CN104115031A - 检测器阵列及其制造方法 - Google Patents

Abstract

检测器阵列的检测器单元包括光电传感器阵列、光导以及与光导整体形成的多个闪烁器元件，闪烁器元件配置成以光的形式发射所吸收能量，光导配置成将从闪烁器元件的至少一个所接收的光传送给光电传感器，光导和多个闪烁器由相同材料形成，由光电传感器所覆盖的面积小于由闪烁器元件所覆盖的面积，并且光电传感器的数量小于闪烁器元件的数量。本文还描述了检测器阵列以及制造检测器阵列的方法。

Description

检测器阵列及其制造方法

技术领域

一般来说，本文所公开主题涉及成像系统，以及更具体来说，涉及医疗成像系统检测器阵列以及制造成像系统检测器阵列的方法。

背景技术

用于诊断成像系统的检测器、例如用于正电子发射断层扫描(PET)成像系统的检测器通常包括以环形设置的多个检测器模块。各检测器模块包括检测器单元阵列。各检测器单元可包括多个检测器闪烁器元件，其配置成以光的形式发射所吸收能量。闪烁器元件经由光导向光传感器阵列传送光，其中光传感器阵列把来自闪烁器的光转换为电信号，其用来重构被扫描对象的图像。

在至少一个常规检测器阵列中，闪烁器元件和光导由不同材料来制作。此外，闪烁器元件和光导作为使用粘合剂耦合在一起的单独组件来制作。光传感器然后使用粘合剂耦合到光导，以形成单个检测器单元。

检测器单元通常设计成控制将闪烁器阵列的闪烁器元件中生成的光子传输到传感器阵列中的各传感器。如果检测器单元中的每一个闪烁器元件的光子传输调整成使得它在传感器阵列上产生唯一强度图案，则检测器单元能够处理的闪烁器元件的数量能够大于检测器单元中的光传感器的数量。为了促进控制从闪烁器元件到传感器阵列的光子传输，光导可由若干段来构成，其中具有段之间的反射光屏障。但是，因为闪烁器和光导使用不同材料来制作，所以闪烁器的折射率可能不同于光导的折射率。此外，将光导接合到闪烁器元件和光传感器的粘合剂的折射率可能不同于闪烁器、光传感器或光导的折射率。因此，这些检测器单元可具有闪烁器、光导、光传感器和/或粘合剂之间的折射率失配。折射率失配可引起从闪烁器传送到光传感器的光信号的强度的降低。此外，因为许多单独闪烁器元件接合到单个光导，所以常常难以将闪烁器与光导正确对齐。因此，专业对齐装置用来将闪烁器正确对齐并且接合到光导。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于检测器阵列的检测器单元。该检测器单元包括光电传感器阵列、光导以及与光导整体形成的多个闪烁器元件，闪烁器元件配置成以光的形式发射所吸收能量，光导配置成将从闪烁器元件的至少一个所接收的光传送给光电传感器，光导和多个闪烁器由相同材料形成，由光电传感器所覆盖的面积小于闪烁器元件所覆盖的面积，并且光电传感器的数量小于闪烁器元件的数量。

在另一个实施例中，提供一种用于成像系统的检测器阵列。检测器阵列包括多个检测器模块。在检测器模块之一包括多个检测器单元。检测器单元的至少一个包括光导以及与光导整体形成的多个闪烁器元件。

在另一实施例中，提供一种制造检测器阵列的方法。该方法包括接收多个工件，并且加工多个工件以形成各包括光导以及与光导整体形成的多个闪烁器元件的多个检测器单元。

在又一实施例中，提供另一种制造检测器阵列的方法。该方法包括接收多个工件，并且加工多个工件以形成各包括多个光导以及附连到各光导的多个闪烁器元件的多个检测器单元，闪烁器元件与光导整体形成。

