一种PET-CT扫描系统及方法

技术领域

本发明涉及PET-CT技术领域，尤其涉及一种PET-CT扫描系统及方法。

背景技术

现有PET/CT设备主要为全身诊断的用PET/CT，PET/CT整机主要包括机架和诊断床两部分，机架由CT机架和PET机架两部分组成，分别用来进行CT扫描和PET扫描，但体积较大，设备昂贵；且无储能模块，需要一直由外部供电才能进行工作；且无法移动，无自屏蔽，需要配套自带的诊断床才能进行扫描，无法进入手术室或病房等场所进行扫描。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种可移动的用于局部部位的PET-CT扫描系统及方法。

本发明公开了一种PET-CT扫描系统，包括底座、活动设置于所述底座上的环形扫描架、固定设置于所述底座上的托架，被扫描件置于所述托架上；所述环形扫描架上设有CT扫描组件和PET扫描组件，所述CT扫描组件和PET扫描组件周向旋转运动，以改变扫描方向；所述环形扫描架相对于所述底座轴向运动，使得所述托架上的被扫描件置于所述CT扫描组件/PET扫描组件的扫描范围内，或未置于所述CT扫描组件/PET扫描组件的扫描范围内。

优选地，所述环形扫描架包括定子和环形的转子，所述定子与所述转子机械连接、且通过滑环电连接，所述转子相对于所述定子周向旋转运动；所述CT扫描组件和PET扫描组件设于所述转子上；所述定子活动设置于所述底座上，且相对于所述底座轴向运动。

优选地，所述定子也为环形，且所述转子设于所述定子的内环；所述底座的上表面设有沿所述定子轴向的滑轨，所述定子的底面设有滑块，所述滑块在所述滑轨内运动，使得所述定子相对于所述底座轴向运动。

优选地，所述底板为矩形，所述滑轨包括两个，分别设于所述底板的两相对的第一侧边和第二侧边，且所述滑轨的长度与所述第一侧边和所述第二侧边的长度一致；所述定子的底面设有与所述滑轨长度一致的两个所述滑块；所述底板还包括相对设置的第三侧边和所述第四侧边，所述托架的一端设于所述第三侧边/所述第四侧边的中点上，另一端置于所述转子的内环的圆心。

优选地，所述托架包括支撑架和托板，所述支撑架包括相连接的第一支撑段和第二支撑段；所述第一支撑段固设于所述底板上，所述托板设于所述第二支撑段上，所述第一支撑段与所述第二支撑段之间的角度为α，90°≤α<180°，使得所述托板伸进所述定子的内环。

优选地，所述定子上还设有控制组件，所述控制组件与所述CT扫描组件、所述PET扫描组件电连接；所述CT扫描组件包括沿所述定子周向分布的高压发生器、CT球管、CT探测器和CT数据采集模块，所述CT球管与所述CT探测器相对设置；所述PET扫描组件包括沿所述定子周向分布的PET探测器和PET数据采集模块，所述PET探测器设于所述CT球管与所述CT探测器之间。

优选地，所述PET探测器包括第一探测模块和第二探测模块，所述第一探测模块与所述第二探测模块相对设置，且分别设于所述CT球管与所述CT探测器之间，分别捕获一个完整扫描角度的一半的射线信息。

优选地，所述第一侧边和/或所述第二侧边上设有蓄电电源，所述蓄电电源与所述环形扫描架电连接；通过所述蓄电电源与外部电源连接实现对所述环形扫描架的供电，或通过所述蓄电电源储备电源为所述环形扫描架供电。

优选地，所述底座的底面设有滚轮，所述滚轮上设有锁定机构，使得所述滚轮被锁定而无法滚动。

本发明还公开了一种PET-CT扫描方法，应用于上述的PET-CT扫描系统，所述环形扫描架相对于所述底座轴向运动，使得所述托架上的被扫描件置于所述CT扫描组件/PET扫描组件的扫描范围内，以进行CT扫描过程/PET扫描过程。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.仅具备所述环形扫描架，整体大小相对于扫描架和诊断床的现有技术更小，且通过所述定子结构具备自屏蔽功能，方便转移至病房、手术室等其他空间进行扫描工作；

