[發明專利]PET檢測器模塊及其制造方法、PET掃描儀系統

無效

• 申請號: 201210175529.8
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102805630A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 肯特·西·布爾;丹尼爾·加格農;王正言
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝;東芝醫療系統株式會社
• 主分類號: A61B6/02
• 分類號: A61B6/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉;王軼

本申請主張2011年6月3日申請的美國專利申請號13/153,021及2012年4月26日申請的日本專利申請號2012-100690的優先權,并在本申請中引用上述專利申請的全部內容。

技術領域

本發明的實施方式涉及PET檢測器模塊（module）、PET掃描儀系統（scanner?system）以及PET檢測器模塊制造方法。

背景技術

在一般的PET成像（imaging）中，通過注入、吸入，或者經口攝取，來對作為攝影對象的被檢體投放放射性藥劑。投放放射性藥劑之后，根據藥劑的物理以及生物分子特性，藥劑集中在人體內的特定部位。藥劑的實際的空間分布、藥劑的積聚區域的濃度、以及從投放到最終排出的過程（process）的動態均為具有臨床意義的因素。在該過程中，附著在放射性藥劑上的正電子發射體根據半衰期、分支比等同位素的物理性質而放射正電子。

放射性核素放射正電子。當被放射出的正電子與電子碰撞時，發生湮滅事件，正電子與電子湮滅。大多數情況下，湮滅事件（annihilation?event）產生向大致180度方向放出的2條γ（gamma）射線（具有511keV的能量（energy））。

通過檢測2條γ射線，并在其檢測位置間引出直線，即，同時計數線（Line-Of-Response：LOR），從而可以分割出本來湮滅的位置。該過程只識別可能發生相互作用的線，但是通過集聚很多那樣的線，并執行斷層攝影重建過程，則可以推定本來的分布。2個閃爍事件（scintillation?event）的位置之外，如果能夠利用正確的定時（timing）(數百皮（pico）秒以內的)，則通過計算飛行時間（Time-Of-Flight：TOF），可以增加在同時計數線上，發生事件（湮滅事件：annihilation?event)的可能性高的位置信息。掃描儀的時間的分辨率的極限決定沿著該線的定位的精度。確定本來的閃爍事件的位置時的極限決定掃描儀的終極的空間分辨率。另一方面，同位素的固有的特性（例如，正電子的能量）也有助于根據正電子的飛行路程以及2條γ射線的共線性，來決定特定的藥劑的空間分辨率。

上述的檢測過程必須對于大量的湮滅事件重復進行。雖然必須按每個成像的事例進行解析來決定為了輔助成像任務（imaging?task）所需的計數（count）的次數(即，成對的事件），但在當前的慣例中，通過典型的100cm長度的¹⁸FDG(F1uoro-Deoxyg1ucose：氟代脫氧葡萄糖）的研究認為需要積蓄數億計數。積蓄該數量的計數所需的時間由藥劑的注入量、掃描儀的靈敏度以及計數的性能來決定。

在PET成像系統（imaging?system）中，為了檢測從被檢體放射的γ射線而使用在相互對置的位置上配置的檢測器。為了檢測從所有的角度飛來的γ射線，一般使用環（ring）狀的檢測器。從而，PET掃描儀為了能夠收集盡可能多的放射線而一般為大致圓筒狀，當然是各向同性的。

如果PET掃描儀的整體的形狀清晰，則下一課題在于，將盡可能多的閃爍體（scintillator）材料配置在γ射線路徑內，并將盡可能多的γ射線轉換成光。為了能夠根據斷層攝影重建原理來重建放射性同位素的時間空間分布，需要對各檢測到的事件的能量（即，生成的光量）、位置、以及定時添加特征。大多最新的PET掃描儀都由數千個個別的晶體構成。這些晶體模塊化地設置，并用于識別閃爍事件的位置。一般而言，晶體元件具有大約4mm×4mm的剖面。晶體元件有時具有比這小的尺寸或者大的尺寸、或者正方形以外的剖面。根據晶體的長度或者深度，來決定γ射線能夠收集的量，范圍一般為10～3Omm。閃爍體晶體的1個例子是LYSO(或者，Lu_1.8Y_0.2SiO₅：Ce、或者，硅酸镥（Lutetium?Orthosilicate）)。這是為了其高的光的輸出、快速增長的時間、快速衰減的時間、高的平均原子序數、以及高密度而選擇。也能夠使用其他的晶體。