專(zhuān)利名稱(chēng)：用于發(fā)射斷層造影掃描儀的探測(cè)器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)射斷層造影掃描儀(emission tomography scanner)的探 測(cè)器模塊。
背景技術(shù)：
核醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)專(zhuān)科，其中利用放射性衰減獲取顯示身體的器官、骨骼或組織的功 能和解剖結(jié)構(gòu)的圖像。放射性藥物或者通過(guò)注射或者通過(guò)攝食被引入身體，并且在感興趣 的特定器官、骨骼或組織中積聚。這樣的放射性藥物產(chǎn)生伽馬光子發(fā)射，其從身體發(fā)出并且 被閃爍晶體捕捉，光子與該閃爍晶體相互作用以產(chǎn)生閃光或“事件”。事件由諸如光電倍增 管或光電二極管的光電探測(cè)器的陣列探測(cè)，并且其空間定位或位置被計(jì)算和存儲(chǔ)。以這種 方式，從對(duì)身體中的放射性同位元素的分布的探測(cè)中，產(chǎn)生所研究的器官或組織的圖像。
一種特殊的核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)公知為發(fā)射斷層造影。發(fā)射斷層造影被用來(lái)產(chǎn)生用 于診斷特定器官、腫瘤或其它新陳代謝上活動(dòng)的位置的生化或生理的圖像。兩種公知的發(fā) 射斷層造影是正電子發(fā)射斷層造影(PET)和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層造影(SPECT)。例如， 在PET中，對(duì)正電子發(fā)射放射性核的組織積聚的測(cè)量基于對(duì)從正電子湮滅產(chǎn)生的兩個(gè)伽馬 光子的相合探測(cè)。當(dāng)正電子被電子湮滅時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)511keV伽馬光子并且在近似相反 方向上行進(jìn)。由湮滅事件產(chǎn)生的伽馬光子可以通過(guò)一對(duì)相對(duì)設(shè)置的能夠響應(yīng)于伽馬光子與 閃爍晶體的相互作用產(chǎn)生信號(hào)的輻射探測(cè)器來(lái)探測(cè)。湮滅事件典型地通過(guò)在兩個(gè)相對(duì)設(shè)置 的探測(cè)器中在對(duì)兩個(gè)511keV伽馬光子的探測(cè)之間的時(shí)間相合來(lái)識(shí)別，即，伽馬光子發(fā)射被 虛擬地同時(shí)由每個(gè)探測(cè)器探測(cè)。當(dāng)兩個(gè)相對(duì)排列的伽馬光子的每個(gè)擊中一個(gè)相對(duì)設(shè)置的探 測(cè)器以產(chǎn)生時(shí)間相合事件時(shí)，它們還確定一個(gè)相合線(xiàn)或響應(yīng)線(xiàn)(LOR)，湮滅事件沿著該線(xiàn)發(fā) 生。在被存儲(chǔ)到并行投影中之后，由相合事件定義的LOR被用來(lái)重建在患者內(nèi)部的正電子 發(fā)射放射性核的三維分布。
發(fā)射斷層造影在獲取揭示生物過(guò)程(例如身體器官諸如心臟、腦、肺等和身體組 織和結(jié)構(gòu)諸如循環(huán)系統(tǒng)的功能)的圖像中特別有用。
另一方面，磁共振成像(MRI)主要被用來(lái)獲得身體的高質(zhì)量高分辨率的解剖和結(jié) 構(gòu)圖像。MRI基于主要由身體的原子的氫核在射頻范圍中的能量的吸收和發(fā)射。MRI成像 器的主要組件包括通常為圓柱形的磁體、磁體內(nèi)的梯度線(xiàn)圈、在梯度線(xiàn)圈內(nèi)的RF線(xiàn)圈、以 及防止高功率RF脈沖放射到MR成像器外部并且保持外來(lái)的RF信號(hào)不會(huì)由成像器探測(cè)到 的RF屏蔽器?；颊弑恢糜谠诖朋w內(nèi)的患者臥榻或檢查臺(tái)并且被梯度線(xiàn)圈和RF線(xiàn)圈包圍。
磁體產(chǎn)生用于成像過(guò)程的Btl磁場(chǎng)。梯度線(xiàn)圈在X、Y和Z方向上產(chǎn)生Btl場(chǎng)中的梯 度。RF線(xiàn)圈產(chǎn)生使核自旋旋轉(zhuǎn)90°或180°所需的B1磁場(chǎng)。RF線(xiàn)圈還探測(cè)來(lái)自身體內(nèi)部 的自旋的核磁共振信號(hào)。射頻源產(chǎn)生期望頻率的正弦波。
將發(fā)射斷層造影和MR成像模態(tài)融合為一個(gè)單個(gè)設(shè)備的概念在現(xiàn)有技術(shù)中普遍公 知。然而，光電二極管要么是體積大的要么對(duì)光子的探測(cè)具有局限性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種具有緊湊設(shè)計(jì)和對(duì)光子的探測(cè) 具有提高的精度的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊。
