探测器和发射成像设备制造技术

本发明专利技术提供一种探测器和发射成像设备。探测器包括多个闪烁晶体，多个闪烁晶体形成晶体阵列，晶体阵列具有第一端和第二端，闪烁晶体具有位于第一端与第二端之间的侧面；多个第一光电传感器，多个第一光电传感器形成第一传感器阵列，第一传感器阵列耦合至第一端；以及多个第二光电传感器，多个第二光电传感器形成第二传感器阵列，第二传感器阵列耦合至第二端；其中，侧面包括位于相邻两个第一光电传感器之间的第一侧面和位于相邻两个第二光电传感器之间的第二侧面，第一侧面在远离第一端位置设置有第一透光窗口，第二侧面在远离第二端位置设置有第二透光窗口。该探测器可以同时利用窗口法和双端法来更高精度地计算DOI，空间分辨率更高。率更高。率更高。

【技术实现步骤摘要】
探测器和发射成像设备


[0001]本专利技术涉及发射成像设备的
，具体地，涉及一种探测器和发射成像设备。

技术介绍

[0002]随着科学技术水平的不断提高，人们处理复杂病症的手段越来越多。计算机断层成像技术是人们在核医学影像设备领域的重大突破。发射型计算机断层成像(Emission Computed Tomography，以下简称ECT)亦称放射性核素计算机断层成像，是一种能显示放射性核素在人体内各层面的分布及立体分布影像的显像技术。ECT可以检测器官的新陈代谢和血流状态，是一种动态的、功能性的成像技术。目前，正电子发射断层成像(Positron Emission Computed Tomography，以下简称PET)是较为常用的ECT技术。
[0003]现有的PET技术中通常采用窗口法或者双端法来获取反应深度信息(Depth Of Interaction，以下简称DOI)。在窗口法中，探测器在远离光电传感器的一端设置了透光窗口，当某一闪烁晶体检测到γ光子时，产生的可见光可以传递至该闪烁晶体所耦合的光电传感器，其中部分可见光可以通过透光窗口传递到相邻的另一个光电传感器，反应位置越远离该闪烁晶体所耦合的光电传感器，相邻的另一个光电传感器检测到的可见光越多，根据这两个光电传感器检测到可见光的比例，就可以计算DOI。在双端法中，探测器的两端均设置有光电传感器，当某一闪烁晶体检测到γ光子时，产生的可见光可以传递至该闪烁晶体两端所耦合的两个光电传感器上，根据闪烁晶体上检测到γ光子的位置不同，这两个光电传感器检测到的可见光的比例也会不同，其中，更加靠近闪烁晶体检测到γ光子位置处的光电传感器上会检测到更多的可见光，由此可以计算DOI。
[0004]现有的双端法计算DOI的设计中，闪烁晶体的侧面需要铺满反光层，而现有的窗口法计算DOI的设计中，闪烁晶体的侧面需要设置有透光窗口，这样的两种设计是相互矛盾的。另外，一方面对于窗口法而言，闪烁晶体检测到γ光子的位置靠近两端时，产生的可见光传递至两个光电传感器的距离几乎相等，这样由两个光电传感器检测到可见光的比例计算所得的DOI精度较差；另一方面对于双端法而言，闪烁晶体检测到γ光子的位置位于中间深度部分时，产生的可见光传递至两个光电传感器的距离几乎相等，这样由两个光电传感器检测到可见光的比例计算所得的DOI精度较差。

