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)備的檢測器以及包括該檢測器的發(fā)射成像設(shè)備。

背景技術(shù)：

包括正電子發(fā)射成像設(shè)備的發(fā)射成像設(shè)備已經(jīng)被用于醫(yī)療診斷。以正電子發(fā)射成像設(shè)備為例，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)生泯滅效應的現(xiàn)象，通向人體內(nèi)注射帶有正電子同位素標記的化合物，采用復合探測的方法，利用檢測器探測泯滅效應所產(chǎn)生的γ光子。

該檢測器主要包括三部分，如圖1所示，即由離散的閃爍晶體組成的晶體矩陣110、玻璃光導層120和光電倍增管(pmt)矩陣130。每個閃爍晶體除了面向pmt矩陣130的面(即底面)之外都包覆有光反射材料。泯滅效應產(chǎn)生的511kev的高能光子(即γ光子)在晶體矩陣110內(nèi)部發(fā)生反應，被轉(zhuǎn)換為可見光子群。由于除了底面外都包覆有光反射材料，可見光子群只能從閃爍晶體的底面射出并穿過玻璃光導層120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(angerlogic)，可以計算出γ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。這一過程稱為晶體解碼。這樣，可以得到人體內(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)標記化合物分布的三維斷層圖像。

如圖2所示，由于γ光子具有一定的衰減長度，其到達閃爍晶體210后不會馬上發(fā)生反應，而是按照一定的衰減函數(shù)發(fā)生反應，在某一定時間轉(zhuǎn)化為可見光子群。當γ光子在非中心位置進入閃爍晶體210內(nèi)，即以一定的角度進入閃爍晶體210時，γ光子在發(fā)生反應前進入了另一個閃爍晶體210內(nèi)，此時計算出的反應位置模擬出的γ光子產(chǎn)生位置和實際產(chǎn)生位置存在偏差，稱為反應深度(depthofinteraction，doi)效應。圖2a-2b分別為現(xiàn)有的平板式和環(huán)式正電子發(fā)射成像設(shè)備的截面圖。其中實線代表γ光子的實際飛行路徑，虛線代表發(fā)射成像設(shè)備根據(jù)探測的信號生成的響應直線段。由此可見，深度效應極大地影響了光傳感器在解碼過程中對γ光子產(chǎn)生位置和路徑判斷的準確性，造成發(fā)射成像設(shè)備的空間分辨率下降。

現(xiàn)有的降低doi效應的方法主要分為兩類，即硬件校正和軟件校正。硬件矯正包括閃爍晶體分層和在閃爍晶體陣列兩端耦合兩個光電轉(zhuǎn)換裝置。閃爍晶體分層由于晶體不連續(xù)，不同晶體材料的交界導致光子損失嚴重，降低系統(tǒng)靈敏度。而耦合兩個光電轉(zhuǎn)換裝置的不利之處在于檢測器的通道數(shù)量增加，導致采集信號強度減弱。軟件校正方法由于自身的局限性，發(fā)展受到限制。

因此，有必要提出一種用于發(fā)射成像設(shè)備的檢測器、以及包括該檢測器的發(fā)射成像設(shè)備，以獲取閃爍晶體的反應深度信息，提高成像系統(tǒng)的空間分辨率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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，包括：閃爍晶體陣列，其包括多個閃爍晶體；光傳感器陣列，其耦合至所述閃爍晶體陣列的端面，所述光傳感器陣列包括多個光傳感器，所述多個光傳感器中的至少一個分別耦合有多個所述閃爍晶體，其中，所述多個閃爍晶體的未與所述光傳感器陣列耦合的面均設(shè)置有光反射層，且所述面中與相鄰的光傳感器耦合的閃爍晶體相鄰的面的光反射層中設(shè)置有透光窗口。

優(yōu)選地，所述多個閃爍晶體包括第一閃爍晶體，所述第一閃爍晶體具有與相鄰的光傳感器耦合的第一閃爍晶體相鄰的兩個面，所述透光窗口包括第一透光窗口和第二透光窗口，分別設(shè)置在所述第一閃爍晶體的所述兩個面的光反射層中，以允許光被相鄰的光傳感器接收。

