CN111819470A - 通用瓦片pet探测器 - Google Patents
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Abstract
提供了一种可扩展的医学成像探测器装置，其具有：可互换传感器瓦片，所述可互换传感器瓦片具有固定的外部尺寸；用于固定或通用的机械、电气和冷却接口。具有不同性能等级和生产成本的不同传感器瓦片类型被配置有通用接口以用于耦合到医学成像设备，而成像系统的其余部分可以保持不变。
Description
技术领域
以下总体涉及核成像系统，并且更具体地涉及正电子发射断层摄影(PET)探测器。
背景技术
对能量、计时和空间分辨率有不同要求的PET探测器通常需要不同的PET探测器，包括不同的读出板、控制单元、机架和冷却系统，因此几乎不可能用单个PET探测器平台满足不同的市场需求。
高端医学成像系统，例如基于正硅酸钇镥(LYSO)的飞行时间(ToF)PET成像仪，需要硅闪烁体表面的硅光电倍增管(SiPM)传感器具有最大的填充因子，以获得针对ToF-PET的最佳的符合计时分辨率。
低端医学成像系统通常基于非ToF闪烁体，例如氧化铋锗(BGO)闪烁体，其中，计时辨率的重要性不高，并且可以使用光共享概念来减少传感器的填充因子。
这两个概念经常导致不同的传感器和电子设备配置，这使得任何新开发都非常昂贵。
以下公开了特定改进。
发明内容
在一个公开的方面中，一种用于医学成像系统中的可扩展探测器的探测器块，包括至少一个可互换传感器瓦片，至少一个可互换传感器瓦片是多种可互换传感器瓦片类型中的一种，每种可互换传感器瓦片类型都具有通用的外部尺寸。所述探测器块还包括通用机械接口，所述通用机械接口被配置为将可互换传感器瓦片耦合到可扩展探测器，而无论所述可互换传感器瓦片的类型如何。所述至少一个可互换传感器瓦片包括耦合到其的传感器裸片的阵列，每个传感器裸片都具有耦合到其的多个闪烁体晶体。
在另一个公开方面中，一种用于医学成像系统中的探测器块的可互换传感器瓦片，包括耦合到该可互换传感器瓦片的传感器裸片的阵列，每个传感器裸片都具有与其耦合的多个闪烁体晶体。所述可互换传感器瓦片是多种可互换传感器瓦片类型中的一种，每种可互换传感器瓦片类型都具有被配置为与通用机械接口配合的外部尺寸，并且每种可互换传感器瓦片类型具有不同的填充因子，所述不同的填充因子与降低的计时分辨率相关并且与降低制造成本相关。
在另一个公开方面中，一种核成像系统包括多个探测器块，每个探测器块包括通用机械接口，以及耦合到每个相应机械接口的可互换传感器瓦片。每个可互换传感器瓦片都包括耦合到可互换传感器瓦片的传感器裸片的阵列，每个传感器裸片都具有耦合到其的多个闪烁体晶体。可互换传感器瓦片是多种可互换传感器瓦片类型中的一种，每种可互换传感器瓦片类型具有被配置为与通用机械接口配合的外部尺寸。每种可互换传感器瓦片类型都具有不同的填充因子，这与降低的计时分辨率和降低的制造成本相关。
一个优点在于降低了制造成本。
另一个优点在于改进的设备可扩展性。
给定实施例可以不提供前述优点，提供前述优点中的一个、两个、更多或全部，和/或可以提供其它优点，对于本领域普通技术人员而言，在阅读和理解了本公开后，这将变得显而易见。
附图说明
本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选的实施例的目的并且不应被解释为对本发明的限制。
图1图示了具有针对最佳能量、计时和空间分辨率的最大传感器填充因子的传感器瓦片布置。
