所述内层探测器环2与所述外层探测器环1之间有距离。所述内层探测器环2和所述外层探测器环1分别由多个具有作用深度信息的探测器组成，每一所述探测器分别由多个探测晶体拼接而成，每一所述探测器中的探测晶体分别排列成晶体阵列，且每一所述探测器中的探测晶体间具有拼接的缝隙。
所述探测器模块用于实现单光子发射计算机断层成像(Single-Photon EmissionComputed Tomography，SPECT)和正电子发射计算机断层显像成像(Positron EmissionTomography，PET)的数据采集；当所述探测器模块用于实现SPECT的数据采集时，所述内层探测器环2中的晶体阵列所形成的缝隙构成准直器，所述外层探测器环1基于所述准直器进行SPECT的数据采集；
所述探测器模块与所述图像重建模块电连接，所述图像重建模块用于基于所述探测器模块所采集的数据完成相应的PET图像和SPECT图像的重建。
具体地，上述探测器模块的形状可以为如图1和图2所示的圆柱状，其由16个探测器组件组成，多个探测器组件径向分布成16个扇区。每个探测器组件由2(径向)×6(轴向)个基础模块构成，基础模块的材质为硅酸钇镥(LYSO)晶体，其内层为15×15的晶体阵列，外层为16×16的晶体阵列，两层的晶体单元交错排列。晶体单元横截面尺寸为2×2mm2，总厚度为20mm，内外层晶体厚度各为10mm。探测器晶体可以采集作用深度(depth ofinteraction,DOI)，每个晶体块为长方形或正方形，晶体的制造和加工方便，成本低。当然，可以理解的是，探测器组件的数量及类型可以根据需求设定，本实施例对此并不作限定。
晶体单元由选自下面材料之一或它们的组合构成：BGO、LYSO、LSO和LBS。作用深度是由PET-SPECT设备的DOI探测器探测到的。DOI探测器采用离散晶体构成探测器模块，离散晶体中间具有拼接的缝隙。DOI探测器所形成的特殊缝隙构成准直器，用于单光子发射计算机断层成像。DOI探测器可准确定位到光子在晶体中的作用深度。DOI探测器可以是环状DOI探测器、平板DOI探测器、多边形DOI探测器等，当然，可以理解的是，本实施例不对DOI探测器的整体结构形状进行限定，可根据实际应用需求选择对应的DOI探测器。
DOI探测器实现方法包括单层分光单端读出、多层晶体分光读出、多层复合晶体双端读出、连续晶体多通道读出等，本实施例对此不作限定。例如，如图3所示的双端读出的探测器模块，其中，晶体内层作为准直器，晶体外层采集到的单光子事件作为有效事件。如图4所示的双层晶体构成的探测器模块，其中，晶体内层作为准直器，晶体外层采集到的单光子事件作为有效事件。
内层探测器环2的探测器间形成孔隙，其中，该孔隙的形状有多种，孔隙作为准直器用于SPECT重建。内层探测器环2的探测器对SPECT伽马事件形成阻挡，而内层探测器环2的探测器间的缝隙对SPECT伽马事件形成透射效果。
进一步地，沿所述壳体轴向上所述外层探测器环1在所述外壳层上的覆盖长度大于等于所述内层探测器环2在所述内层壳上的覆盖长度；以保证当放置于所述内层探测器环2内的待成像物体所发出的射线在进行成像时一定先经过所述内层探测器环2后再通过所述外层探测器环1。且沿所述壳体的轴向上，所述内壳层与外壳层的两端分别相连接，封装后探测器模块整体整齐美观。
进一步地，本实施例的成像系统还包括机架，所述探测器模块安装在所述机架上，所述机架由机械运动组件、运动控制电路、电源保障系统、机架操纵器以及机架运动状态显示器等组成。
进一步地，所述图像重建模块包括符合判断单元和采集处理单元；其中，
内层探测器环2和外层探测器环1与所述符合判断单元相连接，所述符合判断单元用于对内层探测器环2和外层探测器环1采集到的数据进行符合计算；
所述采集处理单元用于通过所述符合判断单元获得符合事件信息和单光子事件信息，从所述符合事件信息中获取目标符合事件，从所述单光子事件信息获取目标单光子事件，根据所述目标符合事件重建PET图像，根据所述目标单光子事件重建SPECT图像；其中，所述符合事件信息包括符合事件的能量、位置和作用深度；所述单光子事件信息包括单光子事件的能量、位置和作用深度。
