Pet探测器、pet探测器的设置方法及探测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光探测技术领域，具体涉及一种PET探测器、PET探测器的设置方法及 探测方法。
【背景技术】
[0002] 正电子发射断层显像（PositronEmissionTomography,PET)探测器，通常设置在 各种应用PET技术的大型医疗设备中，例如：设置在正电子发射断层显像-计算机断层成 像（PositronEmissionTomography-ComputedTomography,PET-CT)设备或者正电子发射 断层显像-磁共振成像（PositronEmissionTomography-MagneticResonanceImaging, PET-MRI)设备中。PET探测器用于接收患者体内产生的γ射线，并将接收到的γ射线在 探测器上产生光子的位置信息反馈给所述大型医疗设备的其他组成部分，以便所述大型医 疗设备的其他组成部分根据所述位置信息进行相应处理。
[0003] 目前，如图1所示，PET探测器通常包括：晶体阵列102,与所述晶体阵列102耦合 连接的雪崩光电二极管（AvalanchePhotoDiode,APD)阵列104,以及设置在所述晶体阵 列102和所述APD阵列104之间的光导片106。其中，所述晶体阵列102由多个晶体单元 按照一定的设计排列而成，所述ATO阵列104由多个ATO按照一定的设计排列而成。每个 ATO均与至少一个晶体单元接触
[0004] 患者体内产生的Y射线被所述晶体阵列102的某一个晶体单元接收到并进入到 所述晶体单元内部，所述Y射线在所述晶体单元内部激发出光子，所述光子在晶体阵列 102的各个晶体单元之间传输，最终经光导片106进入APD阵列104,由所述APD阵列接收 所述光子。
[0005] 所述Y射线在晶体单兀内部激发出光子时，由于光导片106会引起一定的光传输 损失，因此所激发出的光子中只有部分光子可以进入ATO阵列104,导致所述PET探测器的 分辨率较低。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例解决的问题是如何提高PET探测器的分辨率。
[0007] 为解决上述问题，本发明实施例提供一种PET探测器，所述PET探测器包括：
[0008] 晶体阵列，其包括阵列式排列的多个晶体单元以及设置在所述晶体单元的表面的 分光结构，所述分光结构共同限定出所述晶体阵列的出光面；
[0009] 相对所述晶体阵列出光面设置且适于从所述出光面接收光子的半导体传感器阵 列，所述半导体传感器阵列包括阵列式排列的多个半导体传感器。
[0010] 可选地，所述晶体阵列中的部分晶体单元与所述半导体传感器阵列中对应的半导 体传感器耦接。
[0011] 可选地，所述半导体传感器阵列中至少一个半导体传感器与所述晶体阵列中对应 的晶体单元耦接。
[0012] 可选地，所述耦接包括所述半导体传感器与所述晶体单元接触或者通过粘合材料 接触。
[0013] 可选地，所述半导体传感器阵列的重心与所述晶体阵列的重心重合。
[0014] 可选地，所述半导体传感器阵列覆盖所述出光面或者部分覆盖所述出光面。
[0015] 可选地，所述分光结构为设置在所述晶体单元表面的反光膜或白色反光涂层。
[0016] 可选地，所述PET探测器还包括：第一放大器，所述第一放大器的输入端与所述半 导体传感器阵列中的一预设行的半导体传感器的输出端连接。
[0017] 可选地，所述PET探测器还包括：第二放大器，所述第二放大器的输入端与所述半 导体传感器阵列中一预设列的半导体传感器的输出端连接。
[0018] 可选地，所述分光结构在晶体单元表面的设置与所述半导体传感器的光接收面 积、半导体传感器之间的相对位置、半导体传感器与晶体阵列之间的相对位置相匹配。
[0019] 可选地，所述半导体传感器的数量及位置与图像上晶体单元的分辨率相关。
