專利名稱：利用重疊光導(dǎo)的pet探測器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請在正電子發(fā)射斷層攝影系統(tǒng)中具有獨(dú)特的應(yīng)用，尤其涉及PET探測器和PET臺架裝置中的光電倍增管(PMT)模塊的構(gòu)造。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，所描述的技術(shù)也可以應(yīng)用于其他PMT模塊構(gòu)造系統(tǒng)、SPECT及其他臺架裝置方案或者其他模塊構(gòu)造技術(shù)。
背景技術(shù)：
在正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描儀中，各種制造商以不同的方式向臺架上安裝光電倍增管(PMT)和光導(dǎo)。一些模塊被設(shè)計為攜帶幾個PMT。一種設(shè)置采用單個PMT和若干光導(dǎo)單元，其導(dǎo)致了大量的單獨(dú)的安裝操作。另一種設(shè)置采用包括光導(dǎo)和4個PMT的方塊。由于將PMT安裝到了圓柱的周圍，因而較大的PMT模塊必須被配置成適應(yīng)曲率。例如，在另一種設(shè)置中，每一模塊包括光導(dǎo)的一部分，該部分容納縱向完整的兩行PMT并且被配置為容納第三行中的每一 PMT的一半。在這種設(shè)置中，在將光導(dǎo)模塊安裝到掃描儀內(nèi)之后安裝跨越兩個光導(dǎo)模塊的PMT行，其使得安裝繁冗耗時。一些系統(tǒng)的PET探測器模塊利用攜帶由PMT構(gòu)成的六角形陣列的光導(dǎo)，其中，在兩個探測器模塊之間存在共同的由共享PMT構(gòu)成的列或行。這一設(shè)計由于六角形PMT組裝的原因促進(jìn)了光的收集，所述組裝方式以低于其他塊探測器設(shè)計的成本提高了系統(tǒng)性能。在采用常規(guī)方案安裝光導(dǎo)和PMT時，在組裝過程中采用光學(xué)膠合劑將PMT粘合到光導(dǎo)上。處于模塊“中央”的PMT不被相鄰模塊所共享，因而可以在將模塊插入到臺架之前，將其粘合到適當(dāng)位置。在將光導(dǎo)安裝到先前安裝的管的行之間的間隙內(nèi)之后安裝在模塊之間共享的PMT。為了實現(xiàn)準(zhǔn)確的放置，使臺架旋轉(zhuǎn)，從而使將要安裝的下一共享PMT行具有豎直取向。向共享PMT行施加熱量，從而加速固化時間，由此能夠在大約1.5到2.5小時內(nèi)安裝一行。之后，使臺架旋轉(zhuǎn)，繼而粘合并固化下一共享PMT行。著導(dǎo)致了冗長的PMT組裝時間。此外，共享PMT的接合也不像非共享PMT那樣強(qiáng)固，其可能由于熱應(yīng)力或機(jī)械應(yīng)力而分離，因為共享的列被粘合到了兩個光導(dǎo)之間的接縫上。本申請?zhí)峁┝诵滦透倪M(jìn)PMT模塊以及PMT模塊構(gòu)造系統(tǒng)和方法，其克服了上文提及的問題以及其他問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，一種用于核成像掃描儀的斷層攝影探測器模塊的光導(dǎo)組件包括多個上疊覆光導(dǎo)，在每一上疊覆光導(dǎo)的第一側(cè)和第二側(cè)的每者上具有上疊覆結(jié)構(gòu)，還包括多個下疊覆光導(dǎo)，每一下疊覆光導(dǎo)的第一側(cè)和第二側(cè)的每者上具有下疊覆結(jié)構(gòu)。所述多個上疊覆光導(dǎo)中的每 者的上疊覆結(jié)構(gòu)與所述多個下疊覆光導(dǎo)中的兩個中的每者的下疊覆結(jié)構(gòu)對接(interface),從而使所述多個上疊覆光導(dǎo)和下疊覆光導(dǎo)交替稱合到一起,從而在安裝到核掃描儀臺架時形成連續(xù)的環(huán)。根據(jù)另一方面，一種構(gòu)造核探測器模塊的方法包括將多個預(yù)先組裝的光導(dǎo)模塊安裝到臺架上，每一預(yù)先組裝的下疊覆光導(dǎo)模塊包括在其相對兩側(cè)具有對接結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)、粘合到每一光導(dǎo)的表面上的多個PMT以及耦合到每一光導(dǎo)的內(nèi)表面上的閃爍晶體陣列。