CN109856665B - 一种减少硅光电倍增管用量的pet探测器及探测方法 - Google Patents
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Abstract
一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：探测器包括闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层，闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元俯视均为矩形截面，且闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元的俯视矩形截面的面积相等；闪烁晶体阵列单元由复数个相互平行并无空隙且侧面相互紧贴的闪烁晶体条组成，闪烁晶体条均是长宽高一致的长方体；硅光电倍增管阵列单元是由M个硅光电倍增管阵列排列而成的俯视截面为矩形的阵列集合体。
Description
技术领域
本发明涉及射线医学影像设备领域，涉及一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器及探测方法，该方法可应用在包括PET、SPECT以及类似原理的医学影像设备上。
背景技术
在PET、SPECT等核医学影像设备中，要求对射线进行位置和能量测量，PET是最典型的采集相对反射的光电子(一般称之为真实符合事件LOR)并对应分析形成图像的医学影像方法。目前最主要的PET探测器为闪烁体探测器加上光电转换器件，射线击中闪烁体后产生闪烁荧光，闪烁荧光被光电转换器件转换为电信号，然后送到电子学系统进行处理。
常用的光电转换器件包括光电倍增管、位置灵敏型光电倍增管和硅光电倍增管。硅光电倍增管是近年来开始流行起来的一种半导体光电转换器件，效果比前两种更好，增益接近光电倍增管。购买时可以是单个像素，也可以是NxN(N≥2)个像素组成的阵列,像素大小一般为1-10mm。硅光电倍增管阵列在功能上与位置灵敏型光电倍增管非常类似，但是其信号输出方式是每个像素输出一个信号，识别定位能力更强。硅光电倍增管阵列在功能上和位置灵敏型光电倍增管相似，价格则接近光电倍增管，而作为半导体器件，大批量生产时价格还有更进一步的下降空间。
基于光电倍增管的PET探测器设计可以分为两种，一种是用4个光电倍增管结合一个闪烁晶体阵列(US4743764,US5453623,US6262479B1,US7238943B2)，通过4个光电倍增管上搜集到的晶体发光来计算射线击中探测器的位置；另一种是将光电倍增管按照六角形排列(US6462341B1)，用7个光电倍增管搜集到的晶体发光来计算射线击中探测器的位置。
光电倍增管的信号读出方法有两种，一种是直接进行数字化，另外一种是通过ANGER电路(US3011057)进行编码处理后再进行数字化，利用硅光电倍增管主要是后面捡一种，可以便于利用其信号分别接收和传输的优势。通过ANGER电路处理，可以将一组光电倍增管的输出信号编码成E、X和Y三个模拟信号,从而达到达到降低电路规模的目的。
现有技术中存在这样的方案(CN201410648328.4)，是在晶体阵列和硅光电倍增管阵列之间加上一层光导，通过光导的辅助进行光分配，以期望能够识别比硅光电倍增管像素更小的晶体，提高分辨率。但是现有技术中的光导的加入仅仅是用于笼统的辅助光分配，没有进一步具体的启示或指示。
基于硅光电倍增管的信号读出方式也有两种，一种是每个像素单独读出后进行数字化，另一种是用模拟预处理电路(CN201410648328.4)对硅光电倍增管阵列信号进行预处理，通过预处理可以把一个阵列的信号编码成最小4路模拟信号，达到降低电路规模的目的。
目前常见的人体PET的晶体数量在3万根以上，最多的可以超过10万根，用到超过3万个硅光电倍增管像素。一般商业上可供购买的硅光电倍增管阵列为2x2、4x4或者8x8，并且以4x4为主。以32000根晶体为例，假设大约每个晶体对应一个像素，则设备需要2000片4x4的硅光电倍增管阵列，即使经过编码之后，模拟信号通道数也达到了8000个，电路规模十分庞大。同时由于数量极大，总的成本仍然很高。如何能够有效控制电路规模、降低设备成本仍然是一个巨大的挑战。
发明内容