2.通过所述托架代替现有技术的扫描床，进行局部部位的扫描，可专门针对脑补进行扫描，针对性强；

3.一个所述环形扫描架上同时集成了所述CT扫描组件和所述PET扫描组件，相对于现有技术的两个扫描架，成本较低；

4.通过所述蓄电电源与所述滚轮，使设备的转移使用更加便捷。

附图说明

图1为本发明提供的PET-CT扫描系统的内部转子的主视图；

图2为本发明提供的PET-CT扫描系统的内部转子的立体图；

图3为本发明提供的PET-CT扫描系统的外部定子的主视图；

图4为本发明提供的PET-CT扫描系统的外部定子的立体图；

图5为本发明提供的PET-CT扫描系统的转子上各个部件的结构示意图；

图6为本发明提供的PET-CT扫描系统的PET扫描组件位于第一位置时的结构示意图；

图7为本发明提供的PET-CT扫描系统的PET扫描组件位于第二位置时的结构示意图；

图8为本发明提供的PET-CT扫描系统的PET扫描组件位于第三位置时的结构示意图；

图9为本发明提供的PET-CT扫描系统的PET扫描组件位于第四位置时的结构示意图；

图10为本发明提供的PET-CT扫描系统的托架置于环形扫描架的内环空间内时的结构示意图；

图11为本发明提供的PET-CT扫描系统的托架置于环形扫描架的内环空间外时的结构示意图。

附图标记：1-定子，2-转子，201-CT球管，202-CT数据采集模块，203-第一探测模块，204-控制组件，205-CT探测器，206-PET数据采集模块，207-第二探测模块，208-高压发生器，3-底座，4-滚轮，5-托架，6-滑轨，7-蓄电电源。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参见附图1-4，本发明公开了一种PET-CT扫描系统，包括底座3、活动设置于底座3上的环形扫描架、固定设置于底座3上的托架5，被扫描件置于托架5上；环形扫描架上设有CT扫描组件和PET扫描组件，CT扫描组件和PET扫描组件在底座3上周向旋转运动，以实现在各个扫描方向上的扫描。

参见附图10-11，环形扫描架相对于底座3轴向运动，当环形扫描架运动至使托架5位于环形扫描架的内环空间内时，托架5上的被扫描件置于CT扫描组件/PET扫描组件的扫描范围内，以实现对被扫描件的扫描；当环形扫描架运动至使托架5位于环形扫描架的内环空间外时，托架5上的被扫描件未置于CT扫描组件/PET扫描组件的扫描范围外，此时无法进行扫描工作，通过环形扫描件的往复轴向运动，为托架5上的被扫描件提供扫描或停止扫描。

本发明将省去了传统扫描系统的诊断床，节省了大量空间、减小了设备体积，实现了扫描系统的多区域移动，可为手术室、病房等扫描屏蔽间以外的区域提供及时的扫描工作。

本发明主要应用于头部扫描，在实际扫描过程中，初始位置的托架5位于环形扫描架的内环面空间以外，此时患者可顺利将头部放置于托架5上，并保持不动。扫描过程开始，环形扫描架轴向移动，使得托架5位于环形扫描架的内环面空间以内，此时患者的头部位于环形扫描架的扫描区域内，环形扫描架的上的CT扫描组件/PET扫描组件进行周向旋转，以实现对患者头部的各个部位的CT扫描工作或PET扫描工作。扫描过程后，环形扫描架朝初始移动方向的反方向轴向移动，使得托架5再次置于环形扫描架的内环面空间以外，此时患者的头部可顺利从托架5上移开，由此完成扫描工作。

需要说明的是，本发明优选的应用于头部的局部扫描，但同样也可适用于其他部位的局部扫描，此处不做限制。当应用于其他部位的局部扫描时，可在托架5上设置相应的固定组件，以固定被扫描部位防止其在扫描过程中移动而影响扫描结果。

应对不同的扫描部位，可设置不同的固定组件，可设置多种不同的形状、尺寸的可拆卸托架5，应对多个不同的扫描部位，在对局部部位进行扫描时，替换上相应的托架5即可。或在托架5上同时设置多种固定组件，在对不同的扫描部位进行扫描时，使用相应的固定组件进行固定即可。

较佳地，环形扫描架包括定子1和环形的转子2，定子1与转子2机械连接、且通过滑环电连接，以传输各种通讯信号。CT扫描组件和PET扫描组件设于同一转子2的内部，转子2相对于定子1周向旋转运动，使得CT扫描组件和PET扫描组件周向旋转以改变扫描角度，进行各个方向上的扫描。定子1活动设置于底座3上，且相对于底座3轴向运动，定子1轴向运动，带动CT扫描组件和PET扫描组件轴向运动，从而使得托架5上的被扫描件置于CT扫描组件/PET扫描组件的扫描范围内或扫描范围外。

较佳地，定子1也为环形，且转子2通过轴承设于定子1的内环，在定子1的内环面周向旋转。底座3的上表面设有沿定子1轴向的滑轨6，定子1的底面设有滑块，滑块在滑轨6内运动，使得定子1相对于底座3轴向运动。