进一步地，所述采集处理单元具体用于：根据预设PET能窗和符合事件的能量，确定能量在所述预设PET能窗内的目标符合事件；根据单光子事件的作用深度，获取作用深度大于预设作用深度的第一候选单光子事件；根据预设SPECT能窗和所述第一候选单光子事件的能量，确定能量在所述预设SPECT能窗内的第二候选单光子事件；从所述目标符合事件中确定出能量落入所述预设SPECT能窗内的散射事件，将所述第二候选单光子事件中的所述散射事件过滤掉，以得到所述目标单光子事件；根据所述目标符合事件重建PET图像，并根据所述目标单光子事件重建SPECT图像。
进一步地，所述采集处理单元采用解析计算或蒙卡模拟的系统传输矩阵，结合迭代重建算法进行图像重建。
进一步地，在根据所述目标符合事件重建PET图像之前，所述采集处理单元还用于：
确定所述目标符合事件中的随机符合事件；
将所述目标符合事件中的所述随机符合事件过滤掉。
本实施例的成像系统可以进行以下成像：
SPECT成像：将所述内层探测器环2和其间隙孔作为SPECT成像的准直器，通过所述外层探测器环1采集信号，进行SPECT图像重建；
PET成像：通过所述内层探测器环2及所述外层探测器环1进行符合探测，根据探测结果进行PET图像重建；
上述PET成像用的是符合成像技术，使用内层探测器环2及外层环探测器环1进行探测，即在规定时间窗内(ns级别)同时探测到事件称为符合事件，两个符合事件的连线为响应线，即正电子和负电子湮灭产生的一对能量为511keV的相向的gamma光子。通过符合事件重建出PET图像。
综上，本实施例的成像系统由两个探测器环镶嵌构成，通过采用具有作用深度信息的离散晶体探测器阵列构成的系统进行PET成像，利用内层晶体形成的特殊缝隙形成准直效果，利用后层晶体的事件进行SPECT数据采集。基于此，实现SPECT/PET同机成像。且通过采用内层晶体缝隙作为准直器孔，既减省了器材空间，减少了设备体积，又避免了多次成像的繁琐步骤，设计简单，探测精度高，成本低，具有很强的实用价值。
下面结合一个可选的实施方式举例对上述系统进行更进一步地说明：
将待测物体注入放射性药物，根据不同的成像种类放入相应的放射性药物，该成像系统用于SPECT成像时，该放射性药物可以是包括低能单光子放射性核素标记的药物(如Tc-99m，140KeV)；该成像系统用于进行PET成像时，可以注入包括正电子衰变核素标记的药物(如F-18)。
注入上述药物时可以选择注入单一种药物，然后进行相对应的单模态成像，也可以选择多种药物同时注射，后续对应进行数据采集和甄别处理，进行多模态同时成像。将待检测物体放在扫描床上，移动到成像视野中，该成像视野就是在内层壳中，再进行相应的数据采集。SPECT采用作用深度信息PET的前端部分晶体形成横纵交叉的线缝物理准直器，晶体内层作为准直器，晶体外层单光子事件作为有效事件。使用采集处理单元采集的数据包括：采集内层和外层探测器环的符合事件，用于PET重建；内层晶体缝隙形成准直器，采集外层探测器的单光子事件再加上能窗甄别，用于SPECT重建；上述采集的事件包括伽马(gamma)事件的作用位置、能量和时间。
将采集到的数据通过采集处理单元进行相应成像方式的数据重建以获得不同成像方式对应的图像。通过蒙特卡罗对上述系统进行建模后生成系统传输矩阵；结合扫描床平移和小角度旋转实现数据采样的完备性。图像重建采用解析计算或蒙卡模拟的系统传输矩阵，结合迭代重建算法进行图像重建。
通过采集电路采集PET-SPECT设备的符合事件信息和单光子事件信息。其中，符合事件信息可以包括但不限于符合事件的能量、位置和作用深度，例如，符合事件信息还可以包括符合事件的时间、角度等信息。此处，需要理解的是，符合事件包括两个光子，符合事件的时间即光子被晶体接收到的时间，能量即光子的能量，位置即接收光子的晶体的所在位置，角度即光子入射晶体的角度。
其中，符合事件可以包括但不限于真符合事件、散射事件和随机符合事件。单光子事件信息可以包括但不限于单光子事件的能量、位置和作用深度。
作为一种示例性的实施方式，PET能窗的上限阈值大于511keV，PET能窗的小限阈值小于511keV。
本实施例的PET和SPECT同时成像的方法，在通过采集处理单元获得符合事件信息和单光子事件信息后，通过预设PET能窗从符合事件信息中获取用于重建PET图像的目标符合事件，并从目标符合事件中确定出能量落入预设SPECT能窗内的散射事件，并将能量位于预设SPECT能窗内的单光子事件中的散射事件过滤掉，以获得目标单光子事件，最后，根据目标符合事件重建PET图像，并根据目标单光子事件重建SPECT图像。由此，在重建PET图像和SPECT图像时，将用于重建SPECT图像的单光子事件中的散射事件过滤掉，避免了落入SPECT能窗中的散射事件的事件数据对重建SPECT图像的干扰，从而可以获得高质量的PET图像和SPECT图像。
