一种部分光导不切割的PET探测器制造技术

一种部分光导不切割的PET探测器，其特征在于：包括一种部分光导不切割的光导条阵列单元，所述光导条阵列单元是由复数个相互平行的光导条组成的阵列形式，光导条阵列单元中的部分区域的相邻光导条及其两两之间的反光材料由一整体的形状体积完全相同的光导立体块所代替。该探测器按排列次序依次包括：闪烁晶体阵列单元形成的层、光导条阵列单元所形成的层、硅光电倍增管阵列单元所形成的层。

【技术实现步骤摘要】
一种部分光导不切割的PET探测器
本专利技术涉及射线医学影像设备领域，涉及一种部分光导不切割的PET探测器，该探测器可应用在包括PET、SPECT以及类似原理的医学影像设备上。
技术介绍
在PET、SPECT等核医学影像设备中，要求对射线进行位置和能量测量，PET是最典型的采集相对反射的光电子(一般称之为真实符合事件LOR)并对应分析形成图像的医学影像方法。目前最主要的PET探测器为闪烁体探测器加上光电转换器件，射线击中闪烁体后产生闪烁荧光，闪烁荧光被光电转换器件转换为电信号，然后送到电子学系统进行处理。常用的光电转换器件包括光电倍增管、位置灵敏型光电倍增管和硅光电倍增管。硅光电倍增管是近年来开始流行起来的一种半导体光电转换器件，效果比前两种更好，增益接近光电倍增管。购买时可以是单个像素，也可以是NxN(N≥2)个像素组成的阵列,像素大小一般为1-10mm。硅光电倍增管阵列在功能上与位置灵敏型光电倍增管非常类似，但是其信号输出方式是每个像素输出一个信号，识别定位能力更强。硅光电倍增管阵列在功能上和位置灵敏型光电倍增管相似，价格则接近光电倍增管，而作为半导体器件，大批量生产时价格还有更进一步的下降空间。光电倍增管的信号读出方法有两种，一种是直接进行数字化，另外一种是通过ANGER电路(US3011057)进行编码处理后再进行数字化，利用硅光电倍增管主要是后面捡一种，可以便于利用其信号分别接收和传输的优势。通过ANGER电路处理，可以将一组光电倍增管的输出信号编码成E、X和Y三个模拟信号,从而达到达到降低电路规模的目的。现有技术中存在这样的方案(CN201410648328.4)，是在晶体阵列和硅光电倍增管阵列之间加上一层光导，通过光导的辅助进行光分配，以期望能够识别比硅光电倍增管像素更小的晶体，提高分辨率。但是现有技术中的光导的加入仅仅是用于笼统的辅助光分配，没有进一步具体的启示或指示。基于硅光电倍增管的信号读出方式也有两种，一种是每个像素单独读出后进行数字化，这样做虽然精确，但是问题是一个部位照射就采集几万个信号，完全显示甚至超越4K高清，但是目前多数情况下并不需要那么高的分辨率，另一种是用模拟预处理(CN201410648328.4)电路对硅光电倍增管阵列信号进行预处理，通过预处理可以把一个阵列的信号编码成最小4路模拟信号，达到降低电路规模的目的。目前常见的人体PET的晶体数量在3万根以上，最多的可以超过10万根，用到超过3万个硅光电倍增管像素。一般商业上可供购买的硅光电倍增管阵列为2x2、4x4或者8x8，并且以4x4为主。以32000根晶体为例，假设大约每个晶体对应一个像素，则设备需要2000片4x4的硅光电倍增管阵列，即使经过编码之后，模拟信号通道数也达到了8000个，电路规模十分庞大。与此同时，如果将上述每一个闪烁晶体条的信号都通过一个光导，再用一个硅光电倍增管对应采集下来，可以客观地将PET的所有发生时间都真实采集得到，所得PET的静态或动态图像也会达到最高的分辨率水平，但是这样做对于目前的应用条件有这么几个问题：1)很多时候并不需要这么高的分辨率，即使有关注位置，只需要能够确切地了解关注位置的区域即可，并不需要过高的分辨率；2)过高的信号处理量使得电路规模、发热量、数据处理量都很大，整个装置不仅臃肿，而且易坏，修理维护、给装置散热降温都需要大量资金、人力、设置，在应用往往得不偿失，在花费巨大、加工工艺复杂的情况下，获得的结果并不是想要的。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的光导条每个都如实切割进行采集，但是实践中并不需要如此大的信号的问题，本专利技术提供一种针对性的解决方案，也即部分光导条不切割或者不完全切割，这样在成片的采集和归总信号时，实际上并没有损失，但是减少了很多切割光导的工作量，有很大的实际意义。一种部分光导不切割的光导条阵列单元，其特征在于：所述光导条阵列单元是由复数个相互平行的光导条组成的阵列形式，所述光导条是长宽高的规格两两一致的长方体；所述光导条两两之间均设有反光材料或者镀有反光材料；将前述光导条阵列单元中的部分区域的相邻光导条及其两两之间的反光材料由一整体的形状体积完全相同的光导立体块所代替；所述部分区域数量是一个或多个。进一步地，每一个所述部分区域具体是一个N×M的矩形区域，N和M都是正整数且至少有一个大于1，N和M相等或者不相等。一种部分光导不切割的的PET探测器，其特征在于：该探测器按排列次序依次包括：闪烁晶体阵列单元形成的层、如前所述的光导条阵列单元所形成的层、硅光电倍增管阵列单元所形成的层；该闪烁晶体阵列单元形成的层由多个闪烁晶体阵列单元相邻形成，该光导条阵列单元所形成的层由多个光导条阵列单元相邻形成、该硅光电倍增管阵列单元所形成的层由多个硅光电倍增管阵列单元相邻形成；所述硅光电倍增管阵列单元是由Q个硅光电倍增管阵列横向排列而成的的阵列集合体；所述闪烁晶体阵列单元形成的层与所述光导条阵列单元所形成的层相邻接，其中每个独立的光导条均与与该光导条俯视投影面积相同的闪烁晶体条相对应，而每个所述光导立体块均与与该光导块俯视投影面积相同的若干闪烁晶体条相对应；所述反光材料是选自超强级逆反射材料、工程级反光膜、高强级反光膜、增强频谱反射膜、硫酸钡涂层中的一种或多种。进一步地，该硅光电倍增管阵列单元中的P块被替换为高反射率材料块，所述高反射率材料块为利用与该硅光电倍增管阵列单元形状适配的模具一体成型或切割而成，该高反射率材料块是全部是均一的高反射率材料或者是面向闪烁晶体阵列单元的一面涂覆有高反射率材料，该高反射率材料块面向闪烁晶体阵列单元的一面的反射率不低于50％；Q和P都是大于1的自然数，且M-N≥1。进一步地，与光导立体块俯视截面完全对应的硅光电倍增管单元的部分硅光电倍增管区域，该部分硅光电倍增管区域中的部分或全部被替换为高反射率材料块。一种PET探测器信号的处理方法，其针对如前所述的一种部分光导不切割的的PET探测器，其特征在于：对该硅光电倍增管阵列单元，用模拟预处理电路，对该硅光电倍增管阵列单元接收到的所有信号进行预处理，编码成一路或多路模拟信号；用模拟预处理电路，对该硅光电倍增管阵列单元所形成的层接收到的所有信号进行预处理时，每个经由每个光导块传递的信号都被编列入单一的一个信号之内。进一步地，所述每个经由每个光导块传递的信号都被编列入单一的一个信号之内，是将俯视截面面积对应于或者包括了每个光导块面积的所有硅光电倍增管阵列所接收到的信号，编列入单一的一个信号之内。一种PET探测器信号的处理方法，其针对如前所述的一种部分光导不切割的的PET探测器，其特征在于：对该硅光电倍增管阵列单元，用模拟预处理电路，对该硅光电倍增管阵列单元接收到的所有信号进行预处理，编码成一路或多路模拟信号；用模拟预处理电路，对该硅光电倍增管阵列单元所形成的层接收到的所有信号进行预处理时，每个经由每个光导块传递的信号都被编列入单一的一个信号之内；所述每个经由每个光导块传递的信号都被编列入单一的一个信号之内，是将俯视截面面积对应于或者包括了每个光导块面积的所有硅光电倍增管阵列所接收到的信号，编列入单一的一个信号之内；所被编制的任意一路所述模拟信号，其所编码之前的预处理信号源，至少包括一个硅光电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种部分光导不切割的光导条阵列单元，其特征在于：所述光导条阵列单元是由复数个相互平行的光导条组成的阵列形式，所述光导条是长宽高的规格两两一致的长方体；所述光导条两两之间均设有反光材料或者镀有反光材料；将前述光导条阵列单元中的部分区域的相邻光导条及其两两之间的反光材料由一整体的形状体积完全相同的光导立体块所代替；所述部分区域数量是一个或多个。

