專利名稱：一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器。
背景技術(shù)：
目前，在醫(yī)療器械應(yīng)用中，正電子發(fā)射斷層成像(PET)系統(tǒng)通過(guò)探測(cè)標(biāo)定有正電子放射性同位素生物分子的分布來(lái)進(jìn)行生物功能性成像，常用于癌癥的早期診斷以及依據(jù)癌變組織的生物學(xué)形態(tài)來(lái)制定治療方案，還用于心臟疾病及腦疾病的診斷及治療。PET系統(tǒng)受到其成像實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的物理因素影響，包括正電子平均自由程、湮滅光子的非直線性等， 它的空間分辨能力有一定的極限；而磁共振成像(MRI)具有很好的空間分辨能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器官或組織精確的三維結(jié)構(gòu)成像。將正電子發(fā)射斷層成像PET和磁共振成像MRI相結(jié)合，就能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)成像和功能性成像的融合，是診斷許多疾病的有效方法，但是將PET技術(shù)和MRI技術(shù)進(jìn)行融合存在著很多難點(diǎn)。PET系統(tǒng)需放置在MRI系統(tǒng)內(nèi)，而MRI系統(tǒng)空間有限，為使得組合系統(tǒng)能夠更緊湊、探測(cè)視野更大，需要解決如何將PET系統(tǒng)放置在MRI有限的空間內(nèi)這一問(wèn)題。更重要的， 由于MRI成像的實(shí)現(xiàn)需要很強(qiáng)的磁場(chǎng)，強(qiáng)磁場(chǎng)將影響PET系統(tǒng)中的部件的功能，反過(guò)來(lái)PET 系統(tǒng)也會(huì)由電磁相互作用而影響MRI成像的質(zhì)量，如何解決這一難題也是實(shí)現(xiàn)組合式系統(tǒng)的關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)方案中，PET系統(tǒng)的探測(cè)器環(huán)置于MRI磁場(chǎng)的中心區(qū)域，而射頻線圈置于 PET探測(cè)器環(huán)內(nèi)的區(qū)域，PET的閃爍光信號(hào)通過(guò)短光纖引出到對(duì)磁場(chǎng)不敏感的雪崩光電二極管(APD)上，該雪崩光電二極管及其放大電路位于MRI磁場(chǎng)里面的非中心區(qū)域，此方案用 APD來(lái)探測(cè)閃爍光信號(hào)，利用了 APD對(duì)磁場(chǎng)不敏感的特性，并使用短光纖將中心區(qū)域的閃爍光引出，從而減少了 PET和MRI的相互干擾。但該技術(shù)方案中APD的放大電路依然置于MRI 磁場(chǎng)里面，雖然處于非中心區(qū)域，但仍然不能完全排除與磁場(chǎng)的相互干擾；而且該APD對(duì)信號(hào)的放大倍數(shù)小，且性能隨環(huán)境溫度等外部條件的變化很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，能夠簡(jiǎn)潔有效的實(shí)現(xiàn) PET與MRI的結(jié)合，并有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機(jī)械結(jié)構(gòu)上也留有更大的余地。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，所述射線探測(cè)器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個(gè)獨(dú)立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場(chǎng)里，用于接收放射性射線并發(fā)出閃爍光；所述光纖或光纖束的一端連接至所述閃爍體陣列，接收并傳輸從該閃爍體陣列發(fā)出的閃爍光；
所述光纖或光纖束的另一端連接所述光電倍增管，且該光纖或光纖束的長(zhǎng)度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場(chǎng)區(qū)域以外，遠(yuǎn)離所述MRI磁場(chǎng)。所述光纖或光纖束為柔性光纖，其路徑可隨安裝條件改變方向及位置。所述光纖或光纖束的一端連接至所述閃爍體陣列具體包括所述光纖或光纖束在與所述閃爍體陣列連接的端面以一定的距離排列，組成光纖陣列或光纖束陣列；且所述光纖或光纖束組成的陣列的單元與所述閃爍體陣列的閃爍體單元--對(duì)應(yīng)。所述光纖或光纖束的纖芯材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或光學(xué)玻璃，或石英玻璃，且所述光纖或組成所述光纖束的獨(dú)立光纖至少具有一個(gè)包層。所述光纖或光纖束為對(duì)藍(lán)光衰減較小的端發(fā)光光纖或光纖束。所述光纖或光纖束在與所述光電倍增管連接的端面以一定的距離排列，使其端面所占的總面積與所述光電倍增管的有效面積或最佳探測(cè)面積相對(duì)應(yīng)。所述光電倍增管為位置靈敏光電倍增管，或?yàn)橛啥嘀侮?yáng)極光電倍增管組合而成的光電倍增管陣列，位于遠(yuǎn)離磁場(chǎng)的地方。