具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

需要说明的是，当部件/零件被称为“设置在”另一个部件/零件上，它可以直接设置在另一个部件/零件上或者也可以存在居中的部件/零件。当部件/零件被称为“连接/联接”至另一个部件/零件，它可以是直接连接/联接至另一个部件/零件或者可能同时存在居中部件/零件。本文所使用的术语“连接/联接”可以包括电气和/或机械物理连接/联接。本文所使用的术语“包括/包含”指特征、步骤或部件/零件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、步骤或部件/零件的存在或添加。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意的和所有的组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而并不是旨在限制本申请。

另外，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图5是根据本发明一个实施例的PET的形状变化示意图，由图5可知，本发明提供的PET装置包括第一探测部10和第二探测部20，在图5的实施例中，第一探测部10和第二探测部20为相对布置的圆弧形且位于同一个圆周上，对称轴AA和BB分别通过圆心且相互垂直，第一探测部10和第二探测部20自身各自分别关于对称轴AA对称，第一探测部10和第二探测部20关于对称轴BB对称布置。每一个探测部中均包括多个单独的探测模组11/21，这些探测模组11/21的探测面的中心均位于探测部所在的圆周上。

通常情况下，每一个探测模组可以为单独的PET探测器或者多个PET探测器形成的单元，PET探测器包括相互耦合的闪烁晶体、光电转换器件以及电子学器件，其中，闪烁晶体用于将高能射线转化为可见光，光电转换器件用于将可见光转化为电信号，电子学器件将这些电信号输出，通过相应的采样器件可以对这些电信号进行数字化。探测模组的探测面可以指单独探测器用于接收高能射线的一面，也可以指多个探测器接收高能射线的面的组合。PET探测器、信号采样以及后续的图像重建均可以是本领域常用的技术手段，其并非本发明的核心，在此不再详述。

每一个探测部10/20中还包括驱动单元(图中未示)，驱动单元可以带动探测部10/20发生形状变化，比如，在图5的实施例中，初始状态时第一探测部10和第二探测部20的形状如图中虚线所示，在驱动单元的带动下，第一探测部10和第二探测部20一方面相对彼此做相离运动，另一方面第一探测部10和第二探测部20各自沿着两端的箭头方向做伸展运动，使得各探测模组的探测面所在的圆周直径扩大。相离运动具体指两个探测部沿着AA轴上的箭头方向背向远离，伸展运动指两个探测部沿着两端箭头的方向扩张直径。更具体地，相离运动和伸展运动使得PET装置的形状变化表现为两种：第一种变化是探测部10/20自身的弧度发生改变，从图5中的虚线部分改变为对应的实线部分，改变后的第一探测部10和第二探测部20仍为弧形，且探测面仍位于一个圆周上，但弧形所在圆的直径变大；第二种变化是相邻的探测模组之间的位置变化，为了满足探测部整体的形状变化需求，相邻的探测模组之间的相对角度会随之发生改变，使得变化后探测面仍然位于探测部所在的圆周上，表现为第一探测部10两端的探测模组12/13以及第二探测部20两端的探测模组22/23在形状变化后均朝对称轴AA的方向压缩并且探测模组之间变得紧凑。

本领域技术人员应当理解的是，由于探测面通常为平面，“探测面位于圆周上”指的是各探测面连接而形成的多边形中的每一条边均与同一圆周相切，或者每一个探测面的中点均位于同一个圆周上。若不考虑探测面制作成本，还可以将探测面制作为弧形平面，这都是本领域技术人员容易想到的，在此不再赘述。

图5中探测部的形状变化可以增加结构的开放性，左右两侧的可操作空间变大使得PET设备能够更好地与病床、放疗设备等器材结合，或者给予操作人员更多的操作空间，同时探测部内径的增大也使得PET设备能够更方便的实时探测同一病人的不同躯体部分，比如从头部变换为躯干，或者更方便的切换不同体积的病人。另外，该结构变化前后探测部始终处于圆周上，能够保证成像视野处于圆形内，保障PET设备系统响应的均一性并且不明显的降低系统灵敏度。

