[发明专利]用于正电子发射成像设备的检测器及正电子发射成像设备

说明书

本发明提供一种用于正电子发射成像设备的检测器及正电子发射成像设备。检测器包括闪烁晶体模块以及光电传感器阵列，闪烁晶体模块包括多个筒状闪烁晶体片单元，每一筒状闪烁晶体片单元具有通孔，多个筒状闪烁晶体片单元具有不同的通孔尺寸，多个筒状闪烁晶体片单元沿厚度方向套设，套设所形成的闪烁晶体模块具有上端面、下端面和由上端面贯穿至下端面的贯穿孔，贯穿孔用于容纳待成像对象。光电传感器阵列耦合在闪烁晶体模块的上端面或/和闪烁晶体模块的下端面，用于检测伽玛光子与闪烁晶体模块发生反应所产生的可见光子，其中，伽玛光子通过在待成像对象体内发生的正电子湮灭效应产生。该检测器加工难度低，组装简单，且具备较高的DOI解码精度及位置解码能力。

技术领域

本发明涉及正电子发射成像领域，具体地，涉及一种用于正电子发射成像设备的检测器及正电子发射成像设备。

背景技术

医用正电子发射断层成像系统(Positron Emission Tomography，PET)是国际先进医疗器械的代表产品，它是利用放射性元素示踪方法来显示人体或动物体内部结构的技术，临床上广泛应用于肿瘤、心脑血管疾病和神经退行性疾病的早期诊断、治疗方案制定、预后效果预测和药物疗效评估等。

传统的医用正电子发射断层成像系统，检测器系统一般由多个方形检测器模块通过机械结构连接，组成圆筒形的包络结构，用于拦截接收放射性物质释放的伽马光子。具体地，方形检测器模块由闪烁晶体(闪烁晶体阵列)、光电传感器耦合而成，有些设计还会将读出电路置入到模块内；多个方形检测器通过复杂的机械结构固定，沿圆柱面或者球面排布，形成伽马光子检测层。

由于检测器的组装拼接，导致传统的正电子发射成像设备大多采用离散晶体设计，离散晶体的设计往往会导致如下几个问题：

(1)晶体加工难度大：传统方形晶体设计往往使用小尺寸的闪烁晶体单元，以提高系统分辨率，但是这种方法对晶体加工要求严格，成本昂贵；

(2)边缘效应：离散晶体组装设计中可能出现边缘效应，使得检测到的光子位置信息不能正确反映光分布，导致解码精度低，成像设备空间分辨率低；

(3)组装存在位置误差：拼装在一起的探测器模块容易产生定位误差，从而导致符合事件的检测出现偏差，进而影响成像设备的空间分辨率；

(4)检测间隙：检测间隙包括晶体组装间隙：离散晶体拼接时会产生较大的组装间隙，探测模块间隙：方形探测模块沿环形排布时无法形成完整的检测面，两者都会导致检测间隙的出现，从而减小系统灵敏度。

传统的正电子发射成像设备也有采用片状的连续晶体设计，片状的连续晶体通过光学连接、从而组成半连续晶体，是一种由来已久的解决方案。该方法一定程度上减少了对晶体加工工艺难度的要求，但是仍然无法解决边缘效应带来的问题。

因此，有必要提出一种用于正电子发射成像设备的检测器、以及包括该检测器的正电子发射成像设备，以减小机械设计难度，提高系统灵敏度和空间分辨率，提高解码精度进一步提高系统分辨率。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于正电子发射成像设备的检测器，包括闪烁晶体模块以及光电传感器阵列。闪烁晶体模块包括多个筒状闪烁晶体片单元，每一所述筒状闪烁晶体片单元具有通孔，多个筒状闪烁晶体片单元具有不同的通孔尺寸，多个筒状闪烁晶体片单元沿厚度方向套设以形成所述闪烁晶体模块，套设所形成的所述闪烁晶体模块具有上端面、下端面和由所述上端面贯穿至所述下端面的贯穿孔，所述贯穿孔用于容纳待成像对象。光电传感器阵列，耦合在所述闪烁晶体模块的上端面或/和所述闪烁晶体模块的下端面，用于检测伽玛光子与所述闪烁晶体模块发生反应所产生的可见光子，其中，所述伽玛光子通过在所述待成像对象体内发生的正电子湮灭效应产生。

优选地，相邻两所述的筒状闪烁晶体片单元之间通过反光层连接。

优选地，所述反光层上开设有透光窗口。