一种PET检测器及其制作方法技术

本申请提供一种PET检测器及其制作方法，其中PET检测器包括：依次连接的闪烁晶体阵列、探测单元和信号处理电路；闪烁晶体阵列包括多个闪烁晶体单元，闪烁晶体单元包括：入光面、出光面以及用于连接入光面和出光面的晶体侧面；探测单元包括多个探测像素；每一个探测像素与一个闪烁晶体单元对应连接；与探测单元连接的信号处理电路，用于根据电信号识别得到γ光子对应的事件信息；闪烁晶体单元的晶体侧面具有倾斜角度，且晶体侧面具有用于反射所述闪烁晶体单元产生的光信号的反射层；闪烁晶体单元的出光面，与探测像素中用于接收光信号的入光面尺寸相同且对准耦合。本申请使得探测像素输出的脉冲能量较大，提高了检测效率。

PET detector and manufacturing method thereof

This application provides a PET detector and a preparation method thereof, wherein the PET detector comprises a scintillation crystal array, in turn connected to the detection unit and the signal processing circuit; scintillation crystal array includes a plurality of scintillation crystal unit, scintillation crystal unit includes: a light incident surface, and is used to connect the input surface and a side surface of the crystal; detection the detection unit includes a plurality of pixels; each pixel detection and a scintillation crystal unit is connected with the signal processing circuit; the detection unit is connected, according to electrical signals corresponding to the identified gamma photon event information; the side surface of the crystal crystal unit has a tilt angle, and the side surface of the crystal has a reflective layer of optical signal the reflection unit generates a scintillation crystal; the light emitting crystal unit and detecting pixel for receiving optical signals into light Of the same size and aligned. The application makes the output energy of the detected pixel larger and improves the detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种PET检测器及其制作方法
本申请涉及医疗设备技术，特别涉及一种PET检测器及其制作方法。
技术介绍
PET(PositronEmissionTomograph，正电子发射计算机断层扫描)检测器是用于采集正电子湮灭事件的事件信息的装置，例如，可以采集获取事件信息中的γ光子被闪烁晶体接收的位置、时间以及所触发的能量。PET检测器可以包括：闪烁晶体阵列、探测单元和信号处理电路；其中，闪烁晶体阵列用于接收γ光子并产生对应的光信号，与闪烁晶体阵列连接的探测单元例如可以是SiPM或者APD等，用于将所述γ光子对应的光信号转换为电信号，与探测单元连接的信号处理电路，用于根据探测单元产生的电信号识别得到事件信息。探测单元是一个由很多探测像素组成的阵列结构，每个探测像素与闪烁晶体阵列中的一个闪烁晶体单元一一对应相连，闪烁晶体单元产生的光信号可以输入到探测像素中。