上述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)按照本發(fā)明的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊實(shí)現(xiàn)的。
具有不同的探測(cè)特性的第一種固態(tài)光電探測(cè)器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器能夠具 有緊湊設(shè)計(jì)并且提供對(duì)光子的探測(cè)的提高的精度。
按照一種實(shí)施方式，第一種固態(tài)光電探測(cè)器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器具有不同的 頻率響應(yīng)特性。例如，一種固態(tài)光電探測(cè)器可能具有高的頻率響應(yīng)特性，而另一種可能具 有低的頻率響應(yīng)特性。這使得能夠提高探測(cè)器模塊的能量分辨率和計(jì)時(shí)分辨率(timing resolution)0
按照另一種實(shí)施方式，第一種固態(tài)光電探測(cè)器是雪崩光電二極管。雪崩光電二極 管具有低的頻率響應(yīng)特性并且由此提高了探測(cè)器模塊的能量分辨率。
按照再一種實(shí)施方式，第二種固態(tài)光電探測(cè)器是硅光電倍增管。硅光電倍增管具 有高的頻率響應(yīng)特性并且由此提高了探測(cè)器模塊的計(jì)時(shí)分辨率。
這兩種光電探測(cè)器的組合提供具有高能量分辨率和計(jì)時(shí)分辨率的探測(cè)器模塊，因 為雪崩光電二極管具有高的能量分辨率，而硅光電倍增管具有高的計(jì)時(shí)分辨率。
按照再一種實(shí)施方式，將第一種固態(tài)光電探測(cè)器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器04) 使用光導(dǎo)光學(xué)地耦合到閃爍器。光電探測(cè)器或者可以被使用光導(dǎo)直接地耦合到閃爍器。光 電探測(cè)器甚至可以在遠(yuǎn)離閃爍器塊的位置上被間接地光學(xué)耦合到閃爍器。
按照再一種實(shí)施方式，探測(cè)器模塊可以進(jìn)一步包括信號(hào)處理單元，該信號(hào)處理單 元被操作來(lái)將第一種固態(tài)光電探測(cè)器的輸出信號(hào)和第二種固態(tài)光電探測(cè)器的輸出信號(hào)組 合為一個(gè)組合的輸出信號(hào)，該組合的輸出信號(hào)指示由閃爍器捕捉的光子。該信號(hào)處理單元 提供指示由閃爍器捕捉的光子的組合的輸出。產(chǎn)生組合的輸出信號(hào)允許產(chǎn)生反應(yīng)兩種探測(cè) 器的優(yōu)點(diǎn)的信號(hào)，便利了對(duì)光子的正確探測(cè)。
按照再一種實(shí)施方式，第一種固態(tài)光電探測(cè)器的輸出信號(hào)可以被用來(lái)基于光子的 能量區(qū)分光子。
按照再一種實(shí)施方式，第二種固態(tài)光電探測(cè)器的輸出信號(hào)被用來(lái)確定光子的發(fā)生 時(shí)間。
按照再一種實(shí)施方式，探測(cè)器模塊可以進(jìn)一步包括圍繞第二種固態(tài)光電探測(cè)器布 置的多個(gè)第一種固態(tài)光電探測(cè)器。這使得可以提供在探測(cè)器模塊內(nèi)的Anger模式邊定位。 閃爍器塊17的Anger模式提供了高的空間分辨率并提高了閃爍器塊17的整體靈敏度。
另一種實(shí)施方式包括一個(gè)包含了一對(duì)發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊的發(fā)射斷層造影 掃描儀，其中，每個(gè)發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊包括用于捕捉光子的閃爍器，該閃爍器根據(jù) 對(duì)光子的捕捉發(fā)射閃爍光；用于探測(cè)閃爍光的第一種固態(tài)光電探測(cè)器；以及用于探測(cè)閃爍 光的第二種固態(tài)光電探測(cè)器；其中第一種固態(tài)光電探測(cè)器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器關(guān)于探 測(cè)特性是不同的。這對(duì)探測(cè)器模塊使得能夠探測(cè)光子對(duì)。
按照一種實(shí)施方式，發(fā)射斷層造影掃描儀可以進(jìn)一步包括用于分析來(lái)自這對(duì)探測(cè) 器模塊的信號(hào)的分析單元，該分析單元適合于探測(cè)一對(duì)光子的相合事件。相合事件確定一 條相合線(xiàn)，因?yàn)楣庾酉鄬?duì)布置。該相合線(xiàn)是連接兩個(gè)探測(cè)器模塊的線(xiàn)。