附图说明

图1是按照各个实施例所形成的示范检测器阵列的框图。

图2是按照各个实施例所形成的示范检测器单元的透视图。

图3是图2所示的示范检测器单元的顶视图。

图4是图2所示的检测器单元的底部透视图。

图5是示出光子传感器阵列、按照各个实施例所形成的示范检测器单元的另一个透视图。

图6是按照各个实施例所形成的检测器单元的示范段的另一个透视图。

图7是按照各个实施例所形成的检测器单元的另一个示范段的透视图。

图8是按照各个实施例所形成的检测器单元的另一个示范段的透视图。

图9是按照各个实施例所形成的检测器单元的另一个示范段的透视图。

图10是用于制作按照各个实施例所形成的检测器阵列的方法的流程图。

图11是按照各个实施例所形成的示范医疗成像系统的透视图。

图12是形成图11所示系统的部分的一个形态单元的示意框图。

图13是按照各个实施例所形成的示范检测器段的侧视图。

具体实施方式

通过结合附图进行阅读，将会更好地理解以上概述以及某些实施例的以下详细描述。在附图示出各个实施例的功能模块的简图的意义上，功能块不一定表示硬件电路之间的划分。因此，例如，功能块(例如处理器或存储器)的一个或多个可在单个硬件(例如，通用信号处理器或者随机存取存储器块、硬盘等)中实现。类似地，程序可以是独立程序，可结合为操作系统中的子例程，可以是已安装软件包中的功能，等等。应当理解，各个实施例并不局限于附图所示的布置和工具。

本文所使用的、以单数形式所述并且具有数量词“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为不排除多个所述元件或步骤的情况，除非明确说明了这种排除情况。此外，本发明的“一个实施例”的说法不是要被解释为排除也结合了所述特征的其它实施例的存在。此外，除非另加相反的明确说明，否则，“包括”或“具有”带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括没有那种性质的附加元件。

本文所述的是包括多个检测器单元的示范检测器阵列。在各个实施例中，各检测器单元包括单个光导以及与该光导整体形成的多个闪烁器。与光导整体地制作闪烁器促进消除闪烁器与光导之间的折射率失配。此外，闪烁器相对光导更准确地定位，因而减少将多个常规闪烁器对齐到常规光导所需的制作时间。

各个实施例在本文中描述为结合正电子发射断层扫描(PET)成像系统来实现。但是，应当理解，虽然结合具有特定配置的PET成像系统来描述各个实施例，但是各个实施例可结合具有不同配置和组件的PET成像系统以及结合其它类型的单或双形态成像系统、例如单光子发射计算机断层扫描(SPECT)成像系统来实现。

图1示出按照各个实施例所形成的示范检测器阵列10的框图。在本示范实施例中，检测器阵列10包括多个检测器模块12，其可围绕中心点14均匀地定位，以形成检测器环形布置。多个检测器模块12各可相互间隔开(如所示)，或者可定位成彼此基本上相邻或邻接。各检测器模块12包括一个或多个检测器单元15。患者20所在的患者膛18被提供，并且轴向移动以使用任何已知PET扫描或成像过程来执行患者20的PET扫描。在本示范实施例中，各检测器单元15包括多个闪烁器元件30、与多个闪烁器元件30整体或集成形成的对齐光导32以及光电传感器阵列34。检测器模块12还可包括电子器件段11。

图2是可形成图1所示检测器单元15的一部分的检测器单元子组合件17的顶部透视图。子组合件17包括闪烁器30和光导32。图3是图2所示检测器单元子组合件17的顶视图。图4是图2所示检测器单元子组合件17的底视图。子组合件17包括第一侧40、第二侧42、与第一侧40相对的第三侧44以及与第二侧42相对的第四侧46。在本示范实施例中，每个子组合件17可制作成包括多个检测器段16，其按照M×N矩阵48来设置。在一些实施例中，M=N。在其它实施例中，M≠N。在本示范实施例中，M=4并且N=4，使得子组合件17形成为包括段16的4×4矩阵。

在本示范实施例中，子组合件17包括多个角检测器段50、多个边缘检测器段52和多个中心检测器段54。如图2所示，角检测器段50形成检测器单元15的角，多个边缘检测器单元52形成检测器单元15的边缘，以及多个中心检测器段54形成子组合件17的内部部分。在本示范实施例中，子组合件17包括4个角检测器段50，其中单个角检测器段设置在子组合件17的每个角。此外，边缘检测器段52的量和角检测器段54的量基于矩阵48的大小。

例如，假定子组合件17制作为检测器段16的6×6矩阵，子组合件17包括4个角检测器段50、16个边缘检测器段52以及16个中心检测器段54。此外，假定子组合件17制作为检测器段16的8×8矩阵，子组合件17包括4个角检测器段50、24个边缘检测器段52以及36个中心检测器段54。在本示范实施例中，如本文所述，子组合件17制作为检测器段16的4×4矩阵，并且因此包括4个角检测器段50、8个边缘检测器段52和4个中心检测器段54。

