[發明專利]探測器、ECT系統及確定閃爍事例發生位置的方法

有效

• 申請號: 201810027134.0
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN110031884B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 李弘棣;安少輝
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技股份有限公司
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202;A61B6/03
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 哈達

本發明提供了一種探測器、應用該探測器的ECT系統及確定閃爍事例發生位置的方法。該探測器包括：若干個晶體單元，沿第一維度及第二維度排布，且晶體單元具有第一端及相對的第二端；多個傳感器單元，與若干個晶體單元光耦合，且傳感器單元與第一端的距離小于傳感器單元與第二端的距離；第一光隔離器、第二光隔離器及第三光隔離器組合；沿第一維度，包括若干個并列設置的晶體單元對，相鄰的晶體單元對之間設置第一光隔離器，每個晶體單元對中的兩個晶體單元之間設置第二光隔離器，且在第一端至第二端的方向上第一光隔離器的長度大于或等于第二光隔離器的長度；沿第二維度，相鄰的晶體單元之間設置第三光隔離器組合中的一個光隔離器。

技術領域

本發明主要涉及輻射斷層成像(Emission?computed?tomography，ECT)，尤其涉及一種輻射斷層成像的探測器、ECT系統及應用探測器確定閃爍事例發生位置的方法。

背景技術

ECT是一種采用計算機斷層成像技術對注入到人體內的放射性核素衰變產生的γ射線進行成像，以獲得人體臟器和組織的三維圖像的醫學成像技術。ECT主要包括單光子發射計算機斷層掃描(Single-photon?emission?computed?tomography，SPECT)和正電子發射計算機斷層掃描(Positron?emission?tomography，PET)兩類。

眾所周知，ECT探測器的作用深度(Depth?of?interaction，DOI)不確定會影響圖像的空間分辨率，從而使得圖像產生畸變偽影。在PET成像中遠離橫截面中心或大的軸向偏置時畸變偽影尤為嚴重。圖1a是徑向的探測器作用深度不確定對空間分辨率的影響的示意圖，圖1b是軸向的探測器作用深度不確定對空間分辨率的影響的示意圖。參考圖1a所示，在橫截面中心的兩個探測器10-1和10-2在作用深度不確定時，探測器的響應線(Line?ofresponse，LOR)具有較小的不確定性或偏差Δr，在遠離橫截面中心的兩個探測器10-3和10-4在作用深度不確定時，則響應線的偏差Δr變大。參考圖1b所示，沒有軸向偏置的兩個探測器10-1和10-2在作用深度不確定時，具有較小的響應線偏差Δr，在具有大的軸向偏置的兩個探測器10-2和10-5在作用深度不確定時，具有較大的響應線偏差Δr。其中，圖1a、圖1b中的虛線代表響應線可能的出現范圍外邊界。隨著探測器尺寸越來越小，圖像分辨率越來越高，這種探測器的作用深度不確定性越來越不可忽視。

為解決ECT探測器的作用深度不確定對空間分辨率的影響，現有技術上有三種確定閃爍事例發生位置的方法。

一種是在ECT探測器上采用頂端和底端雙端信號讀出設計，如圖2所示，其根據頂部傳感器A及底部傳感器B所感測得到的信號幅度的相對比例來確定閃爍事例的發生位置，其中，頂部傳感器A及底部傳感器B所感測的能量相加即為閃爍事例/事件的總能量。但是，該方法增加了一倍的讀出電路，增加了系統的成本、功耗和復雜度；頂部傳感器A及底部傳感器B兩端電路的相配合實現在一定程度上給系統的模塊化設計帶來了難度；同時，A端與B端之間的通過線纜的信號交互降低了信號的帶寬從而影響了系統的時間飛行TOF性能。

另一種是ECT探測器采用單片晶體耦合到信號讀出傳感器陣列，如圖3a所示，其根據信號在傳感器陣列上的分布情況，反推出閃爍事例發生的空間位置，假如在傳感器陣列上信號分散的越廣則發生的閃爍事例離傳感器陣列的表面越遠。但是，當閃爍事例發生在邊界時，由于多次的反射會使得位置深度計算算法不精準，此時只能采用經驗的校正表來查表找到對應的空間位置。而另一方面，生成校正表需要花很長的時間，還需要硬件資源來儲存校正表，軟件來實現采集校正表的功能，這些都會增加系統的復雜度。特別是當傳感器的放大倍數不一致時，不同探測器模塊的校正表是不同的，這會大大增加系統的校正時間。

再一種是采用兩種性能相異的晶體、或者空間位置相錯位而構成上下兩層探測器，如圖3b，根據采集到信號的特征來判斷閃爍事件發生在哪一層探測器內，從而增加了事件的深度位置的探測能力。但是這會增加產品的生產工藝復雜性及生產成本。

基于此，有必要對現有技術的ECT探測器結構進行改進。