按照另一種實(shí)施方式，分析單元可以適合于確定連接兩個(gè)探測(cè)器模塊的相合線(xiàn)上 的片段，其中，使用一個(gè)光子對(duì)在兩個(gè)探測(cè)器模塊上的發(fā)生的時(shí)間差來(lái)確定所述片段。該片 段使得能夠?qū)⑾嗪鲜录ㄎ辉谙嗪暇€(xiàn)的片段上。使用的探測(cè)器允許更好地執(zhí)行這點(diǎn)，因?yàn)?其由于第一種固態(tài)光電探測(cè)器的特性而可以基于光子的能量以好的質(zhì)量來(lái)區(qū)別光子，并且 因?yàn)槠溆捎诘诙N固態(tài)光電探測(cè)器的特性而可以精確確定光子事件的時(shí)間。
另一種實(shí)施方式包括組合的發(fā)射斷層造影和磁共振成像(MRI)設(shè)備，該組合的設(shè) 備包括具有用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體系統(tǒng)的MRI掃描儀，該磁場(chǎng)用于在MRI掃描儀的視野內(nèi)感 應(yīng)來(lái)自待成像的對(duì)象的核的核磁共振信號(hào)，該組合的設(shè)備還包括發(fā)射斷層造影探測(cè)器模 塊，該發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊包括用于捕捉光子的閃爍器，該閃爍器根據(jù)對(duì)光子的捕捉 發(fā)射閃爍光；用于探測(cè)閃爍光的第一種固態(tài)光電探測(cè)器；以及用于探測(cè)閃爍光的第二種固 態(tài)光電探測(cè)器，其中第一種固態(tài)光電探測(cè)器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器關(guān)于探測(cè)特性是不同 的。


以下借助在附圖中示出的實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施方式。附圖中，
圖1示出了按照此處的實(shí)施例的發(fā)射斷層造影掃描儀的環(huán)，
圖2示出了按照此處的實(shí)施例的用于發(fā)射斷層造影掃描儀的探測(cè)器模塊，
圖3示出了按照第二實(shí)施方式的探測(cè)器模塊，
圖4示出了按照此處的實(shí)施例的示例性發(fā)射斷層造影掃描儀，
圖5示出了按照此處的實(shí)施例的包括發(fā)射斷層造影掃描儀和MRI掃描儀的設(shè)備， 并且
圖6示出了用于實(shí)施此處的實(shí)施例的代表性硬件環(huán)境。
參考附圖描述了不同的實(shí)施例，其中，相同的參考標(biāo)記被始終用來(lái)表示相同的元 件。在以下的描述中，為解釋的目的，描述了大量的特別細(xì)節(jié)以提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的 整體理解。明顯的是，可以沒(méi)有這些特別細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)施這些實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
參考圖1，按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的發(fā)射斷層造影掃描儀10的環(huán)5包括多個(gè) 探測(cè)器模塊15。在圖1中所示的例子中，優(yōu)選地將多個(gè)探測(cè)器模塊15布置在環(huán)5上，因?yàn)?環(huán)5的半徑是恒定的。然而，探測(cè)器模塊15可以按照其它期望的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)布置。
現(xiàn)在參考圖2，每個(gè)探測(cè)器模塊15包括閃爍器塊17，該閃爍器塊17包括閃爍器 18，后者通過(guò)光導(dǎo)19光學(xué)地耦合到第一種固態(tài)光電探測(cè)器21和第二種固態(tài)光電探測(cè)器M。 在本例中，可以看出，第一種固態(tài)光電探測(cè)器21和第二種固態(tài)光電探測(cè)器M被布置在閃爍 器塊17上。然而，第一種固態(tài)光電探測(cè)器21和第二種固態(tài)光電探測(cè)器M可以不是直接布 置在閃爍器塊17。如果第一種固態(tài)光電探測(cè)器21和第二種固態(tài)光電探測(cè)器M不是直接布 置在閃爍器塊17上，則它們可以通過(guò)光導(dǎo)纖維電纜或其它光學(xué)耦合裝置光學(xué)地耦合到閃 爍器18。
按照此處的一種實(shí)施方式，第一和第二種光電探測(cè)器21J4在探測(cè)特性上是不同 的。例如，第一和第二種光電探測(cè)器21、M可以在頻率響應(yīng)特性上是不同的。
第一和第二種光電探測(cè)器21J4在頻率響應(yīng)特性上不同，這使得能夠獲得探測(cè)器 模塊的提高的能量分辨率和計(jì)時(shí)分辨率。例如，第一種光電探測(cè)器21可以具有低的頻率響 應(yīng)特性而第二種光電探測(cè)器M可以具有高的頻率響應(yīng)特性?？商鎿Q地，第一種光電探測(cè) 器21可以具有低的頻率響應(yīng)特性而第二種光電探測(cè)器M可以具有高的頻率響應(yīng)特性。因 此，具有低的頻率響應(yīng)特性的第一種光電探測(cè)器21提供探測(cè)器模塊15的提高的能量分辨 率，而具有高的頻率響應(yīng)特性的第二種光電探測(cè)器M提供探測(cè)器模塊15的提高的計(jì)時(shí)分 辨率。