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，所述射線探測(cè)器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個(gè)獨(dú)立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場(chǎng)里，用于接收放射性射線并發(fā)出閃爍光；所述光纖或光纖束的一端連接至所述閃爍體陣列，接收并傳輸從該閃爍體陣列發(fā)出的閃爍光；所述光纖或光纖束的另一端連接所述光電倍增管，且該光纖或光纖束的長(zhǎng)度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場(chǎng)區(qū)域以外，遠(yuǎn)離所述MRI磁場(chǎng)。上述結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)潔有效的實(shí)現(xiàn)PET與MRI的結(jié)合，并有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機(jī)械結(jié)構(gòu)上也留有更大的余地。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖或光纖束接閃爍體陣列一端的端面示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖或光纖束接光電倍增管一端的端面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中包括MRI的主磁體1、閃爍體陣列2、光纖或光纖束3和光電倍增管4，其中
所述閃爍體陣列2由多個(gè)獨(dú)立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場(chǎng)里，用于接收放射性射線并發(fā)出閃爍光；所述光纖或光纖束3的一端連接至所述閃爍體陣列2，接收并傳輸從該閃爍體陣列2發(fā)出的閃爍光；所述光纖或光纖束3的另一端連接所述光電倍增管4，且該光纖或光纖束3的長(zhǎng)度使所述光電倍增管4位于所述MRI的磁場(chǎng)區(qū)域以外，遠(yuǎn)離所述MRI磁場(chǎng)。在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，光纖或光纖束3的長(zhǎng)度可以這樣來(lái)設(shè)定首先通過(guò)磁場(chǎng)檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)MRI磁場(chǎng)對(duì)光電倍增管4是否有影響，若檢測(cè)到?jīng)]有影響，則可以按此時(shí)光纖或光纖束的長(zhǎng)度來(lái)設(shè)定該光纖或光纖束3的長(zhǎng)度，具體操作時(shí)還可以增加一定的余量，方便進(jìn)行機(jī)械布置。通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，就僅僅需要閃爍體陣列以及光纖或光纖束部分的材料做到無(wú)磁，而MRI不需要額外增加屏蔽層，PET電信號(hào)處理部分使用普通的材料即可，材料來(lái)源更廣，成本更低，從而有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，簡(jiǎn)潔有效的實(shí)現(xiàn)PET與MRI的結(jié)合，并在整體機(jī)械結(jié)構(gòu)上留有更大的余地。在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，所述光纖或光纖束的一端以一定的間隔排列，與所述閃爍體陣列緊密相接；所述光纖或光纖束的另一端以一定的間隔排列，與所述光電倍增管耦合。且上述光纖或光纖束為柔性光纖，其路徑可隨安裝條件改變方向及位置。如圖2所示為光纖或光纖束接閃爍體陣列一端的端面示意圖，如圖3所示為光纖或光纖束接光電倍增管一端的端面示意圖，圖中的圓代表光纖或光纖束的端面具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，所述光纖或光纖束在與所述閃爍體陣列連接的端面以一定的距離排列，組成光纖陣列或光纖束陣列，且所述光纖或光纖束組成的陣列的單元與所述閃爍體陣列的閃爍體單元一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)采用光纖束組成的陣列的單元與所述閃爍體陣列的閃爍體單元相對(duì)應(yīng)時(shí)，由于光纖束是由更加柔軟的細(xì)光纖組成，在空間安排上就可以具有更大的余地，有利于整體機(jī)械結(jié)構(gòu)的安排。另外，光纖或光纖束在與所述光電倍增管連接的端面以一定的距離排列，使其端面所占的總面積與所述光電倍增管的有效面積或最佳探測(cè)面積相對(duì)應(yīng)。幾個(gè)閃爍體陣列可以共用一個(gè)光電倍增管，或較小的光電倍增管可以對(duì)應(yīng)較大的閃爍體陣列，這樣只需要較少的光電倍增管就能得到整個(gè)環(huán)的晶體位置信息。在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，所述光纖或光纖束的纖芯材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，且所述光纖或組成所述光纖束的獨(dú)立光纖至少具有一個(gè)包層。