一種探測(cè)器增益調(diào)整方法、裝置及一種探測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核探測(cè)，特別是涉及一種核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的探測(cè)器的增益調(diào)整方法、裝置 及一種探測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 光電倍增管探測(cè)器是指包含光電倍增管(Photomultiplier Tube，PMT)和晶體的 探測(cè)器;其在核探測(cè)領(lǐng)域及核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。如天體物理實(shí)驗(yàn)研究、集裝箱檢測(cè)， PET(Positron emission computed tomography,正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像）和SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography,單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像)等。
[0003] 光電倍增管探測(cè)器中PMT主要由入射窗、光陰級(jí)、倍增系統(tǒng)(柵極、打拿極）、陽極等 構(gòu)成。PMT的工作原理是：由晶體產(chǎn)生的熒光經(jīng)過光電倍增管的入射窗打到光陰極上，發(fā)生 光電效應(yīng)進(jìn)而打出電子，電子在光電倍增管的打拿極上逐級(jí)倍增，最后被陽極收集，形成電 信號(hào)。而PET設(shè)備中的光電倍增管探測(cè)器通常采用一定數(shù)量的PMT結(jié)合幾十倍數(shù)量的晶體共 同進(jìn)行γ光子湮滅點(diǎn)的位置檢測(cè)，借助光導(dǎo)分光，利用重心法對(duì)PMT形成的電信號(hào)進(jìn)行處理 計(jì)算出γ光子湮滅點(diǎn)的位置信息，由于每個(gè)ΡΜΤ自身性能的因素，使得每個(gè)ΡΜΤ的增益不盡 相同，這樣，同樣能量的光信號(hào)，通過ΡΜΤ輸出的電信號(hào)將不一致，就會(huì)導(dǎo)致位置信息、時(shí)間 信息計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此，在計(jì)算之前需要對(duì)ΡΜΤ輸出的電信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，以降低計(jì)算 錯(cuò)誤的概率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)ΡΜΤ輸出的電信號(hào)增益不一致，導(dǎo)致位置信息計(jì)算錯(cuò)誤的問題，提供了 一種探測(cè)器的增益調(diào)整方法、裝置及一種探測(cè)器，通過調(diào)整ΡΜΤ電壓的方式來調(diào)整ΡΜΤ增益， 從而使得探測(cè)器內(nèi)所有ΡΜΤ輸出的電信號(hào)增益一致，以降低計(jì)算錯(cuò)誤的概率。
[0005] 在本發(fā)明第一方面，提供了一種探測(cè)器的增益調(diào)整方法，所述方法包括：
[0006]判斷探測(cè)器內(nèi)所有光電倍增管的增益是否都滿足增益判斷條件，所述增益判斷條 件是光電倍增管的增益落入包含目標(biāo)增益的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；
[0007] 如果否，采用調(diào)整光電倍增管電壓的方式，調(diào)整不滿足增益判斷條件的光電倍增 管的增益，使得所有光電倍增管的增益滿足預(yù)設(shè)條件。
[0008] 可選的，所述判斷探測(cè)器內(nèi)所有光電倍增管的增益是否都滿足增益判斷條件的步 驟，包括：
[0009] 檢測(cè)每個(gè)光電倍增管位置區(qū)域內(nèi)一個(gè)或多個(gè)晶體對(duì)應(yīng)的能譜峰位值；