優(yōu)選地，所述光傳感器陣列中位于中心區(qū)域的m1×m2個光傳感器均耦合有n1×n2個第一閃爍晶體，其中m1和m2為正整數(shù)，其中n1和n2為1或2，且n1和n2不等。

優(yōu)選地，所述光傳感器陣列中位于頂角的四個光傳感器均耦合有一個第一閃爍晶體。

優(yōu)選地，所述光傳感器陣列中位于橫向邊緣的2m1個光傳感器均耦合有n1×1個第一閃爍晶體，且位于縱向邊緣的2m2個光傳感器均耦合有1×n2個第一閃爍晶體。

優(yōu)選地，所述多個閃爍晶體還包括第二閃爍晶體，所述第二閃爍晶體具有與相鄰的光傳感器耦合的閃爍晶體相鄰的一個面，所述第二閃爍晶體的所述一個面設(shè)置有透光窗口，以允許光被相鄰的光傳感器接收。

優(yōu)選地，所述光傳感器陣列中位于中心區(qū)域的光傳感器均耦合有n1×n2個閃爍晶體，所述n1×n2個閃爍晶體中位于對應的光傳感器的頂角的四個閃爍晶體為所述第一閃爍晶體，所述n1×n2個閃爍晶體中位于對應的光傳感器的邊緣的2(n1-2)+2(n2-2)個閃爍晶體為所述第二閃爍晶體，其中n1和n2為2或3。

優(yōu)選地，所述光傳感器陣列中位于頂角的四個光傳感器均耦合有一個第一閃爍晶體。

優(yōu)選地，所述光傳感器陣列中位于橫向邊緣的光傳感器耦合有n1×1個閃爍晶體，且位于縱向邊緣的光傳感器耦合有1×n2個閃爍晶體，其中所述n1×1個閃爍晶體和所述1×n2個閃爍晶體中位于對應的光傳感器的頂角處的閃爍晶體為第一閃爍晶體，且所述n1×1個閃爍晶體和所述1×n2個閃爍晶體中位于對應的光傳感器的邊緣處的閃爍晶體為第二閃爍晶體。

優(yōu)選地，所述光傳感器陣列中的光傳感器均耦合有n1×1或者1×n2個閃爍晶體，位于對應的光傳感器兩端的閃爍晶體為所述第一閃爍晶體，位于對應的光傳感器中間的(n1-2)或(n2-2)個閃爍晶體為所述第二閃爍晶體，其中n1和n2為2或3，且n1和n2不等。

優(yōu)選地，所述第二閃爍晶體的透光窗口遠離所述光傳感器陣列設(shè)置。

優(yōu)選地，其特征在于，所述多個閃爍晶體還包括第三閃爍晶體，所述第三閃爍晶體不與相鄰的光傳感器耦合的閃爍晶體相鄰，所述第三閃爍晶體位于所述閃爍晶體陣列的頂角處，和/或位于中間區(qū)域的光傳感器的中間區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，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。

在本發(fā)明提供的檢測器中，閃爍晶體陣列直接耦合至光傳感器陣列，并且至少一部分的光傳感器會耦合多個閃爍晶體，通過在相鄰的光傳感器耦合的相鄰的閃爍晶體的面開設(shè)透光窗口，可以利用相鄰的兩個或四個光傳感器對閃爍晶體可以進行doi解碼，doi解碼的過程中互不影響，解碼準確。并且，在使用相同數(shù)量的光傳感器陣列的情況下，閃爍晶體的解碼能力明顯提高，在使用相同數(shù)量的光傳感器陣列的情況下，本發(fā)明的光傳感器陣列大小可以降低3/4-8/9，光傳感器讀出電路的通道數(shù)目也降低了3/4-8/9。