图6是根据本发明另一个实施例的PET的形状变化示意图，由图6可知，本发明提供的PET装置还可以实现相向运动和弯曲运动，相向运动具体指两个探测部沿着AA轴上的箭头方向相互靠近，弯曲运动指两个探测部各自沿着两端的箭头方向做弯曲运动，使得各探测模组的探测面所在的圆周直径缩小。更具体地，相向运动和弯曲运动使得PET装置的形状变化表现为两种：第一种变化是探测部10/20自身形状的变化，其自身的弧度发生改变，从图6中的虚线部分改变为对应的实线部分，改变后的第一探测部10和第二探测部20仍为圆弧形，且探测面仍位于一个圆周上，但圆弧的直径变小；第二种变化是相邻的探测模组之间的位置变化，为了满足探测部整体的形状变化需求，相邻的探测模组之间的相对角度会随之发生改变，使得变化后探测面的中心仍然位于探测部所在的圆周上，表现为第一探测部10两端的探测模组12/13以及第二探测部20两端的探测模组22/23在形状变化后均朝圆心的方向运动，第一探测部10和第二探测部20沿着弧线方向表面上看起来像是拉长并且探测模组之间变得稀疏。

图6中探测部的形状变化虽然会导致结构的开放性降低，即左右两侧的可操作空间变小，但是在某些特殊应用场合不需要特别大的操作空间时，或者在不影响PET设备与病床、放疗设备等器材结合或者不影响操作人员操作时，该结构变化能够显著提高PET设备系统响应的均一性并且提高系统的灵敏度，有利于获得更准确的扫描结果。

图7是根据本发明又一个实施例的PET的形状变化示意图，图7的实施例与图5、图6的实施例相比，除了能够完成相离、相向运动和伸展、弯曲运动之外，还能够实现旋转运动。相离、相向运动和伸展、弯曲运动与图5、图6实施例中所述相同，在此不再赘述。旋转运动指两个探测部完成相离、相向运动和伸展、弯曲运动后，其中至少一个探测部还可以沿着图7中箭头C所示的方向围着对应的圆周做旋转运动，发生一定的角位移。当只有一个探测部做旋转运动或者两个探测部旋转的角度不同时，由于PET成像过程中需要找出位于同一条直线上向相反方向飞行的伽马光子，导致其中一个探测部中的一部分探测模组无法与另一个探测部中的探测模组对应，因此会改变PET装置的覆盖角τ，比如，图7中经过相向运动后，探测模组12应当与探测模组23对应，探测模组13应当与探测模组22对应，旋转运动以后，探测模组12和探测模组22失去了对应的探测模组，探测模组13与探测模组24对应，探测模组23与探测模组14对应，覆盖角τ变小。当两个探测部沿着圆周旋转相同的角度时，各个探测模组之间的对应关系并不会发生变化，比如，旋转后探测模组12仍然与探测模组23对应，探测模组22仍然与探测模组13对应。

图7中当一个探测部旋转或者两个探测部旋转不同角度时，虽然会牺牲系统一部分的灵敏度、降低图像的质量，但这种降幅仍处于可接受的范围内，在此情况下，旋转运动将使得结构一侧的开放性大幅提高，即其中一侧的可操作空间变大，方便某些特殊应用场合下(比如手术)的操作。当两个探测部同时旋转时，系统的灵敏度和图像质量并不会降低，旋转运动可以使得在被测物不动的前提下，改变两侧开口与被测物之间的相对位置，便于对不同部位进行操作，或者验证/补充初始扫描所获得的结果。

图8是根据本发明一个实施例的PET的形状变化示意图，在图8的实施例中，本发明提供的PET装置的双弧形布置形式经过运动后可以形成圆环形布置形式，即探测部10和15经过相近运动、弯曲运动后围成没有缺口的圆环形状。本领域技术人员应当理解的是，该PET装置还可以逆向由圆环形布置形式变化为双弧形布置形式，在此不再赘述。该种结构变化带来的优势为可以根据实际需要选择所需的检测精度或者选择是否需要进一步操作，比如，当手术操作完成后，需要随之检验术后成果时，可以将双弧形布置形式立即改变为圆环形布置形式，从而获得高精度的成像结果，方便进行实时成效判断。

