本發(fā)明涉及PET成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置。

背景技術(shù)：

晶體分辨圖是一個顯示PET探測器測量到的伽瑪事件位置的二維直方圖，由于所用晶體陣列由許多單個晶體組成，在晶體分辨圖中每一個晶體單元對應(yīng)一個點團，點團的大小和距離表明探測器是否可以清楚分辨每個晶體單元。

傳統(tǒng)的使用單端讀出的實驗方法，深度效應(yīng)(depth of interaction，DOI)的不確定是晶體分辨圖質(zhì)量提升和分辨效率的最大障礙。光電倍增管(PMT)與晶體陣列之間的相對位置不能得到很好的控制，且位置精度不夠高，使其測量得到的晶體分辨圖質(zhì)量達不到理想效果，并且傳統(tǒng)的單端讀出實驗方法沒有精確的控制和調(diào)整光電倍增管(PMT)與晶體陣列之間的相對位置，不能很好的測得晶體本征分辨率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N能夠提高測量晶體分辨率的實驗裝置。

一種實施例中提供一種測量晶體本征分辨率的實驗裝置，包括：

工作臺；

放射檢測裝置，其包括安裝座、放射源和第一探測器；安裝座包括X軸移動組件和Z軸移動組件，X軸移動組件安裝在工作臺上，Z軸移動組件安裝在X軸移動組件上；放射源和第一探測器安裝在Z軸移動組件上，第一探測器的檢測端面對放射源，且第一探測器的檢測端與放射源之間設(shè)有用于安裝晶體片的間距，第一探測器用于從晶體片中獲取光信號并將光信號轉(zhuǎn)化為第一電信號；

探測裝置，其包括兩個第二探測器和晶體陣列座；兩個第二探測器分別可移動地安裝在工作臺上，并且兩個第二探測器的檢測端面對面設(shè)置，第二探測器用于從晶體陣列內(nèi)獲取光信號并將光信號轉(zhuǎn)化為電信號；晶體陣列座上端設(shè)有用于安放晶體陣列的卡接部，晶體陣列座安裝在工作臺上，并且位于兩個第二探測器之間；測量時，兩個第二探測器移動至晶體陣列座的兩側(cè)，兩個第二探測器的檢測端分別與晶體陣列座上晶體陣列的兩端貼合，并且兩個第二探測器和晶體陣列三者中心對齊，晶體陣列與放射源的位置對齊；

以及處理裝置，處理裝置分別與第一探測器和兩個第二探測器電信號連接， 用于獲取兩個第二探測器分別轉(zhuǎn)化的兩個第二電信號，并根據(jù)兩個第二電信號計算出閃爍光位于晶體陣列的位置；同時用于獲取第一探測器轉(zhuǎn)化第一電信號，并將第一電信號和兩個第二電信號對比，根據(jù)對比結(jié)果判斷兩個第二探測器的探測是否準確。

進一步地，X軸移動組件包括X軸滑軌和X軸滑臺，X軸滑軌固定在工作臺上，X軸滑臺可滑動地安裝在X軸滑軌上；Z軸移動組件包括Z軸滑軌和Z軸滑臺，Z軸滑軌垂直固定在X軸滑臺上，Z軸滑臺可滑動地安裝在Z軸滑軌上；放射源和第一探測器分別安裝在Z軸滑臺上；X軸滑軌和Z軸滑軌為燕尾槽滑軌，對應(yīng)的，X軸滑臺和Z軸滑臺為燕尾槽滑臺。

進一步地，安裝座還包括兩個調(diào)節(jié)機構(gòu)，調(diào)節(jié)機構(gòu)包括旋鈕和齒輪，一個齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在X軸滑軌與X軸滑臺之間，另一個齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在Z軸滑軌和Z軸滑臺之間，X軸滑臺和Z軸滑臺面對齒輪的面上均設(shè)有齒條；兩個旋鈕分別安裝在X軸滑軌和Z軸滑軌的側(cè)面，且延伸到X軸滑軌和Z軸滑軌內(nèi)部與齒輪連接；X軸滑軌和X軸滑臺的側(cè)面設(shè)有X軸向的刻度線；Z軸滑軌和Z軸滑臺的側(cè)面設(shè)有Z軸向的刻度線。

