CN105467427A

CN105467427A - 一种硅光电倍增管芯片测试装置

Info

Publication number: CN105467427A
Application number: CN201410464667.7A
Authority: CN
Inventors: 严李李; 刘小平; 李景涛; 牛绍龙; 宋山山
Original assignee: Beijing Top Grade Medical Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Top Grade Medical Equipment Co Ltd
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-04-06

Abstract

本发明提供了一种硅光电倍增管芯片测试装置，包括：放射源盒以及密封盒；其中，放射源盒内设有放射源；密封盒包括：密封盒盒盖、射线入射窗、密封盒盒体、密封盒底板、晶体阵列、硅光电倍增管芯片以及测试板；放射源盒安装在射线入射窗之上；密封盒盒盖上表面设有数据输出接口以及电源输入接口；数据输出接口的输出端与探测器测试平台连接，电源输入接口的输入端与外界电源连接；测试板上设有：读出电路、测试板数据输出口以及电源接入口，硅光电倍增管芯片通过读出电路与测试板数据输出口的输入端连接，硅光电倍增管芯片的电源输入端通过电源接入口与电源输入接口的输出端连接；晶体阵列包括多个晶体条。

Description

一种硅光电倍增管芯片测试装置

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，具体涉及一种硅光电倍增管芯片测试装置。

背景技术

正电子发射断层成像装置(PET，PositronEmissionTomography)是继X射线断层成像和磁共振成像技术之后，将计算机断层技术应用于核医学领域比较先进的临床检查影像技术，是目前惟一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型影像技术，现已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。

PET扫描仪有探测器、前端电子学、检查床、计算机以及其他辅助部分组成，探测器是PET的核心零部件，是PET的“眼睛”。一部PET扫描仪的位置分辨率、时间分辨率和灵敏度等技术指标主要取决于它所使用的探测器，即PET扫描仪最后提供图像的质量和实用性评价首先取决于探测器。

探测器主要由晶体阵列和光电转换器件组成，晶体阵列主要用于吸收γ光子，产生荧光，光电转换器件主要作用是吸收荧光，经过光电转换，并放大产生脉冲电流信号。

现在用于PET扫描仪的光电转换器主要有两种，一种是普通光电倍增管，另一种是SIPM(硅光电倍增管)。

SIPM探测器主要由晶体阵列、SIPM芯片、读出电路、密封盒组成，SIPM芯片与晶体阵列的晶体条一一对应，SIPM探测器具有空间分辨率高、能量分辨率高、时间分辨率高、抗磁性等特点，是用在PET扫描仪中性能优良的探测器，是未来探测器的发展趋势。而SIPM探测器的空间分辨率、能量分辨率、时间分辨率等性能受读出电路的影响，通过对读出电路的优化和改进，可设计出空间分辨率高、能量分辨率高、时间分辨率高的SIPM探测器。

发明内容

为了设计出空间分辨率高、能量分辨率高、时间分辨率高的SIPM探测器，本发明提供了一种硅光电倍增管芯片测试装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种硅光电倍增管芯片测试装置，包括：放射源盒以及密封盒，放射源盒位于密封盒之上；

其中，放射源盒内设有放射源，放射源方向朝下设置；

密封盒包括：密封盒盒盖、射线入射窗、密封盒盒体、密封盒底板、晶体阵列、硅光电倍增管芯片以及测试板；密封盒盒盖安装在密封盒盒体之上，密封盒盒体安装于密封盒底板之上；硅光电倍增管芯片内嵌在测试板上，晶体阵列通过定位螺栓固定在密封盒内，晶体阵列覆盖在硅光电倍增管芯片上，测试板位于密封盒之内；射线入射窗位于密封盒盒盖上，放射源盒安装在射线入射窗之上；

密封盒盒盖上表面设有数据输出接口以及电源输入接口；数据输出接口的输出端与探测器测试平台连接，电源输入接口的输入端与外界电源连接；

测试板通过安装支架悬空设置在密封盒体内，安装支架下端固定在密封盒底板上；测试板上设有：读出电路、测试板数据输出口以及电源接入口，数据输出接口的输入端与测试板数据输出口的输出端连接，电源接入口与电源输入接口的输出端连接；硅光电倍增管芯片通过读出电路与测试板数据输出口的输入端连接，硅光电倍增管芯片的电源输入端通过电源接入口与电源输入接口的输出端连接；

晶体阵列包括多个晶体条；硅光电倍增管芯片设有多个硅光电倍增管单元，每个硅光电倍增管单元与晶体条一一对应。

进一步地，放射源盒包括放射源盒体、放射源盒盖以及放射源盒底，放射源盒底与放射源盒体成一体，放射源盒盖位于放射源盒体之上；放射源放置在放射源盒底之上。。

进一步地，放射源盒的材质为屏蔽材质。

进一步地，放射源为γ射线放射源。

进一步地，密封盒盒盖与密封盒盒体之间设有第一密封条；密封盒盒体与密封盒底板之间设有第二密封条。。

进一步地，射线入射窗的材质为避可见光且允许γ射线通过的材质。

进一步地，定位螺栓与晶体阵列之间设有弹性垫片。

进一步地，放射源盒底设有用于放射源发射出的射线通过的通孔。

进一步地，晶体条之间涂有反射层。

进一步地，密封盒盒体、密封盒盒盖、密封盒底板、第一密封条以及第二密封条的材质均为避光材质。

本发明的有益效果是：

本发明提供的硅光电倍增管芯片测试装置，将硅光电倍增管芯片以及读出电路集成在测试板上，晶体阵列吸收γ射线产生荧光，荧光被硅光电倍增管芯片吸收并进行光电转换，产生脉冲电流，并通过测试板数据输出口将脉冲电流传输给探测器测试平台。可通过对读出电路的不断开进和优化，改变硅光电倍增管芯片的性能，进而设计出空间分辨率高、能量分辨率高、时间分辨率高的SIPM探测器。

附图说明

图1为本发明实施例所述的硅光电倍增管芯片测试装置的结构图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本发明实施例所述的硅光电倍增管芯片测试装置的密封盒的俯视方向的局部剖视图；

图4为本发明实施例所述的测试板的结构图。

附图标记说明：

1、放射源盒；2、密封盒；3、放射源；4、密封盒盒盖；5、射线入射窗；6、密封盒盒体；7、密封盒底板；8、晶体阵列；9、硅光电倍增管芯片；10、测试板；11、数据输出接口；12、电源输入接口；13、安装支架；14、测试板数据输出口；15、电源接入口；16、晶体条；17、硅光电倍增管单元；18、放射源盒体；19、放射源盒盖；20、放射源盒底；21、安装槽；22、第一密封条；23、第二密封条；24、定位螺栓。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

参见图1，本发明提供了一种硅光电倍增管芯片测试装置，包括：放射源盒1以及密封盒2，放射源盒1位于密封盒2之上；

参见图1及图2，放射源盒1内设有放射源3，放射源3方向朝下设置，即朝向密封盒2的方向设置；进一步地，放射源盒1包括放射源盒体18、放射源盒盖19以及放射源盒底20，放射源盒底20与放射源盒体18成一体，放射源盒盖19位于放射源盒体18之上；进一步地，放射源盒底20设有用于放射源3发射出的射线通过的通孔；放射源3放置在放射源盒底20之上。进一步地，放射源盒1的材质为屏蔽材质，能有效的避免放射源3发射出的射线射出到装置外部，对人体或其他物质造成辐射；可选地，放射源3为γ射线放射源。

密封盒2包括：密封盒盒盖4、射线入射窗5、密封盒盒体6、密封盒底板7、晶体阵列8、硅光电倍增管芯片9以及测试板10；密封盒盒盖4安装在密封盒盒体6之上，密封盒盒体6安装于密封盒底板7之上；进一步地，密封盒盒盖4与密封盒盒体6之间设有第一密封条22；密封盒盒体6与密封盒底板7之间设有第二密封条23。硅光电倍增管芯片9内嵌在测试板10上，晶体阵列8通过定位螺栓24固定在密封盒2内，晶体阵列8覆盖在硅光电倍增管芯片9上，测试板10位于密封盒2之内，进一步地，定位螺栓24与晶体阵列8之间设有弹性垫片；射线入射窗5位于密封盒盒盖4上，放射源盒1安装在射线入射窗5之上；进一步地，射线入射窗5的材质为避可见光且允许γ射线通过的材质；密封盒盒体6、密封盒盒盖4、密封盒底板7、第一密封条22以及第二密封条23的材质均为避光材质。

密封盒盒盖4上表面设有数据输出接口11以及电源输入接口12；数据输出接口11的输出端与探测器测试平台连接，电源输入接口12的输入端与外界电源连接；

参见图3及图4，测试板10通过安装支架13悬空设置在密封盒体6内，安装支架13下端固定在密封盒底板7上；测试板10上设有：读出电路、测试板数据输出口14以及电源接入口15，数据输出接口11的输入端与测试板数据输出口14的输出端连接，电源接入口15与电源输入接口12的输出端连接；硅光电倍增管芯片9通过读出电路与测试板数据输出口14的输入端连接，硅光电倍增管芯片9的电源输入端通过电源接入口15与电源输入接口12的输出端连接；

晶体阵列8包括多个晶体条16；进一步地，晶体条16之间涂有反射层；硅光电倍增管芯片9设有多个硅光电倍增管单元17，每个硅光电倍增管单元17与晶体条16一一对应。

放射源3源源不断的向密封盒2发射γ射线，γ射线通过射线入射窗5照射到晶体阵列8中，晶体阵列8吸收γ射线产生荧光，荧光被硅光电倍增管芯片9吸收并进行光电转换并放大得到脉冲电流，测试板10的读出电路通过测试板数据输出口14将脉冲电流传输给探测器测试平台，探测器测试平台显示出探测器的能谱图、散点图等反映探测器性能的指标，通过对读出电路的不断优化改进，可改变硅光电倍增管芯片9的性能，进而设计出能量分辨率、空间分辨率高、时间分辨率高的性能优良的硅光电倍增管探测器。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，包括：放射源盒以及密封盒，所述放射源盒位于所述密封盒之上；

其中，所述放射源盒内设有放射源，所述放射源方向朝下设置；

所述密封盒包括：密封盒盒盖、射线入射窗、密封盒盒体、密封盒底板、晶体阵列、硅光电倍增管芯片以及测试板；所述密封盒盒盖安装在所述密封盒盒体之上，所述密封盒盒体安装于所述密封盒底板之上；所述硅光电倍增管芯片内嵌在所述测试板上，所述晶体阵列通过定位螺栓固定在所述密封盒内，所述晶体阵列覆盖在所述硅光电倍增管芯片上，所述测试板位于所述密封盒之内；所述射线入射窗位于所述密封盒盒盖上，所述放射源盒安装在所述射线入射窗之上；

所述密封盒盒盖上表面设有数据输出接口以及电源输入接口；所述数据输出接口的输出端与探测器测试平台连接，所述电源输入接口的输入端与外界电源连接；

所述测试板通过安装支架悬空设置在所述密封盒体内，所述安装支架下端固定在所述密封盒底板上；所述测试板上设有：读出电路、测试板数据输出口以及电源接入口，所述数据输出接口的输入端与所述测试板数据输出口的输出端连接，所述电源接入口与所述电源输入接口的输出端连接；所述硅光电倍增管芯片通过所述读出电路与所述测试板数据输出口的输入端连接，所述硅光电倍增管芯片的电源输入端通过所述电源接入口与所述电源输入接口的输出端连接；

所述晶体阵列包括多个晶体条；所述硅光电倍增管芯片设有多个硅光电倍增管单元，每个所述硅光电倍增管单元与所述晶体条一一对应。

2.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述放射源盒包括放射源盒体、放射源盒盖以及放射源盒底，所述放射源盒底与所述放射源盒体成一体，所述放射源盒盖位于所述放射源盒体之上；所述放射源放置在所述放射源盒底之上。

3.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述放射源盒的材质为屏蔽材质。

4.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述放射源为γ射线放射源。

5.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述密封盒盒盖与密封盒盒体之间设有第一密封条；所述密封盒盒体与所述密封盒底板之间设有第二密封条。

6.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述射线入射窗的材质为避可见光且允许γ射线通过的材质。

7.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述定位螺栓与所述晶体阵列之间设有弹性垫片。

8.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述放射源盒底设有用于所述放射源发射出的射线通过的通孔。

9.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述晶体条之间涂有反射层。

10.如权利要求1所述的硅光电倍增管芯片测试装置，其特征在于，所述密封盒盒体、密封盒盒盖、密封盒底板、第一密封条以及第二密封条的材质均为避光材质。