一種核探測(cè)器晶體位置識(shí)別裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種核探測(cè)器晶體位置識(shí)別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]本部分旨在為權(quán)利要求書(shū)中陳述的本發(fā)明的實(shí)施方式提供背景或上下文。此處的描述不因?yàn)榘ㄔ诒静糠种芯统姓J(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]核醫(yī)學(xué)設(shè)備是目前醫(yī)學(xué)上常用的檢測(cè)設(shè)備，例如，單電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層(SPECT)設(shè)備、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層(PET)設(shè)備等。核醫(yī)學(xué)設(shè)備能夠?qū)⒑蟹派湫院怂氐乃幬镌隗w內(nèi)的分布形成圖像，該圖像可以反映人體代謝、組織功能和結(jié)構(gòu)形態(tài)。
[0004]在核醫(yī)學(xué)設(shè)備中，最為核心的部件為核探測(cè)器，該部件用于檢測(cè)引入病患體內(nèi)的放射性核素所發(fā)出的射線(xiàn)(例如γ射線(xiàn))。常用的核醫(yī)學(xué)設(shè)備探測(cè)器包括由多個(gè)晶體組成的晶體陣列和光電檢測(cè)器。其中，晶體陣列用于檢測(cè)病患體內(nèi)釋放出的光子(例如γ光子)并將其轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，光電檢測(cè)器用于將可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述電信號(hào)用于計(jì)算被射線(xiàn)的光子撞擊到的晶體單元所在的位置，以便形成位置散點(diǎn)圖，形成被照射的人體的圖像。
[0005]目前常用的光電檢測(cè)器為光電倍增管(PMT)，為了能夠?qū)⒕w轉(zhuǎn)換的可見(jiàn)光全部轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，理論上，晶體單元與PMT的數(shù)量應(yīng)當(dāng)為1:1。為了提高核探測(cè)器的空間分辨率，晶體單元的尺寸越來(lái)越小，但是由于PMT的尺寸受到限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與晶體單元在數(shù)量上保持1:1的目標(biāo)，在實(shí)際應(yīng)用中，所述PMT與晶體單元在數(shù)量上的比例通常為1:η(η>1)，由于PMT的形狀為圓形而無(wú)法接收到全部晶體單元的可見(jiàn)光等原因，PMT輸出的電信號(hào)表示的能量與晶體產(chǎn)生的可見(jiàn)光的能量之間存在能量差，造成能量誤差。
[0006]為了解決該技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)采用硅半導(dǎo)體探測(cè)單元代替光電倍增管，每個(gè)硅半導(dǎo)體探測(cè)器對(duì)應(yīng)一個(gè)晶體。為了識(shí)別晶體的位置，現(xiàn)有技術(shù)中每個(gè)硅半導(dǎo)體探測(cè)器都需要各自連接一串電路，這一串電路包括放大器、比較器等。由于硅半導(dǎo)體探測(cè)器的數(shù)量以萬(wàn)計(jì)，如果實(shí)現(xiàn)每個(gè)硅半導(dǎo)體都連接這樣一串電路，不僅成本非常高，而且規(guī)模龐大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于硬件數(shù)量多而存在的成本高和規(guī)模龐大的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種核探測(cè)器晶體位置識(shí)別裝置，實(shí)現(xiàn)了減少了在保證實(shí)現(xiàn)識(shí)別晶體位置的基礎(chǔ)上減少硬件的數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)減少硬件成本，縮小系統(tǒng)規(guī)模的目的。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種核探測(cè)器晶體位置識(shí)別裝置，所述裝置包括:
