[发明专利]一种复合晶体阵列的PET探测器及其构建方法

说明书

本发明公开了一种复合晶体阵列的PET探测器及其构建方法，所述复合晶体阵列的PET探测器的结构包括：闪烁晶体模块、光电转换装置模块和探测器电子学模块，所述闪烁晶体模块用于将伽玛光子转换成可见光和软紫外光光子传给光电转换装置模块，所述闪烁晶体模块由A晶体模块和B晶体模块组成AB型混合轻重稀土单晶晶体阵列；A晶体模块为轻稀土单晶，B晶体模块为重稀土单晶；且A和B使用隔断结构的构造形成晶体阵列。本发明中所述的一种复合晶体阵列的PET探测器中的闪烁晶体阵列由AB两种混合轻重稀土晶体组成，在保证PET探测器高性能的前提下，减少PET探测器中的镥含量，降低PET探测器的成本和系统复杂性。

技术领域

本发明涉及电子信息和医疗器械技术领域，尤其涉及一种复合晶体阵列的PET探测器及其构建方法。

背景技术

正电子发射断层成像(Position Emission Tomography，PET)是一种非侵入式的活体造影方法，能无创、定量、动态地评估人体内各种器官的代谢水平、生化反应、功能活动和灌注，代表了当前医学成像领域的尖端技术，是灵敏度最高的临床功能影像设备。探测器是整个PET中的主要部分，探测器由闪烁晶体、光电转换装置和读出电子学组成，其中闪烁晶体性能好坏决定探测器的性能好坏，闪烁晶体探测器是系统的核心。理想的晶体材料应具有足够高的密度、余辉时间短、光输出量高、能量分辨率好以及生产成本低等特点。高的密度、高原子序数能有效提高γ射线探测效率；余辉时间短能更好地完善时间匹配，减少随机计数；光输出量高可使每个光电探测器晶体数目增多；好的能量分辨率能减低图像散射，使图像更为清晰。而这些性能就探测器晶体而言又是相互制约的。闪烁晶体与光电探测器相结合，可广泛应用于高能光子和粒子的探测，如高能物理、测井、安全、医学成像等方面。无机闪烁晶体从诞生至今已有近20年的历史，先后研究了几百种晶体，新型闪烁晶体的诞生并不意味着传统闪烁晶体的没落，传统晶体生长工艺和质量相对稳定，市场上应用得以认可，因此需要在性能上进一步改善，而新晶体也需要开发，二者同等重要。从探明储量和出厂价格上看，各种稀土元素极不平衡，因而稀土的均衡利用成为一个亟待解决的问题。高端医疗器械PET对重稀土元素镥的用量极大，而原料镥储量少、价格高，进而使高性能PET的成本很难降低。

因此，针对以上提到的晶体中存在的问题有必要对现有PET探测器予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种复合晶体阵列的PET探测器及其构建方法，解决了现有技术的问题，在保证PET探测器高性能的前提下，减少PET探测器中的镥含量，降低PET探测器的成本和系统复杂性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种复合晶体阵列的PET探测器，其特征在于，所述复合晶体阵列的PET探测器的结构包括：闪烁晶体模块、光电转换装置模块和探测器电子学模块，所述闪烁晶体模块由A晶体模块和B晶体模块组成AB型混合轻重稀土单晶晶体阵列；A晶体模块为轻稀土单晶，B晶体模块为重稀土单晶；且A和B使用隔断结构的构造形成晶体阵列。

作为本方案的进一步改进，所述A晶体元素为镧系元素中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd8种元素中的任意一种；所述B晶体元素为铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu、钪Sc、钇Y9种元素中的任意一种。

作为本方案的进一步改进，所述晶体阵列中，所述隔断结构采用包围式隔断，用8根A晶体将1根B晶体包围在中间，形成一个3×3的九宫格型晶体阵列，其中A晶体与B晶体的形状大小相同，都为方形晶体。

作为本方案的进一步改进，以上述九宫格型晶体阵列类推，增加晶体数形成n×n的晶体阵列，所述n×n的晶体阵列以3×3的九宫格型晶体阵列为基础单位形成。

作为本方案的进一步改进，所述晶体阵列中，所述隔断结构采用嵌入式隔断，在A晶体与A晶体之间放置B晶体形成嵌入型晶体阵列，其中A晶体与B晶体的形状大小不同。