CN205729389U - 多模态成像装置和医学成像系统 - Google Patents

多模态成像装置和医学成像系统 Download PDF

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Abstract

在本文中描述一种多模态成像装置和一种医学成像系统。该装置包括第一模态单元和第二模态单元。第一模态单元位于机架内。机架内的第二模态单元沿着检查轴线是可动的，以与第一模态单元大约同中心，使得第一模态单元的视场和第二模态单元的视场以单个感兴趣的点为中心。

Description

多模态成像装置和医学成像系统
技术领域
本实用新型涉及一种多模态成像装置和一种医学成像系统。
背景技术
存在各种技术来对患者的多个部分进行成像以研究身体内的组织或器官。例如，核医学包括如下的技术：将放射性药物引入患者，该药物导致光子从患者的身体的发射。放射性药物特别地集中于身体组织，指示集中部位处的组织代谢活动并从集中部位发射更高的量的光子。在正电子发射断层摄影(PET)扫描的期间，可以从所观察到的光子重建图像。PET扫描可以与计算机断层摄影(CT)扫描相结合，以使患者的组织和器官的图像显影。
在扫描的期间，必要时，患者支撑面在CT与PET视场(FoV)之间移动，以获得对患者的解剖结构的PET扫描和CT扫描。在移动患者以获得PET扫描和CT扫描的期间，可能出现患者在患者支撑面上的偏转的差异。这导致在所得的图像中更有可能的误差。
实用新型内容
实施例涉及一种装置。该装置包括第一模态单元和第二模态单元。第一模态单元位于机架内。机架内的第二模态单元沿着检查轴线是可动的，以与第一模态单元大约同中心，使得第一模态单元的视场和第二模态单元的视场以单个感兴趣的点为中心。
另一个实施例涉及一种系统。该系统包括患者支撑面和机架。患者支撑面在成像程序的期间支撑患者。机架包括计算机断层摄影(CT)模态单元和正电子发射断层摄影(PET)模态单元，其中CT模态单元围绕机架的孔定位，并且PET模态单元沿着检查轴线是可动的，以与机架的孔同中心。
再一个实施例涉及一种方法。该方法包括将多个PET探测器单元附接至环结构和将环结构可动地定位在机架内。该方法还包括将计算机断层摄影(CT)模态单元可旋转地围绕检查轴定位。
附图说明
通过结合附图的以下的详细描述，将更充分地理解本技术，在附图中相同的参考标号是指相同的零件，在附图中：
图1是多模态成像系统的图示；
图2A是配置成用于第一成像程序的多模态成像系统的横截面的图示；
图2B是配置成用于第二成像程序的多模态成像系统的横截面的图示；以及，
图3是用于移动式PET机架的方法300的过程流程图。
在某些情况下，相同的数字贯穿本公开和附图而使用以标记相同的构件和特征。100系列的数字是指最初发现于图1中的特征；200系列的数字是指最初发现于图2中的特征；等等。
附图标记
100 医学成像系统
102 机架
104 CT模态单元
105 探测器阵列
106 PET模态单元
108 视场(FoV)
110 孔
112 托架
113 检查台结构
114 电动基座
116 转子
118 纵向的或检查轴线
200A 多模态成像系统的横截面
202 锥形束
204 CT扫描平面
200B 多模态成像系统
206 PET FoV
208 箭头。
具体实施方式
在以下的详述中，对形成本文的一部分的附图进行参考，并且在附图中，经由图示而示出可以实践的具体的实施例。这些实施例以足够详细来描述以使本领域技术人员能够实践实施例，并且将理解的是，可以利用其他实施例，并且，可以作出逻辑改变、机械改变、电改变以及其他改变而不背离实施例的范围。因此，以下的详述不被认为是限制本发明的范围。
如上文所讨论的，成像系统可以包括多个模态单元，诸如PET和CT扫描仪。在本文中所讨论的实施例中，可动的PET机架获得PET扫描。至少一个实施例的技术效果包括用于在机架的孔内移动PET模态单元的机理，其中CT模态单元将围绕孔旋转，导致较小的成像系统覆盖区。在某些情景下，改进了CT至PET的图像配准。特别地，PET FoV的中心与CT FoV的中心物理地对准，导致CT FoV与 PET FoV之间的较小的误差。