如上所述，检测器段16的每个包括单个光导32，其与多个闪烁器元件30整体形成。如本文所使用的整体和/或集成表示各检测器段16是单块或单件材料。材料块经过蚀刻、加工等，以形成闪烁器元件30和光导32。如图4所示，在本示范实施例中，各检测器段16包括4个闪烁器元件30。可选地，各检测器段16可包括少于4个闪烁器元件30或者多于4个闪烁器元件30。再次参照图2，在操作中，来自从感兴趣区域发射的正电子的湮没光子在闪烁器元件30的一端56来接收。闪烁器元件30在由入局光子碰撞时吸收光子的能量，并且以光的形式重新发射所吸收能量。光然后从闪烁器元件30传送给光导32。光导32配置成将从闪烁器30所接收的光传输到光传感器阵列34(图1所示)。光传感器阵列34可体现为任何光传感器，例如光电倍增器导管或光电二极管。

在本示范实施例中，光导32由使光能够在光导32中基本上内反射的材料来形成，以便降低和/或消除闪烁器30与光传感器阵列34之间的光的任何损失。相应地，光导32可由光学级材料来制作，例如丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和/或玻璃材料。在本示范实施例中，光导32由锗酸铋(BGO)材料来制作。因为闪烁器元件30与光导32整体形成，所以闪烁器元件30由与光导32相同的材料来制作。相应地，在本示范实施例中，闪烁器元件30也由BGO材料来制作。

图5是图1所示的多个检测器段16耦合到光传感器阵列34以形成检测器单元15的顶部透视图。在本示范实施例中，检测器段16的矩阵48包括矩阵输入表面60，其通过对闪烁器元件30的多个输入来限定。输入表面60具有长度62和宽度64。检测器段16的矩阵48还包括输出表面70，其通过来自光导32的多个输出来限定。矩阵输出表面70具有长度72和宽度74。在本示范实施例中，由矩阵输入表面60所限定的面积大于由矩阵输出表面70所限定的面积。光传感器阵列34也具有输入表面80，其具有长度82和宽度84。在本示范实施例中，由电子器件段34输入表面80所限定的面积与矩阵输出表面70的面积基本上相同。因此，由电子器件段34输入表面80所限定的面积小于由矩阵输入表面60所限定的面积。相应地，通过将闪烁器元件30的矩阵48的纵横比改变为与较小光传感器阵列34的纵横比大致相同，将光导32制作成形成闪烁器30的矩阵48与电子器件段34之间的过渡。因此，光导32逐渐变细或者成斜角，以便使光能够从闪烁器30传送给电子器件段34。

在各个实施例中，检测器单元15的一部分可由光屏障260来覆盖。例如，侧面40、42、44和/或46可由光屏障260来覆盖。此外，上表面262光传感器34可由光屏障260来覆盖。另外，如下面更详细论述，在本示范实施例中，工件经过加工或锯切以形成闪烁器30。相应地，在各个实施例中，各闪烁器可通过间隙或空间与相邻闪烁器分隔。因此，在一个实施例中，光屏障260可设置在间隙的部分或全部中，使得光屏障260设置在闪烁器30的部分或全部之间。在各个实施例中，光屏障260可体现为漫反射器、例如特氟龙带或谱反射器（spectral reflector）。

图6是可用来形成检测器单元15的一部分的检测器段50的透视图。如上所述，检测器段16的矩阵48可形成为包括多个角检测器段50、多个边缘检测器段52和多个中心检测器段54。此外，检测器段50、52和54的每个包括多个闪烁器元件30和光导32。因此，检测器段50、52和54可定位成彼此相邻，以形成矩阵48。在本示范实施例中，角检测器段50包括光导100，其具有第一侧102、第二侧104、第三侧106和第四侧108。此外，光导100还具有输入侧110和输出侧112。如上所述，当多个检测器段16以矩阵48来设置时，对闪烁器元件30的输入形成矩阵输入表面60。此外，来自光导32的输出形成矩阵输出表面70。因此，角检测器段50的输入侧114形成矩阵输入表面60的一部分，并且光导100的输出侧112形成矩阵48输出表面70的一部分。

为了形成闪烁器30与电子器件段34之间的纵横比，光导100的至少一部分加工或者以其它方式形成为包括至少一个成斜角表面，以使角检测器段50的纵横比能够与电子器件段34的纵横比基本上相同。在本示范实施例中，角检测器段50的第一和第二侧102、104加工成形成光导100的输入侧110与光导100的输出侧112之间的斜角。更具体来说，如图6所示，闪烁器30与光导100整体形成。相应地，闪烁器30延伸到光导100的输入侧110，并且与光导100整体形成。