[0010] 判斷檢測(cè)到的晶體對(duì)應(yīng)的能譜峰位值是否都滿足能譜峰位值判斷條件，所述能譜 峰位值判斷條件是晶體的能譜峰位值落入包含目標(biāo)峰位值的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間;所述目標(biāo)峰位 值是指光電倍增管增益達(dá)到目標(biāo)增益時(shí)，測(cè)量得到的晶體對(duì)應(yīng)的能譜位值。
[0011] 可選的，所述判斷探測(cè)器內(nèi)所有光電倍增管的增益是否都滿足增益判斷條件的步 驟，包括：
[0012] 檢測(cè)光電倍增管輸出端的信號(hào)，統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)大于預(yù)設(shè)閾值的總個(gè)數(shù)得到 光電倍增管的計(jì)數(shù)率；
[0013] 判斷所有光電倍增管的計(jì)數(shù)率是否都滿足計(jì)數(shù)率判斷條件，所述計(jì)數(shù)率判斷條件 是光電倍增管的計(jì)數(shù)率落入包含目標(biāo)計(jì)數(shù)率的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間;所述目標(biāo)計(jì)數(shù)率是指光電倍 增管增益達(dá)到目標(biāo)增益時(shí)，測(cè)量得到的光電倍增管的計(jì)數(shù)率。
[0014] 可選的，所述采用調(diào)整光電倍增管電壓的方式，調(diào)整不滿足增益判斷條件的光電 倍增管的增益的步驟包括：
[0015] 針對(duì)不滿足增益判斷條件的光電倍增管的一個(gè)或者多個(gè)打拿極電壓進(jìn)行調(diào)整，以 調(diào)整光電倍增管的增益;或者，
[0016] 針對(duì)不滿足增益判斷條件的光電倍增管的整體電壓進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)整光電倍增管 的增益。
[0017]可選的，所述采用調(diào)整光電倍增管電壓的方式，調(diào)整不滿足增益判斷條件的光電 倍增管的增益，使得所有光電倍增管的增益滿足增益判斷條件的步驟包括：
[0018] 通過調(diào)整光電倍增管的分壓電路中的可調(diào)電阻阻值的方式，對(duì)不滿足增益判斷條 件的光電倍增管的電壓進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)整光電倍增管的增益，以使所有光電倍增管的增益 滿足預(yù)設(shè)條件。
[0019] 可選的，所述通過調(diào)整光電倍增管的分壓電路中的可調(diào)電阻阻值的方式，對(duì)不滿 足增益判斷條件的光電倍增管的電壓進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)整光電倍增管的增益，以使所有光電 倍增管的增益滿足預(yù)設(shè)條件的步驟包括：
[0020] 針對(duì)不滿足增益判斷條件的光電倍增管，計(jì)算該光電倍增管位置區(qū)域內(nèi)晶體的能 譜峰位值與目標(biāo)峰位值之間的差值；
[0021] 在預(yù)先建立的增益調(diào)整表中，查找與該差值和目標(biāo)峰位值對(duì)應(yīng)的可調(diào)電阻阻值；
[0022] 根據(jù)查找到的可調(diào)電阻阻值調(diào)整該光電倍增管的分壓電路中的可調(diào)電阻。
[0023] 可選的，所述可調(diào)電阻為數(shù)字電位計(jì)。
[0024] 在本發(fā)明第二方面，提供了 一種探測(cè)器的增益調(diào)整裝置，所述裝置包括：
[0025] 增益判斷單元，用于判斷探測(cè)器內(nèi)所有光電倍增管的增益是否都滿足增益判斷條 件，所述增益判斷條件是光電倍增管的增益落入包含目標(biāo)增益的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；如果否，觸 發(fā)增益調(diào)整單元；
[0026] 所述增益調(diào)整單元，用于采用調(diào)整光電倍增管電壓的方式，調(diào)整不滿足增益判斷 條件的光電倍增管的增益，使得所有光電倍增管的增益滿足預(yù)設(shè)條件。
[0027]可選的，所述增益判斷單元，包括：
[0028]能譜峰位值檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)每個(gè)光電倍增管位置區(qū)域內(nèi)一個(gè)或多個(gè)晶體對(duì) 應(yīng)的能譜峰位值；
