[发明专利]一种PET探测器以及医学影像设备

说明书

一种PET探测器，包括晶体阵列、光电转换器、后端电路以及基板，所述晶体阵列包括若干晶体单元，以晶体单元光子入射面的垂线为轴向，所述光电转换器直接设置在晶体单元的与轴向平行的至少一个侧面上，并与所述晶体单元进行光电耦合，所述光电转换器在光电耦合区域内分区设置。本发明的PET探测器直接在晶体中间使用光电转换器，而不使用基板进行器件焊接集成，避免以往侧面读出电子学设计会增大系统探测死区的设计弊端；并在光电转换器内部与晶体的光电偶合区进行分区设置，为荧光事件3D定位奠定了基础，同时也最大程度减轻不同器件之间差异性给信号探测带来的影响。

技术领域

本发明涉及正电子发射断层成像设备领域，尤其涉及一种正电子发射断层成像设备中的探测器以及医学影像设备。

背景技术

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，简称PET)探测器是PET成像设备中的关键装置，其主要功能为获得PET事件中各γ光子能量沉积时的位置、时间、能量信息。在设计与实现PET成像系统的过程中，为了提高系统成像性能，希望所使用的正电子发射断层成像探测器可以提供沉积深度(Depth of Interaction，DOI)信息、具有高的探测效率、好的时间分辨率以及好的空间分辨率。侧面读出技术是解决PET探测器成像性能的重要技术突破，侧面读出技术可以显著提高闪烁光的收集效率、减小系统读出通道的时间抖动，并可以对荧光事件进行精确的3D定位，因此可以大幅提高系统的时间分辨率和空间分辨率，进而提高系统的整体性能。

目前已有的侧面读出设计，一般是将光电转换器(APD或者SiPM或其它硅基光电转换器)焊接在印制板(包括柔性印制板)上进行侧面读出。如将闪烁晶体块和一组Geiger模式雪崩光电二极管(G-APD)传感器元件光电耦合，其光学耦合到闪烁晶体块的至少一个表面。其中G-APD传感器元件是布置在至少一个细长的G-APD传感器元件条带中，然后将所述G-APD条带耦合到读出电路。另一种侧面读出设计，在晶体阵列之间加入一排半导体光电转换器，对晶体荧光进行侧面读出，可以显著提升系统性能，但是这种设计一方面需要将光电转换器焊接在基板上，然后进行信号读出。将光电转换器焊接在基板上，势必要增加晶体之间的间隙，从而增大了PET探测器环的死区面积，降低了PET探测环的有效探测面积比。

发明内容

本发明解决的是现有PET探测器侧面读出设计所存在的探测死区较大以及不同器件间产生的信号差异性问题。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种PET探测器，包括晶体阵列、光电转换器、后端电路以及基板，其特征在于，所述晶体阵列包括若干晶体单元，以晶体单元光子入射面的垂线为轴向，所述光电转换器直接设置在晶体单元的与轴向平行的至少一个侧面上，并与所述晶体单元进行光电耦合，所述光电转换器在光电耦合区域内分区设置。

优选地，在上述PET探测器中，所述光电转换器在光电耦合区域内分区进行电信号读出。

优选地，在上述PET探测器中，所述光电转换器采用超薄型硅基光电转换器。

优选地，在上述PET探测器中，所述晶体阵列的与入射面相对的端面设置有读出端子，所述读出端子的一端与光电转换器连接，另一端与后端电路连接。

优选地，在上述PET探测器中，所述晶体单元的与轴向平行的除光电转换器设置面以外的其它面均设置反射膜。

优选地，在上述PET探测器中，所述光电转换器在垂直于轴向方向的延展厚度小于或等于反射膜的厚度。

优选地，在上述PET探测器中，所述后端电路固定或可拆卸地连接于所述基板上，所述基板用于支撑所述探测器。

优选地，在上述PET探测器中，所述晶体阵列外围面设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩用于对所述晶体阵列进行避光处理。

优选地，在上述PET探测器中，所述屏蔽罩为碳纤维屏蔽罩。