[实用新型]一种核探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种辐射探测设备，更具体地涉及一种核探测器。

背景技术

在γ照相机、正电子发射计算机断层成像(简称PET，Positron Emission Tomography)系统、辐射探测仪和晶体性能检测装置等核探测设备中，核探测器的空间分辨率是体现核探测设备性能的一个重要指标。比如在PET系统中，空间分辨率体现了PET系统对细微组织的空间辨识能力，是PET系统中最为重要的两个指标之一，也同时是评价PET图像质量的重要指标之一。PET系统作为一种影像系统最根本的评价标准是重建图像的质量，高质量的重建图像要求有良好的分辨率，空间分辨率是过去十多年来PET系统开发中一直重点优化的对象。特别是在动物PET系统中，由于动物大小的原因，对系统成像空间分辨率的要求远高于临床PET系统。

现有技术中通常将晶体条切细至小于2.0mm的核探测器称为高空间分辨率核探测器，目前的高空间分辨率核探测器通常采用以下几种设计方案：

第一种，通过位置敏感型光电倍增管(简称PSPMT)耦合闪烁晶体阵列的方式实现高空间分辨率，位置敏感型光电倍增管具有增益高(10⁶)、噪声低的特点，能够实现非常高的空间分辨率，已经有团队通过该耦合方式实现了空间分辨率要求很高的小动物PET系统(参考文献Luyao Wang,Jun Zhu,Xiao Liang,Ming Niu,Xiaoke Wu,Chien-Min Kao,Heejong Kim and Qingguo Xie，“Performance evaluation of theLH system-A large FOV small-animal PET system”，Physics in Medicine and Biology[J],2014)，达到了较好的系统性能。

第二种，通过雪崩光电二极管阵列(简称APD array)与相同尺寸的闪烁晶体阵列直接耦合的方式实现高空间分辨率，位置敏感型雪崩光电二极管体积小巧，正常工作时需求的电压不高，搭建PET探测器具有较强的灵活性，也可降低一部分系统集成工程难度，已有团队通过该耦合方式实现了较高空间分辨率的小动物PET探测器(参考文献Bergeron M，Cadorette J，Beaudoin J F，et al.Performance Evaluation of the LabPET APD-Based Digital PET Scanner[J].IEEE Transactions on Nuclear Science，2009，56(1):10-16)。

第三种，通过硅光电倍增管阵列(简称SiPM array)与相同尺寸的闪烁晶体阵列1:1直接耦合的方式来搭建PET探测器。硅光电倍增管增益为10⁶，与光电倍增管媲美，噪声低，体积小巧，排列紧实，时间性能良好。使用SiPM array搭建PET探测器时，前端探测器输出信号的信噪比高，探测器灵活性强，也可降低系统集成的工程难度。由于是半导体器件，具有大量生产时价格低廉的优势，尤其适合在PET这种探测器数量众多的仪器设备中。已有团队通过SiPM阵列和闪烁晶体阵列1:1直接耦合的方式实现了PET探测器的设计、生产，并且完成了系统集成，得到了2.5mm左右的PET系统空间分辨率(参考文献Daoming Xi，Jingjing Liu，Yanzhao Li，Jun Zhu，Ming Niu，Peng Xiao，Qingguo Xie，"Investigation of continuous scintillator/SiPM detector for local extremely high spatial resolution PET",in Conference Record of the 2011IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference[C],pp.4429-4432,2011)