CN108113696A - 探测器、深度测量探测器单元及其作用深度计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于医疗设备领域，公开了深度测量探测器单元、深度测量探测器单元的作用深度计算方法以及探测器，其中，深度测量探测器单元包括两个间隔并排设置的闪烁晶体和两个分别设于两闪烁晶体一端的光电探测器，两个闪烁晶体之间的空隙包括靠近光电探测器的第一分层空间、远离光电探测器的第二分层空间和位于第一、二分层空间之间的第三分层空间，第一分层空间内填充有第一反射膜，第二分层空间内填充有光学耦合体，第三分层空间内填充有空气。本发明在不需要对闪烁晶体进行复杂处理的情形下，通过单端光电探测器读出，实现了连续的相互作用深度的测量，降低了探测器作用深度测量的实现难度和成本，且其深度分辨率高、时间分辨率高、一致性好。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及深度测量探测器单元、该深度测量探测器单元的作用深度计算方法以及具有该深度测量探测器单元的探测器。
背景技术
PET(Positron Emission Tomography，正电子发射断层成像)是一种先进的核医学成像仪器。探测器是PET系统的核心组件，用于探测伽马射线发生的位置，主要由闪烁晶体和光电探测器组成。硅光电倍增管(SiPM)阵列是一种常用于PET系统的光电探测器。PET探测器的闪烁晶体通常由许多截面小的长晶体组成，由于伽马射线在闪烁晶体中发生作用深度(depth of interaction，DOI)的不确定性，PET系统分辨率在偏离视野中心处会变坏；同样的效应存在于探测器的轴向，对于斜的响应线，探测器的轴向越长，PET空间分辨率的受影响程度会越严重。在临床全景PET扫描仪中，探测器环的直径大、轴向视野长，轴向分辨率受相互作用深度的不确定效应的影响非常严重，使用传统非深度测量探测器的PET系统无法实现高分辨率。而且相互作用深度的不确定性也会造成PET分辨率的不均匀性。
近年来，随着闪烁晶体工艺和硅光电倍增管技术的发展和造价的降低，为研发价格适中的全景PET仪器(轴向视野约200cm的临床PET)创造了有利条件。由于传统的临床PET探测器不具备相互作用深度测量能力，故，技术人员只能通过探测器得到伽马射线发生在哪个晶体中，而无法知道发生在该晶体中的哪一个深度，因此很难实现得到全视野高分辨率的临床全景PET系统。
为解决上述传统技术的问题，现有技术提出一种具有深度测量能力的PET探测器，其实施方式为：采用激光对闪烁晶体条预设深度进行网状切割处理，使闪烁晶体条出现多个不同的层，再将两个闪烁晶体的顶层通过光学胶进行耦合组成探测器单元，其余部分采用增强型光反射膜(ESR)隔离，通过两个光电探测器分别采集每个闪烁晶体的输出能量，通过能量比计算得到不同层的信息，从而得到相互作用深度信息。该实施方式需要对闪烁晶体条采用激光亚表面切割技术进行处理，使得晶体截面产生网状分层，而又不切断，其缺点是闪烁晶体切割技术难度大，成本高，耗时长，均匀性难以掌控，且相互作用深度信息不连续。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种深度测量探测器单元，其旨在解决现有深度测量探测器中存在闪烁晶体切割技术难度大、成本高、耗时长、均匀性难以掌控、相互作用深度信息不连续的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供的方案是：深度测量探测器单元，包括两个间隔并排设置的闪烁晶体和两个并排间隔设置且分别设于两所述闪烁晶体一端的光电探测器，两个所述闪烁晶体之间的空隙包括靠近所述光电探测器的第一分层空间、远离所述光电探测器的第二分层空间和位于所述第一分层空间与所述第二分层空间之间的第三分层空间，所述第一分层空间内填充有第一反射膜，所述第二分层空间内填充有光学耦合体，所述第三分层空间内填充有空气。
可选地，所述第三分层空间全部填充空气。
或者，所述第三分层空间内填充有空气和第二反射膜。
可选地，所述第二反射膜呈三角状从所述第一反射膜延伸至所述光学耦合体；且/或，
所述第一反射膜和所述第二反射膜采用相同的材质制成。
可选地，所述闪烁晶体具有朝向所述光电探测器的信号输出端，所述深度测量探测器单元还包括包覆于两个所述闪烁晶体外且避开所述信号输出端的第三反射膜，所述第三反射膜与所述第一反射膜采用相同的材质制成。
可选地，所述闪烁晶体的形状为长方体。
可选地，所述闪烁晶体具有两个分别靠近所述第一分层空间与所述第二分层空间的端面和四个分别连接两个所述端面之四边缘的侧面，两个所述端面经抛光处理，四个所述侧面不经抛光处理；且/或，
所述闪烁晶体的尺寸为3mm*3mm*20mm。
可选地，所述光电探测器为硅光电倍增管或者多像素光子计数器或者光电倍增管或者雪崩光二极管；且/或，
所述光学耦合体的材质为光学胶或者光学油脂；且/或，
所述闪烁晶体的材质为硅酸钇镥或者硅酸镥或者碘化钠或者溴化镧；且/或，
所述第一反射膜为ESR；且/或，
所述第一分层空间、所述第二分层空间和所述第三分层空间都呈矩形。
本发明的第二个目的在于提供一种深度测量探测器单元的作用深度计算方法，其实施方式为：采用两个光电探测器分别对两个闪烁晶体进行能量信号采集，定义两个所述光电探测器采集到的能量信号分别为E1和E2，则这两个所述闪烁晶体的相互作用深度信息分别可由E1/(E1+E2)、E2/(E1+E2)得到。