進一步地，放射檢測裝置還包括固定架，固定架固定在Z軸滑臺上，固定架具有一個水平的安裝面，放射源和第一探測器安裝在固定架的安裝面上。

進一步地，探測裝置還包括兩個探測器座，探測器座可沿X軸移動地安裝在工作臺上，第二探測器可沿Y軸移動地安裝在探測器座上。

進一步地，工作臺上沿X軸方向設(shè)有一條直線型導軌，導軌上設(shè)有兩個滑臺，兩個探測器座分別固定在兩個滑臺上；導軌為燕尾槽導軌，相對應(yīng)的，滑臺為燕尾槽滑臺。

進一步地，探測器座頂面中間設(shè)有放置第二探測器的凹槽，探測器座頂面兩側(cè)設(shè)有垂直向上延伸的螺釘安裝部，第二探測器的兩側(cè)通過螺釘固定在探測器座的凹槽上，螺釘沿Y軸方向安裝在螺釘安裝部上，并且一端頂住第二探測器，兩個螺釘用于調(diào)節(jié)第二探測器在Y軸方向的位置。

進一步地，卡接部為一側(cè)凸起臺階型結(jié)構(gòu)或者為凹槽。

進一步地，晶體陣列座底面的中間和兩端中的至少一個位置上設(shè)有用于定位的凸塊。

進一步地，探測裝置還包括墊片，墊片墊在卡接部與晶體陣列之間，用于調(diào)節(jié)晶體陣列的位置。

依據(jù)上述實施例的用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置，由于設(shè)有兩個第二探測器，兩個第二探測器分別位于晶體陣列座的兩側(cè)，使得兩個第二探測器 可同時對晶體陣列座上的晶體陣列進行探測，獲取晶體陣列上閃爍光的光信號并將其轉(zhuǎn)化為第二電信號，處理裝置獲取兩個第二探測器分別轉(zhuǎn)化的第二電信號，根據(jù)兩個第二電信號可計算出閃爍光子在晶體陣列中的具體位置，再通過該具體位置得出的測量響應(yīng)曲線更加接近實際響應(yīng)曲線；第一探測器的探測端與放射源之間可放置晶體片，使得第一探測器探測晶體片的閃爍光子，并將光信號轉(zhuǎn)化為第一電信號，處理器獲取第一電信號并將第一電信號與兩個電信號比較，判斷兩個第二探測器的探測是否準確，并且放射檢測裝置包括X軸移動組件和Z軸移動組件能夠準確調(diào)節(jié)放射源與晶體陣列的位置，提高了實驗的準確性。

附圖說明

圖1為一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置的俯視圖；

圖3為一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置中探測器座的截面示意圖；

圖5為一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置中晶體陣列座的截面示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1、圖2和圖3所示，在本實施例中提供了一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置，包括工作臺1、放射檢測裝置2、探測裝置3和處理裝置4。放射檢測裝置2和探測裝置3分別安裝在工作臺1上，處理裝置4安裝在工作臺1上或者安裝在單獨的電柜箱中。

如圖2放射檢測裝置2包括安裝座21、放射源22和第一探測器23。安裝座21包括X軸移動組件211和Z軸移動組件212，X軸移動組件211包括X軸滑軌2111和X軸滑臺2112，X軸滑軌2111通過螺釘固定安裝在工作臺1上，X軸滑軌2111上具有沿X軸方向的燕尾凹槽，X軸滑臺2112面對X軸滑軌2111的安裝面上具有對應(yīng)的燕尾凸條，X軸滑臺2112通過燕尾結(jié)構(gòu)可滑動的安裝在X軸滑軌上。Z軸移動組件212包括Z軸滑軌2121和Z軸滑臺2122，Z軸滑軌2121通過螺釘垂直固定安裝在X軸滑臺上，Z軸滑軌2121上具有沿Z軸方向的燕尾凹槽，Z軸滑臺2122面對Z軸滑軌2121的安裝面上具有對應(yīng)的燕尾凸條，Z軸滑臺2122通過燕尾結(jié)構(gòu)可滑動地安裝在Z軸滑軌2121上。

