專利名稱：核醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種核醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，更具體的說，本實(shí)用新型可以 理想地應(yīng)用于單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置(下文稱為"SPECT")。
背景技術(shù)：
SPECT系統(tǒng)是通過探測注射入人體內(nèi)的放射性藥物在體內(nèi)的分布情況而診斷人體器官功 能的儀器。采集前首先把標(biāo)記了示蹤性的放射物質(zhì)的藥物注入人體內(nèi)，這種藥物會(huì)被特定的 器官(如心肌、肝臟等)吸收，放射物質(zhì)所放射出來的Y光子通過準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直后被探測器 系統(tǒng)探測到，探測器將產(chǎn)生的信號輸送到后續(xù)的處理系統(tǒng)，信號經(jīng)過電腦軟件處理后得到藥 物在特定器官內(nèi)的分布圖像，通過分布圖像可以診斷出此器官的功能代謝情況。
現(xiàn)有技術(shù)中，常見的SPECT是由一個(gè)垂直放置的圓環(huán)大齒輪上安裝有探頭的主機(jī)架，以 及沿水平方向深入機(jī)架的病床組成。其主機(jī)架通常安裝有一個(gè)或者多個(gè)探頭。診斷床需要經(jīng) 過嚴(yán)格的承重測試，以保證平躺在床上的體重較重的患者的安全，床板不能對從患者體內(nèi)發(fā) 射出的射線有較大的衰減， 一般用衰減較小的碳纖維板或者較薄的鋁板，否則圖像的重建處 理結(jié)果會(huì)有較嚴(yán)重的偽影。
目前市場上還存在坐姿進(jìn)行斷層圖像采集的SPECT系統(tǒng)， 一類是受檢者坐著不動(dòng)，個(gè) 或多個(gè)探頭安裝在固定的圓形(或者弧形)導(dǎo)軌上，探頭沿圓形(弧形)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷層 圖像采集； 一類是探頭保持在固定位置，受檢者坐在座椅上，該座椅按照斷層圖像采集要求 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)受檢者相對于探頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斷層圖像采集。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了另一種不同于背景技術(shù)的、占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、無需診斷床的小 型SPECT，它可以實(shí)現(xiàn)甲狀腺、心臟等小臟器的平面斷層圖像的采集處理。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是該運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)包括探頭、懸臂、旋 轉(zhuǎn)臂和機(jī)架。懸臂的一端連接探頭，另一端連接旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂的另一端連接機(jī)架。探頭、 懸臂和旋轉(zhuǎn)臂的運(yùn)動(dòng)軌跡處于同一水平面上，探頭可圍繞穿過探頭中心且垂直于水平面的旋 轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，懸臂可圍繞另一條垂直于水平面的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臂可圍繞機(jī)架所在的縱軸旋 轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，通過對各旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，使探頭以一定半徑做 圓軌跡或橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)，人坐在椅子上即可完成數(shù)據(jù)采集掃描。
其中，探頭可以是一個(gè)，也可以是呈一定角度比如9(T的兩個(gè)探頭，也可以是呈一定排 列規(guī)則的三個(gè)探頭。
為了使探頭更好的對準(zhǔn)并貼近要診斷的臟器，機(jī)架還可以自由升降，機(jī)架的升降由升降 電機(jī)控制。
此系統(tǒng)在探頭靜止的狀態(tài)下也可以采集平面圖像。
通過本技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了圖像采集質(zhì)量和背景技術(shù)相當(dāng)而方案不同的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，即 與通常躺在診斷床上采集的方式相比，是另外一種可以采用的方式；與現(xiàn)有的坐姿方式相比， 不用軌道、整機(jī)可以靈活移動(dòng)。

圖1是運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)簡圖。
圖2 圖12是運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)以200mm為半徑，做半圓周掃描運(yùn)動(dòng)的俯視圖，運(yùn)動(dòng)軌跡為 一個(gè)半圓。
圖2是采集角度為-9(T時(shí)的位置示意圖。 圖3是釆集角度為-72°時(shí)的位置示意圖。 圖4是采集角度為-54°時(shí)的位置示意圖。 圖5是采集角度為-36°時(shí)的位置示意圖。 圖6是采集角度為-18°時(shí)的位置示意圖。圖7是采集角度為0。時(shí)的位置示意圖。 圖8是采集角度為18°時(shí)的位置示意圖。 圖9是采集角度為36。時(shí)的位置示意圖。 圖10是采集角度為54。時(shí)的位置示意圖。 圖11是采集角度為72。時(shí)的位置示意圖。 圖12是采集角度為9(T時(shí)的位置示意圖。
