[发明专利]一种基于双探测器技术的伽马相机

说明书

一种基于双探测器技术的伽马相机，其特征在于，包括编码板、屏蔽体，以及读出电路、数据处理电路和重建电路，还包括位置灵敏探测器、能量灵敏探测器和光学相机，放射性物质射向探测区域的伽马射线经编码板后，位置灵敏探测器采集产生投影数据和第一能谱数据集，能量灵敏探测器采集产生第二能谱数据集，数据处理电路接收第一能谱数据集和第二能谱数据集，得到组合能谱数据，重建电路根据投影数据和组合能谱数据得到伽马辐射图像，光学相机获取可见光图像，与伽马相机生成的二维辐射图像集成，实现两种模态图像的精确配准与融合，利用组合能谱数据进行能谱解析，获得高分辨率的能谱图，并根据内置的核素库进行核素识别。

技术领域

本发明涉及放射性物质检测领域，具体而言，涉及一种基于双探测器技术的伽马相机。

背景技术

放射性物质的定位、辐射剂量测量、核素种类识别以及活度测量在核工业、核安全、环境保护、工业及医用放射源管理、公共安全等领域具有广泛的应用。

传统的探测放射性物质的手段主要包括：放射性剂量仪、伽马能谱仪和伽马相机。其中，伽马相机是利用辐射探测技术对放射性物质进行探测的设备，探测来自放射性物质所在目标角平面各个方向入射的伽马光子，并实现放射性物质的二维平面分布成像。另外，伽马相机还可测量相机所在位置的伽马光子能谱，实现初步的伽马光子能谱解析和核素识别的功能。

但是，传统的伽马相机利用位置灵敏探测器检测到的放射性物质的投影数据生成的辐射图像精度不高，虽然现有技术中也已存在利用位置灵敏探测器检测到的放射性物质的投影数据和能谱数据生成二维辐射图像的技术方案，但由于位置灵敏探测器获取的能谱数据并不准确，因此生成的二维辐射图像精度仍不高。

现有技术通常采用能谱灵敏探测器实现更精确的能谱解析功能，但能谱灵敏探测器仅能用于能谱解析，不能实现放射性物质的二维平面分布成像，用途比较单一，并且采用能谱灵敏探测器进行能谱解析通常需要较长的探测时间。

发明内容

本发明提供了一种基于双探测器技术的伽马相机，能提供精度更高的二维辐射图像，同时还能提供更精确的能谱解析功能，且花费的探测时间较短。

为实现本发明的发明目的，本发明提供了一种基于双探测器技术的伽马相机，包括编码板、屏蔽体，以及读出电路、数据处理电路和重建电路，还包括位置灵敏探测器、能量灵敏探测器和光学相机，

放射性物质射向探测区域的伽马射线经编码板后，位置灵敏探测器采集产生投影数据和第一能谱数据集，能量灵敏探测器采集产生第二能谱数据集，

数据处理电路接收第一能谱数据集和第二能谱数据集，根据第一能谱数据集和第二能谱数据集得到组合能谱数据，

重建电路接收投影数据和组合能谱数据，根据投影数据和组合能谱数据得到伽马辐射图像，

光学相机获取可见光图像，与伽马相机生成的二维辐射图像集成，实现两种模态图像的精确配准与融合，

利用组合能谱数据进行能谱解析，获得高分辨率的能谱图，并根据内置的核素库进行核素识别。

其中，所述根据第一能谱数据集和第二能谱数据集得到组合能谱数据的具体过程如下：

首先伽马相机对标准核素样品进行探测，分别获取位置灵敏探测器和能量灵敏探测器检测到的第一能谱数据集A和第二能谱数据集B，分别计算能谱数据A和B的协方差矩阵，根据协方差矩阵计算相关系数α，再根据以下公式计算分别对应于第一能谱数据集A和第二能谱数据集B中的每个能谱数据的权重值x_i和y_i：

其中，N为第一能谱数据集A或第二能谱数据集B的能谱数据数量，

数据处理电路按照以下公式计算组合能谱数据C：