為了調(diào)節(jié)X軸移動組件211和Z軸移動組件212的移動，安裝座21還包括兩個調(diào)節(jié)機構(gòu)213，兩個調(diào)節(jié)213機構(gòu)分別安裝在X軸移動組件211和Z軸移動 組件212上，兩個調(diào)節(jié)213機構(gòu)分別用于X軸向移動和Z軸向移動。調(diào)節(jié)機構(gòu)213包括旋鈕和齒輪，一個齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在X軸滑軌2111與X軸滑臺2112之間，另一個齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在Z軸滑軌2121和Z軸滑臺2122之間，X軸滑臺2112和Z軸滑臺2122面對齒輪的面上均設(shè)有齒條，齒輪通過與X軸滑臺2112和Z軸滑臺2122上的齒條嚙合在一起，齒輪可驅(qū)動X軸滑臺2112和Z軸滑臺2122的移動。兩個旋鈕分別安裝在X軸滑軌2111和Z軸滑軌2121的側(cè)面，且延伸到X軸滑軌2111和Z軸滑軌2121內(nèi)部與齒輪連接，操作人員通過旋轉(zhuǎn)旋鈕帶動齒輪驅(qū)動X軸滑臺2112和Z軸滑臺2122移動，實現(xiàn)X軸向和Z軸向的位移調(diào)整；X軸滑軌2111和X軸滑臺2112的側(cè)面設(shè)有X軸向的刻度線；Z軸滑軌2121和Z軸滑臺2122的側(cè)面設(shè)有Z軸向的刻度線，如游標卡尺上的刻度線，刻度的精度可達0.1mm，即調(diào)節(jié)的精度達到0.1mm。

如圖3所示，為了更好的固定放射源22和第一探測器23，放射檢測裝置2還包括固定架24，固定架24固定在Z軸滑臺2122上，固定架24上具有一個水平面板，放射源22和第一探測器23分別固定在固定架24的水平面板上，且第一探測器23的檢測端對準放射源22，即第一探測器23的探測端與放射源22中心對齊，放射源22和第一探測器23之間具有一定間距，晶體片5可安裝在放射源22和第一探測器23之間，并且晶體片5與第一探測器23的探測端貼合在一起。在其他實施例中，固定架24為箱體結(jié)構(gòu)，放射源22和第一探測器23安裝在固定架24的箱體內(nèi)，并且固定架24的箱體材質(zhì)為放射源22鈉粒子可穿透的材質(zhì)，如塑料板等。

第一探測器23為光電倍增管(PMT)，光電倍增管是光子技術(shù)器件中的一個重要產(chǎn)品，它是一種具有極高靈敏度和超快時間響應(yīng)的光探測器件。可廣泛應(yīng)用于光子計數(shù)、極微弱光探測、生物發(fā)光研究、光密度計、熱釋光量儀、輻射量熱計、掃描電鏡、生化分析儀等儀器設(shè)備中。第一探測器23可探測放射源22照射到晶體片5上產(chǎn)生的閃爍光子，并將探測到的光信號轉(zhuǎn)化為第一電信號，該第一電信號包括閃爍光子的能力信息。

如圖3所示，探測裝置3主要包括兩個第二探測器31、晶體陣列座32和底座33，兩個第二探測器31安裝在晶體陣列座32的兩側(cè)，用于探測晶體陣列的閃爍光子，并將光信號轉(zhuǎn)為第二電信號。兩個第二探測器31可移動地安裝在底座33上，晶體陣列座32安裝在兩個第二探測器31之間，第二探測器31為光電轉(zhuǎn)換器件。在其他實施例中，探測裝置3主要包括兩個第二探測器31和晶體陣列座32，第二探測器31和晶體陣列座32直接安裝在工作臺1上，工作臺1上設(shè)有燕尾導軌。

