[发明专利]闪烁晶体阵列探测器及采用该探测器的PET-MR系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于PET（Positron Emission Computed Tomography,正电子发射计算机断层扫描）成像系统的闪烁晶体探测器，尤其涉及一种用于PET-MR成像系统中的闪烁晶体阵列探测器及采用该闪烁晶体阵列探测器的PET-MR系统。

背景技术

PET-MR成像系统（正电子发射计算机断层扫描-磁共振成像系统）是将PET（Positron-Emission Computed Tomography,正电子发射断层扫描仪）与MR(Magnetic Resonance,核磁共振扫描仪)技术融合而成的一种分子水平的功能显像加结构显像的系统，其是借助于高场超导MR的高分辨率和PET的高灵敏度实现解剖结构显像和功能成像的互补，实现MR的功能成像与PET功能成像的强强联合与交叉验证，实现对一些复杂疾病的诊断与监控。

目前PET-MR系统发展有同室布置PET-MR系统、同机融合PET-MR系统及异室布置PET-MR系统三种技术状态。针对同室布置PET-MR系统和同机融合PET-MR系统而言，因目前PET成像系统采用的探测器大多是由如图1所示的闪烁晶体阵列模块11与光电倍增管(Position Sensitive Photomultiplier Tube,PSPMT)12耦合而成的，MR系统中的静态磁场和高频开关的梯度场会对光电倍增管产生电磁干扰，影响PET系统的图像质量，进而影响PET-MR系统的图像质量。

在PET-MR成像系统中采用了一种受磁场干扰较小的闪烁晶体阵列探测器来减小MR系统对PET系统的电磁影响。该闪烁晶体阵列探测器采用位置灵敏雪崩光电二极管(Position Sensitive Avalanche Photodiode，PSAPD)来适用强磁场的环境，如图2所示。该闪烁晶体阵列探测器包括闪烁晶体阵列21及光耦合至闪烁晶体阵列21上的片状的雪崩光电二极管阵列22。闪烁晶体阵列21是由多个闪烁晶体31构成的，如图3A及图3B所示。每个闪烁晶体31均具有一个光入射面31a及一个与雪崩光电二极管阵列22耦合的耦合面31b、31c。由于闪烁晶体阵列21的闪烁晶体31呈长方体状设置，会使得由入射γ光在闪烁晶体里诱导产生的特定波段400nm-550nm的荧光在传输过程中因光程过长而耗损掉，进而造成闪烁晶体阵列探测器的光转换率降低，影响图像质量。

为解决上述问题，本发明提供一种改进的闪烁晶体阵列探测器及采用该闪烁晶体阵列探测器的PET-MR成像系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高可见光的接收效率的PET系统用闪烁晶体阵列探测器及采用该闪烁晶体阵列探测器的PET-MR成像系统。

为实现上述目的，本发明提出一种闪烁晶体阵列探测器，用于正电子发射计算机断层扫描成像系统中，该闪烁晶体阵列探测器包括闪烁晶体阵列和雪崩光电二极管阵列，所述雪崩光电二极管阵列包括多个雪崩光电二极管子阵列，每一雪崩光电二极管子阵列包括多个雪崩光电二极管，所述闪烁晶体阵列包括多个闪烁晶体，每一闪烁晶体具有与多个雪崩光电二极管子阵列中的一个耦合的耦合面及多个与耦合面相邻的相邻面。其中所述闪烁晶体的多个相邻面中至少一个相邻面与所述耦合面之间成锐角。

优选地，本发明进一步界定，所述耦合面为所述闪烁晶体的表面中面积最大的面。

优选地，本发明进一步界定，所述闪烁晶体具有顶面、底面及连接顶面与底面的多个侧面，所述耦合面为闪烁晶体的多个侧面中的一个侧面，位于闪烁晶体的侧面的相邻面与所述耦合面之间形成的角度介于45~84度之间。

优选地，本发明进一步界定，所述闪烁晶体具有顶面、底面及连接顶面与底面的多个侧面，所述耦合面为所述闪烁晶体的多个侧面中的一个侧面，位于闪烁晶体顶面或底面的相邻面与所述耦合面之间形成的角度介于87~88度之间。

优选地，本发明进一步界定，所述多个相邻面中至少一个面设有光反射膜。

优选地，本发明进一步界定，所述光反射膜通过粘贴、喷涂、化学沉积或溅射镀膜的方式设于闪烁晶体的相邻面。

优选地，本发明进一步界定，所述雪崩光电二极管阵列呈片状，所述闪烁晶体阵列中位于同一排的多个闪烁晶体的耦合面位于同一平面。

本发明还提出一种包括上述闪烁晶体阵列探测器的正电子发射-磁共振成像系统。

本发明的闪烁晶体阵列探测器的闪烁晶体的耦合面与相邻面之间成锐角设置，可以减少可见光在闪烁晶体内反射的次数，提高可见光的接收效率，进而保证PET-MR成像系统在图像重建时的图像质量。

附图说明