本发明的第三个目的在于提供一种探测器，其包括多个上述的深度测量探测器单元，各所述深度测量探测器单元以光电探测器朝向一致的方式分成若干排和若干列排布。
本发明提供的深度测量探测器单元、探测器以及深度测量探测器单元的作用深度计算方法，通过采用第一反射膜、空气和光学耦合体分别耦合在两个相同闪烁晶体之间的不同位置，从而可通过不同的长度和形状组合方法来实现晶体不同深度光分享程度的区分。具体应用中，采用两个光电探测器分别对两个闪烁晶体的闪烁光进行采集和转换得到能量信息，然后通过计算两个光电探测器的能量比即可得到伽马射线在晶体中的作用深度信息。与现有技术相比，本发明提供的深度测量探测器单元、探测器以及深度测量探测器单元的作用深度计算方法，不需要对闪烁晶体进行激光处理，从而有效降低了具有深度测量能力的探测器的实现难度和成本；且其相互作用深度信息连续，一致性更好，时间分辨率也更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的深度测量探测器单元的立体透视示意图；
图2是本发明实施例一提供的两个闪烁晶体之间的耦合结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的探测器的立体透视示意图；
图4是本发明实施例二提供的两个闪烁晶体之间的耦合结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例一：
如图1-3所示，本发明实施例一提供的深度测量探测器单元100，包括两个间隔并排设置的闪烁晶体1和两个并排间隔设置且分别设于两闪烁晶体1一端的光电探测器2，两个闪烁晶体1之间的空隙包括靠近光电探测器2的第一分层空间、远离光电探测器2的第二分层空间和位于第一分层空间与第二分层空间之间的第三分层空间，第一分层空间内填充有第一反射膜3，第二分层空间内填充有光学耦合体4，第三分层空间内填充有空气5。本实施例提供的深度测量探测器单元100，通过采用第一反射膜3、空气5和光学耦合体4分别耦合在两个相同闪烁晶体1之间的不同位置，从而可通过不同的长度和形状组合方法来实现晶体不同深度光分享程度的区分。具体应用中，采用两个光电探测器2分别对两个闪烁晶体1的闪烁光进行采集和转换得到能量信息，然后通过计算两个光电探测器2的能量比即可得到伽马射线在晶体中的作用深度信息。本实施例提供的深度测量探测器单元100，不需要对闪烁晶体1进行激光处理，从而有效降低了具有深度测量能力的探测器的实现难度和成本；且其相互作用深度信息连续，一致性非常好，时间分辨率也非常好。
优选地，闪烁晶体1的材质为硅酸钇镥。硅酸钇镥闪烁晶体1(LYSO)具有高光输出、快发光衰减、有效原子序数多、物化性质稳定、不潮解、对γ射线探测效率高等特性。当然了，具体应用中，闪烁晶体1也可采用其它材质制成，例如硅酸镥(LSO)、碘化钠(NaI)、溴化镧(LaBr3)等。
优选地，闪烁晶体1的形状为长方体，其形状规则、结构简单、易于制造。
优选地，闪烁晶体1的尺寸为3mm*3mm*20mm。当然了，具体应用中，闪烁晶体1的尺寸不限于此。
优选地，闪烁晶体1具有朝向光电探测器2的信号输出端，两个闪烁晶体1的信号输出端位于同一侧，两个光电探测器2分别与两闪烁晶体1的信号输出端对位设置。闪烁晶体1具有两个分别靠近第一分层空间与第二分层空间的端面和四个分别连接两个端面之四边缘的侧面，两个端面经抛光处理，四个侧面不经抛光处理。此处，闪烁晶体1只有两个端面进行抛光处理，四个侧面都不需要进行抛光处理，极大程度地降低了闪烁晶体1的制造难度和制造成本。
优选地，第一分层空间、第二分层空间和第三分层空间都呈矩形。第一分层空间、第三分层空间和第二分层空间沿竖直方向依次连续分布。
优选地，第一反射膜3为增强型光反射膜(Enhanced Specular Reflector，简称ESR)，其反射率高。ESR为银反射膜，其是具有使用PET系树脂为原料制成的多层膜结构，同时也是在可见光波长范围内有非常高的反射率的光学薄膜，且ESR除了具有高反射率外也不至于有明显色偏。当然了，具体应用中，ESR也可替换为其他反射系数较高的反射材料层。
优选地，光学耦合体4的材质为光学胶。此处，光学耦合体4采用高透光性且折射率与闪烁晶体1相近的光学胶进行耦合，利于实现闪烁光的良好传输。当然了，具体应用中，光学耦合体4也可采用其它高透光性且折射率与闪烁晶体1相近的材质制成，例如光学油脂等。
优选地，光电探测器2为硅光电倍增管(Silicon photomultiplier，简称SiPM)，其具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。当然了，具体应用中，硅光电倍增管也可采用其它仪器代替，例如多像素光子计数器(Multi Pixel PhotoCounter，简称MPPC)或者光电倍增管(Photomultiplier Tube，简称PMT)或者雪崩光二极管(Avalanche Photo Diode，简称APD)等。
