用于正电子发射成像设备的探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探测器及正电子发射成像设备。探测器具有上端面和下端面，包括在高度方向上呈上下排列的多层探测器模块，每层探测器模块包括一层闪烁晶体模块和一层由多个光电传感器沿着长度和宽度方向耦合成的光电传感器阵列，闪烁晶体模块为由多个闪烁晶体沿着长度和宽度方向耦合成的闪烁晶体阵列，光电传感器阵列耦合在闪烁晶体模块的下端面，用于检测伽玛光子与所述闪烁晶体模块发生反应所产生的可见光子。上下排列而成的多层探测器模块中每两层闪烁晶体阵列之间设置一层光电传感器阵列，每两层光电传感器阵列之间设置一层闪烁晶体阵列，伽玛光子从上端面入射，且上端面为位于最上层的闪烁晶体模块的上表面。该探测器对γ光子的定位能力强、时间分辨率高、灵敏度高、空间分辨率好。

【技术实现步骤摘要】
用于正电子发射成像设备的探测器及正电子发射成像设备
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探测器及正电子发射成像设备。
技术介绍
正电子放射成像由于其检测原理是检测生物体中代谢活跃度，因此对癌症、神经疾病、心脑血管疾病等重大疾病的早期诊断效果较好，是一种功能成像方式。目前在正电子放射成像领域广泛采用的几种探测器晶体主要有离散晶体阵列、连续晶体和片层晶体阵列等等，其中使用离散晶体的探测器采用长条形晶体阵列与光电转换器阵列相互耦合，利用重心法(angerlogic)或者光共享(lightsharing)等方式实现入射高能光子的应用。连续晶体探测器往往使用块状晶体耦合到光电转换器阵列上，利用神经网络、SBP、最大似然法、最小二乘法等复杂算法对入射光子进行定位，且其晶体边缘空间分辨率相较于中心下降严重。片层晶体与连续晶体的探测器构建方法类似，同样需要使用复杂的定位算法以保证较高空间分辨率。离散晶体组成的探测器相较于后两者不需要使用复杂的解码算法，但是由于目前的技术所限，传统离散晶体组成的探测器只能解码二维位置信息，光子的反应深度方向(DOI，DepthofInteraction)信息往往丢失，这也是影响离散晶体探测器成像效果的一大原因，同时长条状离散晶体的光输出和时间分辨率比较差，光子在晶体中要反射很多次才能到达传感器。因此，有必要提出一种用于正电子发射成像设备的探测器、以及包括该探测器的正电子发射成像设备，以提高对γ光子的定位能力，提高系统灵敏度和空间分辨率，提高解码精度进一步提高系统分辨率。
技术实现思路
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探测器，具有上端面和下端面，包括在高度方向上呈上下排列的多层探测器模块，每层所述探测器模块包括：一层闪烁晶体模块，所述闪烁晶体模块为由多个闪烁晶体沿着长度和宽度方向耦合成的闪烁晶体阵列；以及一层由多个光电传感器沿着长度和宽度方向耦合成的光电传感器阵列，耦合在所述闪烁晶体模块的下表面，用于检测伽玛光子与所述闪烁晶体模块发生反应所产生的可见光子或紫外光；其中，上下排列而成的所述多层探测器模块中每两层所述闪烁晶体阵列之间设置一层所述光电传感器阵列，每两层所述光电传感器阵列之间设置一层所述闪烁晶体阵列，所述伽玛光子从所述上端面入射，且所述上端面为位于最上层的所述闪烁晶体模块的上表面。优选地，所述探测器模块的层数为2，包括顶层探测器模块和底层探测器模块，所述顶层探测器模块的上表面为所述上端面，所述底层探测器模块的下表面为所述下端面。优选地，所述探测器模块的层数为n，n大于2，包括顶层探测器模块和底层探测器模块，所述顶层探测器模块的上表面为所述上端面，所述底层探测器模块的下表面为所述下端面。优选地，每一所述光电传感器的上表面耦合有至少两个所述闪烁晶体。优选地，每一所述光电传感器的上表面耦合有9个所述闪烁晶体，所述闪烁晶体阵列为a×a的阵列，所述光电传感器阵列为的阵列。优选地，所述闪烁晶体为长条形状，所述闪烁晶体的高度为h，长度为b，h＞b。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种正电子发射成像设备，所述正电子发射成像设备包括读出电路模块、数据处理模块和如上述的探测器，其中，所述读出电路模块与所述光电传感器阵列连接，用于接收所述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，所述电信号是通过所述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；所述数据处理模块与所述读出电路模块连接，用于对所述能量信息和所述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。优选地，多层探测器模块的光电传感器阵列从不同方向引出信号线与所述读出电路模块连接。本专利技术由于使用多层探测器模块，具有以下优势：单个闪烁晶体高度短，γ光子在单个闪烁晶体中传播的时间缩短，时间分辨率好，由于散烁晶体的高度与反应深度测量有直接影响，多层探测器模块相当于增大了散烁晶体的总高度，提高了γ光子拦截效率和反应深度测量能力。进一步地，当一个光电传感器耦合两个闪烁晶体时，可以利用晶体间的漏光完成解码。进一步地，当探测器模块的层数为3，即为三层探测器模块构成的探测器时，对康普顿散射具有一定的探测功能，能更加准确定位γ光子的精度。在
技术实现思路
中引入了一系列简化形式的概念，这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出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为根据本专利技术一实施例的用于正电子发射成像设备的探测器的结构图；图2为根据本专利技术的一实施例的探测器模块的结构图；图3为根据本专利技术的一实施例的闪烁晶体阵列的结构图；图4为根据本专利技术的一实施例的光电传感器阵列的结构图；图5为根据本专利技术实施例的闪烁晶体阵列与光电传感器阵列相耦合的示意图；图6为根据本专利技术一实施例的正电子发射成像设备的示意图。其中，附图标记为110—探测器模块101—上端面102—下端面10—闪烁晶体模块11—闪烁晶体111—上表面112—下表面20—光电传感器阵列21—光电传感器211—上表面212—下表面100—探测器模块200—读出电路模块300—数据处理模块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。本专利技术提供一种用于正电子发射成像设备的探测器，其包括多层探测器模块。如图1所示，探测器100具有上端面101和下端面102。探测器100包括在高度方向上呈上下排列的多层探测器模块110(虽然图中仅仅给出了三层的实施例，但在实际应用中，可以是两层，三层，四层，……)，结合参阅图2，每层探测器模块110包括一层闪烁晶体模块10和一层光电传感器阵列20。结合参阅图3，闪烁晶体模块10为由多个闪烁晶体11沿着长度和宽度方向耦合成的闪烁晶体阵列，耦合而成的闪烁晶体阵列具有上表面111和下表面112。闪烁晶体11可通过切割而成，其中，箭头X所指的方向对应长度方向，箭头Y所指的方向对应宽度方向，箭头Z所指的方向对应高度方向。结合参阅图4，光电传感器阵列20由多个光电传感器21沿着长度和宽度方向耦合成的光电传感器阵列，耦合而成的光电传感器阵列20具有上表面211和下表面212。光电传感器阵列20耦合在闪烁晶体10的下表面112，用于检测伽玛光子与闪烁晶体模块10发生反应所产生的可见光子或紫外光。再一次参阅图1，上下排列而成的多层探测器模块中每两层闪烁晶体阵列10之间设置一层光电传感器阵列20，每两层光电传感器阵列20之间设置一层闪烁晶体阵列10，伽玛光子从上端面101入射，且上端面101为位于最上层的闪烁晶体模块10的上表面111，也就是说，γ光子的入射表面没有光电传感器阵列。光电传感器阵列作为探测器重要的组成部分，其尺寸、探测效率、位置分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于正电子发射成像设备的探测器，具有上端面和下端面，其特征在于，包括在高度方向上呈上下排列的多层探测器模块，每层所述探测器模块包括：一层闪烁晶体模块，所述闪烁晶体模块为由多个闪烁晶体沿着长度和宽度方向耦合成的闪烁晶体阵列；以及一层由多个光电传感器沿着长度和宽度方向耦合成的光电传感器阵列，耦合在所述闪烁晶体模块的下表面，用于检测伽玛光子与所述闪烁晶体模块发生反应所产生的可见光子或紫外光；其中，上下排列而成的所述多层探测器模块中每两层所述闪烁晶体阵列之间设置一层所述光电传感器阵列，每两层所述光电传感器阵列之间设置一层所述闪烁晶体阵列，所述伽玛光子从所述上端面入射，且所述上端面为位于最上层的所述闪烁晶体模块的上表面。

