專利名稱：一種新型的射線探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射線探測(cè)裝置，特別是在核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備中利用閃爍晶體和光電轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)信號(hào)探測(cè)的裝置。
目前在核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備中的射線探測(cè)裝置，主要由閃爍晶體及光電轉(zhuǎn)換器組成，閃爍晶體將高能量的粒子射線轉(zhuǎn)換為某一波段的光信號(hào)，再通過光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)?，F(xiàn)有的核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備主要有正電子斷層掃描裝置(下簡(jiǎn)稱PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(下簡(jiǎn)稱SPECT)等。以正電子斷層掃描裝置為例，PET的工作原理可以簡(jiǎn)述為病人體內(nèi)注入帶有放射性核素的藥物，藥物所發(fā)射出的正電子與人體內(nèi)電子發(fā)生湮沒反應(yīng)，產(chǎn)生方向相反的一對(duì)能量為511kev的伽瑪光子。這對(duì)伽瑪光子分別由PET探測(cè)器接收，經(jīng)電子線路處理即可確定發(fā)生湮沒的位置，再由計(jì)算機(jī)將許多個(gè)湮沒的位置重建為圖象。即可得到帶有病人信息的診斷圖像。對(duì)于正電子斷層掃描裝置中所使用的探測(cè)器，通常由閃爍晶體和光電倍增管(下簡(jiǎn)稱PMT)或雪崩光電二極管(下簡(jiǎn)稱APD)組成，有些APD的受光面上還封裝有一個(gè)小透鏡。由于APD粘貼在閃爍體的出光面上，有效受光面積受到限制。致使轉(zhuǎn)換的信號(hào)很弱。如果加大APD的受光面積，則結(jié)電容、暗電流增大，使信號(hào)質(zhì)量大大下降。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決以上問題，提出一種用于核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的射線探測(cè)裝置。本實(shí)用新型可大大提高輸出光信號(hào)的利用率，提高輸出信號(hào)信噪比，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案。
一種用于核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的射線探測(cè)裝置，包括閃爍晶體(1)、聚焦裝置和光電轉(zhuǎn)換器(3)，其特征是聚焦裝置的橫截面與閃爍晶體(1)的橫截面形狀、大小相同，光電轉(zhuǎn)換器(3)放置在聚焦光斑最小、光強(qiáng)最大處。
采用上述技術(shù)方案之后，既可大大提高對(duì)輸出光信號(hào)的利用率，同時(shí)可減小光電轉(zhuǎn)換器的尺寸，這樣一來大大減小了光電管的暗電流，提高了光電管的綜合性能，提高探測(cè)裝置的分辨率。
以下結(jié)合附圖并通過具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的示意圖；圖2是晶體1與透鏡2的橫截面相同的示意圖；圖3是透鏡2粘貼于晶體1上的示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二的示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例三的示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例四的示意圖。
實(shí)施例一如
圖1所示為射線探測(cè)裝置在PET設(shè)備中的應(yīng)用。伽瑪射線4經(jīng)閃爍晶體1，由高能粒子射線轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)5，再經(jīng)聚焦透鏡2，使光信號(hào)5聚焦，光電轉(zhuǎn)換器3置于會(huì)聚光6的焦點(diǎn)處，會(huì)聚光6經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)7，再經(jīng)放大器10放大后輸出。
閃爍晶體1可采用BGO(鍺酸鉍)、LSO(原硅酸镥)等晶體，該晶體1大小為2～5mm×2～5mm×30mm；聚焦透鏡2可以是單透鏡或透鏡組；光電轉(zhuǎn)換器3可使用PMT或APD。