所述方法還包括在將所述預(yù)先組裝的光導(dǎo)模塊安裝到臺架內(nèi)時向所述對接結(jié)構(gòu)涂敷光學(xué)油脂。根據(jù)另一方面，一種用于核成像掃描儀的斷層攝影探測器模塊的光導(dǎo)組件包括多個在第一側(cè)具有上疊覆結(jié)構(gòu)，在其第二側(cè)具有下疊覆結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)。所述多個光導(dǎo)中的每者的上疊覆結(jié)構(gòu)與相鄰光導(dǎo)的下疊覆結(jié)構(gòu)對接，從而在安裝到核掃描儀臺架時使所述多個光導(dǎo)耦合到一起，以形成連續(xù)環(huán)。一個優(yōu)點(diǎn)是縮短了探測器模塊構(gòu)造時間。另一個優(yōu)點(diǎn)在于消除了相鄰光導(dǎo)之間的接縫。另一個優(yōu)點(diǎn)在于具有更大的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性。在閱讀并理解了下述詳細(xì)說明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到本創(chuàng)新的其他優(yōu)點(diǎn)。


本創(chuàng)新可以采取各種部件和部件設(shè)置的形式，以及各種步驟和步驟設(shè)置的形式。附圖的作用僅在于對各個方面進(jìn)行舉例說明，不應(yīng)將其推斷為對本發(fā)明構(gòu)成限制。圖1示出了一對互補(bǔ)光導(dǎo)，它們在構(gòu)建PET探測器的PMT模塊的過程中重疊耦合。圖2示出了說明4列重疊光導(dǎo)和2列重疊光導(dǎo)的互鎖(interlocking)的探測器環(huán)的部分。圖3示出了具有耦合至4列光導(dǎo)的2列光導(dǎo)的探測器模塊的部分，兩光導(dǎo)都具有多個粘合于其上的PMT。圖4示出了一種根據(jù)文中描述的各個方面的用于預(yù)先組裝出多個光導(dǎo)模塊，之后將預(yù)組裝的模塊就地組裝到PET臺架內(nèi)的方法。圖5示出了一種PET探測器模塊，其形狀是由交替耦合的上疊覆光導(dǎo)和下疊覆光導(dǎo)構(gòu)成的具有多條邊的多邊形“環(huán)”，所述環(huán)圍繞檢查區(qū)域，將受檢者放置到所述區(qū)域內(nèi)以采集核掃描數(shù)據(jù)。圖6示出了多個光導(dǎo)組件，每一組件具有下疊覆結(jié)構(gòu)和上疊覆結(jié)構(gòu)，它們在構(gòu)建用于PET探測器的圓柱形PMT模塊陣列時光學(xué)耦合到一起。
具體實施例方式本創(chuàng)新克服了就地PMT放置的問題，以及探測器模塊之間共享的PMT列的接合強(qiáng)度弱的問題。所描述的系統(tǒng)和方法有助于在安裝 到臺架內(nèi)之前將PMT粘合到PET探測器模塊中的適當(dāng)位置，并且在向臺架上組裝的過程中對探測器模塊進(jìn)行油脂耦合。此外，共享PMT的接合與非共享PMT接合同樣強(qiáng)，由此克服了共享行內(nèi)的PMT的PMT脫離問題。圖1示出了上疊覆光導(dǎo)10和下疊覆光導(dǎo)12，它們將在構(gòu)建用于PET探測器的圓柱形PMT模塊陣列時光學(xué)耦合到一起。在所示出的例子中，上疊覆光導(dǎo)10是4列光導(dǎo)，下疊覆光導(dǎo)12是2列光導(dǎo)。光導(dǎo)10、12中的每者具有多個六邊形的密集排布的容座14，使多個PMT按照蜂窩形圖案光學(xué)耦合到所述容座內(nèi)。將每一光導(dǎo)(例如，朝向采用了文中描述的探測器模塊的PET臺架中的檢查區(qū)域內(nèi)的患者的一面，其中，所述閃爍事件是由PET掃描過程中發(fā)射的正電子引起的)光學(xué)耦合至其底面上的閃爍晶體陣列16。在所示出的實施例中，每一閃爍器陣列16具有相同的尺寸。在一個實施例中，每一閃爍器陣列16是像素化陣列，但是也可以設(shè)想每一陣列16采用單個閃爍器晶體。所述光導(dǎo)將來自所述閃爍事件的光傳輸至PMT，所述光在該處被探測。