双端读出晶体探测器及其作用深度刻度表快速生成方法技术

本发明专利技术公开了一种双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法及相应晶体探测器，所述方法包括：获取在非准直光源照射条件下探测晶体两端的光电转换器件的输出信号的差异的计数统计分布曲线；提取所述计数统计分布曲线的两个边界；确定在所述两个边界处的输出信号的差异；依据所述输出信号的差异及对应的、非准直光源所发射的光子作用在探测晶体两端时的作用深度位置的值，计算求得作用深度刻度表。所述方法大幅度简化了作用深度刻度表的生成过程，提高了作用深度表的生成速度，避免了准直误差引入的作用深度刻度表的非精确性，提高了所述晶体探测器的工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】
双端读出晶体探测器及其作用深度刻度表快速生成方法
本专利技术属于辐射探测
，特别涉及一种双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，同时提供相应的双端读出晶体探测器。
技术介绍
射线作用深度探测器对于提升伽马成像系统的成像性能具有重要意义。例如在正电子发射断层扫描仪PET(PositronEmissionTomography)中，探测器是PET系统的基础，是其成像性能好坏的主要决定因素。当前PET为获得较高的系统灵敏度，PET系统探测器需要使用较厚的晶体，而这同时也导致了传统的无作用深度分辨能力的探测器组成的PET系统在偏离中心轴位置的空间分辨率变差，所述的空间分辨率变差的状况随偏离中心轴的距离增大而增大，该现象被称为视差效应(ParallaxEffect)，而利用射线作用深度探测器可以有效地降低视差效应的影响，进而提高系统空间分辨率以及空间分辨率的均匀性，从而提升系统的成像性能。在作为伽马射线成像装置的康普顿相机中，利用射线作用深度探测器可以提升获取的伽马源方向信息的精确性，进而提高系统的角度分辨率。双端读出晶体探测器是射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其中，所述双端读出晶体探测器中，探测晶体(1)为长方体或正方体结构，或为由长方体或正方体结构的晶体单元构成的长方体或正方体晶体阵列，所述探测晶体(1)的两端分别设有光电转换器件或光电转换器件阵列(2)和光电转换器件或光电转换器件阵列(3)，/n其特征在于，所述快速生成方法包括步骤：/n(S1)获取所述双端读出晶体探测器在非准直光源(4)的照射下所述光电转换器件或光电转换器件阵列(2)和(3)的输出信号的差异D的计数统计分布曲线；/n(S2)提取所述计数统计分布曲线的边界1和边界2；/n(S3)确定在所述边界1和边界2处的输出信号的差异D

【技术特征摘要】
1.一种双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其中，所述双端读出晶体探测器中，探测晶体(1)为长方体或正方体结构，或为由长方体或正方体结构的晶体单元构成的长方体或正方体晶体阵列，所述探测晶体(1)的两端分别设有光电转换器件或光电转换器件阵列(2)和光电转换器件或光电转换器件阵列(3)，
其特征在于，所述快速生成方法包括步骤：
(S1)获取所述双端读出晶体探测器在非准直光源(4)的照射下所述光电转换器件或光电转换器件阵列(2)和(3)的输出信号的差异D的计数统计分布曲线；
(S2)提取所述计数统计分布曲线的边界1和边界2；
(S3)确定在所述边界1和边界2处的输出信号的差异DL和DR；
(S4)依据所述输出信号的差异DL和DR及所述非准直光源(4)所发射的光子G1作用在所述探测晶体(1)的两端时的作用深度位置DOIL和DOIR，计算求得作用深度刻度表，
其中，所述计数统计分布曲线为所述非准直光源(4)照射至所述探测晶体(1)的所述光子G1的数目、即对所述光子G1的计数随着所述输出信号的差异D的值从小到大的增加而变化的曲线；
所述作用深度位置DOIL和DOIR与所述输出信号的差异DL和DR分别对应。