针对上述现有技术存在的使用硅光电倍增管用量极大，成本极高的问题，本发明提供一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：该探测器包括闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层，该闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元俯视均为矩形截面，且闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元的俯视矩形截面的面积相等。
这里优选地，每个闪烁晶体条都恰好对应一个像素或者一个像素阵列，这是比较容易进行采集和计算的情形。
所述闪烁晶体阵列单元由复数个相互平行的闪烁晶体条组成，所述闪烁晶体条均是长宽高的规格两两一致的长方体；所述闪烁晶体条两两之间均设有反光材料或者闪烁晶体条表面镀有反光材料。
所述硅光电倍增管阵列单元是由M个硅光电倍增管阵列排列而成的俯视截面为矩形的阵列集合体。当然，当单元的需求正和一般硅光电倍增管阵列相同时，可以就是一块硅光电倍增管阵列，如4*4/8*8，以及当可以订制加工较大的阵列时，也可以直接给阵列单元安排一块较大的整块阵列。一种常见的形式是正方形的阵列排列成更大的正方形的阵列单元。
硅光电倍增管阵列单元中的N块被替换为高反射率材料块，所述高反射率材料块为利用与该硅光电倍增管阵列单元形状适配的模具一体成型或切割而成，该高反射率材料块是全部是均一的高反射率材料或者是面向闪烁晶体阵列单元的一面涂覆有高反射率材料，该高反射率材料块面向闪烁晶体阵列单元的一面的反射率不低于50％。
这里高反射率材料是适于反射激发荧光的高反射率材料，且反射率可以高至70％，80％，90％，甚至接近100％，这里的将部分硅光电倍增管阵列用高反材料替代，是基于这样的原理，即现有的PET图像分析并没有也不需要达到HD甚至UHD的图像级别，尤其是在计算时，如果不是就硅光电倍增管的每个像素或者每个阵列单独计算，而是每个单元单独计算，则其实没有必要全部铺设或应用硅光电倍增管，这里只需要将部分阵列用高反射材料替换，对于整个单元用一个电路形成一个信号输出的情况，这里已经足以满足需要，且在满足需要的同时成本也得到了有效控制，如果3*3的情况仅4角保留阵列，则可以节约成本5/9，对于4*4的阵列组成单元的情形，如果只保留四角，则可以节约成本12/16，同时检测效果并没有减小或缺失，原有的激发荧光仍然可以得到有效捕捉。
M，N都是大于1的自然数，且M-N≥1。这里的数据设置是指产生了有效的替换，毕竟没有替换的话，也就不产生节约成本的效果。
进一步地，所述闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层之间还具备一复数个光导片平铺所形成的层，该复数个光导片为同样形状的长方体，光导片的俯视截面为矩形。设置光导层不仅起到辅助收光的作用，对于替换了高反射材料块的情形还产生了相互作用，这里高反射率材料块反射的荧光由于光导的特性，基本不会再反射回晶体中，而是基本保证了，再一次货多次反射后，都被单元内的其他硅光电倍增管阵列所采集或接收。
进一步地，所述反光材料是选自超强级逆反射材料、工程级反光膜、高强级反光膜、增强频谱反射膜、硫酸钡涂层中的一种。增强频谱反射膜ESR和硫酸钡粉末制成的涂层/镀层在实践中效果较好，成本不高，如果需要更高的反射效果，也可以用超强级逆反射材料、工程级反光膜、高强级反光膜，超强级逆反射材料例如棱镜级反射材料。最理想的方式下，所有的闪烁晶体条之间的位置都有反光材料，避免光的掺杂。
进一步地，光导片的俯视截面大小或者是与闪烁晶体条相同，在安装时每个光导片与闪烁晶体条在俯视方向上对正；光导片的俯视截面大小或者是与硅光电倍增管阵列相同，在安装时每个硅光电倍增管与闪烁晶体条在俯视方向上对正。这样的设置便于前期的计算和安排，也利于后期的维护和调整。
进一步地，所述闪烁晶体阵列单元形成的层和所述复数个光导片平铺所形成的层，其相接触的面上，所有的闪烁晶体阵列单元的表面均是粗糙表面，或者所有光导片的表面都是粗糙表面。所述的粗糙表面均是用打磨或锉制的方式制备，或者在表面涂覆或粘附使表面粗糙但又可以透光的物质。这里的闪烁晶体和光导接触面可以都是粗糙表面，这里是一种非常重要的进一步改进，这中设置可以在设置光导辅助分光的基础上，进一步降低发光位置的影响，例如在某晶体条下方的光导片下方是高反射材料块，且这里离最近的硅光电倍增管阵列非常远，在没有光导粗糙表面漫反射的情况下，其可能需要很多次反射，多次反射导致其能量大幅衰减，对于分析有很大不好影响，或者有相当大部分没法到达阵列，对于信号的采集有较大影响。这个表面上的粗糙化对于光信号的普遍被采集，尤其是在部分阵列被高反射材料块替代的情形下，是非常重要的辅助手段，由此可以在阵列被替代的情形下，保证信号采集效果尽可能不受影响。
