[發明專利]基于SiPM的核醫學成像平板探測器

有效

• 申請號: 201610214582.2
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105759301B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 盧貞瑞;黃先超;王英杰;章志明;李琳;李道武;唐浩輝;周魏;顧笑悅;王強;魏龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 陳姍姍

本申請公開了一種基于SiPM的核醫學成像平板探測器，包括多個探測模塊，每個探測模塊包括閃爍晶體陣列以及與閃爍晶體陣列耦合的硅光電倍增管陣列；閃爍晶體陣列包括多個閃爍晶體，其探測γ射線并產生光信號；硅光電倍增管陣列包括多個硅光電倍增管，其將通過閃爍晶體陣列產生的光信號轉換為電信號；以及處理電路模塊，其接收并處理來自硅光電倍增管的電信號，從而產生作為探測結果的輸出信號，其包括分立設置的無源處理電路模塊和有源處理電路模塊，無源處理電路模塊引出硅光電倍增管陣列產生的電信號；有源處理電路模塊接收并處理來自無源處理電路模塊的電信號，并產生輸出信號。所述平板探測器結構緊湊、性能好、穩定性強。

技術領域

本公開一般涉及探測技術領域，尤其涉及一種基于SiPM的核醫學成像平板探測器。

背景技術

核醫學成像是一種基于分子水平的非侵入式醫學成像技術，其成像方式主要包括正電子發射成像PET(Positron Emission Computed Tomography)、單光子發射斷層成像SPECT(Single-Photon Emission Computed Tomography)和伽馬相機(Gamma Camera)。PET通過探測器對正電子示蹤劑藥物積聚濃度及位置信息的探測，利用圖像重建技術獲得圖像信息，代表了目前核醫學成像領域最高水平。SPECT或伽馬相機利用準直器對單光子示蹤劑藥物進行信息的收集，以得到示蹤劑分布信息，具有很高的精度。在上述兩類成像過程中，探測器均是各自成像系統的核心，精確的探測數據獲取是得到完整后期圖像的基礎。

目前，雙平板型核醫學成像設備主要應用于全身SPECT或伽馬相機、局部PET(乳腺)、局部伽馬相機(乳腺、甲狀腺、四肢等)，傳統的雙平板類成像核醫學設備中，探測器多采用晶體陣列耦合位置靈敏型光電倍增管PS-PMT(Position Sensitive PhotomultiplierTube)方案，但由于PS-PMT的自身特性，使得它的應用受到一定的限制。例如，PS-PMT固有尺寸較大，使得探測器很難做到小型化；PS-PMT感光面有效視野小，各拼縫處存在較大探測死區，不利于做大面積拼接探測；PS-PMT對可見光特別敏感，遇曝光易損毀；對磁場敏感，在磁場中無法正常工作；并且PS-PMT的工作電壓須維持在650V以上，不利于安全操作。

現如今，硅光電倍增管SiPM(Silicon Photomultiplier)作為一種近期興起的光電轉換器件，在核醫學成像領域應用中的優勢日益凸顯。目前主流的SiPM，其厚度通常小于1mm，工作電壓在30V左右，邊緣死區小，穩定性好，一致性高，具有很強的抗外界干擾能力，可在強磁場中工作，遇曝光不會損壞。這些特性都使其越發成為新型探測器設計的首選。

然而，由于SiPM溫度效應明顯，模擬電路板緊貼SiPM放置的方式易導致電路產生的大量熱量通過板間熱傳導影響到SiPM穩定性，最終影響到探測器的性能；受SiPM自身結電容性能限制，若將陣列拼接過大，信號脈沖將隨之展寬，在高計數率局部成像PET應用中易產生信號堆積，導致系統計數率性能下降；此外，模擬信號單端輸出至數字電路部分，若屏蔽效果不夠良好，易受到環境帶來的干擾。故進行探測器設計時，由于SiPM明顯的熱效應以及單端輸出的模擬信號易受外界環境干擾導致探測器性能不穩定的問題亟需解決。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，做出了本發明。

根據本發明，提供了一種基于SiPM的核醫學成像平板探測器，包括：

多個探測模塊，其按預定陣列排列，每個所述探測模塊包括：閃爍晶體陣列以及與所述閃爍晶體陣列耦合的硅光電倍增管陣列；其中

所述閃爍晶體陣列包括多個閃爍晶體，其探測γ射線并產生光信號；

所述硅光電倍增管陣列包括多個硅光電倍增管，其將通過所述閃爍晶體陣列產生的光信號轉換為電信號；以及