防护效率补偿系统技术方案

液体闪烁计数系统采用防护检测器效率补偿系统来调节样本事件计数以补偿可能没有检测到所有宇宙和环境伽玛反向背景噪声事件的非理想防护。系统和方法确定由防护检测器子系统和样本检测器子系统在一个或多个能量区中一致检测到的事件的计数以及针对相应能量区由样本检测器子系统检测到并且没有由防护检测器子系统一致检测到的事件的计数。使用例如经淬火或未经淬火的样本，系统和方法基于一致和非一致事件的计数以及与相应能量区相关联的防护效率值来计算针对相应能量区的校正值。系统然后将所计算的校正值应用到针对相应能量区的计数，以产生经校正的样本事件计数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防护效率补偿系统相关申请的交叉引用本申请要求由RichardR.Harazin于2014年4月18日提交的题为“GUARDEFFICIENCYCOMPENSATIONSYSTEM”并且通过引用并入于此的美国临时专利申请序列号61/981,266的权益。
本专利技术涉及液体闪烁计数系统，并且更具体地涉及用于闪烁计数系统的防护效率补偿系统和方法。
技术介绍
液体闪烁计数系统被利用来对所测试的样本中的辐射事件进行计数。这样的系统通常利用铅屏蔽物（shield）以遮挡或抑制来自环境的背景辐射，其可能引起要在对样本中的事件进行计数时包括的不想要的噪声事件。典型地，铅屏蔽物在其中宇宙射线通量最强的液体闪烁计数系统的顶部处最厚。然而，当添加更多的铅时，总体系统变得沉重且笨重。除铅屏蔽物之外，可以利用防护子系统来检测和计及未被屏蔽物所抑制的背景辐射。由样本计数系统和防护子系统一致检测的辐射事件被归类为不应当包括在样本中的事件的计数中的背景辐射。然而，由于防护子系统的非理想性能，并非所有背景噪声事件被一致检测到，并且因而不想要的背景噪声事件仍旧可能无意中被包括在样本中的事件的计数中。附图说明通过参照以下结合随附图的描述，可以更好理解本文的实施例的优势，其中相同参考标号指示等同地或者功能上类似的元件，其中：图1是可以供本文描述的实施例利用的液体闪烁检测系统的示意性框图；图2是可以供本文描述的实施例利用的液体闪烁计数的电子架构的示意性框图；图3是详述了用于计算与防护效率补偿系统相关联的防护效率的规程的步骤的流程图；以及图4是详述了用于计算与防护检测器子系统相关联的校正值以及防护检测器子系统相关联的防护效率的规程的步骤的流程图；图5是可以供本文描述的实施例利用的液体闪烁检测系统的示意性框图；图6是详述了用于变换与液体闪烁检测系统相关联的外部宇宙和伽玛（gamma）谱的规程的步骤的流程图；以及图7是图示了针对经淬火和未经淬火的样本的不同能量水平下的不同防护效率值的表格。具体实施方式用于检测辐射的系统和方法采用基于一个或多个预确定的防护效率值的防护检测器补偿，其可以利用经淬火或未经淬火的标准样本被确定，以调节样本事件计数来补偿可能没有检测到所有背景噪声事件的非理想防护。系统和方法确定通过防护检测器子系统和样本检测器子系统在一个或多个能量区中一致检测到的事件的计数以及针对相应的能量区通过样本检测器子系统检测到并且没有通过防护检测器子系统一致检测到的事件的计数。系统和方法基于一致和非一致事件的计数以及与相应能量区相关联的防护效率值来计算针对相应能量区的校正值。系统然后将所计算的校正值应用到针对相应能量区的样本计数，以产生经校正的样本事件计数。使用防护效率补偿系统，系统通过补偿非理想防护性能而改进了样本事件计数的准确度。此外，防护检测器补偿的使用允许系统在以下环境中高效地操作：在该环境中样本在评估期间较少被环境隔离并且因而更易于受不想要的背景噪声的影响。例如，使用防护检测器补偿的液体闪烁检测系统可以被相对薄的铅壁所围绕，而不会不利地影响感兴趣的样本事件的计数。因而，系统尺寸和重量可以显著地减小。图1是可以有利地供本文描述的实施例使用的液体闪烁检测系统100的示意性框图。液体闪烁检测系统100配置为检测样本105中的放射性发射（例如，事件）。样本检测器子系统135包括样本光电倍增管（PMT）120和样本计数腔室112。将样本105放置在小瓶（vial）110中并且然后放置到样本检测器子系统135的样本计数腔室112中，其中还将闪烁液体添加到小瓶110以将样本的辐射变换成由样本PMT120检测的光脉冲。样本PMT120同时地操作，并且分析组合信号以对样本105中的事件进行计数。为了减少影响样本105中的事件的计数的不想要的宇宙和环境背景辐射（例如，BKG噪声事件），利用铅屏蔽物122。此外，利用包括防护PMT130和液体闪烁物115的防护检测器子系统125，以检测不想要的宇宙和环境背景辐射。在样本PMT120和防护PMT130处一致检测到的事件被归类为不应当被包括在样本105中的事件的计数中的BKG噪声事件。然而，防护检测器子系统125是非理想的，并且不会检测到所有BKG噪声事件，并且因而没有被一致检测到的不想要的BKG噪声事件仍旧可能无意中被包括在样本105中的事件的计数中。如由本领域技术人员所已知的，这可能发生，因为当宇宙/伽玛射线被防护检测器错失并且撞击样本时，射线可能在它们行进通过样本介质时引起康普顿反向散射事件。此外，可以向标准样本105添加淬火剂，诸如无机酸、有机酸和萃取闪烁物。如由本领域技术人员所已知的，经淬火的样本相比于未经淬火的样本而言产生康普顿反向散射的不同测量能量分布。有利地，并且通过利用经淬火的样本，将来自标准样本105中的康普顿反向散射的光输出结束。