但是，相邻的探测像素之间存在缝隙，现有技术中，会有很大一部分光信号出射到该缝隙处，造成光信号输出的损失，而光信号损失将降低检测器的检测效率；即使相关技术中可以设置反光面，用以将缝隙处的出光反射到探测像素中，而多次反射后的光信号能量大幅降低，仍然无法有效提高检测器的检测效率。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种PET检测器及其制作方法，以提高PET检测器的检测效率。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：第一方面，提供一种PET检测器，所述PET检测器包括：依次连接的闪烁晶体阵列、探测单元和信号处理电路；所述闪烁晶体阵列包括多个闪烁晶体单元，所述闪烁晶体单元包括：用于接收γ光子的入光面、用于输出γ光子触发产生的光信号的出光面、以及用于连接入光面和出光面的晶体侧面；所述探测单元包括以阵列式组成的多个探测像素；每一个探测像素与一个闪烁晶体单元对应连接，用于将所述闪烁晶体单元输出的光信号转换为电信号；与所述探测单元连接的信号处理电路，用于根据所述电信号识别得到γ光子对应的事件信息；所述闪烁晶体单元的晶体侧面具有倾斜角度，且所述晶体侧面具有用于反射所述闪烁晶体单元产生的光信号的反射层；所述闪烁晶体单元的出光面，与所述探测像素中用于接收光信号的入光面尺寸相同且对准耦合。第二方面，提供一种PET检测器的制作方法，所述方法包括：制作闪烁晶体单元，所述闪烁晶体单元包括：用于接收γ光子的入光面、用于输出γ光子触发产生的光信号的出光面、以及用于连接入光面和出光面的晶体侧面；所述晶体侧面具有倾斜角度，且设置闪烁晶体单元的出光面与探测像素的入光面尺寸相同；在制作得到的闪烁晶体单元的所述晶体侧面，粘贴用于反射所述闪烁晶体单元产生的光信号的反射层；将多个闪烁晶体单元组成闪烁晶体阵列；填充探测单元中的各个相邻的探测像素之间的缝隙；将所述闪烁晶体单元的出光面，与探测像素中用于接收光信号的入光面对准耦合；将信号处理电路连接在所述探测单元上。本申请提供的PET检测器及其制作方法，通过将闪烁晶体单元的出光面设置为与探测像素的入光面之间的尺寸相同，使得晶体单元输出的光信号基本上都可以进入到探测像素，不会再出射到探测像素之间的缝隙处；并且，通过将闪烁晶体单元的晶体侧面设置为倾斜的侧面，并且在该侧面贴设反射层，能够有效的快速反射光信号，使得光信号沿晶体轴线方向在晶体内部快速的向下传导，直至进入到探测像素；因此，本申请的PET检测器可以使得闪烁晶体单元产生的光信号，绝大部分都可以进入到探测像素，进而使得探测像素输出的脉冲能量较大，提高检测效率。附图说明图1是本申请一示例性实施例示出的一种PET检测器的组成结构；图2是本申请一示例性实施例示出的一种探测单元的结构示意图；图3是本申请一示例性实施例示出的一种闪烁晶体阵列与探测单元之间的连接结构；图4是本申请一示例性实施例示出的一种光信号的反射路线图；图5是本申请一示例性实施例示出的一种晶体侧面的倾斜角度确定原理图；图6是本申请一示例性实施例示出的一种阻挡部件设置示意图；图7是本申请一示例性实施例示出的另一种阻挡部件设置示意图；图8是本申请一示例性实施例示出的一种PET检测器的制作流程；图9是按照图8的流程形成的PET检测器的结构示意图；图10是PET检测器的工作原理示意图。具体实施方式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申请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、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。图1示出了PET检测器所包括的三个组成部分：闪烁晶体阵列11、探测单元12和信号处理电路13。其中，闪烁晶体阵列11包括以阵列形式排列的多个闪烁晶体单元，每一个闪烁晶体单元用于接收正电子湮灭事件产生的γ光子，并在该γ光子的触发下发生电离，激发出光信号。而与闪烁晶体阵列11连接的探测单元，用于收集该光信号，并转换为相应的电信号即脉冲；对于闪烁晶体单元输出的光信号，并不一定能够全部被探测单元接收，部分光信号可能丢失，而探测单元产生的电信号的能量大小与其接收到的光信号的多少有关，接收的光信号越多，产生的电信号能量越大。