图2图示了具有针对中等性能(能量、计时和空间分辨率)的中等水平的传感器填充因子的传感器瓦片布置。
图3图示了三个图示的示例中具有最低单位成本的具有最低水平的价值-PET性能的传感器瓦片布置。
图4图示了闪烁体配置，所述闪烁体配置包括用于6x6传感器阵列中使用的闪烁体晶体的12x12阵列。
图5图示了闪烁体配置，所述闪烁体配置包括用于5x5传感器阵列中使用的闪烁体晶体的10x10阵列。
图6图示了闪烁体配置，所述闪烁体配置包括用于4x4传感器阵列中使用的闪烁体晶体的8x8阵列。
图7图示了使用具有4.0x4.8mm晶体节距的5x6传感器裸片阵列的配置，使得传感器瓦片的外部尺寸与图1-6中相同。
图8图示了使用具有6.0x4.8mm晶体节距的4x5传感器裸片阵列的配置，使得传感器瓦片的外部尺寸与图1-7中相同。
图9详细示出了高反射掩模的示例。
图10图示的表格将针对不同尺寸的LYSO闪烁体的各种闪烁体晶体参数(节距、读出类型等)相关。
图11图示了LYSO闪烁体的通用瓦片概念，针对每个传感器裸片均使用本地光导以利用一个传感器裸片读取9个闪烁体。
图12图示了相应的洪水图(floodmap)，其示出了所有闪烁体的清楚分离。
图13示出了具有9个闪烁体的高分辨率扫描器(以本地光导为基本构建块)。
图14示出了组装为闪烁体阵列的9闪烁体裸片的阵列。
图15图示了每个裸片具有9个闪烁体的洪水图，其中闪烁体节距为裸片节距的1/3，尺寸为2.6mm×2.6mm×22mm。
图16图示了带有四个单块LYSO闪烁体块的传感器堆叠体的示例。
图17图示了具有最大填充因子的通用瓦片配置和覆盖3x3传感器裸片的块的单块闪烁体。
图18图示了具有最大填充因子的通用瓦片配置和覆盖2x2传感器裸片的块的单块闪烁体。
图19图示了具有55％的降低的填充因子的通用瓦片配置。
图20图示了具有44％的降低的填充因子的通用瓦片配置。
图21图示了LYSO厚层探测器阵列的范例。
图22图示了针对具有长的厚层(例如，延伸探测器的边缘的长度)的厚层探测器阵列的通用瓦片配置。
图23图示了了针对具有较短的厚层的厚层探测器阵列的通用瓦片配置。
图24图示了针对如上所述的厚层探测器的通用瓦片配置，对于低成本设计，具有降低的67％传感器填充因子。
图25图示了针对如上所述的厚层探测器的第二通用瓦片配置，具有降低的67％传感器填充因子。
具体实施方式
为了克服上述问题，可以利用本文所述的通用瓦片SiPM探测器来实现基于SiPM的固态PET探测器的基本构造，以便无需进一步修改即可重复使用PET系统基础设施的其余部分。传感器的基本构建块基于集成的硅裸片，所述裸片包含2x2或4x4 SiPM，用于单独的能量和时序测量。通用瓦片探测器可用于PET，PET计算机断层摄影(CT)和PET磁共振成像(MRI)和其他组合以及单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像。
通用瓦片传感器瓦片在此描述为可扩展PET探测器的构建块，具有固定的外部尺寸，以供传感器瓦片使用相同的读取平台以及机电和热接口。采用了几种等级的传感器填充因子，例如用于二次闪烁器表面的6x6、5x5和4x4传感器裸片，以及其他组合，例如用于固定几何形状的二次传感器瓦片上的矩形闪烁器表面的6x5或5x4传感器裸片。在一个实施例中，通用瓦片传感器瓦片具有例如在48mm和54mm之间的二次尺寸。