优选地，第三分层空间全部填充空气5。本优选实施方案中，两个闪烁晶体1之间在靠近信号读出端处使用高反射系数的反射材料进行隔离，同时使用光学胶进行粘接；中间部分不做处理，仅通过空气5进行隔离；顶部采用高透光性且折射率与闪烁晶体1相近的光学耦合体4进行耦合，实现闪烁光的良好传输。当然了，具体应用中，对于不同材料的耦合长度可根据需要进行调节。
优选地，深度测量探测器单元100还包括包覆于两个闪烁晶体1外且避开信号输出端的第三反射膜，第三反射膜与第一反射膜3采用相同的材质制成。深度测量探测器单元100除了信号输出端所在外表面之外，其余都包覆了第三反射膜。此处，第一反射膜3和第三反射膜采用相同的材质制成，这样，利于降低深度测量探测器单元100的制造难度和成本。
作为本实施例的一较佳实施方案，闪烁晶体1的尺寸为3mm*3mm*20mm，第一反射膜3为6mm高的长方体ESR反射膜，第三分层空间内的空气5为8mm高的长方体空气5层，光学耦合体4为6mm高的长方体光学胶；经采用3mm的光电探测器2进行探测实验，得到的平均深度分辨率好于4mm。
进一步地，本实施例还提供了深度测量探测器单元100的作用深度计算方法，其实施方式为：采用两个光电探测器2分别对两个闪烁晶体1进行能量信号采集，定义两个光电探测器2采集到的能量信号分别为E1和E2，则这两个闪烁晶体1的相互作用深度信息分别可由E1/(E1+E2)、E2/(E1+E2)得到。本实施例提供的深度测量探测器单元100的作用深度计算方法，由于采用了上述的深度测量探测器单元100，故，可在不对闪烁晶体1进行激光处理的情形下，实现了连续的相互作用深度的测量计算，有效降低了探测器作用深度计算的实现难度和成本，且其深度分辨率高、时间分辨率高、一致性好。
作为本实施例的一较佳实施方案，深度测量探测器单元100的作用深度计算方法的实施方式为：采用两个尺寸为3mm的SiPM对上述深度测量探测器单元100进行能量信号采集，定义两个SiPM和SiPM采集到的能量分别对应为E1和E2，通过一端的能量与总能量的比值E1/(E1+E2)、E2/(E1+E2)得到作用深度(Depth of interaction，简称DOI)信息，不同深度得到的DOI比值将会由于光分享程度的不同而不一样。
本实施例提供的深度测量探测器单元100的作用深度计算方法，采用单端光电探测器2和单层闪烁晶体1，通过闪烁晶体1间光分享的方法实现连续的相互作用深度的测量，其一致性好，时间分辨率低；且由于其不需要对闪烁晶体1进行激光处理，故，有效降低了实现难度和成本。
进一步地，本实施例还提供了探测器，其包括多个上述的深度测量探测器单元100，各深度测量探测器单元100以光电探测器2朝向一致的方式分成若干排和若干列排布。本实施例提供的探测器，由于采用了上述的深度测量探测器单元100，故，其可实现连续的相互作用深度的测量，且其深度分辨率高、时间分辨率高、一致性好，且其结构紧凑、制造难度低、制造成本低。
优选地，深度测量探测器单元100设有三十二个，闪烁晶体和光电探测器2的数量都为六十四个。此处，探测器由8*8阵列的闪烁晶体1和8*8阵列的光电探测器2组合而成，其可实现8*8的SiPM阵列进行信号读出。当然了，具体应用中，深度测量探测器单元100的数量不限于此。
本实施例提供的探测器，是采用SiPM阵列通过晶体之间光分享的原理来测量相互作用深度(Depth of interaction，简称DOI)的单端读出单层晶体阵列探测器，其结构紧凑，制造难度低，制造成本低，且具有连续的高深度分辨率和高时间分辨率。
实施例二：
本实施例提供的深度测量探测器、探测器以及深度测量探测器单元100的作用深度计算方法，与实施例一的区别主要在于第三分层空间内的填充物质有所不同，具体体现在：如图1-3所示，实施例一中，第三分层空间内全部填充空气5，即两个闪烁晶体1之间的中间部分不做处理，仅通过空气5进行隔离；而如图4所示，本实施例中，第三分层空间内填充有空气5和第二反射膜6，即两个闪烁晶体1之间的中间部分在采用空气5隔离的同时还额外增设了第三反射膜。本实施例中，由于也是通过采用不同材料分别耦合在两个相同闪烁晶体1之间的不同位置，故，其可通过不同的长度和形状组合方法来实现晶体不同深度光分享程度的区分，且本实施例中也不需要对闪烁晶体1进行激光处理，故，其实现难度和成本也很低，且其相互作用深度信息也是连续，一致性也非常好，时间分辨率也非常好。
优选地，第二反射膜6呈三角状从第一反射膜3延伸至光学耦合体4。具体地，第二反射膜6以宽度逐渐减小的形式从第一反射膜3延伸至光学耦合体4，第三分层空间内其余部分为空气5。
优选地，第一反射膜3和第二反射膜6采用相同的材质制成，这样，利于降低深度测量探测器单元100的制造难度和成本。
优选地，第一反射膜3和第二反射膜6都为高反射率的增强型光反射膜(ESR)。当然了，具体应用中，第一反射膜3和第二反射膜6也可采用其它反射系数较高的反射层材料制成。
作为本实施例的一较佳实施方案，闪烁晶体1的尺寸为3mm*3mm*20mm，第一反射膜3为6mm高的长方体ESR反射膜，第二反射膜6为9mm高的三角形ESR反射膜，光学耦合体4为5mm高的光学胶，第三分层空间内除了第二反射膜6外的其余部分为空气5。经采用3mm的光电探测器2进行探测实验，得到的平均深度分辨率好于3.5mm。