[0020] 本发明实施例还提供了一种上述PET探测器的设置方法，所述方法包括：
[0021] 调整所述晶体阵列中各个晶体单元上设置的分光结构的面积；
[0022] 相对所述晶体阵列的出光面设置所述半导体传感器阵列，以获得所述PET探测 器。
[0023] 可选地，所述调整所述晶体阵列中各个晶体单元上设置的分光结构的面积，包 括：
[0024] 调整所述各个晶体单元内出现光子的概率；
[0025] 当所述晶体单元内出现光子的概率满足图像上晶体单元的分辨率条件时，以所述 概率对应的分光结构的面积设置所述晶体单元。
[0026] 可选地，所述调整所述各个晶体单元内出现光子的概率，包括：
[0027] 采用以下公式调整所选取的晶体单元内出现光子的概率：
[0028]
[0029] 其中，N表示所述晶体阵列中除所选取的晶体单元外的任一晶体单元内产生的光 子总数，m表示在所述任一晶体单元内产生的光子总数为N时，出现在所选取的晶体单元内 的光子的数量，P表示在所述任一晶体单元内产生1个光子时，所述光子出现在所选取的晶 体单元内的概率，P表示所述任一晶体单元内产生的光子总数为N时，出现在所选取的晶体 单元内的光子的数量为m的概率。
[0030] 本发明实施例还提供了一种上述PET探测器的探测方法，所述方法包括：
[0031] 所述PET探测器的晶体单元接收γ射线；
[0032] 所述PET探测器的半导体传感器接收所述Y射线在所述晶体单元内激发产生的 光子；
[0033] 根据所述半导体传感器的输出确定所述Y射线在所述晶体单元内部产生光子的 位置。
[0034] 可选地，采用重心读数法确定Y射线在所述晶体单元内部产生光子的位置。
[0035] 与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
[0036] 通过在晶体单元上设置分光结构，相对于在晶体阵列与半导体传感器之间设置光 导片，可以有效缩短光子的传输距离，进而可以避免由于光导片引起的光传输损失，从而可 以提高PET探测器的分辨率。
[0037] 通过将晶体阵列中的部分晶体单元与半导体传感器阵列中对应的半导体传感器 耦接，或者将至少一个半导体传感器与晶体阵列中对应的晶体单元耦接，而无须将晶体阵 列中的每个晶体单元均与对应的半导体传感器耦接，使得半导体传感器数量的设置更加灵 活，从而在使用同样数量的晶体单元的情况下，可以使用更少的半导体传感器来满足同样 的图像上晶体单元的分辨率的要求，因此可以降低PET探测器的成本。
[0038] 通过将半导体传感器阵列的重心与晶体阵列的重心重合设置，可以更加方便后续 采用重心读数法确定光子的产生位置。
[0039] 由于半导体传感器阵列既可以完全覆盖晶体阵列的出光面，也可以部分覆盖晶体 阵列的出光面，因此可以使得传感器的数量以及位置的设置更加灵活，从而可以在同样数 量的晶体单元的情况下，使用更少的半导体传感器来满足同样的图像上晶体单元的分辨率 的要求，因此可以降低PET探测器的成本。
[0040] 通过第一放大器以及第二放大器的设置，在采用重心读数法确定光子的产生位置 时，可以直接根据第一放大器以及第二放大器的输出确定光子的产生位置，无须分别读取 每个半导体传感器的输出，从而可以减少在确定光子产生的位置时的数据处理量，降低确 定光子位置的难度。
[0041] 通过采用公另
长调整个晶体单元内出现 光子的概率，进而来调整各晶体单元上分光结构的面积，可以更加快速地满足对图像上晶 体单元的分辨率的要求。
【附图说明】
[0042] 图1是现有技术中的PET探测器纵截面结构示意图；
[0043] 图2是本发明实施例中一种PET探测器纵截面结构示意图；
[0044] 图3是图2中所述PET探测器的横截面结构示意图；
[0045] 图4是本发明实施例中另一种PET探测器横截面结构示意图；
[0046] 图5是本发明实施例中又一种PET探测器横截面结构示意图；
[0047] 图6是本发明实施例中又一种PET探测器横截面结构示意图；
[0048] 图7是本发明实施例中又一种PET探测器横