在發(fā)明內(nèi)容中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。

以下結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，

圖1為現(xiàn)有的用于正電子發(fā)射成像設(shè)備的檢測器的示意圖；

圖2a和2b分別為現(xiàn)有的平板式和環(huán)式正電子發(fā)射成像設(shè)備的截面圖；

圖3a-3c為根據(jù)發(fā)明的實施例的不同類型的閃爍晶體的示意圖；

圖4為根據(jù)發(fā)明的實施例的光傳感器陣列的示意圖；

圖5a和5b為根據(jù)發(fā)明的一組實施例的閃爍晶體陣列與光傳感器陣列的布局示意圖；

圖6為說明圖5a-5b所示的布局的doi解碼的示意圖；

圖7為根據(jù)發(fā)明的另一實施例的閃爍晶體陣列與光傳感器陣列的布局示意圖；

圖8a-8q為說明圖7所示的布局的doi解碼的示意圖；

圖9為根據(jù)發(fā)明的再一實施例的閃爍晶體陣列與光傳感器陣列的布局示意圖；

圖10a-10f為說明圖9所示的布局的doi解碼的示意圖；

圖11為根據(jù)發(fā)明的又一實施例的閃爍晶體陣列與光傳感器陣列的布局示意圖；以及

圖12a-12i為說明圖11所示的布局的doi解碼的示意圖。

具體實施方式

在下文的描述中，提供了大量的細節(jié)以便能夠徹底地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，如下描述僅涉及本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明可以無需一個或多個這樣的細節(jié)而得以實施。此外，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。

本發(fā)明提供一種用于發(fā)射成像設(shè)備的檢測器，其包括閃爍晶體陣列和光傳感器陣列。光傳感器陣列直接耦合至閃爍晶體陣列的底面，光傳感器陣列與閃爍晶體陣列之間無需光導層。示例性地，閃爍晶體陣列和光傳感器陣列可以通過例如光學膠水的耦合劑、或者通過空氣耦合等方式直接耦合在一起。

閃爍晶體陣列包括多個閃爍晶體，這些閃爍晶體以陣列方式排布。閃爍晶體可以為活性鉈碘化鈉晶體、鍺酸鉍晶體、硅酸镥晶體、硅酸镥-釔晶體中的一種。與傳統(tǒng)方式類似地，多個閃爍晶體的未與光傳感器陣列耦合的面均設(shè)置有光反射層。但不同于傳統(tǒng)方式的是，在閃爍晶體的這些面中、與相鄰的光傳感器耦合的閃爍晶體相鄰的面(即側(cè)面)的光反射層中開設(shè)有透光窗口，由此來引導高能光子(例如511kev的伽馬光子)在某閃爍晶體中發(fā)生作用后產(chǎn)生的能量較低的光子群(例如420nm的光子群)通過透光窗口進入相鄰的閃爍晶體，進而被相鄰的閃爍晶體所耦合的光傳感器采集。這樣，針對某個閃爍晶體，通過多個光傳感器檢測到的光分布就可以計算出高能光子在閃爍晶體陣列中的哪個閃爍晶體中發(fā)生了反應(晶體位置解碼)，以及在該閃爍晶體中的反應深度(doi解碼)。

光反射層可以在閃爍晶體上通過例如涂覆、鍍膜(例如噴涂或鍍銀膜)或粘貼反光材料的方式來形成。反光材料例如是esr(enhancedspecularreflector)反光片、杜邦公司生產(chǎn)的teflon(特氟龍)反光材料、或硫酸鋇等。此外，光反射層還可以是設(shè)置在相鄰的閃爍晶體之間的反光材料。相鄰的閃爍晶體公共同一光反射層。

光傳感器陣列耦合至閃爍晶體陣列的底面。光傳感器陣列包括多個光傳感器，這些光傳感器以陣列方式排布。光傳感器可以為光電倍增管(pmt)、基于位置靈敏型光電倍增管(ps-pmt)和硅光電倍增管(sipm)的光傳感器等中的一種或多種。由于sipm的尺寸較小，并且通常為閃爍晶體的邊長的整數(shù)倍，因此優(yōu)選地采用sipm來形成光傳感器陣列。光傳感器陣列中的光電傳感器中的一部分或全部對應地耦合多個閃爍晶體。光電傳感器的尺寸是閃爍晶體的尺寸的整數(shù)倍，以便單個光傳感器能夠耦合p×q的閃爍晶體陣列，其中p和q均為正整數(shù)。

