[实用新型]一种用于正电子发射断层成像设备的探测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于辐射探测成像技术领域，涉及一种用于正电子发射断层成像设备的探测装置。

背景技术

高能射线探测技术通常采用一种能够有效阻挡辐射射线并吸收其能量而发光的闪烁晶体作为探测材料，再用高增益的光电倍增器件对此微弱的光信号进行光电转换和放大，产生电脉冲信号，通过采集这些脉冲信号来获得高能射线的能量、时间及空间位置等信息，这类固体探测器通称为闪烁探测器。正电子发射断层成像设备所采用的探测装置即属于闪烁探测器。

正电子发射断层成像设备在核成像中使用γ(伽马)射线源，其原理是通过标记参与人体代谢的某些化合物的元素。例如碳、氟、氧和氮等同位素(11C，18F，15O，13N)中的一种或两种注入人体后成为稳定的化合物，在活体内参与细胞代谢。用这种正电子发射体取代正常的稳定元素，即形成了此类元素的化合物，此类化合物也是半衰期适合的天然化合物，当此类化合物的正电子与人体内的电子结合时，发生湮灭效应，产生两个能量为0.511MeV、彼此运动相反的γ射线。根据人体不同部位吸收标记化合物能力的不同，该同位素在人体内各部位的浓聚程度也不同，湮灭反应产生光子的强度也不同。用环绕人体的γ射线检测器环列，以符合探测的方法能探测到随位置变化的符合计数，再经过符合计数技术，即可判定这一对γ光子辐射的轨迹线，该线经过湮灭源按照一定规律被计算机采集下来，然后通过软件上的重建算法使其成像。实现上述成像方法的最基本单元就是闪烁探测器。

传统的闪烁探测器主要有如下几种：1.利用4个圆形的PMT来探测；其缺陷是探测效率低下且不均匀，探测分辨率低；2.利用4个方形的PMT来探测；其缺陷是方形PMT价格昂贵，成本高；3.利用N个圆形的PMT排成平板来探测，其缺陷为探测效率低下且不均匀，探测分辨率低。且以上3种探测器都没有将处理电路集成在一个模块内，故而不利于其进行测试，组装，运输，维修等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可以提高有效探测面积的用于正电子发射断层成像设备的探测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。

一种用于正电子发射断层成像设备的探测装置包括底座、PMT(photomultiplier tube，光电倍增管)支架、盖板、高压供电板、前端电路处理板；所述底座用以存放晶体阵列；所述PMT支架底部与底座紧密相连，内部存放PMT模块，用以保持PMT模块垂直且与晶体阵列紧密贴合；所述盖板与所述PMT支架的顶部紧密相连，用以固定PMT模块以及保证所述探测装置密闭不透光；所述高压供电板设置于所述盖板的正上方，用以给PMT模块供电；所述前端电路处理板设置于所述高压供电板的正上方，用以获得射线进入所述PMT模块的时间信息、位置信息、和能量信息。

作为本实用新型的一种优选方案，所述PMT模块包括5管PMT，所述5管PMT分别为位于中间位置处的PMT1和位于PMT1四周的PMT2、PMT3、PMT4、PMT5。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述前端电路处理板包括模拟单元、模数转换器、数字单元；所述模拟单元与所述PMT模块相连，用以对所述PMT模块供电后输出的脉冲信号进行处理，获得代表x坐标的能量Ex、y坐标的能量Ey、坐标位置的总能量Ea、以及能谱的能量Es等模拟信号；所述模数转换器与模拟单元相连，用以将模拟单元输出的模拟信号转换成数字信号；所述数字单元与模数转换器相连，用以对所述数字信号进行运算，获得捕获每一次脉冲事例所对应的晶体在晶体阵列上的空间二维坐标X和Y，和能量E，以及对所述模拟单元的控制信号。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用5管PMT模块，由于增加了中间的PMT，提高了有效的探测面积，提高了探测器的效率，提高了空间分辨；由于本实用新型所述的测探装置包括完整的处理电路，每个模块以数字信号方式输出并可独立调试，易于闪烁探测器的检测、装配、运输、以及维修。

附图说明

图1为本实用新型所述的用于正电子发射断层成像设备的探测装置的结构示意图；

图2为底座的结构示意图；

图3为PMT支架及PMT模块的结构示意图；

图4为盖板的结构示意图；

图5为前端电路处理板的电路图。

主要组件符号说明：

1、底座；            2、PMT支架；

3、盖板；            4、高压供电板；

5、前端电路处理板；  11、晶体阵列；