可以针对读出器采用机械接口(可以包括诸如冷却板或散热器等的热接口)并通过焊接螺母、卡扣配合或其他合适的紧固件来安装。不需要使用液态胶水将闪烁体安装在传感器瓦片、本地光导或反射镜上。在一个实施例中，对光不敏感的介电反射器掩模被施加在传感器区域上。可以使用光学透明粘合剂(OCA，一种非液态胶水)将反射罩安装到闪烁体上，保持传感器非敏感部分上方的空气间隙。在安装闪烁体阵列后，可以用底部填充材料填充传感器之间和下方的间隙。
在另一实施例中，传感器PCB侧面和可以包括散热器或冷却板的机械接口被一个或多个介电反射器覆盖，所述介电反射器还在传感器瓦片周围覆盖闪烁体侧面用于提高机械刚度以及用于提高光收集效率。闪烁体仅需要被安装在顶部和底部晶体面上。闪烁体阵列的顶面可以覆盖两个或更多个介电反射器，以提高光收集效率。此外，可以使用介电反射器(例如Vikuiti[3M的增强镜面反射器])将闪烁体与传感器裸片分开，以形成不透光的空隙。
可以采用传感器裸片上2x2闪烁体的一对一耦合与2x2 SiPM传感器以及具有更多像素(例如2x3 3x3或4x4等)的传感器裸片的光共享概念。也可以采用传感器节距的2/3，传感器像素节距的4/3或3/2的闪烁体。
本地玻璃光导可与闪烁体阵列一起用于高分辨率设计，在该高分辨率设计中，一个传感器裸片可读取9个闪烁体，其中，裸片节距由可实现的最大传感器封装分数(例如，8mm裸片节距等)给出。当一个传感器裸片以宽松的封装分数(例如12mm裸片节距)读取9个闪烁体时，也可以使用本地玻璃光导。
在另一个实施例中，多个单块闪烁器可以以最大传感器填充因子(例如2x2或3x3块)或减小的传感器填充因子(例如2x2或3x3块)读出，并且传感器位于闪烁器的角上(例如，每个单块4个或5个)。额外地或替代地，可以读出与传感器的像素节距或传感器裸片节距的1/2、1/3或1/4相匹配的闪烁体厚层(slab)，以实现4mm，2.6mm或2.0mm的节距。可以在传感器瓦片整个垂直或水平延伸范围内或传感器瓦片1/2上采用闪烁体厚层。在另一实施例中，在一个传感器瓦片内采用混合的垂直和水平厚层。其中，厚层的宽度是传感器瓦片宽度的1/2。减小的传感器填充因子也可以用于闪烁体厚层的读出，其中，传感器裸片被定位于闪烁体厚层的端部。
所描述的通用瓦片概念允许传感器瓦片设计具有可变的PET性能和成本结构，同时保持外部尺寸以及机电和热界面恒定。通用瓦片概念基于具有可变数量硅裸片的传感器单元(“瓦片”)，可实现不同的性能等级：最大传感器填充分数，以实现终极的ToF性能；中等填充分数，以实现中等ToF性能；低的传感器填充分数，适用于低端或非ToF应用；等等。还公开了具有一对一耦合的像素化读出以及具有用于每个传感器裸片的局部光导的光共享概念。
在下面的示例中，假设每个传感器裸片都可以通过直接一对一耦合来读取四个大小相等的闪烁体像素。然而，如本领域技术人员将理解的，本文描述的示例不受此假设限制。
图1-3图示了具有三个性能等级的通用瓦片概念的示例。在图1中，具有最大传感器填充因子的传感器瓦片装置10用于最佳能量、计时和空间分辨率。图2示出了具有用于中等性能(能量、计时和空间分辨率)的中等水平的传感器填充因子的传感器瓦片布置12。图3示出了在三个所示示例中具有较低水平的价值-PET性能且具有最低的材料清单(BOM)或单位成本的传感器瓦片布置14。瓦片几何形状由传感器裸片15指示，每个传感器裸片包括在传感器瓦片16上的闪烁体晶体阵列。传感器瓦片16的可见区域没有硅。对于不透光的封装，该区域被电介质反射膜(未显示)覆盖。图1-3中的每个示出了几种闪烁体矩阵配置：例如，左上角所示的一对一耦合晶体阵列配置20，右上角的每个传感器裸片节距具有矩形闪烁体2x3的配置22，右下部的具有3x3闪烁体的高分辨率配置24。将理解的是，尽管出于示例性目的在图1-3中的每个传感器瓦片中示出了多个闪烁体晶体阵列配置，但是根据一个实施例，可以采用对于传感器瓦片中的每个传感器裸片而言共同的单晶阵列配置。还示出了闪烁体晶体26。
