[发明专利]一种光子Radar/PET共用SiPM显像方法与仪器在审
申请号: | 201910860353.1 | 申请日: | 2019-09-11 |
公开(公告)号: | CN110632640A | 公开(公告)日: | 2019-12-31 |
发明(设计)人: | 邓贞宙;邓玉姗;邓宏晟;王怡文;赖文升;韩春雷;洪伟毅;王玉皞 | 申请(专利权)人: | 南昌华亮光电有限责任公司 |
主分类号: | G01T1/24 | 分类号: | G01T1/24;G01S17/89;A61B6/03 |
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地址: | 330031 江西省南*** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光子 待测目标 微小运动 激光器 显像 伽马 转化 发射激光脉冲 模拟电脉冲 正电子湮灭 存储模块 反射脉冲 分辨性能 控制信号 能量信息 扫描区域 深度信息 时间信息 数字信号 重建图像 示踪剂 预滤波 脉冲 成像 转动 注射 闪烁 传输 输出 重建 覆盖 | ||
本发明提供一种光子Radar/PET共用SiPM显像方法与仪器,包括:控制信号输出,激光器向待测目标物体发射激光脉冲,并注射示踪剂药物;激光器各向转动以覆盖所有扫描区域,正电子湮灭产生伽马光子对;SiPM阵列将反射脉冲转化为电信号,伽马光子对转化为闪烁脉冲,并传输至存储模块;对模拟电脉冲进行预滤波,并转化为数字信号,并提取其时间信息、能量信息、位置信息和深度信息;通过其信息进行重建,显示重建图像。本发明能使得待测目标物体的微小运动能够被识别并用于显像,有效的提高了系统的分辨性能,消除因物体的微小运动产生的误差,并显著的缩小了成像时间。
技术领域
本发明涉及可见光光子探测、光电信号处理以及数字显像领域,更具体地涉及一种光子Radar/PET共用SiPM显像方法与仪器。
背景技术
光子Radar(radio detection and ranging)是以光子为信息载体的一种新型雷达。雷达可以对目标物体进行随时随地的探测并对探测到的目标进行,常用来探测军事武器,是组成现代军事技术的重要部分。优异的雷达性能可以使我们的军事武器处于制高点的地位,因此,我国在雷达技术领域投入了巨量的资源,希望不断提升雷达性能。
我们都知道,光具有“波粒二象性”,即光既具有波动特性,能像波一样向前传播,又具有粒子特性,能表现出粒子的特征。传统雷达以电子为载体,利用电磁波“波”的特性,发出电磁波,通过对产生信号的处理,利用回波来定位目标的具体位置、高度等信息。但是,技术的积累是有上限的,这个上限就是该项技术的基本原理。但是,传统雷达波有着很多的局限,这些局限就是其基本原理带来的,隐身飞机的出现就是传统雷达实失效的最好证明。除此以外,传统的雷达难以在大雾、下雨、雾霾等恶劣状况下使用,在云层等障碍物遮挡下,雷达也无法探测到目标。虽然最新的合成孔径雷达可以全天候工作且具有穿透能力,但是仍然无法克服精度较差、处理速度慢等缺点。因此,寻找新的技术,突破传统雷达的局限,成为了非常重要的工作。
随着光子技术的发展,人们开始利用着手于利用丰富的光谱资源,以光子为信息载体,利用光的粒子性,能够更好、更快地产生和处理雷达宽带信号,可实现快速,且非常清晰的识别目标。
正电子发射断层(Positron Emission Tomography,以下简称PET)是一种非侵入性的新型医学技术,能无创、定量、动态地评估动物或者人体活体内各种器官和组织的代谢水平、生化反应和功能活动,在疾病的早期检测、病理生理机制研究、疗效监测和预后评估等方面发挥着独特的作用。
由于PET的这些独特作用,市场对PET的实际需求与日俱增。美国癌症学会官方期刊发表的《2018 年全球癌症统计数据》报告显示,2018年全球有大约 1810 万癌症新发病例和 960 万癌症死亡病例。尽管需求不断增长,PET的仪器制造却一直存在巨大供应缺口。从人均PET安装台数上来看,2016年我国人口总数与PET数量比为13.68亿/300台,美国为3.19亿/5000台,我国至少还需要20000台PET才能和美国的人均占有量齐平。单台临床PET保守按照大约1500万来计算,PET的市场容量将达到3000亿元。如果将计算范围扩大到全球,那么PET将是一个典型的“万亿产业”。尽管有如此大的市场容量,我国的PET/CT等大型核医学医疗影像设备却基本上完全依赖进口,多年来一直被三大国际巨头GPS(美国 GE、德国 Siemens、荷兰 Philips)的产品所垄断。进口设备价格昂贵,维修保养费用高,造成临床诊断费用居高不下,加重了患者的医疗负担。因此,研发我国具有自主知识产权的 PET 是亟待解决的重要任务。
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