本发明专利技术提供了一种光导及应用该光导的PET探测系统，该光导用于装配在PET探测系统的闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列之间以耦合所述闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列，该光导具有所述闪烁晶体阵列耦合面和光电转换器件阵列耦合面，其中，在光电转换器件阵列耦合面上开设有规则排布的圆形凹槽，每个所述圆形凹槽用于装配所述光电转换器件阵列中的一个光电转换器件。本发明专利技术的PET探测系统，能够以光导本身的机械结构保证闪烁晶体阵列的所有晶体在一个平面上，同时保证所有的光电转换器件在一个平面上，并且使得闪烁晶体阵列平面和光电转换器件阵列的平面平行。同时，通过在光导的适当位置增加反射膜，可以减小能量的损失，提高系统的能量探测效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及正电子放射断层扫描(PET，positron emission tomography)
，更为具体地，涉及一种光导以及应用该光导的PET探测系统。
技术介绍
近年来，在医用物理学领域，PET探测器的应用越来越广泛。在PET应用中，要求对正电子湮灭后产生的一对伽马射线的能量，以及击中探测器的位置进行精确的测量，以确定放射性核位置和量化人体的生理学过程。目前最主要的PET探测器结构为闪烁晶体阵列加上由光电倍增管 (Photomultiplier tube,PMT)构成的光电转换器件阵列，射线击中闪烁晶体阵列后发出荧光，被光电转换器件阵列吸收放大后，得到电信号。从PET探测器结构角度来看，闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列耦合的平面度越好，从闪烁晶体阵列发出的光能被光电转换器件阵列捕获的越多，PET探测器的探测的效率越高，测量误差也越小。因此，闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列的耦合度是影响PET探测系统探测效率的重要因素之一。目前PET探测器的主要设计方案有如下三种1、采用圆形的光电倍增管，并且闪烁晶体阵列和光电倍增管的边缘偏移对齐，这样一个8X8的闪烁晶体阵列需要4个光电倍增管的四个不同象限覆盖，这种设计方案是目前PET探测器的主流设计方法。这种设计方案的好处是能大大减少整个系统所需光电倍增管的数目，降低系统成本，缺点是在边缘上的未被闪烁晶体阵列覆盖的光电倍增管的部分探测面积将被浪费。2、采用方形的光电倍增管形成光电转换器件阵列，光电转换器件阵列和闪烁晶体阵列的对齐方式同样大多采用边缘偏移对齐。由于方形的光电转换器件阵列可以完全由方形的闪烁晶体阵列覆盖，因此本方案的好处是理论探测效率最高，但由于方形光电倍增管的加工比圆形光电倍增管的加工困难，导致本方案的系统成本很高。3、采用不同衰减时间的晶体材料组成混合晶体阵列。混合方式可以是每个单根晶体都由不同的材料拼接而成，或者单根晶体由同种材料组成，但整个晶体阵列由不同的材料组成。这种方案的好处是通过对材料的仔细选择，有可能使光子击中晶体阵列的不同位置时的光产额(能量)差别很大，提高PET探测系统的分辨能力；但混合晶体阵列的组装不方便，而且由于不同材料的物理特性(比如老化特性)不一致，时间长了可能会由于系统老化等原因给探测结果带来较大误差。现有技术中也有利用光导连接闪烁晶体阵列和PMT阵列来提高PET探测系统的探测效率的方案，如公开号为CN1186M6A和CN101182133A中国专利申请，但在这公开文本所披露的技术方案中，光导(器件)只是利用光线将闪烁晶体阵列上的光信号引导至光电倍增管，以避免信号的散射和外界信号的干扰，这种光导的应用虽然能够提高PET探测器的分辨率和灵敏度，但其成本过高，另一方面，这两种方案都没有探索光导潜在的定位和装配功能，对闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列之间的机械耦合没有帮助。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种结构简单、低成本的能够从机械结构方面更好的耦合闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列的光导。基于上述目的，本专利技术提供一种用于PET探测系统的光导，该光导用于装配在PET 探测系统的闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列之间以耦合所述闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列之间，该光导具有所述闪烁晶体阵列耦合面和光电转换器件阵列耦合面，其中，在所述光电转换器件阵列耦合面上开设有规则排布的圆形凹槽，每个所述圆形凹槽用于装配所述光电转换器件阵列中的一个光电转换器件。另一方面，本专利技术还提供一种PET探测系统，包括闪烁晶体阵列、光电转换器件阵列以及耦合在所述闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列之间的光导，其中，在所述光导与所述光电转换器件阵列耦合的一面上开设有规则排布的圆形凹槽， 每个所述圆形凹槽用于容纳所述光电转换器件阵列中的一个光电转换器件。