[发明专利]光电转换器、探测器及扫描设备

说明书

一种光电转换器，其包括硅光电倍增管阵列及与硅光电倍增管阵列耦合的光导，硅光电倍增管阵列为i×j个硅光电倍增管在水平面上拼接而成，i和j都是大于或等于2的整数。一种探测器，其包括闪烁晶体、电子学系统、光导、硅光电倍增管。一种扫描设备，其包括探测装置和机架，所述探测装置包括探测器，所述探测器包括所述的光电转换器。本发明主要采用硅光电倍增管的光电转换方案，因为硅光电倍增管体积小巧，排列紧实，适当尺寸与个数的硅光电倍增管搭配适合形状的光导后，可搭建高空间分辨率的PET探测器，最终提高整个PET系统的空间分辨率，并且很适合搭建具有DOI和TOF性能的PET探测器，能用于PET/MRI、成本低廉。

技术领域

本发明涉及核医学成像技术领域，特别是涉及一种光电转换器、具有该光电转换器的探测器及具有该探测器的扫描设备。

背景技术

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，以下简称PET)探测器是PET成像设备中的关键装置，其主要功能是获得PET系统中γ光子沉积时的位置、时间和能量信息。PET探测器的性能直接决定了整个PET成像系统的性能，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具有高空间分辨率、好的时间分辨率、好的能量分辨率、高计数率等特性。

PET探测器中光电转换器的功能是将前端闪烁晶体输出的闪烁光子转化为对应的电脉冲，并进行倍增放大得到电子学系统可以处理的电脉冲信号。现有的PET探测器，其中光电转换器件通常采用光电倍增管、雪崩光电二极管、位置敏感型光电倍增管。

光电倍增管一般通过光电面将闪烁光子转化为光电子，然后通过多个倍增极对光电子进行倍增，最后从阳极输出电脉冲信号，光电倍增管增益一般为10⁶左右。光电倍增管具有高增益、低噪声、快的时间响应等优点，这造就了大部分的临床PET光电转换器件均选择了光电倍增管。但其体积一般较大，这可能限制PET探测器的空间分辨率以及PET系统结构设计的灵活性；光电倍增管无法在磁场中正常工作，难以作为PET/MRI双模成像系统的光电转换器件。

雪崩光电二极管首先通过光阴极将闪烁光子转化为光电子，利用光电二极管的雪崩效应来对光电子进行倍增得到电脉冲信号，雪崩光电二极管可以在磁场中正常工作，在PET/MRI双模成像中系统表现出一定的潜力。雪崩光电二极管体积较小，可以用来设计空间分辨率更好的PET探测器，已经有人通过雪崩光电二极管来设计对空间分辨率要求更高的小动物PET(Mélanie Bergeron，Jules Cadorette,，Jean-Beaudoin，MartinD.Lepage，Ghislain Robert，Vitali Selivanov，Marc-André Tétrault，NicolasViscogliosi，Jeffrey P.Norenberg，Réjean Fontaine，and Roger Lecomte，“Performance Evaluation of the LabPET APD-Based Digital PET Scanner，”IEEETRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE,VOL.56,NO.1,FEBRUARY 2009)。但是雪崩光电二极管有着天然的缺陷，增益不够高，大概10⁴，噪声较大，会影响PET探测器的性能。