技术实现思路

[0005]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，提供一种探测器。探测器包括多个闪烁晶体，多个闪烁晶体形成晶体阵列，晶体阵列具有第一端和第二端，闪烁晶体具有位于第一端与第二端之间的侧面；多个第一光电传感器，多个第一光电传感器形成第一传感器阵列，第一传感器阵列耦合至第一端；以及多个第二光电传感器，多个第二光电传感器形成第二传感器阵列，第二传感器阵列耦合至第二端；其中，侧面包括位于相邻两个第一光电传感器之间的第一侧面和位于相邻两个第二光电传感器之间的第二侧面，第一侧面在远离第一端位置设置有第一透光窗口，第二侧面在远离第二端位置设置
有第二透光窗口。
[0006]本专利技术提供的探测器，可以同时利用窗口法和双端法来计算出闪烁晶体的DOI信息，计算结果可以相互参考，其中，所得反应位置靠近闪烁晶体的中部区域时，窗口法计算所得的DOI信息具有更强的参考意义，而所得反应位置靠近闪烁晶体的两端区域时，双端法计算所得的DOI信息具有更强的参考意义，这样可以使得拟合获得的最终结果具有更高的精度，而且克服了反应位置靠近闪烁晶体两端位置处时，利用窗口法计算DOI信息的精度低的问题，以及克服了反应位置靠近闪烁晶体中部区域处时，利用双端法计算DOI信息的精度低的问题。这样的探测器相较于单独使用窗口法或双端法计算闪烁晶体的DOI，可以更高精度地计算闪烁晶体的DOI信息，具有更高的空间分辨率，探测效果更好。
[0007]示例性地，闪烁晶体尺寸为X
×
Y，第一光电传感器的尺寸为4X
×
4Y。本专利技术提供的探测器中第一光电传感器和闪烁晶体的尺寸比例可以为1：4，由此可以使用更小尺寸的闪烁晶体，进而整体装置可以具有更小的尺寸以应用于小动物PET探测。
[0008]示例性地，第二光电传感器的尺寸为4X
×
4Y。这样，第一光电传感器和第二光电传感器以及闪烁晶体都可以具有较小的尺寸，进一步使得整体装置可以具有更小的尺寸，这样的探测器应用于小动物PET探测时效果更好。
[0009]示例性地，晶体阵列的大小为A1
×
B1，第一传感器阵列的大小为A2
×
B2，A2＝A1，B2＝B1，以使晶体阵列在第一端被第一传感器阵列完全覆盖。这样的探测器，可以确保每个受到γ光子撞击的闪烁晶体所产生的可见光，至少能被一个第一光电传感器检测，这样可以避免γ光子撞击闪烁晶体的事件不被检测的情况，提升了探测器的探测效率。
[0010]示例性地，第二传感器阵列的大小为A3
×
B3，A3＜A1，B3＜B1，以使晶体阵列在第二端分成被第二传感器阵列覆盖的中部区和未被第二传感器阵列覆盖的周围区，侧面包括有位于中部区与周围区之间的第三侧面，第三侧面在远离第二端位置设置有第三透光窗口。探测器在需要扩大探测范围时，只需要补接一些第二光电传感器，就可以使得能实现窗口法和双端法计算DOI的闪烁晶体更多，此时第三透光窗口可以起到和第二透光窗口一样的作用，从而扩大了探测器的探测范围。
[0011]示例性地，闪烁晶体尺寸为X
×
Y，晶体阵列具有相互垂直的第一方向和第二方向，周围区的外缘与中部区的外缘在第一方向上的距离为2X，周围区的外缘与中部区的外缘在第二方向上的距离为2Y。这样的探测器更加规整，多个探测器可以拼接以实现更大的探测范围。
[0012]示例性地，第二传感器阵列的大小为A4
×
B4，A4＞A1，B4＞B1，以使第二传感器阵列具有覆盖晶体阵列的覆盖区和超出在晶体阵列外的超出区。超出区的设计，可以确保第二传感器阵列已经完全覆盖了晶体阵列的第二端，从而在第一传感器阵列也覆盖了晶体阵列的第一端的情况下，可以确保每一个闪烁晶体都可以实现双端法计算DOI，因此提高了探测器对于计算DOI的精度。
[0013]示例性地，闪烁晶体尺寸为X
×
Y，晶体阵列具有相互垂直的第一方向和第二方向，超出区的外缘与覆盖区的外缘在第一方向上的距离为2X，超出区的外缘与覆盖区的外缘在第二方向上的距离为2Y。这样的探测器更加规整，多个第二光电传感器具有相同的形状和尺寸，结构简单，便于生产。
[0014]示例性地，第二传感器阵列的大小为A5
×
B5，A5＜A1，B5＞B1，以使晶体阵列在第
二端至少具有被第二传感器阵列覆盖的中部区和未被第二传感器阵列覆盖的周围区，侧面包括有位于中部区与周围区之间的第三侧面，第三侧面在远离第二端位置设置有第三透光窗口。探测器在需要扩大探测范围时，只需要补接一些第二光电传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探测器，其特征在于，包括：多个闪烁晶体，多个所述闪烁晶体形成晶体阵列，所述晶体阵列具有第一端和第二端，所述闪烁晶体具有位于所述第一端与所述第二端之间的侧面；多个第一光电传感器，多个所述第一光电传感器形成第一传感器阵列，所述第一传感器阵列耦合至所述第一端；以及多个第二光电传感器，多个所述第二光电传感器形成第二传感器阵列，所述第二传感器阵列耦合至所述第二端；其中，所述侧面包括位于相邻两个所述第一光电传感器之间的第一侧面和位于相邻两个所述第二光电传感器之间的第二侧面，所述第一侧面在远离所述第一端位置设置有第一透光窗口，所述第二侧面在远离所述第二端位置设置有第二透光窗口。2.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述闪烁晶体尺寸为X
×
Y，所述第一光电传感器的尺寸为4X
×
4Y。3.根据权利要求2所述的探测器，其特征在于，所述第二光电传感器的尺寸为4X
×
4Y。4.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述晶体阵列的大小为A1
×
B1，所述第一传感器阵列的大小为A2
×
B2，A2＝A1，B2＝B1，以使所述晶体阵列在所述第一端被所述第一传感器阵列完全覆盖。5.根据权利要求4所述的探测器，其特征在于，所述第二传感器阵列的大小为A3
×
B3，A3＜A1，B3＜B1，以使所述晶体阵列在所述第二端分成被所述第二传感器阵列覆盖的中部区和未被所述第二传感器阵列覆盖的周围区，所述侧面包括有位于所述中部区与所述周围区之间的第三侧面，所述第三侧面在远离所述第二端位置设置有第三透光窗口。6.根据权利要求5所述的探测器，其特征在于，所述闪烁晶体尺寸为X
×
Y，所述晶体阵列具有相互垂直的第一方向和第二方向，所述周围区的外缘与所述中部区的外缘在所述第一方向上的距离为2X，所述周围区的外缘与所述中部区的外缘在所述第二方...

【专利技术属性】
技术研发人员：于昕，张恒，朱志良，张义彬，谢思维，曾家旸，彭旗宇，
申请(专利权)人：深圳湾实验室，
类型：发明
国别省市：