[0009]硅半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列，所述硅半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的每行硅半導(dǎo)體探測(cè)單元均分別具有一個(gè)行信號(hào)輸出端，所述硅半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的每列硅半導(dǎo)體探測(cè)單元均分別具有一個(gè)列信號(hào)輸出端，每個(gè)所述硅半導(dǎo)體探測(cè)單元均具有這樣的連接關(guān)系:所述硅半導(dǎo)體探測(cè)單元通過(guò)一個(gè)電阻與該硅半導(dǎo)體探測(cè)單元所在行對(duì)應(yīng)的行信號(hào)輸出端連接，并通過(guò)另一個(gè)電阻與該硅半導(dǎo)體探測(cè)單元所在列對(duì)應(yīng)的列信號(hào)輸出端連接；所述裝置還包括行信號(hào)比較單元和列信號(hào)比較單元，所述行信號(hào)輸出端和所述行信號(hào)比較單元對(duì)應(yīng)連接，所述列信號(hào)輸出端與所述列信號(hào)比較單元對(duì)應(yīng)連接；
[0010]其中，所述行信號(hào)比較單元用于將與該行信號(hào)比較單元對(duì)應(yīng)的一行硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和與門(mén)限電壓進(jìn)行比較，得到行比較結(jié)果；
[0011]所述列信號(hào)比較單元用于將與該列信號(hào)比較單元對(duì)應(yīng)的一列硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和與所述門(mén)限電壓進(jìn)行比較，得到列比較結(jié)果；
[0012]所述裝置還包括晶體位置識(shí)別單元，所述晶體位置識(shí)別單元的兩端分別與所述行信號(hào)比較單元和所述列信號(hào)比較單元連接，用于根據(jù)每個(gè)所述行信號(hào)比較單元輸出的行比較結(jié)果和每個(gè)列信號(hào)比較單元輸出的列比較結(jié)果識(shí)別被光子擊中的晶體的位置。
[0013]優(yōu)選的，所述行信號(hào)比較單元，具體用于將與該行信號(hào)比較單元對(duì)應(yīng)的一行硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和與門(mén)限電壓進(jìn)行比較，若所述一行硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和高于或等于所述門(mén)限電壓，則輸出高電平；若所述一行硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和低于所述門(mén)限電壓，則輸出低電平或者不輸出任何電平。
[0014]優(yōu)選的，所述列信號(hào)比較單元，具體用于將與該列信號(hào)比較單元對(duì)應(yīng)的一列硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和與門(mén)限電壓進(jìn)行比較，若所述一列硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和高于或等于所述門(mén)限電壓，則輸出高電平；若所述一列硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電壓之和低于所述門(mén)限電壓，則輸出低電平或不輸出任何電平。
[0015]優(yōu)選的，所述晶體位置識(shí)別單元，具體用于讀取每個(gè)所述行信號(hào)比較單元輸出的行比較結(jié)果和每個(gè)列信號(hào)比較單元輸出的列比較結(jié)果，若行比較結(jié)果和列比較結(jié)果均為高電平，則將該行比較結(jié)果對(duì)應(yīng)的一行硅半導(dǎo)體探測(cè)單元和所述列比較結(jié)果對(duì)應(yīng)的一列硅半導(dǎo)體探測(cè)單元的交點(diǎn)的位置識(shí)別為被光子擊中的晶體的位置。
[0016]優(yōu)選的，所述行信號(hào)比較單元和/或所述列信號(hào)比較單元為比較器。
[0017]優(yōu)選的，所述裝置還包括放大器和采樣器，其中，每行或每列硅半導(dǎo)體探測(cè)單元均對(duì)應(yīng)一個(gè)放大器和一個(gè)采樣器，所述放大器用于放大對(duì)應(yīng)行或列的硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的電信號(hào)，所述采樣器用于對(duì)所述放大器放大的電信號(hào)進(jìn)行采樣；
[0018]所述裝置還包括能量獲取單元和有效事件識(shí)別單元；所述采樣器與所述能量獲取單元連接，所述能量獲取單元與所述晶體位置識(shí)別單元連接，所述有效事件識(shí)別單元與所述能量獲取單元連接；
[0019]所述能量獲取單元，用于根據(jù)所述被光子擊中的晶體的位置，獲取所述晶體對(duì)應(yīng)的硅半導(dǎo)體探測(cè)單元所在行或所在列的采樣電信號(hào)，并計(jì)算得到所述硅半導(dǎo)體探測(cè)單元所述所在行或所在列的采樣電信號(hào)的能量；