根據(jù)閃爍晶體在陣列中的位置，可以大體上分成三種類型，即第一閃爍晶體、第二閃爍晶體和第三閃爍晶體。這三種閃爍晶體的主要區(qū)別在于是否包括透光窗口、以及透光窗口的數(shù)量。所述透光窗口均設(shè)置在閃爍晶體的與相鄰的光傳感器耦合的閃爍晶體相鄰的面的光反射層中。

圖3a示出了第一閃爍晶體i，該類閃爍晶體i在兩個相鄰的側(cè)面上均設(shè)置有透光窗口(由陰影線表示的區(qū)域)，即第一透光窗口312和第二透光窗口314。示例性地，如圖3a所示，第一透光窗口312可以靠近第一閃爍晶體i的頂端設(shè)置，第二透光窗口314可以靠近第一閃爍晶體i的底端設(shè)置。但是，本發(fā)明并不對第一透光窗口312和第二透光窗口314在高度方向上的位置進行限制。此外，透光窗口的尺寸形狀也不受附圖所示的限制。第一閃爍晶體i通常設(shè)置在它所耦合的光傳感器的頂角c處，并且具有與相鄰的光傳感器420和440耦合的閃爍晶體相鄰的兩個面，如圖4所示。圖4示出了2×2的光傳感器陣列，其包括光傳感器410、420、430和440。上文提到的“光傳感器的頂角”是指能夠與三個光傳感器相鄰的位置，例如位置c。下文中還將提到光傳感器的邊緣和中心區(qū)域。所述“光傳感器的邊緣”是指僅能夠與一個光傳感器相鄰的位置，例如位置e。所述“光傳感器的中心區(qū)域”是指不與任何光傳感器相鄰的位置，例如位置o。

圖3b示出了第二閃爍晶體ii，該類閃爍晶體ii在一個面上設(shè)置有透光窗口322。透光窗口322可以如圖3b所示地靠近第二閃爍晶體ii的頂端設(shè)置，也可以設(shè)置在靠近底端的位置處，或中間位置處。但是優(yōu)選地，透光窗口322靠近第二閃爍晶體ii的頂端設(shè)置。由于光子群在閃爍晶體中大體自上而下地移動，透光窗口設(shè)置在上部可以提高在上部發(fā)生反應產(chǎn)生的光子群從透光窗口直接離開的概率，避免無法區(qū)分在上部和下部發(fā)生反應產(chǎn)生的光子群形成的光斑，以有利于doi解碼。第二閃爍晶體ii通常設(shè)置在它所耦合的光傳感器的邊緣處，例如圖4中的位置e。但是由于位置c1也僅能夠與一個光傳感器相鄰，因此位置c1處也耦合第二閃爍晶體ii。從透光窗口的設(shè)置目的(即引導可見光子群通過透光窗口進入相鄰的閃爍晶體進而被相鄰的閃爍晶體所耦合的光傳感器接收)出發(fā)，不難理解在位置c1處耦合第二閃爍晶體ii的原因。

圖3c示出了第三閃爍晶體iii，該類閃爍晶體iii的光反射層中不設(shè)置透光窗口。此類閃爍晶體iii通常設(shè)置在它所耦合的光傳感器的不與任何光傳感器相鄰的位置處，例如光傳感器矩陣的四個頂角c2處、或者它所耦合的光傳感器的中心o處，如圖4所示。此位置處的閃爍晶體即使設(shè)置透光窗口，穿過透光窗口的可見光子也僅僅被該閃爍晶體所耦合的光傳感器接收，這種情況進行doi解碼的效率較低，因此被本發(fā)明的優(yōu)選方案排除在外。由于第三閃爍晶體iii不具有透光窗口，因此不具備doi解碼能力。

