用于正电子发射成像设备的检测器及正电子发射成像设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于正电子发射成像设备的检测器及正电子发射成像设备。检测器包括：闪烁晶体，其中，闪烁晶体是一体化的闪烁晶体，并且闪烁晶体具有通孔，通孔用于容纳待成像对象；以及至少一个光电传感器阵列，与闪烁晶体耦合，用于检测伽玛光子与闪烁晶体发生反应所产生的可见光子，其中，伽玛光子通过在待成像对象体内发生的正电子湮灭效应产生。根据本发明专利技术实施例的检测器使得采用该检测器的正电子发射成像设备的伽玛光子定位精度高、灵敏度高、边缘效应弱、机械设计难度低。

Detector for positron emission imaging device and positron emission imaging device

The invention provides a detector for a positron emission imaging device and a positron emission imaging device. The detector comprises a scintillation crystal, which is the integration of the crystal crystal, and crystal has a through hole, the through hole for containing an object to be imaged; and at least one photoelectric sensor array, coupled with a scintillation crystal, for the detection of gamma photons and scintillation crystal reaction generated by visible photons, the gamma photon the effect of positron annihilation in the object to be imaged. According to the detector of the embodiment of the invention, the gamma ray positioning precision of the positron emission imaging device using the detector is high, the sensitivity is high, the edge effect is weak, and the mechanical design is difficult.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及正电子发射成像领域，具体地，涉及一种用于正电子发射成像设备的检测器及正电子发射成像设备。
技术介绍
正电子发射成像的全称为正电子发射型计算机断层显像(PositronEmissionComputedTomography，简称PET)，是一种利用放射性核素示踪方法来显示人体或动物体内部结构的技术，是核医学研究和临床诊断的主要手段。在传统的正电子发射成像设备中，一般由多个方形检测器(包括闪烁晶体、光电传感器等装置)通过机械结构拼接成环形或者近似球形的检测器系统，用来检测伽玛光子。具体地，传统的正电子发射成像设备的每一个闪烁晶体(或闪烁晶体阵列)与光电传感器耦合组成独立的检测器，并通过复杂的机械结构将多个独立的检测器拼接在一起组成正电子发射成像设备的检测器系统。由于检测器的组装拼接，导致传统的正电子发射成像设备存在下述问题。(1)、由于检测器拼接在一起，因此整个检测器系统存在一定的位置误差，对符合伽玛光子对的定位精度产生一定的影响，从而降低正电子发射成像设备的空间分辨率。(2)、受到检测器之间的间隙、封装盒壁厚等因素的影响，晶体填充率会有所下降，造成部分光子信号可能丢失，使得正电子发射成像设备的灵敏度降低。(3)、在两个检测器之间的拼接界面处存在边缘效应，使得检测获得的、伽玛光子在闪烁晶体内的反应位置具有较大误差。(4)、由于需要通过复杂的机械结构将检测器拼接在一起，因此，在进行机械系统设计时需要解决检测器的支撑、配合、对中度等问题，导致正电子发射成像设备的机械设计难度高且成本大。因此，需要提供一种新的用于正电子发射成像设备的检测器，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供一种用于正电子发射成像设备的检测器。该检测器包括：闪烁晶体，其中，闪烁晶体是一体化的闪烁晶体，并且闪烁晶体具有通孔，通孔用于容纳待成像对象；以及至少一个光电传感器阵列，与闪烁晶体耦合，用于检测伽玛光子与闪烁晶体发生反应所产生的可见光子，其中，伽玛光子通过在待成像对象体内发生的正电子湮灭效应产生。根据本专利技术的另一方面，提供一种正电子发射成像设备。该正电子发射成像设备包括上述检测器、读出电路和数据处理模块，其中，读出电路与至少一个光电传感器阵列连接，用于接收至少一个光电传感器阵列输出的电信号，并输出伽玛光子的能量信息和时间信息，电信号是通过至少一个光电传感器阵列对其检测到的可见光子的光信号进行转换而获得的；数据处理模块与读出电路连接，用于对能量信息和时间信息进行数据处理和图像重建，以获得待成像对象的扫描图像。根据本专利技术实施例的检测器使得采用该检测器的正电子发射成像设备的伽玛光子定位精度高、灵敏度高、边缘效应弱、机械设计难度低。在
技术实现思路
中引入了一系列简化的概念，这些概念将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。以下结合附图，详细说明本专利技术的优点和特征。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施方式及其描述，用来解释本专利技术的原理。在附图中，图1示出根据本专利技术一个实施例的用于正电子发射成像设备的检测器的示意性框图；图2a示出根据本专利技术一个实施例的用于正电子发射成像设备的检测器的示意图；图2b示出根据本专利技术另一个实施例的用于正电子发射成像设备的检测器的示意图；图2c示出根据本专利技术又一个实施例的用于正电子发射成像设备的检测器的示意图；图2d示出根据本专利技术再一个实施例的用于正电子发射成像设备的检测器的示意图；以及图3示出根据本专利技术一个实施例的正电子发射成像设备的示意图。具体实施方式在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本专利技术。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本专利技术的较佳实施例，本专利技术可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了解决上述问题，本专利技术提出一种用于正电子发射成像设备的检测器和正电子发射成像设备。根据本专利技术实施例，采用一体化的闪烁晶体及与其适配的光电传感器阵列组成检测器，可以解决在传统的正电子发射成像设备中由于检测器拼接而造成的问题。图1示出根据本专利技术一个实施例的用于正电子发射成像设备的检测器100的示意性框图。如图1所示，检测器100包括闪烁晶体110和与其耦合的至少一个光电传感器阵列120。为了简洁，图1仅示例性地示出了一个光电传感器阵列。闪烁晶体110具有一体化结构。示例性地，闪烁晶体110可以是在制造过程中通过一体成型技术直接获得的，未经过任何形式的拼接与组装。示例性地，闪烁晶体110可以构造为圆柱状晶体或者多棱柱状晶体。闪烁晶体110的中心具有一通孔，其可以贯穿闪烁晶体110的两个底面。通孔用于容纳待成像对象(诸如小动物等)，即用于待成像对象通过该通孔进入正电子发射成像设备。示例性地，通孔可以构造为多边形通孔或者圆形通孔。至少一个光电传感器阵列120与闪烁晶体110耦合，用于检测伽玛光子与闪烁晶体110发生反应所产生的可见光子。示例性地，至少一个光电传感器阵列120可以与闪烁晶体110直接耦合或通过光学胶水耦合。伽玛光子通过在待成像对象体内发生的正电子湮灭效应产生。具体地，在利用正电子发射成像设备扫描待成像对象时，可以向待成像对象体内注射含有放射性同位素的示踪物。当同位素放出的正电子与待成像对象体内的负电子相遇时会发生湮灭，由此产生一对方向相反(相差180度)、能量均为511KeV的伽玛光子。产生的一对方向相反的伽玛光子分别入射到闪烁晶体110中的两个相对的位置中。入射到闪烁晶体110内的伽玛光子可以与闪烁晶体110发生反应，由此产生大量可见光子。与闪烁晶体110耦合的光电传感器阵列120可以检测这些可见光子，并且当其检测到可见光子时，可以将可见光子的光信号转换为电信号并将转换获得的电信号输出。闪烁晶体110可以是任何合适的晶体，本专利技术不对此进行限制。例如，闪烁晶体110可以是锗酸铋(BGO)、硅酸钇镥(LYSO)或溴化镧(LaBr3)等。光电传感器阵列120可以是由任何合适的光电传感器组成的阵列，例如光电倍增管(PMT)、硅光电倍增管(SiPM)或雪崩光电二极管(APD)等。如上文所述，闪烁晶体110可以是多棱柱状晶体或圆柱状晶体，通孔可以是圆形通孔或多边形通孔。当然，这并非对本专利技术的限制，一体化的闪烁晶体110可以具有其他合适的构造。示例性地，在闪烁晶体110为多棱柱状晶体的情况下，光电传感器阵列120可以覆盖多棱柱状晶体的侧面。在闪烁晶体110的通孔为多边形通孔的情况下，光电传感器阵列120可以覆盖多边形通孔的内壁。无论闪烁晶体110是多棱柱状晶体还是圆柱状晶体，光电传感器阵列120都可以覆盖闪烁晶体的上底面和/或下底面。应注意，在闪烁晶体110是多棱柱状晶体或圆柱状晶体的情况下，闪烁晶体110具有两个底面，其中哪个底面是上底面以及哪个底面是下底面可以根据需要设定，本专利技术不对此进行限制。与传统的正电子发射成像设备相比，采用根据本专利技术实施例的检测器的正电子发射成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于正电子发射成像设备的检测器，包括：闪烁晶体，其中，所述闪烁晶体是一体化的闪烁晶体，并且所述闪烁晶体具有通孔，所述通孔用于容纳待成像对象；以及至少一个光电传感器阵列，与所述闪烁晶体耦合，用于检测伽玛光子与所述闪烁晶体发生反应所产生的可见光子，其中，所述伽玛光子通过在所述待成像对象体内发生的正电子湮灭效应产生。