图9是根据本发明另一个实施例的PET的形状变化示意图，在图9的实施例中，为了在形状变化前后保持两侧开口角δ的角度大小不变，本发明提供的PET装置在经过相近运动以及弯曲运动后，需要将每一个探测部两端的若干个探测模组移除，比如，运动后移除第一探测部10两端的两个探测模组12、13以及与探测模组12、13相邻的两个探测模组，同时移除第二探测部20两端的两个探测模组22、23以及与探测模组22、23相邻的两个探测模组。本领域技术人员需要注意的是，当PET装置经过逆向的相离运动和伸展运动后，会造成两侧的开口角δ变大，为了保持该角度的相对稳定，还可以在运动后在每一个探测部的两端增加对应数量的探测模组，在此不再赘述。该结构变化带来的优势为可以根据实际需要选择固定的开口角度，方便操作人员或者操作器械所需的空间，同时能够保证检测的覆盖角度前后一致，从而兼顾操作便捷以及成像结果的质量。

图10是根据本发明又一个实施例的PET的形状变化示意图，在图10的实施例中，本发明提供的PET装置还可以为C型，只有一个开口。初始状态时，探测模组的位置如图中虚线所示，此时开口角为δ₁。为了使开口角变大，C型PET需要做伸展运动，伸展运动使得PET装置的形状变化表现为两种：第一种变化是探测部20所处的圆周直径发生改变，从图10中的虚线部分改变为对应的实线部分，改变后的探测面仍位于一个圆周上，但所在圆的直径变大；第二种变化是相邻的探测模组之间的位置变化，为了满足探测部整体的形状变化需求，相邻的探测模组之间的相对角度会随之发生改变，使得变化后探测面仍然位于探测部所在的圆周上，表现为探测模组21/22在形状变化后均朝图示箭头方向压缩并且探测模组之间变得相对紧凑，此时，开口角δ₂变大。该结构变化带来的优势为可以根据实际需要选择一侧固定的开口角度，方便操作人员或者操作器械所需的空间，同时能够保证检测的覆盖角度前后一致，从而兼顾操作便捷以及成像结果的质量，这是由于C型PET相对于双弧形PET和平板PET，在探测模组数量相同时，会覆盖更大的立体角，灵敏度也更高。

图11是根据本发明另一个实施例的PET的形状变化示意图，图11的实施例与图10所示的实施例相比，该PET装置还可以进行与伸展运动相逆的弯曲运动，如图中箭头所示，开口角由初始虚线所示的δ₁变小为实线所示的δ₂。本领域技术人员需要注意的是，若为了保持该开口角的相对稳定，还可以在运动后移除两端对应数量的探测模组21/22，在此不再赘述。该结构变化带来的优势为可以根据实际需要选择一侧固定的开口角度，方便操作人员或者操作器械所需的空间，同时能够保证检测的覆盖角度前后一致，从而兼顾操作便捷以及成像结果的质量，这是由于C型PET相对于双弧形PET和平板PET，在探测模组数量相同时，会覆盖更大的立体角，灵敏度也更高。

图12是根据本发明一个实施例的PET的形状变化示意图，在图12的实施例中，本发明提供的PET装置初始为C型布置形式，经过运动后可以形成双弧形布置形式，即探测部可以经过相离运动、伸展运动后形成图5、图6所示的双弧形布置形式，开口也由一个变为两侧均有开口。本领域技术人员应当理解的是，该PET装置还可以逆向由双弧形布置形式变化为C型布置形式，而且圆型、双弧形以及C型的布置形式之间还可以彼此相互变化，图12所示的实施例仅作为示例而非限制，在此不再赘述。该种结构变化带来的优势为在保证所需的检测精度或者灵敏度的前提下，极大的提高了结构的开放性，而且能够快速变化形状，适用于多种应用场景。

