Pet探測器模塊、子模塊及光電探測器的定位裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種PET探測器模塊、子模塊及光電探測器的定位裝置，能夠提高光電探測器的定位精度。所述定位裝置具有若干關于其徑向中心線對稱布置的安裝位，所述安裝位徑向貫通設置，所述安裝位用于限定光電探測器的安裝位置，所述定位裝置具有用于連接晶體的底面。由于定位裝置的底面與晶體連接，則光電探測器在晶體上的位置也就相應的固定，也就是說，本發(fā)明的定位裝置實現(xiàn)了對光電探測器的定位，其結構簡單，操作便捷，尤其便于光電探測器的安裝和維護。另外，即使光電探測器需要進行重新安裝或者更換，只要將其置于安裝位中即可，其復位精度通過安裝位的設置予以保障，不會出現(xiàn)位置偏差，提高了能譜的質量。
【專利說明】PET探測器模塊、子模塊及光電探測器的定位裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療機械【技術領域】，特別是涉及一種PET探測器中光電探測器的定位裝置。本發(fā)明還涉及一種通過上述定位裝置連接而成的PET探測器子模塊，以及由所述PET探測器子模塊連接而成的PET探測器模塊。
【背景技術】
[0002]目前，PET(positron emission tomography,正電子發(fā)射斷層成像)掃描設備是國際上尖端的醫(yī)學影像診斷設備，采用了在分子水平上進行人體功能顯像的醫(yī)學影像技術。
[0003]PET掃描設備的位置分辨率、靈敏度等主要技術指標都取決于其所采用的探測器系統(tǒng)，故PET探測器是核醫(yī)學設備的核心部件。
[0004]PET掃描設備由掃描機架、檢查床、計算機系統(tǒng)、操作控制臺等構成。其中，掃描機架的內(nèi)部安裝有用于掃描的探測器環(huán)。
[0005]請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術中探測器環(huán)的構成框圖。
[0006]首先，晶體I’和PET管(photomultiplier tube,光電倍增管)2’通過封裝材料3’進行封裝，以形成子模塊4’，然后若干子模塊4’沿軸向排列形成模塊5’，最后由若干模塊5’按照周向環(huán)狀排列形成整個探測器環(huán)6’。
[0007]可見，子模塊4’為最小的檢測單元部件，故子模塊4’的封裝以及安裝結構的合理性和穩(wěn)定性，是PET設備成像系統(tǒng)所提供圖像優(yōu)劣的關鍵因素。
[0008]在進行子模塊4’的封裝時，需要將若干PMT管2’縱向安裝在晶體I’上，此時，通常直接根據(jù)粗略的測量或者采用定位工裝將若干PMT管2’相互間隔地粘結在晶體I’的頂面，如圖1所示；也就是說，PMT管2’`的安裝缺少必要的定位裝置，故PMT管2’存在一定程度的位置偏差，造成檢測信號能譜不一致；即使可以采用定位工裝實現(xiàn)PMT管2’的定位，但需要在PMT管2’粘結在晶體I’上之后將定位工裝拆除，使得整個定位過程較為復雜；尤其當需要更換維護PMT管2’時，其復位的精度較差，更加影響了后續(xù)的使用。
[0009]因此，如何設計一種光電探測器的定位裝置，以提高PMT管2’的定位精度，進而提高能譜質量以及封裝和維護效率，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
[0010]另一方面，現(xiàn)有技術中通常采用兩種方式實現(xiàn)子模塊4’的軸向連接，以形成模塊5，。
[0011]可以在單個子模塊4’的外圍增加一金屬板，以便在金屬板上鉆孔或者鉚釘，以便兩相鄰子模塊4’之間采用掛接或者螺釘緊固的方式實現(xiàn)軸向連接；
