CN106872505B - 一种用于测量晶体分辨率的实验平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于测量晶体分辨率的实验平台，包括：底座；两个探测器，两个所述探测器分别可移动地安装在所述底座上，并且两个所述探测器的检测端面对面设置；晶体座，所述晶体座上端设有用于安放晶体的卡接部，所述晶体座安装在所述底座上，并且位于两个所述探测器之间；以及处理装置分与两个探测器电信号连接。由于两个探测器分别位于晶体座的两侧，使得两个探测器可同时对晶体座上的晶体进行探测，获取晶体上闪烁光的光信号并将其转化为电信号，处理装置获取两个探测器分别转化的电信号，根据两个电信号可计算出闪烁光子在晶体上的具体位置，再通过该具体位置得出的测量响应曲线更加接近实际响应曲线，即提高了测量的分辨率。

Description

一种用于测量晶体分辨率的实验平台
技术领域
本发明涉及PET成像技术领域，具体涉及一种用于测量晶体分辨率的实验平台。
背景技术
正电子发射断层扫描成像(PET)是一种核医学成像技术，它通过探测正电子核素衰变产生的射线成像，是一种无创伤，可以在分子水平上活体成像的技术。
晶体分辨图是一个显示PET探测器测量到的伽玛事件位置的二维直方图，由于所用晶体阵列由许多单个晶体组成，在晶体分辨图中每一个晶体单元对应一个点团，点团的大小和距离表明探测器是否可以清楚分辨每个晶体单元。
传统的使用单端读出的实验方法，相互作用深度(depth of interaction，DOI)的不确定效应是晶体分辨图质量提升和分辨效率的最大障碍。晶体与探测器的相对位置不能很好的控制，使其测量得到的晶体分辨图质量下降。
如图1所示，如果放射源在视野(field of view，FOV)中心，正负电子湮灭产生的2个γ光子垂直入射到晶体表面，探测器对这两个光子进行符合测量所得到的响应线(lineof response，LOR)是没有误差的，因此，在视野中心处(如a点)无DOI效应问题。如果放射源在远离FOV中心的点(如c点)，γ光子倾斜入射到晶体表面，由于γ光子具有较高能量，入射光子可能会穿过一个或几个晶体条而将能量沉积到晶体条内部，产生大量低能闪烁光子，PET探测器通过探测这些闪烁光子来确定LOR，现有技术中的单端测量，只能确定闪烁光子位于哪个两个晶体上，由产生闪烁光子的2个晶体条的端面中心点的连线(如图1中b点所在的直线)来确定LOR，这时所确定的LOR实际上是错误的。而正确的LOR应由γ光子最先入射的晶体表面位置决定(如图1中c点所在的直线)。故LOR定位的不准确，造成重建图像的分辨率降低。偏离FOV中心越远，DOI效应越严重。如果能得到γ光子在晶体条中的作用深度信息，就可以准确地确定LOR的位置，减少甚至消除DOI效应的影响，极大地提高PET分辨率的均匀性。
发明内容
本申请提供一种能够提高测量晶体分辨率的实验平台。
一种实施例中提供一种用于测量晶体分辨率的实验平台，包括：
底座；
两个探测器，两个探测器分别可移动地安装在底座上，并且两个探测器的检测端面对面设置，探测器用于从晶体内获取光信号并将光信号转化为电信号；
晶体座，晶体座上端设有用于安放晶体的卡接部，晶体座安装在底座上，并且位于两个探测器之间；测量时，两个探测器移动至晶体座的两侧，两个探测器的检测端分别与晶体座上晶体的两端贴合，并且两个探测器和晶体三者中心对齐；
以及处理装置，处理装置分与两个探测器电信号连接，用于获取两个探测器分别转化的两个电信号，并根据两个电信号计算出闪烁光位于晶体的位置。
进一步地，还包括两个探测器座，探测器座可沿X轴移动地安装在底座上，探测器可沿Y轴移动地安装在探测器座上。
进一步地，底座上沿X轴方向设有一条直线型导轨，导轨上设有两个滑台，两个探测器座分别固定在两个滑台上。
进一步地，导轨为燕尾槽导轨，相对应的，滑台为燕尾槽滑台。
进一步地，探测器座顶面中间设有放置探测器的凹槽，探测器座顶面两侧设有垂直向上延伸的螺钉安装部，探测器的两侧通过螺钉固定在探测器座的凹槽上，螺钉沿Y轴方向安装在螺钉安装部上，并且一端顶住探测器，两个螺钉用于调节探测器在Y轴方向的位置。
进一步地，探测器的两侧分别通过两个螺钉固定。
进一步地，卡接部为一侧凸起台阶型结构或者为凹槽。
进一步地，晶体座底面的中间和两端中的至少一个位置上设有用于定位的凸块。
进一步地，还包括垫片，垫片垫在卡接部与晶体之间，用于调节晶体的位置。
依据上述实施例的用于测量晶体分辨率的实验平台，由于设有两个探测器，两个探测器分别位于晶体座的两侧，使得两个探测器可同时对晶体座上的晶体进行探测，获取晶体上闪烁光的光信号并将其转化为电信号，处理装置获取两个探测器分别转化的电信号，根据两个电信号可计算出闪烁光子在晶体上的具体位置，再通过该具体位置得出的测量响应曲线更加接近实际响应曲线，即提高了测量的分辨率。
附图说明
图1为现有技术中测量的DOI效应示意图；
图2为一种实施例中用于测量晶体分辨率的实验平台的结构框图；
图3为一种实施例中用于测量晶体分辨率的实验平台的结构示意图；
图4为一种实施例中用于测量晶体分辨率的实验平台的侧视图；
图5为一种实施例中探测器座的截面示意图；