【技术特征摘要】
1.一种部分光导不切割的光导条阵列单元，其特征在于：所述光导条阵列单元是由复数个相互平行的光导条组成的阵列形式，所述光导条是长宽高的规格两两一致的长方体；所述光导条两两之间均设有反光材料或者镀有反光材料；将前述光导条阵列单元中的部分区域的相邻光导条及其两两之间的反光材料由一整体的形状体积完全相同的光导立体块所代替；所述部分区域数量是一个或多个。2.如权利要求1所述的一种部分光导不切割的闪烁晶体阵列单元，其特征在于：每一个所述部分区域具体是一个N×M的矩形区域，N和M都是正整数且至少有一个大于1，N和M相等或者不相等。3.一种部分光导不切割的的PET探测器，其特征在于：该探测器按排列次序依次包括：闪烁晶体阵列单元形成的层、如权利要求1或2之一的光导条阵列单元所形成的层、硅光电倍增管阵列单元所形成的层；该闪烁晶体阵列单元形成的层由多个闪烁晶体阵列单元相邻形成，该光导条阵列单元所形成的层由多个光导条阵列单元相邻形成、该硅光电倍增管阵列单元所形成的层由多个硅光电倍增管阵列单元相邻形成；所述硅光电倍增管阵列单元是由Q个硅光电倍增管阵列横向排列而成的的阵列集合体；所述闪烁晶体阵列单元形成的层与所述光导条阵列单元所形成的层相邻接，其中每个独立的光导条均与与该光导条俯视投影面积相同的闪烁晶体条相对应，而每个所述光导立体块均与与该光导块俯视投影面积相同的若干闪烁晶体条相对应；所述反光材料是选自超强级逆反射材料、工程级反光膜、高强级反光膜、增强频谱反射膜、硫酸钡涂层中的一种或多种。4.如权利要求3所述的一种部分光导不切割的的PET探测器，其特征在于：该硅光电倍增管阵列单元中的P块被替换为高反射率材料块，所述高反射率材料块为利用与该硅光电倍增管阵列单元形状适配的模具一体成型或切割而成，该高反射率材料块是全部是均一的高反射率材料或者是面向闪烁晶体阵列单元的一面涂覆有高...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继国，
申请(专利权)人：山东麦德盈华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37