CN102183778A - 一种闪烁探头 - Google Patents

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一种闪烁探头，包括外壳，所述外壳内设有暗箱，外壳和暗箱均为上、下端开口，所述暗箱顶部与外壳顶部之间设有前端电子学电路，所述暗箱内设有若干光电转换器件，所述光电转换器件前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体，所述闪烁晶体依靠法兰盘固定在所述外壳开口端；所述光电转换器件与闪烁晶体之间设有可屏蔽伽马射线的光导和辅助屏蔽板。本发明将屏蔽空间缩小到至屏蔽晶体，而不包括光电转换器件，屏蔽空间大大缩小了，使用的屏蔽材料就相应减少了很多重量。

Description

一种闪烁探头
技术领域
本发明涉及核医学影像仪器领域，特别使用于伽玛相机和单光子发射计算机断层装置。
背景技术
闪烁探头是一种伽玛射线探测装置，它由准直器、闪烁晶体(一种探测伽玛射线的闪烁物质)、光电倍增管(一种光电转换器件)以及前端电子学电路组成。准直器限定伽玛射线的入射方向，只有入射方向满足一定条件的伽玛射线才能从闪烁晶体前端面进入、照射到闪烁晶体上；闪烁晶体的作用是将伽玛射线转换为可被后续光电倍增管探测的荧光；闪烁晶体后面是光电倍增管矩阵或位置灵敏光电倍增管，它们对闪烁晶体发出的荧光特别敏感，并将荧光通过光电转换和电子倍增实现荧光到电子的转换和电子信号的放大；前端电子学线路对光电倍增管进行供电，并对其输出进行进一步的放大，也可根据光电倍增管的输出计算出伽玛射线的入射位置。
以往的闪烁探头伽玛射线屏蔽方式通常采用铅作为屏蔽材料，直接将晶体(除前端面)、光电倍增管，以及部分前端电子学电路整个封装起来，这部分屏蔽材料很重，使得探头整体重量增加，导致最终设备的庞大，也增大了机械和电控方面的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种闪烁探头，降低闪烁探头中屏蔽材料的使用量，进而降低闪烁探头的重量、降低最终设备的负荷与成本。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种闪烁探头，包括外壳，所述外壳内设有暗箱，外壳和暗箱均为上、下端开口，所述暗箱顶部与外壳顶部之间设有前端电子学电路，所述暗箱内设有若干光电转换器件，所述光电转换器件前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体，所述闪烁晶体依靠法兰盘固定在所述外壳开口端；所述光电转换器件与闪烁晶体之间设有可屏蔽伽马射线的光导和辅助屏蔽板，所述辅助屏蔽板上对应每个光电转换器处设有前孔，所述前孔内设有一个光导。闪烁探头的工作原理是：伽玛光子经准直器准直后，从晶体入射端入射到闪烁晶体上，与晶体物质发生相互作用，其能量全部或部分损失在晶体内，产生荧光；荧光经光电转换器件进行收集、转换、倍增，转变为电信号；后续电路根据代表荧光分布的光电转换器件幅度分布计算出入射伽玛光子的入射位置。探头用来探测从闪烁晶体前面入射的伽玛光子的，从晶体侧面和后面入射的伽玛光子均要被有效的屏蔽掉。对伽玛光子最有效的屏蔽材料为高密度、高原子序数的材料。如果没有在光电转换器件与闪烁晶体之间增加辅助屏蔽板，伽玛光子就会透过探头壳体、暗箱、光电转换器件等等入射闪烁晶体上，这样探测到的伽玛光子分布中，就会加入很多噪声甚至是伪影。本发明将屏蔽空间缩小到至屏蔽晶体，而不包括光电转换器件，屏蔽空间大大缩小了，使用的屏蔽材料就相应减少了很多重量。又因为要让光电转换器件观测到闪烁晶体上的荧光分布，所以我们就要求光电转换器件与闪烁晶体之间的屏蔽材料具有很好的可见光透过率并放置在光电转换器件和闪烁晶体之间。
