[发明专利]检测器及其制作方法以及具有该检测器的发射成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及发射成像系统，具体地，涉及一种用于发射成像设备的检测器及其制作方法，并且还涉及一种具有该检测器的发射成像设备。

背景技术

例如正电子发射成像(Positron Emission Tomography，PET)和单光子发射计算机断面成像(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)等的发射成像技术已经被用于医疗诊断、病理学研究、药理学研究、药物开发等领域。

以正电子发射成像为例，其利用正电子同位素衰变产生出的正电子与人体内负电子发生泯灭效应的现象，通过向人体内注射带有正电子同位素标记的化合物，采用复合探测的方法，利用检测器探测泯灭效应所产生的γ光子，得到人体内同位素的分布信息，由计算机进行重建组合运算，从而得到人体内标记化合物分布的三维断层图像。

发射成像设备通常包括支撑框架和安装在支撑框架上的多个检测器。以正电子发射成像设备为例，检测器主要包括三部分，如图1所示，即最下层的由离散闪烁晶体组成的晶体矩阵110、玻璃光导层120和光电倍增管(PMT)矩阵130。玻璃光导层120内刻有不同深度的切槽121，切槽121把玻璃光导层120的下表面分割成的矩阵，且该矩阵和离散晶体组成的晶体矩阵110一一对应。切槽121内填入反光材料。

正电子湮灭产生的511电子伏特的高能光子(γ光子)，在晶体矩阵110中的某一晶体条内部发生反应，被转换为可见光子群。由于闪烁晶体除顶面外的五面都被反光片覆盖，可见光子群只能从闪烁晶体的顶面射出，并进入玻璃光导层120。可见光子群从玻璃光导层120出来后，进入PMT矩阵130。通过PMT矩阵130中，各PMT单元采集到的可见光信号的大小，用重心算法(Anger Logic)，可以计算出高能光子在晶体矩阵110中的哪一个闪烁晶体内部发生的反应。这一过程称为晶体解码。

传统正电子发射成像设备的检测器设计中，最关键的一环是玻璃光导层120中切槽121的设置。现有的制作正电子发射成像设备中的检测器的方法是对玻璃光导层120刻入不同深度的切槽121。切槽121的宽度一般要求和晶体矩阵110中单个离散的闪烁晶体之间的空隙一致。为了提高检测器对511电子伏特的高能光子的灵敏度，离散的闪烁晶体之间越小越好。因此，切槽的宽度一般在100微米左右。在这么狭窄的切槽内填入反光材料，工艺要求较高。另外，在安装时，晶体矩阵110中单个闪烁晶体之间的空隙需要与玻璃光导层120中的切槽121严格对齐。

考虑到上述因素，检测器的加工难度很大，精度很难控制。加工和组装精度的不足，通常会造成晶体解码误差的显著增大，严重影响系统的成像质量。因此，为了弥补加工和组装精度的不足，通常的做法是使用较大尺寸的晶体(例如横截面上的边长在4mm以上)。而正电子发射成像系统的图像空间分辨率，很大程度上取决于晶体的尺寸。晶体的尺寸越小，正电子发射成像系统的图像空间分辨率越高。

因此，有必要提出一种用于发射成像设备的检测器及其制作方法、以及具有该检测器的发射成像设备，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于发射成像设备的检测器，所述检测器包括：

网格模具，所述网格模具包括外围框架、多个横向壁和多个纵向壁，所述外围框架从侧向包围所述多个横向壁和所述多个纵向壁，所述多个横向壁和所述多个纵向壁分别沿横向方向和纵向方向交叉布置，以在所述外围框架内形成以矩阵方式排列的多个网格槽，所述多个横向壁和所述多个纵向壁的侧面以及所述外围框架的内侧面上均覆盖有光反射层；

晶体层，所述晶体层包括以矩阵方式排列的多个闪烁晶体，所述多个闪烁晶体与所述多个网格槽一一对应地分别固定在所述多个网格槽中，且所述多个横向壁和所述多个纵向壁的顶面不低于所述晶体层的顶面；

固体光导层，所述固体光导层设置在所述晶体层的顶面上，且所述固体光导层中设置有切槽，所述切槽与所述多个横向壁和所述多个纵向壁的高于所述晶体层的部分相适配，以使所述部分插入所述切槽中。

优选地，所述切槽沿着从所述固体光导层的外周到中心的方向具有逐渐减小的高度。

优选地，所述多个横向壁分别由多个横向薄片形成，且所述多个纵向壁分别由多个纵向薄片形成，其中所述多个横向薄片和所述多个纵向薄片上分别设置有能够使它们相互插接的插槽，所述多个横向薄片和所述多个纵向薄片在所述插槽处插接地交叉布置。

优选地，所述外围框架的厚度大于所述多个横向壁和所述多个纵向壁的厚度。