閃爍晶體陣列可以包括上述三種類型中的一種或多種。通過與光傳感器陣列配合使用，可以獲得具備doi解碼能力且結(jié)構(gòu)簡單(使用了較少的光傳感器)的檢測器。下面將結(jié)合附圖來詳細地描述本發(fā)明提供的幾種優(yōu)選實施例。

圖5a-5b示出了閃爍晶體陣列只包括第一閃爍晶體i的兩種優(yōu)選布局。上文提到的單個光傳感器具有三種位置，即頂角、邊緣和中心區(qū)域，用于不同類型的閃爍晶體耦合。類似地，光傳感器陣列也具有三種位置，即頂角、邊緣和中心。如圖5a所示，光傳感器401位于閃爍晶體陣列400的頂角處，光傳感器402位于閃爍晶體陣列400的邊緣處，光傳感器403位于閃爍晶體陣列400的中心區(qū)域。如圖5a所示，每個第一閃爍晶體i均耦合在光傳感器401、402和403的頂角處，并且每個第一閃爍晶體i均具有與相鄰的光傳感器耦合的第一閃爍晶體相鄰的兩個面。光傳感器401耦合的第一閃爍晶體ia在兩個方向上與位于邊緣的光傳感器402耦合的第一閃爍晶體ib和ic相鄰，在第一閃爍晶體ia的第一透光窗口和第二透光窗口分別面向第一閃爍晶體ic和第一閃爍晶體ib。類似地，位于邊緣的第一閃爍晶體ic與第一閃爍晶體ia和位于中心區(qū)域的光傳感器403所耦合的第一閃爍晶體id相鄰。第一閃爍晶體ic的透光窗口設(shè)置在這兩個相鄰的面上。同理，第一閃爍晶體ib的透光窗口設(shè)置在與第一閃爍晶體ia和第一閃爍晶體id相鄰的面上；第一閃爍晶體id的透光窗口則設(shè)置在與第一閃爍晶體ib和第一閃爍晶體ic相鄰的面上。不同閃爍晶體的兩個相鄰面上的透光窗口相對設(shè)置，以便光能夠穿過透光窗口被相鄰的光傳感器接收。

圖5a僅示出了4×4的光傳感器組成的光傳感器陣列，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，該布局可以應用至2×2、2×3、3×3、2×4、3×4、4×5、5×5等等的光傳感器陣列。在此類布局的光傳感器陣列中，位于中心區(qū)域的m1×m2個光傳感器均耦合有2×2排布的四個第一閃爍晶體，位于頂角的四個光傳感器均耦合有一個第一閃爍晶體，且位于橫向邊緣的2m1個光傳感器均耦合有2個第一閃爍晶體，且位于縱向邊緣的2m2個光傳感器均耦合有2個第一閃爍晶體，其中m1和m2為正整數(shù)。在圖5a中，m1和m2均為2。

此外，單個光傳感器耦合的閃爍晶體也可以擴展至n1×n2，其中n1和n2為1或2。同樣地，光傳感器陣列中位于頂角的四個光傳感器可以均耦合有一個第一閃爍晶體。然而，光傳感器陣列中位于橫向邊緣的2m1個光傳感器可以均耦合有n1×1個第一閃爍晶體，且位于縱向邊緣的2m2個光傳感器可以均耦合有1×n2個第一閃爍晶體。

圖5a中采用了相同尺寸的光傳感器，位于頂角和邊緣的光傳感器的尺寸可以適應閃爍晶體陣列的尺寸來修改，因此，提供了圖5b所示的實施例。頂角處的光傳感器401與一個閃爍晶體i的尺寸適配。邊緣處的光傳感器402與兩個閃爍晶體i的尺寸匹配。

