拆解医用ECT,伽马相机

前阵子拆了一台医用ect,

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机器主体部分构造比较简单,基本没有什么电路,只有几个电机、一套超大齿轮、滑轨、支架等机械部件,带动两个探测器旋转到各种角度。

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探测器表面安装有一块超大型的NaI闪烁体,尺寸21”X15.25”,厚度3/8”,折合约533X387X9.5mm。制造这么大整块的NaI晶体难度大且没有必要,查资料显示是采用大量正六方柱体型NaI晶体拼接组合而成一块大型平板,在晶体背后紧贴有同样六方柱形端面的PMT,合计59个,每个PMT后面紧跟着就是A/D转换等电路,集中预处理后传送到计算机进行后期处理。

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因为被探测物的射线是四散发射的,要实现γ成像,需在探测器表面安装一块准直器,将四散的射线滤除,只保留垂直于晶体的射线。准直器内部构造为一块多六方形微孔的铅板,类似蜂巢结构。


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探测器非常沉重,每个重量超过200kg,不要说搬动,就是挪动或翻转一下都极度困难,本来想将它检测部分拆开研究下的,因为重量原因只能放弃,只拆开后盖看了下部分电路。

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因为探测器前面主体部分难以拆解,没有拆开。以下图片来自网络,虽然机型不同,但内部构造应该接近。

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我的理解是如果用它实现伽马成像,分辨率非常低,每个PMT只相当于一个像素,整个探测器只有59个像素,每个像素尺寸接近5cm直径,但实际上他可以有大约3-5mm的分辨率,似乎有什么技术可以提高分辨率,没有找到资料。


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~~空空如也
虎哥
4年2个月前 IP:四川
870376

他是不是一圈一圈旋转着扫描推进的,信息量大,可以后期处理。

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RodTech
4年2个月前 IP:英国
870401

他一个闪光事件能被几个pmt同时看到,然后按照不同pmt的强度比例进行定位取得高分辨率。

这种六边形pmt在货场有好多好多,看来都来自这类机器。。。可惜闪烁体实在太大不方便玩,不然是个极好的资源

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slof作者
4年2个月前 IP:山东
870411
引用虎哥发表于1楼的内容
他是不是一圈一圈旋转着扫描推进的,信息量大,可以后期处理。

这个机器不能360度连续旋转,旋转的角度使用电位器做传感。机架内部没有设置滑环类机构,探测器与控制箱用电缆直接连接,有一组弹性张紧装置把电缆拉紧,防止旋转时缠绕。

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slof作者
4年2个月前 修改于 4年2个月前 IP:山东
870414
引用RodTech发表于2楼的内容
他一个闪光事件能被几个pmt同时看到,然后按照不同pmt的强度比例进行定位取得高分辨率。这种六边形p...

我估计还需要借助机械扫描还有探测器靠近或远离人体等一些方式来实现,比如一个直径3mm的伽马发光点和一个2cm的发光点,如果不用准直器,都是模糊一团的大光斑,使用准直器后只会让一个至3个pmt探测到,同如果不动,就不好断定光斑大小。

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永恒的澪
4年2个月前 IP:辽宁
870638

我觉得它的原理,有点类似于合成孔径(或者说是集成像素),对一个区域进行多次相位差异拍摄,然后进行像素算法合成,可以极大提高像素,对于一个晶体接受不同信号,我觉得蜂窝板能阻止这一现象

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永恒的澪
4年2个月前 IP:辽宁
870639

这个东西有点像相控阵雷达(合成孔径雷达)的工作原理

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zx-16533
4年2个月前 修改于 4年2个月前 IP:广东
870641
引用永恒的澪发表于5楼的内容
我觉得它的原理,有点类似于合成孔径(或者说是集成像素),对一个区域进行多次相位差异拍摄,然后进行像素...

伽马射线用这么大个阵元相位干涉,想象力很丰富。。。。

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鹰图小盆友
4年0个月前 IP:四川
875856

很少评论,但是真的看不下去了。这位楼主你如果不懂射线原理,你可以说你就单纯拆一个CT机,请不要乱在后面加伽马射线。你当人是机器还是钢板啊??无论是工业CT还是医用CT都是X射线,本质都是电子束。只是采用内部探测器旋转扫描,拍摄各个切面的X射线透视图,再利用一定的算法,如傅里叶重建算法、反投影重建算法和级数展开算法等来确定被测物体或工件断层的某种物理量的三维分布,再将这种物理量(如密度)的数值以灰度的形式表示出来,就获得我们所谓的该断层的CT图像。CT机一般由射线源系统(X射线管、高频高压发生器、控制器、冷却系统)、探测系统、采集系统、机械系统、自动控制系统、图像重建处理系统和辅助系统组成。

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zx-16533
4年0个月前 修改于 4年0个月前 IP:广东
875857
引用鹰图小盆友发表于8楼的内容
很少评论,但是真的看不下去了。这位楼主你如果不懂射线原理,你可以说你就单纯拆一个CT机,请不要乱在后...