相比于使用未经淬火的样本而言，使用经淬火的样本使防护看起来其在较低能量区中具有较低宇宙/伽玛射线检测效率以及在较高能量区中具有较高效率。该效果因为下述情况而发生：当标准样本中的淬火可以将康普顿反向散射事件的测量能量偏移至较低能量区时，如由防护检测器子系统125所测量的宇宙/伽玛事件的能量保持近似相同，而不管标准样本是经淬火还是未经淬火的。图2是可以有利地供本文描述的实施例利用的液体闪烁计数的电子架构200的示意性框图。电子架构200包括多个多通道分析器（MCA）205、一个或多个处理器210、存储器215、一个或多个适配器220、输入设备225和显示器230，其通过系统总线240互连。如由本领域技术人员所已知的，每一个MCA105提供表示不同能量区的通道的集合。例如，每一个能量区可以由MCA的100个通道的块表示（例如，能量区0由MCA的通道1到100表示，能量区1由MCA的通道101到200表示等等）。在实施例中，存储器215包括由MCA205、处理器210和适配器220可寻址的存储器位置以用于存储与本文讨论的实施例相关联的软件程序和/或过程和数据结构。处理器210和适配器220可以进而包括处理元件和/或逻辑电路，其配置为执行软件程序/过程，诸如计算与本文描述的实施例相关联的值。对本领域技术人员将显而易见的是，可以使用包括各种计算机可读介质的其它处理和存储器构件，以用于存储和执行关于本文描述的实施例的程序指令。还确切地设想到，本文描述的各种软件程序、处理器和层可以被体现为配置成依照本公开内容，例如根据软件程序、过程或层的功能性进行操作的模块。输入设备225包括接收输入命令（例如，来自用户）所需要的机械、电气和信令电路，其进而使其它组件（MCA205、处理器210、存储器215、适配器220和显示器230）实施特定功能。例如，输入设备可以是键盘或“触摸屏”。另外，显示器230包括向利用防护补偿系统200的用户显示数据和信息所需要的机械、电气和信令电路。例如，显示器230可以是液晶显示（LCD）屏。适配器220包括将电子架构200连接到液体闪烁检测系统100（图1）所需要的机械、电气和信令电路。例如，适配器220可以是电子子系统，其由下述各项组成：检测来自PMT的事件触发信号的比较器；处理来自PMT、数字状态机和定时元件的能量信号的模拟滤波器；以及将能量信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射检测系统，包括：配置为检测样本事件的闪烁物；配置为检测有效防护事件的防护检测器子系统；一个或多个处理器，适配成：对在一个或多个能量区中一致检测到的样本和有效防护事件以及在没有一致地检测到有效防护事件时检测到的样本事件进行计数；以及针对每一个能量区基于一致事件的计数和与能量区相关联的预确定的防护效率值来计算补偿防护计数，计算基于补偿防护计数以及一致和非一致事件的计数的校正值，以及基于所计算的校正值来校正对应于能量区的非一致事件的计数以产生经校正的样本事件计数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.18 US 61/981266;2015.02.24 US 14/6300471.一种辐射检测系统，包括：配置为检测样本事件的闪烁物；配置为检测有效防护事件的防护检测器子系统；一个或多个处理器，适配成：对在一个或多个能量区中一致检测到的样本和有效防护事件以及在没有一致地检测到有效防护事件时检测到的样本事件进行计数；以及针对每一个能量区基于一致事件的计数和与能量区相关联的预确定的防护效率值来计算补偿防护计数，计算基于补偿防护计数以及一致和非一致事件的计数的校正值，以及基于所计算的校正值来校正对应于能量区的非一致事件的计数以产生经校正的样本事件计数。2.权利要求1的辐射检测系统，其中闪烁物是液体闪烁物。3.权利要求1的辐射检测系统，其中闪烁物是晶体闪烁物。4.权利要求1的辐射检测系统，其中针对相应能量区使用在系统操作于受控环境中时发生的一致和非一致事件的计数来计算预确定的防护效率值。5.权利要求4的辐射检测系统，其中受控环境包括已知辐射源。6.权利要求1的辐射检测系统，其中针对给定能量区的预确定的防护效率值被计算为：其中SP12R是与防护一致的样本计数，并且SP11R是能量区R内的与防护非一致的样本计数。7.权利要求6的辐射检测系统，其中针对给定能量区的补偿防护计数是：。8.权利要求7的辐射检测系统，其中防护子系统错失的计数的数目（GCMR）是：。9.权利要求8的辐射检测系统，其中校正值是被计算为以下形式的背景减少因子（BRFR）：。10.权利要求8的辐射检测系统，其中给定能量区与多个通道相关联，并且针对相应通道将经校正的样本事件计数计算为：其中CSP11n是针对能量区R中的通道n的非一致样本事件的经校正的计数。11.权利要求1的辐射检测系统，其中防护补偿校正可以基于修改防护效率值来调节。12.一种辐射检测系统，包括：配置为检测贝塔谱中的事件的液体闪烁物；配置为检测伽玛谱中的事件的晶体闪烁物防护；一个或多个处理器，适配成：在数学上将伽玛谱变换成遵循近似于SP12谱的康普顿反向散射轮廓的谱；以及对针对一个或多个能量区的经变换的伽玛谱和贝塔谱之间的一致事件进行计数，并且对仅处于贝塔谱中的非一致事件进行计数；以及针对每一个能量区基于一致事件的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：RR哈拉津，
申请(专利权)人：珀金埃尔默保健科学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US