肺部不均匀γ内污染探测装置

摘要

本发明公开了一种肺部不均匀γ内污染探测装置，包括微型阵列式射线探测器、模数转换单元、多通道反符合脉冲甄别单元、多通道数字能谱测量单元、为上述各电路供电的电源系统，以及上位机。本发明采用微型阵列式射线探测器，通过反符合测量有效降低本底对测量结果的影响，使测量结果更接近真实值。所使用反符合算法对单个子探测器的核脉冲进行甄别处理，减弱穿透周围对象子探测器进入的射线干扰，降低能谱的康普顿平，使全能峰更加明显，有效提高了测量精度。同时，用上位机进行肺部内污染二维成像，能直观地显示肺部内污染的分布情况，对于肺部不均匀内污染评价具有很大的帮助。

主权项

一种肺部不均匀γ内污染探测装置，其特征在于：包括微型阵列式射线探测器、模数转换单元、多通道反符合脉冲甄别单元、多通道数字能谱测量单元、为上述各电路供电的电源系统，以及上位机；所述微型阵列式射线探测器正对人体肺部放置，探测肺部多个位置沉积的放射性核素物所释放的γ射线，并将检测到的对应多个位置的各路模拟核脉冲信号送入模数转换单元中；模数转换单元将多路模拟核脉冲信号转换为数字核脉冲信号，并送入多通道反符合脉冲甄别单元中；所述多通道反符合脉冲甄别单元将数字核脉冲信号进行反符合算法处理，再将甄别后的信号送入多通道数字能谱测量单元；所述多通道数字能谱测量单元对数字核脉冲信号进行脉冲成形，脉冲幅度甄别，形成γ能谱，并送入上位机中；所述上位机内置肺部内污染分析软件，实现核素识别和活度计算，并对肺部放射性内污染活度分布进行二维成像；所述微型阵列式射线探测器宽10厘米到14厘米，长14厘米到18厘米，由微型的子探测器相互紧靠、且呈阵列式结构排布在铝合金框架中，并按先行后列进行一次编码，其中，子探测器由2cm×2cm×2cm的立方体型CsI晶体和硅光电倍增管组成；所述模数转换单元包括与各子探测器对应工作的ADC，且编码方法与微型子探测器编码相对应；所述多通道反符合脉冲甄别单元由多片以总线方式连接的FPGA构建，对多路数字核脉冲信号进行并行处理，对相邻的子探测器进行的核脉冲信号进行数字反符合甄别，并输出反符合数字脉冲信号；所述子探测器为48个，按照8行、6列排列，且按照先行后列的方式编码，所述ADC也为48个，PFGA为12个，每个PFGA对应获取4个ADC采集的数字核脉冲信号；所述反符合算法流程为：（1）首先将各子探测器T_i探测到的模拟核脉冲信号进行模数转换得到的数字核脉冲信号N_i与FPGA设定的噪声阈值进行比较，给出与数字脉冲信号同步的矩形脉冲信号S_i，i为ADC编号或探测器编号；（2）然后FPGA同时以各微型子探测器为中心、包围该子探测器的上、下、左、右子探测器为对象，利用上、下、左、右四个对象子探测器输出的与数字脉冲信号同步的矩形脉冲信号S_i‑L、S_i+L、S_i‑1、S_i+1，进行反符合甄别，其中L为每行子探测器的个数，若中心子探测器处于阵列式排布中的边缘部分，则仅将包围其的另外2个或是3个子探测器作为对象子探测器；（3）以中心子探测器的矩形脉冲信号S_i的上升沿和下降沿分别作为时间基准，判断在两个时间基准上，四周对象子探测器的矩形脉冲信号S_i‑L、S_i+L、S_i‑1、S_i+1的电平，再进行“或”运算，即S_i|S_i‑L|S_i+L|S_i‑1|S_i+1，上升沿和下降沿运算结果分别记为R_r和R_f；（4）若R_r或R_f为“1”，则舍弃中心子探测器信号；若R_r和R_f均为“0”，则保留。