【技术特征摘要】
1.一种用于正电子发射成像设备的探测器，具有上端面和下端面，其特征在于，包括在高度方向上呈上下排列的多层探测器模块，每层所述探测器模块包括：一层闪烁晶体模块，所述闪烁晶体模块为由多个闪烁晶体沿着长度和宽度方向耦合成的闪烁晶体阵列；以及一层由多个光电传感器沿着长度和宽度方向耦合成的光电传感器阵列，耦合在所述闪烁晶体模块的下表面，用于检测伽玛光子与所述闪烁晶体模块发生反应所产生的可见光子或紫外光；其中，上下排列而成的所述多层探测器模块中每两层所述闪烁晶体阵列之间设置一层所述光电传感器阵列，每两层所述光电传感器阵列之间设置一层所述闪烁晶体阵列，所述伽玛光子从所述上端面入射，且所述上端面为位于最上层的所述闪烁晶体模块的上表面。2.如权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述探测器模块的层数为2，包括顶层探测器模块和底层探测器模块，所述顶层探测器模块的上表面为所述上端面，所述底层探测器模块的下表面为所述下端面。3.如权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述探测器模块的层数为n，n大于2，包括顶层探测器模块和底层探测器模块，所述顶层探测器模块的上表面为所述上端面，所述底层...

【专利技术属性】
技术研发人员：解强强，谢思维，张熙，赵指向，黄秋，彭旗宇，
申请(专利权)人：中派科技深圳有限责任公司，广东影诺数字医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44