為了安裝可移動的第二探測器31，在底座33上沿X軸方向設(shè)有一條直線型的導軌，在導軌上安裝兩個滑塊34，優(yōu)選的，導軌為燕尾槽導軌，相對應(yīng)的，滑塊34為燕尾槽滑塊，滑塊34下端具有燕尾凸起結(jié)構(gòu)，滑塊34上端具有用于安裝探測器31的安裝平面。兩個滑塊34在導軌中滑動調(diào)整探測器4在X軸方向的位置。

為了更好的固定第二探測器31，在滑塊34的安裝平面上設(shè)有探測器座35。如圖4所示，探測器座35呈工字型結(jié)構(gòu)，探測器座35通過螺釘固定在滑塊34的安裝平面上，探測器座35頂面的中間設(shè)置有沿X軸方向的凹槽351，凹槽351的寬度略大于第二探測器31的寬度，第二探測器31放置在探測器座35的凹槽351中，第二探測器31與凹槽351在Y軸方向上具有間隙，使得第二探測器31可在Y軸方向做微調(diào)，保證兩個第二探測器31的中心對齊。在探測器座35頂面的兩端設(shè)有垂直向上延伸的螺釘安裝部352，螺釘36的一端穿過螺釘安裝部352頂住，兩側(cè)都具有螺釘36，故兩側(cè)的螺釘36固定第二探測器31在Y軸方向的位置。優(yōu)選的，為了第二探測器31的在Y軸方向定位更準確并固定更穩(wěn)固，兩邊各設(shè)置兩個螺釘36對第二探測器31進行固定限位。在其他實施例中，第二探測器31具有箱體外殼，箱體外殼通過螺釘36直接固定在探測器座35的凹槽351中。

第二探測器31分別通過滑塊34和探測器座35安裝在底座33上，通過滑塊34可調(diào)節(jié)第二探測器31在X軸方向的位置，通過螺釘36可調(diào)節(jié)第二探測器31在Y軸方向的位置。

晶體陣列座32安裝在底座33上，如圖5所示，晶體陣列座32上端設(shè)有卡接部321，晶體陣列6可安裝在卡接部321上。晶體陣列座32的底面一端上設(shè)有一個限位凸起322，限位凸起322卡接在底座33的側(cè)面，晶體陣列座32的卡接部321定位在預(yù)設(shè)位置，使得安裝在卡接部321的晶體陣列6與兩個第二探測器31的中心對齊。由于生產(chǎn)及安裝都會出現(xiàn)誤差，且晶體陣列6也有不同尺寸，故在卡接部321上增加墊片(圖中未示出)，墊片的厚度可根據(jù)實際需要選擇，可將多個不同厚度的墊片疊加配合使用，墊片用于調(diào)節(jié)晶體陣列6在Y軸方向的位置，使得晶體陣列6的中心與兩個第二探測器31對齊。優(yōu)選的，卡接部321為臺階性的直角口，晶體陣列6卡接在直角口上。

在其他實施例中，卡接部321為凹槽，限位凸起322可設(shè)于晶體陣列座32底面中間和兩端三個位置中一處，或者在晶體陣列座32底面中間和兩端三個位置上設(shè)有多個限位凸起322。若中間設(shè)有限位凸起322，則限位凸起322卡接在底座33的燕尾槽上。

在其他實施例中，探測裝置3通過箱體圍合在工作臺1上，可避免外徑干擾，或者放射檢測裝置2和探測裝置3一起被箱體圍合罩在工作臺1上。

處理裝置4分別與第一探測器23和兩個探第二測器31電信號連接，用于獲取兩個第二探測器31分別轉(zhuǎn)化的兩個第二電信號，第二電信號中包括獲取光信號的時間信息，處理裝置4根據(jù)兩個第二電信號的時間差計算出閃爍光位于晶體陣列的位置；同時處理裝置4獲取所述第一探測器轉(zhuǎn)化第一電信號，第一電信號和兩個第二電信號均包括閃爍光子的能量信息，處理裝置4根據(jù)第一電信號和兩個第二電信號的能量信息計算出第一探測器23獲取的閃爍光能量值和兩個第二探測器31獲取的閃爍光能量值，并將第一電信號的能量值和兩個第二電信號的能量值之和對比，根據(jù)對比結(jié)果判斷兩個第二探測器的探測是否準確。絕對的狀態(tài)下，第一探測器23探測光子的能量值應(yīng)該等于兩個探測器31探測光子的能量值的總和，即兩個第二電信號的能量值之和越接近第一電信號的能量值，則兩個第二探測器31的探測越準確。

