[实用新型]光电转换器、探测器及扫描设备

说明书

技术领域

本实用新型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,，Beaudoin，MartinD.Lepage，Ghislain Robert，Vitali Selivanov，Marc-André Tétrault，Nicolas Viscogliosi，Jeffrey P.Norenberg，RéjeanFontaine，and Roger Lecomte，“Performance Evaluation of the LabPET APD-Based Digital PET Scanner，”IEEE TRANSACTIONS 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。

位置敏感型光电倍增管具备所有光电倍增管的优点，而且能够实现较高的空间分辨率，有研究组已经通过位置敏感型光电倍增管实现了对空间分辨率要求更高的小动物PET(Qingguo Xie,Yuanbao Chen,Jun Zhu,Jingjing Liu,Xi Wang,Xin Chen,Ming Niu,Zhongyi Wu,Daoming Xi,Luyao Wang,Peng Xiao,Chin-Tu Chen,Chien-Min Kao“Implementation ofLYSO-PSPMT Block Detector with an All-Digital DAQ System,”in IEEE Transactions on Nuclear Science,pp.1487-1494,2013)，并达到了较好的系统性能。但是位置敏感型光电倍增管价格十分昂贵，会增加PET系统的成本。