圖13 圖23是運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)在300mm 400mm的半徑范圍內(nèi)做小橢圓掃描運(yùn)動(dòng)的俯視圖， 運(yùn)動(dòng)軌跡為半個(gè)橢圓。
圖13是采集角度為-90°時(shí)的位置示意圖。 圖14是采集角度為-72°時(shí)的位置示意圖。 圖15是采集角度為-54°時(shí)的位置示意圖。 圖16是采集角度為-36°時(shí)的位置示意圖。 圖17是采集角度為-18°時(shí)的位置示意圖。 圖18是采集角度為0°時(shí)的位置示意圖。 圖19是采集角度為18。時(shí)的位置示意圖。 圖20是采集角度為36。時(shí)的位置示意圖。 圖21是采集角度為54°時(shí)的位置示意圖。 圖22是采集角度為72。時(shí)的位置示意圖。 圖23是采集角度為90°時(shí)的位置示意圖。
圖24 圖34是運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)在458mm 1100mm的半徑范圍內(nèi)做大橢圓掃描運(yùn)動(dòng)的俯視 圖，運(yùn)動(dòng)軌跡為半個(gè)橢圓。
圖24是采集角度為-90°時(shí)的位置示意圖。
圖25是采集角度為-72°時(shí)的位置示意圖。
圖26是采集角度為-54°時(shí)的位置示意圖。
圖27是采集角度為-36°時(shí)的位置示意圖。
圖28是采集角度為-18°時(shí)的位置示意圖。
圖29是采集角度為(T吋的位置示意圖。
圖30是采集角度為18。時(shí)的位置示意圖。
圖31是采集角度為36。時(shí)的位置示意圖。
圖32是釆集角度為54°時(shí)的位置示意圖。
圖33是采集角度為72。時(shí)的位置示意圖。
圖34是采集角度為9(T時(shí)的位置示意圖。
具體實(shí)施方式

下面參照圖1具體說明運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式。在如圖所示的OJYZ坐標(biāo)系內(nèi)，患者 坐在探頭前，O點(diǎn)為患者待測的臟器，探頭l、懸臂2和旋轉(zhuǎn)臂3的運(yùn)動(dòng)軌跡處于同一水平面 (WY上，機(jī)架4處于Z方向上。懸臂2的一端連接探頭1，另一端連接旋轉(zhuǎn)臂3，旋轉(zhuǎn)臂3的 另一端連接機(jī)架4，其中，探頭l、懸臂2和旋轉(zhuǎn)臂3的運(yùn)動(dòng)軌跡處于同一水平面上，探頭l 可圍繞旋轉(zhuǎn)軸axl旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸axl穿過探頭l中心且垂直于水平面，懸臂2可圍繞另一條 垂直于水平面的旋轉(zhuǎn)軸ax2旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臂3可圍繞機(jī)架4所在的縱軸ax3旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，通過對各旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，使探頭1能以一定旋 轉(zhuǎn)半徑L做圓軌跡或橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)，如圖由A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)到C點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)半徑L為旋轉(zhuǎn)軸axl到 待測臟器0的最短垂直距離，它可以在一定范圍內(nèi)變化。為了使探頭1更貼近待測臟器0， 可以通過控制升降電機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)架4的升降高度。在檢測過程中，探頭1圍繞待測臟器0沿圖 示ABC軌跡圓弧旋轉(zhuǎn)所需角度，旋轉(zhuǎn)過程中，探頭1面的法向始終指向待測臟器O，進(jìn)而完 成對待測臟器O的檢測。
圖2 圖34是在圖1的基礎(chǔ)上分三個(gè)例子說明本運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過程，圖示中所有標(biāo)注的定義都是一致的，其中l(wèi)表示探頭；2表示懸臂；3表示旋轉(zhuǎn)臂；0為待測臟器；L為
旋轉(zhuǎn)半徑；a為旋轉(zhuǎn)臂3與旋轉(zhuǎn)臂3終端到待測臟器0所在直線的夾角，以旋轉(zhuǎn)臂3為基準(zhǔn)， 向旋轉(zhuǎn)臂3方向看逆時(shí)針方向a值為正；P為懸臂2與旋轉(zhuǎn)臂3延長線的夾角，以懸臂2 為基準(zhǔn)，向懸臂2方向看逆時(shí)針方向e值為正；Y為探頭中心到待測臟器O所在直線與懸 臂2延長線的夾角，以探頭中心到待測臟器O所在直線為基準(zhǔn)，向該基準(zhǔn)看逆時(shí)針方向y值 為正；采集角度6為探頭1中心到待測臟器0所在的直線與旋轉(zhuǎn)臂3終端到待測臟器0所在 直線的夾角，以探頭l中心到待測臟器O所在的直線為基準(zhǔn)，向此基準(zhǔn)看逆時(shí)針方向e值為 正。
圖2 圖12為實(shí)施例一，運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)以200國為半徑，做圓周掃描運(yùn)動(dòng)。懸臂2長500咖， 旋轉(zhuǎn)臂3長600mm，運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)的采集角度6從-90°運(yùn)動(dòng)到90°完成采集掃描運(yùn)動(dòng)。