本發(fā)明提供的用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置在測量前，需對晶體陣列6和兩個第二探測器31的相對位置進行調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)放射源22與晶體陣列6之間的位置。首先，通過間隙測量工具測量第二探測器31與探測器座35的凹槽351側(cè)壁之間的間隙，再通過螺釘36來調(diào)整兩個第二探測器31的中心對齊；其次，通過間隙測量工具測量晶體陣列6與晶體陣列座32的卡接部321之間的間隙，再通過增加墊片來調(diào)整晶體與第二探測器31中心對齊，間隙測量工具為塞尺或其他測量工具。當晶體陣列6和兩個第二探測器31的中心對齊后，移動兩個滑塊34，使得兩個第二探測器31的探測端分別與晶體貼合。安裝調(diào)整后可進行測量。同時，通過調(diào)節(jié)機構(gòu)213的旋鈕調(diào)節(jié)放射源22在X軸方向的位置和Z軸方向的位置，使得放射源22與晶體陣列6對齊，對齊后，晶體陣列6、放射源22和晶體片5的中心在一條直線上。

本發(fā)明提供的用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置包括探測部分和檢測部分。

探測部分的原理為：放射源22納粒子打在晶體陣列6上產(chǎn)生閃爍光，晶體陣列6兩側(cè)的第二探測器31分別獲取閃爍光信號，并將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，處理裝置4獲取兩個第二探測器31分別轉(zhuǎn)化的第二電信號，第二電信號中包含第二探測器31獲取光信號的時間信息，并將兩個第二電信號通過預(yù)設(shè)的算法進行處理得到相關(guān)數(shù)據(jù)并存儲，最后將數(shù)據(jù)通過圖像重建算法重建得出晶體分辨圖。

檢測部分的原理為：放射源22納粒子打在晶體片5上產(chǎn)生閃爍光，第一探 測器23通過探測端探測晶體片5上的閃爍光，獲取光信號并將光信號轉(zhuǎn)化為第一電信號，處理裝置4獲取所述第一探測器轉(zhuǎn)化第一電信號，第一電信號和兩個第二電信號均包括閃爍光子的能量信息，處理裝置4根據(jù)第一電信號和兩個第二電信號的能量信息計算出第一探測器23獲取的閃爍光能量值和兩個第二探測器31獲取的閃爍光能量值，并將第一電信號的能量值和兩個第二電信號的能量值之和對比，根據(jù)對比結(jié)果判斷兩個第二探測器的探測是否準確。絕對的狀態(tài)下，第一探測器23探測光子的能量值應(yīng)該等于兩個探測器31探測光子的能量值的總和，即兩個第二電信號的能量值之和越接近第一電信號的能量值，則兩個第二探測器31的探測越準確。

本實施例提供的一種用于測量晶體本征分辨率的實驗裝置，由于設(shè)有兩個第二探測器31，兩個第二探測器31分別位于晶體陣列座32的兩側(cè)，使得兩個第二探測器31可同時對晶體陣列座32上的晶體陣列6進行探測，獲取晶體陣列6上閃爍光的光信號并將其轉(zhuǎn)化為第二電信號，處理裝置4獲取兩個第二探測器31分別轉(zhuǎn)化的第二電信號，根據(jù)兩個第二電信號可計算出閃爍光子在晶體陣列中的具體位置，再通過該具體位置得出的測量響應(yīng)曲線更加接近實際響應(yīng)曲線；第一探測器23的探測端與放射源22之間可放置晶體片5，使得第一探測器23探測晶體片5的閃爍光子，并將光信號轉(zhuǎn)化為第一電信號，處理器4獲取第一電信號并將第一電信號與兩個電信號比較，判斷兩個第二探測器的探測是否準確，并且放射檢測裝置2包括X軸移動組件211和Z軸移動組件212能夠準確調(diào)節(jié)放射源22與晶體陣列6的位置，提高了實驗的準確性。

以上應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明進行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。