檢測器及其制作方法以及具有該檢測器的發(fā)射成像設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)射成像系統(tǒng)，具體地，涉及一種用于發(fā)射成像設(shè)備的檢測器及其制作方法，并且還涉及一種具有該檢測器的發(fā)射成像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]例如正電子發(fā)射成像(Positron Emiss1n Tomography, PET)和單光子發(fā)射計算機斷面成像(Single-Photon Emiss1n Computed Tomography, SPECT)等的發(fā)射成像技術(shù)已經(jīng)被用于醫(yī)療診斷、病理學(xué)研宄、藥理學(xué)研宄、藥物開發(fā)等領(lǐng)域。
[0003]以正電子發(fā)射成像為例，其利用正電子同位素衰變產(chǎn)生出的正電子與人體內(nèi)負電子發(fā)生泯滅效應(yīng)的現(xiàn)象，通過向人體內(nèi)注射帶有正電子同位素標(biāo)記的化合物，采用復(fù)合探測的方法，利用檢測器探測泯滅效應(yīng)所產(chǎn)生的γ光子，得到人體內(nèi)同位素的分布信息，由計算機進行重建組合運算，從而得到人體內(nèi)標(biāo)記化合物分布的三維斷層圖像。
[0004]發(fā)射成像設(shè)備通常包括支撐框架和安裝在支撐框架上的多個檢測器。以正電子發(fā)射成像設(shè)備為例，檢測器主要包括三部分，如圖1所示，即最下層的由離散閃爍晶體組成的晶體矩陣110、玻璃光導(dǎo)層120和光電倍增管(PMT)矩陣130。玻璃光導(dǎo)層120內(nèi)刻有不同深度的切槽121，切槽121把玻璃光導(dǎo)層120的下表面分割成的矩陣，且該矩陣和離散晶體組成的晶體矩陣110--對應(yīng)。切槽121內(nèi)填入反光材料。
[0005]正電子煙滅產(chǎn)生的511電子伏特的高能光子(γ光子)，在晶體矩陣110中的某一晶體條內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，被轉(zhuǎn)換為可見光子群。由于閃爍晶體除頂面外的五面都被反光片覆蓋，可見光子群只能從閃爍晶體的頂面射出，并進入玻璃光導(dǎo)層120。可見光子群從玻璃光導(dǎo)層120出來后，進入PMT矩陣130。通過PMT矩陣130中，各PMT單元采集到的可見光信號的大小，用重心算法(Anger Logic)，可以計算出高能光子在晶體矩陣110中的哪一個閃爍晶體內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng)。這一過程稱為晶體解碼。
[0006]傳統(tǒng)正電子發(fā)射成像設(shè)備的檢測器設(shè)計中，最關(guān)鍵的一環(huán)是玻璃光導(dǎo)層120中切槽121的設(shè)置?，F(xiàn)有的制作正電子發(fā)射成像設(shè)備中的檢測器的方法是對玻璃光導(dǎo)層120刻入不同深度的切槽121。切槽121的寬度一般要求和晶體矩陣110中單個離散的閃爍晶體之間的空隙一致。為了提高檢測器對511電子伏特的高能光子的靈敏度，離散的閃爍晶體之間越小越好。因此，切槽的寬度一般在100微米左右。在這么狹窄的切槽內(nèi)填入反光材料，工藝要求較高。另外，在安裝時，晶體矩陣110中單個閃爍晶體之間的空隙需要與玻璃光導(dǎo)層120中的切槽121嚴格對齊。
[0007]考慮到上述因素，檢測器的加工難度很大，精度很難控制。加工和組裝精度的不足，通常會造成晶體解碼誤差的顯著增大，嚴重影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量。因此，為了彌補加工和組裝精度的不足，通常的做法是使用較大尺寸的晶體(例如橫截面上的邊長在4_以上)。而正電子發(fā)射成像系統(tǒng)的圖像空間分辨率，很大程度上取決于晶體的尺寸。晶體的尺寸越小，正電子發(fā)射成像系統(tǒng)的圖像空間分辨率越高。
[0008]因此，有必要提出一種用于發(fā)射成像設(shè)備的檢測器及其制作方法、以及具有該檢測器的發(fā)射成像設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于發(fā)射成像設(shè)備的檢測器，所述檢測器包括:
[0010]網(wǎng)格模具，所述網(wǎng)格模具包括外圍框架、多個橫向壁和多個縱向壁，所述外圍框架從側(cè)向包圍所述多個橫向壁和所述多個縱向壁，所述多個橫向壁和所述多個縱向壁分別沿橫向方向和縱向方向交叉布置，以在所述外圍框架內(nèi)形成以矩陣方式排列的多個網(wǎng)格槽，所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的側(cè)面以及所述外圍框架的內(nèi)側(cè)面上均覆蓋有光反射層；
