CN219070351U - 多模态成像装置 - Google Patents

Abstract

一种多模态成像装置，其特征在于，所述装置包括：探测器(21)、准直器(22)以及控制器(23)，所述控制器(23)分别与所述探测器(21)和准直器(22)连接；其中，在第一成像模式下，所述探测器(21)与所述准直器(22)沿第一方向并列部署；所述控制器(23)用于响应于模式切换指令，控制所述探测器(21)沿第二方向运动，并控制所述准直器(22)沿第一方向运动；在第二成像模式下，所述探测器(21)与所述准直器(22)沿第二方向排列；其中，所述第二方向为所述探测器(21)的探测接收方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。通过本申请，解决了不同模式切换时有效成像视野难以保持一致，探测器探测效率低的问题，实现了高效获取高质量多模态图像。

Description

多模态成像装置

技术领域

本申请涉及医学成像领域，特别是涉及一种多模态成像装置。

背景技术

现有的分子影像成像系统主要包括有电子计算机断层扫描系统(ComputedTomography，简称CT)，正电子发射计算机断层显像系统(Positron Emission Tomography，简称PET)，单电子计算机断层显像系统(Single-Photon Emission Computed Tomography，简称SPECT)以及核磁共振成像系统(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)等。随着多模态成像的迅速发展，通过多个模态信息的互补，获取更加精确的医学影像是目前分子影像成像技术的主要发展方向之一。

多模态成像技术主要有PET/CT，PET/MRI等双模态成像技术，以及将PET/SPECT/CT，PET/SPECT/MRI等三模态成像技术。对于PET/SPECT/CT成像技术而言，在现有的通过同一探测器获取PET图像和SPECT图像的结构设计中，在将PET模式转换为SPECT过程中，探测器的有效成像视野将明显减小。且在需要同时进行PET模式与SPECT模式成像的情况下，上述探测器的探测效率较低，无法高效获取高质量PET/SPECT/CT三模态图像。

针对相关技术中如何高效获取高质量多模态图像，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够高效获取高质量PET/SPECT/CT三模态图像的多模态成像装置。

第一方面，本申请提供了一种多模态成像装置，所述装置包括：探测器21、准直器22以及控制器23，所述控制器23分别与所述探测器21和准直器22连接；

其中，在第一成像模式下，所述探测器21与所述准直器22沿第一方向并列部署；

所述控制器23用于响应于模式切换指令，控制所述探测器21沿第二方向运动，

并控制所述准直器22沿第一方向运动；

在第二成像模式下，所述探测器21与所述准直器22沿第二方向排列；

其中，所述第二方向为所述探测器21的探测接收方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。

在其中一个实施例中，所述控制器23包括探测器控制单元和准直器控制单元，所述探测器控制单元与所述探测器21连接，用于向所述探测器21发送第二移动指令，控制所述探测器21沿第二方向运动；所述准直器22控制单元与所述准直器22连接，用于向所述准直器22发送第一移动指令，控制所述准直器22沿第一方向运动。

在其中一个实施例中，所述探测器21包括探测器支架和探测器本体，所述探测器本体安装于所述探测器支架上，所述探测器支架与所述控制器23连接，用于接收所述控制器23发送的第二移动指令，并基于所述第二移动指令带动所述探测器本体沿所述第二方向移动。

在其中一个实施例中，每个所述探测器本体包括闪烁阵列、感光器阵列和信号处理电子电路板；所述信号处理电子电路板上部署有所述感光器阵列，所述感光器阵列上部署有所述闪烁阵列。

在其中一个实施例中，所述准直器22包括准直器本体与准直器支架，所述准直器本体安装于所述准直器支架上，所述准直器支架与所述控制器23连接，用于接收所述控制器23发送的第一移动指令，并基于所述第一移动指令带动所述准直器本体沿第一方向移动。