在本示范实施例中，因为4个角检测器段50配置成形成矩阵48的4个角，所以只有光导100的两侧成斜角。例如，第一侧102和第二侧104可成斜角。优选地，角检测器段50的任何两个相邻侧可成斜角。在制作期间，光导100的两侧、例如第一侧102和第二侧104可成斜角，以形成成斜角表面。劈开可利用激光劈开装置(未示出)来实现。可选地，第一侧102和第二侧104可使用适合于去除侧壁表面的一部分的任何其它装置来劈开。例如，第一和第二侧102、104可通过研磨和抛光侧面102、104、使用蚀刻技术来形成，和/或使用用于对侧面102和104去除材料的光刻技术来形成。侧面102和104以角θ来形成，使得侧壁102和104从光导100的输入侧110向内延伸到光导100的输出侧112。在本示范实施例中，角θ为大约45度。可选地，角θ可在35度与45度之间。但是，可根据预期或需要来提供其它角。

图7是可用来形成上述子组合件17的一部分的示范边缘检测器段120的透视图。图8是可用来形成上述子组合件17的一部分的另一个示范边缘检测器段122的透视图。如上所述，矩阵48可形成为包括多个边缘检测器段52，其角检测器段50之间，并且因此形成矩阵48的侧面。在本示范实施例中，边缘检测器单元52可包括第一边缘检测器段120和第二边缘检测器段122。

在本示范实施例中，边缘检测器段120包括光导130，其具有第一侧132、第二侧134、第三侧136和第四侧138。此外，光导130还具有输入侧140和输出侧142。如上所述，当多个检测器段16以矩阵48来设置时，对闪烁器元件30的输入形成矩阵输入表面60。此外，来自光导32的输出形成矩阵输出表面70。因此，边缘检测器段120的输入侧144形成矩阵输入表面60的一部分，并且光导130的输出侧142形成矩阵48输出表面70的一部分。

为了形成闪烁器30与电子器件段34之间的纵横比，光导130的至少一部分加工或者以其它方式形成为包括至少一个成斜角表面，以使边缘检测器段120的纵横比能够与电子器件段34的纵横比基本上相同。在本示范实施例中，光导130的单侧加工成形成成斜角表面。例如，在各个实施例中，光导130的第一侧132加工成形成光导130的输入侧140与光导130的输出侧142之间的斜角。更具体来说，如图7所示，闪烁器元件30与光导130整体形成。相应地，闪烁器元件30延伸到光导130的输入侧140，并且与光导130整体形成。

第一侧132可使用与用来形成如上所述的角检测器段50的劈开操作相似的劈开操作来成斜角。在本示范实施例中，侧面132以角θ来形成，使得侧壁132从光导130的输入侧140向内延伸到光导130的输出侧142。在本示范实施例中，角θ为大约45度。可选地，角θ可在35度与45度之间，或者其它角是可能的。在本示范实施例中，光导130的侧面132以与光导100的侧面104相同的角度来劈开，使得形成矩阵48的边缘的光导全部以相同角度来劈开。

在本示范实施例中，光导130的第二侧134也以某个角度来劈开，以使边缘检测器段120能够设置成与边缘检测器段122相邻，如图3所示。第二侧134以角α来劈开。角α可选择为促进改进或优化光导130的输入和输出侧140、142之间的纵横比的任何角。在本示范实施例中，矩阵48形成为包括4个边缘检测器段120，如图3所示。

参照图8，边缘检测器段122包括光导150，其具有第一侧152、第二侧154、第三侧156和第四侧158。此外，光导150还具有输入侧160和输出侧162。边缘检测器段122的输入侧164形成矩阵输入表面60的一部分，并且光导150的输出侧162形成矩阵48输出表面70的一部分。