2.根据权利要求1所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
所述步骤(S1)包括：
利用所述非准直光源(4)发射所述光子G1照射所述双端读出晶体探测器；
以所述探测晶体(1)计数式探测由所述非准直光源(4)发射至的单个所述光子G1；
所述单个光子G1发射至所述探测晶体(1)后，用所述光电转换器件或光电转换器件阵列(2)和(3)分别采集所述单个光子G1与所述探测晶体(1)作用后产生并分别输运至所述探测晶体(1)的两端的光子群，所述光电转换器件或光电转换器件阵列(2)探测和采集光子群G2，所述光电转换器件或光电转换器件阵列(3)探测和采集光子群G3；
重复上述探测所述单个光子G1、探测和采集所述光子群G2和光子群G3的步骤，其中，探测所述单个光子G1的数目、即对所述单个光子G1的计数不少于10000；
在进行所述探测和采集光子群G2和光子群G3的步骤时，对探测和采集到每一个所述光子群G2后所述光电转换器件或光电转换器件阵列(2)的输出信号S2进行记录，并对探测和采集到每一个所述光子群G3后所述光电转换器件或光电转换器件阵列(3)的输出信号S3进行记录；
计算获得所述计数统计分布曲线。


3.根据权利要求2所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
利用所述非准直光源(4)照射所述双端读出晶体探测器时，所述非准直光源(4)发射的所述光子G1发射至所述探测晶体(1)的两端并在所述探测晶体(1)中与所述探测晶体(1)产生作用。


4.根据权利要求2所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
在所述步骤(S1)中，探测所述光子G1的数目、即对所述光子G1的计数不少于50000。


5.根据权利要求2所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
依据所述输出信号S2和输出信号S3，所述光电转换器件或光电转换器件阵列(2)和(3)的所述输出信号的差异D＝ln(S3/S2)、D＝ln(S2/S3)、或


6.根据权利要求5所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
在所述步骤(S2)中，采取策略从所述计数统计分布曲线的主上升区段获取所述边界1，并从所述计数统计分布曲线的主下降区段获取所述边界2，其中，
所述主上升区段为所述计数统计分布曲线中随着所述输出信号的差异D的值从小到大的增加，所述曲线从计数值为0上升至所述曲线的第一个计数极大值A时的区段；
所述主下降区段为所述计数统计分布曲线中随着所述输出信号的差异D的值从小到大的增加，所述曲线从所述曲线的最后一个计数极大值B下降至计数值为0时的区段，
在所述计数统计分布曲线中，所述计数极大值B与计数极大值A分别对应不同极值点。


7.根据权利要求6所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
所述策略为选取所述主上升区段的上升最快、即斜率最大的点为所述边界1；选取所述主下降区段的下降最快、即斜率最小的点为所述边界2。


8.根据权利要求6所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
所述策略为选取所述主上升区段的、当所述计数从所述极大值A下降至αA时的点为所述边界1；选取所述主下降区段的、当所述计数从所述极大值B下降至αB时的点为所述边界2，其中，α为比例系数，α的取值范围为1/3～2/3。


9.根据权利要求7或8所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
在所述步骤(S3)中，以所述计数统计分布曲线在所述边界1处对应的输出信号的差异D为所述输出信号的差异DL；以所述计数统计分布曲线在所述边界2处对应的输出信号的差异D为所述输出信号的差异DR。


10.根据权利要求9所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
所述步骤(S4)包括：
利用所述两个作用深度位置DOIL和DOIR，以及所述输出信号的差异DL和DR，计算所述输出信号的差异D随作用深度位置线性变化的线性模型参数，实现所述作用深度刻度表的生成。


11.根据权利要求10所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
将所述两个作用深度位置DOIL和DOIR，和所述输出信号的差异DL和DR代入方程组：



求得线性模型参数k和b，依据所述参数k和b，得到利用线性模型表征的所述作用深度位置DOIL与所述双端输出信号差异D的线性模型关系：
DOIL＝k·D+b，
实现所述作用深度刻度表的获取。


12.根据权利要求1-8和10-11任一所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生成方法，其特征在于，
对所获得的所述计数统计分布曲线进行三点或五点平滑处理以降低计数统计噪声的影响。


13.根据权利要求1-8和10-11任一所述的双端读出晶体探测器的作用深度刻度表的快速生...

【专利技术属性】
技术研发人员：范鹏，夏彦，杨晓宁，马天予，肖庆生，赵春晴，孙继鹏，孙宇，张显，郝放辉，刘亚强，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11