在其中一个实施例中，所述探测器21为PET探测器，所述装置还包括CT探测器，所述CT探测器与所述控制器23连接，在第三成像模式下，所述CT探测器用于探测X射线。

在其中一个实施例中，所述装置还包括X射线发射器，所述X射线发射器与所述控制器23连接，用于在第三成像模式下向目标对象发送X射线。

在其中一个实施例中，所述装置还包括数据处理模块24，所述数据处理模块24与所述探测器21连接，

所述探测器21在第一成像模式下用于获取PET成像数据，在第二成像模式下用于获取SPECT成像数据；

所述数据处理模块24用于对获取到的所述PET成像数据和/或所述SPECT成像数据进行预处理，输出待重建成像数据，其中，所述预处理包括数据筛选和数据校正。

在其中一个实施例中，所述装置还包括图像处理模块25，所述图像处理模块25与所述数据处理模块24连接；

所述探测器21在第一成像模式下用于获取PET成像数据，在第二成像模式下用于获取SPECT成像数据；

所述图像处理模块25用于接收数据处理模块24输出的待重建成像数据，进行图像重建，获取多模态图像。

在其中一个实施例中，所述装置包括机架，所述机架内部部署有所述探测器21、准直器22以及控制器23。

上述多模态成像装置，包括探测器21、准直器22以及控制器23。在第一成像模式下，可将所述探测器21与所述准直器22沿第一方向并列部署，以获取第一成像模式下的数据。在接收到模式切换指令时，控制器23能够及时进行响应控制所述探测器21沿第二方向运动，控制所述准直器22沿第一方向运动，其中，所述第二方向为所述探测器21的探测接收方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。在第二成像模式下，所述探测器21与所述准直器22沿第二方向排列。进而实现了不同成像模式的快速切换，且不改变不同成像模式下的成像视野，高效获取到高质量多模态图像。

附图说明

图1为一个实施例中多模态成像装置的应用环境图；

图2为一个实施例中多模态成像装置的结构框图；

图3为一个实施例中第一成像模式下多模态成像装置的轴向截面示意图；

图4为一个实施例中第一成像模式下多模态成像装置的径向截面示意图；

图5为一个实施例中第二成像模式下多模态成像装置的轴向截面示意图；

图6为一个实施例中第二成像模式下多模态成像装置的径向截面示意图；

图7为一个实施例中第一成像模式与第二成像模式同时存在情况下的多模态成像装置的径向截面示意图；

图8为一个实施例中探测器本体的内部结构示意图；

图9为另一个实施例中第一成像模式下多模态成像装置的轴向截面示意图；

图10为另一个实施例的多模态成像装置的结构框图；

图11为另一个实施例的多模态成像装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在传统的分子成像系统中，当涉及到多模态医学图像的获取时，一般地，通常使用多个单模态采集系统单独进行数据采集，最后综合多个模态的数据进行图像重建得到对应的医学图像。例如在获取PET/SPECT/CT三模态医学图像时，PET成像与SPECT成像同属于分子影像功能成像，通过伽马探测器探测注射在人体或动物体内带有放射性核素的药物分布实现成像。因此在需要进行PET/SPECT/CT三模态成像时，通常为上述两者分别搭配校正使用的CT探测器，组成PET/CT系统和SPECT/CT系统独立设计成像，单独获取PET/CT成像数据和SPECT/CT成像数据，然后在综合上述两个成像数据得到PET/SPECT/CT三模态医学图像。在上述方式下，由于PET/CT系统和SPECT/CT系统的独立设计，需要占用大量空间，造成最终扫描设备体积过于庞大。因此，将PET/CT系统和SPECT/CT系统结合，得到一种小体积的PET/SPECT/CT多模态一体机是目前本领域人员需要解决的问题。

可选的，虽然在现有的商业化的对小动物进行扫描检查的PET/SPECT/CT成像中，存在PET/SPECT/CT多模态一体机，可实现PET成像模式和SPECT成像模式的互相转换，复用PET探测器，独立获取PET成像数据或SPECT成像数据，或同时获取PET成像数据和SPECT成像数据。但在上述多模态一体机中，从PET成像模式转换为SPECT成像模式时，对应探测器的成像视野将减小。