经过我们替代后进行对比试验，在其他条件下，在部分阵列被替代并且加入光导层，光导层和晶体接触面是粗糙的情形下，PET图像采集中，探测器的点阵图效果完全没有降低。
一种PET探测方法，其利用了如前所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于，包括以下步骤：1)将每一个没有被替换的硅光电倍增管阵列视作一个电流源，将所有没有被替换的硅光电倍增管阵列的输出端并联，输出到总输出端线路；2)利用前述PET探测器进行PET探测，将总输出端线路得到的电信号通过预处理电路进行预处理，再进行数字化，得到输出信号；3)将步骤(2)所述的输出信号等效为将整个该硅光电倍增管阵列单元视为是一个整个的硅光电倍增管阵列的情况下所采集到的输出信号；4)由运算终端将从前述所有的总输出端线路采集得到的输出信号全部采集，并根据预设对应关系分析LOR的存在情形，生成PET图像或PET动态图像。
一种PET探测方法，其利用了如前所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于，包括以下步骤：1)将每一个没有被替换的硅光电倍增管阵列视作一个电流源，将所有没有被替换的硅光电倍增管阵列的输出端并联，输出到总输出端线路；2)利用前述PET探测器进行PET探测，将相邻的若干个总输出端线路得到的电信号通过预处理电路进行预处理，再进行数字化，得到输出信号；3)将步骤(2)所述的输出信号等效为将步骤(2)所述的相邻的若干个总输出端线路所对应的所有光电倍增管阵列单元视为是一个单独的采集单元的情况下所采集到的输出信号；4)由运算终端将从采集得到的来自所有的单独的采集单元的输出信号全部采集，并根据预设对应关系分析LOR的存在情形，生成PET图像或PET动态图像。
本发明的有益之处：本发明的设计中，减少硅光电倍增管用量的PET探测器，以及利用了这种探测器的PET探测方法，可以有效减少硅光电倍增管阵列的数量和信号通道的数量。现实中对于每一片设置的SiPMT，都需要设置信号连接和通道以采集，且SiMPT本身价值不菲，对于如何在保证PET检测图像的一定品质的前提下，有效地节约成本，本申请给出了一种有效的解决方式。可以进一步减少信号通道的数量，减小电子学系统的规模。
由于部分SiMPT被高反射率材料块替代，一方面信号不会被散失，还是会被反射到某一个块SiMPT上以使得信号被采集到，由于每个像素的尺寸一般是毫米级，这样将若干个包含了高反射率材料块和SiMPT的组合整体读出信号并进行计算和图像生成，由于实践中电路设计难以特别复杂，事实上基本不可能每个像素的信号都进行读取，很多情况下本来就是多个像素一起读取的，这样在完全没有降低图像分辨率的技术效果下，极大地降低了设备成本。
对于这种部分取代高反光率材料的情形，加入光导非常必要，这样才可以让部分SiPMT较好地接收信号，粗糙表面可以进一步增强效果，使得同等条件下图像信号和清晰度进一步增强。这一点是现有技术所没有披露过的，是非显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。
图1是本申请的PET探测器的侧面的示意图；
图2是本申请的PET探测器中的硅光电倍增管阵列单元中的N块被替换为高反射率材料块的第一种情况的俯视示意图；
图3是本申请的PET探测器中的硅光电倍增管阵列单元中的N块被替换为高反射率材料块的第二种情况的俯视示意图；
图4是闪烁体晶体条与光导片连接处的具体图示；
图5是5/9的SiMPT被替换为高反射率材料块的示意图。
附图标记对应部件为，1、闪烁晶体条，2，反光材料，3，光导片，4，硅光电倍增管，5，输出端，6，总输出端线路，7，预处理电路，8，硅光电倍增管阵列，9，高反射率材料块，10，闪烁晶体条打磨粗糙面，11，光导片打磨粗糙面，12，闪烁晶体条粘附粗糙面，13，光导片粘附粗糙面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：该探测器包括闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层，该闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元俯视均为矩形截面，且闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元的俯视矩形截面的面积相等。这里的矩形截面具体是正方形截面，以方便切割和安置。
每个闪烁晶体条都恰好对应一个像素或者一个像素阵列，这是比较容易进行采集和计算的情形。