下面參照圖6說明圖5a-5b所示的布局的doi解碼方法。第一閃爍晶體i在相鄰面開設(shè)第一透光窗口312和第二透光窗口314。當γ光子在第一閃爍晶體i內(nèi)發(fā)生反應時，多數(shù)的可見光子由于光反射層的反射在該閃爍晶體中傳播，被光傳感器410接收，得到γ光子的二維位置。還有少量的可見光子會經(jīng)過第一透光窗口312和第二透光窗口314分別傳播到相鄰的第一閃爍晶體，相應地被光傳感器430和光傳感器420所接收。γ光子的反應位置越靠近透光窗口，光傳感器430和光傳感器420上接收到的光子能量越多，并且存在極限值。光傳感器440也可能會接收到極少量的可見光子，因此信號最弱。通過相鄰的光傳感器410-440的信號強度比，可以解得γ光子的反應深度。類似地，其他位置的第一閃爍晶體也采用上述方式進行解碼。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，閃爍晶體陣列還可以包括第二閃爍晶體ii，第二閃爍晶體ii具有與相鄰的光傳感器耦合的閃爍晶體相鄰的一個面。在第二閃爍晶體ii的所述一個面設(shè)置有透光窗口，以允許光被相鄰的光傳感器接收。示例性地，閃爍晶體陣列和光傳感器陣列可以具有圖7所示的布局。圖8說明了圖7所示的布局的doi解碼。圖7和圖8以四個光傳感器410、420、430和440為例來說明該布局的原理。但是，基于該原理，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將2×2的光傳感器陣列擴展至1×3、2×3、3×3、2×4、3×4、4×4、4×5、5×5等等的光傳感器陣列。

圖7-8所示的布局中，第二閃爍晶體ii耦合在光傳感器陣列的邊緣處，該位置處的閃爍晶體僅具有一個面與相鄰的光傳感器耦合的閃爍晶體相鄰。透光窗口則設(shè)置在該面上。在圖7中用雙向箭頭表示的透光窗口，其中實線箭頭表示第一閃爍晶體i的第一透光窗口和第二透光窗口；虛線箭頭表示第二閃爍晶體ii的透光窗口。

此外，在圖7-8所示的布局中還包括第三閃爍晶體iii，其不與任何相鄰的光傳感器所耦合的閃爍晶體相鄰，因此無需設(shè)置透光窗口，于是也不具備晶體解碼能力。在未示出的其他實施例中，也可以不包括該類的第三閃爍晶體iii。

下面將參照圖8介紹該布局中的各個閃爍晶體的doi解碼，由于此布局中包括的相同類的閃爍晶體的doi解碼過程類似，因此僅選擇性地詳細介紹其中幾個閃爍晶體的doi解碼，其余閃爍晶體的doi解碼也可以參見表1。

第一行第一列(如圖8a所示)采用第三閃爍晶體iii。當γ光子入射到該第三閃爍晶體iii內(nèi)并發(fā)生衰減產(chǎn)生可見光子群時，可見光子群經(jīng)光反射層反射，傳播到該第三閃爍晶體iii耦合的光傳感器410中，由于該第三閃爍晶體iii并未開設(shè)透光窗口，理想中只有光傳感器410能接受到光信號，其余光傳感器420-440無信號，由此可以得到γ光子發(fā)生反應的二維位置，無法進行doi解碼。

第一行第二列(如圖8b所示)采用第二閃爍晶體ii。第二閃爍晶體ii開設(shè)一個透光窗口，因此使用成對的光傳感器進行解碼。當γ光子在第二閃爍晶體ii內(nèi)發(fā)生反應時，多數(shù)的可見光子在該第二閃爍晶體ii中傳播被光傳感器410接受，得到γ光子發(fā)生反應的二維位置。少部分可見光子通過透光窗口322射入相鄰閃爍晶體(圖8c)中被光傳感器420接收，當γ光子的反應位置越靠近透光窗口，光傳感器420接收到的可見光子越多，并存在極限值。光傳感器410接收到的光信號相對較強，光傳感器420接受到的光信號相對較弱，而光傳感器430和440無信號。通過各個光傳感器的信號強度可以解得反應深度。

