[发明专利]用于光学发射检测的装置和方法

说明书

用于光发射检测的装置和方法包括闪烁块角靠近传感器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月5日提交的标题为“Optical and Methods for OpticalEmission Detection”的美国临时专利申请序列No.62/274,866的优先权，其全部内容通过引用被结合于此。

政府许可权利

本发明是在国家卫生研究院(National Institute of Health)授予的批准号2R01EB001038-10的政府支持下完成的。政府拥有本发明的某些权利。

背景技术

在一次成像会话中提供形态学和分子功能信息的医学成像设备已被接受作为选择的诊断成像工具，这是因为患者和医生的受益都大幅增加。目前，几乎所有销售的正电子发射断层扫描(PET)系统都具有集成的计算机断层扫描(CT)扫描仪。尽管PET-CT系统具有良好的性能，但这些设备受到以下限制：(a)CT的低软组织对比度，以及(b)同时PET-CT图像采集的缺乏阻止了对器官/患者运动伪影和融合图像中的未对准的校正。因此，为了克服这些障碍，一种新颖的方法是将PET与磁共振(MR)系统集成[23]。

PET和MR的集成具有几个优点，包括：(a)软组织的优越和灵活的对比度，从而改善了癌症诊断，诸如前列腺成像；(b)由于4D(x，y，z，t)MRI成像可以与PET采集同时获取，因此PET-MR将具有准确的图像融合、对运动伪影、未对准的校正以及4D衰减校正；(c)MR的更高分辨率可用于校正较低分辨率PET图像的部分体积效应，以提供更准确的PET定量和诊断；(d)近年来CT扫描已引起担忧，MR未如CT扫描向患者给予辐射剂量；(e)可以研究功能性MRI研究与PET血流测量的相关性；(f)PET代谢研究和MR蛋白质光谱可以在代谢研究中协同作用。

但是，由于MR图像显示质子密度和组织松弛特性而不是电子密度和质量密度，因此使用MR的PET衰减校正比CT更复杂。

尽管MR-PET具有巨大潜力，但其高成本是阻碍MR-PET广泛应用的主要障碍。没有渡越时间(time-of-flight)能力的全身PET-MR成本在500万美元，其远远高于单独3T MR和单独PET组合的成本(350万美元)。此外，尽管采用了高成本的技术，但目前来自MR-PET技术领导者西门子的全身MR-PET具有4.3毫米的固有PET分辨率，其并不比过去二十年内西门子的PET-CT的分辨率更好。

本文提出的是一种新的MR-PET检测器设计，其可以大幅减少昂贵的MR-PET检测器系统成本并且为当前的MR-PET系统提供优异的PET成像分辨率。这种新颖的设计具有另一个重要特征，即，它是可扩展(可伸缩)的，因此设计可以实现从1毫米的临床前成像到2.5毫米(或更好)的人类成像分辨率，从而改善了当前的4-5毫米的人类MR-PET分辨率。

此外，与使用固定SiPM面板的当前PET-MR不同，利用可扩展的检测器特性，其检测器处理电子器件不会随检测器阵列维度或检测器像素大小而变化。因此，为一种检测器类型(例如，鼠标MR-PET)制造的相同检测器读出电子器件也可用于大型人类MR-PET，从而最小化为不同MR-PET系统进行电子开发的工作量/成本。

因此，本文所公开的实施例可以产生一种全面的检测器平台技术，其产生从临床前MR-PET到全身MR-PET到特定于器官的MR-PET(诸如乳房MR-PET和脑MR-PET)的超高分辨率检测器和电子器件。所提出的检测器设计的新颖弹性可以通过针对不同成像应用和分辨率实现MR-PET检测器来证明。