CN218304934U - 一种pet成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PET成像设备，包括壳体、运动采集单元以及车轮，壳体上形成有用于容纳被扫描部位的扫描通道，运动采集单元朝向扫描通道布置，用于采集扫描通道内的被扫描部位的运动数据；多个车轮至少部分的设置于壳体的下方，车轮用于移动PET成像设备。实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本PET成像设备通过设置车轮来移动整个PET成像设备至不方便移动的病患处，基于通用病床即可对患者脑部进行扫描；还通过设置运动采集单元来获取扫描对象与PET设备的相对位置，用于指导正确摆位；对PET扫描过程中扫描对象的运动进行实时校正，最终生成无运动伪影图像；此外，还可以进行图像配准并实现PET图像衰减校正和融合功能。

Description

一种PET成像设备

技术领域

本实用新型涉及扫描设备技术领域，尤其涉及一种PET成像设备。

背景技术

随着脑科学的高速发展，科研和临床上的用户对其使用的影像设备提出越来越高的性能需求。众所周知，与脑功能有关的前沿研究或早期诊断，通常依赖于正电子断层扫描(PET)成像，尤其是高空间分辨率的PET成像(中心空间分辨率<2mm)。但是，针对脑部的PET扫描通常耗时较长(>15min)。在长时间扫描的过程中，患者会不可避免地产生一定的头部运动，而运动必然导致最终的PET扫描图像出现伪影或定量失真。相对而言，越高空间分辨率的PET设备，由于运动导致的图像质量下降就越明显。

针对以上问题，现有技术通常利用PET重建算法对扫描结果进行自适应校正，即不需要其它信息输入；或利用第三方运动跟踪设备(如Polaris Vicra，Tracoline)记录运动信息并将其用于图像重建，最终生成没有运动伪影的图像。但是会存在不能对头部运动进行实时的跟踪或第三方设备不能和原有的系统深度整合等问题，使得对运动的校正效果有限。此外，现有技术中，PET扫描设备通常被固定安装在专门的扫描间里，对于移动受限的患者来说诊断极为不便。且为了配准不同模态的影像，PET设备还需专门设计的病床，这些进一步限制了PET扫描设备的广泛应用。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种PET成像设备，用以解决现有技术中用于头部扫描的PET设备可移动性和图像准确性无法兼备的技术问题。

本实用新型提供一种PET成像设备，该PET成像设备包括：壳体、运动采集单元以及车轮，壳体上形成有用于容纳被扫描部位的扫描通道，运动采集单元朝向扫描通道布置，用于采集扫描通道内的被扫描部位的运动数据；多个车轮连接于壳体，车轮用于移动PET成像设备。

进一步的，还包括机架，机架至少部分的被壳体包围，多个车轮与机架活动连接。

进一步的，还包括用于扫描扫描通道内的被扫描部位的检测单元，运动采集单元布置于检测单元一侧，运动采集单元的采集区域覆盖检测单元的检测区域。

进一步的，扫描通道为水平布置的圆柱型通道，其至少一端贯穿壳体的外壁。

进一步的，运动采集单元布置于扫描通道一侧的上方。

进一步的，还包括用于承载被扫描部位的辅助装置，辅助装置用于连接外部病床且能够延伸出外部病床，以供承载被扫描部位伸入到扫描通道内。

进一步的，辅助装置包括用于承载被扫描部位的承载部、用于连接外部病床的固定部以及固定连接承载部和固定部的连接部，承载部可伸入到扫描通道内。

进一步的，承载部上表面为向下凹陷的圆弧面，连接部一端用于固定连接承载部，另一端用于固定连接固定部。

进一步的，固定部为板型结构，固定部能够布设于外部病床的床面用于承载躺卧的患者，圆弧面用于承载患者的头部。

进一步的，还包括用于显示扫描数据的显示屏和/或用于导入结构图像的数据导入单元。

与现有技术相比，本PET成像设备通过设置车轮来移动整个PET成像设备至不方便移动的病患处，基于通用病床即可对患者脑部进行扫描；还通过设置运动采集单元来获取扫描对象与PET设备的相对位置，用于指导正确摆位；对PET扫描过程中扫描对象的运动进行实时校正，最终生成无运动伪影图像；此外，还可以进行图像配准并实现PET图像衰减校正和融合功能。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的PET成像设备的正视图；

图2为本实用新型提供的PET成像设备的侧视图；

图3为本实用新型提供的PET成像设备的俯视图；

图4为PET成像设备结构框图；

图5为本实用新型提供的PET成像设备在使用时的结构示意图；

图6为图5中辅助装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

请参见图1至图3，本PET成像设备包括壳体1与运动采集单元2，壳体1上开设有扫描通道11用于患者将被扫描部位伸入，运动采集单元2内置于壳体1并且朝向扫描通道11布置，用于采集伸入到扫描通道11内的被扫描部位的运动数据。运动采集单元2的采集区间需要覆盖整个扫描通道11，以便于完整地采集记录被扫描部位的运动数据。