本申请实施例提供的多模态成像装置，可以应用于如图1所示的应用环境中。在对待检查人体进行全身检查或者身体局部部位检查时，可根据实际情况通过终端102确定具体的成像模式，进而控制多模态成像装置104切换至不同的成像模式以获取实时成像数据，融合多个模式下的成像数据以确定获取当前时刻人体对应身体部位的状态信息，在多模态成像装置104得到上述状态信息之后，可以将上述状态信息返回至终端102，并在终端102中以医学图像的形式展示上述状态信息，以便于医护人员了解待检查人员的身体状态。其中，终端102与多模态成像装置104之间通过网络通信实现数据传输，终端102包括但不限于各种个人计算机、笔记本电脑、平板电脑等设备。

在一个实施例中，提供了一种多模态成像装置，图2是本实施例的多模态成像装置的结构框图，如图2所示，该装置包括：探测器21、准直器22以及控制器23，所述控制器23分别与所述探测器21和准直器22连接。

其中，在第一成像模式下，所述探测器21与所述准直器22沿第一方向并列部署。所述控制器23用于响应于模式切换指令，控制所述探测器21沿第二方向运动，并控制所述准直器22沿第一方向运动。在第二成像模式下，所述探测器21与所述准直器22沿第二方向排列，且所述准直器22与所述探测器21连接。其中，所述第二方向为所述探测器21的探测接收方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。

其中，在第一成像模式为PET成像模式，探测器21即为PET探测器，第二成像模式为SPECT成像模式，探测器21和准直器22组合构成SPECT探测器。在上述装置中，准直器22的长度与探测器的长度相同。

具体的，在实际应用场景中，可由专业技术人员根据实际的成像需求确定当前的成像模式，确定当前的成像模式为第一成像模式，或第二成像模式，或第一成像模式与第二成像模式同时存在。当需要进行成像模式的切换时，可由专业技术人员输入对应的模式切换指令，由控制器响应于模式切换指令对探测器21与准直器22的位置进行调整，调整至模式切换指令所对应的位置。

可选的，模式切换指令可以为以下指令中的任意一种：从第一成像模式完全切换至第二成像模式的指令、从第二成像模式完全切换至第一成像模式的指令、从第一成像模式切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令、从第二成像模式切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令、从第一成像模式与第二成像模式同时存在切换至第一成像模式的指令、从第一成像模式与第二成像模式同时存在切换至第二成像模式的指令。

示例性的，图3为第一成像模式下多模态成像装置的轴向截面示意图，图4为第一成像模式下多模态成像装置的径向截面示意图，如图3和图4所示，本实施例多模态成像装置的外部框架为一圆柱体，探测器21与准直器22位于该圆柱体的内部，第一方向即为该圆柱体的轴向(沿Z方向)，第二方向即为该圆柱体的径向(沿X方向或Y方向)。在第一成像模式下，探测器21与准直器22沿多模态成像装置的轴向并列分布，在进行数据采集时，准直器22处于非工作状态，探测器21直接采集对应的伽马射线，获取对应的第一成像数据。对应的第一成像模式下探测器的有效成像视野为图3中的内圆面积。

示例性的，图5为第二成像模式下多模态成像装置的轴向截面示意图，图6为第二成像模式下多模态成像装置的径向截面示意图，如图5和图6所示，在第二成像模式下，探测器21与准直器22沿多模态成像装置的径向并列分布，在进行数据采集时，由准直器22收集人体发送的特定角度的伽马射线，再由探测器21接收相应的伽马射线，获取对应的第二成像数据。第二成像模式下探测器21的有效成像视野为图5中的内圆面积，该内圆面积与图3中的内圆面积相同。

示例性的，图7为第一成像模式与第二成像模式同时存在情况下的多模态成像装置的径向截面示意图，如图7所示，准直器22部分进入至探测器21下方，与部分探测器21组合构成第二成像模式对应的SPECT探测器，剩余未与准直器22组合的探测器21构成第一成像模式对应的PET探测器。在进行数据采集时，可由图7中左侧未与准直器22组合的探测器21直接采集伽马射线，获取对应的第一成像数据。右侧与准直器22组合的探测器21采集准直器22衰减后的特定角度的伽马射线，获取对应的第二成像数据。进一步的，图中的左侧部分的探测器21与右侧的准直器22处于同一水平面，其有效视野均为内切圆面积，因此，第一成像数据与第二成像数据为同一成像视野对应采集的数据。