图1是示范性的医学成像系统100的透视图。成像系统100是包括正电子发射断层摄影(PET)模态单元和计算机断层摄影(CT)模态单元两者的多模态成像系统。虽然使用特定的模态单元来描述本技术，但可以使用任何模态单元。例如，成像系统100可以包括一个或更多个类型的成像模态单元，诸如单光子发射计算机断层摄影(SPECT)模态单元、超声模态单元、磁共振成像(MRI)模态单元、X辐射(X射线)放射线摄影或荧光透视模态单元、以及/或能够生成患者的感兴趣的区域(ROI)的图像的任何其他模态单元。在ROI处获得的成像在宽度上等于FoV的宽度。各种实施例不限于用于对人类受试者进行成像的医学成像系统，而可以包括例如兽医系统。如本文中所使用的，术语“患者”可以是指人类患者或任何其他动物。
参考图1，多模态成像系统100包括带有CT模态单元104和PET模态单元106的机架 102。视场(FoV)108位于机架 102的孔110内。在实施例中，取决于所执行的扫描的类型，FoV可以起源于CT模态单元104或PET模态单元106。托架112定位在检查台结构113的顶上。托架可以从检查台结构113延伸，以经由电动基座114而将患者定位在孔110内。托架112、检查台结构113以及基座114形成患者支撑面。基座114使托架112能够从检查台结构113延伸至孔110中，以在医学成像程序的期间将患者适当地定位在FoV内。虽然以特定的构件描述患者支撑面，但患者支撑面可以包括比本文中所描述的构件更少的或更多的构件。
机架102包括支撑CT模态单元104的转子116。CT模态单元104包括探测器阵列105，并且可以围绕位于托架112上的患者以各种视图采集X射线衰减数据。在图1中，CT模态单元104可以是X射线源。在实施例中，X射线源可以是X射线管、分布式X射线源或用于医学成像的目的的任何其他X射线源。通过使用转子116来使CT模态单元104和探测器阵列105围绕孔110旋转而获得视图。转子116可以配置成使CT模态单元围绕纵向的或检查轴线 118旋转，纵向的或检查轴线 118可以延伸穿过多模态成像系统100的孔110。孔110沿着纵向轴线118延伸穿过机架102。孔106确定大小和形状以允许患者(未示出)移入移出于孔106。
在CT扫描之后或在CT扫描之前，PET结构106能够在孔110内移动，以完成PET扫描。在PET扫描的期间，将放射性药物引入至患者。然后，放射性药物导致光子从患者的身体的发射。放射性药物可以特别地集中于身体组织，指示集中部位处的组织代谢活动并从集中部位发射更高的量的光子。可以从PET环结构内的探测器(诸如 PET模态单元106)所观察到的光子重建图像。环结构可以包括多个PET探测器，这些PET探测器配置成观察在从已引入放射性药物的患者发射的同时出现的光子。在实施例中，本文中所描述的PET环结构是全环结构。
基座114配置成将托架112沿着纵向轴线118选择性地移入移出于孔110。PET模态单元106也配置成将托架112沿着纵向轴线118选择性地移入移出于孔110。由于PET模态单元106还能够在孔110内移动，因而可以使患者遭受较少的移动。例如，医学成像程序可以包括首先将患者定位在托架112上，同时托架112定位在电动基座114上的检查台结构的顶上。在将患者承载至托架112上时，托架112位于机架102的孔110的外侧。在患者位于适当的位置的情况下，基座114可以促使托架112从检查台结构113的顶上延伸至孔110中。然后，PET模态单元106可以延伸至孔110中，并且获得来自患者的PET图像。在CT机架内侧移动PET探测器大大地减小托架到达PET FoV所需要的延伸量，导致PET FoV的总量和微分偏转减小。在一些情景下，在从多个视场获得PET图像时，于是，PET模态单元可以从孔110缩回，并且可以通过转子116的运行而使CT模态单元104(包括探测器阵列105)围绕孔110旋转，以获得患者的CT 图像。虽然 PET扫描在本示例中被描述为发生在CT扫描之前，但来自多模态单元的各种扫描能够按任何顺序发生，并且不限于本文中所描述的特定的序列。