除了上述不同之外，本实施例提供的深度测量探测器、探测器以及深度测量探测器单元100的作用深度计算方法的其它设置方式，都可参照实施例一进行对应优化设计，在此不再详述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.深度测量探测器单元，其特征在于，包括两个间隔并排设置的闪烁晶体和两个并排间隔设置且分别设于两所述闪烁晶体一端的光电探测器，两个所述闪烁晶体之间的空隙包括靠近所述光电探测器的第一分层空间、远离所述光电探测器的第二分层空间和位于所述第一分层空间与所述第二分层空间之间的第三分层空间，所述第一分层空间内填充有第一反射膜，所述第二分层空间内填充有光学耦合体，所述第三分层空间内填充有空气。
2.如权利要求1所述的深度测量探测器单元，其特征在于，所述第三分层空间全部填充空气。
3.如权利要求1所述的深度测量探测器单元，其特征在于，所述第三分层空间内填充有空气和第二反射膜。
4.如权利要求3所述的深度测量探测器单元，其特征在于，所述第二反射膜呈三角状从所述第一反射膜延伸至所述光学耦合体；且/或，
所述第一反射膜和所述第二反射膜采用相同的材质制成。
5.如权利要求1所述的深度测量探测器单元，其特征在于，所述闪烁晶体具有朝向所述光电探测器的信号输出端，所述深度测量探测器单元还包括包覆于两个所述闪烁晶体外且避开所述信号输出端的第三反射膜，所述第三反射膜与所述第一反射膜采用相同的材质制成。
6.如权利要求1至5任一项所述的深度测量探测器单元，其特征在于，所述闪烁晶体的形状为长方体。
7.如权利要求6所述的深度测量探测器单元，其特征在于，所述闪烁晶体具有两个分别靠近所述第一分层空间与所述第二分层空间的端面和四个分别连接两个所述端面之四边缘的侧面，两个所述端面经抛光处理，四个所述侧面不经抛光处理；且/或，
所述闪烁晶体的尺寸为3mm*3mm*20mm。
8.如权利要求1至5任一项所述的深度测量探测器单元，其特征在于，所述光电探测器为硅光电倍增管或者多像素光子计数器或者光电倍增管或者雪崩光二极管；且/或，
所述光学耦合体的材质为光学胶或者光学油脂；且/或，
所述闪烁晶体的材质为硅酸钇镥或者硅酸镥或者碘化钠或者溴化镧；且/或，
所述第一反射膜为ESR；且/或，
所述第一分层空间、所述第二分层空间和所述第三分层空间都呈矩形。
9.如权利要求1至7任一项所述的深度测量探测器单元的作用深度计算方法，其特征在于，其实施方式为：采用两个光电探测器分别对两个闪烁晶体进行能量信号采集，定义两个所述光电探测器采集到的能量信号分别为E1和E2，则这两个所述闪烁晶体的相互作用深度信息分别可由E1/(E1+E2)、E2/(E1+E2)得到。
10.探测器，其特征在于，包括多个如权利要求1至7任一项所述的深度测量探测器单元，各所述深度测量探测器单元以光电探测器朝向一致的方式分成若干排和若干列排布。
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110376634A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 东软医疗系统股份有限公司 | 用于pet探测器的探测单元和pet探测器 |
| CN110368014A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 东软医疗系统股份有限公司 | 用于pet探测器的晶体阵列、探测器环和pet探测器 |
| CN110680367A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 东软医疗系统股份有限公司 | Pet探测器模块、pet探测器及pet系统 |
| CN114186166A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-15 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | 计算反应深度的方法、装置以及计算机可读存储介质 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4831263A (en) * | 1987-05-14 | 1989-05-16 | Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha | Position-sensitive radiation detector |
| US5012103A (en) * | 1988-10-28 | 1991-04-30 | Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha | Radiation detector |
| US5091650A (en) * | 1989-12-15 | 1992-02-25 | Hamamatsu Photonics K. K. | Radiation detector using scintillator array |
| JPH11142523A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | National Institute Of Radiological Sciences | 放射線入射位置３次元検出器 |