【技术特征摘要】
1.一种用于正电子发射成像设备的检测器，包括：闪烁晶体，其中，所述闪烁晶体是一体化的闪烁晶体，并且所述闪烁晶体具有通孔，所述通孔用于容纳待成像对象；以及至少一个光电传感器阵列，与所述闪烁晶体耦合，用于检测伽玛光子与所述闪烁晶体发生反应所产生的可见光子，其中，所述伽玛光子通过在所述待成像对象体内发生的正电子湮灭效应产生。2.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述闪烁晶体是多棱柱状晶体，所述通孔是圆形通孔，所述通孔贯穿所述闪烁晶体的两个底面。3.根据权利要求2所述的检测器，其特征在于，所述闪烁晶体的每个侧面与一个或多个光电传感器阵列耦合，所述通孔的内壁镀制高反射涂层或高反射膜。4.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述闪烁晶体是圆柱状晶体，所述通孔是多边形通孔，所述通孔贯穿所述闪烁晶体的两个底面。5.根据权利要求4所述的检测器，其特征在于，所述闪烁晶体的侧面镀制高反射涂层或高反射膜，所述通孔的每个内壁与一个或多个光电传感器阵列耦合。6.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述闪烁晶体是多棱柱状晶体，所述通孔是多边形通孔，所述通孔贯穿所述闪烁晶体的两个底面...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢思维，黄秋，龚政，赵指向，翁凤花，彭旗宇，
申请(专利权)人：武汉中派科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42