[发明专利]单光子发射断层成像装置

说明书

本公开提供了一种单光子发射断层成像装置，包括：多个探测器层，所述多个探测器层包括沿光子运动方向排布的至少两个探测器层，所述至少两个探测器层包括沿光子运动方向在前的探测器层和在后的探测器层，所述在前的探测器层包括闪烁晶体阵列和硅光电倍增器件，所述闪烁晶体阵列中相邻的闪烁晶体条，其耦合的硅光电倍增器件的数目、尺寸和相对闪烁晶体阵列的位置至少有一个不同，即可分辨出不同伽马光子方向信息，使来自不同方向的伽马光子穿过所述在前的探测器层的概率不同，从而使所述在前的探测器层对所述在后的探测器层具有伽马光子准直的效果。

技术领域

本公开涉及核技术及应用技术领域，具体涉及一种单光子发射断层成像装置。

背景技术

单光子发射断层成像(Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT)技术，利用放射性核素标记的示踪药物在注入人体后产生伽玛光子，通过在人体外探测射线来获知药物在人体内的分布及变化信息，并用于疾病的诊断、治疗。SPECT成像是典型的分子影像手段，能够反映人体内的生理、代谢、功能、分子信息，是当前主流医学影像手段之一。

由于放射性核素发射伽马光子的过程是各向同性的，如果直接在人体外放置探测器，其探测到的伽马光子无法确定其方向，亦即无法得知其可能来自人体内的哪一位置。因此在SPECT成像中，需要在人体和探测器之间放置准直器部件。准直部件通过阻挡一定比例的的光子，并且对来自不同方向的光子，其阻挡比例不同，使得探测器所接收到光子来自人体内不同位置的可能性有差别，并经图像重建算法计算获得人体内收到的放射性核素分布图像。

现有准直器通常是采用钨、铅等重金属制成的吸收准直器，通过重金属对光子的强吸收作用，并制成特定的几何形状，如平行孔准直器、针孔准直器等，使得来自某些方向的光子完全通过或有较大概率通过准直器，而来自某些方向的光子被完全阻挡或者有较小概率通过准直器，从而得到了使来自不同方向的光子在通过准直器效率不同的效果。因此，当某个探测器单元上接收到每一个光子时，可以判断其来自人体内不同方向的概率。探测器接收大量光子后，将其统计信息输入图像重建算法，可重建得到人体内的放射性核素空间分布图像。但是，由于重金属吸收准直器所吸收的光子无法被探测器探测到，因而会造成大量光子损失，严重影响SPECT探测效率。此外，现有的单光子发射断层成像装置还存在尺寸大、准直器的准直效果差等缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述问题，本公开的主要目的在于提供一种单光子发射断层成像装置，以便解决上述问题的至少之一。

(二)技术方案

为了达到上述目的，作为本公开的一个方面，提供了一种单光子发射断层成像装置，包括：多个探测器层，所述多个探测器层包括沿光子运动方向排布的至少两个探测器层，所述至少两个探测器层包括沿光子运动方向在前的探测器层和在后的探测器层，所述在前的探测器层包括闪烁晶体阵列和硅光电倍增器件。

进一步的，所述闪烁晶体阵列包括呈阵列排布的多个闪烁晶体，每个闪烁晶体包括多个拼接的闪烁晶体条；每个所述闪烁晶体条具有多个端面，一个或多个所述硅光电倍增器件耦合在一个或多个所述闪烁晶体条的任意一个或多个所述端面上，与所述闪烁晶体条形成固定的相对位置关系，或一或多个所述硅光电倍增器件与所述闪烁晶体条分立设置。

进一步的，所述在后的探测器层包括闪烁晶体阵列，所述闪烁晶体阵列包括呈阵列排布的多个闪烁晶体，每个闪烁晶体包括一个或多个闪烁晶体条，所述在后的探测器层的硅光电倍增器件包括一个或多个硅光电倍增器件SiPM，所述一个或多个闪烁晶体条选择性的与所述一个或多个硅光电倍增器件SiPM连接。

进一步的，所述的硅光电倍增器件的材质已知，对光子的衰减和吸收系数已知，伽马光子在穿过所述在前的探测器层时，选择性的穿过一个或多个所述闪烁晶体条，和/或选择性的穿过一个或多个所述硅光电倍增器件