[0011]晶體層，所述晶體層包括以矩陣方式排列的多個閃爍晶體，所述多個閃爍晶體與所述多個網(wǎng)格槽一一對應(yīng)地分別固定在所述多個網(wǎng)格槽中，且所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的頂面不低于所述晶體層的頂面；
[0012]固體光導(dǎo)層，所述固體光導(dǎo)層設(shè)置在所述晶體層的頂面上，且所述固體光導(dǎo)層中設(shè)置有切槽，所述切槽與所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的高于所述晶體層的部分相適配，以使所述部分插入所述切槽中。
[0013]優(yōu)選地，所述切槽沿著從所述固體光導(dǎo)層的外周到中心的方向具有逐漸減小的高度。
[0014]優(yōu)選地，所述多個橫向壁分別由多個橫向薄片形成，且所述多個縱向壁分別由多個縱向薄片形成，其中所述多個橫向薄片和所述多個縱向薄片上分別設(shè)置有能夠使它們相互插接的插槽，所述多個橫向薄片和所述多個縱向薄片在所述插槽處插接地交叉布置。
[0015]優(yōu)選地，所述外圍框架的厚度大于所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的厚度。
[0016]優(yōu)選地，所述外圍框架還從側(cè)向上包圍所述固體光導(dǎo)層，且所述外圍框架在高度方向上延伸超過所述固體光導(dǎo)層的頂面，所述外圍框架的超過所述固體光導(dǎo)層的部分用于固定所述檢測器的光傳感器層。
[0017]優(yōu)選地，所述晶體層的底面與所述網(wǎng)格模具的底面齊平。
[0018]優(yōu)選地，所述晶體層和所述網(wǎng)格模具的底面覆蓋有底蓋，所述底蓋的面向所述晶體層的表面覆蓋有光反射層。
[0019]優(yōu)選地，所述檢測器還包括設(shè)置在所述固體光導(dǎo)層的頂面上的光傳感器層，所述光傳感器層包括多個光傳感器。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供一種發(fā)射成像設(shè)備，所述發(fā)射成像設(shè)備包括如上所述的任一種檢測器。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供一種如上所述的任一種檢測器的制造方法，所述方法包括:
[0022]將所述多個閃爍晶體與所述多個網(wǎng)格槽一一對應(yīng)地分別插入在所述多個網(wǎng)格槽中，以將所述多個閃爍晶體固定至所述網(wǎng)格模具；
[0023]在所述固體光導(dǎo)層的所述切槽中注入光學(xué)膠水；以及
[0024]將所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的高于所述晶體層的部分插入所述固體光導(dǎo)層的所述切槽中。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供一種如上所述的任一種檢測器的制造方法，所述方法包括:
[0026]在所述固體光導(dǎo)層的所述切槽中注入光學(xué)膠水；
[0027]將所述多個橫向壁和所述多個縱向壁分別插入在所述切槽中，并將所述外圍框架固定在所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的外圍，以形成所述多個網(wǎng)格槽；以及
[0028]將所述多個閃爍晶體與所述多個網(wǎng)格槽一一對應(yīng)地分別插入在所述多個網(wǎng)格槽中，以將所述多個閃爍晶體固定至所述網(wǎng)格模具。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供一種如上所述的任一種檢測器的制造方法，所述方法包括:
[0030]提供晶體塊和固體光導(dǎo)塊；
[0031]將所述晶體塊固定至所述固體光導(dǎo)塊；
[0032]從所述晶體塊的一側(cè)對固定在一起的所述晶體塊和所述固體光導(dǎo)塊進行切割，以使所述晶體塊形成以矩陣方式排列的多個閃爍晶體，并在所述固體光導(dǎo)塊中形成所述切槽以形成所述固體光導(dǎo)層；
[0033]將所述多個橫向壁和多個縱向壁插入到所述多個閃爍晶體之間，并進入到所述切槽中；以及
[0034]將所述外圍框架固定在所述多個橫向壁和所述多個縱向壁的外圍。
[0035]優(yōu)選地，所述方法還包括將光傳感器層固定在所述固體光導(dǎo)層的頂面上，其中所述光傳感器層包括多個光傳感器；和/或?qū)?