[發(fā)明專利]具有相互作用深度靈敏度的像素化探測(cè)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580042298.1
• 申請(qǐng)日: 2005-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101073019A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·L·勞倫斯;S·E·庫(kù)克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01T1/202
• 分類號(hào): G01T1/202
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王慶海;劉紅

技術(shù)領(lǐng)域

下述內(nèi)容涉及醫(yī)療成像領(lǐng)域。尤其應(yīng)用于正電子發(fā)射型斷層成像(PET)掃描器和系統(tǒng)中，因而將特別參考該領(lǐng)域進(jìn)行描述。更一般地，應(yīng)用于使用基于閃爍的輻射探測(cè)器的醫(yī)療成像掃描器和系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)掃描器和系統(tǒng)、核子成像照相機(jī)和系統(tǒng)、伽馬照相機(jī)等等。

背景技術(shù)

在正電子發(fā)射型斷層成像中，對(duì)人類或其它成像對(duì)象給以放射性藥物。在放射性藥物中發(fā)生的放射性衰變事件發(fā)射正電子，進(jìn)而在正電子-電子的湮滅事件中湮滅產(chǎn)生兩個(gè)彼此反向的具有511keV能量的伽馬射線。圍繞成像對(duì)象的輻射探測(cè)器探測(cè)這兩個(gè)反向的伽馬射線，并且探測(cè)點(diǎn)確定了彼此之間的響應(yīng)線。來(lái)自大量正電子-電子湮滅事件的響應(yīng)線確定了可以重建為圖像的投射數(shù)據(jù)。

PET掃描器的分辨率取決于伽馬射線探測(cè)活動(dòng)能夠被空間定位的精密度和精確度。在像素化閃爍體探測(cè)器實(shí)施例中，像素化閃爍體由光探測(cè)器監(jiān)測(cè)，例如光電倍增管、光電二極管等。使用對(duì)光探測(cè)器信號(hào)的Anger邏輯或另一種權(quán)重分析，每個(gè)探測(cè)活動(dòng)被定位到大約單個(gè)探測(cè)器像素。因?yàn)?11keV伽馬射線的能量相對(duì)較高，對(duì)于某些閃爍體材料來(lái)說(shuō)閃爍體厚度較大，例如大約兩厘米厚。這在輻射探測(cè)活動(dòng)的定位中產(chǎn)生很大的深度不確定性，在響應(yīng)線的確定中由于視差而導(dǎo)致分辨率降低。

為了提供改進(jìn)的相互作用深度定位，在某些PET探測(cè)器中使用多層閃爍體。每個(gè)閃爍體層產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光，從而將深度信息編碼到所探測(cè)光的波長(zhǎng)中。這種方式顯著增大了光電倍增管的信號(hào)處理中所用閃爍體和電子設(shè)備的復(fù)雜度。此外，不同閃爍體層之間的界面可以產(chǎn)生反射、散射、吸收、或其它光損耗。另一種方式是除底部探測(cè)器之外包含頂部光電探測(cè)器。頂部光電探測(cè)器的信號(hào)提供對(duì)相互作用深度的估計(jì)。這種方式也增加了探測(cè)器和電子設(shè)備的復(fù)雜性。

在Gagnon的美國(guó)專利No.5576546中公開(kāi)的另一種方式，基于光電探測(cè)器信號(hào)的二階矩來(lái)估計(jì)相互作用深度。然而由于每個(gè)光電探測(cè)器的位置被平方，二階矩對(duì)噪聲敏感。

下述內(nèi)容期望獲得可以克服前述限制和其它因素的改進(jìn)的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

按照一個(gè)方面，公開(kāi)了一種輻射探測(cè)器。每個(gè)閃爍體像素具有輻射接收端、光輸出端、以及在其之間延伸的反射側(cè)面。反射側(cè)面具有在輻射接收端和光輸出端之間變化的反射特性，從而響應(yīng)于在一個(gè)閃爍體像素中產(chǎn)生的閃爍事件而在閃爍體像素的光輸出端上發(fā)出的光，其橫向傳播取決于閃爍體像素中閃爍事件的深度。多個(gè)光探測(cè)器與閃爍體像素的光輸出端進(jìn)行光通信以接收由閃爍事件產(chǎn)生的光。

按照另一個(gè)方面，公開(kāi)了一種輻射接收系統(tǒng)，其包含至少一個(gè)輻射探測(cè)器。輻射探測(cè)器包含閃爍體像素和多個(gè)光探測(cè)器，每個(gè)閃爍體像素具有輻射接收端、光輸出端、以及在其之間延伸的反射側(cè)面，光探測(cè)器與閃爍體像素的光輸出端進(jìn)行光通信以接收由閃爍事件產(chǎn)生的光。閃爍體像素的反射側(cè)面具有在輻射接收端和光輸出端之間變化的反射特性，從而響應(yīng)于在一個(gè)閃爍體像素中產(chǎn)生的閃爍事件而在閃爍體像素的光輸出端上發(fā)出的光，其橫向傳播取決于閃爍體像素中閃爍事件的深度。相互作用深度處理器估計(jì)在一個(gè)閃爍體像素中產(chǎn)生的閃爍事件的相互作用深度。基于響應(yīng)于閃爍事件而在閃爍體像素的光輸出端產(chǎn)生的光的橫向傳播估計(jì)相互作用深度。信號(hào)定位處理器基于由多個(gè)光探測(cè)器接收的光來(lái)估計(jì)閃爍事件的橫向位置。

按照另一個(gè)方面，公開(kāi)了一種正電子發(fā)射型斷層成像(PET)掃描器。多個(gè)輻射探測(cè)器環(huán)繞著成像區(qū)域。每個(gè)輻射探測(cè)器包含：閃爍體像素，每個(gè)具有輻射接收端、光輸出端、以及在其之間延伸的反射側(cè)面；以及多個(gè)光探測(cè)器，其與閃爍體像素的光輸出端進(jìn)行光通信以接收由閃爍事件產(chǎn)生的光。閃爍體像素的反射側(cè)面具有在輻射接收端和光輸出端之間變化的反射特性，從而響應(yīng)于在一個(gè)閃爍體像素中產(chǎn)生的閃爍事件而在閃爍體像素的光輸出端上發(fā)出的光，該光橫向傳播取決于閃爍體像素中閃爍事件的深度。相互作用深度處理器估計(jì)在一個(gè)閃爍體像素中產(chǎn)生的閃爍事件的相互作用深度。基于響應(yīng)于閃爍事件而在閃爍體像素的光輸出端產(chǎn)生的光的橫向傳播估計(jì)相互作用深度。信號(hào)定位處理器基于由多個(gè)光探測(cè)器接收的光估計(jì)閃爍事件的橫向位置。響應(yīng)線處理器基于兩個(gè)時(shí)間上重合的閃爍事件確定響應(yīng)線。響應(yīng)線的確定包含基于由信號(hào)定位處理器估計(jì)的、由閃爍事件的相互作用深度調(diào)整的閃爍事件的橫向位置來(lái)確定時(shí)間上重合的閃爍事件的位置，該相互作用深度由相互作用深度處理器估計(jì)。

一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于改進(jìn)的圖像分辨率。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于以有限的附加探測(cè)器和電子設(shè)備復(fù)雜度提供了改進(jìn)的分辨率。