与现有技术需要单独进行某种成像不同，本实施例的双模态成像系统可以同时进行SPECT成像和PET成像，从而可以直接进行某些特殊实验直接得到数据，不必再像现有技术那样经过多个系统多次检测才能得到结果，本实施例方便快捷，节约成本，PET/SPECT的直接结合可实现不同核素标记的放射性药物的分子成像，优势互补，实现1+1>2的效果，解决了现有技术中不存在同时进行PET/SPECT同机成像导致成像效率低的技术问题，更好地发挥多模态分子影像的功能，获得更加全面的分子水平的数据，一次检测就可以获取更多的疾病信息从而提高检测效率，降低成本，更好的帮助进行疾病基础和生命科学研究。
此外，需要说明的是，本发明可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
最后需要说明的是，以上所述是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
Claims (6)
1.一种医学成像系统，其特征在于，包括：探测器模块和图像重建模块；其中，
所述探测器模块包括内层探测器环和外层探测器环，所述内层探测器环和所述外层探测器环套设在一起，且所述外层探测器环位于所述内层探测器环的外侧；所述内层探测器环和所述外层探测器环分别由多个探测器组成，每一所述探测器分别由多个探测晶体拼接而成，每一所述探测器中的探测晶体分别排列成晶体阵列，且每一所述探测器中的探测晶体之间具有拼接的缝隙；
所述探测器模块用于实现单光子发射计算机断层成像(Single-Photon EmissionComputed Tomography，SPECT)和正电子发射计算机断层显像成像(Positron EmissionTomography，PET)的数据采集；当所述探测器模块用于实现SPECT的数据采集时，所述内层探测器环中的晶体阵列所形成的缝隙构成准直器，所述外层探测器环基于所述准直器进行SPECT的数据采集；
所述探测器模块与所述图像重建模块电连接，所述图像重建模块用于基于所述探测器模块所采集的数据完成相应的PET图像和SPECT图像的重建。
2.如权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述探测器为具有作用深度信息的离散晶体探测器。
3.如权利要求1所述的医学成像系统，其特征在于，所述医学成像系统还包括机架，所述探测器模块安装在所述机架上，所述机架包括：机械运动组件、运动控制电路、电源保障系统、机架操纵器以及机架运动状态显示器。
4.如权利要求1-3任一项所述的医学成像系统，其特征在于，所述图像重建模块包括符合判断单元和采集处理单元；其中，
所述符合判断单元用于对所述探测器模块采集到的数据进行符合计算；
所述采集处理单元用于通过所述符合判断单元获得符合事件信息和单光子事件信息，从所述符合事件信息中获取目标符合事件，从所述单光子事件信息获取目标单光子事件，根据所述目标符合事件重建PET图像，根据所述目标单光子事件重建SPECT图像；其中，所述符合事件信息包括符合事件的能量、位置和作用深度；所述单光子事件信息包括单光子事件的能量、位置和作用深度。
5.如权利要求4所述的医学成像系统，其特征在于，所述采集处理单元具体用于：根据预设PET能窗和符合事件的能量，确定能量在所述预设PET能窗内的目标符合事件；根据单光子事件的作用深度，获取作用深度大于预设作用深度的第一候选单光子事件；根据预设SPECT能窗和所述第一候选单光子事件的能量，确定能量在所述预设SPECT能窗内的第二候选单光子事件；从所述目标符合事件中确定出能量落入所述预设SPECT能窗内的散射事件，将所述第二候选单光子事件中的所述散射事件过滤掉，以得到所述目标单光子事件；根据所述目标符合事件重建PET图像，并根据所述目标单光子事件重建SPECT图像。
6.如权利要求5所述的医学成像系统，其特征在于，图像重建采用解析计算或蒙卡模拟的系统传输矩阵，结合迭代重建算法进行图像重建。
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