上述相离运动、相近运动、旋转运动可以通过任何能够实现直线运动或者旋转运动的驱动单元实现，比如通过液压驱动单元驱动各个探测模组运动或者驱动探测部整体运动。液压驱动单元还可以与计算机连接以方便精确的控制相离运动或者相近运动的距离。具体如何设置驱动单元以及如何将驱动单元与探测部连接等技术手段属于本领域技术人员根据本发明公开的技术内容容易实现的，在此不再赘述。

上述伸展运动、弯曲运动可以通过在相邻的探测模组之间设置驱动单元实现，比如，在图13的实施例中，相邻的探测模组11/21之间可以设置一个铰链2，铰链2能够容许相邻的两个探测模组11/21之间发生转动，从而通过多个铰链或者通过多个铰链配合其它驱动单元改变整个探测部的弧度变化，使得形状变化后的探测部仍然能够位于同一个圆周上；在图14的实施例中，相邻的探测模组11/21之间可以设置一个电机3，电机3能够直接驱动相邻的两个探测模组11/21之间发生转动，从而通过多个电机驱动改变整个探测部的弧度变化，使得形状变化后的探测部仍然能够位于同一个圆周上；在图15的实施例中，同一个探测部的多个探测模组11/21之间可以设置多根相互铰接的连杆5/6，这些连杆5/6铰接于铰接点4/7/8，从而能够容许相邻的两个探测模组11/21之间发生转动，进而改变整个探测部的弧度变化，使得形状变化后的探测部仍然能够位于同一个圆周上。具体如何通过驱动单元/电机驱动探测模组围绕铰链旋转以及如何将驱动单元与探测部/探测模组/铰链/连杆连接等技术手段属于本领域技术人员根据本发明公开的技术内容容易实现的，在此不再赘述。

除了上述实施方式之外，本发明中探测部的形状变化还可以通过图16所示的方式实现。在图16的实施例中，初始状态时，PET装置包括第一探测部30和第二探测部40，第一探测部30和第二探测部40的形状以及相对位置与上述实施例中可以相同，不同之处在于，第一探测部30和第二探测部40中所包含的探测模组31/41的数量可以不同，同时，每一个探测部中的每一个/多个探测模组与支撑杆32连接，这些支撑杆32均可活动的设置于其中一个/多个环形支架33上，这些支撑杆32的延伸方向穿过探测部所形成的圆心并且可以在环形支架33上做直线运动和旋转运动，直线运动具体指支撑杆32可以带动对应的探测模组31/41沿着支撑杆32的延伸方向移动，旋转运动具体指支撑杆32和对应的探测模组31/41可以沿着环形支架33的圆周方向移动。当需要改变状态时，可以从第一探测部30和第二探测部40中分别选择若干个探测模组31/41，让选定的探测模组31/41发生直线运动和/或旋转运动，比如，图16中虚线所示的探测模组可以移动至对应的实线位置，从而形成第三探测部50和第四探测部60，第三探测部50和第四探测部60仍然形成为彼此相对的双弧形结构且仍处于同一个圆周上。

图16的实施例尤其适用于需要快速切换成像位置的应用，当仅选取其中一部分探测模组时，虽然会牺牲一部分系统的灵敏度、降低图像的质量，但这种降幅仍处于可接受的范围内，在此情况下，由于探测模组距离被测物的距离大幅减少，将提高所测信号的精度，从而抵消前述的一部分不利影响，方便某些特殊应用场合下的操作。当探测部旋转时，系统的灵敏度和图像质量并不会降低，旋转运动可以使得在被测物不动的前提下，改变两侧开口与被测物之间的相对位置，便于对不同部位进行操作，或者验证/补充初始扫描所获得的结果。

在上述所有的实施例中，由于探测部的形状发生变化，还可以对各个探测模组之间是否相对对应进行校准，图17示出了本发明提供的其中一种校准方法。该方法包括以下步骤：

步骤1：任意选取位于探测部所在圆周直径上的两组探测模组，标记这两组探测模组的探测面中垂线的交点O；

步骤2：任意选取另一组探测模组，并且标示该探测模组探测面的中垂线；

步骤3：若步骤2中的中垂线通过步骤1中的交点O，则可以判定探测部上的探测模组处于同一圆周上；若步骤2中的中垂线不通过步骤1中的交点O，则可以判定探测部上的探测模组不处于同一圆周上，此时需要进一步调整探测部的形状；