在本实施例中，扫描通道11为水平布置且位于探测环内的圆柱型通道，并且至少一端连通壳体1的一个侧面。一般PET扫描设备的扫描通道11的直径约为70cm，而专用于脑部扫描的PET设备的扫描通道11可以相适应地缩小尺寸，选择直径为35-50cm，减小扫描通道11的直径有利于提高探测器的分辨率和灵敏度，使PET扫描的空间分辨率可达2mm以下。

本领域技术人员熟知，本PET成像设备还包括设置于壳体1内且环绕扫描通道11的检测单元，扫描目标部位(如患者头部)以采集图像数据。因此显而易见地，运动采集单元2需要布置于检测单元一侧，不遮挡检测单元。并且运动采集单元2的采集区域覆盖检测单元的检测区域。在本申请的某些实施例中，检测单元具有相互作用深度效应(DOI)，能进一步优化检测单元(多为小孔径探测器)在非扫描视野(FOV)中心区域的分辨率。

运动采集单元2布置于扫描通道11的正上方，倾斜朝下对着扫描通道11布置。在本实施例中，运动采集单元2布置于远离扫描通道11入口一侧的上方。在其他实施例中，运动采集单元2也可以布置于靠近扫描通道11入口一侧的上方。本申请没有限定运动采集单元2的布置位置，只要能够完整覆盖扫描通道11，清晰采集被扫描部位的运动情况即可。

在本实施例中，运动采集单元2为结构光摄像头。结构光摄像头通过发射带有特定的光信息(例如点阵)到被扫描部位表面，并用自带的摄像头采集被扫描部位表面反射回的光信号，比较与发射光信号的差别从而输出被扫描部位运动的各个参数。这些参数表达被扫描部位转动和平动的量，误差可分别在1度和1mm内。参数以一定频率更新，在10帧每秒到30帧每秒的范围内，形成描述被扫描部位运动的运动曲线。同时，系统会将探测到的被扫描部位表面信息显示给操作者，以便在操作界面中实时提示用户当前摆位。运动采集单元2也可为其它具备3D测量功能的设备，只要能够采集立体曲面信息即可，在此不做具体限定。

请参见图4，在本申请的某些实施例中，PET成像设备还包括数据导入单元，数据导入单元通过数据总线为与PET成像设备中的数据处理单元(如CPU/GPU)相连接，如数据导入单元可以为常见的USB接口、PCIe接口或RS-232端口。通过数据导入单元，本PET设备支持导入其它结构成像设备采集的解剖图像。设备应用算法从结构图像中提取出患者被扫描部位的外表面(即被扫描部位的外表皮和空气之间的介面)的几何信息(也可为部分信息，比方说几个特征点)。在PET扫描时，由于有结构光摄像头的实时监测，PET设备可获得不同时刻的被扫描部位外表面几何信息。算法可基于这些不同时刻的表面几何信息(例如，A0(t＝0s)、A1(t＝0.1s)、A2(t＝0.2s)…)和结构图像的表面几何信息(B)将解剖图像精确地和被扫描部位进行配准(即A0和B，A1和B，…；或者PET重建时将所有帧和A0配准，最后再将A0和B配准)。结构图像带有扫描对象的衰减信息，从而设备能生成衰减校正后的PET图像。

现有的PET设备一般都和某一种结构成像设备(如CT，MRI)耦合，以便获取扫描物体的衰减系数图和解剖结构图，并在重建和后期处理中对其加以利用，完成PET图像的衰减校正和融合等相关功能。配合使用的结构成像设备因为带有磁体、高速转子或球管等大型构件，使得PET设备必须被固定安装在专门的扫描间里。为了配准不同模态的影像，PET设备还需专门设计的病床。这些限制使得患者必须在PET扫描间才能完成PET扫描。然而，对于一些患者来说，移动到扫描间是非常困难的事，例如，患者严重依赖于生命支持设备。在这种情景下，用户亟需一种可在医疗设施中移动的PET设备。

因此本PET成像设备还包括与壳体1连接的多个车轮3，车轮3至少部分位于壳体1的下方，用于支撑并快速移动本设备。车轮3最好采用万向轮并且附带有制动驻车装置，以便于在检测时确保本设备不会移动。

在申请的其他实施例中，本PET成像设备还包括机架(未图示)，机架至少部分结构被壳体1包围，多个车轮3与机架活动连接，以便于本设备的移动。

在本示例中本PET成像设备还包括与壳体1固定连接的推拉把手4，以便于检测人员握持着推拉把手4将本设备移动至需要检测的患者的位置。

优选地，因此本设备还包括可配合通用病床使用的辅助装置5，辅助装置5用于连接外部病床且能够延伸出外部病床，以承载被扫描部位伸入到扫描通道11内。辅助装置5由可有效减少光子散射的材料制造而成。

