[发明专利]PET探测模块、PET探测器和PET系统

说明书

技术领域

本发明涉及正电子发射型计算机断层显像(Positron emission tomography,以下简称PET)领域，具体而言，涉及一种PET探测模块、具有所述PET探测模块的PET探测器和具有所述PET探测器的PET系统。

背景技术

PET是一种非侵入性的核医学成像方法，其原理是使用放射性核素标记的生物活性物质参与生物体的生理代谢，利用测量放射性核素的分布，间接观察生物活性物质的代谢和三维分布情况。目前PET技术已广泛用于临床检查，包括癌症、脑部疾病和心脏病检查等。

PET系统主要由探测器、电子学系统和重建算法模块构成。其中探测器部分是系统的核心和主要成本投入部分，采用闪烁晶体耦合光电倍增管的分光方式进行事件位置的解码。对于探测器而言，采用小尺寸的晶体，利于空间分辨率的提高。但相关技术中的探测器，其光电倍增管阵列对小尺寸闪烁晶体阵列的分光定位较为困难，且容易出现较大的误定位概率，无法实现较高的空间分辨率，此外，小尺寸的闪烁晶体会增加射线在多个晶体上的散射事件，对事件位置的判定造成串扰，进一步影响高空间分辨率的实现。空间分辨率的降低会直接影响PET系统的成像质量，最终影响疾病诊断的准确度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种PET探测模块，该PET探测模块具有空间分辨率高、误定位概率小、能够提高PET系统的成像质量、提高疾病诊断的准确性等优点。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述PET探测模块的PET探测器。

本发明的再一个目的在于提出一种具有所述PET探测器的PET系统。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种PET探测模块，所述PET探测模块包括多个探测单元，每个所述探测单元由闪烁晶体和与所述闪烁晶体一对一耦合以读出所述闪烁晶体的闪烁信号的硅光电倍增管构成，相邻两个所述闪烁晶体之间填充有用于阻挡射线的阻挡材料。

根据本发明实施例的PET探测模块，通过设置多个所述探测单元，且在所述探测单元中采用所述硅光电倍增管，可以使每个所述探测单元由相互耦合的一对所述闪烁晶体和所述硅光电倍增管构成，这样可以使多个所述硅光电倍增管与相同数量的多个所述闪烁晶体分别对应地一对一耦合，从而不仅可以所述硅光电倍增管对所述闪烁晶体的定位更加容易，而且消除了分光造成的误编码，大幅降低了误定位的概率，以大幅提高空间分辨率。此外，为了减小射线在多个所述闪烁晶体上的散射对事件位置判定的影响，还进一步在相邻两个所述闪烁晶体之间填充有所述阻挡材料，利用所述阻挡材料阻挡散射的伽马射线，以减少所述探测单元之间的信号串扰，从而可以进一步提高空间分辨率。由此可以提高PET系统的成像质量，以提高疾病诊断的准确性。因此，根据本发明实施例的PET探测模块具有空间分辨率高、误定位概率小、能够提高PET系统的成像质量、提高疾病诊断的准确性等优点。

另外，根据本发明上述实施例的PET探测模块还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，每个所述闪烁晶体由一个长条形闪烁晶体块构成或由多个长条形闪烁晶体块拼接而成。这样可以实现所述闪烁晶体的生产制造。

根据本发明的一个实施例，所述闪烁晶体包含镓酸铝钆、锗酸铋、硅酸镥、硅酸钇镥、硅酸钆镥、硅酸钆、硅酸钇、氟化钡、碘化钠、碘化铯、钨酸铅、铝酸钇、溴化镧、氯化镧、钙钛镥铝、焦硅酸镥、铝酸镥和碘化镥中的至少一种。由此可以保证所述闪烁晶体的闪烁性能和与所述硅光电倍增管的耦合性能。

根据本发明的一个实施例，所述闪烁晶体具有与对应的所述硅光电倍增管相对的出光面，且所述闪烁晶体除所述出光面的其它表面上设有反光层。由此可以提高所述PET探测模块的能量分辨率和时间分辨率。

根据本发明的一个实施例，所述反光层为粘贴的反光膜、喷涂的反光材料或反光镀层。由此可以在所述闪烁晶体上形成所述反光层。

根据本发明的一个实施例，多个所述探测单元紧密排列成沿横向定向的多行和沿纵向定向的多列。这样可以使每个所述探测单元获得更大的成像视野。

根据本发明的一个实施例，每行中的所述探测单元沿横向等间距设置，每列中的所述探测单元沿纵向等间距设置，且相邻两行所述探测单元在纵向上错位设置，相邻两列所述探测单元在横向上错位设置。这样可以减少病人的扫描床位数，进行动态成像。

根据本发明的一个实施例，所述阻挡材料为铁、钢、铅、钨或铜。由此可以保证所述阻挡材料对射线具有较高的阻挡效果。