在其他实施例中，定子1也可不为环形，仅供支撑转子2，但定子1的底面同样需要设置与底座3上的滑轨6相配合的滑块，以实现定子1和转子2的轴向运动。

较佳地，底板为矩形，滑轨6包括两个，分别设于底板的两相对的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边与定子1的轴向同向，且滑轨6的长度与第一侧边和第二侧边的长度一致，更准确的应理解为滑条。定子1底面的两侧分别设有与滑轨6长度一致的两个滑块，滑块在滑轨6内运动，使得定子1在底板上沿轴向移动。通过设置两个滑轨6，使得定子1的轴向运动更加稳定。

在本实施例中，底板的宽度与定子1的宽度一致，使得系统的整体性、流畅性好。在其他实施例中，底板宽度可大于定子1的宽度，更宽的底板重心更稳，可为定子1以及定子1上的转子2提供更加稳定的支撑，此时滑块的尺寸可设置为小于滑轨6，以节省材料。

底板还包括相对设置的第三侧边和第四侧边，托架5的一端设于第三侧边/第四侧边的中点上，另一端置于转子2的内环的圆心，使得托架5上的被扫描件位于CT扫描组件和PET扫描组件的扫描范围的中心。

较佳地，托架5包括支撑架和托板，支撑架包括相连接的第一支撑段和第二支撑段；第一支撑段固设于底板上，托板设于第二支撑段上，第一支撑段与第二支撑段之间的角度为α，90°≤α<180°，通过将第一支撑段与第二支撑段之间设置为弯曲状，使得托板可伸进定子1的内环，从而使得托板上的被扫描件可被置于CT扫描组件和PET扫描组件的扫描范围内。

若第一支撑段与第二支撑段之间不设置弯曲角，即α＝180°，则不论定子1如何轴向运动托板也无法进入CT扫描组件和PET扫描组件的扫描范围内。而当第一支撑段与第二支撑段之间的弯曲角小于90°时，扫描时患者的头部的高度小于身体的高度，将会带来不适感。当第一支撑段与第二支撑段之间的弯曲角等于90°时，同样在扫描时会使患者有不适感，故最佳的弯曲角度应为90°<α<180°。

参见附图5，较佳地，定子1上还设有控制组件，控制组件与CT扫描组件、PET扫描组件电连接以控制CT扫描组件和PET扫描组件的扫描过程。具体的，CT扫描组件包括沿定子1周向分布的高压发生器208、CT球管201、CT探测器205、准直器和CT数据采集模块202等，CT球管201与CT探测器205相对设置，此时在转子2上，CT球管201与CT探测器205之间存在两个相对的容置空间；PET扫描组件包括沿定子1周向分布的PET探测器和PET数据采集模块206，PET探测器设于CT球管201与CT探测器205之间，即容置空间内，由此实现在同一环形扫描架上同时集成CT扫描组件和PET扫描组件的目的，且最大限度的节省了空间，减少了成本，方便移动。

参见附图6-9，较佳地，PET探测器包括第一探测模块201和第二探测模块207，第一探测模块201与第二探测模块207相对设置，且分别设于CT球管201与CT探测器205之间的两个容置空间内，分别覆盖50％的环形扫描架的内圆环面，分别用于捕获一个完整扫描角度的一半的射线信息。在进行PET扫描时，先进行第一位置的扫描，该位置的扫描完成后，转子2旋转90°，再进行第二位置的扫描，继而进行第三位置的扫描和第四位置的扫描，以此实现整个圆环的扫描工作。

较佳地，第一侧边和/或第二侧边上设有蓄电电源7，蓄电电源7与环形扫描架电连接。通过蓄电电源7与外部电源连接实现对环形扫描架的供电，即在病房、手术室等具备外部电源的情况下，通过连接外部电源实现通电，或通过蓄电电源7储备电源为环形扫描架供电，即在不具备外部电源的情况下，通过备用电源实现供电。

较佳地，底座3的底面的四角分别设有滚轮4，通过滚轮4实现PET-CT扫描系统的移动。在扫描过程中或存放过程中需要PET-CT扫描系统保持稳定不动，故在滚轮4上还设有锁定机构，使得滚轮4被锁定而无法滚动。

本发明还公开了一种PET-CT扫描方法，应用于上述的PET-CT扫描系统，环形扫描架相对于底座3轴向运动，使得托架5上的被扫描件置于CT扫描组件/PET扫描组件的扫描范围内，以进行CT扫描过程/PET扫描过程。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的.技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。