如图5所示，图5显示了患者将头部伸入到扫描通道11，利用辅助装置5对患者头部进行承载支撑。为了减少扫描时患者头部的运动，也为了解决部分患者无法自主支撑头部的问题。

请参见图6，辅助装置5包括承载部51、连接部52以及固定部53。承载部51用于承载被扫描部位，如图4所示的患者头部，在其他实施例中也可以是臂部或腿部。连接部52固定连接承载部51和固定部53。固定部53用于连接外部病床或者是其他放置患者的设备。显而易见地，承载部51的尺寸要与扫描通道11相适应，即要能够承载着被扫描部位伸入到扫描通道11内。

在本实施例中，承载部51的上表面为向下凹陷的圆弧面，以便于将患者头部稳定至于圆弧面内，减少头部的晃动。连接部52倾斜布置，上端固定连接承载部51，下端固定连接固定部53。这样的设置能够使得承载部51的上表面略高于固定部53的上表面，以适应人体的正常形态，使患者能够以一个舒适的姿势进行检测。固定部53为板型结构，在使用时放置于病床上，病人躺在病床上进行检测时，将固定部53压在身下，利用患者自身的重量来压住固定部53，实现固定。在其他实施例中，也可以采用其他的机构形式来将固定部53固定在病床上。如固定部53可以采用夹具的结构形式，夹持在病床上。通过辅助装置5，就可以在普通病床上对病人头部进行PET扫描了。

本PET成像设备还包括设置于壳体1表面的显示屏6，显示屏6最好处于操作人员头部的高度，用于显示扫描数据并方便查看，实时观察扫描对像头部相对于PET孔径的位置，然后可通过移动病床或/和协助病人摆位，将扫描对像头部置于理想位置。在本申请的优选实施例中，显示屏6为触屏，还具有可操作功能，用以取消实体按键。操作人员在显示屏6上操控本PET成像设备。显示屏6可以为机架上的数显屏，也可以为与壳体1分离的手持端显示屏，在此不做具体限制。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本PET成像设备通过设置车轮来移动整个PET成像设备至不方便移动的病患处，基于通用病床即可对患者脑部进行扫描；还通过设置运动采集单元来获取扫描对象与PET设备的相对位置，用于指导正确摆位；对PET扫描过程中扫描对象的运动进行实时校正，最终生成无运动伪影图像；此外，还可以进行图像配准并实现PET图像衰减校正和融合功能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PET成像设备，其特征在于，其包括：壳体(1)、运动采集单元(2)以及车轮(3)，所述壳体(1)上形成有用于容纳被扫描部位的扫描通道(11)，所述运动采集单元(2)朝向所述扫描通道(11)布置，用于采集所述扫描通道(11)内的所述被扫描部位的运动数据；多个所述车轮(3)至少部分的设置于所述壳体(1)的下方，所述车轮(3)用于移动所述PET成像设备。

2.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，还包括机架，所述机架至少部分的被所述壳体(1)包围，多个所述车轮(3)与所述机架活动连接。

3.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，还包括用于扫描所述扫描通道(11)内的所述被扫描部位的检测单元，所述运动采集单元(2)布置于所述检测单元一侧，所述运动采集单元(2)的采集区域覆盖所述检测单元的检测区域。

4.根据权利要求3所述的PET成像设备，其特征在于，所述扫描通道(11)为水平布置的圆柱型通道，其至少一端贯穿所述壳体(1)的外壁。

5.根据权利要求4所述的PET成像设备，其特征在于，所述运动采集单元(2)布置于所述扫描通道(11)一侧的上方。

6.根据权利要求4所述的PET成像设备，其特征在于，还包括用于承载所述被扫描部位的辅助装置(5)，所述辅助装置(5)用于连接外部病床且能够延伸出所述外部病床，以供承载所述被扫描部位伸入到所述扫描通道(11)内。

7.根据权利要求6所述的PET成像设备，其特征在于，辅助装置(5)包括用于承载所述被扫描部位的承载部(51)、用于连接外部病床的固定部(53)以及固定连接所述承载部(51)和所述固定部(53)的连接部(52)，所述承载部(51)可伸入到所述扫描通道(11)内。

8.根据权利要求7所述的PET成像设备，其特征在于，所述承载部(51)上表面为向下凹陷的圆弧面，所述连接部(52)一端用于固定连接所述承载部(51)，另一端用于固定连接所述固定部(53)。

9.根据权利要求8所述的PET成像设备，其特征在于，所述固定部(53)为板型结构，所述固定部(53)能够布设于外部病床的床面用于承载躺卧的患者，所述圆弧面用于承载患者的头部。

10.根据权利要求1所述的PET成像设备，其特征在于，还包括用于显示扫描数据的显示屏(6)和/或用于导入结构图像的数据导入单元。

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