第二行第二列(如圖8f所示)采用第一閃爍晶體i，其具有與光傳感器420相鄰的側(cè)面和與光傳感器430相鄰的側(cè)面，在這兩個側(cè)面上分別開設(shè)第一透光窗口312和第二透光窗口314，因此采用四個光傳感器為一組進行深度解碼。具體地，當γ光子在該第一閃爍晶體i內(nèi)發(fā)生反應時，多數(shù)的可見光子在該第一閃爍晶體i中傳播，被光傳感器410接受，得到γ光子的二維位置。一部分可見光子通過第一透光窗口312射入到相鄰閃爍晶體(圖8g)內(nèi)，被光傳感器420接收；還有一部分可見光子通過第二透光窗口314入射到相鄰閃爍晶體(圖8g)內(nèi)，并被光傳感器430接收。γ光子的反應位置越靠近窗口位置，光傳感器420和430上接收到的光子能量越多。因此光傳感器410接受到的光信號最強，光傳感器440接收到的光信號最弱，而光傳感器420和430能夠接受到的光信號為中度。通過光傳感器410-440中的多個的信號強度比，可以解得γ光子的反應深度。

由上可見，高能光子入射到不同位置的晶體上時，相鄰的四個傳感器會輸出不同編碼的信號。通過比較這四個傳感器信號的有無和大小，可以準確地算出高能光子入射到的晶體位置。

每個閃爍晶體的doi解碼均以相鄰的光傳感器為組，通過比較該組內(nèi)光傳感器接收到的光信號強度進行該閃爍晶體的doi解碼。因此，表1中所標示的光信號強度均是針對同一閃爍晶體而言的，本發(fā)明不對不同的閃爍晶體之間的光信號強度進行比對和討論。

表1：

在上文提供的實施例中，一個光傳感器最多耦合4個光傳感器，實際上，也可以耦合更多的閃爍晶體或者更少的閃爍晶體，例如耦合2×3個閃爍晶體、3×3個閃爍晶體、1×2個閃爍晶體或者1×3個閃爍晶體。

圖9示出了一個光傳感器耦合2×3個閃爍晶體的布局，其中光傳感器陣列包括3×3個光傳感器a-i。圖10a-10f示出了該布局中位于中間的光傳感器e耦合的閃爍晶體的解碼。頂角和邊緣處的光傳感器a-d和f-i耦合的閃爍晶體的解碼與上述實施例相類似，本領(lǐng)域的技術(shù)人員參照上文的描述能夠了解這些閃爍晶體的解碼。并且，頂角和邊緣處的光傳感器a-d和f-i的尺寸可以根據(jù)其耦合的閃爍晶體的尺寸來調(diào)整。此外，頂角和邊緣處的光傳感器a-d和f-i耦合的光傳感器的數(shù)量也不受附圖的限制，例如，這些光傳感器a-d和f-i也可以每個都耦合2×3個閃爍晶體，只是這其中的一些閃爍晶體為第三閃爍晶體iii，無法進行doi解碼。

位于該光傳感器e的四個頂角處的閃爍晶體為第一閃爍晶體i。其余的兩個閃爍晶體為第二閃爍晶體ii。以第一行第一列的第一閃爍晶體i為例，參見圖10a，光傳感器a、b、d、e都有信號，其中光傳感器e接收到的信號最強，光傳感器a接收到的信號最弱。通過光傳感器a、b、d、e的信號比可以解碼反應深度。以第一行第二列的第二閃爍晶體ii為例，參見圖10b，光傳感器b、e有信號，其中光傳感器e的信號較強，光傳感器b的信號較弱。通過光傳感器b、e的信號比可以解碼反應深度。其余位置的閃爍晶體的doi解碼，可以參照表2。

表2：

圖11示出了一個光傳感器耦合3×3個閃爍晶體的布局，其中光傳感器陣列包括3×3個光傳感器a-i。圖12a-12i示出了該布局中位于中間的光傳感器e耦合的閃爍晶體的解碼。頂角和邊緣處的光傳感器a-d和f-i耦合的閃爍晶體的解碼與上述實施例相類似，本領(lǐng)域的技術(shù)人員參照上文的描述能夠了解這些閃爍晶體的解碼。并且，頂角和邊緣處的光傳感器a-d和f-i的尺寸可以根據(jù)其耦合的閃爍晶體的尺寸來調(diào)整。此外，頂角和邊緣處的光傳感器a-d和f-i耦合的光傳感器的數(shù)量也不受附圖的限制，例如，這些光傳感器a-d和f-i也可以每個都耦合2×2、2×3和/或2×3個閃爍晶體，只是這其中的一些閃爍晶體為第三閃爍晶體iii，無法進行doi解碼。