每一光導(dǎo)具有反映圓柱形探測器組件的曲率的曲率。但是，每一容座可以具有平的底面或者其他表面，其與PMT的光接收面一致，以促進(jìn)PMT的安裝。下疊覆光導(dǎo)12沿每一側(cè)邊具有擴(kuò)展的或者下疊覆的下疊覆結(jié)構(gòu)18，其外表面與上疊覆光導(dǎo)10上的凹陷或內(nèi)表面20對接。上疊覆光導(dǎo)包括處于其側(cè)邊上的上疊覆結(jié)構(gòu)22，在采用光學(xué)耦合脂使所述光導(dǎo)10、12光學(xué)耦合到一起時所述上疊覆結(jié)構(gòu)22與所述下疊覆光導(dǎo)的下疊覆結(jié)構(gòu)18重疊。將文中描述的上疊覆結(jié)構(gòu)和下疊覆結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為對接結(jié)構(gòu)。所述上疊覆結(jié)構(gòu)中的每者包括由六邊形容座14構(gòu)成的列，將PMT光學(xué)耦合到所述容座內(nèi)，由此消除了直接位于共享PMT的下面的接縫，其中，所述共享PMT位于光導(dǎo)10、12上的晶體陣列16之間的界面之上。光導(dǎo)10、12可以包括硅酮、丙烯酸或者任何其他適當(dāng)?shù)牟牧?。在一個實施例中，所述上疊覆結(jié)構(gòu)22和下疊覆結(jié)構(gòu)18具有共同的徑向厚度。每一光導(dǎo)具有安裝結(jié)構(gòu)24，通過其將光導(dǎo)安裝到定義圓柱芯的安裝環(huán)上。上疊覆結(jié)構(gòu)22的下表面和下疊覆結(jié)構(gòu)的上表面可以是平的，或者具有類似的曲率等，以促進(jìn)光學(xué)耦合。通常，采用光導(dǎo)10、12將閃爍晶體陣列16耦合至PMT (圖3所示)，以形成被配置為探測PET掃描儀中的正電子一電子湮滅事件發(fā)射的511keVY射線的探測器模塊。本領(lǐng)域已知，在電子和正電子相遇時，它們將發(fā)生湮滅，從而根據(jù)動量守恒原理發(fā)射出兩個相反方向的511keV的Y射線。在PET數(shù)據(jù)采集中，假定由同一正電子一電子湮滅事件引發(fā)了兩個基本上同時的511keVY射線探測事件，因此所述湮滅事件處于連接所述兩個基本上同時的511keVY射線探測事件的“響應(yīng)線”的某一沿線位置上。這一響應(yīng)線有時又被稱為投影，所采集到的PET數(shù)據(jù)被稱為投影數(shù)據(jù)。在常規(guī)的PET中，將基本上同時的511keV Y射線探測事件定義為出現(xiàn)在選定的短時間窗口內(nèi)的兩個511keVy射線 探測事件，例如，所述窗口為相互的一納秒以內(nèi)。由于湮滅位置相對于探測元件是可變的，因而在基本上同時發(fā)生的Y光子探測事件之間存在小的(例如，不足納秒的)時間差。被稱為飛行時間PET或TOF-PET的相關(guān)技術(shù)就利用了這一小的時間差沿所述響應(yīng)線對所述正電子一電子湮滅事件進(jìn)一步定位。一般而言，湮滅事件發(fā)生在沿所述投影的更加接近首先發(fā)生的Y射線探測事件的點(diǎn)上。如果兩個Y射線探測事件在探測器的時間分辨率內(nèi)是同時發(fā)生的，那么湮滅事件發(fā)生在投影的中點(diǎn)。在SPECT探測器中，閃爍器被選擇為響應(yīng)其他輻射能量。將未示出的準(zhǔn)直器設(shè)置到閃爍器和成像區(qū)域之間。按照陣列或者平鋪配置來布置閃爍晶體陣列16，從而使晶體之間的縫隙最小或者沒有縫隙。諸如PMT的閃爍晶體陣列是可單獨(dú)拆卸的，從而有助于損壞的或者故障晶體和/或PMT的更換。在PET中，由PMT探測的閃爍事件(例如，與一個或多個閃爍晶體的Y射線反應(yīng))是帶有時間戳的，并且是能量選通的(例如，排除那些在接受檢查的對象體內(nèi)受到康普頓散射的Y射線)，并輸出對所述帶有時間戳的閃爍事件信息的分析，以識別出對應(yīng)于核掃描過程中檢查對象體內(nèi)的共同湮滅事件的閃爍事件對。一般而言，每一陣列16中的閃爍器晶體厚度和個體閃爍器元件的尺寸是閃爍材料密度的函數(shù)。