在一種實(shí)施方式中，第一種光電探測(cè)器可以是雪崩光電二極管。雪崩光電二極管 具有低的頻率響應(yīng)特性。第二種光電探測(cè)器可以是基于硅的光電探測(cè)器，諸如硅光電倍增 管等。硅倍增管具有高的頻率響應(yīng)特性。
仍然參考圖2，第一種固態(tài)光電探測(cè)器21的輸出信號(hào)可以被用來(lái)基于光子的能量 區(qū)分光子，因?yàn)榈谝环N固態(tài)光電探測(cè)器具有低的頻率響應(yīng)特性。第二種固態(tài)光電探測(cè)器M 的輸出信號(hào)可以被用來(lái)確定光子的發(fā)生時(shí)間，因?yàn)榈诙N固態(tài)光電探測(cè)器具有高的頻率響 應(yīng)特性。第一種光電探測(cè)器的輸出信號(hào)被用來(lái)基于光子的能量區(qū)分光子。
在此處的一種實(shí)施方式中，第一種固態(tài)光電探測(cè)器21的輸出和第二種固態(tài)光電 探測(cè)器M的輸出可以被提供給信號(hào)處理單元27。信號(hào)處理單元27可以組合第一種固態(tài)光 電探測(cè)器21的輸出和第二種固態(tài)光電探測(cè)器M的輸出以產(chǎn)生組合的輸出信號(hào)。組合的輸 出信號(hào)是對(duì)由閃爍器18捕捉到的光子的指示。來(lái)自閃爍器塊17的組合的輸出信號(hào)使得能 夠降低為獲得探測(cè)器模塊15的輸出所需的連接的數(shù)量。而且，產(chǎn)生組合的輸出信號(hào)便利了 以現(xiàn)存的發(fā)射斷層造影掃描儀的方式使用探測(cè)器模塊。附加地，信號(hào)處理單元27可以適合 于放大并整理(condition)組合的輸出信號(hào)。
現(xiàn)在參考圖3，在一種實(shí)施方式中，多個(gè)第一種固態(tài)光電探測(cè)器21可以被布置在 閃爍器塊17的角落35、37、39、41處。例如第一種固態(tài)光電探測(cè)器21可以這樣被布置在閃 爍器塊17上，使得第一種固態(tài)光電探測(cè)器21基本上圍繞第二種固態(tài)光電探測(cè)器24。然而， 不一定需要第一種固態(tài)光電探測(cè)器21基本上圍繞第二種固態(tài)光電探測(cè)器。在角落35、37、 39,41處提供多個(gè)第一種固態(tài)光電探測(cè)器21使得能夠獲得在閃爍器塊17內(nèi)部的anger模 式邊定位。閃爍器塊17的Anger模式提供高的空間分辨率和閃爍器塊17的整個(gè)靈敏度上 的提高。
現(xiàn)在參考圖4，示出了按照此處的實(shí)施例的示例性發(fā)射斷層造影掃描儀10。定位 于環(huán)5上的探測(cè)器模塊15'、15"的圖2的閃爍器塊17，探測(cè)在相對(duì)方向上移動(dòng)的一對(duì)光 子。探測(cè)器模塊15'、15"的輸出經(jīng)由各個(gè)信號(hào)處理單元27被提供到分析單元43以分析 探測(cè)器模塊15'和15"的輸出。分析單元43適合于探測(cè)這對(duì)光子的相合事件。相合事件 可以用于確定在兩個(gè)相對(duì)定位的探測(cè)器模塊15'、15"之間的相合線(xiàn)。相合線(xiàn)是連接兩個(gè) 探測(cè)器模塊15'、15〃的線(xiàn)。
優(yōu)選地，分析單元43可以確定在相合線(xiàn)上的一個(gè)片段，該片段指示這對(duì)光子的原 點(diǎn)。該片段可以通過(guò)光子對(duì)在兩個(gè)探測(cè)器模塊15'、15"上的發(fā)生的時(shí)間差來(lái)確定。如按 照此處描述的實(shí)施例，探測(cè)器模塊15'、15"的提高的計(jì)時(shí)分辨率使得能夠確定光子對(duì)的 發(fā)生的時(shí)間差。這使得能夠確定光子對(duì)的各個(gè)光子的飛行時(shí)間，并且因此，可以確定在相合 線(xiàn)上的該片段。這使得能夠?qū)⑾嗪鲜录ㄎ辉谙嗪暇€(xiàn)的該片段上。7
分析單元43可以采樣完全硬件實(shí)施、完全軟件實(shí)施或包括硬件和軟件元件二者 的實(shí)施的形式。以軟件實(shí)施的實(shí)施方式包括，但不限于固件、駐留軟件、微代碼，等等。
此外，分析單元43在此可以采取計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品是可 從提供用于由或結(jié)合計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用的程序代碼的計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)獲得的。為了該描述的目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是能夠包含、存 儲(chǔ)、通信、傳播或傳輸用于由或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用的程序的任何設(shè)備。