你还要学习一个ECT的原理。

不要听风就是雨,听到ECT就是CT了,就把楼主批判一番,这样是不行的。

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虎哥
4年0个月前 IP:四川
875859
引用鹰图小盆友发表于8楼的内容
很少评论,但是真的看不下去了。这位楼主你如果不懂射线原理,你可以说你就单纯拆一个CT机,请不要乱在后...

这里核辐射爱好者很多,自己做简易CT的也听说好几个了,很难犯低级错误,就算犯了,不出两楼就会被揪出来。

ECT是一个大类,总的来说都是对人体发射的射线进行成像。人体的射线来自于注射的放射性药物。不同的ECT要采用不同的放射性药物,比如正电子发射断层扫描(PET)就要注射发射正电子的核素,例如18氟代脱氧葡萄糖。正负电子湮灭会产生高能光子即γ射线,光子可以被仪器所探测。

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slof作者
4年0个月前 IP:山东
875863
引用鹰图小盆友发表于8楼的内容
很少评论,但是真的看不下去了。这位楼主你如果不懂射线原理,你可以说你就单纯拆一个CT机,请不要乱在后...

不解释了,建议你先弄清楚ct和ect(spect)的区别,我不会乱发帖。

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slof作者
5个月25天前 IP:山东
925902

继续拆解探测器,看内部构造

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匿名用户
5个月25天前 IP:山东
925903

可以看到探测器外壳非常厚,采用外层钢板内衬铅板的结构,厚度约20mm,光电管、闪烁体、放大电路等全部包围在铅室内,pmt感光端面是圆形,镶嵌在一块厚度约20mm铅板中,59个pmt有53个是较粗口径型号,6个较细口径,闪烁晶体是美国圣戈班制造。



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5free
5个月25天前 IP:江苏
925917

“PMT只相当于一个像素,整个探测器只有59个像素,每个像素尺寸接近5cm直径,但实际上他可以有大约3-5mm的分辨率”

这是什么年代的机器?如果是现代,探测器会不会被平板接收器 FPD 取代?

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虎哥
5个月25天前 IP:四川
925918
引用5free发表于14楼的内容
“PMT只相当于一个像素,整个探测器只有59个像素,每个像素尺寸接近5cm直径,但实际上他可以有大约...

我用有限的知识推理一番,得到如下猜测:

1、药物诱发的γ能量高,需要较厚的闪烁体,否则大部分能量/大概率不作用。

2、注射的核素本来活度就不高,否则就把人照死了。因此,人体内产生的γ辐射剂量率很低,需要极高的探测灵敏度,最好是一个(方向正确的)光子都别漏掉。

3、由于2,探测器的速度足以区分孤立事件,可以算出高分辨率,没有必要靠像素密度来堆。

4、平板探测器本质上是直接看图像亮度,跟数码相机的CCD是类似的,它不是数光子个数。

半导体化是趋势,很可能现在是SiPM或APD配闪烁体,依然是很粗的像素。

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slof作者
5个月24天前 IP:山东
925924
引用5free发表于14楼的内容
“PMT只相当于一个像素,整个探测器只有59个像素,每个像素尺寸接近5cm直径,但实际上他可以有大约...

大约10-20年前机器,它后续机型symbia仍然是内置59个pmt结构,现在业内主力机型,包括GPS三家都是如此,技术和结构差别不大。


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slof作者
4个月11天前 IP:山东
927044

前期帖子中有些参数信息是通过网络搜索获得,后期查阅更多资料和通过机器拆解观察,对探测器部分的参数和描述做出更正和补充:

1、闪烁晶体尺寸应为接近670*500mm,厚度根据机型配置有3/8,5/8,1英寸三种型号,晶体可能并不是多块拼接而成,而是一整块。虽然技术难度较大且造价高,但整块的性能要更好,目前乌克兰已能生产0.5*0.7米级的整块晶体,圣戈班(早期是bicron)应该也具备生产能力。

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2、查资料得知:因NaI极易潮解,为了密封,闪烁晶体探测端面贴有一层薄铝箔,起到隔绝空气和遮挡外部光线作用,在PMT贴合端面附有一层玻璃。

3、PMT感光端面为圆形,直径约75mm,非等边六边形,这样拼接会有少部分探测盲区。

4、准直器通过一组电动夹紧装置固定在闪烁体外面,在夹紧机构上还安装有一直红外对射式人体感应装置,使得探测器既能尽可能接近人体,又不至于碰触到人体,保障安全。 714A80CB-838F-4BFC-9D78-6B20CFBCC4BF.jpeg 11FCE080-1810-499D-B28F-2D66E19E0592.jpeg

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5、每个PMT都安装有一小块pcb,板上装有前置放大电路,探测器的主板上安装有对应的59套A/D转换电路,集中处理后送至主控计算机,电路较为复杂。

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