[0029]能譜峰位值判斷子單元，用于判斷檢測(cè)到的晶體對(duì)應(yīng)的能譜峰位值是否都滿足能 譜峰位值判斷條件，所述能譜峰位值判斷條件是晶體的能譜峰位值落入包含目標(biāo)峰位值的 預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；所述目標(biāo)峰位值是指光電倍增管增益達(dá)到目標(biāo)增益時(shí)，測(cè)量得到的晶體對(duì) 應(yīng)的能譜位值。
[0030] 可選的，所述增益判斷單元，包括：
[0031] 計(jì)數(shù)率檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)光電倍增管輸出端的信號(hào)，統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)大 于預(yù)設(shè)閾值的總個(gè)數(shù)得到光電倍增管的計(jì)數(shù)率；
[0032]計(jì)數(shù)率判斷子單元，用于判斷所有光電倍增管的計(jì)數(shù)率是否都滿足計(jì)數(shù)率判斷條 件，所述計(jì)數(shù)率判斷條件是光電倍增管的計(jì)數(shù)率落入包含目標(biāo)計(jì)數(shù)率的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；所 述目標(biāo)計(jì)數(shù)率是指光電倍增管增益達(dá)到目標(biāo)增益時(shí)，測(cè)量得到的光電倍增管的計(jì)數(shù)率。 [0033] 可選的，所述增益調(diào)整單元包括：
[0034] 打拿極電壓調(diào)整子單元，用于針對(duì)不滿足增益判斷條件的光電倍增管的，以調(diào)整 光電倍增管的增益;或者，
[0035] 整體電壓調(diào)整子單元，用于針對(duì)不滿足增益判斷條件的光電倍增管的整體電壓進(jìn) 行調(diào)整，以調(diào)整光電倍增管的增益。
[0036] 可選的，所述增益調(diào)整單元具體用于：
[0037] 通過調(diào)整光電倍增管的分壓電路中的可調(diào)電阻阻值的方式，對(duì)不滿足增益判斷條 件的光電倍增管的電壓進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)整光電倍增管的增益，以使所有光電倍增管的增益 滿足預(yù)設(shè)條件。
[0038] 可選的，所述增益調(diào)整單元包括：
[0039]差值計(jì)算子單元，用于針對(duì)不滿足增益判斷條件的光電倍增管，計(jì)算該光電倍增 管位置區(qū)域內(nèi)的晶體的能譜峰位值與目標(biāo)峰位值之間的差值；
[0040] 可調(diào)電阻阻值查找子單元，用于在預(yù)先建立的增益調(diào)整表中，查找與該差值和目 標(biāo)峰位值對(duì)應(yīng)的可調(diào)電阻阻值；
[0041] 阻值調(diào)整子單元，用于根據(jù)查找到的可調(diào)電阻阻值調(diào)整該光電倍增管的分壓電路 中的可調(diào)電阻。
[0042] 可選的，所述可調(diào)電阻為數(shù)字電位計(jì)。
[0043]在本發(fā)明第三方面，提供了一種探測(cè)器，包括：
[0044] 至少兩個(gè)光電倍增管和上述本發(fā)明第二方面提供的光電倍增管探測(cè)器的增益調(diào) 整裝置；
[0045] 每個(gè)光電倍增管與至少一個(gè)晶體連接；
[0046] 每個(gè)光電倍增管配置有一個(gè)高壓分配電阻網(wǎng)絡(luò)模塊，所述高壓分配電阻網(wǎng)絡(luò)模塊 用于將光電倍增管上的高壓分配給每一個(gè)打拿極。
[0047] 由上述實(shí)施例可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0048] 本發(fā)明是在光電倍增管信號(hào)輸出之前，通過判斷探測(cè)器內(nèi)所有光電倍增管的增益 是否都滿足增益判斷條件的方式，以判斷出探測(cè)器內(nèi)所有光電倍增管輸出的信號(hào)是否能夠 滿足一致性要求，如果判斷結(jié)果為否，則采用調(diào)整光電倍增管電壓的方式，調(diào)整不滿