为了形成闪烁器元件30与光传感器阵列34之间的纵横比，光导150的至少一部分加工或者以其它方式形成为包括至少一个成斜角表面，以使边缘检测器段122的纵横比能够与电子器件段34的纵横比基本上相同。在本示范实施例中，光导150的单侧加工成形成成斜角表面。例如，在各个实施例中，边缘检测器段122的第一152加工成形成光导150的输入侧160与光导150的输出侧162之间的斜角。第一侧152可使用与用来形成如上所述的角检测器段50和122的劈开操作相似的劈开操作来成斜角。在本示范实施例中，侧面152以角θ来形成，使得侧壁152从光导150的输入侧160向内延伸到光导150的输出侧162。在本示范实施例中，角θ为大约45度。可选地，角θ可在35度与45度之间，或者其它角是可能的。在本示范实施例中，光导150的侧面152以与光导100的侧面104相同的角度来劈开，使得形成矩阵48的边缘的光导全部以相同角度来劈开。

在本示范实施例中，光导150的第二侧154也以某个角度来劈开，以使边缘检测器段122能够设置成与边缘检测器段120相邻，如图3所示。第二侧154以角α^-1(其是与角α互补的角)来劈开。在本示范实施例中，矩阵48形成为包括4个边缘检测器段122，如图3所示。

图9是可用来形成上述子组合件17的一部分的示范中心检测器段54的透视图。如上所述，矩阵48可形成为包括多个中心检测器段54，其设置在通过角检测器段50和边缘检测器段52限定的矩阵48的外边缘之间。

在本示范实施例中，各中心检测器段54包括光导170，其具有第一侧172、第二侧174、第三侧176和第四侧178。此外，光导170还具有输入侧180和输出侧182。如上所述，当多个检测器段16以矩阵48来设置时，对闪烁器30的输入形成矩阵输入表面60。此外，来自光导32的输出形成矩阵输出表面70。因此，中心检测器段54的输入侧184形成矩阵输入表面60的一部分，并且光导170的输出侧182形成矩阵48输出表面70的一部分。

为了形成闪烁器30与电子器件段34之间的纵横比，光导170的至少一部分加工或者以其它方式形成为包括至少一个成斜角表面，以使中心检测器段54的纵横比能够与光子传感器阵列34的纵横比基本上相同。在各个实施例中，光导170的至少两侧加工成形成成斜角须。更具体来说，如图9所示，闪烁器元件30与光导170整体形成。相应地，闪烁器元件30延伸到光导170的输入侧180，并且与光导170整体形成。

在本示范实施例中，因为中心检测器段54配置成形成矩阵48的中心部分，所以光导170的四侧全部成斜角。侧面172、174、176和178可使用与用来形成如上所述的角检测器段50的劈开操作相似的劈开操作来成斜角。在本示范实施例中，侧面172、174、176和178以角θ来形成，使得侧壁172、174、176和178各从光导170的输入侧180向内延伸到光导170的输出侧182。在本示范实施例中，角θ为大约45度。可选地，角θ可在35度与45度之间。

图10是示出制作检测器阵列、例如图1所示检测器阵列10的示范方法200的流程图。在步骤202，接收多个工件。多个工件可具有某个量，其对应于用来形成矩阵48的检测器段16的数量。例如，在本示范实施例中，矩阵48是由16个检测器段16来形成的4×4矩阵。相应地，在202，接收16个工件。在本示范实施例中，工件由BGO材料来形成。

在204，工件加工成形成闪烁器元件30。在本示范实施例中，检测器段16的每个制作成包括4个闪烁器元件30。为了形成4个闪烁器30，可沿基本上的直线到形成光导的输入侧的虚线、从检测器段的输入侧(其也是对闪烁器元件的输入)，来锯切工件。工件然后可旋转90度，并且锯切过程重复进行。应当知道，通过执行两个锯割，可形成4个闪烁器元件30。还应当知道，虽然本示范实施例描述锯切工件以形成闪烁器元件30，但是其它技术。例如蚀刻可用来形成闪烁器元件30。

在206，多个工件加工成形成中心检测器单元50、边缘检测器单元52和中心检测器单元54，其具有成斜角表面，如上所述。在本示范实施例中，4个工件加工成形成角检测器段50，8个工件加工成形成边缘检测器段52，以及4个工件加工成形成中心检测器段54。

在208，4个角检测器段50、8个边缘检测器段52和4个中心检测器段54设置成形成如图3所示的矩阵48。

在210，粘合剂施加到矩阵48的输出表面。如上所述，一旦检测器段16的每个以矩阵48来设置，光导32的输出表面形成单个基本上平行的表面，其配置成在其上接纳粘合剂。在212，电子器件段34使用粘合剂耦合到矩阵48。