纖芯材質(zhì)可以采用其它塑料材料，或光學(xué)玻璃，或石英玻璃。且所述光纖或光纖束可以為對(duì)藍(lán)光衰減較小的端發(fā)光光纖或光纖束，這樣光纖材料對(duì)閃爍光的損耗低，更加有利于閃爍光的長(zhǎng)距離傳輸。所述光電倍增管可以為位置靈敏光電倍增管，或?yàn)橛啥嘀侮?yáng)極光電倍增管組合而成的光電倍增管陣列，位于遠(yuǎn)離磁場(chǎng)的地方。該光電倍增管相對(duì)于傳統(tǒng)的雪崩光電二極管APD，具有更高的增益，更好的信噪比，有望得到更好的位置分辨。通過(guò)上述技術(shù)方案的實(shí)施，就能夠簡(jiǎn)潔有效的實(shí)現(xiàn)PET與MRI的結(jié)合，并有效排除 PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機(jī)械結(jié)構(gòu)上也留有更大的余地。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，其特征在于，所述射線探測(cè)器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個(gè)獨(dú)立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場(chǎng)里，用于接收放射性射線并發(fā)出閃爍光；所述光纖或光纖束的一端連接至所述閃爍體陣列，接收并傳輸從該閃爍體陣列發(fā)出的閃爍光；所述光纖或光纖束的另一端連接所述光電倍增管，且該光纖或光纖束的長(zhǎng)度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場(chǎng)區(qū)域以外，遠(yuǎn)離所述MRI磁場(chǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，其特征在于，所述光纖或光纖束為柔性光纖，其路徑可隨安裝條件改變方向及位置。
3.如權(quán)利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，其特征在于，所述光纖或光纖束的一端連接至所述閃爍體陣列，具體包括所述光纖或光纖束在與所述閃爍體陣列連接的端面以一定的距離排列，組成光纖陣列或光纖束陣列；且所述光纖或光纖束組成的陣列的單元與所述閃爍體陣列的閃爍體單元 --對(duì)應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1-3其中之一所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，其特征在于，所述光纖或光纖束的纖芯材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或光學(xué)玻璃，或石英玻璃，且所述光纖或組成所述光纖束的獨(dú)立光纖至少具有一個(gè)包層。
5.如權(quán)利要求4所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，其特征在于，所述光纖或光纖束為對(duì)藍(lán)光衰減較小的端發(fā)光光纖或光纖束。
6.如權(quán)利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，其特征在于，所述光纖或光纖束在與所述光電倍增管連接的端面以一定的距離排列，使其端面所占的總面積與所述光電倍增管的有效面積或最佳探測(cè)面積相對(duì)應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器，其特征在于，所述光電倍增管為位置靈敏光電倍增管，或?yàn)橛啥嘀侮?yáng)極光電倍增管組合而成的光電倍增管陣列，位于遠(yuǎn)離磁場(chǎng)的地方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測(cè)器。所述射線探測(cè)器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個(gè)獨(dú)立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場(chǎng)里，用于接收放射性射線并發(fā)出閃爍光；所述光纖或光纖束的一端連接至所述閃爍體陣列，接收并傳輸從該閃爍體陣列發(fā)出的閃爍光；所述光纖或光纖束的另一端連接所述光電倍增管，且該光纖或光纖束的長(zhǎng)度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場(chǎng)區(qū)域以外，遠(yuǎn)離所述MRI磁場(chǎng)。上述結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)潔有效的實(shí)現(xiàn)PET與MRI的結(jié)合，并有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機(jī)械結(jié)構(gòu)上也留有更大的余地。
文檔編號(hào)A61B5/055GK102349836SQ201110162718
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者唐浩輝, 張?zhí)毂? 李婷, 李道武, 王寶義, 章志明, 魏存峰, 魏龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所