图6为一种实施例中晶体座的截面示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，在本发明实施例中提供了一种用于测量晶体分辨率的实验平台，实验平台主要包括两个探测器2、晶体座3和处理装置8，两个探测器2安装在晶体座3的两侧，处理装置8分别与两个探测器2电信号连接。
如图3和图4所示，两个探测器2可移动地安装在底座1上，晶体座3安装在两个探测器2之间，探测器2为光电转换器件。
为了安装可移动的探测器2，在底座1上沿X轴方向设有一条直线型的导轨，在导轨上安装两个滑块4，优选的，导轨为燕尾槽导轨，相对应的，滑块4为燕尾槽滑块，滑块4下端具有燕尾凸起结构，滑块4上端具有用于安装探测器2的安装平面。两个滑块4在导轨中滑动调整探测器4在X轴方向的位置。
为了更好的固定探测器2，在滑块4的安装平面上设有探测器座5。如图5所示，探测器座5呈工字型结构，探测器座5通过螺钉固定在滑块4的安装平面上，探测器座5顶面的中间设置有沿X轴方向的凹槽51，凹槽51的宽度略大于探测器2的宽度，探测器2放置在探测器座5的凹槽51中，探测器2与凹槽51在Y轴方向上具有间隙，使得探测器2可在Y轴方向做微调，保证两个探测器2的中心对齐。在探测器座5顶面的两端设有垂直向上延伸的螺钉安装部52，螺钉6的一端穿过螺钉安装部52顶住，两侧都具有螺钉6，故两侧的螺钉6固定探测器2在Y轴方向的位置。优选的，为了探测器2的在Y轴方向定位更准确并固定更稳固，两边各设置两个螺钉6对探测器2进行固定限位。
探测器2分别通过滑块4和探测器座5安装在底座1上，通过滑块4可调节探测器2在X轴方向的位置，通过螺钉6可调节探测器2在Y轴方向的位置。
晶体座3安装在底座1上，如图6所示，晶体座3上端设有卡接部31，晶体7可安装在卡接部31上。晶体座3的底面一端上设有一个限位凸起32，限位凸起32卡接在底座1的侧面，晶体座3的卡接部31定位在预设位置，使得安装在卡接部31的晶体7与两个探测器2的中心对齐。由于生产及安装都会出现误差，且晶体7也有不同尺寸，故在卡接部31上增加垫片(图中未示出)，垫片的厚度可根据实际需要选择，可将多个不同厚度的垫片叠加配合使用，垫片用于调节晶体7在Y轴方向的位置，使得晶体7的中心与两个探测器2对齐。优选的，卡接部31为台阶性的直角口，晶体7卡接在直角口上。
在其他实施例中，卡接部31为凹槽，限位凸起32可设于晶体座3底面中间和两端三个位置中一处，或者在晶体座3底面中间和两端三个位置上设有多个限位凸起32。若中间设有限位凸起32，则限位凸起32卡接在底座1的燕尾槽上。
本发明提供的用于测量晶体分辨率的实验平台在测量前，需对晶体7和两个探测器2的相对位置进行调节，首先，通过间隙测量工具测量探测器2与探测器座5的凹槽51侧壁之间的间隙，再通过螺钉6来调整两个探测器2的中心对齐；其次，通过间隙测量工具测量晶体7与晶体座3的卡接部31之间的间隙，再通过增加垫片来调整晶体与探测器2中心对齐，间隙测量工具为塞尺或其他测量工具。当晶体7和两个探测器2的中心对齐后，移动两个滑块4，使得两个探测器2的探测端分别与晶体贴合。安装调整后可进行测量。
本实施例的用于测量晶体分辨率的实验平台的测量原理为：粒子打在晶体7上产生闪烁光，晶体7两侧的探测器2分别获取闪烁光信号，并将光信号转化为电信号，处理装置8获取两个探测器2分别转化的电信号，并将两个电信号通过预设的算法进行处理得到相关数据并存储，最后将数据通过图像重建算法重建得出晶体分辨图。
本实施例的为实验平台针对单个晶体的闪烁光子进行测量，在实际运用时，针对晶体围合成的环形结构，则在环形结构的内存和外侧分别设置探测器，通过内外的探测器对环形晶体结构进行检测，可精确测量出闪烁光子在晶体的具体位置，通过闪烁光子的位置来确定响应线，以致于得到更加精确的分辨率。
本实施例的用于测量晶体分辨率的实验平台，由于设有两个探测器2，两个探测器2分别位于晶体座3的两侧，使得两个探测器2可同时对晶体座3上的晶体7进行探测，通过两个探测器2获取到闪烁光子的光信号，并通过处理装置8可计算出闪烁光子在晶体7上的具体位置，再通过该具体位置得出的测量响应曲线更加接近实际响应曲线，即提高了测量的分辨率。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (6)

1.一种用于测量晶体分辨率的实验平台，其特征在于，包括：
底座；
两个探测器，两个所述探测器分别可移动地安装在所述底座上，并且两个所述探测器的检测端面对面设置，所述探测器用于从晶体内获取光信号并将所述光信号转化为电信号；
晶体座，所述晶体座上端设有用于安放晶体的卡接部，所述晶体座安装在所述底座上，并且位于两个所述探测器之间；测量时，两个所述探测器移动至所述晶体座的两侧，两个所述探测器的检测端分别与所述晶体座上晶体的两端贴合，并且两个所述探测器和晶体三者中心对齐；
以及处理装置，所述处理装置分别与两个所述探测器电信号连接，用于获取两个所述探测器分别转化的两个所述电信号，并根据两个所述电信号计算出闪烁光位于晶体的位置；
还包括两个探测器座，所述探测器座可沿X轴移动地安装在所述底座上，所述探测器可沿Y轴移动地安装在所述探测器座上；
所述底座上沿X轴方向设有一条直线型导轨，所述导轨上设有两个滑台，两个所述探测器座分别固定在两个所述滑台上；
所述探测器座顶面中间设有放置所述探测器的凹槽，所述探测器座顶面两侧设有垂直向上延伸的螺钉安装部，所述探测器的两侧通过螺钉固定在所述探测器座的凹槽上，所述螺钉沿Y轴方向安装在所述螺钉安装部上，并且一端顶住所述探测器，两个所述螺钉用于调节所述探测器在Y轴方向的位置。