图4-6示出了具有三个性能等级示例的以上提出的通用瓦片概念的侧视图，示出了阵列中的闪烁体晶体26、传感器裸片15和传感器瓦片16。在图4-6中未示出反射器，在该示例中反射器封装了四个闪烁体。图4示出了闪烁体配置40，所述闪烁体配置包括用于6x6传感器阵列中使用的闪烁体晶体26的12x12阵列。每个传感器裸片的节距为4.0mm，同时保持外部尺寸。
图5图示了闪烁体配置50，所述闪烁体配置包括用于5x5传感器阵列中使用的闪烁体晶体26的10x10阵列。每个传感器裸片的节距为4.8mm，在保持外部尺寸的同时提供了传感器阵列。
图6图示了闪烁体配置60，所述闪烁体配置包括用于4x4传感器阵列中使用的闪烁体晶体26的8x8阵列。每个传感器裸片的节距为6.0mm，在保持外部尺寸的同时提供了传感器阵列。
在一个实施例中，在所有情况下，闪烁器的封装分数都最大化。BOM的优点是可以使用不同的闪烁体(例如LYSO，LuGAGG，正硅酸镥(LSO)，正硅酸钆(GSO)和BGO，根据本文所述的各种实施例可以使用其中的任何一种)闪烁器节距(例如4.0mm、4.8mm和6.0mm)而无需更改传感器瓦片或读出基础结构。根据一个示例，硅填充因子的比例针对类型1为100％，针对类型2为70％，针对类型3为44％，这是主要的成本因素。由于与(例如)PCB安装、测试相关联的每个传感器瓦片的固定成本，以及出于产量考虑等原因，这种减少甚至超过与硅填充因子成比例。
传感器瓦片的死区被高反射率的介电镜覆盖，以为闪烁体创建不透光的封装。这有效地减少了设置的光损失。通常，通用瓦片概念还允许设计在x和y方向上使用不同数量的裸片，如在图7和8中所示。
图7和8展示了通用瓦片概念的示例，所述示例在x和y方向上具有不同的节距，以允许对矩形像素进行像素化读出。此概念允许进行经济高效的设计，其中轴向视场的分辨率与PET扫描仪的xy平面的分辨率不同。图7示出了使用5×6传感器裸片阵列15的配置70，所述5×6传感器裸片阵列15的晶体节距为4.0×4.8mm，使得在传感器瓦片16的一侧上的尺寸约为48mm。图8示出了使用4×5传感器裸片阵列15的配置80，所述传感器裸片阵列15具有6.0×4.8mm的晶体节距，同时保持了外部尺寸。传感器裸片15被布置在传感器瓦片16上。
关于BGO闪烁体，要求保护的创新的一方面涉及针对更低的硅填充因子使用匹配的反射器掩模以降低能量分辨率的劣化。传感器瓦片的死区被高反射介电镜覆盖，可有效降低硅填充因子，从而将光损失降至最低。
图9详细示出了用于研究较小硅填充因子的光损失的高反射掩模94的示例。
LYSO闪烁体也可以与本文描述的概念结合使用。降低的硅填充因子对可达到的飞行时间(ToF)准确度有很大影响。测量和仿真表明，对于相等的闪烁体长度，计时以1/sqrt(fill_factor)劣化。通用瓦片概念允许不同的设计以在成本和计时性能之间找到最佳折衷方案。对于较大的闪烁体，净图像分辨率劣化。为了克服这种劣化，可以采用非像素化的读数来保持较高的空间分辨率。
图10示出了表格110，表格110针对不同尺寸的LYSO闪烁体的各种闪烁体晶体参数(节距、读出类型等)相关。本征构建块被封装在介电反射器网格中以形成闪烁体阵列。