所述闪烁晶体阵列单元由复数个相互平行的闪烁晶体条组成，所述闪烁晶体条均是长宽高的规格两两一致的长方体，均是俯视截面为正方形，z轴方向较长的印章形状；所述闪烁晶体条两两之间均设有反光材料或者闪烁晶体条表面镀有反光材料。该反光材料例如是ESR。
所述硅光电倍增管阵列单元是由16个硅光电倍增管阵列排列而成的俯视截面为矩形的阵列集合体。是一块4*4硅光电倍增管阵列。
硅光电倍增管阵列单元中的12块被替换为高反射率材料块，正对应图2的情形，SiMPT位于四个角处，所述高反射率材料块为利用与该硅光电倍增管阵列单元形状适配的模具一体成型或切割而成，该高反射率材料块是全部是均一的高反射率材料ESR，或者是面向闪烁晶体阵列单元的一面涂覆有高反射率材料ESR，ESR附着在透光材料主体上，该透光材料例如是含氟聚酯透光材料，例如ETFE，该高反射率材料块面向闪烁晶体阵列单元的一面的反射率不低于80％。
这里的将部分硅光电倍增管阵列用高反材料替代，是基于这样的原理，即现有的PET图像分析并没有也不需要达到HD甚至UHD的图像级别，尤其是在计算时，如果不是就硅光电倍增管的每个像素或者每个阵列单独计算，而是每个单元单独计算，则其实没有必要全部铺设或应用硅光电倍增管，这里只需要将部分阵列用高反射材料替换，对于整个单元用一个电路形成一个信号输出的情况，这里已经足以满足需要，且在满足需要的同时成本也得到了有效控制，对于4*4的阵列组成单元的情形，如果只保留四角，则可以节约成本12/16，同时检测效果并没有减小或缺失，原有的激发荧光仍然可以得到有效捕捉，对于肉眼看图判断病情，点阵图的分辨率并没有降低。
所述闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层之间还具备一复数个光导片平铺所形成的层，该复数个光导片为同样形状的长方体，光导片的俯视截面为正方形。设置光导层不仅起到辅助收光的作用，对于替换了高反射材料块的情形还产生了相互作用，这里高反射率材料块反射的荧光由于光导的特性，基本不会再反射回晶体中，而是基本保证了，再一次或多次反射后，都被单元内的其他硅光电倍增管阵列所采集或接收。
进一步地，所述反光材料是选自超强级逆反射材料、工程级反光膜、高强级反光膜、增强频谱反射膜、硫酸钡涂层中的一种。增强频谱反射膜ESR制成的涂层/镀层在实践中效果较好，成本不高，所有的闪烁晶体条之间的位置都有反光材料，避免光的掺杂。
进一步地，光导片的俯视截面大小或者是与闪烁晶体条相同，都是正方形，在安装时每个光导片与闪烁晶体条在俯视方向上对正；光导片的俯视截面大小或者是与硅光电倍增管阵列相同，在安装时每个硅光电倍增管与闪烁晶体条在俯视方向上对正。这样的设置便于前期的计算和安排，也利于后期的维护和调整。
进一步地，所述闪烁晶体阵列单元形成的层和所述复数个光导片平铺所形成的层，其相接触的面上，所有的闪烁晶体阵列单元的表面均是粗糙表面，或者所有光导片的表面都是粗糙表面。所述的粗糙表面均是用打磨或锉制的方式制备。这里的闪烁晶体和光导接触面可以都是粗糙表面，这里是一种非常重要的进一步改进，这中设置可以在设置光导辅助分光的基础上，进一步降低发光位置的影响，例如在某晶体条下方的光导片下方是高反射材料块，且这里离最近的硅光电倍增管阵列非常远，在没有光导粗糙表面漫反射的情况下，其可能需要很多次反射，多次反射导致其能量大幅衰减，对于分析有很大不好影响，或者有相当大部分在采集时间窗没法到达阵列，对于信号的采集有较大影响。这个表面上的粗糙化对于光信号的普遍被采集，尤其是在部分阵列被高反射材料块替代的情形下，是非常重要的辅助手段，由此可以在阵列被替代的情形下，保证信号采集效果尽可能不受影响。
实施例2
减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：该探测器包括闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层，该闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元俯视均为矩形截面，且闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元的俯视矩形截面的面积相等。这里的矩形截面具体是1:2的长方形截面，两个闪烁晶体条对应一个SiMPT的面积，以方便切割和安置。
每两个闪烁晶体条都恰好对应一个像素或者一个像素阵列，这是比较容易进行采集和计算的情形。
所述闪烁晶体阵列单元由复数个相互平行的闪烁晶体条组成，所述闪烁晶体条均是长宽高的规格两两一致的长方体，均是俯视截面为1:2长方形，z轴方向较长的半个印章形状；所述闪烁晶体条两两之间均设有反光材料或者闪烁晶体条表面镀有反光材料。该反光材料例如是ESR。