本文在各个实施例中所述的是示范检测器阵列，其包括设置为矩阵的多个检测器段。检测器电子器件段可使用粘合剂直接耦合到矩阵。此外，因为存在光电传感器阵列与检测器段之间的纵横比变化，所以使检测器段成斜角以补偿纵横比变化。因此，成斜角表面将从闪烁器所发射的光引导到较小电子器件段中。

在各个实施例中，闪烁器元件与光导集成地形成，以促进消除通过使用具有不同折射率的两种不同材料而引起的光损失。更具体来说，因为光导使用相同材料与闪烁器集成地形成，所以闪烁器和光导具有相同折射率，因而降低闪烁器与光导之间的光损失。

例如，图13示出在检测器段中集成地形成光导和闪烁器元件的附加优点。在操作中，用来检测高能量伽玛线和湮没光子的闪烁器通常具有极高光学指数。例如，BGO具有大于2.1的光学指数。通常用于构造光导的材料具有低许多的光学指数。例如，玻璃和塑料通常具有1.2与1.6之间的光学指数。商业光学环氧树脂通常也具有1.2与1.6之间的光学指数。

相应地，并且参照图13，考虑如在闪烁元件30中创建并且朝光导150传播的闪烁光子250，其中光导150和闪烁器元件30由相同材料制成。在操作中，光子250的方向在其越过表面160并且到达光传感器时没有改变。此外，光子250没有从闪烁器元件30的侧面反射。由于由图13中的光子250的路径传播和表面反射的数量比较大，所以光子250被吸收的概率比常规装置(其中光导材料不同于用来制作闪烁器元件的材料)要大。

此外，与光导集成地制作闪烁器消除接合层，其原本可用来将光导耦合到闪烁器元件。另外，与闪烁器集成地形成光导减少制造检测器阵列的总组装时间，并且因此可促进降低检测器阵列的总成本。在操作中，检测器段配置成执行至少两个功能，包括闪烁以及把来自闪烁器元件的光引导到光电传感器阵列。使光导成斜角，以使检测器引导矩阵的纵横比能够基本上匹配电子装置的纵横比。

各个实施例提供一种检测器阵列，其可与多形态成像系统配合使用，如下面更详细描述。多形态成像系统可以是任何类型的成像系统，例如，不同类型的医疗成像系统，例如PET系统、SPECT系统、计算机断层扫描(CT)系统、超声系统、磁共振成像(MRI)系统或者能够生成图像的任何其它系统。各个实施例并不局限于多形态医疗成像系统，而是可在单形态医疗成像系统上使用，例如独立PET成像系统或独立SPECT成像系统。虽然本文中针对具有静止检测器的PET成像系统来描述一些实施例，但是应当知道，本文所述的实施例也可与其它类型的PET成像系统配合使用。其它类型的PET成像系统可包括例如具有非静止检测器的PET成像系统或者飞行时间(TOF)PET成像系统。此外，各个实施例并不局限于用于对人受检体进行成像的医疗成像系统，而是可包括用于对非人对象等进行成像的兽医或非医疗系统。

图11是包括第一形态单元302和第二形态单元304的示范多形态成像系统300的透视图。两个形态单元使多形态成像系统300能够使用第一形态单元302来扫描对象、例如第一形态的患者20，以及使用第二形态单元304来扫描第二形态的患者20。多形态成像系统300允许不同形态的多个扫描，以促进通过单形态系统的增加诊断能力。在一个实施例中，多形态成像系统300是计算机断层扫描/正电子发射断层扫描(CT/PET)成像系统300，例如，第一形态302是CT成像系统，而第二形态304是PET成像系统。CT/PET系统300示为包括与CT成像系统关联的扫描架306以及与PET成像系统关联的扫描架308。在操作期间，患者20使用例如电动台架312来定位在经过成像系统300所限定的中心开口310中。扫描架308包括检测器阵列，例如上述检测器阵列10。

图12是按照各个实施例、图11所示PET成像系统304的示意框图。PET成像系统304包括检测器阵列10，其设置为单独检测器模块12的环状组合件。各检测器模块12可包括多个检测器单元15，如上所述。检测器阵列10还包括中心开口310，其中可使用例如电动台架312(图11所示)来定位对象或患者、例如患者20。电动台架312与检测器阵列10的中心轴对齐。在操作期间，电动台架312响应从操作员工作站320所接收的一个或多个命令而将患者20移入检测器阵列10的中心开口310中。更具体来说，PET扫描仪控制器322经过通信链路324来响应从操作员工作站320所接收的命令。因此，扫描操作从操作员工作站320经过PET扫描仪控制器322来控制。