LYSO和BGO闪烁体的通用瓦片光共享概念如图11和12所示。图11示出了LYSO闪烁体120的通用瓦片概念，其对于每个传感器裸片使用局部光导(未示出)，以利用一个传感器裸片读取9个闪烁体。图12示出了相应的洪水图(flood map)130，其示出了所有闪烁体的清楚分离。同样的概念也适用于洪水图分辨率降低(由于光输出较低)的BGO闪烁体。
在一个实施例中，使用具有顶面研磨的闪烁体。对于LYSO晶体，此方法可使光产率提高35％-40％，对于BGO晶体，可使光产率提高约60％-70％。这种方法还允许LYSO的光共享概念，其有效能量分辨率优于10.5％，同时使用的传感器面积的不到50％。
关于闪烁体构建块的安装和制造，在一个实施例中，可以使用光学透明的粘合剂来将闪烁体安装在玻璃板上，而不溢出任何胶水，以在闪烁体的所有侧面上保持气穴。模具之间可以使用Vikuiti电介质镜膜。
当使用高分辨率LYSO闪烁体时，也可以采用局部光共享来读取闪烁体，其节距小于传感器像素。图11中的示例示出了每个裸片有9个闪烁体，闪烁体尺寸为2.6mm，每个裸片具有8mm节距的局部光导。9个闪烁体的封装被介电反射器分隔到下一个裸片。
图13示出了具有9个闪烁体140(例如，2.6mm×2.6mm×22mm，或某个其他合适的尺寸)的高分辨率扫描器，其具有本地光导142作为基本构建块。图14示出了组装为闪烁体阵列之后的9闪烁体裸片152的阵列150。
图15示出了每个被片具有9个闪烁体的洪水图160，其中，闪烁体节距为晶片节距的1/3，尺寸为2.6mm×2.6mm×22mm。
图16示出了具有四个单块LYSO闪烁体块212的传感器叠层210的示例。
图17和图18示出了具有最大填充因子(即，裸片15之间的节距很小或没有节距，以读取两种不同的单块闪烁体尺寸)的通用瓦片配置：3x3块220(图17)或2x2块230(图18)。16mm x 16mm x 19mm LYSO的较小的块230以可比的闪烁体价格显示出良好的能量和计时性能。
右边的示例示出了在16x16x19mm LYSO立方体上在Trix 1上的230xps LYSO块上，具有良好的飞行时间性能，能量分辨率为10.0％。除了上述高性能探测器设计之外，还可以利用通用瓦片概念，通过开发传感器裸片放置的自由度来创建低成本版本。对于单块读数，边缘和角用于良好的事件定位，但其他区域可以忽略。这允许传感器设计具有55％或44％的传感器填充因子，同时保持2-3mm以下的良好空间分辨率。
图19示出了通用瓦片配置260，具有55％的降低的填充因子。裸片15以棋盘状布置示出，使得每个单块闪烁体262在其中心下方和每个拐角处具有传感器裸片。传感器裸片之间的空间未被占用。
图20示出了通用瓦片配置270，具有44％的降低的填充因子。裸片15以仅角的布置示出，使得每个单块闪烁体272在每个角下方具有传感器裸片。传感器裸片之间的空间未被占用。这些(和其他)降低填充因子的通用瓦片配置可用于单块闪烁器读出，例如，用于高分辨率非ToF应用的低成本BGO探测器。
通用瓦片配置也可以针对闪烁体厚层进行优化。也就是说，传感器概念允许将带有探测器厚层的叠层用于PET成像。图21示出了LYSO厚层探测器阵列280的示例，其中，每个厚层探测器阵列280在每个厚层284之间具有介电镜282，被抛光或通过顶面研磨以增加光产出。此功能在像素化和单块闪烁器读数之间提供了折衷方案。在这里，可以简化校准程序并在系统级别上实现，因为同时发生的事件可以通过垂直和水平厚层自动准直。在厚层上进行的测量显示，Trig1的计时分辨率为230ps，能量分辨率为11.5％(在32mm长厚层上)。