每一閃爍晶體單元1為長(zhǎng)方體或圓柱體，在閃爍晶體1輸出端面放置聚焦透鏡2。該聚焦透鏡2可為單透鏡、膠合透鏡或透鏡組，當(dāng)為單透鏡和膠合透鏡時(shí)，可為平凸、凸凹或雙凸透鏡；透鏡的橫截面與晶體1的橫截面形狀大小一致。如圖2所示，如若晶體1的橫截面為正方形，透鏡的橫截面也為正方形；如若晶體1的橫截面為長(zhǎng)方形或圓形，透鏡的橫截面也為長(zhǎng)方形或圓形。透鏡形狀與晶體輸出端面形狀一致且放置方向一致，這樣可最大限度地利用輸出光信號(hào)5。在透鏡焦點(diǎn)處裝有雪崩光電二極管3，使雪崩光電二極管3得到的光強(qiáng)最大，也使得經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)7滿足一定的幅度要求。而且，在晶體1與聚焦透鏡2之間、聚焦透鏡2與雪崩光電二極管3之間均有光導(dǎo)傳輸裝置9和光隔離裝置11，可使光信號(hào)5和會(huì)聚光6無損耗地進(jìn)行傳輸。光導(dǎo)傳輸裝置9和光隔離裝置11可以相互單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。最后，電信號(hào)7經(jīng)放大器10放大后輸出。
另外對(duì)于該實(shí)施例，根據(jù)實(shí)際需要聚焦透鏡2可設(shè)計(jì)為平凸透鏡，該透鏡2大小與閃爍體1輸出端面大小一致，并粘貼于閃爍體1的輸出端面，如圖3所示。這樣使得該裝置的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，體積更小。在透鏡2與雪崩光電二極管3之間有光隔離裝置11。
實(shí)施例二如圖4所示，此實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處在于，不使用專門的聚焦透鏡。對(duì)閃爍晶體1進(jìn)行特殊加工，根據(jù)實(shí)際的需要，閃爍晶體1表面加工成凸面形8，使伽瑪射線4經(jīng)閃爍晶體1輸出端面后直接會(huì)聚，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器3，將光信號(hào)6轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)7。在閃爍晶體1與雪崩光電二極管3之間有光隔離裝置11。電信號(hào)7經(jīng)放大器10放大后輸出。
實(shí)施例三如圖5，在閃爍晶體1的出光面后裝有一自聚焦光纖12，自聚焦光纖12置于固定套13內(nèi)，固定套13使自聚焦光纖12的一端緊貼住閃爍晶體1的出光面，使光信號(hào)5得到充分利用。由于自聚焦光纖具有自我聚焦功能，無須再利用聚焦透鏡。在光斑焦點(diǎn)處放置光電轉(zhuǎn)換器3。電信號(hào)7經(jīng)放大器10放大后輸出。
實(shí)施例四如圖6，同樣，自聚焦光纖12通過固定套13緊貼住閃爍晶體1的出光面，光信號(hào)5被自聚焦光纖12聚焦后，由光纖14進(jìn)行高效率地傳導(dǎo)，最后被光電轉(zhuǎn)換器3接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)7，再放大輸出。由于光纖14的加入，使光電轉(zhuǎn)換器3的位置不受限制。
權(quán)利要求1.一種用于核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的射線探測(cè)裝置，包括閃爍晶體(1)、聚焦裝置和光電轉(zhuǎn)換器(3)，其特征是聚焦裝置的橫截面與閃爍晶體(1)的橫截面形狀、大小相同，光電轉(zhuǎn)換器(3)放置在聚焦光斑最小、光強(qiáng)最大處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線探測(cè)裝置，其特征是聚焦裝置與閃爍晶體(1)制成一體，即閃爍晶體(1)出光面成凸面形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線探測(cè)裝置，其特征是聚焦裝置為平凸透鏡，并粘貼于閃爍晶體(1)的輸出端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線探測(cè)裝置，其特征是聚焦裝置為自聚焦光纖(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的射線探測(cè)裝置，其特征是還包括光導(dǎo)傳輸裝置(9)或光隔離裝置(11)，置于閃爍晶體(1)與光電轉(zhuǎn)換器(3)之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的射線探測(cè)裝置,射線經(jīng)閃爍晶體后,由高能粒子射線轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào),光信號(hào)被專門設(shè)計(jì)的透鏡或自聚焦光纖聚焦,再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。由于全部的光信號(hào)被聚焦,輸出光得到充分利用,可降低對(duì)晶體的要求,也可使用小體積的高性能光電管,使其輸出信噪比得到改善,降低對(duì)后繼電路性能的要求。當(dāng)應(yīng)用于PET中時(shí),可以使結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,減小體積。
文檔編號(hào)A61B6/00GK2389619SQ9821540
公開日2000年8月2日 申請(qǐng)日期1998年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月5日
發(fā)明者宋世鵬, 張宏 申請(qǐng)人:深圳奧沃國際科技發(fā)展有限公司