可以設(shè)想將各種類型的閃爍晶體用到文中描述的探測器中。所述閃爍材料可以是吸濕性的，也可以是非吸濕性的。在采用吸濕性閃爍材料時，將晶體密封到探測器體內(nèi)，從而避免濕氣使晶體劣化是有用的。例如，在一個實施例中，閃爍晶體是由溴化鑭(LaBr)形成的。在另一實施例中，所述結(jié)晶是由碘化鈉(NaI).LSO、BGO等形成的。圖2示出了說明上疊覆和下疊覆光導(dǎo)的互鎖的探測器環(huán)部分40。在安裝光導(dǎo)之前采用光學(xué)膠合劑將PMT粘合到光導(dǎo)上。部分40包括耦合至上疊覆光導(dǎo)10的第一下疊覆光導(dǎo)12a，所述上疊覆光導(dǎo)10又耦合至第二下疊覆光導(dǎo)12b，等等。每一光導(dǎo)10、12光學(xué)耦合至在其內(nèi)表面(即，面向患者或檢查區(qū)域的)上的所述閃爍晶體陣列(參考圖1)。在一個實施例中，采用對準(zhǔn)銷等將下疊覆光導(dǎo)安裝到支撐環(huán)上。向下疊覆擴(kuò)展部18和/或上疊覆擴(kuò)展部22涂敷光學(xué)耦合脂涂層，之后采用對準(zhǔn)銷等將上疊覆光導(dǎo)安裝到支撐環(huán)上。隨著每一上疊覆光導(dǎo)10的安裝，所要關(guān)注的是要確保通過平滑、無氣泡的光學(xué)/耦合油脂層對所述上疊覆和下疊覆光導(dǎo)10、12進(jìn)行均勻的光學(xué)耦合。下疊覆光導(dǎo)12a、12b包括處于其每一側(cè)的下疊覆結(jié)構(gòu)或表面18，其與上疊覆光導(dǎo)10的每一側(cè)的上疊覆結(jié)構(gòu)22互鎖或?qū)?。所述上疊覆結(jié)構(gòu)22中的每者具有位于其上的上疊覆列42、44，PMT處于所述列上。處于上疊覆列上的PMT探測來自下疊覆和上疊覆光導(dǎo)二者上的晶體陣列的閃爍事件。上疊覆列42、44形成了與下疊覆光導(dǎo)上的六邊形容座16的列之間的非直線接縫。在一個實施例中，使光導(dǎo)相互油脂耦合(例如，采用光學(xué)油脂等)，所述油脂提供了震動吸收耦合，并使光在光導(dǎo)10、12之間的接頭處的散射最小化。在另一實施例中，每一光導(dǎo)都具有處于其第一側(cè)的下疊覆結(jié)構(gòu)以及處于其相對側(cè)上的上疊覆結(jié)構(gòu)。在這種構(gòu)造當(dāng)中，每一光導(dǎo)具有與相鄰光導(dǎo)的下疊覆結(jié)構(gòu)重疊的上疊覆列42，還具有與另一相鄰光導(dǎo)的上疊覆結(jié)構(gòu)重疊的下疊覆結(jié)構(gòu)。這樣的光導(dǎo)可以具有不同數(shù)量的PMT列(例如，如上所述分別為2列和4列)，或者可以具有相同的列數(shù)(例如，3、4等)。圖3示出了具有耦合至4列上疊覆光導(dǎo)10的2列下疊覆光導(dǎo)12的探測器模塊的部分60，兩光導(dǎo)都具有多個粘 合于其上的PMT62。4列光導(dǎo)的上疊覆結(jié)構(gòu)22包括由PMT62構(gòu)成的上疊覆列42，這些PMT探測來自上疊覆4列光導(dǎo)10和2列下疊覆光導(dǎo)12兩者上的晶體陣列的閃爍事件。此外，探測器部分60包括多個裝配架64，它們將光導(dǎo)耦合至PET臺架結(jié)構(gòu)(未示出)。PMT62可以是任何適于探測核掃描儀的晶體陣列中的閃爍事件的PMT，其可以包括真空管PMT、固態(tài)PMT等。根據(jù)例子，由交替的下疊覆2列光導(dǎo)和上疊覆4列光導(dǎo)構(gòu)成的28邊“環(huán)”將受檢者完全包圍。使十四個2列單元按照交替的方式相互耦合，從而形成PET臺架中的28邊多邊形“環(huán)”。在其他實施例中，可以采用其他光導(dǎo)尺寸或?qū)挾鹊慕M合。例如，可以將具有N列的光導(dǎo)與具有M列的光導(dǎo)交替耦合，其中，N和M為整數(shù)。在一個實施例中，N和M是相等的。在另一實施例中，N和M是不等的。由所述光導(dǎo)形成的多邊形環(huán)的邊的數(shù)量作為光導(dǎo)的寬度以及多邊形環(huán)的直徑的函數(shù)而發(fā)生變化。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，盡管文中的各個圖示都示出了具有5PMT的列長度的光導(dǎo)，但是也可能采用其他列長度達(dá)到預(yù)期的有源探測器腔膛長度(即沿平行于穿過由互連光導(dǎo)形成的環(huán)的中心的縱軸的軸)。因此，列中的PMT的數(shù)量可以是預(yù)期環(huán)長度的函數(shù)，和/或是PMT尺寸的函數(shù)。在一個例子中，每一列包括的PMT數(shù)量處于IPMT到大約10PMT的范圍內(nèi)。