所述硅光电倍增管阵列单元是由16个硅光电倍增管阵列排列而成的俯视截面为矩形的阵列集合体。是一块4*4硅光电倍增管阵列。
硅光电倍增管阵列单元中的12块被替换为高反射率材料块，剩余中间四块，正对应图3的情形，SiMPT位于中心处，所述高反射率材料块为利用与该硅光电倍增管阵列单元形状适配的模具一体成型或切割而成，该高反射率材料块是全部是均一的高反射率材料ESR，或者是面向闪烁晶体阵列单元的一面涂覆有高反射率材料ESR，ESR附着在透光材料主体上，该透光材料例如是含氟聚酯透光材料，例如PTFE，该高反射率材料块面向闪烁晶体阵列单元的一面的反射率不低于85％。这里ESR的12块也可以直接做成一整个框状，将2*2的SiMPT填充其中，节约人工成本。
这里的将部分硅光电倍增管阵列用高反材料替代，对于4*4的阵列组成单元的情形，如果只保留中心2*2，则可以节约成本12/16，同时检测效果并没有减小或缺失，原有的激发荧光仍然可以得到有效捕捉，对于肉眼看图判断病情，点阵图的分辨率并没有降低。
所述闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层之间还具备一复数个光导片平铺所形成的层，该复数个光导片为同样形状的长方体，光导片的俯视截面为1:2长方形，俯视与闪烁晶体条截面对应。设置光导层不仅起到辅助收光的作用，对于替换了高反射材料块的情形还产生了相互作用，这里高反射率材料块反射的荧光由于光导的特性，基本不会再反射回晶体中，而是基本保证了，再一次或多次反射后，都被单元内的其他硅光电倍增管阵列所采集或接收。
进一步地，所述反光材料是硫酸钡涂层。硫酸钡粉末制成的涂层/镀层在实践中效果较好，成本不高，所有的闪烁晶体条之间的位置都有反光材料，避免光的掺杂。
进一步地，光导片的俯视截面大小或者是与闪烁晶体条相同，都是1:2长方形，在安装时每个光导片与闪烁晶体条在俯视方向上对正；光导片的俯视截面大小是硅光电倍增管像素的一半，在安装时每个硅光电倍增管与闪烁晶体条在俯视方向上对正。这样的设置便于前期的计算和安排，也利于后期的维护和调整。
进一步地，所述闪烁晶体阵列单元形成的层和所述复数个光导片平铺所形成的层，其相接触的面上，所有的闪烁晶体阵列单元的表面均是粗糙表面，或者所有光导片的表面都是粗糙表面。所述的粗糙表面均是用贴附粗糙导光材料制成，例如乳白色半透光的树脂材料，或者磨砂的半透明树脂材料，如聚碳酸酯类导光材料。
实施例3
如图2所示，4*4的SiMPT阵列可以仅仅保留4个角块或角上的像素块，这样由于像素的微小，实践中只要保证PET点阵图采集的信号在一定数量以上，则仍可保证PET图像的辨识度，不会降低技术效果，例如脑补PET保留3000-5000个信号，全身保留8000-12000以上的信号等。图2的形式也可以少做替换，例如仅中心4块被替换，这时节约的成本为1/4。
实施例4
图3中，每一个4*4的单元可以仅保留中间2*2块，这样做的好处还在于，中间的2*2可以采用一个阵列整体SiMPT，边上的12块框形的ESR或者涂敷ESR的聚氟塑料可以一体成型，这样非常有利于加工。甚至于，可以直接制作成整块的，但是在等距位置预留2*2的孔的整块ESR材料块，在每个孔中填充2*2SiMPT，这样制备工作量可以进一步减少。
实施例5
图5中，该硅光电倍增管阵列单元中的P块被替换为高反射率材料块，可以是多种可能的配置，各个孤立的硅光电倍增管阵列单元可以是任意距离，只要在一片区域之内，信号能够被接收到就好，为了实际操作方便，具体可以是按一定比例地替换，例如替换其中的5/9，或1/2的硅光电倍增管，高反射率块既可以是小块拼成，也可以是整块拼板，中间空缺的部位填入硅光电倍增管小片或阵列，以图5为例，实际上是5/9的SiMPT被替换，实际上是形成了规律的被替换的阵列情况。
实施例6
如实施例4说法，其中为SiMPT准备的孔可以在1*1至10*10之间依定制情况随意变换，以适应SiMPT的情况。
实施例7
对于图4中的描述，这里的左图中，所有的闪烁晶体阵列单元的表面均是粗糙表面，或者所有光导片的表面都是自身的粗糙表面。在实践中，只要闪烁晶体条和光导片一种表面粗糙即可达到要求，产生漫射光效果。闪烁晶体条的粗糙可以是使用极细密的锉或类似工具制成，光导片的粗糙表面既可以是用锉或类似工具制成，也可以是在制备时采用一体成型的粗糙表面，或者采购市售产品。
实施例8