圖2采集角度9為-90° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. Omm， a為31. 3° ， P為-44. 2° ， y為 -77. 1° 。
圖3采集角度0為-72° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. 0誦，a為38.1° ， 0為-59. 3° ， y為 -50.9° 。
圖4采集角度9為-54° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. 0隱，a為42.2° ， P為-71. 0° ， Y為 -25.2° 。
圖5采集角度0為-36° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. Omm， a為42. 5° , P為-79. 8° ，探頭 中心到待測臟器0所在直線與懸臂2延長線重合。
圖6采集角度0為-18° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. Omm， a為42.2° ， P為-85. 3° ， y為 25.0° 。
圖7采集角度為0。，探頭中心到待測臟器0所在的直線與旋轉(zhuǎn)臂3終端到待測臟器0 所在的直線重合，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. Oram, a為38. 6° ， P為-87. 1° ， Y為48. 5° 。
圖8采集角度0為18° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. Omm， a為33.5' ， P為-85. 3° ， y為 69.8° 。
圖9采集角度0為36° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. Ornm， a為27. 6° ， P為-79.8° ， y為 88.2° 。
圖10采集角度0為54° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. Omm， a為21. 4° ， P為-71. 0° ， Y為 103. 60 。
圖ll采集角度e為72° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200.0mm, a為15.2° , P為-59. 3° ， Y為 116.1。。
圖12采集角度9為90° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為200. 0畫，a為8.7° ， P為-44. 2° ， y為 125.5° 。
圖13 圖23為實(shí)施例二，運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)在300mm 400mm半徑范圍內(nèi)，做橢圓掃描運(yùn)動(dòng)。 懸臂2長500mm，旋轉(zhuǎn)臂3長600mm，運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)的采集角度0從-90°運(yùn)動(dòng)到90°完成 采集掃描運(yùn)動(dòng)。
a為11. 1。
圖13采集角度0為-90° -124.7° 。
圖14采集角度9為-72° -127.6° 。
圖15釆集角度9為-54° -118.6° 。
圖16采集角度e為-36° -102.5° 。
圖17采集角度e為-18°
旋轉(zhuǎn)半徑L為400. 0誦， 旋轉(zhuǎn)半徑L為385. 9mm， 旋轉(zhuǎn)半徑L為355. lmm， 旋轉(zhuǎn)半徑L為325. 6mm， 旋轉(zhuǎn)半徑L為306. 5mm，
a為-4. 4° a為-15. 9° a為-26. 4° a為-36. 0°
0為23. 6° 0為60.0° 0為80. 5° P為92. 9° 0為99. 5°
Y為 Y為 Y為 Y為
Y為
-81.5° 。
圖18采集角度為0。，探頭中心到待測臟器0所在的直線與旋轉(zhuǎn)臂3終端到待測臟器0
5旋轉(zhuǎn)半徑L為325. 6mm， 旋轉(zhuǎn)半徑L為355. l咖， 旋轉(zhuǎn)半徑L為385. 9ran， 旋轉(zhuǎn)半徑L為400. 0mm,
,P為101. 5' a為-51.2° ,
a為-55. 6° ,
a為-55. 8° ,
a為-49. 6° ，
a為-32. 5° ,
，y為-57. 1° 。 P為99. 5° ， y為
0為92. 9。 P為80. 5° 0為60.0° P為23. 6°
y為 y為 y為 y為
'1100mm半徑范圍內(nèi)，做橢圓掃描運(yùn)
所在的直線重合，旋轉(zhuǎn)半徑L為300. 0mm， a為_44. 4° 圖19采集角度6為18° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為306. 5咖， -81.5° 。
圖20采集角度6為36° -1.4° 。
圖21采集角度6為54° 29.3° 。
圖22采集角度0為72° 61.6° 。
圖23采集角度9為90° 98.9° 。
圖24 圖34為實(shí)施例三，運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)在458mnr 動(dòng)。懸臂2長500,，旋轉(zhuǎn)臂3長600咖，運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)的采集角度9從-90°運(yùn)動(dòng)到90° 完成采集掃描運(yùn)動(dòng)。
，懸臂2和旋轉(zhuǎn)臂3
P為-57.4° ， y為
P為-85. 5° ， y為
6為-114.3° ， y
,0為-148.8° ， y 為9.6。。
圖29采集角度為0。，探頭中心到待測臟器0所在的直線與旋轉(zhuǎn)臂3終端到待測臟器0 所在的直線重合，并與懸臂2和旋轉(zhuǎn)臂3共線，旋轉(zhuǎn)半徑L為llOO.Omm，旋轉(zhuǎn)臂3與旋轉(zhuǎn)臂 3終端到待測臟器0所在直線的夾角為-180. 0° ，懸臂2與旋轉(zhuǎn)臂3延長線的夾角為180. 0 ° ，探頭中心到待測臟器0所在直線與懸臂2延長線的夾角為0.(T 。