圖4示出了根據(jù)各個特征將光導(dǎo)模塊安裝到PET臺架內(nèi)的相關(guān)方法。盡管在文中將所述方法描述為一系列操作，但是應(yīng)當(dāng)理解，可能并非需要所有的操作才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)和/或結(jié)果，而且根據(jù)某些方面可以按照不同于文中描述的特定順序的順序執(zhí)行一些操作。圖4示出了一種根據(jù)文中描述的各個方面的用于預(yù)先組裝出多個光導(dǎo)模塊，之后將預(yù)組裝的模塊就地組裝到PET臺架內(nèi)的方法。在80中，將閃爍器陣列安裝到光導(dǎo)上。在82中，將PMT安裝到光導(dǎo)上。在這一點(diǎn)上，所述結(jié)構(gòu)是通過與圖3中呈現(xiàn)的類似的方法形成的。在84中，采用多個安裝架將多個預(yù)先組合的上疊覆光導(dǎo)安裝到臺架上。所述上疊覆光導(dǎo)包括處于其內(nèi)表面(面向PET臺架內(nèi)的檢查區(qū)域的)上的閃爍晶體陣列，并且具有預(yù)先粘合到其外表面上的多列PMT。所述上疊覆光導(dǎo)具有處于其每一側(cè)上的上疊覆結(jié)構(gòu)，每一上疊覆結(jié)構(gòu)包括處于其外表面上的上疊覆PMT列。所述上疊覆結(jié)構(gòu)與耦合至上疊覆光導(dǎo)的每一側(cè)的下疊覆光導(dǎo)上的對應(yīng)下疊覆結(jié)構(gòu)重疊。在86中，向上疊覆光導(dǎo)的上疊覆結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面，和/或向一個或多個下疊覆光導(dǎo)的下疊覆結(jié)構(gòu)的外表面涂敷光學(xué)油脂。通常，向上疊覆光導(dǎo)和下疊覆光導(dǎo)的所有接觸表面(即，在組裝探測器時光導(dǎo)的所有與其他光導(dǎo)發(fā)生接觸的表面)涂敷光學(xué)油脂。在88中，采用安裝架將預(yù)先組裝的下疊覆光導(dǎo)模塊(具有預(yù)先粘合到其外表面上的PMT以及耦合至其內(nèi)表面上的閃爍晶體陣列的)安裝到臺架上。下疊覆光導(dǎo)具有處于其每一側(cè)上的下疊覆結(jié)構(gòu)，在組裝到臺架內(nèi)時，每一下疊覆結(jié)構(gòu)與相鄰上疊覆光導(dǎo)上的上疊覆結(jié)構(gòu)重疊。在將下疊覆光導(dǎo)安裝到適當(dāng)位置時，在86中涂覆的光學(xué)油脂在光導(dǎo)之間形成了密封。一旦完成了安 裝就對PET掃描儀進(jìn)行校準(zhǔn)，使其準(zhǔn)備好用來對患者進(jìn)行掃描。在對患者進(jìn)行掃描時，向患者灌注或注入放射性示蹤劑。所述示蹤劑發(fā)射福射(由湮滅事件產(chǎn)生的Y射線)，所述輻射又將觸發(fā)閃爍陣列中的閃爍事件。通過PMT探測閃爍事件，并為其提供時間戳。采用帶有時間戳的事件重構(gòu)患者或研究區(qū)的圖像，并將其顯示給用戶和/或存儲到存儲器內(nèi)。圖5示出了一種核成像裝置100，其具有由閃爍器陣列16構(gòu)成的18邊多邊形“環(huán)”，將交替耦合的上疊覆光導(dǎo)10和下疊覆光導(dǎo)12光學(xué)耦合至所述閃爍器陣列，以形成圍繞檢查區(qū)域102的環(huán)，將受檢者置入所述檢查區(qū)域，以采集核掃描數(shù)據(jù)。將多列PMT62光學(xué)耦合至光導(dǎo)10、12的外表面(即，從檢查區(qū)域102朝外的表面)。也就是說，每一對上疊覆/下疊覆的光導(dǎo)10、12對應(yīng)于圖3中的探測器模塊部分60。采用光學(xué)油脂對光導(dǎo)10、12進(jìn)行光學(xué)耦合。根據(jù)一個實施例，在PET臺架中采用所述核成像裝置。