工作站320可体现为个人计算机(PC)，其定位在PET成像系统304附近，并且经由通信链路324硬连线到PET扫描仪控制器322。工作站320还可体现为便携计算机，例如膝上型计算机或手持计算机，其向PET扫描仪控制器322传送信息。在一个实施例中，通信链路324可硬连线在PET扫描仪控制器322与工作站320之间。可选地，通信链路324可以是无线通信链路，其使信息能够无线传送给工作站322或者从工作站322传送给PET扫描仪控制器322。在本示范实施例中，工作站320控制PET成像系统304的实时操作。工作站320还编程为执行本文所述的医疗图像诊断获取和重构过程。

操作员工作站320包括中央处理器(CPU)或计算机330、显示器332和输入装置334。如本文所使用的术语“计算机”可包括任何基于处理器或者基于微处理器的系统，其中包括使用微控制器、简化指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑电路以及能够运行本文所述功能的任何其它电路或处理器的系统。上述示例只是示范性的，并且因而并不是意在以任何方式限制术语“计算机”的定义和/或含意。在本示范实施例中，计算机330运行一个或多个存储元件或存储器中存储的指令集，以处理输入数据。存储元件还可根据预期或需要存储数据或其它信息。存储元件可采取计算机330中的信息源或物理存储器元件的形式。

CPU 330连接到通信链路324，并且从输入装置334接收输入、例如用户命令。输入装置334可以是例如键盘、鼠标、触摸屏和/或语音识别系统等。经过输入装置334和关联控制面板开关，操作员能够控制PET成像系统304的操作以及患者20的定位以便进行扫描。类似地，操作员能够控制显示器332上的所产生图像的显示，并且能够使用由工作站CPU 330所运行的程序来执行图像增强功能。

在操作期间，当光子与检测器阵列10上的闪烁器碰撞时，光子碰撞产生闪烁器上的闪烁。闪烁器产生模拟信号，其经由光导传送给电子器件段，如上所述。电子器件段在闪烁事件发生时向通信链路324输出模拟信号。提供一组获取电路340，以接收这些模拟信号。获取电路340处理模拟信号，以识别各有效事件，并且提供指示所识别事件的一组数字或值。例如，这个信息指示事件发生的时间以及检测到事件的闪烁闪烁器的位置。

数字信号经过通信链路、例如电缆传送给数据获取控制器342。数据获取处理器342适合基于所接收信号来执行散射校正和/或各种其它操作。PET成像系统304还可包括图像重构处理器344，其经由通信链路346互连到数据获取控制器342。在操作期间，图像重构处理器344则对数字信号执行各种图像增强技术，并且生成患者20的图像。

各个实施例和/或组件、例如监视器或显示器或者其中的组件和控制器也可实现为一个或多个计算机或处理器的组成部分。计算机或处理器可包括计算装置、输入装置、显示单元以及例如用于访问因特网的接口。计算机或处理器可包括微处理器。微处理器可连接到通信总线。计算机或处理器还可包括存储器。存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机或处理器还可包括存储装置，存储装置可以是硬盘驱动器或可拆卸存储驱动器，例如软盘驱动器、光盘驱动器等。存储装置也可以是用于将计算机程序或其它指令加载到计算机或处理器中的其它类似部件。

本文所述的方法用来制造检测器阵列。方法可体现为指令集，其存储在计算机上，并且使用例如图12所示的计算机330、软件、硬件、其组合或者有形非暂时计算机可读介质来实现。

要理解，预计以上描述是说明性而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可相互结合使用。另外，可对本发明的理论进行多种修改以使具体情况或材料适合本发明的理论，而没有背离其范围。例如，方法中所述步骤的排序无需按照特定顺序来执行，除非另加明确说明或隐式要求(例如，一个步骤要求前一个步骤的结果或产物是可用的)。通过阅读和理解以上描述，本领域的技术人员将会清楚地知道其它许多实施例。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求连同这类权利要求涵盖的完整等效范围共同确定。在所附权利要求书中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“其中”的普通语言等效体。此外，在以下权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等只用作标号，而不是意在对其对象施加数字要求。此外，以下权利要求书的限制并不是按照部件加功能格式编写的，并且不是意在基于35 U.S.C.§ 112第六节来解释，除非这类权利要求限制明确使用词语用于“…的部件”加上没有其它结构的功能的陈述。

