[發明專利]檢測器及其制作方法以及具有該檢測器的發射成像設備

有效

• 申請號: 201510035986.0
• 申請日: 2015-01-24
• 公開（公告）號: CN104597475B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 石涵;許劍鋒;彭旗宇
• 申請（專利權）人: 東莞南方醫大松山湖科技園有限公司
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙)11481
• 代理人: 徐丁峰,付偉佳

技術領域

本發明涉及發射成像系統，具體地，涉及一種用于發射成像設備的檢測器及其制作方法，并且還涉及一種具有該檢測器的發射成像設備。

背景技術

例如正電子發射成像(Positron Emission Tomography，PET)和單光子發射計算機斷面成像(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)等的發射成像技術已經被用于醫療診斷、病理學研究、藥理學研究、藥物開發等領域。

以正電子發射成像為例，其利用正電子同位素衰變產生出的正電子與人體內負電子發生泯滅效應的現象，通過向人體內注射帶有正電子同位素標記的化合物，采用復合探測的方法，利用檢測器探測泯滅效應所產生的γ光子，得到人體內同位素的分布信息，由計算機進行重建組合運算，從而得到人體內標記化合物分布的三維斷層圖像。

發射成像設備通常包括支撐框架和安裝在支撐框架上的多個檢測器。以正電子發射成像設備為例，檢測器主要包括三部分，如圖1所示，即最下層的由離散閃爍晶體組成的晶體矩陣110、玻璃光導層120和光電倍增管(PMT)矩陣130。玻璃光導層120內刻有不同深度的切槽121，切槽121把玻璃光導層120的下表面分割成的矩陣，且該矩陣和離散晶體組成的晶體矩陣110一一對應。切槽121內填入反光材料。

正電子湮滅產生的511電子伏特的高能光子(γ光子)，在晶體矩陣110中的某一晶體條內部發生反應，被轉換為可見光子群。由于閃爍晶體除頂面外的五面都被反光片覆蓋，可見光子群只能從閃爍晶體的頂面射出，并進入玻璃光導層120。可見光子群從玻璃光導層120出來后，進入PMT矩陣130。通過PMT矩陣130中，各PMT單元采集到的可見光信號的大小，用重心算法(Anger Logic)，可以計算出高能光子在晶體矩陣110中的哪一個閃爍晶體內部發生的反應。這一過程稱為晶體解碼。

傳統正電子發射成像設備的檢測器設計中，最關鍵的一環是玻璃光導層120中切槽121的設置。現有的制作正電子發射成像設備中的檢測器的方法是對玻璃光導層120刻入不同深度的切槽121。切槽121的寬度一般要求和晶體矩陣110中單個離散的閃爍晶體之間的空隙一致。為了提高檢測器對511電子伏特的高能光子的靈敏度，離散的閃爍晶體之間越小越好。因此，切槽的寬度一般在100微米左右。在這么狹窄的切槽內填入反光材料，工藝要求較高。另外，在安裝時，晶體矩陣110中單個閃爍晶體之間的空隙需要與玻璃光導層120中的切槽121嚴格對齊。

考慮到上述因素，檢測器的加工難度很大，精度很難控制。加工和組裝精度的不足，通常會造成晶體解碼誤差的顯著增大，嚴重影響系統的成像質量。因此，為了彌補加工和組裝精度的不足，通常的做法是使用較大尺寸的晶體(例如橫截面上的邊長在4mm以上)。而正電子發射成像系統的圖像空間分辨率，很大程度上取決于晶體的尺寸。晶體的尺寸越小，正電子發射成像系統的圖像空間分辨率越高。

因此，有必要提出一種用于發射成像設備的檢測器及其制作方法、以及具有該檢測器的發射成像設備，以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種用于發射成像設備的檢測器，所述檢測器包括：

網格模具，所述網格模具包括外圍框架、多個橫向壁和多個縱向壁，所述外圍框架從側向包圍所述多個橫向壁和所述多個縱向壁，所述多個橫向壁和所述多個縱向壁分別沿橫向方向和縱向方向交叉布置，以在所述外圍框架內形成以矩陣方式排列的多個網格槽，所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的側面以及所述外圍框架的內側面上均覆蓋有光反射層；

晶體層，所述晶體層包括以矩陣方式排列的多個閃爍晶體，所述多個閃爍晶體與所述多個網格槽一一對應地分別固定在所述多個網格槽中，且所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的頂面不低于所述晶體層的頂面；

固體光導層，所述固體光導層設置在所述晶體層的頂面上，且所述固體光導層中設置有切槽，所述切槽與所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的高于所述晶體層的部分相適配，以使所述部分插入所述切槽中。

優選地，所述切槽沿著從所述固體光導層的外周到中心的方向具有逐漸減小的高度。

優選地，所述多個橫向壁分別由多個橫向薄片形成，且所述多個縱向壁分別由多個縱向薄片形成，其中所述多個橫向薄片和所述多個縱向薄片上分別設置有能夠使它們相互插接的插槽，所述多個橫向薄片和所述多個縱向薄片在所述插槽處插接地交叉布置。

優選地，所述外圍框架的厚度大于所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的厚度。