在另一實施例中，在SPECT臺架中采用所述核成像裝置。在另一實施例中，在多模態(tài)成像裝置中采用所述核成像裝置100，例如，多模態(tài)成像裝置為組合PET/磁共振(MR)掃描儀、PET/計算機(jī)斷層攝影(CT)掃描儀、PET/x射線CT (XCT)掃描儀等。根據(jù)另一實施例，采用裝置100的核掃描儀是飛行事件(TOF) PET掃描儀。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以由任何數(shù)量的探測器模塊部分60生成任何預(yù)期的探測器環(huán)。所述裝置還包括圖像重構(gòu)和處理模塊104，其接收來自PMT62的探測閃爍事件，并將接收到的信息重構(gòu)成受檢者的核圖像。將原始掃描信息、重構(gòu)圖像信息等存儲到存儲器106內(nèi)，并在顯示器108上將重構(gòu)圖像呈現(xiàn)給用戶。在另一實施例中，所述重構(gòu)和處理模塊接收用于重構(gòu)核圖像的飛行時間數(shù)據(jù)，所述存儲器存儲該數(shù)據(jù)。圖6示出了多個光導(dǎo)組件120，每一組件具有下疊覆結(jié)構(gòu)和上疊覆結(jié)構(gòu)22，它們在構(gòu)建用于PET探測器的圓柱形PMT模塊陣列時光學(xué)耦合到一起。在一個實施例中，每一光導(dǎo)120具有多個六邊形密集排布容座(參考圖1和圖2)，將多個PMT (圖3)按照蜂窩形圖案光學(xué)耦合到所述容座內(nèi)。將每一光導(dǎo)光學(xué)耦合至在其底面(例如，朝向采用了文中描述的探測器模塊的PET臺架中的檢查區(qū)域內(nèi)的患者的一面)上的閃爍晶體陣列16，其中，所述閃爍事件是由PET掃描過程中發(fā)射的正電子引起的。在所示出的實施例中，每一閃爍器陣列16具有相同的尺寸。在一個實施例中，每一閃爍器陣列16是像素化陣列，但是也可以設(shè)想每一陣列16采用單個閃爍器晶體。所述光導(dǎo)將來自所述閃爍事件的光傳輸至PMT，所述光在該處受到探測。光導(dǎo)120具有沿每一側(cè)邊的下疊覆結(jié)構(gòu)18，該結(jié)構(gòu)的外表面與相鄰光導(dǎo)的上疊覆結(jié)構(gòu)22上的凹陷或內(nèi)表面對接。在采用(例如)光學(xué)耦合脂將各個光導(dǎo)120耦合到一起時，每一光導(dǎo)的側(cè)邊上的上疊覆結(jié)構(gòu)22與相鄰光導(dǎo)的下疊覆結(jié)構(gòu)18重疊。通過這種方式在核掃描儀臺架內(nèi)構(gòu)造和/或組裝出了由光導(dǎo)組件120構(gòu)成的連續(xù)“環(huán)”。已經(jīng)參考幾個實施例描述了本創(chuàng)新。在閱讀并理解了前述詳細(xì)說明的同時，本領(lǐng)域技術(shù)人員可能想到修改和變化。這意味著，應(yīng)當(dāng)將本創(chuàng)新推斷為包括所有此類落在所附權(quán)利要求或者其等同要件的 范圍內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于核成像掃描儀的斷層攝影探測器模塊的光導(dǎo)組件，包括 多個上疊覆光導(dǎo)(10)，在每一上疊覆光導(dǎo)的第一側(cè)和第二側(cè)的每者上具有上疊覆結(jié)構(gòu)(22)； 多個下疊覆光導(dǎo)(12)，每一下疊覆光導(dǎo)具有處于每一下疊覆光導(dǎo)(12)的第一側(cè)和第二側(cè)中的每者上的下疊覆結(jié)構(gòu)(18)； 其中，所述多個上疊覆光導(dǎo)(10)中的每者的所述上疊覆結(jié)構(gòu)(22)與所述多個下疊覆光導(dǎo)(12)中的兩個當(dāng)中的每者的下疊覆結(jié)構(gòu)(18)對接，從而在所述多個所述上疊覆光導(dǎo)(10)和所述下疊覆光導(dǎo)(12)被安裝至核掃描儀臺架時使所述多個所述上疊覆光導(dǎo)(10)和所述下疊覆光導(dǎo)(12)交替耦合到一起，以形成連續(xù)的環(huán)。
