一种PET-CT一体设备的制作方法

一种pet
‑
ct一体设备
技术领域
1.本实用新型涉及pet
‑
ct设备技术领域，特别是涉及一种能够提高检测的精度的pet
‑
ct 一体设备。


背景技术：

2.传统动物实验测量需分时间段在动物解剖后离体进行，测定的数据的时效作用有时很难估计准确，组间和组内的偏差有时很大，因此没有足够的例数，一般很难得出让人可信的结果。小动物pet
‑
ct的出现可以有效地帮助实验“活体”生物学研究，即在同一动物体内可以连续观察疾病的进展，功能器官的退化表现以及干预和治疗的效果，而且只需少量的动物实验研究就可获得更多、更准确的信息，大大缩短新药的开发周期。
3.现有技术中的pet
‑
ct设备结构设计不够合理，导致在利用pet组件和ct组件分别对小动物等被测样品进行扫描检测时，小动物的状态的一致性较差，从而导致后续进行图像融合时，融合的精度及速度较低，进而影响检测的精度和速度。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的一个技术问题在于提供一种pet
‑
ct 一体设备，其结构设计更加合理，能够提高检测的精度。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种pet
‑
ct一体设备，包括机架，所述机架上设置有送样机构、ct组件以及位于送样机构和ct组件之间的pet组件，所述pet组件包括探测环和多个安装在探测环上的探测模块，全部探测模块沿探测环的周向均匀分布，所述送样机构包括驱动装置、与驱动装置相连接的支撑杆、及安装在支撑杆上的样品舱，所述驱动装置能通过支撑杆驱动所述样品舱沿探测环的中心轴线依次移动至pet组件的扫描区及ct组件的扫描区。
6.优选地，所述探测环上开设有定位凹槽，所述探测模块上设置有与所述定位凹槽相配合的定位凸台。
7.进一步地，所述探测环固定在安装板上，所述安装板与机架固定连接，所述pet组件还包括通过螺杆与安装板连接的压板，所述探测模块及探测环位于压板和安装板之间，且所述定位凸台包括沿探测环的径向延伸的第一凸台部和与第一凸台部相交的第二凸台部。
8.更进一步地，所述探测模块包括sipm电路板和模块底座，所述模块底座的端部设有所述定位凸台。
9.更进一步地，所述安装板的中部开设有通孔，所述通孔与探测环的内孔相通。
10.更进一步地，所述安装板通过螺栓与机架固定连接。
11.更进一步地，所述压板上安装有多个供电板，全部供电板沿探测环的周向均匀分布。
12.优选地，所述ct组件包括ct转盘，所述ct转盘能相对于机架转动，所述ct转盘上安
装有x光机和平板探测器，所述ct转盘的中部开设有转盘孔，所述x光机和平板探测器分别位于转盘孔的两侧，所述转盘孔的中心轴线和探测环的中心轴线重合。
13.进一步地，所述机架包括送样台，所述送样台上设置有导轨，所述导轨上设置有滑座，所述支撑杆固定在滑座上，所述驱动装置与滑座连接，所述导轨与探测环的中心轴线平行。
14.优选地，所述样品舱内设置有呼吸麻醉管路接口。
15.如上所述，本实用新型的一种pet
‑
ct一体设备，具有以下有益效果：
16.本实用新型在使用过程中，先将待检测样品放置到样品舱内，再将样品舱安装到送样机构的支撑杆上，驱动装置通过支撑杆驱动样品舱沿探测环的中心轴线依次移动至pet组件的扫描区及ct组件的扫描区，pet组件和ct组件分别对待检测样品扫描成像。本实用新型中的pet组件的扫描区和ct组件的扫描区前后设置在同一条直线上，两种扫描在同一送样机构的一次送样过程中完成，使得待检测样品状态的一致性较好，保证了两种扫描获得的图像的一致性性较好，提高了后续图像融合的精度和速度，进而提高了检测的精度和速度。
附图说明
17.图1显示为本实用新型一种实施例中的pet
‑
ct一体设备的整体结构示意图；
18.图2显示为本实用新型一种实施例中的pet组件的结构示意图；
19.图3显示为本实用新型一种实施例中的探测模块的结构示意图；
20.图4显示为本实用新型一种实施例中的平板探测器、x光机与ct转盘的布置关系示意图。
21.附图标号说明
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机架
[0023]
110
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送样台
[0024]
111
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导轨
[0025]
112
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滑座
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送样机构
[0027]
210
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驱动装置
[0028]
220
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支撑杆
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ct组件
[0030]
310
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ct转盘
[0031]
311
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转盘孔
[0032]
320
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x光机
[0033]
330
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平板探测器