上述多模态成像装置中，在第一成像模式下，将探测器21与准直器22沿第一方向并列部署。在接受到模式切换指令时，控制所述探测器21沿第二方向运动，并控制所述准直器22沿第一方向运动。在第二成像模式下，所述探测器21与所述准直器22沿第二方向排列，且所述准直器22与所述探测器21连接。其中，所述第二方向为所述探测器21的探测接收方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。在不同模式的切换过程中，通过同时移动探测器21和准直器22，确保了模式切换前后的探测器21有效成像视野与探测器21和准直器22组成的新的探测器有效成像视野保持不变，进而实现在获取同一有效成像视野下，不同模式的成像数据。避免了不同模式下成像数据对应不同有效成像视野对最终图像重建的影响，从而能够高效获取到高质量多模态图像。

在其中一个实施例中，所述控制器23包括探测器控制单元和准直器控制单元，所述探测器控制单元与所述探测器21连接，用于向所述探测器21发送第二移动指令，控制所述探测器21沿第二方向运动；所述准直器控制单元与所述准直器22连接，用于向所述准直器22发送第一移动指令，控制所述准直器22沿第一方向运动。

其中，探测器控制单元主要起到控制探测器21在第二方向上进行运动的作用，因此也可以称为探测器运动控制单元。准直器控制单元主要起到控制准直器22在第一方向上进行运动的作用，因此也可以称为准直器运动控制单元。第一移动指令包括准直器22的移动方向与移动距离，第二移动指令包括探测器21的移动方向和移动距离。

示例性的，若当前时刻的模式切换指令为从第一成像模式完全切换至第二成像模式的指令，则第二移动指令对应移动方向为由圆心指向外圆柱体的方向，可控制探测器21向图3中的横截面外径移动。第一移动指令对应的方向为由准直器22指向探测器21的方向(Z轴的负方向)，可控制准直器22靠近探测器21，并最终位于探测器21正下方。即探测器21与准直器22的位置关系需要由图4调整至图6。明显的，在整个切换过程中，两种成像模式下对应的有效成像视野保持不变。

示例性的，若当前时刻的模式切换指令为从第二成像模式完全切换至第一成像模式的指令，则第二移动指令对应移动方向为由外圆柱体指向圆心的方向，可控制探测器21向图3中的横截面圆心移动。第一移动指令对应的方向为由探测器21指向准直器22的方向(Z轴的正方向)，可控制准直器22远离探测器21，并最终将探测器21与准直器22调整至同一水平面。即探测器21与准直器22的位置关系需要由图6调整至图4。明显的，在本实施例的切换过程中，两种成像模式下对应的有效成像视野保持不变。

示例性的，若当前时刻的模式切换指令为从第一成像模式切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令，则需要对部分探测器21发送第二移动指令，对准直器22发送第一移动指令，将探测器21与准直器22的位置关系由图4调整至图7。若当前时刻的模式切换指令为从第二成像模式部分切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令，同样的也需要部分探测器21发送第二移动指令，对准直器22发送第一移动指令，将探测器与准直器的位置关系由图6调整至图7。

在本实施例中，通过控制器23分别向探测器21发送第二移动指令，向准直器22发送第一移动指令，能够控制探测器21与准直器22根据对应的移动指令快速移动至对应位置。对相应的模式切换指令进行响应，以便于后续快速采集到对应模式下的成像数据。

在其中一个实施例中，所述探测器21包括探测器支架和探测器本体，所述探测器本体安装于所述探测器支架上，所述探测器支架与所述控制器连接，用于接收所述控制器发送的第二移动指令，并基于所述第二移动指令带动所述探测器本体沿所述第二方向移动。

其中，探测器21在第二方向上的移动距离取决于准直器22的尺寸，如图4和图6所示，在第二成像模式下，准直器22可完全移入探测器21下方。而准直器22的尺寸在安装设计时可直接获取，因此探测器21的移动距离可根据已知的准直器尺寸预先设定。例如，已知准直器22的高为5cm，则可设定探测器21的指定移动距离可以是5cm至5+0.5cm范围内的任意距离。

可选的，可以由多个探测器本体和多个探测器支架组合形成一个探测器21，多个探测器21部署于装置内部，用于采集不同成像模式下的数据。进一步的，每个探测器支架还连接有对应的驱动电机，在探测器支架接收到第二移动指令后，可以由对应的驱动电机提供能量，使得探测器支架能够带动探测器本体沿第二方向运动。