对于图4中的描述，这里的右图中，所有的闪烁晶体阵列单元的表面均是粗糙表面，所述的粗糙表面均是用贴附粗糙导光材料制成。在实践中，只要闪烁晶体条和光导片一种表面粗糙即可达到要求，产生漫射光效果。闪烁晶体条的粗糙采用贴附的办法避免了晶体的损坏，这里的粗糙表面的材料可以采用多种适用的材料，半透光又有一定耐热性的的树脂/塑料是优选，聚碳酸酯材料是常见的性价比高的材料，玻璃由于韧性不足，虽然可以使用，但是不是最优选择。
实施例9
一种PET探测方法，其利用了如前所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于，包括以下步骤：1)将每一个没有被替换的硅光电倍增管阵列视作一个电流源，将所有没有被替换的硅光电倍增管阵列的输出端并联，输出到总输出端线路；2)利用前述PET探测器进行PET探测，将总输出端线路得到的电信号通过预处理电路进行预处理，再进行数字化，得到输出信号；3)将步骤(2)所述的输出信号等效为将整个该硅光电倍增管阵列单元视为是一个整个的硅光电倍增管阵列的情况下所采集到的输出信号；4)由运算终端将从前述所有的总输出端线路采集得到的输出信号全部采集，并根据预设对应关系分析LOR的存在情形，生成PET图像或PET动态图像。这里的一个整个的硅光电倍增管阵列的情况下，具体是指没有被替换的情况，即认为射到整个替换后的阵列上的所有信号都被剩余的SiMPT所采集的到了。
实施例10
一种PET探测方法，其利用了如前所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于，包括以下步骤：1)将每一个没有被替换的硅光电倍增管阵列视作一个电流源，将所有没有被替换的硅光电倍增管阵列的输出端并联，输出到总输出端线路；2)利用前述PET探测器进行PET探测，将相邻的若干个总输出端线路得到的电信号通过预处理电路进行预处理，再进行数字化，得到输出信号；3)将步骤(2)所述的输出信号等效为将步骤(2)所述的相邻的若干个总输出端线路所对应的所有光电倍增管阵列单元视为是一个单独的采集单元的情况下所采集到的输出信号；4)由运算终端将从采集得到的来自所有的单独的采集单元的输出信号全部采集，并根据预设对应关系分析LOR的存在情形，生成PET图像或PET动态图像。
事实上，经过上述的替换行为，自动形成了替换后的SiMPT阵列层，这个层是由很小的重复的基本单元所组成的，如前面的4*4中部分被替换的部分，在分辨率允许的情况下，可以将前述单元进一步合并采集信号，如采集2*2，3*3,2*3个基本单元的信号，只要最后得到的PET点阵图分辨率足够分辨，可以进一步降低电气部分的负担和成本，减小线路的复杂度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，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所限定的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：
该探测器包括闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层，该闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元俯视均为矩形截面，且闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元的俯视矩形截面的面积相等；
所述闪烁晶体阵列单元由复数个相互平行的闪烁晶体条组成，所述闪烁晶体条均是长宽高的规格两两一致的长方体；所述闪烁晶体条两两之间均设有反光材料或者闪烁晶体条表面镀有反光材料；
所述硅光电倍增管阵列单元是由M个硅光电倍增管阵列排列而成的俯视截面为矩形的阵列集合体；
该硅光电倍增管阵列单元中的N块被替换为高反射率材料块，所述高反射率材料块为利用与该硅光电倍增管阵列单元形状适配的模具一体成型，该高反射率材料块是全部是均一的高反射率材料或者是面向闪烁晶体阵列单元的一面涂覆有高反射率材料，该高反射率材料块面向闪烁晶体阵列单元的一面的反射率不低于50％；
M，N都是大于1的自然数，且M-N≥1；
所述闪烁晶体阵列单元和硅光电倍增管阵列单元所分别形成的层之间还具备一复数个光导片平铺所形成的层，该复数个光导片为同样形状的长方体，光导片的俯视截面为矩形；
光导片的俯视截面大小或者是与闪烁晶体条相同，或者是与硅光电倍增管阵列相同。
2.如权利要求1所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：
所述反光材料是选自超强级逆反射材料、工程级反光膜、高强级反光膜、增强频谱反射膜、硫酸钡涂层中的一种。