2.一種核探測器模塊，包括 根據(jù)權(quán)利要求I所述的光導(dǎo)；以及 耦合至所述多個上疊覆光導(dǎo)中的每者以及所述多個下疊覆光導(dǎo)中的每者的內(nèi)表面的閃爍晶體陣列(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核探測器模塊，還包括耦合至所述多個上疊覆光導(dǎo)中的每者和所述多個下疊覆光導(dǎo)中的每者的表面的多個光電倍增管(PMT) (62)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核探測器模塊，其中，所述PMT(62)按列布置，所述列平行于相應(yīng)光導(dǎo)(10，12)的環(huán)的軸延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的核探測器模塊，其中，每一列包括至少2個PMT，多達(dá)包括大約10個PMT。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的核探測器模塊，其中，所述上疊覆光導(dǎo)包括N列PMT，并且其中，所述下疊覆光導(dǎo)包括M列PMT，其中，M和N是整數(shù)，并且M不等于N。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的光導(dǎo)組件，其中，所述下疊覆結(jié)構(gòu)包括朝向所述核成像掃描儀的外部且被油脂耦合至上疊覆光導(dǎo)(10)上的互補(bǔ)表面并與所述上疊覆光導(dǎo)(10)上的所述互補(bǔ)表面配合的基本平坦的表面。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的光導(dǎo)組件，其中，所述上疊覆結(jié)構(gòu)包括朝向所述核成像掃描儀的內(nèi)部且被油脂耦合至下疊覆光導(dǎo)(12)上的互補(bǔ)表面并與所述下疊覆光導(dǎo)(12)上的所述互補(bǔ)表面配合的基本平坦的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8中的任一項所述的核探測器模塊，還包括多個安裝架(64)，其將所述上疊覆光導(dǎo)(10)和所述下疊覆光導(dǎo)(12)耦合至所述核臺架。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-9中的任一項所述的核探測器模塊，還包括一層位于每一下疊覆結(jié)構(gòu)(18)和與所述下疊覆結(jié)構(gòu)(18)對接的上疊覆結(jié)構(gòu)(22)之間的光學(xué)油脂。
11.一種核掃描儀，包括 根據(jù)權(quán)利要求2-10中的任一項所述的核探測器模塊； 將采集到的核掃描數(shù)據(jù)重構(gòu)成核圖像的重構(gòu)處理器(104);以及 在其上將所述核圖像呈現(xiàn)給用戶的顯示器(108)。
12.—種核掃描儀,包括 根據(jù)權(quán)利要求3-11中的任一項所述的核探測器模塊，其中，所述多個PMT (62)按照緊密排布的蜂窩形圖案布置在所述光導(dǎo)(10，12)的表面上。
13.一種核成像掃描儀，包括根據(jù)權(quán)利要求3-12中的任一項所述的核探測器模塊，還包括按照蜂窩形圖案布置的多列六邊形PMT容座(14)，在所述光導(dǎo)(10，12)的外表面上將所述多個PMT (62)置于所述容座內(nèi)，并且其中，所述上疊覆結(jié)構(gòu)(22)包括上疊覆列(42，44)，所述上疊覆列(42，44)與所述下疊覆光導(dǎo)(12)上的容座(14)列對接，從而在所述上疊覆光導(dǎo)(10)和所述下疊覆光導(dǎo)(10)之間形成了非直線接縫。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，所述核成像掃描儀是飛行時間(TOF)正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描儀。