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pet组件
[0035]
410
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探测环
[0036]
420
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探测模块
[0037]
421
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sipm电路板
[0038]
422
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模块底座
[0039]
423
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前放板
[0040]
430
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定位凸台
[0041]
431
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第一凸台部
[0042]
432
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第二凸台部
[0043]
440
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安装板
[0044]
450
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螺杆
[0045]
460
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压板
[0046]
461
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供电板
具体实施方式
[0047]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0048]
请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0049]
如图1
‑
4所示，本实用新型提供了一种pet
‑
ct一体设备，包括机架1，机架1上设置有送样机构2、ct组件3以及位于送样机构2和ct组件3之间的pet组件4，pet组件4包括探测环410和多个安装在探测环410上的探测模块420，全部探测模块420沿探测环410 的周向均匀分布，送样机构2包括驱动装置210、与驱动装置210相连接的支撑杆220、及安装在支撑杆220上的样品舱(图中未示出)，驱动装置210能通过支撑杆220驱动样品舱沿探测环410的中心轴线依次移动至pet组件4的扫描区及ct组件3的扫描区。
[0050]
本实用新型在使用过程中，先将待检测样品放置到样品舱内，再将样品舱安装到送样机构2的支撑杆220上，驱动装置210通过支撑杆220驱动样品舱沿探测环410的中心轴线依次移动至pet组件4的扫描区及ct组件3的扫描区，pet组件4和ct组件3分别对待检测样品扫描成像。本实用新型中的pet组件4的扫描区和ct组件3的扫描区前后设置在同一条直线上，两种扫描在同一送样机构2的一次送样过程中完成，使得待检测样品状态的一致性较好，保证了两种扫描获得的图像的一致性较好，提高了后续图像融合的精度和速度，进而提高了检测的精度和速度。
[0051]
如图2所示，在本实施例中，为了使得探测模块420在探测环410上的安装位置更加的准确，在探测环410上开设有定位凹槽，在探测模块420上设置有与定位凹槽相配合的定位凸台430。
[0052]
具体的，本实施例中的探测环410固定在安装板440上，安装板440与机架1固定连接， pet组件4还包括通过螺杆450与安装板440连接的压板460，探测模块420及探测环410 位于压板460和安装板440之间，以利用压板460和安装板440给探测模块420和探测环410 施加沿探测环410的中心轴线上的夹持作用力；同时探测模块420上的定位凸台430包括沿探测环410的径向延伸的第一凸台部431和与第一凸台部431相交的第二凸台部432，第一凸台部431与定位凹槽的配合作用能防止探测模块420沿探测环410的周向发生错动，第二凸
台部432与定位凹槽的配合作用能防止探测模块420沿探测环410的径向发生错动，从而对探测模块420的固定安装，且这样的固定安装方式避免了焊接等传统方式带来的拆装不便的问题，方便了探测模块420的检修和更换。更具体的，第一凸台部431和第二凸台部432 构成的定位凸台430呈t型。同时，本实施例中定位凹槽也呈t型。
[0053]
如图3所示，更具体的，本实施例中的探测模块420包括sipm电路板421和模块底座 422，定位凸台430设置在模块底座422的端部，模块底座422上还设置有前放板423，sipm 电路板421位于模块底座422和前放板423之间，保证了整个探测模块420的结构更加紧凑。
[0054]
更具体的，安装板440的中部开设有通孔，通孔与探测环410的内孔相通，使得待检测样品在通过pet组件4的扫描区后，能通过探测环410的内孔及安装板440的通孔进入ct 组件3的扫描区。探测环的内孔指位于探测环410中间的孔。
[0055]
更具体的，为了pet组件4与机架1之间的拆装更加方便，安装板440通过螺栓与机架 1固定连接。
[0056]
更具体的，压板460上安装有多个供电板461，全部供电板461沿探测环410的周向均匀分布，供电板461上设置有与探测模块420连接的电子元件。
[0057]
