[發(fā)明專利]一種基于閃爍光纖的PET成像系統(tǒng)檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810953922.2
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN109188501B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許劍鋒;謝楊澤;原東升;謝思維;張熙;應(yīng)高陽;黃秋;彭旗宇
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明屬于電子發(fā)射成像技術(shù)領(lǐng)域，并具體公開了一種基于閃爍光纖的PET成像系統(tǒng)檢測器。所述檢測器包括多個檢測器模塊，多個檢測器模塊依次連接形成橫截面為多邊形的結(jié)構(gòu)，檢測器模塊包括閃爍光纖模塊、光傳感器模塊，閃爍光纖模塊由多個呈陣列排布的閃爍光纖構(gòu)成，且閃爍光纖的截面直徑D≤0.1mm，光傳感器模塊設(shè)于所述閃爍光纖模塊的外端，光傳感器模塊包括多個光傳感器且每個傳感器對應(yīng)多個閃爍光纖，用于接收和檢測可見光子的能量信號和傳導(dǎo)時間。本發(fā)明閃爍光纖的截面直徑D≤0.1mm，且每個傳感器對應(yīng)多個閃爍光纖，能夠更精確標(biāo)記化合物的空間位置，從而使得PET成像系統(tǒng)檢測器具備高效率和高靈敏度，成像的分辨率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子發(fā)射成像技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于閃爍光纖的PET成像系統(tǒng)檢測器。

背景技術(shù)

PET全稱為正電子發(fā)射計算機斷層顯像(positron emission tomography PET)，是反映病變的基因、分子、代謝及功能狀態(tài)的顯像設(shè)備。它是利用正電子核素標(biāo)記葡萄糖等人體代謝物作為顯像劑，通過病灶對顯像劑的攝取來反映其代謝變化，從而為臨床提供疾病的生物代謝信息。PET采用正電子核素作為示蹤劑，通過病灶部位對示蹤劑的攝取了解病灶功能代謝狀態(tài)，可以宏觀的顯示全身各臟器功能，代謝等病理生理特征，更容易發(fā)現(xiàn)病灶。CT可以精確定位病灶及顯示病灶細(xì)微結(jié)構(gòu)變化；PET/CT融合圖像可以全面發(fā)現(xiàn)病灶，精確定位及判斷病灶良惡性。發(fā)射成像設(shè)備已經(jīng)較多被用于科學(xué)實驗以及醫(yī)療診斷當(dāng)中。發(fā)射成像設(shè)備的主要部分檢測器一般包括閃爍晶體、光傳感器以及其他附加部分。發(fā)射成像設(shè)備的檢測效率和靈敏度與檢測器的形狀、晶體的形狀、檢測器與晶體的排布方式、耦合方式有很大關(guān)系。輻射探測設(shè)備已有較多成品用在交通、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域，主要利用物質(zhì)在輻射作用下產(chǎn)生的光效應(yīng)或者氣體電離效應(yīng)來工作，用于發(fā)射成像設(shè)備的檢測器模塊同樣可用于輻射檢測。

目前應(yīng)用在PET成像系統(tǒng)中的檢測器模塊使用切割后的晶體陣列耦合傳感器組成，由于晶體的切割工藝限制，目前很難將傳統(tǒng)的閃爍晶體切割到0.5mm以下，而晶體的尺寸對PET成像系統(tǒng)的圖像分辨率和系統(tǒng)的整體性能有著重要的影響，隨著科學(xué)技術(shù)和醫(yī)療水平的不斷發(fā)展，我們對PET成像系統(tǒng)的分辨率也隨之有了更高的要求,改變晶體耦合傳感器的傳統(tǒng)方式成為了一種新的選擇。

中國專利CN103543463B公開了一種用于發(fā)射成像設(shè)備的檢測器和發(fā)射成像設(shè)備，所述檢測器包括：晶體層，所述晶體層包括多個閃爍晶體，所述多個閃爍晶體排列成正五邊形或正六邊形；以及光傳感器層，所述光傳感器層覆蓋所述晶體層并與所述晶體層間隔開地設(shè)置，所述光傳感器層包括多個光傳感器，所述多個光傳感器排列成與所述晶體層相同的形狀。安裝有本發(fā)明提供的檢測器的發(fā)射成像設(shè)備能夠具有較高的靈敏度和檢測效率。但受到工藝，成本等的限制，晶體大小切到1mm以下時，成本會大幅增加，且解碼的精度受到晶體大小的限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于閃爍光纖的PET成像系統(tǒng)檢測器，其中光傳感器與多個呈陣列排布且截面直徑D≤0.1mm的閃爍光纖耦合，用于接收和檢測可見光子的能量信號和傳導(dǎo)時間并據(jù)此反算出標(biāo)記化合物光子湮滅的位置分布，由于閃爍光纖的截面直徑小，從而可精確獲得標(biāo)記化合物光子湮滅的位置分布，進(jìn)而大大提高了檢測的精度和靈敏度。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于閃爍光纖的PET成像系統(tǒng)檢測器，其特征在于，所述檢測器包括多個檢測器模塊，所述多個檢測器模塊依次連接形成橫截面為多邊形的結(jié)構(gòu)，其中：所述檢測器模塊包括閃爍光纖模塊和光傳感器模塊；所述閃爍光纖模塊由多個呈陣列排布的閃爍光纖構(gòu)成，且所述閃爍光纖的截面直徑D≤0.1mm，用于捕捉標(biāo)記化合物光子并與標(biāo)記化合物光子發(fā)生湮滅將其轉(zhuǎn)化為可見光子群；所述光傳感器模塊設(shè)于所述閃爍光纖模塊的外端，所述光傳感器模塊包括多個光傳感器且每個傳感器對應(yīng)多個閃爍光纖，用于接收和檢測可見光子的能量信號和傳導(dǎo)時間并據(jù)此反算出標(biāo)記化合物的位置分布。

進(jìn)一步的，所述閃爍光纖之間耦合有光學(xué)反射膜。