15.一種用于構(gòu)造核探測器模塊的方法，包括 將多個預(yù)先組裝的光導(dǎo)模塊安裝到臺架上，每一預(yù)先組裝的光導(dǎo)模塊包括具有處于其相對的兩側(cè)的對接結(jié)構(gòu)(18，22)的光導(dǎo)(10，12，120)、粘合至每一光導(dǎo)的表面的多個PMT(62)以及耦合至每一光導(dǎo)的內(nèi)表面的閃爍晶體陣列(16)； 在將所述預(yù)先組裝的光導(dǎo)模塊安裝到所述臺架內(nèi)時向所述對接結(jié)構(gòu)涂敷光學(xué)油脂。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述PMT(62)成列布置，所述列平行于相應(yīng)光導(dǎo)(10,12)的所述第一側(cè)和第二側(cè)延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，每一列包括至少2個PMT，多達(dá)包括大約10個PMT。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中的任一項所述的方法，其中，安裝所述多個預(yù)先組裝的光導(dǎo)模塊包括 將多個預(yù)先組裝的下疊覆光導(dǎo)模塊安裝到臺架上，每一預(yù)先組裝的下疊覆光導(dǎo)模塊包括具有處于其相對兩側(cè)上的下疊覆結(jié)構(gòu)(22)的下疊覆光導(dǎo)(12)、粘合到每一下疊覆光導(dǎo)的表面上的多個PMT (62)以及耦合至每一下疊覆光導(dǎo)的內(nèi)表面的閃爍晶體陣列(16);以及 將多個預(yù)先組裝的上疊覆光導(dǎo)模塊(10)安裝到所述臺架，每一預(yù)先組裝的上疊覆光導(dǎo)模塊包括上疊覆光導(dǎo)(12)、多個粘合至每一上疊覆光導(dǎo)的表面的PMT (62)、以及耦合至每一上疊覆光導(dǎo)的內(nèi)表面的閃爍晶體(16)陣列。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，每一預(yù)先組裝的上疊覆光導(dǎo)模塊包括N列PMT，并且其中，每一預(yù)先組裝的下疊覆光導(dǎo)模塊包括M列PMT，其中，M和N是整數(shù)，并且M不等于N。
20.一種用于核成像掃描儀的斷層攝影探測器模塊的光導(dǎo)組件，包括 多個光導(dǎo)(120)，所述光導(dǎo)具有處于其第一側(cè)的上疊覆結(jié)構(gòu)(22)和處于其第二側(cè)的下疊覆結(jié)構(gòu)(18)； 其中，所述多個光導(dǎo)(120)中的每者的所述上疊覆結(jié)構(gòu)(22)與相鄰光導(dǎo)(120)的下疊覆結(jié)構(gòu)(18)對接，從而被安裝到核掃描儀臺架時將所述多個光導(dǎo)(120)耦合到一起，以形成連續(xù)的環(huán)。
21.—種核探測器模塊,包括 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光導(dǎo)組件；以及 耦合至所述多個光導(dǎo)(120)中的每者的內(nèi)表面的閃爍晶體陣列(16);以及耦合至所述多個光導(dǎo)中的每者的表面的多個光電倍增管(PMT) (62)。
全文摘要
在構(gòu)造臺架中的核探測器模塊時，將多個上疊覆光導(dǎo)模塊(10)按照隔開的形式安裝到臺架內(nèi)，將多個下疊覆光導(dǎo)模塊(12)安裝在每一對上疊覆光導(dǎo)模塊(10)之間。下疊覆模塊和上疊覆模塊中的每者包括處于其內(nèi)表面上的閃爍晶體陣列(16)和多個處于其外表面上的PMT。上疊覆模塊(10)具有上疊覆結(jié)構(gòu)(22)，其與下疊覆模塊(12)上的下疊覆結(jié)構(gòu)(18)對接，由此消除了直接位于PMT的下面的縫隙，所述PMT是指與上疊覆模塊和下疊覆模塊兩者上的晶體陣列都重疊的PMT。采用光學(xué)油脂形成彈性油脂耦合，并減少下疊覆模塊和上疊覆模塊之間的光散射。
文檔編號G01T1/20GK103238086SQ201180056439
公開日2013年8月7日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者T·L·勞倫斯, J·劉, S·E·庫克, S·J·普盧默 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司