CN102636803B - 一种用于辐射成像的闪烁探测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于辐射成像的闪烁探测装置。所述闪烁探测装置包括闪烁体阵列、光传输器件和光探测器件，所述闪烁体阵列包括多个独立的闪烁体单元，其中，所述闪烁体单元之间采取如下光隔离方式：每四个独立的闪烁体单元组合在一起，并由所述光传输器件的一个光传输通道耦合到所述光探测器件上；所述四个独立的闪烁体单元之间由反光层隔开。该闪烁探测装置能有效的将大面积的闪烁体阵列和小面积的光探测器件进行耦合，减小闪烁体阵列之间的死区，并节约光探测器件的使用数量，从而提高性能并降低成本。

Description

一种用于辐射成像的闪烁探测装置
技术领域
本发明涉及闪烁探测器技术领域，尤其涉及一种具有良好位置分辨的能力的闪烁探测装置。
背景技术
目前，核成像是以探测放射性射线的位置和能量信息为基础，在医学诊断、环境评价、科学研究等领域得到了广泛应用。比如，在医学诊断中，正电子发射断层成像(PET)的使用尤为广泛。正电子发射断层成像是通过探测标定有正电子放射性同位素的生物分子分布来进行生物功能性成像，常用于癌症的早期诊断以及依据癌变组织的生物学形态来制定治疗方案，另外还用于心脏疾病及脑疾病的诊断及治疗。PET探测器装置大多是采用闪烁体阵列耦合光探测器件来探测从被诊断者发出的射线信息，如何有效的分辨从不同的闪烁体条发出的闪烁光是制作工艺的关键。
现有技术方案中：闪烁体阵列中各个闪烁体条之间用反光材料隔离开，闪烁体阵列与光探测器件之间用玻璃纤维拉制成的光锥来进行光耦合。此方案的优点在于，组装方便，结构稳定，在闪烁体阵列的面积与光电探测器件的有效面积相差不大的情况下能得到很好的效果，但该方案由于光锥拉制工艺的限制，决定了锥比不能过大。也就是说，当闪烁体阵列的面积比光探测器件的有效面积大很多的时候，就需要较大锥比的光锥去耦合，这种情况下，光锥边缘特别是角落的光传输效率就会比中间低很多，这样会造成闪烁体阵列边缘特别是角落的闪烁体条的光只有较少的一部分能传输到光探测器件上，使这部分闪烁体条难以被分辨，同时光锥的成本也较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于辐射成像的闪烁探测装置，能有效的将大面积的闪烁体阵列和小面积的光探测器件进行耦合，减小闪烁体阵列之间的死区，并节约光探测器件的使用数量，从而提高性能并降低成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于辐射成像的闪烁探测装置，所述闪烁探测装置包括闪烁体阵列、光传输器件和光探测器件，所述闪烁体阵列用于接收放射性射线并发出闪烁光，所述闪烁体阵列包括多个独立的闪烁体单元，其中，所述闪烁体单元之间采取如下光隔离方式：
每四个独立的闪烁体单元组合在一起，并由所述光传输器件的一个光传输通道耦合到所述光探测器件上；
所述四个独立的闪烁体单元之间由反光层隔开；
光传输器件，包含多个光传输通道，该光传输器件的第一端连接至所述闪烁体阵列，用以接收并传输从所述闪烁体阵列发出的闪烁光；
光探测器件，连接至所述光传输器件的第二端，用于收集从所述光传输器件传输过来的闪烁光。
所述光传输器件为光纤阵列，且一根光纤为一个光传输通道。
所述光纤阵列中的光纤为不带包层的裸纤芯，或具有一个或多个包层。
所述光纤阵列的光纤表面由光反射材料包裹。
所述光传输器件为锥形光导阵列，且一个锥形光导为一个光传输通道。
所述锥形光导的材料为光学玻璃或石英玻璃或塑料或其他对闪烁光透过率高的物质。
各个锥形光导之间的缝隙为空气层或反光层或带空气层的反光层。
所述光探测器件为位置灵敏型光探测器件，或多个单通道光探测器件所组成的光探测器件组。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述闪烁探测装置包括闪烁体阵列、光传输器件和光探测器件，所述闪烁体阵列包括多个独立的闪烁体单元，其中，所述闪烁体单元之间采取如下光隔离方式：每四个独立的闪烁体单元组合在一起，并由所述光传输器件的一个光传输通道耦合到所述光探测器件上；所述四个独立的闪烁体单元之间由反光层隔开。该闪烁探测装置能有效的将大面积的闪烁体阵列和小面积的光探测器件进行耦合，减小闪烁体阵列之间的死区，并节约光探测器件的使用数量，从而提高性能并降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例所提供用于辐射成像的闪烁探测装置结构示意图；