作为改进，所述光电转换器件在暗箱内呈阵列式排布。
作为改进，所述光电转换器为光电倍增管，可以将伽马射线与闪烁晶体反应的荧光经光进行收集、转换、倍增，转变为电信号。
作为改进，所述辅助屏蔽板为铅玻璃板，铅玻璃屏蔽材料具有很好的可见光透过率。
作为改进，所述光导靠近所述光电转换器的一端直径较小。所述光导较小的一端呈圆形，另一端呈六角形；或者所述光导较小一端呈圆形，另一端呈正方形。
作为改进，所述光导侧而经过喷砂、涂抹漫散射白色涂料或其他反射材料处理，这一处理可以改善光导的光传输效率。
为解决上述技术问题，本发明的另一技术方案是：一种带有伽马射线屏蔽功能的闪烁探头，包括外壳，所述外壳内设有暗箱，外壳和暗箱均为上、下端开口，所述暗箱顶部与外壳顶部之间设有前端电子学电路，所述暗箱内设有若干光电转换器件，所述光电转换器件前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体，所述闪烁晶体依靠法兰盘固定在所述外壳开口端；所述光电转换器件与闪烁晶体之间设有可屏蔽伽马射线的光导和辅助屏蔽板，所述光导和辅助屏蔽板的面积覆盖所述光电转换器的分布区域。闪烁探头的工作原理是：伽玛光子经准直器准直后，从晶体入射端入射到闪烁晶体上，与晶体物质发生相互作用，其能量全部或部分损失在晶体内，产生荧光；荧光经光电转换器件进行收集、转换、倍增，转变为电信号；后续电路根据代表荧光分布的光电转换器件幅度分布计算出入射伽玛光子的入射位置。探头用来探测从闪烁晶体前面入射的伽玛光子的，从晶体侧面和后面入射的伽玛光子均要被有效的屏蔽掉。对伽玛光子最有效的屏蔽材料为高密度、高原子序数的材料。如果没有在光电转换器件与闪烁晶体之间增加辅助屏蔽板，伽玛光子就会透过探头壳体、暗箱、光电转换器件等等入射闪烁晶体上，这样探测到的伽玛光子分布中，就会加入很多噪声甚至是伪影。本发明将屏蔽空间缩小到至屏蔽晶体，而不包括光电转换器件，屏蔽空间大大缩小了，使用的屏蔽材料就相应减少了很多重量。又因为要让光电转换器件观测到闪烁晶体上的荧光分布，所以我们就要求光电转换器件与闪烁晶体之间的屏蔽材料具有很好的可见光透过率并放置在光电转换器件和闪烁晶体之间。
作为改进，所述光电转换器件在暗箱内呈阵列式排布；所述光电转换器为光电倍增管；所述辅助屏蔽板为铅玻璃板。(注：这里的描述是针对另外一个技术方案来说的，严格的来说写在一起的两个技术方案，内容是不能交叉使用的)
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
本发明将屏蔽空间缩小到至屏蔽晶体，而不包括光电转换器件，屏蔽空间大大缩小了，使用的屏蔽材料就相应减少了很多重量；又因为要让光电倍增管观测到晶体上的荧光分布，所以我们就要求光电倍增管和闪烁晶体之间的屏蔽材料具有很好的可见光透过率，因此我们采用铅玻璃制作成光导，放置在光电倍增管和闪烁晶体之间；光导侧面进行反射处理后，保证光传输效率的前提下，可将远离晶体一侧的端面做小，从而降低对光电倍增管直径的要求，这样又可大量的节省成本。
附图说明
图1为本发明局部剖视图。
图2为实施例1光导结构示意图。
图3为实施例2光导结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种闪烁探头，包括外壳1，所述外壳1内设有暗箱3，外壳1和暗箱3均为上、下端开口。所述暗箱3顶部与外壳1顶部之间设有前端电子学电路2，所述暗箱3内设有若干呈阵列式分布的光电倍增管4，所述光电倍增管4前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体7即NaI(Tl)晶体，所述闪烁晶体7依靠法兰盘8固定在所述外壳1开口端。所述光电倍增管4与闪烁晶体7之间设有可屏蔽伽马射线的光导6和辅助屏蔽板5，所述辅助屏蔽板5上对应每个光电倍增管4处设有前孔，所述前孔内设有一个光导6。如图2所示，所述光导6靠近所述光电倍增管4的一端直径较小，所述光导6较小的一端呈圆形，另一端呈六角形，为了改善光收集可对光导6侧面进行处理，光导6侧面涂抹漫散射白色涂料(涂料应在硅油环境中不改变性能)。
