[发明专利]放射物残留扫描装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及核医学成像技术领域，尤其是涉及一种放射物残留扫描装置及系统。

背景技术

目前，高能元素在核医学的应用越来越广泛，例如碘-131元素，尤其是将碘-131应用于甲状腺疾病，如碘-131诊断性全身显像、治疗后碘-131全身显像、碘-131清除甲状腺癌术后残留甲状腺组织以及治疗复发和转移组织等，疗效显著、安全方便，因此是我国发展最快的核素治疗项目。

用碘-131治疗后的患者需要进行辐射剂量残留的监测，以便对病情进行更好地观察和分析。目前，核医学通过γ射线成像技术取得碘-131在人体内的分布图像。由于碘-131核素在人体内衰变一次，都有γ粒子释放出来，方向随机。正对探测器方向的γ粒子穿过人体后，将被晶体捕获并释放出一定数量的光子，光电传感器将光子转化成电子，以电流脉冲的形式输出到前置放大电路。通过积分电路，将电流信号转换成电压信号。其中，γ粒子的能力大小与光子数量，电压信号幅值线性相关。通过上述过程后，在影像图片对应的位置上面增加一个计数器。随着采集时间的增加，影像不同位置的计数不断增加。每个位置计数值的大小跟人体对应位置碘-131数量线性相关。这样，将计数数值转换成灰度图像后，即是碘-131在人体内的分布图像。

具体地，碘-131释放出的γ粒子中，主要包含两种能量的粒子：284keV及365keV，而另外两种能量的粒子(80keV及723keV)的分支比很小(在实际采集过程中可以忽略)。在实际探测过程中，相同能量的γ粒子被采集后，形成一个正态分布的尖峰。峰值一半位置的宽度与峰值的比值即为核物理当中所说的能量分辨率，一般情况下，能量峰值越窄，能量分辨率数值越小，则能量分辨率性能越好。

碘-131释放γ粒子的方向随机，释放出的γ粒子碰到物体后会发生康普顿散射。碘-131释放出的γ粒子的能谱图中，全能峰左侧为康普顿平台，该康普顿平台是由于康普顿散射效应产生的，散射后的γ粒子产生的γ射线不是我们需要的，需要在后续电路部分通过窗口设置予以过滤，否则会导致最终生成的碘-131分布图像模糊不清，影响图像空间分辨率。为了提高采集效率，将各种能量的γ射线全部采集到，需要适当增加电路中窗口的宽度。同时，考虑到低能量284Kev的γ射线数量偏少，且其在能谱中的贡献落入康普顿平台中，因此，284KeV的γ射线的能量峰很难从康普顿平台分辨出来。这样，窗口的宽度增加后，散射的无效的γ射线被记为有效γ射线的数量也会随之增加，最终影响到图像空间分辨率。综上所述，现有残留扫描装置仍存在探测效率低和空间分辨率差的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种放射物残留扫描装置及系统，针对CZT探测器对后续电路进行改进，在减小采集窗口宽度的同时，增加采集窗口的数量，解决了探测效率低和空间分辨率差的问题，提高了探测器的探测效率，改善了图像空间分辨率。

第一方面，本发明实施例提供了一种放射物残留扫描装置，所述装置包括多个CZT探测器、多个数据处理单元、多个窗口采集电路、多个计数单元以及处理器；

多个所述CZT探测器与多个所述数据处理单元一一对应连接；多个所述数据处理单元与多个所述窗口采集电路一一对应连接；多个所述窗口采集电路与多个所述计数单元一一对应连接；

所述CZT探测器接收患者捕获患者体内发出的γ射线，释放出光子并通过光电效应或者康普顿效应，激发电子以形成电流信号，并发送所述电流信号至所述数据处理单元；

所述数据处理单元接收所述电流信号，将所述电流信号转换成电压脉冲信号，并发送所述电压脉冲信号至所述窗口采集电路；

所述窗口采集电路接收所述电压脉冲信号，对所述电压脉冲信号进行窗口采集以生成计数脉冲信号，将所述计数脉冲信号发送至所述计数单元，其中，所述窗口采集电路包括多个采集模块，各个所述采集模块采用并联方式连接，用于采集不同幅度的所述电压脉冲信号；

所述计数单元包括多个计数子单元，所述计数子单元与所述采集模块一一对应连接，所述计数子单元接收所述计数脉冲信号，对所述计数脉冲信号进行计数得到计数数值，发送所述计数数值至所述处理器；

所述处理器与各个所述计数子单元连接，所述处理器接收所述计数数值，并根据所述计数数值生成体内放射性物质分布灰度图像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，多个所述CZT探测器以线性阵列方式设置。