在本技术中，CT和PET系统结合成单个机架。由于使用单个机架，这导致较小的系统覆盖区。此外，由于较小的机架，因而容纳医学成像系统的场所的大小较小。另外，因为由于PET模态单元行进出入于孔而托架无需空间来行进于CT与PET视场之间，所以系统覆盖区和容纳系统的场所大小减小。由于检查台无需行进和/或另外的轴线运动以在CT与PET视场之间移动，因而本技术还导致更简单的、更小的且不那么昂贵的检查台。在实施例中，本文中所描述的多模态系统中所使用的检查台可以与以仅CT模态单元使用的检查台相同，因为能够制造用于各种系统的一个检查台，所以导致成本较低且容积较高。
图2A是配置成用于第一成像程序的多模态成像系统200A的横截面的图示。在实施例中，第一成像程序是由CT模态单元104执行的CT扫描。多模态成像系统200A包括带有CT模态单元104和PET模态单元106的机架102。托架112可以经由电动基座114而将患者定位在孔110内。如上文所讨论的，基座114使托架112能够延伸至孔110中，以在医学成像程序的期间，将患者适当地定位在FoV内。
在CT扫描的期间，探测器阵列105从CT模态单元104收集X射线。探测器阵列105以CT扫描平面204为中心。特别地，CT模态单元可以投射X射线的锥形束202，X射线的锥形束202由探测器阵列105探测。特别地，来自CT模态单元104的X射线是经过患者的锥形束射线。一部分X射线辐射可能绕过患者，并且经过患者的X射线和绕过患者的X射线两者都影响探测器阵列105。阵列的探测器元件产生电信号，电信号被采集并处理以重建患者的解剖结构的图像。
图2B是配置成用于第二成像程序的多模态成像系统200B的横截面的图示。在实施例中，第二成像程序是由PET模态单元106执行的PET扫描。多模态成像系统200A包括带有CT模态单元104和PET模态单元106的机架102。托架112可以经由电动基座114而将患者定位在孔110内。PET模态单元106包括探测器单元的全环。在实施例中，PET模态单元安装至与CT模态单元分离的全环结构上。
如图所示，PET模态单元106定位在孔110内，以与CT模态单元同中心。以这种方式，PET FoV 206的中心与CT扫描平面204物理地对准，使得PET模态单元在与CT模态单元相同的位置处获得 PET图像。在实施例中，PET模态单元106如箭头208所指示地沿着与托架112平行的检查轴线移动。
由于PET FoV的中心与CT FoV的中心物理地对准，因而本技术导致改进的CT至PET的图像配准。传统上，由于检查台的偏转而导致患者解剖结构在最终的PET扫描的期间处于可能与相同的解剖结构在CT扫描的期间所处于的高度不同的高度。移动PET系统使得PET系统与CT系统对准而大大地减小该潜在误差。此外，因为在PET成像的期间，检查台结构更接近PET视场，所以本技术导致改进的PET至PET 台面(bed)配准。传统上，PET FoV位于CT FoV后面，导致需要在与在CT成像的期间使用的托架位置相比时，使托架从检查台支架延伸得更远得多，以获得PET图像。
在实施例中，机架的第一模态单元在沿着纵向轴线的方向上是固定的。然而，第一模态单元能够围绕纵向轴线旋转。机架内的第二模态单元是沿着检查轴线可动的，并且可能围绕检查轴线旋转或可能不围绕检查轴线旋转。在第二模态单元位于机架的孔的外侧时，第二模态单元处于缩回状态。在第二模态单元定位在机架的孔内时，第二模态单元处于部署状态。在第二模态单元处于部署或缩回状态时，能够执行使用第二模态单元的医学成像程序。
图3是用于移动式PET机架的方法300的过程流程图。在方框302，多个PET探测器单元附接至环结构。多个PET探测器单元将形成围绕环结构的探测器单元的全环。在方框304，环结构可动地定位在机架内。在一些情况下，PET模态单元位于机架的孔的外侧，并且当在成像程序期间使用PET模态单元时，将在机架的孔内侧移动。在实施例中，环结构可以在机架的孔内沿着检查轴线移动以获得PET扫描。在方框306，计算机断层摄影(CT)模态单元围绕检查轴线可旋转地定位。CT 单元将围绕孔和检查轴线旋转以在与PET模态单元相同的感兴趣的点处获得CT扫描。以这种方式，CT模态单元和PET模态单元能够在相同的感兴趣的点处获得图像。
在一些情况下，PET和CT机架物理地放置成彼此接近，其中CT机架更接近患者检查台。检查台托架配置成移动至孔中，以用于CT扫描。在CT扫描完成之后，PET探测器环(被安装使得其从PET机架结构朝向CT以悬臂式伸出)在直线运动设备上移动于CT机架的孔内侧。PET探测器环设计成在CT机架的旋转包覆物与内侧孔盖之间配合。移动PET机架，直到PET轴向视场的中心与CT轴向视场的中心对准为止。然后，PET扫描开始使用与在CT扫描的期间使用的检查台运动轴线相同的检查台运动轴线。