闪烁探头的工作原理是：从晶体入射端入射到NaI(Tl)晶体上，与晶体物质发生相互作用，其能量全部或部分损失在晶体内，产生荧光；荧光经光电倍增管4收集、转换、倍增，转变为电信号，后续电路根据代表荧光分布的光电倍增管4幅度分布计算出入射伽玛光子的入射位置。探头用来探测从闪烁晶体7前面入射的伽玛光子的，从晶体侧面和后面入射的伽玛光子均要被有效的屏蔽掉。对伽玛光子最有效的屏蔽材料为高密度、高原子序数的材料。如果没有在光电倍增管4与闪烁晶体7之间增加辅助屏蔽板5，伽玛光子就会透过探头外壳1、暗箱3、光电倍增管4等等入射闪烁晶体7上，这样探测到的伽玛光子分布中，就会加入很多噪声甚至是伪影。本发明将屏蔽空间缩小到至屏蔽晶体，而不包括光电倍增管4，屏蔽空间大大缩小了，使用的屏蔽材料就相应减少了很多重量。又因为要让光电倍增管4观测到闪烁晶体7上的荧光分布，所以我们就要求光电倍增管4与闪烁晶体7之间的屏蔽材料具有很好的可见光透过率，本实施例采用铅玻璃作为屏蔽材料。
实施例2
如图1所示，一种闪烁探头，包括外壳1，所述外壳1内设有暗箱3，外壳1和暗箱3均为上、下端开口。所述暗箱3顶部与外壳1顶部之间设有前端电子学电路2，所述暗箱3内设有若干呈阵列式分布的光电倍增管4，所述光电倍增管4前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体7即NaI(Tl)晶体，所述闪烁晶体7依靠法兰盘8固定在所述外壳1开口端。所述光电倍增管4与闪烁晶体7之间设有可屏蔽伽马射线的光导6和辅助屏蔽板5，所述辅助屏蔽板5上对应每个光电倍增管4处设有前孔，所述前孔内设有一个光导6。如图3所示，所述光导6靠近所述光电倍增管4的一端直径较小，所述光导6较小的一端呈圆形，另一端呈正方形，为了改善光收集可对光导6侧面进行处理，光导6侧面进行喷砂处理。
闪烁探头的工作原理是：从晶体入射端入射到NaI(Tl)晶体上，与晶体物质发生相互作用，其能量全部或部分损失在晶体内，产生荧光；荧光经光电倍增管4收集、转换、倍增，转变为电信号，后续电路根据代表荧光分布的光电倍增管4幅度分布计算出入射伽玛光子的入射位置。探头用来探测从闪烁晶体7前面入射的伽玛光子的，从晶体侧面和后面入射的伽玛光子均要被有效的屏蔽掉。对伽玛光子最有效的屏蔽材料为高密度、高原子序数的材料。如果没有在光电倍增管4与闪烁晶体7之间增加辅助屏蔽板5，伽玛光子就会透过探头外壳1、暗箱3、光电倍增管4等等入射闪烁晶体7上，这样探测到的伽玛光子分布中，就会加入很多噪声甚至是伪影。本发明将屏蔽空间缩小到至屏蔽晶体，而不包括光电倍增管4，屏蔽空间大大缩小了，使用的屏蔽材料就相应减少了很多重量。又因为要让光电倍增管4观测到闪烁晶体7上的荧光分布，所以我们就要求光电倍增管4与闪烁晶体7之间的屏蔽材料具有很好的可见光透过率，本实施例采用铅玻璃作为屏蔽材料。
实施例3
一种闪烁探头，包括外壳1，所述外壳1内设有暗箱3，外壳1和暗箱3均为上、下端开口。所述暗箱3顶部与外壳1顶部之间设有前端电子学电路2，所述暗箱3内设有若干呈阵列式分布的光电倍增管4，所述光电倍增管4前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体7即NaI(Tl)晶体，所述闪烁晶体7依靠法兰盘8固定在所述外壳1开口端。所述光电倍增管4与闪烁晶体7之间设有可屏蔽伽马射线的光导和辅助屏蔽板，辅助屏蔽板在光导的上方，所述光导和辅助屏蔽板的面积覆盖所述光电转换器的分布区域。