位于該光傳感器e的四個頂角處的閃爍晶體為第一閃爍晶體i。位于該光傳感器e的四個邊緣的四個閃爍晶體為第二閃爍晶體ii。位于該光傳感器e的中心的閃爍晶體為第三閃爍晶體iii。以第一行第一列的第一閃爍晶體i為例，參見圖12a，光傳感器a、b、d、e都有信號，其中光傳感器e接收到的信號最強，光傳感器a接收到的信號最弱。通過光傳感器a、b、d、e的信號比可以解碼反應深度。以第一行第二列的第二閃爍晶體ii為例，參見圖12b，光傳感器b、e有信號，其中光傳感器e的信號較強，光傳感器b的信號較弱。通過光傳感器b、e的信號比可以解碼反應深度。以第二行第二列的第三閃爍晶體iii為例，參見圖12e，其不與任何光傳感器相鄰的，不設(shè)置透光窗口，因此無法進行doi解碼。其余位置的閃爍晶體的doi解碼，可以參照表3。

表3：

在上述耦合多種類型的布局中，光傳感器陣列中位于中心區(qū)域的光傳感器均耦合有n1×n2個閃爍晶體。在這n1×n2個閃爍晶體中、位于對應的光傳感器的頂角的四個閃爍晶體為第一閃爍晶體i。在n1×n2個閃爍晶體中、位于對應的光傳感器的邊緣的2(n1-2)+2(n2-2)個閃爍晶體為第二閃爍晶體ii。其中，n1和n2為2或3。光傳感器陣列中位于頂角的四個光傳感器均耦合有一個第一閃爍晶體i。光傳感器陣列中位于橫向邊緣的光傳感器耦合有n1×1個閃爍晶體，且位于縱向邊緣的光傳感器耦合有1×n2個閃爍晶體，其中這n1×1和1×n2個閃爍晶體中位于對應的光傳感器的頂角處的閃爍晶體為第一閃爍晶體i，且這n1×1和1×n2個閃爍晶體中位于對應的光傳感器的邊緣處的閃爍晶體為第二閃爍晶體ii。

此外，單個光傳感器耦合的閃爍晶體也可以擴展至n1×1或者1×n2，其中n1和n2為2或3。在排列成一行或一列閃爍晶體中、兩端的閃爍晶體為第一閃爍晶體i，位于對應的光傳感器中間的(n1-2)或(n2-2)個閃爍晶體為第二閃爍晶體ii。當n1或n2為2時，則不存在位于對應的光傳感器中間的閃爍晶體。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供一種發(fā)射成像設(shè)備，該發(fā)射成像設(shè)備包括如上所述的任一種檢測器。

在本發(fā)明提供的檢測器中，閃爍晶體陣列直接耦合至光傳感器陣列，并且至少一部分的光傳感器會耦合多個閃爍晶體，通過在相鄰的光傳感器耦合的相鄰的閃爍晶體的面開設(shè)透光窗口，利用相鄰的兩個或四個光傳感器對閃爍晶體可以進行doi解碼，doi解碼的過程中互不影響，解碼準確。并且，在使用相同數(shù)量的光傳感器陣列的情況下，閃爍晶體的二維和doi解碼能力明顯提高，例如在圖5a-5b所示的布局中解碼能力提高了4倍，在圖9所示的布局中解碼能力提高了6倍，在圖11所示的布局中解碼能力提高了9倍。因此，在使用相同數(shù)量的光傳感器陣列的情況下，本發(fā)明的光傳感器陣列大小可以降低3/4-8/9，光傳感器讀出電路的通道數(shù)目也降低了3/4-8/9。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。