專利名稱：一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術領域，尤其涉及一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測器。
背景技術：
目前，在醫(yī)療器械應用中，正電子發(fā)射斷層成像(PET)系統(tǒng)通過探測標定有正電子放射性同位素生物分子的分布來進行生物功能性成像，常用于癌癥的早期診斷以及依據(jù)癌變組織的生物學形態(tài)來制定治療方案，還用于心臟疾病及腦疾病的診斷及治療。PET系統(tǒng)受到其成像實現(xiàn)過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，可以實現(xiàn)對器官或組織精確的三維結構成像。將正電子發(fā)射斷層成像PET和磁共振成像MRI相結合，就能夠?qū)崿F(xiàn)結構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技術和MRI技術進行融合存在著很多難點。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)這一問題。更重要的， 由于MRI成像的實現(xiàn)需要很強的磁場，強磁場將影響PET系統(tǒng)中的部件的功能，反過來PET 系統(tǒng)也會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現(xiàn)組合式系統(tǒng)的關鍵?，F(xiàn)有技術方案中，PET系統(tǒng)的探測器環(huán)置于MRI磁場的中心區(qū)域，而射頻線圈置于 PET探測器環(huán)內(nèi)的區(qū)域，PET的閃爍光信號通過短光纖引出到對磁場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磁場里面的非中心區(qū)域，此方案用 APD來探測閃爍光信號，利用了 APD對磁場不敏感的特性，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。但該技術方案中APD的放大電路依然置于MRI 磁場里面，雖然處于非中心區(qū)域，但仍然不能完全排除與磁場的相互干擾；而且該APD對信號的放大倍數(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器，能夠簡潔有效的實現(xiàn) PET與MRI的結合，并有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機械結構上也留有更大的余地。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的—種正電子發(fā)射斷層成像射線探測器，所述射線探測器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個獨立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場里，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度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場區(qū)域以外，遠離所述MRI磁場。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--對應。所述光纖或光纖束的纖芯材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或光學玻璃，或石英玻璃，且所述光纖或組成所述光纖束的獨立光纖至少具有一個包層。所述光纖或光纖束為對藍光衰減較小的端發(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面積相對應。所述光電倍增管為位置靈敏光電倍增管，或為由多支單陽極光電倍增管組合而成的光電倍增管陣列，位于遠離磁場的地方。由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，所述射線探測器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個獨立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場里，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度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場區(qū)域以外，遠離所述MRI磁場。上述結構能夠簡潔有效的實現(xiàn)PET與MRI的結合，并有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機械結構上也留有更大的余地。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的正電子發(fā)射斷層成像射線探測器的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實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。
具體實施例方式下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。下面將結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發(fā)明實施例提供的正電子發(fā)射斷層成像射線探測器的結構示意圖，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由多個獨立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場里，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的長度使所述光電倍增管4位于所述MRI的磁場區(qū)域以外，遠離所述MRI磁場。在具體實現(xiàn)過程中，光纖或光纖束3的長度可以這樣來設定首先通過磁場檢測裝置來檢測MRI磁場對光電倍增管4是否有影響，若檢測到?jīng)]有影響，則可以按此時光纖或光纖束的長度來設定該光纖或光纖束3的長度，具體操作時還可以增加一定的余量，方便進行機械布置。通過上述的結構，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磁，而MRI不需要額外增加屏蔽層，PET電信號處理部分使用普通的材料即可，材料來源更廣，成本更低，從而有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，簡潔有效的實現(xiàn)PET與MRI的結合，并在整體機械結構上留有更大的余地。在具體實現(xiàn)過程中，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現(xiàn)過程中，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應。當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應時，由于光纖束是由更加柔軟的細光纖組成，在空間安排上就可以具有更大的余地，有利于整體機械結構的安排。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面積相對應。幾個閃爍體陣列可以共用一個光電倍增管，或較小的光電倍增管可以對應較大的閃爍體陣列，這樣只需要較少的光電倍增管就能得到整個環(huán)的晶體位置信息。在具體實現(xiàn)過程中，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立光纖至少具有一個包層。纖芯材質(zhì)可以采用其它塑料材料，或光學玻璃，或石英玻璃。且所述光纖或光纖束可以為對藍光衰減較小的端發(fā)光光纖或光纖束，這樣光纖材料對閃爍光的損耗低，更加有利于閃爍光的長距離傳輸。所述光電倍增管可以為位置靈敏光電倍增管，或為由多支單陽極光電倍增管組合而成的光電倍增管陣列，位于遠離磁場的地方。該光電倍增管相對于傳統(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。通過上述技術方案的實施，就能夠簡潔有效的實現(xiàn)PET與MRI的結合，并有效排除 PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機械結構上也留有更大的余地。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種正電子發(fā)射斷層成像射線探測器，其特征在于，所述射線探測器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個獨立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場里，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度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場區(qū)域以外，遠離所述MRI磁場。
2.如權利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測器，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.如權利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測器，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 --對應。
4.如權利要求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，或光學玻璃，或石英玻璃，且所述光纖或組成所述光纖束的獨立光纖至少具有一個包層。
5.如權利要求4所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測器，其特征在于，所述光纖或光纖束為對藍光衰減較小的端發(fā)光光纖或光纖束。
6.如權利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測器，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面積相對應。
7.如權利要求1所述的正電子發(fā)射斷層成像射線探測器，其特征在于，所述光電倍增管為位置靈敏光電倍增管，或為由多支單陽極光電倍增管組合而成的光電倍增管陣列，位于遠離磁場的地方。
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器。所述射線探測器包括閃爍體陣列、光纖或光纖束和光電倍增管，其中所述閃爍體陣列由多個獨立的閃爍體單元組成，工作于磁共振成像MRI的磁場里，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度使所述光電倍增管位于所述MRI的磁場區(qū)域以外，遠離所述MRI磁場。上述結構能夠簡潔有效的實現(xiàn)PET與MRI的結合，并有效排除PET與MRI之間的電磁干擾，在整體機械結構上也留有更大的余地。
文檔編號A61B5/055GK102349836SQ201110162718
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權日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 申請人:中國科學院高能物理研究所