[0012]或者，可以在單個子模塊4’封裝后，在兩相鄰的子模塊4’之間采用膠黏劑等進行軸向粘結。
[0013]但是，上述兩種連接方式均存在一些問題:
[0014]采用金屬板連接的方式中，由于兩子模塊4’之間增加了金屬板，導致兩者之間存在兩個金屬板厚度的間隙，則該間隙內(nèi)的斷層影像也就相應的缺失，導致掃描的信息不完整，其精度和準確性也較低。[0015]在粘結的連接方式中，存在裝配精度和穩(wěn)定性較低的問題，更重要的是，粘結的連接方式會給后續(xù)的拆卸帶來不便，不便于子模塊4’內(nèi)部零部件的更換與維護。
[0016]因此，本領域技術人員還需解決的技術問題是提供一種PET探測器的模塊，以便于實現(xiàn)內(nèi)部子模塊的安裝和更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的是提供一種光電探測器的定位裝置，能夠提高光電探測器的定位精度以及拆裝便捷性。
[0018]本發(fā)明的另一目的是提供一種具有上述定位裝置的子模塊，無需任何輔助裝置即可實現(xiàn)子模塊之間的軸向連接。
[0019]本發(fā)明的再一目的是提供一種采用上述子模塊軸向連接而成的模塊，其子模塊之間的軸向距離較小，斷層影像信息較為完整。
[0020]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種光電探測器的定位裝置，所述定位裝置具有若干關于其徑向中心線對稱布置的安裝位，所述安裝位徑向貫通設置，所述安裝位用于限定光電探測器的安裝位置，所述定位裝置具有用于連接晶體的底面。
[0021]本發(fā)明的定位裝置，設有與光電探測器對應的安裝位，以便各個光電探測器對應地套裝在所述安裝位中，進而將各個光電探測器之間的相對位置固定；由于定位裝置的底面與晶體連接，則光電探測器在晶體上的位置也就相應的固定，也就是說，本發(fā)明的定位裝置限定了光電探測器在晶體上的安裝位置，其結構簡單，操作便捷，尤其便于光電探測器的安裝和維護。
[0022]另外，即使光電探測器需要進行重新安裝或者更換，只要將其置于安裝位中即可，其復位精度通過安裝位的設置予以保障，不會出現(xiàn)位置偏差，提高了能譜的質量。
[0023]優(yōu)選地，所述安裝位為與所述光電探測器的外徑配合設置在弧形孔。
[0024]弧形孔的結構能夠與光電探測器的外部輪廓更好地貼合，以提高光電探測器的定位精度，提高安裝效率。
[0025]優(yōu)選地，所述弧形孔至少包圍所述光電探測器的二分之一圓周，以便對光電探測器進行更好地支撐，防止光電探測器在安裝過程中出現(xiàn)傾斜或者晃動。
[0026]優(yōu)選地，所述安裝位為V型卡槽，所述V型卡槽的兩側內(nèi)壁能夠與所述光電探測器的外壁相切。
[0027]安裝位還可以設置為V型卡槽的結構，該結構加工簡單，還可以借助其兩側壁實現(xiàn)對光電探測器的可靠定位。
[0028]優(yōu)選地，所述安裝位為能夠與所述光電探測器相外切的方形開口槽。
[0029]優(yōu)選地，所述定位裝置呈方體狀設置，且包括四個所述安裝位，四個所述安裝位設置在所述定位裝置的四個角。
[0030]當定位裝置呈方體狀設置時，能夠更好地與晶體相配合，且將安裝位設置在其四個角能夠最大限度地將晶體的光線反映到光電探測器中，該位置的設置更為合理。
[0031]本發(fā)明還提供一種PET探測器的子模塊，包括晶體和安裝在所述晶體上的光電探測器，所述光電探測器通過上述任一項所述的定位裝置連接在所述晶體上。
[0032]由于本發(fā)明的子模塊具有上述任一項所述的定位裝置，故上述任一項定位裝置所產(chǎn)生的技術效果均適用于本發(fā)明的子模塊，此處不再贅述。