示例性的，若当前模式切换指令为从第一成像模式完全切换至第二成像模式的指令时，可需要控制全部探测器21沿第二方向，向装置外层圆柱体移动。若当前模式切换指令为从第一成像模式切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令时，则根据模式切换指令控制部分探测器21沿第二方向，向装置外层圆柱体移动。可根据不同的成像需求及探测灵敏度，配置探测器在PET和SPECT两种模式下的复用比例。

在本实施例中，通过探测器本体的支架控制探测器本体的移动，实现了探测器本体有效成像视野的扩大，以便于后续与准直器22组合构成SPECT探测器，进而确保了移动前的PET探测器与移动后的SPECT探测器的有效成像视野能够保持一致，为高效得到对应的多模态图像提供了物理基础。

在其中一个实施例中，图8为探测器本体的内部结构示意图，如图8所示，每个所述探测器本体包括闪烁体阵列211、感光器阵列212和信号处理电子电路板213；所述信号处理电子电路板213上部署有所述感光器阵列212，所述感光器阵列212上部署有所述闪烁体阵列211。进一步的，在其他实施例中也可以半导体阵列代替闪烁体阵列211，与感光器阵列212和信号处理电子电路板213构成探测器本体。

在本实施例中，通过闪烁体阵列211，感光器阵列212以及信号处理电子电路板213能够快速捕捉到实时光子信号，将光信号转换成电信号，进而得到对应的成像数据，以便于后续根据上述数据进行图像重建，实时反映待检查目标的生理状态。

在其中一个实施例中，所述准直器22包括准直器本体与准直器支架，所述准直器本体安装于所述准直器支架上，所述准直器支架与所述控制器23连接，用于接收所述控制器23发送的第一移动指令，并基于所述第一移动指令带动所述准直器22沿第一方向移动。

其中，上述准直器22的内孔包括但不限于平行孔、锥形孔、扇形孔等。准直器22的移动距离可根据探测器尺寸以及准直器22与探测器21之间的距离确定。在准直器支架以及准直器本体的安装设计时可确定准直器222与探测器21之间的距离，以及探测器21的长度尺寸。例如，已知探测器21的长度L为20cm，两者之间的距离为10cm时，准直器22移入探测器21下方时的移动距离的范围为(10cm，30cm]，准直器22移出探测器21下方时的移动距离的范围为(0，30cm]。

可选的，每个准直器支架同样连接有对应的驱动电机，在准直器支架接收到第一移动指令后，可以由对应的驱动电机提供能量，使得准直器支架能够带动准直器本体沿第一方向运动。进一步的，本实施例中准直器支架所连接的驱动电机与上一实施例中探测器支架所连接的驱动电机可以是同一电机，也可以是两个不同的独立电机。具体的可根据实际应用情况进行设计确定。

示例性的，若当前模式切换指令为从第一成像模式完全切换至第二成像模式的指令，则第一移动指令为控制准直器22移动至探测器21正下方，对应于图4切换至图6的排列方式，则此时准直器22的移动方向为准直器22所在位置指向探测器21所在位置，可控制准直器22朝向探测器21运动，即准直器22的移动方向为图4中Z轴的负方向。相反的，若当前模式切换指令为从第二成像模式完全切换至第一成像模式的指令，则此时需要控制准直器22朝向机架端部运动，即准直器22的移动方向为图6中Z轴的正方向。

可以理解的是，若当前的模式切换指令为从第一成像模式切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令时，即需要将探测器21与准直器的位置关系由图4调整至图7时，需要将准直器22移入至探测器21下方的一定距离，因此上述移入的距离必定大于探测器21与准直器22之间的距离，且准直器22必定不超出探测器21的最左侧。若当前时刻的模式切换指令为从第二成像模式部分切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令，即需要将探测器21与准直器22的位置关系由图6调整至图7时，需要将准直器22从探测器21的正下方移出一定距离，因此上述移出的距离可以从0开始计算。