图22示出了针对具有长厚层292(例如，延伸探测器的边缘的长度)的厚层探测器阵列的通用瓦片配置290。还示出了裸片15。图23示出了具有较短的厚层302(例如，跨度小于探测器的宽度)的厚层探测器阵列的通用瓦片配置。在一实施例中，厚层具有与传感器像素节距匹配的宽度(例如4mm或其他宽度)。在另一个实施例中，厚层可以是传感器裸片节距的1/3(例如2.6mm)或传感器裸片节距的1/4(例如2mm)。垂直厚层和水平厚层的组合可以简化系统级别的自动校准例程，因为如果厚层在垂直方向上探测到同时发生的事件，则事件始终已经在一个维度上进行了准直。
图22和23的示例示出了用于实现最佳性能的两种不同的通用瓦片设计。取决于闪烁体的制造工艺，厚层探测器可以比像素化或单块方法便宜，以实现相同的灵敏度，同时提高PET性能。空间分辨率由一个方向上的厚层宽度(例如2.0mm，2.6mm，4.0mm等)决定。
图24示出了如上所述的用于厚层探测器的通用瓦片配置310，其中针对低成本设计，具有降低的67％的传感器填充因子。还示出了裸片15。
图25示出了如上所述的用于厚层探测器的通用瓦片配置320，其中针对低成本设计，具有降低的67％的传感器填充因子，并且具有与图24所示不同的传感器裸片取向。还示出了裸片15。
上述稀疏的通用瓦片传感器配置便于通过牺牲ToF分辨率来提供低成本的PET系统，并着重于高空间分辨率。
己经参考优选实施例描述了本发明。通过阅读和理解前述的详细描述，本领域技术人员可以进行各种修改和变型。旨在将本公开理解为包括所有这样的修改和变更，只要它们落在所附权利要求或其等价方案的范围之内。
Claims (25)
1.一种用于医学成像系统中的可扩展探测器的探测器块，包括：
至少一个可互换传感器瓦片，所述至少一个可互换传感器瓦片是多种可互换传感器瓦片类型中的一种，每种可互换传感器瓦片类型都具有通用的外部尺寸；以及
通用机械接口，其被配置为将所述可互换传感器瓦片耦合到所述可扩展探测器，而无论所述可互换传感器瓦片的类型如何，
其中，所述至少一个可互换传感器瓦片包括耦合到其的传感器裸片的阵列，每个传感器裸片都具有耦合到其的多个闪烁体晶体。
2.根据权利要求1所述的探测器块，其中，传感器裸片的所述阵列包括4x4阵列、4x5阵列、5x5阵列、5x6阵列和6x6阵列中的一种。
3.根据权利要求1所述的探测器块，其中，每多个闪烁体晶体以2×2阵列和3×3阵列中的一种布置。
4.根据权利要求1所述的探测器块，其中，所述机械接口包括通过一个或多个机械紧固件耦合到所述传感器瓦片的冷却板或散热器。
5.根据权利要求4所述的探测器块，其中，所述一个或多个机械紧固件是焊接螺母和卡扣配合中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的探测器块，其中，所述可互换传感器瓦片还包括位于所述可互换传感器瓦片的传感器侧的介电反射器掩模，其中，所述介电反射器掩膜覆盖了所述传感器瓦片的没有填充以闪烁晶体的区域。
7.根据权利要求1所述的探测器块，其中，所述可互换传感器瓦片还包括降低的填充因子，使得少于全部的所述传感器瓦片被填充以传感器裸片。
8.根据权利要求7所述的探测器块，其中，所述多个闪烁体晶体包括多个单块晶体，每个单块晶体被定位于至少4个相应的传感器裸片上。
9.根据权利要求7所述的探测器块，其中，在所述多个闪烁体晶体中包括多个厚层闪烁体晶体，每个厚层晶体均跨越多于一个传感器裸片。
10.根据权利要求9所述的探测器块，其中，所述厚层闪烁体晶体的宽度小于所述可互换传感器瓦片上传感器裸片的节距。