[0033]優(yōu)選地，所述定位裝置的軸向邊緣超出與其對應的所述晶體的軸向邊緣，且超出的距離設置在預定范圍內(nèi)。
[0034]當定位裝置不超出晶體設置時，兩相鄰的子模塊之間以各自的晶體端面相對，兩者之間基本上不存在軸向間隙，也就不存在掃描的死角區(qū)域，整個斷層影像信息能夠完整地反映到光電探測器上，避免了信息的缺失，進而提高了圖像重建的真實性。
[0035]本發(fā)明還提供一種PET探測器的模塊，所述模塊采用若干上述任一項所述的子模塊軸向連接而成。
[0036]優(yōu)選地，所述定位裝置處于軸向的一端設有連接件，另一端設有與所述連接件配合的連接孔，以便兩相鄰的所述子模塊通過所述連接件和連接孔軸向連接。
[0037]優(yōu)選地，所述模塊還包括側板，所述定位裝置處于周向的兩側面均設有側板連接件，以便與所述側板固連。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為現(xiàn)有技術中探測器環(huán)的構成框圖；
[0039]圖2為本發(fā)明所提供定位裝置在一種【具體實施方式】中的立體結構圖；
[0040]圖3為采`用圖2所示的定位裝置形成的子模塊的立體結構示意圖；
[0041]圖4為圖2所示定位裝置安裝到晶體上的俯視結構示意圖；
[0042]圖5為圖3所示子模塊的俯視的結構示意圖；
[0043]圖6為若干圖3所示的子模塊軸向連接的立體結構示意圖；
[0044]圖7為圖6組裝后的立體結構示意圖；
[0045]圖8為三個圖3所示子模塊連接后的側面結構示意圖；
[0046]圖9為圖8所示結構的俯視圖；
[0047]圖10為圖8中A部分的局部放大示意圖。
[0048]圖1 中:
[0049]I’晶體、2’ PET管、3’封裝材料、4’子模塊、5’模塊、6’探測器環(huán)
[0050]圖2-10 中:
[0051 ]I定位裝置、11安裝位、12連接件、13側板連接件、2光電探測器、3晶體、4模塊、41側板、42連接板、43端板、5子模塊
【具體實施方式】
[0052]本發(fā)明的核心是提供一種光電探測器的定位裝置，能夠提高光電探測器的定位精度。
[0053]本發(fā)明的另一核心是提供一種具有上述定位裝置的子模塊，能夠實現(xiàn)子模塊之間的軸向連接，減小兩相鄰子模塊之間的軸向距離。
[0054]本發(fā)明的再一核心是提供一種采用上述子模塊軸向連接而成的模塊，其子模塊之間的軸向距離較小，斷層影像信息較為完整。
[0055]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。[0056]本文中所述的軸向、徑向和周向等方位詞以探測器為參照，平行于探測器中軸線的方向為軸向，相應地，垂直于探測器軸向的方向為徑向，以探測器的中心為圓心，以任意長為半徑畫圓所形成的圓周方向即為所述周向。
[0057]請參考圖2和圖3，圖2為本發(fā)明所提供定位裝置在一種【具體實施方式】中的立體結構圖；圖3為采用圖2所示的定位裝置形成的子模塊的立體結構示意圖。
[0058]在一種【具體實施方式】中，本發(fā)明的定位裝置I具有若干安裝位11，各所述安裝位11關于定位裝置I的徑向中心線M對稱分布，如圖2所示；安裝位11徑向貫通設置，用于限定光電探測器2的安裝位置，定位裝置I的底面用于連接晶體3，進而組裝形成一個PET探測器的子模塊，如圖3所示。
[0059]采用上述定位裝置1，當定位裝置I的底面與晶體3連接后，處于定位裝置I上的安裝位11相對于晶體3的位置即可固定，此時分別將光電探測器2插入對應的安裝位11中，光電探測器2即可準確地定位到晶體3的相應位置，不僅提高了定位精度，還簡化了定位過程，有效提高了安裝效率。