在本实施例中，通过准直器支架响应于对应的第一移动指令，促使准直器22快速移动至指定位置，以便于快速和对应的探测器21组成SPECT探测器，切换至第二成像模式，通过准直器22对正电子的能量进行衰减并对一定角度范围的伽马光子进行屏蔽，以便于探测器21得到对应SPECT成像数据。

需要说明的是，在模式切换指令为从第一(或第二)成像模式切换至第一成像模式与第二成像模式同时存在的指令，从第一成像模式与第二成像模式同时存在切换至第一(或第二)成像模式的指令时，可通过控制准直器22移入探测器21下方的不同距离，或控制探测器21对应的切换数量来实现。

示例性的，在通过控制准直器22移入探测器21下方的不同距离实现模式切换的过程中，探测器21对应的第二移动指令中还包括需要移动的探测器本体的占比，还占比可根据探测器21的长度以及预设复用比确定。其中，预设复用比为第二成像模式对应的SPECT探测器复用第一成像模式下PET探测器的比例。例如，适配于不同成像模式的灵敏度预先设定预设复用比为20％、40％、60％、80％以及10％，预设复用比为20％时对应的单个探测器模组中需要选取20％的探测器本体与准直器22组合形成SPET探测器，剩余80％的探测器本体依旧为PET探测器，此时可同时采集SPET成像数据和PET成像数据。进一步的，此时准直器22的移动距离可根据预设复用比，探测器长度以及探测器与准直器之间的距离确定。例如探测器长度为20cm。准直器22与探测器21之间的距离为10cm，初始成像模式为第一成像模式，需要切换是存在第二成像模式的过程中，预设复用比20％对应的准直器22的指定移动距离为14cm，预设复用比40％对应的准直器22的指定移动距离为18cm，预设复用比60％对应的准直器22的指定移动距离为22cm，预设复用比80％对应的准直器22的指定移动距离为26cm，预设复用比20％对应的准直器22的指定移动距离为30cm。

示例性的，在通过控制探测器21对应的切换数量实现模式切换的过程中，可根据预设复用比确定需要调整的探测器21的数量。图9为本实施例第一成像模式下多模态成像装置的轴向截面示意图，如图9所示，可将探测器21分为4组，以相邻的4个探测器21为一组，即将编号1-4的探测器21分为一组，编号5-8的探测器21分为一组，编号9-12的探测器21分为一组，编号13-16的探测器21分为一组。若此时的复用比为25％、50％、75％以及100％，预设复用比为25％时，则需要选取4个探测器21与准直器22组合构成SPECT探测器，此时可选取编号为1，5，9，13的探测器21与准直器22组合构成SPECT探测器，剩余的为PET探测器。同样地，预设复用比为50％时，选取8个探测器21与准直器22组合构成SPECT探测器，对应可选取编号为1、2、5、6、9、10、13、14的探测器21与准直器22进行组合。以此类推，预设复用比为75％和100％时也可以指定对应的探测器21与准直器22组合。

需要说明的是，上述实施例中所涉及的预设复用比为根据不同成像模式的灵敏度预先确定的，对应的不同预设复用比下所进行的模式切换方式也是固定的，不需要在切换过程中进行另外计算确定。例如预设复用比为25％时，控制器将根据对应的模式切换比例控制确定数量的探测器21进行调整，或控制准直器22进入探测器21下方的指定距离。由于各部件的尺寸，数量，安装位置均在设计时已确定，因此，不同预设复用比对应的调整方案也可以预先确定，不需要在切换过程中进行另外计算确定调整方案。

在其中一个实施例中，所述探测器21为PET探测器，所述装置还包括CT探测器，所述CT探测器与所述控制器23连接，在第三成像模式下，所述CT探测器用于探测X射线。

可以理解的是，在PET成像系统和SPECT成像系统中，需要通过向待检查目标注入示踪剂，通过待检查目标中的血液循环进入至各个区域，根据示踪剂在待检查目标体内的分布确定靶向区域。然而对于没有示踪剂或者示踪剂浓度很低的区域，仅通过PET成像系统和SPECT成像系统无法检测到对应的信号，将影响最终得到的医学图像的准确度。因此，在现有的医学成像技术领域中，通常将CT成像系统与PET成像系统，CT成像系统与SPECT成像系统进行结合，通过CT图像与PET/SPECT图像进行融合，提高检查的准确度。