| US6087663A (en) * | 1997-02-10 | 2000-07-11 | Triumf | Segmented scintillation detector for encoding the coordinates of photon interactions |
| JP2004061492A (ja) * | 2002-06-04 | 2004-02-26 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線検出器用シンチレータ、その製造方法並びにそれを用いたｘ線検出器及びｘ線ｃｔ装置 |
| US20040178347A1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-16 | National Institute Of Radiological Sciences | Radiation three-dimensional position detector |
| US20040232342A1 (en) * | 2003-05-20 | 2004-11-25 | Cti Pet Systems, Inc. | Grid array having graduated reflector walls |
| CN101073019A (zh) * | 2004-12-09 | 2007-11-14 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有相互作用深度灵敏度的像素化探测器 |
| JP2009031132A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Tohoku Univ | 放射線検出器 |
| CN101617196A (zh) * | 2007-02-21 | 2009-12-30 | 爱克发医疗保健公司 | 用于光学相干断层扫描的系统和方法以及用于校准这种系统的方法 |
| JP2010101682A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Toshiba Corp | 核医学診断装置 |
| US20110121184A1 (en) * | 2008-07-16 | 2011-05-26 | National Institute Of Radiological Sciences | Doi radiation detector |
| US20110260067A1 (en) * | 2008-04-10 | 2011-10-27 | Najia Tamda | Detecting bar permitting to measure the doi for high-performance tep imaging |
| US20120318988A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | High resolution positron emission tomography |
| CN104024887A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-09-03 | 学校法人早稻田大学 | 放射线检测器 |
| CN209433019U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-09-24 | 深圳先进技术研究院 | 单端读出深度测量pet探测器、pet扫描成像系统 |
-
2017
- 2017-12-01 CN CN201711249638.9A patent/CN108113696A/zh active Pending
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4831263A (en) * | 1987-05-14 | 1989-05-16 | Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha | Position-sensitive radiation detector |
| US5012103A (en) * | 1988-10-28 | 1991-04-30 | Hamamatsu Photonics Kabushiki Kaisha | Radiation detector |
| US5091650A (en) * | 1989-12-15 | 1992-02-25 | Hamamatsu Photonics K. K. | Radiation detector using scintillator array |
| US6087663A (en) * | 1997-02-10 | 2000-07-11 | Triumf | Segmented scintillation detector for encoding the coordinates of photon interactions |
