[发明专利]探头、探测器及多像素光子计数器总计数修正方法

说明书

公开一种探头，包括：平板晶体组件，用于将进入的伽马射线转换成若干可见光光子；多像素光子计数器阵列，受光面设于平板晶体组件上，多像素光子计数器阵列包括多个多像素光子计数器，多个多像素光子计数器形成阵列结构，各个多像素光子计数器用于将各自接收到的可见光光子信号转换成电流脉冲，对各自接收到的可见光光子的数目进行计数；电子学电路部分，多像素光子计数器阵列中的各个多像素光子计数器分别与该电子学电路部分电性连接，该电子学电路部分用于将电流脉冲转换成电压脉冲。该探头可以得到连续的、高分辨率的图像，并解决MPPC探测机制可能带来的能量分辨率变差的问题。还公开一种探测器、探测系统和多像素光子计数器总计数修正方法。

技术领域

本发明涉及辐射探测成像技术领域，更具体地，涉及一种探头、探测器及多像素光子计数器总计数修正方法。

背景技术

单光子发射计算机断层成像(Single Photon Emission Computed Tomography，以下简称SPECT)，是核医学影像通过探测各个角度放射性的二维分布，得到发射单个光子的放射性药物的断层成像，药物在生物体内的分布，可以反映生物体内的功能、代谢和生理学状况。小动物SPECT，是针对小动物特点制造的SPECT系统，一般具有视野小、分辨率高的特点，多被用于新药研究、疾病机理研究等科学研究工作，对小动物SPECT有较大的需求，该仪器可帮助医务工作者和科研工作者了解药物在小动物体内的代谢情况、病灶的位置大小与代谢情况。

多像素光子计数器也称为MPPC，为一种硅光电倍增管。MPPC由多个工作在盖革模式下的雪崩光电二极管(Avalanche PhotoDiode，以下简称APD)组成，虽然本质上是一个光半导体，但它具有优良的光子计数能力，适用于监测在光子计数水平下极弱光的场合，具备着低电压工作、高光子探测效率、快速响应、以及优良的时间分辨率和宽光谱响应范围等特点，并可在抗磁场干扰、耐机械冲击中发挥出固态器件的优势。MPPC由多个工作在盖革模式下的APD组成。首先，APD是一种具有高速度、高灵敏度的光电二极管，当加有一定的反向偏压后，它就能够对光电流进行雪崩放大。而当APD的反向偏压被设定为高于击穿电压时，内部电场更强，光电流则会获得10⁵～10⁶的增益，这种工作模式就叫APD的“盖革模式”。

目前的小动物SPECT，探头的形式包括以下几种：

A.连续晶体+分立光电倍增管，是最经典的结构，此类型的探头被称为Anger型探头，晶体边缘为非灵敏区，探头庞大，不能应用于磁场中；

B.连续晶体+位置灵敏光电倍增管，晶体边缘为非灵敏区，价格昂贵，不能应用于磁场中；

C.分立晶体+光导+多光电倍增管，分辨率不高，不能应用于磁场中；

D.分立晶体+位置灵敏光电倍增管，图像马赛克现象严重，成本太高，不能应用于磁场中；

E.分立晶体+多像素光子计数器，图像马赛克现象严重，探测效率低。

在MPPC的相关应用中，特别是高能应用中发现，在次级光子在APD上分布集中的情况下，也就是说APD接收的光子密度比较大的情况下，会出现总光子计数降低的情况，即输出信号幅度与输入信号强度不线性。这是由APD的工作模式决定的：对一个APD单元，一个时刻无论有多少光子入射，都不会对其输出带来影响，其输出和一个光子入射是相同的；所以，总体上造成漏计数。

本发明旨在解决现有技术中存在的马赛克问题或低分辨率或低探测效率的问题，并进一步地解决MPPC探测机制可能带来的能量分辨率变差的问题，特别是全能峰低能端的展宽的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够提供得到连续的高分辨率的图像，并能够减重的探头、探测器及多像素光子计数器总计数修正方法，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明第一方面，提供一种探头，包括：