[發明專利]多層閃爍晶體及PET探測器

有效

• 申請號: 201310045926.8
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN103513266A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 謝慶國;奚道明;朱俊;王璐瑤
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞派寧科技有限公司
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及正電子發射斷層成像設備領域，尤其涉及一種正電子發射斷層成像設備中的多層閃爍晶體及PET探測器。

背景技術

正電子發射斷層成像（Positron?Emission?Tomography，以下簡稱PET）探測器是PET成像設備中的關鍵裝置，其主要功能為獲得PET事件中各γ光子能量沉積時的位置、時間、能量信息。在設計與實現PET成像系統的過程中，為了提高系統成像性能，希望所使用的正電子發射斷層成像探測器可以提供能沉積深度（Depth?of?Interaction，DOI）信息、具有高的探測效率、好的時間分辨率以及好的空間分辨率。

現有的正電子發射斷層成像探測器，其閃爍晶體部分通常為單層的陣列閃爍晶體或連續閃爍晶體。對于采用單層陣列閃爍晶體的正電子發射斷層成像探測器，其空間分辨率由陣列閃爍晶體的晶體條尺寸決定。當所使用的光電轉換器件為陣列硅光電倍增管（Silicon?Photomultiplier，以下簡稱SiPM）（或陣列雪崩光電二極管（Avalanche?Photo?Diode，以下簡稱APD））時，晶體條的尺寸不可以過小，否則將會出現多個晶體條輸出的閃爍光被陣列SiPM（或陣列APD）中的同一個SiPM（或APD）接受到，最終導致無法分辨γ光子的能量沉積位置。采用單層連續閃爍晶體的正電子發射斷層成像探測器，γ光子在其內部能量沉積后形成的閃爍光經擴散后形成一定的空間分布。雖然γ光子的能量沉積位置可以通過由光電探測器測量到的閃爍光的空間分布計算出來，但是為了準確的計算出γ光子在晶體中的能量沉積位置提高探測器的空間分辨率，需要采集大量的參考數據獲得系統關鍵參數（Joung,Jinhun;Miyaoka,R.S.Robert?S.;Lewellen,T.K.Thomas?K.，“cMiCE:a?high?resolution?animal?PET?using?continuous?LSO?with?a?statistics?based?positioning?scheme，”Nuclear?instruments?&?methods?in?physics?research.Section?A,Accelerators,spectrometers,detectors?and?associated?equipment,Volume:489,pp.:584-598,2002）。參考數據的獲得費時費力，這也決定了這種探測器無法批量生產，應用到實際PET系統中具有較大難度。

采用多層閃爍晶體設計高性能正電子發射斷層成像探測器展現出了一定的潛力。目前采用多層閃爍晶體，主要用來獲得DOI信息，且與光電探測器件相耦合的閃爍晶體均為陣列閃爍晶體。其中Schmand?M.等人利用2種具有不同衰減時間的陣列閃爍晶體設計了一種雙層陣列閃爍晶體的PET探測器用于獲得γ光子在PET探測器中能量沉積的DOI信息（Schmand,M.;Eriksson,L.;Casey,M.E.;Andreaco,M.S.;Melcher,C.;Wienhard,K.;Flugge,G.;Nutt,R.，“Performance?results?of?a?new?DOI?detector?block?for?a?high?resolution?PET-LSO?research?tomography?HRRT,”Nuclear?Science,IEEE?Transactions?on,Volume:45,Issue:6,pp.3000-3006,1998）。通過設計多層晶體的PET探測器可以獲得更多的γ光子在閃爍晶體中的能量沉積信息。

因此，針對現有技術中單層晶體的PET探測器存在的技術問題，有必要提供一種新型結構的多層閃爍晶體，以克服現有技術中PET探測器的缺陷。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種多層閃爍晶體，該多層閃爍晶體使得被光電探測器器件所接受到的閃爍光分布攜帶更為豐富的能量沉積信息。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多層閃爍晶體，其包括n層陣列閃爍晶體和m層內部未經過切割的連續閃爍晶體，其中，n與m均為大于等于1的整數，且n與m的和小于等于10，所述陣列閃爍晶體由長條型閃爍晶體條沿其寬度和長度方向排列構成，所述陣列閃爍晶體與連續閃爍晶體沿長條型閃爍晶體條的高度方向按順序耦合構成多層閃爍晶體，所述多層閃爍晶體的底層為連續閃爍晶體。