[0060]另外，上述定位裝置I的結構較為簡單，加工成本較低；鑒于實踐中需要更換光電探測器2，本發(fā)明的定位裝置I設有用于安裝光電探測器2的安裝位11，則當進行光電探測器2的更換和維護時，可以借助安裝位11實現(xiàn)重新定位，降低了生產(chǎn)和維護成本。
[0061]其中，安裝位11的個數(shù)與光電探測器2對應設置，可以根據(jù)子模塊的需要設置至少兩個或者四個安裝位11。
[0062]詳細地，安裝位11可以設置為弧形孔狀結構，如圖2所示，該弧形孔與光電探測器2的外徑相配合，以便將光電探測器2支撐固定。
[0063]為此，弧形孔可以至少包圍光電探測器2的二分之一圓周，以便更好地對光電探測器2進行定位，在提聞定位精度的同時還可以減小定位所需時間，提聞安裝效率。
[0064]可以想到，安裝位11還可以設置為V型卡槽，所述V型卡槽的兩側內(nèi)壁能夠與光電探測器2的外壁相切，則安裝位11將光電探測器2包圍在其內(nèi)部，當光電探測器2與安裝位11的兩側內(nèi)壁相切時即可完成其定位。
[0065]采用上述V型卡槽的結構設置，只需將光電探測器2推送到與安裝位11的兩側內(nèi)壁相切的位置即可，整個定位過程較為簡單，操作較為便捷；^型卡槽的加工較為簡單，能夠有效降低加工成本。
[0066]還可以想到，安裝位11還可以設置為方形開口槽，該方形開口槽設置成框型結構，能夠與光電探測器2形成外切，類似于光電探測器2的外切四邊形去掉一邊后形成的開口槽。
[0067]此時，光電探測器2至少存在三個面能夠與安裝位11貼合，從而完成光電探測器2的定位；該種結構的定位精度較高，且能夠對光電探測器2產(chǎn)生足夠的約束力，輔助實現(xiàn)其在晶體3上的安裝。
[0068]本領域技術人員應該可以理解，所述安裝位11不限于上述結構形式，凡是能夠對圓柱狀的光電探測器2進行限定的結構均可以構成本發(fā)明的安裝位，即安裝位11也可以采用其他規(guī)則或者不規(guī)則的結構形式。
[0069]在上述基礎上，所述定位裝置I可以設置為方體狀，例如正方體結構，并包括四個安裝位11，四個安裝位11可以設置在所述定位裝置I的四個角，如圖2和圖3所示。[0070]當安裝位11設置在四個角時，晶體3的光線能夠最大限度地被光電探測器2收集，設置更為合理。
[0071]本領域技術人員應該可以理解，上述四個安裝位11通常為全等結構，以提高檢測精度。另一方面，安裝位11的結構以能夠將光電探測器2夾持固定為準，不限于具體形式。
[0072]當采用上述定位裝置I時，本發(fā)明的子模塊可以包括光電探測器2和晶體3，首先將定位裝置I安裝在晶體3上，可以采用粘結的方式，然后將光電探測器2分別插入與其對應的安裝位11中，進行封裝后即可形成圖3所示的子模塊5。
[0073]其中，光電探測器2可以為光電倍增管。
[0074]本領域技術人員應該理解，在安裝過程中，定位裝置I的徑向中心線M通常與晶體3的徑向中心線重合，以便光電探測器2均布于晶體3上。
[0075]請進一步參考圖4和圖5,圖4為圖2所示定位裝置安裝到晶體上的俯視結構示意圖；圖5為圖3所不子|旲塊的俯視的結構不意圖。
[0076]如圖4所示，當定位裝置I連接在晶體3上時，晶體3與安裝位11對應的位置用于光電探測器2的安裝。
[0077]為防止定位裝置I對光電探測器2收集晶體3的光線產(chǎn)生影響，定位裝置I與晶體3相連接的底面通常需要進行鍍層處理，以便與定位裝置I的底面相對應的晶格所吸收的光線能夠反映到相鄰的光電探測器2中，防止信息的缺失。
[0078]在探測器的軸向可以設置若干個子模塊5，以便相鄰的子模塊5之間軸向連接以形成PET探測器的模塊。
[0079]為減小兩相鄰子模塊5之間的軸向間隙，可以設置定位裝置I與晶體3的軸向尺寸差值，以便提高圖像分辨率。
