[发明专利]三维放射线位置检测器

说明书

技术领域

本发明涉及利用闪烁体(scintillator)的放射线检测器，更具体地，本发明涉及能够收集三维数据的放射线检测器。

背景技术

正电子发射层析成像(positron emission tomography，PET)是已被用于使用图像来诊断肿瘤和扫描脑部机能等的核医学成像技术。在PET中，用发射正电子的放射性同位素(radioactive isotope)标识的药物被注入被检体中，并且，通过设置在被检体周围的检测器部分对于在正电子湮没(annihilation)之后准确地沿相反方向发射的两个光子(photon)(伽马射线)同时计数。因此，放射线源的位置被规定为形成图像。在检测器部分中，以圆周形式布置检测单元，所述检测单元中的每一个包含光电增倍管(photomultiplier tube，PMT)和设置在其上面的闪烁体晶体。闪烁体晶体的例子包含Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)和Lu₂SiO₅(LSO)。

在常规的PET系统中，分辨率在视场的边缘处降低。如图1所示，在视场(圆)的中心处产生的伽马射线11垂直地入射到闪烁体晶体12上，而在视场的边缘处产生的伽马射线13斜着入射到闪烁体晶体12上。这使得由于闪烁体晶体的长度(高度)而导致检测位置误差(视差误差(parallax error))。为了应对这一点，作为下一代技术，用于通过识别闪烁体中的在深度方向上的发光位置的信息(交互的深度；DOI(depth of interaction))来抑制视差误差的技术的DOI-PET正在受到关注。

日本专利申请公布No.2006-522925(JP 2006522925)，也被公布为WO 2004090572，公开了识别交互作用深度(DOI)的方法，在该方法中，在位置敏感型(position-sensitive)PMT(PS-PMT)上设置连续的闪烁体晶体。在JP 2006522925中，由根据发光位置的深度的闪烁光的漫射的差异来计算DOI。另一已知的方法使用其中在PS-PMT上设置多个闪烁体晶体的多层检测单元，在该PS-PMT上，层叠闪烁体晶体的多个层。日本专利公开No.11-142524(JP 11142524)公开了通过用设置在闪烁体晶体之间的反射部件的有/无和位置来控制闪烁光的分布而识别DOI的示例性方法。

但是，在使用连续的闪烁体晶体的方法中，由于闪烁光在晶体中各向同性地传播，因此，闪烁光在PS-PMT中的广大区域上漫射。因此，为了识别根据发光位置的深度的差异的闪烁光的漫射的差异，需要从PS-PMT中的大量检测像素收集信息。如果通过少数的像素的计算来估计发光位置的深度，那么误差增大。

相对照地，通过层叠多层闪烁体晶体的方法，可由少数的像素的计算来估计发光位置的深度。但是，对于各系统需要非常大量的(例如120,000个)闪烁体晶体。另外，由于反射部件需要被选择性地设置在闪烁体晶体之间，因此组装检测单元的过程非常复杂。

发明内容

本发明提供没有反射部件的、能够通过少数的像素的计算来估计发光位置的深度、并且能够从少量的闪烁体晶体容易地组装检测单元的三维放射线位置检测器。

本发明提供三维放射线位置检测器，该三维放射线位置检测器包括：具有多个光检测元件的光检测器；和闪烁体晶体，所述闪烁体晶体具有这样的光学各向异性使得第一方向上的光学性能与其它方向上的光学性能不同，所述闪烁体晶体在第一方向上是连续的并且被设置在光检测器的光检测表面上，使得闪烁体晶体的第一方向不与光检测器的光检测表面的法线方向垂直。闪烁体晶体沿第一方向具有为多个光检测元件的布置节距的至少三倍的长度。所述光学各向异性使得允许从位于光检测元件正上方并且最远离光检测元件的区域发射的闪烁光的至少4％到达光检测元件，而允许从处于光检测元件正上方并且最接近光检测元件的区域发射的闪烁光的4％～35％到达光检测元件。

本发明提供没有反射部件的、能够通过少量的光检测元件(像素)的计算来估计闪烁光的发光位置、并且能够从少量的闪烁体晶体容易地组装检测单元的三维放射线位置检测器。

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是表示在常规的PET系统中出现的视差误差的示图。

图2是本发明的闪烁体晶体的示意图。