11.根据权利要求1所述的探测器块，其中，每种可互换传感器瓦片类型都具有不同的填充因子，其中，降低的填充因子与降低的计时分辨率和降低的制造成本相关。
12.根据权利要求1所述的探测器块，其中，多个闪烁体晶体是氧化铋锗(BGO)、正硅酸钇镥(LYSO)晶体、正硅酸镥(LSO)和正硅酸钆(GSO)中的一种。
13.根据权利要求1所述的探测器块，其中，所述医学成像系统是正电子发射断层摄影(PET)成像系统、PET计算机断层摄影(CT)成像系统、PET磁共振(MR)成像系统和单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统中的一种。
14.根据权利要求1所述的探测器块，其中，所述机械接口包括热接口。
15.一种用于在医学成像系统中探测器块中使用的可互换传感器瓦片，包括：
耦合到所述可互换传感器瓦片的传感器裸片的阵列，每个传感器裸片都具有耦合到其的多个闪烁体晶体；
其中，所述可互换传感器瓦片是多种可互换传感器瓦片类型中的一种，每种可互换传感器瓦片类型都具有被配置为与通用机械接口配合的外部尺寸；并且
其中，每种可互换传感器瓦片类型都具有不同的填充因子，这与降低的计时分辨率和降低的制造成本相关。
16.根据权利要求15所述的可互换传感器瓦片，其中，传感器裸片的所述阵列包括4x4阵列、4x5阵列、5x5阵列、5x6阵列和6x6阵列中的一种。
17.根据权利要求15所述的可互换传感器瓦片，其中，每多个闪烁体晶体以2×2阵列和3×3阵列中的一种布置。
18.根据权利要求15所述的可互换传感器瓦片，还包括位于所述可互换传感器瓦片的传感器侧上的介电反射器掩模，其中，所述介电反射器掩膜覆盖了所述传感器瓦片的没有填充以闪烁晶体的区域。
19.根据权利要求15所述的可互换传感器瓦片，其中，所述可互换传感器瓦片还包括降低的填充因子，使得少于全部的所述可互换传感器瓦片被填充以传感器裸片。
20.根据权利要求19所述的可互换传感器瓦片，其中，所述多个闪烁体晶体包括多个单块晶体，每个单块晶体都被定位于至少4个相应的传感器裸片上。
21.根据权利要求19所述的可互换传感器瓦片，其中，在所述多个闪烁体晶体中包括多个厚层闪烁体晶体，每个厚层晶体都跨越多于一个传感器裸片。
22.根据权利要求21所述的可互换传感器瓦片，其中，所述厚层闪烁体晶体的宽度小于所述可互换传感器瓦片上的所述传感器裸片的节距。
23.根据权利要求15所述的可互换传感器瓦片，其中，多个闪烁体晶体是氧化铋锗(BGO)、正硅酸钇镥(LYSO)晶体、正硅酸镥(LSO)和正硅酸钆(GSO)中的一种。
24.根据权利要求15所述的可互换传感器瓦片，其中，所述医学成像系统是正电子发射断层摄影(PET)成像系统、PET计算机断层摄影(CT)成像系统、PET磁共振(MR)成像系统和单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统中的一种。
25.一种核成像系统，包括：
多个探测器块，每个探测器块包括通用机械接口；
耦合每个相应的机械接口的可互换传感器瓦片，其中，每个可互换传感器瓦片包括：
耦合到所述可互换传感器瓦片的传感器裸片的阵列，每个传感器裸片都具有耦合到其的多个闪烁体晶体；
其中，所述可互换传感器瓦片是多种可互换传感器瓦片类型中的一种，每种可互换传感器瓦片类型都具有被配置为与通用机械接口配合的外部尺寸；并且
其中，每种可互换传感器瓦片类型都具有与降低的计时分辨率和下降的制造成本相关不同的填充因子。
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