[0080]如圖5所示，定位裝置I的軸向邊緣超出晶體3的軸向邊緣的距離為h，所述距離h設置在預定范圍內(nèi)；所述預定范圍是指大于等于零，小于等于某特定值的范圍內(nèi)。
[0081]由于定位裝置I軸向伸出晶體3的端面設置，則當兩子模塊5之間連接時，可以將定位裝置I的端面作為基準面進行安裝，以保證光電探測器2的安裝精度；同時，還可以通過對距離h的設置，實現(xiàn)子模塊5中晶體3之間的小間隙配合，即保證軸向方向最小晶體單元的間隔是均勻的，避免因在軸向上子模塊5間的間隙過大，而導致軸向影響斷層信息缺失的現(xiàn)象。
[0082]當所述距離h在合理尺寸時，可使各子模塊5之間滿足模塊軸向方向最小晶體單元的間隔是均勻的，構成軸向模塊的晶體3排列，能夠將掃描信息完整地表現(xiàn)出來，保證了信息的完整性。
[0083]由于子模塊5之間不存在軸向間隔的部件，則整個模塊可以通過晶體3的晶格進行劃分，則可以晶格為單位進行構圖點的分散選取，以便重建的圖形能夠具有較高的分辨率，提高數(shù)據(jù)的真實性。
[0084]可以想到，距離h可以等于一個晶格的軸向寬度的一半，或者等于一個晶格的軸向寬度，則兩相鄰的子模塊5之間的軸向間隙就等于一個晶格或者兩個晶格的寬度，即使存在信息的缺失，該缺失部分的信息可以通過相鄰晶格的數(shù)據(jù)信息、按照一定的統(tǒng)計規(guī)律進行理論重建，且由于晶格的寬度較小，此時對整個模塊所采集信息的影響較小。
[0085]由于子模塊5之間的軸向間距為2h，為提高信息的精度，通常以2h的整數(shù)倍作為繪制圖像時所選用坐標系的最小單位，則當距離h增大時，繪制圖像所選用的點越發(fā)散，圖像分辨率越低。
[0086]在本發(fā)明的子模塊5中，所述距離h以不大于一個晶格的軸向寬度為宜，也就是說，上述某特定值是指一個晶格的軸向寬度。在距離h較小的情況下，本發(fā)明的模塊所采集的信息能夠集中在較小的數(shù)量級或者是在一個足夠小的范圍內(nèi)，則通過該信息所重建的圖像分辨率較高。
[0087]請參考圖6-10，圖6為若干圖3所示的子模塊軸向連接的立體結構示意圖；圖7為圖6組裝后的立體結構示意圖；圖8為三個圖3所示子模塊連接后的側面結構示意圖；圖9為圖8所示結構的俯視圖；圖10為圖8中A部分的局部放大示意圖。
[0088]圖6中箭頭所指的方向為軸向，若干子模塊5沿軸向依次連接形成模塊4，所述軸向連接可以借助定位裝置I實現(xiàn)。具體地，定位裝置I在軸向上具有兩端，一端設有連接件12，另一端設有連接孔(由于圖中被遮擋而無法示出)，且所述連接件12能夠與連接孔相配合，則其中一個子模塊5 —端的連接件12可以與其相鄰的子模塊5另一端的連接孔配合，以實現(xiàn)兩相鄰子模塊5的軸向連接，最終連接形成模塊4，如圖7所示。
[0089]采用上述定位裝置1，可以通過連接件12和連接孔實現(xiàn)軸向連接，與現(xiàn)有技術中的粘結相比，其連接更為可靠；同時，這種連接件與連接孔的裝配方式更加便于進行操作，裝配精度和穩(wěn)定性較高。
[0090]在上述基礎上，模塊4還可以包括端板43和連接板42，端板43與處于軸向一端的子模塊5上的連接件12固定連接，連接板42設置在軸向的另一端，與處于另一端的子模塊5的定位裝置I上的連接孔固定連接，則模塊4的兩端分別通過端板43和連接板42固定。
[0091]由于模塊4內(nèi)部通過定位裝置I依次連接，定位裝置I在模塊4的內(nèi)部起到了橋梁紐帶的作用，整個模塊4的內(nèi)部結構較為穩(wěn)定，加之模塊4兩端端板43和連接板42的固定，使得模塊4借助零部件形成了一個剛性穩(wěn)定體，故模塊4的結構強度、穩(wěn)定性及便捷性均能夠達到工作要求。`