介質(zhì)可以是電子、磁、光、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置或設(shè)備)或傳播介質(zhì)。 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移動(dòng)計(jì)算機(jī)盤(pán)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、剛性磁盤(pán)和光盤(pán)。光盤(pán)的當(dāng)前的例子包括壓縮盤(pán)-只讀存儲(chǔ)器 (CD-ROM)、壓縮盤(pán)-讀 / 寫(xiě)(CD-R/W)和 DVD。
圖5示出了按照此處的實(shí)施例的包括了發(fā)射斷層造影掃描儀10和MRI掃描儀45 的設(shè)備。發(fā)射斷層造影掃描儀10的環(huán)5被置于MRI掃描儀45的磁體系統(tǒng)48內(nèi)。例如，可 以這樣確定環(huán)5的大小，使得環(huán)5被容納于MRI掃描儀45的幾何內(nèi)部。待成像的對(duì)象被置 于由MRI掃描儀45和發(fā)射斷層造影掃描儀10定義的空間內(nèi)?？梢詫?duì)對(duì)象執(zhí)行發(fā)射斷層造 影和MR數(shù)據(jù)采集，或者同時(shí)地以交織的或交叉的方式執(zhí)行，或者順序地執(zhí)行。如在本例中 所示，按照此處描述的實(shí)施例的發(fā)射斷層造影掃描儀10的探測(cè)器模塊15，可以被布置在磁 體系統(tǒng)48的磁場(chǎng)內(nèi)。圖2的第一種固態(tài)光電探測(cè)器21和圖2的第二種固態(tài)光電探測(cè)器M 作為固態(tài)光電探測(cè)器對(duì)磁體系統(tǒng)48的磁場(chǎng)是不敏感的。
圖6示出了用于實(shí)現(xiàn)此處描述的實(shí)施例的代表性硬件環(huán)境。該示意圖示出了按照 此處的實(shí)施例的信息處理/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50的硬件配置。系統(tǒng)50包括至少一個(gè)處理器或中 央處理單元(CPU) 52。CPU 52經(jīng)由總線(xiàn)M與各種設(shè)備諸如存儲(chǔ)器56、輸入/輸出(I/O)控 制器58和用戶(hù)接口控制器60相互連接。根據(jù)系統(tǒng)50的型號(hào)和配置，存儲(chǔ)器56可以是易 失性(諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等)、非易失性(只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃存設(shè)備等等)或 二者的組合。存儲(chǔ)器56被用來(lái)存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)以用于CPU 52的使用。I/O控制器58可 以連接到外圍設(shè)備，諸如CD驅(qū)動(dòng)器62和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器64，或可以由系統(tǒng)讀取的其它程序存 儲(chǔ)設(shè)備。典型地，用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50的操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序被存儲(chǔ)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器64上。 操作系統(tǒng)在CPU 52上運(yùn)行并且被用來(lái)協(xié)調(diào)和提供對(duì)系統(tǒng)50內(nèi)部的各種組件的控制。系統(tǒng) 50可以讀取在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器64上的發(fā)明指令并且將它們加載到存儲(chǔ)器56以用于由CPU 52 執(zhí)行。用戶(hù)接口控制器60可以將鍵盤(pán)66、鼠標(biāo)68、揚(yáng)聲器70、麥克風(fēng)72、顯示設(shè)備74和/ 或其它用戶(hù)接口設(shè)備諸如觸摸屏設(shè)備(未示出)連接到總線(xiàn)54，以便收集用戶(hù)輸入并且還 將系統(tǒng)輸出提供到用戶(hù)。
此處描述的實(shí)施例提供具有緊湊設(shè)計(jì)和提高的能量和計(jì)時(shí)分辨率的發(fā)射斷層造 影探測(cè)器模塊。提高的能量分辨率使得能夠基于光子的能量精確地區(qū)分光子。提高的 計(jì)時(shí)分辨率使得能夠?qū)⑾嗪鲜录ㄎ坏较嗪暇€(xiàn)的片段，允許執(zhí)行所謂的飛行時(shí)間(time offlight)重建模式發(fā)射斷層造影。將相合事件定位到片段便利了從獲取的數(shù)據(jù)中對(duì)圖像 的更好的圖像重建。附加地，組合第一種固態(tài)光電探測(cè)器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器的輸出 以產(chǎn)生作為由閃爍器捕捉的光子的指示的組合的輸出信號(hào)，這使得能夠降低為獲得探測(cè)器 模塊的輸出所需的連接數(shù)量。