与探测单元连接的信号处理电路，可以通过识别所述电信号的能量，来确定该电信号的产生是否表明已经接收到正电子湮灭事件产生的γ光子。简单举例来说，假设一个γ光子撞击到闪烁晶体单元后，该晶体单元产生出3000个可见光光子，并且如果这些可见光光子全部被探测单元接收后，探测单元根据可见光光子转换成的电脉冲的能量足够高，信号处理电路通过识别该能量的大小即可确定接收到了γ光子；而如果损失了很大一部分可见光光子，只有1000个可见光光子被探测单元接收，那探测单元产生的电脉冲的能量较低，信号处理电路识别到该电脉冲的能量小而判定为未接收到γ光子。可见，闪烁晶体阵列与探测单元之间的光信号的可靠传输非常重要，直接影响到是否能够快速准确的检测到正电子湮灭事件的发生，如果能够保证足够多的光信号传输至探测单元，则可以有助于PET检测器快速准确的检测到γ光子，即提高检测效率。本申请中的探测单元12的结构可以参见图2所示，该探测单元12可以包括以阵列式组成的多个探测像素，例如，图2中的探测像素121、探测像素122等。每一个探测像素包括一个有效受光面123，闪烁晶体单元输出的光信号可以由该有效受光面123进入到探测像素中，用于转换为电信号。相邻的探测像素的有效受光面之间，可以称为探测像素间的缝隙124，该缝隙124不能接收光信号，可以使用具有一定粘接性和流动性的胶填充到该缝隙处。示例性的，本申请的探测单元可以为：由多个SiPM像素组成的SiPM阵列。图3示例了闪烁晶体阵列与探测单元之间的连接结构，如图3所示，闪烁晶体阵列的闪烁晶体单元、与探测单元的探测像素之间，采用一一对应连接的结构。例如，闪烁晶体单元31与探测像素32之间对应连接，闪烁晶体单元33与探测像素34之间对应连接。每一个闪烁晶体单元可以包括：入光面35、出光面36和用于连接入光面和出光面的晶体侧面37，其中，入光面35用于接收γ光子，出光面36用于输出γ光子触发产生的光信号，本例子中，晶体侧面37具有倾斜角度，例如图3示例的，晶体侧面与闪烁晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PET检测器，其特征在于，所述PET检测器包括：依次连接的闪烁晶体阵列、探测单元和信号处理电路；所述闪烁晶体阵列包括多个闪烁晶体单元，所述闪烁晶体单元包括：用于接收γ光子的入光面、用于输出γ光子触发产生的光信号的出光面、以及用于连接入光面和出光面的晶体侧面；所述探测单元包括以阵列式组成的多个探测像素；每一个探测像素与一个闪烁晶体单元对应连接，用于将所述闪烁晶体单元输出的光信号转换为电信号；与所述探测单元连接的信号处理电路，用于根据所述电信号识别得到γ光子对应的事件信息；所述闪烁晶体单元的晶体侧面具有倾斜角度，且所述晶体侧面具有用于反射所述闪烁晶体单元产生的光信号的反射层；所述闪烁晶体单元的出光面，与所述探测像素中用于接收光信号的入光面尺寸相同且对准耦合。

【技术特征摘要】
1.一种PET检测器，其特征在于，所述PET检测器包括：依次连接的闪烁晶体阵列、探测单元和信号处理电路；所述闪烁晶体阵列包括多个闪烁晶体单元，所述闪烁晶体单元包括：用于接收γ光子的入光面、用于输出γ光子触发产生的光信号的出光面、以及用于连接入光面和出光面的晶体侧面；所述探测单元包括以阵列式组成的多个探测像素；每一个探测像素与一个闪烁晶体单元对应连接，用于将所述闪烁晶体单元输出的光信号转换为电信号；与所述探测单元连接的信号处理电路，用于根据所述电信号识别得到γ光子对应的事件信息；所述闪烁晶体单元的晶体侧面具有倾斜角度，且所述晶体侧面具有用于反射所述闪烁晶体单元产生的光信号的反射层；所述闪烁晶体单元的出光面，与所述探测像素中用于接收光信号的入光面尺寸相同且对准耦合。2.根据权利要求1所述的PET检测器，其特征在于，所述晶体侧面与所述闪烁晶体单元的入光面成锐角，与闪烁晶体单元的出光面成钝角。3.根据权利要求1或2所述的PET检测器，其特征在于，所述闪烁晶体阵列的相邻闪烁晶体单元之间，设置：用于防止γ光子在晶体间串扰的阻挡部件。4.根据权利要求3所述的PET检测器，其特征在于，所述阻挡部件，包括：挡片、或者三棱柱。5.根据权利要求4所述的PET检测器，其特征在于，所述阻挡部件的材料包括：钨、或者铅；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁国栋，吴国城，李楠，赵健，
申请(专利权)人：沈阳东软医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21