[发明专利]伽玛射线的位置读出装置和伽玛射线的位置读出系统

说明书

技术领域

本发明涉及伽玛射线探测技术领域，特别涉及一种伽玛射线的位置读出装置和一种伽玛射线的位置读出系统。

背景技术

在PET(Positron Emission Compute3Tomography，正电子发射型计算机断层显像)等核医学成像系统中，往往需要探测到伽玛射线的位置例如方向，并通过重建来确定伽玛射线源的分布图像。在对伽玛射线进行探测时伽玛射线的位置精度将直接影响图像的最终分辨率。通常，PET成像装置采用伽玛射线探测器来探测伽玛射线的位置，伽玛射线探测器主要由闪烁晶体和光电转换器件构成。具体地，在闪烁晶体将伽玛射线转换为波长在300-600nm范围内的闪烁光后，光电转换器件将闪烁光转化为电流信号，进而输出给后续的读出电路进行处理。由于闪烁晶体的切割和分光可以使得不同位置的光电转换器件收集的闪烁光信号不一样，光电转换器件输出的电流信号也不一样，因此，读出电路可以根据不同光电转换器件输出的电流信号的比例关系来确定伽玛射线的位置。目前，读出电路通常通过一维或二维的电阻网络来对不同伽玛射线探测器输出的电流信号进行分流求和，从而得到与伽玛射线的位置成正比的信号。此时，伽玛射线探测器的位置分辨率主要由伽玛射线探测器和电阻网络的信噪比决定。

相关技术中，主要采用以下两种方案来提高伽玛射线探测器的位置分辨率。其中，在方案一中，伽玛射线探测器中的光电转换器件采用PMT(Photo Multiplier Tube，光电倍增管)，PMT可以将电流信号放大10⁵～10⁶倍，暗噪声小，并且采用PMT的伽玛射线探测器通过闪烁晶体分光和电阻网络读出可以获得1mm量级的位置分辨率。在方案二中，伽玛射线探测器中的光电转换器件采用近年来出现的SSPM(Soli3State Photoelectric Multiplier，固态光电倍增管)，同样也可以获得很大的电流信号增益。采用SSPM伽玛射线探测器通常以阵列的形式和闪烁晶体进行耦合，具体地，1个SSPM伽玛射线探测器模块通常由8x8或12x12个SSPM伽玛射线探测器阵列单元组成，每个SSPM伽玛射线探测器阵列单元的面积约为4mmx4mm。

相关技术中的方案一存在以下问题：PMT量子效率较低、尺寸较大、对磁场敏感。虽然SSPM可以解决PMT的上述缺点，但是，SSPM的暗噪声很大，例如在室温下1个SSPM伽玛射线探测器阵列单元的暗噪声计数率高达10⁷，因此，如果直接将这些SSPM伽玛射线探测器阵列单元的输出信号采用电阻网络分流进行求和，那么所有探测器阵列单元的暗噪声都会被累加起来，使得位置分辨率严重下降。另外，SSPM的暗噪声对温度很敏感，也就使得位置分辨率对温度很敏感，此时，将无法准确探测到伽玛射线的位置。

发明内容

本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种伽玛射线的位置读出装置，该伽玛射线的位置读出装置可以大大降低暗噪声对SSPM伽玛射线探测器位置分辨率的影响。

本发明的另一个目的在于提出一种伽玛射线的位置读出系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种伽玛射线的位置读出装置，该伽玛射线的位置读出装置包括：信号处理模块，与SSPM伽玛射线探测器的输出端相连，所述信号处理模块用于对所述SSPM伽玛射线探测器输出的电流信号进行处理，并输出幅度甄别信号和选通输出信号；甄别模块，所述甄别模块的第一输入端与预设信号提供端相连，所述甄别模块的第二输入端与所述信号处理模块的第一输出端相连，所述甄别模块用于根据所述预设信号对所述幅度甄别信号进行甄别，并输出第一控制信号和第二控制信号；以及开关模块，所述开关模块的第一控制端和第二控制端分别与所述甄别模块的第一输出端和第二输出端相连，所述开关模块的输入端与所述信号处理模块的第二输出端相连，所述开关模块用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号关闭相应的开关以输出所述选通输出信号。

本发明实施例提出的伽玛射线的位置读出装置，通过信号处理模块对SSPM伽玛射线探测器输出的电流信号进行处理以生成幅度甄别信号和选通输出信号，进而甄别模块根据预设信号对幅度甄别信号进行甄别以输出第一控制信号和第二控制信号，最后开关模块根据第一控制信号和第二控制信号来输出选通输出信号。该伽玛射线的位置读出装置可以大大降低暗噪声对探测器位置分辨率的影响，极大扩展SSPM探测器在伽玛探测中的应用范围。