步骤4：当探测部的形状变化后，重复上述步骤1—步骤3，直至判定探测模组位于同一圆周上。

本发明还提供一种正电子发射计算机断层成像的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：采用PET装置进行成像；

步骤S2：改变步骤S1中PET装置的形状，使其至少具有一个缺口和/或PET装置的探测部所在的圆的直径发生变化；

步骤S3：采用经过步骤S2的PET装置进行成像。

在上述步骤S1中，PET装置的探测部的初始形状可以为圆形、双弧形或者C型，其中圆形、双弧形或者C型指探测部的探测面连接而形成的多边形中的每一条边均与同一圆周相切，或者每一个探测面的中点均位于同一个圆周上。

在上述步骤S2中，改变PET装置的形状包括一下几种：

第一种：若步骤S1中PET装置为圆形，则步骤S2中PET装置的形状可以改变为双弧形或者C型，在改变的过程中还可以伴随发生双弧形或者C型所在的圆周直径改变或者旋转。

第二种：若步骤S1中PET装置为双弧形，则步骤S2中PET装置的形状可以改变为圆形、双弧形或者C型，在改变的过程中还可以伴随发生双弧形或者C型所在的圆周直径改变或者旋转。

第三种：若步骤S1中PET装置为C型，则步骤S2中PET装置的形状可以改变为圆形、双弧形或者C型，在改变的过程中还可以伴随发生双弧形或者C型所在的圆周直径改变或者旋转。

上述PET装置的形状变化均包含于图5-图16所示的实施例中，在此不再重复描述。

在上述步骤S2中，改变步骤S1中PET装置的形状可以通过图14-图16中所示的实施例进行，在此不再重复描述。

在上述步骤S1或者步骤S3之前，还可以对PET装置进行校准，具体的校准步骤与图17所述的校准步骤一致。

图18是根据本发明一个实施例的不同形状PET的成像结果对比示意图，其中，被测物和探测模组在各实施例中的参数保持一致，左上角为圆形PET装置的成像结果，该成像结果图像十分清晰；右上角为将左上角的探测模组移除1/4且将PET装置的布置形式改变为双弧形结构后的成像结果，该成像结果与左上角的成像结果相比质量并没有明显的下降；左下角为将左上角的探测模组移除1/2且将PET装置的布置形式改变为双弧形结构后的成像结果，该成像结果与左上角的成像结果相比质量虽然有所下降，但仍处于可接受的范围，模拟病灶的分辨率仍然清晰可辨，证明了该PET装置在兼顾成像质量、系统灵敏度以及可操作性方面的效果颇佳。

图19是根据本发明一个实施例的不同形状PET的成像参数对比示意图，其中，横坐标表示感兴趣区域的直径，纵坐标表示对比度恢复系数和背景变异率，CRC表示对比恢复系数，BV表示背景变异率，圆形黑块对应圆形PET装置的相关参数，三角形黑块对应探测器数量为圆形PET的3/4时的相关参数，四边形黑块对应探测器数量为圆形PET的1/2时的相关参数，从图19可以看出，当探测器数量减少时，也即PET装置从圆环形变化为双弧形时，CRC和BV均会降低，但是，背景变异率仅降低4.5％～6.1％，而热区(图中黑色部分，其活度比背景区域高)的对比度仅降低3.9％～11.8％，少量性能的牺牲相对于获得的开放性和高灵敏度是完全可控的，并且不影响病灶的诊断，能够很好的兼顾系统的开放性、可调性、灵敏度以及响应均一性。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化，比如，根据以上描述的具体实施例，本领域技术人员还可以将所述探测部的形状设计为位于同一个圆周上多个圆弧形状，其中至少有两组圆弧为一一对应。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。