圖30采集角度fl為18° ，旋轉(zhuǎn)半徑L為912.0mm， a為-121. 2C 為-9.6° 。
圖31采集角度6為36。 為12.1° 。
圖32采集角度0為54° 39.2° 。
圖33采集角度9為72° 68.5° 。
圖34采集角度6為90° 共線，y為114.6° 。
上述所有實(shí)施例的探頭l并不局限于一個(gè)，還可以是成任意角度如9(T的兩個(gè)探頭，也 可以是呈一定排列規(guī)則的三個(gè)探頭。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然上述內(nèi)容是對本方案做出的具體舉例，但本實(shí)用新型 并不限于這些實(shí)施方案，在不脫離所附權(quán)力要求范圍和本方案構(gòu)思的基礎(chǔ)上，實(shí)施例還可以 具有多種改變和改型。
圖24采集角度e為-90。，旋轉(zhuǎn)半徑L為458. 3mm，a為24. 6。
共線，y為-114. 6°
圖25采集角度8為-72°，旋轉(zhuǎn)半徑L為477. 5mm，a為53.9° ，
-68.5° 。
圖26采集角度9為-54°，旋轉(zhuǎn)半徑L為542. lmm，a為70. 7° ，
-39.2° 。
圖27采集角度0為-36。，旋轉(zhuǎn)半徑L為676. 3mm，a為90. 4°
為-12. r 。
圖28采集角度9為-18。，旋轉(zhuǎn)半徑L為912.0,，a為121. 2。
旋轉(zhuǎn)半徑L為676. 3咖，a為-90. 4° 旋轉(zhuǎn)半徑L為542. lmm， a為_70. 7° , 旋轉(zhuǎn)半徑L為477. 5mm， a為-53. 9° ,
旋轉(zhuǎn)半徑L為458. 3mm, a為-24. 6°
P為148. 8° ， y P為114.3° ， y P為85. 5° ， y為 曰為57.4° ， y為
,懸臂2與旋轉(zhuǎn)臂權(quán)利要求1.一種核醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，包括探頭(1)、懸臂(2)、旋轉(zhuǎn)臂(3)和機(jī)架(4)，懸臂(2)的一端連接探頭(1)，另一端連接旋轉(zhuǎn)臂(3)，旋轉(zhuǎn)臂(3)的另一端連接機(jī)架(4)，其特征在于探頭(1)、懸臂(2)和旋轉(zhuǎn)臂(3)的運(yùn)動(dòng)軌跡處于同一水平面上，探頭(1)可圍繞垂直于水平面的旋轉(zhuǎn)軸(ax1)旋轉(zhuǎn)，懸臂(2)可圍繞另一條垂直于水平面的旋轉(zhuǎn)軸(ax2)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臂(3)可圍繞機(jī)架(4)所在的縱軸(ax3)旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，其特征在于探頭(1)、懸臂(2)和旋轉(zhuǎn)臂(3)的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，分別由各自的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，其特征在于探頭(1)至少有一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，其特征在于機(jī)架(4)可以自由升降。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，其特征在于探頭(1)圍繞的旋轉(zhuǎn)軸(axl)到患者 待測臟器處的最短距離在200mm 1100mm內(nèi)變化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，其特征在于探頭(1)圍繞待測臟器(0)做圓周軌 跡運(yùn)動(dòng)。
7. ffi據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，其特征在于探頭(1)圍繞待測臟器(0)做橢圓軌 跡運(yùn)動(dòng)。
專利摘要核醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)，屬于核醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域。患者坐在椅子上即可完成掃描檢測，不同于現(xiàn)有的采集方式，不用軌道，整機(jī)可以移動(dòng)。系統(tǒng)包括探頭(1)、懸臂(2)、旋轉(zhuǎn)臂(3)和機(jī)架(4)，其中，探頭(1)圍繞垂直于水平面的旋轉(zhuǎn)軸(ax1)旋轉(zhuǎn)，懸臂(2)圍繞另一條垂直于水平面的旋轉(zhuǎn)軸(ax2)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臂(3)圍繞機(jī)架(4)所在的縱軸(ax3)旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，通過對各旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，使探頭(1)能夠沿一定軌跡做曲線運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型特別適用于單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置(SPECT)。
文檔編號A61B6/03GK201350068SQ20092010490
公開日2009年11月25日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者李福貴, 李高峰, 楊慶坤, 王光祺 申請人:北京濱松光子技術(shù)股份有限公司