3.如权利要求2所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：在安装时每个光导片与闪烁晶体条在俯视方向上对正；在安装时每个硅光电倍增管与闪烁晶体条在俯视方向上对正。
4.如权利要求2或者3之一所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：
所述闪烁晶体阵列单元形成的层和所述复数个光导片平铺所形成的层，其相接触的面上，所有的闪烁晶体阵列单元的表面均是粗糙表面，或者所有光导片的表面都是粗糙表面。
5.如权利要求4所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于：
所述的粗糙表面均是用打磨或锉制的方式制备，或者在表面涂覆或粘附使表面粗糙但又可以透光的物质。
6.一种PET探测方法，其利用了如权利要求2-5之一所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于，包括以下步骤：
1)将每一个没有被替换的硅光电倍增管阵列视作一个电流源，将所有没有被替换的硅光电倍增管阵列的输出端并联，输出到总输出端线路；
2)利用前述PET探测器进行PET探测，将总输出端线路得到的电信号通过预处理电路进行预处理，再进行数字化，得到输出信号；
3)将步骤(2)所述的输出信号等效为将整个该硅光电倍增管阵列单元视为是一个整个的硅光电倍增管阵列的情况下所采集到的输出信号；
4)由运算终端将从前述所有的总输出端线路采集得到的输出信号全部采集，并根据预设对应关系分析LOR的存在情形，生成PET图像或PET动态图像。
7.一种PET探测方法，其利用了如权利要求2-5之一所述的一种减少硅光电倍增管用量的PET探测器，其特征在于，包括以下步骤：
1)将每一个没有被替换的硅光电倍增管阵列视作一个电流源，将所有没有被替换的硅光电倍增管阵列的输出端并联，输出到总输出端线路；
2)利用前述PET探测器进行PET探测，将相邻的若干个总输出端线路得到的电信号通过预处理电路进行预处理，再进行数字化，得到输出信号；
3)将步骤(2)所述的输出信号等效为将步骤(2)所述的相邻的若干个总输出端线路所对应的所有光电倍增管阵列单元视为是一个单独的采集单元的情况下所采集到的输出信号；
4)由运算终端将从采集得到的来自所有的单独的采集单元的输出信号全部采集，并根据预设对应关系分析LOR的存在情形，生成PET图像或PET动态图像。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20240115 Address after: Building 23, 101, Block A02, Nanqi Garden, No. 9 Wangjiang West Road, Shushan District, Hefei City, Anhui Province, 230061 Patentee after: Anhui Maide Yinghua Imaging Technology Co.,Ltd. Address before: 276000 No.1 Qinghua Road, Lizhuang Town, Tancheng County, Linyi City, Shandong Province Patentee before: SHANDONG MADIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240701 Address after: No. 1 Gaochuang Road, Lizhuang Town, Tancheng County, Linyi City, Shandong Province, 276111 Patentee after: SHANDONG MADIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Building 23, 101, Block A02, Nanqi Garden, No. 9 Wangjiang West Road, Shushan District, Hefei City, Anhui Province, 230061 Patentee before: Anhui Maide Yinghua Imaging Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
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