雖然參考一些優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是可以理解的是，本發(fā)明不限于這些精確的實(shí)施例。而是在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的條件下，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在描述了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的當(dāng)前最佳模式的本發(fā)明公開(kāi)的范圍內(nèi)，可以有許多修改 和變形。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定，而不是由前面的描述限定。在權(quán)利要求 的含義和等價(jià)范圍內(nèi)的所有的改變、修改和變形都旨在被包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊(15)，包括-用于捕捉光子的閃爍器(18)，該閃爍器根據(jù)對(duì)光子的捕捉發(fā)射閃爍光；-用于探測(cè)閃爍光的第一種固態(tài)光電探測(cè)器；以及-用于探測(cè)閃爍光的第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)；其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè)器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)關(guān)于探測(cè)特性 是不同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，所述探測(cè)特性是頻率響應(yīng) 特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè) 器是雪崩光電二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，所述第二種固態(tài)光電探測(cè) 器04)是硅光電倍增管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè) 器和第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)光學(xué)地耦合到所述閃爍器(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，進(jìn)一步包括信號(hào)處理單元 07)，以便將所述第一種固態(tài)光電探測(cè)器的輸出信號(hào)和所述第二種固態(tài)光電探測(cè)器 (24)的輸出信號(hào)組合為一個(gè)組合的輸出信號(hào)，該組合的輸出信號(hào)指示由所述閃爍器(18) 捕捉的光子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè) 器的輸出信號(hào)被用來(lái)基于光子的能量區(qū)分光子。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，所述第二種固態(tài)光電探測(cè) 器04)的輸出信號(hào)被用來(lái)確定光子的發(fā)生時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊，其中，進(jìn)一步包括圍繞所述第二 種固態(tài)光電探測(cè)器04)布置的多個(gè)第一種固態(tài)光電探測(cè)器01)。
10.一種發(fā)射斷層造影掃描儀(10)，包括一對(duì)發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊(15'，15")，其中，每個(gè)發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊 (15'，15〃 )包括-用于捕捉光子的閃爍器(18)，該閃爍器根據(jù)對(duì)光子的捕捉發(fā)射閃爍光；-用于探測(cè)所述閃爍光的第一種固態(tài)光電探測(cè)器；以及-用于探測(cè)所述閃爍光的第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)；其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè)器和所述第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)關(guān)于探測(cè) 特性是不同的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)射斷層造影掃描儀，其中，所述探測(cè)特性是頻率響應(yīng)特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)射斷層造影掃描儀，其中，進(jìn)一步包括用于分析來(lái)自這 對(duì)探測(cè)器模塊(15'，15")的信號(hào)的分析單元(43)，該分析單元適合于探測(cè)一對(duì)光 子的相合事件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射斷層造影掃描儀，其中，所述分析單元03)適合于確 定連接所述兩個(gè)探測(cè)器模塊(15'，15")的相合線(xiàn)上的片段，其中，使用一個(gè)光子對(duì)在所述兩個(gè)探測(cè)器模塊(15'，15")上的發(fā)生的時(shí)間差來(lái)確定所述片段。