| JPH11142523A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | National Institute Of Radiological Sciences | 放射線入射位置３次元検出器 |
| JP2004061492A (ja) * | 2002-06-04 | 2004-02-26 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線検出器用シンチレータ、その製造方法並びにそれを用いたｘ線検出器及びｘ線ｃｔ装置 |
| US20040178347A1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-16 | National Institute Of Radiological Sciences | Radiation three-dimensional position detector |
| US20040232342A1 (en) * | 2003-05-20 | 2004-11-25 | Cti Pet Systems, Inc. | Grid array having graduated reflector walls |
| CN101073019A (zh) * | 2004-12-09 | 2007-11-14 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有相互作用深度灵敏度的像素化探测器 |
| CN101617196A (zh) * | 2007-02-21 | 2009-12-30 | 爱克发医疗保健公司 | 用于光学相干断层扫描的系统和方法以及用于校准这种系统的方法 |
| JP2009031132A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Tohoku Univ | 放射線検出器 |
| US20110260067A1 (en) * | 2008-04-10 | 2011-10-27 | Najia Tamda | Detecting bar permitting to measure the doi for high-performance tep imaging |
| US20110121184A1 (en) * | 2008-07-16 | 2011-05-26 | National Institute Of Radiological Sciences | Doi radiation detector |
| JP2010101682A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Toshiba Corp | 核医学診断装置 |
| US20120318988A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | High resolution positron emission tomography |
| CN104024887A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-09-03 | 学校法人早稻田大学 | 放射线检测器 |
| CN209433019U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-09-24 | 深圳先进技术研究院 | 单端读出深度测量pet探测器、pet扫描成像系统 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110376634A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 东软医疗系统股份有限公司 | 用于pet探测器的探测单元和pet探测器 |
| CN110368014A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 东软医疗系统股份有限公司 | 用于pet探测器的晶体阵列、探测器环和pet探测器 |
| CN110376634B (zh) * | 2019-07-19 | 2023-10-31 | 沈阳智核医疗科技有限公司 | 用于pet探测器的探测单元和pet探测器 |
| CN110368014B (zh) * | 2019-07-19 | 2023-10-31 | 沈阳智核医疗科技有限公司 | 用于pet探测器的晶体阵列、探测器环和pet探测器 |
| CN110680367A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 东软医疗系统股份有限公司 | Pet探测器模块、pet探测器及pet系统 |
| CN114186166A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-15 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | 计算反应深度的方法、装置以及计算机可读存储介质 |
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