2.如权利要求1所述的用于测量晶体分辨率的实验平台，其特征在于，所述导轨为燕尾槽导轨，相对应的，所述滑台为燕尾槽滑台。
3.如权利要求1所述的用于测量晶体分辨率的实验平台，其特征在于，所述探测器的两侧分别通过两个所述螺钉固定。
4.如权利要求1或3所述的用于测量晶体分辨率的实验平台，其特征在于，所述卡接部为一侧凸起台阶型结构或者为凹槽。
5.如权利要求4所述的用于测量晶体分辨率的实验平台，其特征在于，所述晶体座底面的中间和两端中的至少一个位置上设有用于定位的凸块。
6.如权利要求5所述的用于测量晶体分辨率的实验平台，其特征在于，还包括垫片，所述垫片垫在所述卡接部与晶体之间，用于调节晶体的位置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983841A (en) * 1988-10-04 1991-01-08 Rolls-Royce Plc Non-invasive inspection
CA2464827A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-22 Is2 Medical Systems Inc. Method and system of determining depth of interaction in a scintillation camera
CN203848812U (zh) * 2014-04-18 2014-09-24 江西环彩三维科技有限公司 一种3d扫描成像装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7818047B2 (en) * 2001-11-09 2010-10-19 Nova R&D, Inc. X-ray and gamma ray detector readout system
CN1955725B (zh) * 2005-10-27 2010-12-15 Ge医疗系统环球技术有限公司 X射线ct系统
WO2012034220A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-22 Abdelmounaime Faouzi Zerrouk Depth-of-interaction scintillation detectors
CN104121874A (zh) * 2014-08-01 2014-10-29 丹东通达科技有限公司 晶体定向仪中的任意角度测角仪
CN204649652U (zh) * 2015-05-06 2015-09-16 中国科学院上海应用物理研究所 一种非弹性x射线散射装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983841A (en) * 1988-10-04 1991-01-08 Rolls-Royce Plc Non-invasive inspection
CA2464827A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-22 Is2 Medical Systems Inc. Method and system of determining depth of interaction in a scintillation camera
CN203848812U (zh) * 2014-04-18 2014-09-24 江西环彩三维科技有限公司 一种3d扫描成像装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Prototype PET Scanner with DOI-Encoding Detectors;Yongfeng Yang, Yibao Wu et al.;《Journal of Nuclear Medicine》;20081231;1132-1140 *
Experimental characterization and system simulations of depth of interaction PET detectors using 0.5 mm and 0.7 mm LSO arrays;Sara St. James, Yongfeng Yang et al.;《Phys Med Biol》;20090721;4605–4619 *
Simultaneous PET and Multispectral 3-Dimensional Fluorescence Optical Tomography Imaging System;Changqing Li, Yongfeng Yang,et al.;《Journal of Nuclear Medicine》;20110803;1268-1275 *
高分辨率超小型动物螺旋CT的设计;崔宇韬;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20150815;32-33 *

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