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)射斷層造影掃描儀，其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè)器 (21)是雪崩光電二極管，而所述第二種固態(tài)光電探測(cè)器是硅光電倍增管04)。
15.一種組合的發(fā)射斷層造影和磁共振成像(MRI)設(shè)備，包括-具有用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體系統(tǒng)G8)的MRI掃描儀(45)，該磁場(chǎng)用于在MRI掃描儀的 視野內(nèi)感應(yīng)來(lái)自待成像的對(duì)象的核的核磁共振信號(hào)；和-發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊(1 ，具有-用于捕捉光子的閃爍器(18)，該閃爍器(18)根據(jù)對(duì)光子的捕捉發(fā)射閃爍光；-用于探測(cè)閃爍光的第一種固態(tài)光電探測(cè)器；以及-用于探測(cè)閃爍光的第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)；其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè)器和所述第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)關(guān)于探測(cè) 特性是不同的。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合的發(fā)射斷層造影和MRI設(shè)備，其中，所述發(fā)射斷層造影 探測(cè)器模塊(1 被定位在MRI掃描儀0 的磁場(chǎng)內(nèi)部。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合的發(fā)射斷層造影和MRI設(shè)備，其中，所述探測(cè)特性是頻 率響應(yīng)特性。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合的發(fā)射斷層造影和MRI設(shè)備，其中，所述第一種固態(tài)光 電探測(cè)器是雪崩光電二極管，而所述第二種固態(tài)光電探測(cè)器04)是硅光電倍增管。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合的發(fā)射斷層造影和MRI設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括用于分 析來(lái)自一對(duì)探測(cè)器模塊(15'，15")的信號(hào)的分析單元(43)，該分析單元適合于探 測(cè)一對(duì)光子的相合事件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的組合的發(fā)射斷層造影和MRI設(shè)備，其中，所述分析單元 G3)適合于確定連接所述兩個(gè)探測(cè)器模塊(15'，15")的相合線(xiàn)上的片段，其中，使用一 個(gè)光子對(duì)在所述兩個(gè)探測(cè)器模塊(15'，15")上的發(fā)生的時(shí)間差來(lái)確定所述片段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊(15)和一種發(fā)射斷層造影掃描儀，其中所述發(fā)射斷層造影探測(cè)器模塊包括用于捕捉光子的閃爍器(18)，該閃爍器根據(jù)對(duì)光子的捕捉發(fā)射閃爍光；用于探測(cè)閃爍光的第一種固態(tài)光電探測(cè)器(21)；以及用于探測(cè)閃爍光的第二種固態(tài)光電探測(cè)器(24)；其中，所述第一種固態(tài)光電探測(cè)器(21)和第二種固態(tài)光電探測(cè)器(24)關(guān)于探測(cè)特性是不同的。
文檔編號(hào)A61B5/055GK102028484SQ201010290359
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者張楠, 馬塞厄斯·J·施曼德, 馬庫(kù)斯·維斯特 申請(qǐng)人:美國(guó)西門(mén)子醫(yī)療解決公司, 西門(mén)子公司