[0092]此外，模塊4還可以包括側板41，定位裝置I處于探測器的周向具有兩側面，并在兩側面上設有側板連接件13，則側板41可以與定位裝置I的側板連接件13固定連接，以便將模塊4的兩側封裝，形成圖7所示模塊4。
[0093]所述連接件12和側板連接件13可以為銷軸或者鉚釘?shù)冗B接件，相應的，所述連接孔可以為銷孔或者鉚接孔，側板41上也可以設置對應的銷孔或者鉚接孔。
[0094]如圖8-10所示，以三個子模塊5組成的模塊4為例，兩相鄰的子模塊5之間的軸向間隙L等于2h，在h等于零時，兩相鄰的子模塊5中的晶體3即可實現(xiàn)無縫對接，也就不會出現(xiàn)信息的缺失。
[0095]可以理解，軸向間隙L在h較小的情況下，對整個模塊4信息采集的影響也就較小，也就是說，本發(fā)明的模塊4通過定位裝置I的結構設置，可以盡可能地減小因子模塊5軸向連接而對信息采集的影響，在提高連接可靠性的同時，有效提高了采集信息的真實性。
[0096]需要說明的是，連接件和連接孔的位置可以對換設置，即相互連接的兩個部件之間其中一者設有連接件，另一者設有連接孔，其中的連接件和連接孔的設置位置可以互換。
[0097]以上對本發(fā)明所提供的PET探測器模塊、子模塊及光電探測器的定位裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種光電探測器的定位裝置，其特征在于，所述定位裝置(I)具有若干關于其徑向中心線(M)對稱布置的安裝位(11)，所述安裝位(11)徑向貫通設置，所述安裝位(11)用于限定光電探測器(2)的安裝位置，所述定位裝置(I)具有用于連接晶體(3)的底面。
2.如權利要求1所述的定位裝置，其特征在于，所述安裝位(11)為與所述光電探測器(2)的外徑配合設置在弧形孔。
3.如權利要求2所述的定位裝置，其特征在于，所述弧形孔至少包圍所述光電探測器(2)的二分之一圓周。
4.如權利要求1所述的定位裝置，其特征在于，所述安裝位(Il)SV型卡槽，所述V型卡槽的兩側內(nèi)壁能夠與所述光電探測器(2 )的外壁相切。
5.如權利要求1所述的定位裝置，其特征在于，所述安裝位(11)為能夠與所述光電探測器(2)相外切的方形開口槽。
6.如權利要求1-5任一項所述的定位裝置，其特征在于，所述定位裝置(I)呈方體狀設置，且包括四個所述安裝位(11 )，四個所述安裝位(11)設置在所述定位裝置(I)的四個角。
7.—種PET探測器的子模塊，包括晶體(3)和安裝在所述晶體(3)上的光電探測器(2),其特征在于，所述光電探測器(2)通過上述權利要求1-6任一項所述的定位裝置(I)連接在所述晶體(3)上。
8.如權利要求7所述的子模塊，其特征在于，所述定位裝置(I)的軸向邊緣超出與其對應的所述晶體(3)的軸向邊緣，且超出的距離(h)設置在預定范圍內(nèi)。
9.一種PET探測器的模塊，其特征`在于，所述模塊(4)采用若干上述權利要求7或8所述的子模塊(5)軸向連接而成。
10.如權利要求9所述的模塊，其特征在于，所述定位裝置(I)處于軸向的一端設有連接件(12)，另一端設有與所述連接件(12)配合的連接孔，以便兩相鄰的所述子模塊(5)通過所述連接件(12)和連接孔軸向連接。
11.如權利要求10所述的模塊，其特征在于，所述模塊(4)還包括側板(41)，所述定位裝置(I)處于周向的兩側面均設有側板連接件(13)，以便與所述側板(41)固連。
【文檔編號】A61B6/00GK103549966SQ201310481629
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】徐保偉, 梁國棟, 吳國城, 付長青 申請人:沈陽東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司