闪烁探头的工作原理是：从晶体入射端入射到NaI(Tl)晶体上，与晶体物质发生相互作用，其能量全部或部分损失在晶体内，产生荧光；荧光经光电倍增管4收集、转换、倍增，转变为电信号，后续电路根据代表荧光分布的光电倍增管4幅度分布计算出入射伽玛光子的入射位置。探头用来探测从闪烁晶体7前面入射的伽玛光子的，从晶体侧面和后面入射的伽玛光子均要被有效的屏蔽掉。对伽玛光子最有效的屏蔽材料为高密度、高原子序数的材料。如果没有在光电倍增管4与闪烁晶体7之间增加辅助屏蔽板5，伽玛光子就会透过探头外壳1、暗箱3、光电倍增管等等入射闪烁晶体7上，这样探测到的伽玛光子分布中，就会加入很多噪声甚至是伪影。本发明将屏蔽空间缩小到至屏蔽晶体，而不包括光电倍增管4，屏蔽空间大大缩小了，使用的屏蔽材料就相应减少了很多重量。又因为要让光电倍增管4观测到闪烁晶体7上的荧光分布，所以我们就要求光电倍增管4与闪烁晶体7之间的屏蔽材料具有很好的可见光透过率，本实施例采用铅玻璃作为屏蔽材料。

Claims (10)

1.一种闪烁探头，包括外壳，所述外壳内设有暗箱，外壳和暗箱均为上、下端开口，所述暗箱顶部与外壳顶部之间设有前端电子学电路，所述暗箱内设有若干光电转换器件，所述光电转换器件前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体，所述闪烁晶体依靠法兰盘固定在所述外壳开口端；其特征在于：所述光电转换器件与闪烁晶体之间设有可屏蔽伽马射线的光导和辅助屏蔽板，所述辅助屏蔽板上对应每个光电转换器处设有前孔，所述前孔内设有一个光导。
2.根据权利要求1所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述光电转换器件在暗箱内呈阵列式排布。
3.根据权利要：1或2所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述光电转换器为光电倍增管。
4.根据权利要求1所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述辅助屏蔽板为铅玻璃板。
5.根据权利要求1所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述光导靠近所述光电转换器的一端直径较小。
6.根据权利要求5所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述光导较小的一端呈圆形，另一端呈六角形。
7.根据权利要求5所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述光导较小一端呈圆形，另一端呈正方形。
8.根据权利要求6或7所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述光导侧面经过喷砂或涂抹漫散射白色涂料处理。
9.一种闪烁探头，包括外壳，所述外壳内设有暗箱，外壳和暗箱均为下端开口，所述暗箱顶部与外壳顶部之间设有前端电子学电路，所述暗箱内设有若干光电转换器件，所述光电转换器件前端设有可探测伽马射线的闪烁晶体，所述闪烁晶体依靠法兰盘固定在所述外壳开口端；其特征在于：所述光电转换器件与闪烁晶体之间设有可屏蔽伽马射线的光导和辅助屏蔽板，所述光导和辅助屏蔽板的面积覆盖所述光电转换器的分布区域。
10.根据权利要求1所述的一种闪烁探头，其特征在于：所述光电转换器件在暗箱内呈阵列式排布；所述光电转换器为光电倍增管；所述辅助屏蔽板为铅玻璃板。
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