如图4所示，在本实施例中，ct组件3包括ct转盘310，ct转盘310能相对于机架1 转动，ct转盘310上安装有x光机320和平板探测器330，ct转盘310的中部开设有转盘孔311，x光机320和平板探测器330分别位于转盘孔311的两侧，这种ct组件3的设置方式，使得x光机320和平板探测器330围绕待检测样品旋转扫描，而待检测样品固定不动，从而保证了待检测样品的状态稳定；x光机320和平板探测器330之间的区域为ct组件3 的扫描区，位于多个探测模块420之间区域为pet组件4的扫描区，转盘孔311的中心轴线和探测环410的中心轴线重合，从而保证了pet组件4的扫描区和ct组件3的扫描区设置在同一条直线上。
[0058]
本实施例中的平板探测器330相对x光机320偏置设置，具体是指平板探测器330的受光面的中心与x光机320上的x光球管发出的锥形光束的中心是错开设置的。这个错开方向与锥形光束的中心线垂直，与ct转盘310的盘面相平行，使得在平板探测器330相对x光机320偏置设置的情况下，放大倍数更高，也就是扫描视野不变的情况下，能够获得分辨率更高的图像。
[0059]
具体的，机架1包括送样台110，送样台110上设置有导轨111，导轨111上设置有滑座 112，支撑杆220固定在滑座112上，驱动装置210与滑座112连接，导轨111与探测环410 的中心轴线平行，从而保证了驱动装置210能通过支撑杆220驱动样品舱沿导轨111依次移动至pet组件4的扫描区及ct组件3的扫描区，使得待检测样品在移动过程中的状态更加稳定，扫描时的一致性更好。
[0060]
本实施例中的样品舱内设置有呼吸麻醉管路接口，便于对活体待检测样品进行麻醉，防止在扫描过程中，因活体待检测样品的运动导致的前后两种扫描获得的图像不一致，从而影响检测精度，呼吸麻醉管路接口能够有效简化动物麻醉操作。
[0061]
本实用新型中的pet
‑
ct一体设备由pet组件、ct组件、送样机构、整机配电和控制单元，以及数据处理工作站组成。pet组件和ct组件通过一个立式机架固定，分别置于机架两侧，pet组件和ct组件的扫描面均与探测环的中心轴线垂直。送样机构可驱动样品舱沿探测环的中心轴线匀速运动。整机配电和控制单元控制pet组件、ct组件和送样机构的电源供给、运动控制、数据传输和采集控制。
[0062]
pet组件由一个模块化设计的探测环及其高速复合处理电路组成。探测环上需要安装12 个探测模块，12个探测模块集成环形，所以把它设计成环状结构，其中每个探测模块包括4 个子模块；考虑到探测环表面对于平面度的要求比较高且重量不能太重，所以探测环的材料选用铝合金；探测环中对探测模块平行度影响的面的加工精度要求很高，出于对加工难度和成本的考虑，探测环中设计的定位凹槽，也是为了减少精加工面；探测环和压板上开设了多种安装孔，以方便安装供电板、前处理电路等各种电子电气设备；由于探测模块上的各种电线比较多，为了使整个pet组件看上去整洁、美观，在探测模块外侧还安装了用于防止电线与电路板接触而发生故障的电线支撑板以及用于压住电线的电线压板。
[0063]
从探测模块输出的信号是高速随机的电脉冲模拟量信号，最终通过同轴线缆连接到高速复合处理电路系统的输入端，经高速复合处理电路筛选、甄别和复合配对，处理得到每个湮灭事件的时间、发生位置、能量等信息，并通过通讯线缆传输至工作站；ct组件扫描过程中获得的图像经平板探测器的通讯线缆传输至工作站进行图像重建。
[0064]
样品舱集成了摄像头、加热探头及温度控制模块、照明灯及控制模块、呼吸麻醉管路接口及舱垫等，并在软件上集成摄像头图像，实现扫描过程中的活体动物状态监控，照明灯及控制模块可在样品舱进入机架内部后点亮，辅助动物状态监控。加热探头及温度控制模块可控制动物舱内温度，保证扫描过程中动物所处的环境温度适宜，确保动物实验过程中的状态。
[0065]
为了减少ct组件侧的x射线对pet组件侧的影响，在机架上加入了铅防护设计，铅防护框架设置在ct组件侧。整机配电和控制单元充分利用机架的剩余空间，紧凑地布置在机架立板和铅防护框架下方。控制单元控制送样机构的运动、ct组件围绕扫描中心旋转扫描以及数据的采集、处理和传输。
[0066]
数据处理工作站通过面向用户的软件接收用户指令，发送给整机配电和控制单元，并获得pet组件和ct组件传回的数据信息，进行数据图像重建，最终获得双模态的pet图像和 ct图像。并可实现利用同机ct图像进行pet图像的衰减校正，获得更高图像质量。
[0067]
本实用新型中的pet
‑
ct一体设备实现pet和ct系统的一体化，结构紧凑，具有以下诸多优点：
[0068]
由于pet组件和ct组件采用同一机架与送样机构的整体结构，保证了同机图像融合的精度和速度；因采用同一机架，pet和ct扫描时，动物姿态一致，可以利用ct扫描数据进行pet图像衰减校正。x射线进行衰减校正的技术，比透射源衰减校正技术的精度高很多，速度快很多。因此，pet
‑
ct临床检查时间和传统pet扫描相比，能够节省一半以上，也使得超短半衰期示踪剂在pet
‑
ct扫描研究中的使用变为可能。
[0069]
pet
‑
ct中的pet图像分辨率高于传统pet图像。因为pet
‑
ct中pet图像分辨率＝[(未衰减校正pet图像分辨率)2+(衰减校正map图分辨率)2]1/2。ct衰减校正的map图分辨率一般在100微米量级，而用同位素穿透元进行衰减校正时map图分辨率一般为8mm，所以采用ct扫描对pet图像进行衰减校正，图像分辨率会明显优于传统的pet扫描图像。虽然使用同一机架、送样机构以及统一的图像采集及处理工作站，但pet
‑
ct的整体结构设计保证了其中pet和ct仍能保持各自独立的功能。
[0070]
上述实用新型仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实用新型进
行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。