[发明专利]肺部不均匀γ内污染探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种肺部沉积物所释放的γ射线探测装置，尤其涉及一种肺部不均匀γ内污染探测装置。

背景技术

 生活中放射性物质无处不在，一些放射性核素，如镅、钚等，一旦被人体吸入后，会在肺内停留数周甚至更长的时间，通过尿液检测的方法还无法检测出来。现今针对肺部内污染沉积物的检测，通常采用计数器测量，对准肺部，通过测量内部放射性污染物释放的γ射线，估算核素在肺部的沉积量。 

目前所知的肺部计数器有高纯锗探测器和单探头NaI(Tl)探测器。前者测试的条件是低本底环境测量，高纯锗探测器需液氮制冷，在低温条件下工作，测量时间在30分钟左右。这种测量方法场所有限制，探测器工作条件特殊，并且测量时间长；后者测量虽然移动方便，携带便捷，但对于本底射线的滤除效果不佳，且对核素在肺部内的分布情况不能精准定位。因此，一种可以不受场地限制、能滤除射线干扰、并快速对肺部内污染情况进行二维成像的医学诊断探测装置就显得非常重要。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，不受场地限制、能滤除射线干扰、并快速对肺部内污染情况进行二维成像、对医学诊断非常重要的肺部不均匀γ内污染探测装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种肺部不均匀γ内污染探测装置，其特征在于：包括微型阵列式射线探测器、模数转换单元、多通道反符合脉冲甄别单元、多通道数字能谱测量单元、为上述各电路供电的电源系统，以及上位机；

所述微型阵列式射线探测器正对人体肺部放置，探测肺部多个位置沉积的放射性核素物所释放的γ射线，并将检测到的对应多个位置的各路模拟核脉冲信号送入模数转换单元中；

模数转换单元将多路模拟核脉冲信号转换为数字核脉冲信号，并送入多通道反符合脉冲甄别单元中；

所述多通道反符合脉冲甄别单元将数字核脉冲信号进行反符合算法处理，再将甑别后的信号送入多通道数字能谱测量单元；

所述多通道数字能谱测量单元对数字核脉冲信号进行脉冲成形，脉冲幅度甄别，形成γ能谱，并送入上位机中；

所述上位机内置肺部内污染分析软件，实现核素识别和活度计算，并对肺部放射性内污染活度分布进行二维成像。

在此，微型阵列式射线探测器主要是起到数据采集的作用，它正对人体肺部放置，能将肺部划分为矩阵的形式，然后采集不同区域的γ射线，形成模拟核脉冲信号，经过模数转换单元转换成数字核脉冲信号，再通过多通道反符合脉冲甄别单元进行反符合算法处理，滤除干扰和不成形的信号，将合格的信号送入多通道数字能谱测量单元中，形成与肺部多个位置对应的多个γ能谱，也就是说，γ射线经处理后形成了γ能谱，且每个γ能谱是与肺部不同区域的γ射线对应的，我们可以通过编码等方式，确认γ能谱到底为肺部哪个区域的γ射线形成的，送入上位机中分析处理，实现核素识别和活度计算，并对肺部放射性内污染活度分布进行二维成像。核素识别和活度计算，主要通过上位机中的肺部内污染分析软件来实现。

作为优选：所述微型阵列式射线探测器宽10厘米到14厘米，长14厘米到18厘米，由微型的子探测器相互紧靠、且呈阵列式结构排布在铝合金框架中，并按先行后列进行一次编码，其中，子探测器由2cm×2cm×2cm的立方体型CsI晶体和硅光电倍增管组成。

作为优选：所述微型阵列式射线探测器宽12cm，长16cm。

在这里，肺部沉积物释放出γ射线，进入微型阵列式射线探测器，经CsI晶体作用后，将光子送入后方的硅光电倍增管中，最终产生模拟核脉冲信号。

作为优选：所述模数转换单元包括与各子探测器对应工作的ADC，且编码方法与微型子探测器编码相对应。

ADC主要是对模拟核脉冲信号进行模数转换，方便后期FPGA处理，子探测器和ADC采用相对应的编码方法进行编码，能实现一一对应，且编码后，能精确将信号对应到肺部的不同部位，方便后期的二维成像，例如，将某一子探测器编码为i，则与其对应的ADC也为i，它们的信号角标也采用i标记。

作为优选：所述多通道反符合脉冲甄别单元由多片以总线方式连接的FPGA构建，对多路数字核脉冲信号进行并行处理，对相邻的子探测器进行的核脉冲信号进行数字反符合甄别，并输出反符合数字脉冲信号。

在这里，根据子探测器间的相邻情况，将12片FPGA以总线方式连接，并对多路数字核脉冲信号进行并行处理，这样，相邻的子探测器间可相互通信，ADC将子探测器送至的核脉冲信号进行模数转换，转换后的数字信号传递给FPGA进行反符合算法处理，将处理后的反符合数字脉冲信号送到多通道数字能谱测量单元中。