[实用新型]一种光导及核探测器

说明书

本实用新型提供一种光导及核探测器，光导包括若干个依序排列的光导条，每个光导条具有相对的光导条大面和光导条小面，光导条大面和光导条小面的边长均分为若干个不同等级，光导条大面构成上表面，下表面平行于上表面，所有的光导条小面构成下表面，光导条大面的数量与光导条小面的数量相同，下表面的面积小于上表面的面积，侧面连接上表面和下表面。核探测器还包括闪烁晶体阵列，光导的上表面与闪烁晶体下表面耦合，光导的下表面与光电转换器件耦合，光导条大面的数量与光导条小面的数量相同，下表面的面积小于上表面的面积，光导条大面的边长不小于闪烁晶体条的边长。本实用新型成本低廉，光子损失率低，同时边缘晶体条也能实现清晰分辨。

技术领域

本实用新型涉及辐射探测及正电子发射计算机断层成像领域，更具体地涉及一种光导及核探测器。

背景技术

在γ照相机、正电子发射计算机断层成像(简称PET，Positron EmissionTomography)系统、辐射探测仪和晶体性能检测装置等核探测设备中，核探测器的空间分辨率是体现核探测设备性能的一个重要指标。比如，在PET系统中，空间分辨率体现了PET系统对细微组织的空间辨识能力，是PET系统中最为重要的指标之一，也同时是评价PET图像质量的重要指标之一。PET系统作为一种影像系统最根本的评价标准是重建图像的质量，高质量的重建图像要求有良好的分辨率，空间分辨率是过去十多年来PET系统开发中一直重点优化的对象。

在PET系统中，PET探测器的内在空间分辨率是影响系统成像空间分辨率的关键因素之一。PET探测器的内在空间分辨率反映了PET探测器可区分两个点源之间的最小距离。对于基于阵列晶体搭建的PET探测器，其内在空间分辨率包含1/2晶体条宽度和解码分辨因子，因此，对于基于阵列晶体搭建的PET探测器，晶体条宽度通常被认为是PET探测器内在空间分辨率的主导因素。在晶体条越切越细的动物PET中，为了进一步提升PET探测器的内在空间分辨率，解码分辨因子的重要性更加明显。解码分辨因子的一个重要影响因素为前端探测器的设计方式，因此，前端探测器的设计方式对提升PET探测器的内在空间分辨率也十分重要。

现有技术中通常将空间分辨率小于2.0mm的核探测器称为高空间分辨率核探测器，目前的高空间分辨率核探测器中，一种重要的前端探测器设计方案是采用阵列晶体条直接耦合光电倍增管(PMT)，或者阵列晶体条1:1耦合阵列光导后再耦合光电倍增器件，位置读出采用位置敏感型光电倍增管(简称PSPMT)或者多阳极光电倍增管，从而减小耦合方式对解码分辨因子的影响。更具体地，该前端探测器设计方案通常具有以下几种设计方案：

第一种，通过锥形闪烁晶体阵列直接耦合光电倍增器件，期望解决大面积的闪烁晶体阵列与较小探测面积的光电倍增器件耦合时产生的光子量信噪比下降的问题，这种设计在PET系统层面能够减小PET探测器之间的缝隙，并且获得更高的光输出，从而提升PET探测器的能量分辨率和符合时间分辨率(Jun Zhu,Qingguo Xie,Ming Niu et al.PotentialAdvantages of Tapered Detector in PET,IEEE,in Conference Record of the2011IEEE Nuclear Science Symposiumand Medical Imaging Conference[C],pp.3042-3044,2011)。

第二种，闪烁晶体阵列采用常规的长方体形晶体条耦合而成，闪烁晶体阵列先耦合一一对应的锥形晶体，比如，有机玻璃或石英玻璃阵列，然后再耦合光电倍增器件。这种耦合方式可以解决锥形晶体中存在的数据采集缺失问题，提高PET系统的灵敏度，提升重建图像质量。同时，该方法对闪烁晶体条的加工更为简单，方便实现加工和切割的更高精度，摆脱锥形晶体等不规则模块的加工工艺及难度问题。