[0020]所述有效事件識(shí)別單元，用于判斷所述能量是否在預(yù)設(shè)的能量范圍內(nèi)，若是，則將光子擊中所述晶體的事件識(shí)別為有效事件。
[0021]優(yōu)選的，所述裝置包括:積分電路、峰保持電路、多路選通器、采樣單元、能量獲取單元以及有效事件識(shí)別單元，用于判斷所述能量是否在預(yù)設(shè)的能量范圍內(nèi)，若是，則將光子擊中所述晶體的事件識(shí)別為有效事件；其中，所述積分電路的輸入端與半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的所述行信號(hào)輸出端或所述列信號(hào)輸出端對(duì)應(yīng)連接，所述積分電路的輸出端與所述若干個(gè)峰保持電路的輸入端對(duì)應(yīng)連接，所述峰保持電路的輸出端分別連接所述多路選通器，所述多路選通器與所述采樣單元連接，所述采樣單元與所述能量獲取單元連接；
[0022]所述積分電路，用于對(duì)所述半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的行信號(hào)輸出端或列信號(hào)輸出端輸出的電信號(hào)進(jìn)行積分，所述半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列用于將晶體陣列發(fā)送的可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為電信號(hào);
[0023]所述峰保持電路，用于將所述積分電路輸出的電信號(hào)進(jìn)行峰保持；
[0024]所述多路選通器，用于根據(jù)被光子擊中的晶體在所述晶體陣列中的位置，從所述峰保持電路輸出的電信號(hào)中選擇出所述晶體對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將所述選擇出的電信號(hào)輸出至所述采樣單元；
[0025]所述采樣單元，用于對(duì)所述多路選通器輸出的電信號(hào)進(jìn)行采樣；
[0026]所述能量獲取單元，用于利用所述采樣的電信號(hào)得到所述光子擊中晶體產(chǎn)生的能量;
[0027]所述有效事件識(shí)別單元，用于判斷所述能量是否在預(yù)設(shè)的能量范圍內(nèi)，若是，則將光子擊中所述晶體的事件識(shí)別為有效事件。
[0028]優(yōu)選的，所述峰保持電路包括放大器和二極管，所述放大器的其中一個(gè)輸入端與所述半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的信號(hào)輸出端連接，所述放大器的輸出端與二極管的正極連接，所述二極管的負(fù)極與所述放大器的另外一個(gè)輸入端連接，所述二極管的負(fù)極還與所述多路選通器連接。
[0029]優(yōu)選的，所述裝置還包括η個(gè)時(shí)間標(biāo)定單元，所述硅半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列劃分為η
組娃半導(dǎo)體探測(cè)單元，所述η個(gè)時(shí)間標(biāo)定單元與所述η組娃半導(dǎo)體探測(cè)單元--對(duì)應(yīng)，一組中每個(gè)硅半導(dǎo)體探測(cè)單元均與對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)定單元連接，其中η為大于或等于2的整數(shù)；
[0030]所述時(shí)間標(biāo)定單元，用于利用所述有效事件對(duì)應(yīng)的一組硅半導(dǎo)體探測(cè)單元輸出的信號(hào)對(duì)所述有效事件的時(shí)間進(jìn)行標(biāo)定。
[0031]優(yōu)選的，所述裝置還包括或邏輯單元和時(shí)間標(biāo)定單元，所述或邏輯單元的輸入端與至少兩個(gè)所述半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的行信號(hào)輸出端連接，或，所述或邏輯單元的輸入端與至少兩個(gè)所述半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的列信號(hào)輸出端連接；所述或邏輯單元的輸出端與所述時(shí)間標(biāo)定單元對(duì)應(yīng)連接；
[0032]所述或邏輯單元，用于將所述半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的至少兩個(gè)行信號(hào)輸出端輸出的電信號(hào)執(zhí)行“或”操作，或，用于將所述半導(dǎo)體探測(cè)單元陣列的至少兩個(gè)列信號(hào)輸出端輸出的電信號(hào)執(zhí)行“或”操作；
[0033]所述時(shí)間標(biāo)定單元，用于利用執(zhí)行了“或”操作的電信號(hào)對(duì)所述有效事件的時(shí)間進(jìn)行標(biāo)定。
[0034]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為: