背景技術(shù)：

1、本公開涉及伽馬輻射測(cè)量、閃爍探測(cè)器電路和符合電路(coincidence?circuit)布置。本公開中描述的系統(tǒng)、方法、實(shí)際應(yīng)用和實(shí)施方案的用途可以在以下公開的背景下理解，每個(gè)公開在此通過引用以其全文并入本文：e.berg和s.cherry，“innovations?ininstrumentation?for?positron?emission?tomography”，seminars?in?nuclearmedicine，第48卷，第4期，第311-331頁，2018年；s.r.cherry和m.dahlbom，pet：physics,instrumentation,and?scanners，2006年；j.s.reddin、j.s.scheuermann、d.bharkhada、a.m.smith、m.casey、m.conti和j.s.karp，“performance?evaluation?of?the?sipm-basedsiemens?biograph?vision?pet/ct?system,”在ieee?nuclear?science?symposium?andmedical?imaging?conference?proceedings(nss/mic)，悉尼，2018年；g.f.knoll，radiation?detection?and?measurement，hoboken:john?wiley&sons,inc.,2000年；s.gundacker、e.auffray、n.d.vara、b.frisch、h.hillemanns、p.jarron、b.lang、t.meyer、s.mosquera-vazquez、e.vauthey和p.lecoq，“sipm?time?resolution:from?singlephoton?to?saturation,”nuclear?instruments?and?methods?in?physics?researchsection?a:accelerators,spectrometers,detectors?and?associated?equipment，第718卷，第569-572頁，2013年；m.conti，“focus?on?time-of-flight?pet:the?benefits?ofimproved?time”，european?journal?of?nuclear?medicine?molecular?imaging，第38卷，第1147-1157頁，2011年；s.strother、m.casey和e.hoffman，“measuring?pet?scannersensitivity:relating?count?rates?to?image?signal-to-noise?ratios?using?noiseequivalent?counts”，ieee?trans?nuclear?science，第37卷，第783-788頁，1990年；以及saint?gobain，“l(fā)yso?scintillation?crystals,”，2018年6月。[在線]?？稍L問：https://www.crystals.saint-gobain.com/radiation-detection-scintillators/crystal-scintillators/lyso-scintillation-crystals。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

技術(shù)特征：

1.伽馬輻射探測(cè)器模塊，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中每個(gè)閃爍晶體包括細(xì)長閃爍晶體，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述細(xì)長閃爍晶體陣列包括細(xì)長閃爍晶體的二維陣列，其中所述細(xì)長閃爍晶體的二維陣列包括所述探測(cè)器環(huán)的軸向方向上的m個(gè)細(xì)長閃爍晶體和所述探測(cè)器環(huán)的橫軸方向上的n個(gè)細(xì)長閃爍晶體，其中m和n均為整數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述細(xì)長閃爍晶體在所述探測(cè)器環(huán)的所述軸向方向和所述橫軸方向上無縫地彼此相鄰定位，其間無間隙，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述探測(cè)器環(huán)的所述軸向方向上相鄰細(xì)長閃爍晶體之間的所述光電傳感器和反射材料的厚度小于500微米，并且

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述反射材料包括導(dǎo)熱反射材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述細(xì)長閃爍晶體陣列包括細(xì)長閃爍晶體的二維陣列，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述細(xì)長閃爍晶體在所述探測(cè)器環(huán)的所述軸向方向和所述橫軸方向上無縫地彼此相鄰定位，其間無間隙，

10.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中每個(gè)閃爍晶體的所述光電傳感器陣列包括單獨(dú)光電二極管的至少一個(gè)二維陣列。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中每個(gè)光電二極管包括以蓋革模式操作的單光子雪崩二極管(spad)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中每個(gè)閃爍晶體的所述光電傳感器陣列包括多個(gè)離散的光電傳感器，以提供與每個(gè)閃爍晶體的所述近端面和所述遠(yuǎn)端面之間的不同深度范圍相對(duì)應(yīng)的不同光電傳感器測(cè)量值。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中每個(gè)閃爍晶體的所述光電傳感器陣列包括單獨(dú)光電二極管的多個(gè)二維陣列，并且

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中每個(gè)光電傳感器包括硅光電倍增管(sipm)，使得每個(gè)閃爍晶體與沿其所述第一側(cè)面延伸的多個(gè)硅光電倍增管相關(guān)聯(lián)。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其還包括處理電路，該處理電路包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述處理電路是雙通道高速電路，其中每個(gè)通道包括用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)所述硅光電倍增管的所述定時(shí)信號(hào)和所述能量信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼的電路，并且

17.正電子發(fā)射斷層掃描(pet)掃描系統(tǒng)，其包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的pet掃描系統(tǒng)，其還包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的pet掃描系統(tǒng)，其中，每個(gè)探測(cè)器模塊的所述細(xì)長閃爍晶體陣列包括細(xì)長閃爍晶體的二維陣列，其中，每個(gè)探測(cè)器模塊的所述細(xì)長閃爍晶體的二維陣列包括所述探測(cè)器環(huán)的軸向方向上的m個(gè)細(xì)長閃爍晶體和所述探測(cè)器環(huán)的橫軸方向上的n個(gè)細(xì)長閃爍晶體，其中m和n均為整數(shù)值。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的pet掃描系統(tǒng)，其中，每個(gè)探測(cè)器模塊的所述細(xì)長閃爍晶體在所述探測(cè)器環(huán)的所述軸向方向和所述橫軸方向上無縫地彼此相鄰定位，其間無間隙，

21.伽馬輻射探測(cè)器模塊，其包括：

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中每個(gè)細(xì)長閃爍晶體的所述光電傳感器陣列包括單光子雪崩二極管(spad)的二維陣列，并且

23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其包括：

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述細(xì)長閃爍晶體陣列包括沿所述探測(cè)器環(huán)的軸向方向排列的細(xì)長閃爍晶體的一維陣列，并且

25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述細(xì)長閃爍晶體陣列包括細(xì)長閃爍晶體的二維陣列，其中所述細(xì)長閃爍晶體的二維陣列包括所述探測(cè)器環(huán)的軸向方向上的m個(gè)細(xì)長閃爍晶體和所述探測(cè)器環(huán)的橫軸方向上的n個(gè)細(xì)長閃爍晶體，其中m和n均為整數(shù)值。

26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的伽馬輻射探測(cè)器模塊，其中所述細(xì)長閃爍晶體在所述探測(cè)器環(huán)的所述軸向方向和所述橫軸方向上無縫地彼此相鄰定位，其間沒有間隙，

27.用于處理核閃爍事件的電路，其包括：

28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電路，其中所述光電傳感器包括偏置以在蓋革模式下工作的多個(gè)單光子雪崩二極管(spad)，其中所述偏置電路集成在插入器內(nèi)，并且其中所述多個(gè)光電傳感器中的每一個(gè)定位于所述閃爍晶體的側(cè)面上。

29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電路，其中所述能量電路包括：

30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電路，其中所述定時(shí)電路包括：

31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的電路，其中所述輸出二極管包括pin二極管，其特征是具有以下至少一項(xiàng)：

32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電路，其中所述能量電路包括：

33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述比較器包括電壓比較器，其用于將所述多個(gè)光電傳感器中的一個(gè)或多個(gè)的所述輸出信號(hào)的電壓電平與電壓閾值進(jìn)行比較。

34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述比較器包括電流比較器，其用于將所述多個(gè)光電傳感器中的一個(gè)或多個(gè)的所述輸出信號(hào)的電流電平與電流閾值進(jìn)行比較。

35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述輸出二極管包括pin二極管，該pin二極管包括至少1.3ev的高能帶隙半導(dǎo)體。

36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述輸出二極管包括反向偏置結(jié)電容小于150飛法拉的pin二極管。

37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述輸出二極管包括在小于20毫安的工作電流下標(biāo)稱載流子壽命小于10納秒的pin二極管。

38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述輸出二極管包括在1千兆赫的工作頻率下正向偏置導(dǎo)通電阻小于10歐姆的pin二極管。

39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述輸出二極管包括pin二極管，其特征是具有：至少1.3ev的高能帶隙半導(dǎo)體、小于150飛法拉的反向偏置結(jié)電容、在小于20毫安的工作電流下小于10納秒的標(biāo)稱載流子壽命，以及在1千兆赫的工作頻率下小于10歐姆的正向偏置導(dǎo)通電阻。

技術(shù)總結(jié)
正電子發(fā)射斷層掃描(PET)掃描儀可以包括多個(gè)伽馬輻射探測(cè)器模塊，這些模塊被布置成形成探測(cè)器環(huán)。每個(gè)探測(cè)器模塊可以包括細(xì)長閃爍晶體陣列。相對(duì)于探測(cè)器環(huán)，每個(gè)細(xì)長閃爍晶體包括近端面、兩個(gè)軸向定向側(cè)面、兩個(gè)橫軸定向側(cè)面和定向到探測(cè)器環(huán)內(nèi)以接收伽馬光子的遠(yuǎn)端面。光電傳感器陣列沿著每個(gè)細(xì)長閃爍晶體的第一個(gè)軸向定向側(cè)面定位以檢測(cè)閃爍光子。反射材料定位于每個(gè)細(xì)長閃爍晶體的近端面、遠(yuǎn)端面、橫軸定向側(cè)面和第二個(gè)軸向定向側(cè)面上以內(nèi)部反射閃爍光子。在各種實(shí)施方案中，雙通道處理電路提供來自光電傳感器的不同定時(shí)和能量信號(hào)。

技術(shù)研發(fā)人員：查德·E·西弗,菲利普·布羅伊寧格-韋默,羅納德·格拉齊奧索
受保護(hù)的技術(shù)使用者：辛蒂萊特公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15