如图4以及图6所示，在PET/SPECT成像系统相邻处还部署有CT成像系统，CT成像系统和PET/SPECT成像系统同时工作，采集对应的CT成像数据。

在本实施例中，通过加入CT成像系统，为PET/SPECT成像系统提供解剖学细节，有助于PET/SPECT成像的衰减校正，以便于后续得到更准确，更清晰的医学图像。

在其中一个实施例中，上述多模态成像装置还包括X射线发射器，所述X射线发射器与所述控制器23连接，用于在第三成像模式下向目标对象发送X射线。

可以理解的是，在CT成像系统中，还需要X射线发射器向人体发射用于成像的X射线，X射线在透过不同人体部位时其强度将发生不同程度的减弱，CT探测器可采集上述X射线，确定对应的CT扫描数据。

在本实施例中，通过X射线发生器，为CT探测器采集成像数据提供了数据基础，向待检查目标的各部位进行均匀辐射，有利于后续得到对应的CT成像数据。

图10是另一个实施例的多模态成像装置的结构框图，如图9所示，上述装置还包括数据处理模块24，所述数据处理模块24与所述探测器21连接，所述探测器21在第一成像模式下用于获取PET成像数据，在第二成像模式下用于获取SPECT成像数据；所述数据处理模块24用于对获取到的所述PET成像数据和/或所述SPECT成像数据进行预处理，输出待重建成像数据，其中，所述预处理包括数据筛选和数据校正。

可选的，根据PET成像的原理可知，在第一成像模式下，示踪剂在注入到待检查目标体内后，正电子发射核素衰变后将释放正电子，正电子将在1-3mm范围内与目标体内的负电子相遇并湮灭，同时释放出一对能量相同，方向相反的光子，该光子的能量为511keV。因此，在第一成像模式下，对应符合事件的可设定为探测器21探测到两个互成180度的光子，其对应初始能量大于100keV，符合能量范围设置为430-650keV。

根据SPECT成像的原理可知，在第二成像模式下，示踪剂在注入到待检查目标体内后，随着放射性核素衰变将释放对应的光子，可通过准直器22对该光子进行捕获并将其能量进行衰减，得到能量为40keV至141keV的光子，再由探测器21对上述光子进行探测，得到对应的SPECT成像数据。因此，在在第二成像模式下，对应符合事件的可设定为探测器21探测到能量为40-141keV的单光子。

但由于探测器21在探测过程中，可能会发生随机符合事件或散射符合事件。其中随机符合事件为在同一探测时间期内，探测器21检测到了多个事件，但由于输出信号的输出逻辑，多个事件的叠加将造成最终的输出信号中存在噪声，降低了信噪比。而在每对γ光子穿过人体组织到达探测器之前，其中一个或者两个光子都有可能发生康普顿散射而导致运动方向发生改变，继而影响系统对事件定位的精度，这也是散射符合事件在探测过程中的危害。因此，需要通过数据处理模块24排除随机符合事件和散射符合事件。

进一步的，数据处理模块24中还需要进行死区时间(Dead Time)矫正，径向延长矫正，衰减校正等处理，上述处理均为本领域中常用技术方法，在本申请中不再展开赘述。

可选的，数据处理模块24在完成数据处理之后可输出待重建成像数据，上述数据包括：处理后的PET成像数据，处理后的SPECT成像数据，以及处理后的CT成像数据。

本实施例中通过数据处理模块24对探测器21探测到的数据进行处理，排除了随机事件，散射事件等其他干扰因素的影响，提高了待重建成像数据的准确度，进而为得到精确的多模态医学图像提供了基础。

图11是另一个实施例的多模态成像装置的结构框图，如图11所示所述装置还包括图像处理模块25，所述图像处理模块25与所述数据处理模块24连接，用于接收数据处理模块24输出的待重建成像数据，进行图像重建，获取多模态图像。

具体的，在图像重建过程中，可分别基于处理后的PET成像数据，处理后的SPECT成像数据，以及处理后的CT成像数据重建得到PET图像、SPECT图像以及CT图像，再将PET图像、SPECT图像与CT图像进行融合得到PET/SPECT/CT三模态医学图像。

在本实施例中，通过图像处理模块25得到的多个模式的数据进行融合，进而得到对应的多模态医学图像，通过不同模式下的数据互补，提高了医学图像的精确度与图像质量，有利于后续专业人员对待检查目标对象的生理状态进行准确的了解。

在其中一个实施例中，所述装置包括机架，所述机架内部部署有所述探测器21、准直器22以及控制器23。具体的，本申请实施例机架包括机架外壳和机架内壳，探测器21和准直器22置于机架外壳和机架内壳之间。进一步的，控制器23连接所有的准直器22以及探测器21，同样置于机架外壳和机架内壳之间。

在本实施例中，通过机架外壳与机架内壳将对应的探测器21、准直器22以及控制器23有序安置于上述机架中，有利于有效的对不同部件进行控制操作，实现实时扫描。

在其中一个优选实施例中，上述多模态装置的工作流程如下：首先由专业技术人员输入模式切换指令，然后通过控制器23响应于对应的模式切换指令，根据模式切换指令确定第一移动指令与第二移动指令，将第一移动指令发送至准直器支架，将第二移动指令发送至探测器支架。随后由准直器支架响应于第一移动指令将准直器22移动至指定位置，同时由探测器支架响应于第二移动指令将探测器21移动至指定位置，完成模式切换。在模式切换完成之后即可对待检查目标进行扫描，得到对应的多模态成像数据，通过数据处理模块24与图像处理模块25得到对应的多模态图像。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多模态成像装置，其特征在于，所述装置包括：探测器(21)、准直器(22)以及控制器(23)，所述控制器(23)分别与所述探测器(21)和准直器(22)连接；

其中，在第一成像模式下，所述探测器(21)与所述准直器(22)沿第一方向并列部署；

所述控制器(23)用于响应于模式切换指令，控制所述探测器(21)沿第二方向运动，并控制所述准直器(22)沿第一方向运动；

在第二成像模式下，所述探测器(21)与所述准直器(22)沿第二方向排列；

其中，所述第二方向为所述探测器(21)的探测接收方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器(23)包括探测器控制单元和准直器控制单元，所述探测器控制单元与所述探测器(21)连接，用于向所述探测器(21)发送第二移动指令，控制所述探测器(21)沿第二方向运动；所述准直器控制单元与所述准直器(22)连接，用于向所述准直器(22)发送第一移动指令，控制所述准直器(22)沿第一方向运动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器(21)包括探测器支架和探测器本体，所述探测器本体安装于所述探测器支架上，所述探测器支架与所述控制器(23)连接，用于接收所述控制器(23)发送的第二移动指令，并基于所述第二移动指令带动所述探测器本体沿所述第二方向移动。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，每个所述探测器本体包括闪烁阵列、感光器阵列和信号处理电子电路板；所述信号处理电子电路板上部署有所述感光器阵列，所述感光器阵列上部署有所述闪烁阵列。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述准直器(22)包括准直器本体与准直器支架，所述准直器本体安装于所述准直器支架上，所述准直器支架与所述控制器(23)连接，用于接收所述控制器(23)发送的第一移动指令，并基于所述第一移动指令带动所述准直器本体沿第一方向移动。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器(21)为PET探测器，所述装置还包括CT探测器，所述CT探测器与所述控制器(23)连接，在第三成像模式下，所述CT探测器用于探测X射线。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括X射线发射器，所述X射线发射器与所述控制器(23)连接，用于在第三成像模式下向目标对象发送X射线。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括数据处理模块(24)，所述数据处理模块(24)与所述探测器(21)连接，

所述探测器(21)在第一成像模式下用于获取PET成像数据，在第二成像模式下用于获取SPECT成像数据；

所述数据处理模块(24)用于对获取到的所述PET成像数据和/或所述SPECT成像数据进行预处理，输出待重建成像数据，其中，所述预处理包括数据筛选和数据校正。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括图像处理模块(25)，所述图像处理模块(25)与所述数据处理模块(24)连接，用于接收所述数据处理模块(24)输出的待重建成像数据，进行图像重建，获取多模态图像。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括机架，所述机架内部部署有所述探测器(21)、准直器(22)以及控制器(23)。

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