本书面描述使用示例来公开本发明，其中包括最佳模式，以及还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统并且执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求书的文字语言完全相同的结构要素，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构要素，则它们意在落入权利要求书的范围之内。

Claims (24)

1. 一种用于检测器阵列的检测器单元，所述检测器单元包括：

光电传感器阵列；

光导；以及

与所述光导整体形成的多个闪烁器元件，所述闪烁器元件配置成以光的形式发射所吸收能量，所述光导配置成将从所述闪烁器元件的至少一个所接收的光传送给光电传感器，所述光导和所述多个闪烁器由相同材料形成，由所述光电传感器所覆盖的面积小于由所述闪烁器元件所覆盖的面积，并且光电传感器的数量小于闪烁器元件的数量。

2. 如权利要求1所述的检测器单元，还包括至少三个闪烁器元件。

3. 如权利要求1所述的检测器单元，其中，所述光导和所述多个闪烁器使用锗酸铋(BGO)材料来制作。

4. 如权利要求1所述的检测器单元，其中，所述光导包括第一表面和相对第二表面，所述第一表面具有第一表面积，以及所述第二表面具有第二表面积，所述第二表面积大于所述第一表面积。

5. 如权利要求1所述的检测器单元，其中，所述光导包括第一表面、相对第二表面以及所述第一与第二表面之间的多个侧壁，至少两个所述侧壁在所述第一与第二表面之间为斜的。

6. 一种用于成像系统的检测器阵列，所述检测器阵列包括：

多个检测器模块，所述检测器模块的至少一个包括多个检测器单元，所述检测器单元的至少一个包括：

光导；以及

与所述光导整体形成的多个闪烁器元件。

7. 如权利要求6所述的检测器阵列，其中，所述多个检测器模块以环形来设置，以形成所述检测器阵列。

8. 如权利要求6所述的检测器阵列，其中，所述检测器单元以M×N矩阵来设置，以形成所述检测器模块。

9. 如权利要求8所述的检测器阵列，还包括耦合到所述M×N矩阵的电子器件段。

10. 如权利要求6所述的检测器阵列，其中，所述光导和所述多个闪烁器元件使用锗酸铋(BGO)材料来制作。

11. 如权利要求6所述的检测器阵列，其中，所述光导包括第一表面和相对第二表面，所述第一表面具有第一表面积，以及所述第二表面具有第二表面积，所述第二表面积大于所述第一表面积。

12. 如权利要求11所述的检测器阵列，其中，所述光导包括第一表面、相对第二表面以及所述第一与第二表面之间的多个侧壁，至少两个所述侧壁在所述第一与第二表面之间为斜的。

13. 如权利要求12所述的检测器阵列，其中，所述光导和闪烁器元件包括多个段，其中至少一段具有第一形状，以及至少一段具有第二形状，所述第一形状不同于所述第二形状。

14. 如权利要求13所述的检测器阵列，其中，所述光导包括设置在所述段之间的光屏障。

15. 如权利要求14所述的检测器阵列，其中，所述光屏障是谱反射器。

16. 如权利要求13所述的检测器阵列，其中，所述多个检测器段包括多个角检测器段、多个边缘检测器段和多个中心检测器段。

17. 一种制造检测器阵列的方法，所述方法包括：

接收多个工件；以及

加工所述多个工件，以形成各包括光导以及与所述光导整体形成的多个闪烁器元件的多个检测器单元。

18. 如权利要求17所述的方法，还包括使用锗酸铋(BGO)材料来制作所述光导和所述多个闪烁器。

19. 如权利要求17所述的方法，还包括将光电传感器阵列耦合到所述光导的表面。

20. 一种制造检测器阵列的方法，所述方法包括：

接收多个工件；以及

加工所述多个工件，以形成各包括多个光导以及附连到各光导的多个闪烁器元件的多个检测器单元，所述闪烁器元件与所述光导整体形成。

21. 如权利要求20所述的方法，还包括使用锗酸铋(BGO)材料来制作所述光导和所述多个闪烁器。

22. 如权利要求20所述的方法，还包括将光电传感器阵列耦合到所述多个光导的表面。

23. 如权利要求20所述的方法，还包括加工所述多个工件，以形成多个角检测器段、多个边缘检测器单元和多个中心检测器段。

24. 如权利要求20所述的方法，还包括加工所述多个工件的所述光导，以形成多个角检测器段、多个边缘检测器段和多个中心检测器段。