图2为本发明实施例所提供闪烁探测装置的光探测器件面的示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供用于辐射成像的闪烁探测装置结构示意图，图1中的闪烁探测装置包括闪烁体阵列、光传输器件和光探测器件，所述闪烁体阵列用于接收放射性射线并发出闪烁光，所述闪烁体阵列包括多个独立的闪烁体单元，如图1中闪烁体阵列包括10*10的闪烁体单元，在图中用方块表示，如图1中闪烁体单元1、2、3、4，所述闪烁体单元之间采取如下光隔离方式：
每四个独立的闪烁体单元组合在一起，并由所述光传输器件的一个光传输通道耦合到所述光探测器件上，在图1中用圆形表示光传输通道，如图1中光传输通道5，从图1中可知：闪烁体单元1、2、3、4组合在一起，并由光传输通道5耦合设置到光探测器件上，最终整个10*10的闪烁体单元均采用相同的方式耦合设置到光探测器件上，形成本发明实施例所述的闪烁探测装置。
另外，上述四个独立的闪烁体单元之间均由反光层隔开，在图1中粗黑线代表反光层，如图1中的反光层7和6。
上述光传输器件包含多个光传输通道，该光传输器件的第一端连接至所述闪烁体阵列，用以接收并传输从所述闪烁体阵列发出的闪烁光。
上述光探测器件连接至所述光传输器件的第二端，用于收集从所述光传输器件传输过来的闪烁光。
在具体实现过程中，上述光传输器件为光纤阵列，且一根光纤为一个光传输通道。该光纤阵列中的光纤可以为不带包层的裸纤芯，或具有一个或多个包层。
另外，上述光纤阵列的光纤表面还可以由光反射材料进行包裹。
在具体实现过程中，上述光传输器件还可以为锥形光导阵列，且一个锥形光导为一个光传输通道，各个锥形光导之间为空气层或者包含反光层。
上述光传输器件还可以为其他材料的多通道光导，本领域技术人员可以想到的多通道光导均可以满足要求。
另外，具体实现中，上述光探测器件可以为位置灵敏型光探测器件，当然也可以为其他类型的光探测器件，如多个单通道光探测器件所组成的光探测器件组，本领域技术人员能够想到的其他光探测器件均可以满足要求。
通过本发明实施例所述结构的实施，就可以能有效的将大面积的闪烁体阵列和小面积的光探测器件进行耦合，减小闪烁体阵列之间的死区，并节约光探测器件的使用数量，如图2所示为本发明实施例所提供闪烁探测装置的光探测器件面的示意图，图2中圆形代表光传输通道，方框代表光探测器件的有效探测面积。
由图2可知：本发明只需要通过较少的光传输通道(闪烁体单元数量的四分之一)就可以将大面积的闪烁体阵列和小面积的光探测器件进行耦合，且边缘与中心的光传输效率一致，花在光传输上的成本较低，减小了闪烁体阵列之间的死区，从而提高了性能并降低了成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，所述闪烁探测装置包括闪烁体阵列、光传输器件和光探测器件，所述闪烁体阵列用于接收放射性射线并发出闪烁光，所述闪烁体阵列包括多个独立的闪烁体单元，其中，所述闪烁体单元之间采取如下光隔离方式：
每四个独立的闪烁体单元组合在一起，并由所述光传输器件的一个光传输通道耦合到所述光探测器件上；
所述四个独立的闪烁体单元之间由反光层隔开；
光传输器件，包含多个光传输通道，该光传输器件的第一端连接至所述闪烁体阵列，用以接收并传输从所述闪烁体阵列发出的闪烁光；其中，每四个独立的闪烁体单元的闪烁光通过一个光传输通道进行传输；
光探测器件，连接至所述光传输器件的第二端，用于收集从所述光传输器件传输过来的闪烁光。
2.如权利要求1所述的用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，所述光传输器件为光纤阵列，且一根光纤为一个光传输通道。
3.如权利要求2所述的用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，所述光纤阵列中的光纤为不带包层的裸纤芯，或具有一个或多个包层。
4.如权利要求2或3所述的用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，所述光纤阵列的光纤表面由光反射材料包裹。
5.如权利要求1所述的用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，所述光传输器件为锥形光导阵列，且一个锥形光导为一个光传输通道。
6.如权利要求5所述的用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，所述锥形光导的材料为光学玻璃或塑料或其他对闪烁光透过率高的物质。
7.如权利要求5所述的用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，各个锥形光导之间为空气层或反光层或带空气层的反光层。
8.如权利要求1所述的用于辐射成像的闪烁探测装置，其特征在于，所述光探测器件为位置灵敏型光探测器件,或多个单通道光探测器件所组成的光探测器件组。
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