虽然在本文中关于在医学领域中使用的模态单元而描述实施例，但本文中所描述的实施例能够包含在成像程序中使用任何模态单元的情形。而且，本领域技术人员将认识到，本技术可应用于许多不同的硬件配置、软件体系结构、组织机构或过程。
虽然所给出的详细的附图和具体的示例描述特定的实施例，但它们仅可用于图示的目的。所示出并描述的系统和方法不限于本文中所提供的精确的细节和条件。而是，在不背离如所附权利要求书中所表达的本技术的精神的情况下，可以在本文中所描述的实施例的设计、运行条件以及布置中作出任何数量的替代、修改、改变和/或省略。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制作并使用任何设备或系统并执行任何并入的方法。本发明的可取得专利权的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员所想到的其他示例。如果这样的其他示例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果这些示例包括与权利要求的书面语言无实质的差异的等效的结构元件，则这些示例旨在属于权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种多模态成像装置，包括：
第一模态单元，其中所述第一模态单元位于机架内；
所述机架内的第二模态单元；其中所述第二模态单元沿着检查轴线是可动的，以与所述第一模态单元大约同中心，使得所述第一模态单元的视场和所述第二模态单元的视场以单个感兴趣的点为中心。
2.根据权利要求1所述的多模态成像装置，其特征在于，所述第一模态单元是计算机断层摄影(CT)模态单元。
3.根据权利要求1所述的多模态成像装置，其特征在于，所述第二模态单元是正电子发射断层摄影(PET)模态单元。
4.根据权利要求1所述的多模态成像装置，其特征在于，所述第二模态单元是带有全环结构的正电子发射断层摄影(PET)模态单元。
5.根据权利要求1所述的多模态成像装置，其特征在于，所述第二模态单元位于所述机架的孔的外侧，并且当在成像程序中使用所述第二模态单元时将在所述机架的所述孔内侧移动。
6.根据权利要求1所述的多模态成像装置，其特征在于，所述第一模态单元将在所述机架的中心处围绕孔旋转。
7.根据权利要求1所述的多模态成像装置，其特征在于，所述第一模态单元和所述第二模态单元平行。
8.根据权利要求1所述的多模态成像装置，其特征在于，所述第一模态单元和所述第二模态单元在所述机架内安装成分开安装的结构。
9.一种医学成像系统，包括：
患者支撑面，其中所述患者支撑面将在成像程序的期间支撑患者；
机架，其中所述机架包括计算机断层摄影(CT)模态单元和正电子发射断层摄影(PET)模态单元，其中所述计算机断层摄影(CT)模态单元围绕所述机架的孔定位，并且所述正电子发射断层摄影(PET)模态单元沿着检查轴线是可动的，以与所述机架的所述孔同中心。
10.根据权利要求9所述的医学成像系统，其特征在于，所述正电子发射断层摄影(PET)模态单元包括探测器的全环。
11.根据权利要求9所述的医学成像系统，其特征在于，所述正电子发射断层摄影(PET)模态单元在PET成像程序的期间将与所述机架的所述孔同中心。
12.根据权利要求9所述的医学成像系统，其特征在于，所述计算机断层摄影(CT)模态单元包括X射线探测器，其中所述X射线探测器将围绕所述孔旋转。
13.根据权利要求9所述的医学成像系统，其特征在于，所述计算机断层摄影(CT)模态单元和所述正电子发射断层摄影(PET)模态单元在所述机架内安装成分开安装的结构。
14.根据权利要求9所述的医学成像系统，其特征在于，所述计算机断层摄影(CT)模态单元和所述正电子发射断层摄影(PET)模态单元以单个感兴趣的点为中心。
15.根据权利要求9所述的医学成像系统，其特征在于，所述计算机断层摄影(CT)模态单元沿着检查轴线是固定的，并且是围绕所述检查轴线可旋转的。
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