上述根据本专利技术的光导及PET探测系统，能够以光导本身的机械结构保证闪烁晶体阵列的所有晶体在一个平面上，同时保证所有的光电转换器件在一个平面上，并且使得闪烁晶体阵列平面和光电转换器件阵列的平面平行。无需复杂的找平、对齐等设备及装配工艺，仅仅使用一个低成本的光导器件就可以简单实现闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列元美華禹合。为了实现上述以及相关目的，本专利技术的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本专利技术的某些示例性方面。 然而，这些方面指示的仅仅是可使用本专利技术的原理的各种方式中的一些方式。此外，本专利技术旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。附图说明通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本专利技术的更全面理解，本专利技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中图1是本专利技术实施例的PET探测系统主视图；图2是本专利技术实施例的PET探测系统中光导与闪烁晶体阵列装配面的三视图；图3是本专利技术实施例的PET探测系统中光导与光电转换器件阵列装配面的三视图；图4A、图4B和图4C是本专利技术实施例的反射膜以及在光导的光电倍增管装配面增加反射膜前后的示意图；图5是本专利技术实施例的PET探测系统中光导的主视图；图6是本专利技术实施例中对晶体阵列进行扩展后晶体阵列、光导和光电倍增管阵列的装配效果图。在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。 具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细描述。本专利技术中所提供的用于耦合闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列的光导，从其本身的物理特性出发充分探索光导潜在的定位和装配功能，利用光导可以开模制造因而几何特性(平整度、厚度的均勻性、钻孔、开槽等)容易控制的特点，用光导来对齐晶体阵列和光电倍增管阵列；同时也利用光导来装配扩展晶体阵列的最边上的晶体排，并且通过在光导的光电倍增管装配面的指定位置贴高反射率的反射膜达到提高系统探测效率的目的。由于本专利技术中所提供的光导是与闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列耦合才能实现对齐作用、达到提高PET探测系统的探测效率的目的，因此，为了更清楚的对本专利技术的技术方案进行说明，下面以具体的PET探测系统整体的角度对本专利技术的技术方案进行说明。图1为本专利技术实施例的PET探测系统主视图，图2和图3为光导分别与闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列装配面的三视图。如图1、图2和图3所示，本专利技术提供的PET探测系统包括闪烁晶体阵列10、光电转换器件阵列30以及耦合在闪烁晶体阵列10和光电转换器件阵列30之间的光导20，其中， 在光导20与光电转换器件阵列30耦合的一面上开设有规则排布的圆形凹槽22，每个圆形凹槽22用于装配光电转换器件阵列30中的一个光电转换器件。光电转换器件通过特定的不能吸光的胶水粘合固定在圆形凹槽上。由于最终形成的PET探测器产品为由多个闪烁晶体阵列、光导和光电转换器件阵列组合构成的环形探测结构，环形的中央即为被探测的对象。因此光导的侧面是如图1、图 2和图3所示的斜面，圆形凹槽的截面从一个角度看是梯形的。在本专利技术的一个具体实施方式中，光导侧面的倾斜角度是20度，最终18个光导拼成一个环形。其中闪烁晶体阵列10用于检测伽玛射线，可以根据产品需求采用任何合适的闪烁晶体，例如硅酸镥(LSO)、硅酸钇镥(LYSO)、锗酸铋(BGO)或其他具有相近光产额的晶体。 闪烁晶体的表面可以是粗糙面，也可以是抛光面。另本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于ＰＥＴ探测系统的光导，该光导用于装配在ＰＥＴ探测系统的闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列之间以耦合所述闪烁晶体阵列和光电转换器件阵列，该光导具有所述闪烁晶体阵列耦合面和光电转换器件阵列耦合面，其特征在于：在所述光电转换器件阵列耦合面上开设有规则排布的圆形凹槽，每个所述圆形凹槽用于装配所述光电转换器件阵列中的一个光电转换器件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘继国，
申请(专利权)人：刘继国，
类型：发明
国别省市：84
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