[发明专利]一种减小晶体尺寸提高分辨率的探测器模组及其使用方法

说明书

本发明涉及医疗影像领域，具体涉及一种减小晶体尺寸提高分辨率的探测器模组及其使用方法。本发明探测器模组包括：前端探测器模块，用于将正电子湮灭产生的γ光捕获，并转换成电信号输出到后端多通道读出电子电路系统；后端多通道读出电子电路系统，用于将所述前端探测器输出的电信号进行后端处理；所述前端探测器模块包括闪烁晶体、楔形光导和硅光电倍增管，所述闪烁晶体用于捕获伽马光子，形成可见光；所述楔形光导，用于捕获可见光，并将其分散；所述硅光电倍增管用于将光信号输出为电信号，传入电子系统。本发明可以实现亚微米级的超高分辨率，为医学影像学的发展提供更进一步的支持。

技术领域

本发明涉及医疗影像领域，具体涉及一种减小晶体尺寸提高分辨率的探测器模组及其使用方法。

背景技术

正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Computed Tomography，简称PET)是通过探测放射性核素衰变后产生的γ射线来实现断层成像。PET采用的放射性核素衰变后产生正电子。正电子是电子的反粒子，注射至生物体内的放射性核素衰变后产生的正电子穿过生命体组织时，在很短的距离内(0.5mm左右，不同的正电子核素有着不同的正电子湮灭距离)与组织内的负电子发生湮灭作用，全部的质量转换成能量释放，产生互成近似于180度能量高达511keV的γ光子对。对这对γ光子对沿发射方向进行探测，就能获得该方向上进行衰变的放射性核素分布的线积分值，从而进行断层图像重建。

PET是唯一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型影像技术，现已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。

空间分辨率是PET系统中重要的性能之一，是系统成像质量好坏的重要指标，减小晶体尺寸可提升图像空间分辨率，但晶体尺寸的过度减小会扩大反应深度效应，增加视差，反而可能导致系统空间分辨率的降低。目前医用全身PET系统空间分辨率约在3-5mm，仅限于呈现对应细胞的活动状态，无法表现出细胞之间的信号传导以及小范围内神经网络的具体活动，只能预测大细胞群或者核团的工作状态，无法精确分析小核团内细胞活动的状态。因此具有高空间分辨率PET探测器的研制极为重要，这种超高分辨率PET探测器可将PET系统的空间分辨率提高到亚毫米级别，可观测细胞之间的信号传导以及小范围内神经网络的具体活动，实现精确分析小核团内细胞活动状态，推动阿尔茨海默症的发病机理研究,而在研制人体PET之前，需要针对白鼠等小动物进行实验研究。

综述所述，现有技术仍缺乏一种能够提高分辨率实现精确分析的探测器模组。

发明内容

针对现有技术的空间分辨率的改进方案，本发明提供了一种减小晶体尺寸提高分辨率的探测器模组，其中通过对其关键组件前端探测器进行研究和设计，与相应的现有技术相比可显著提高pet分辨率，使得医学领域，实现精确分析小核团内细胞活动状态。

为实现上述目的，本发明提供了一种减小晶体尺寸提高分辨率的探测器模组，包括前端探测器模块和后端多通道读出电子电路系统，所述前端探测器模块用于将正电子湮灭产生的γ光捕获，并转换成电信号输出到后端多通道读出电子电路系统，所述后端多通道读出电子电路系统，用于将所述前端探测器输出的电信号进行后端处理；

所述前端探测器模块包括闪烁晶体，用于捕获伽马光子，形成可见光；

所述前端探测器模块包括楔形光导，用于捕获可见光，并将其分散；

所述前端探测器模块包括硅光电倍增管，用于将光信号输出为电信号，传入后端多通道读出电子电路系统；

其中，所述闪烁晶体为按照方形阵列排布的若干个晶条组成，所述晶条的形状是长方体，所述晶条的长度和宽度均为0.25mm以下。

作为优选，所述方形阵列为16*16、18*18和20*20中的一种。

作为优选，所述晶条的材质为硅酸钇镥闪烁晶体或硅酸铋晶体。