CN111587084B - 内窥镜 - Google Patents

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Abstract

一种内窥镜(101)，包括：插入管(102)；辐射检测器(100)，配置成检测第一能量范围中的辐射粒子和第二能量范围中的辐射粒子。

Description

内窥镜
【技术领域】
本公开涉及内窥镜，具体来说涉及包括辐射检测器的内窥镜。
【背景技术】
内窥镜是管状医疗仪器，其用来通过经过小切口或者体内的开口(例如口腔)插入来检查人体内部或内部器官。它可用来检查、诊断或者帮助手术。通过附连照相装置和其他附件(例如钳状骨针和剪刀)，内窥镜可允许外科医生对人体的内部器官和血管进行查看或手术。内窥镜的示例包括膀胱镜、肾镜、支气管镜、关节镜、结肠镜和腹腔镜等。
辐射荧光是特征荧光辐射从材料的发射，其通过例如暴露于高能X射线或伽马射线来激发。如果原子暴露于具有比电子的电离势要大的光子能的X射线或伽马射线，则原子的内层轨道上的电子被逐出，从而留下内层轨道上的空位。当原子的外层轨道上的电子松弛以填充内层轨道上的空位时，发射辐射。所发射辐射具有等于外层轨道与内层轨道电子之间的能量差的光子能。
对于给定原子，可能弛豫的数量受到限制。如图1A所示，当L轨道上的电子松弛以填充K轨道(L→K)上的空位时，荧光辐射称作Kα。来自M→K弛豫的荧光辐射称作Kβ。如图1B所示，来自M→L弛豫的荧光辐射称作Lα，依此类推。
半导体辐射检测器能够将辐射直接转换为电信号。半导体辐射检测器可包括半导体层，其吸收感兴趣波长中的辐射。当辐射粒子在半导体层中被吸收时，生成多个载流子(例如电子和空穴)，其数量与辐射的能量成比例。如本文所使用的术语“载流子”、“电荷”和“载流子”可互换地使用。载流子由电路来收集和计数，以确定辐射的能量，并且该过程对下一个入射辐射重复进行。光谱可通过对作为其能量的函数的所检测辐射的数量进行计数来编制。
分析荧光辐射谱能够识别样本中的元素，因为每个元素具有特征能量的轨道。每个特征能量峰值的强度与样本中的每个元素量直接相关。
【发明内容】
本文所公开的是一种内窥镜，包括：插入管；辐射检测器，配置成检测第一能量范围中的辐射粒子和第二能量范围中的辐射粒子。
按照实施例，辐射粒子是X射线光子。
按照实施例，辐射粒子通过人的组织的荧光来发射。
按照实施例，组织是血管。
按照实施例，辐射检测器配置成对某个时间段之内入射到其上、其能量落入多个格中的辐射粒子的数量进行计数。
按照实施例，辐射检测器配置成基于第一能量范围中的辐射粒子的强度和第二能量范围中的辐射粒子的强度来确定化学元素的存在。
按照实施例，化学元素是钙。
按照实施例，辐射检测器配置成确定入射到辐射检测器上的辐射粒子的光谱。
按照实施例，辐射检测器包括多个像素，其中，像素的每个配置成对某个时间段之内入射到其上、其能量落入多个格中的辐射粒子的数量进行计数；并且辐射检测器配置成确定全部像素所计数的相同能量范围的格的辐射粒子的数量之和。
按照实施例，像素配置成对相同时间段之内的X射线光子的数量进行计数。
按照实施例，像素的每个包括模数转换器(ADC)，其配置成将表示入射辐射粒子的能量的模拟信号数字化为数字信号。
按照实施例，像素配置成并行地操作。
按照实施例，ADC是逐次近似寄存器(SAR)ADC。
按照实施例，辐射检测器包括：辐射吸收层，包括电触点；第一电压比较器，配置成将电触点的电压与第一阈值进行比较；第二电压比较器，配置成将电压与第二阈值进行比较；多个计数器，其各自与格关联，并且配置成记录辐射吸收层所吸收的辐射粒子的数量，其中辐射粒子的能量落入格中；控制器；其中，控制器配置成从第一电压比较器确定电压的绝对值等于或超过第一阈值的绝对值的时间开始时间延迟；其中控制器配置成确定辐射粒子的能量是否落入格中；控制器配置成使与格关联的计数器所记录的数值增加一。
按照实施例，内窥镜还包括电容器模块，其电连接到电触点，其中电容器模块配置成收集来自电触点的载流子。
按照实施例，控制器配置成在时间延迟开始或到期时启动第二电压比较器。
按照实施例，控制器配置成将电触点连接到电接地。
按照实施例，电压的变化率在时间延迟到期时基本上为零。
按照实施例，辐射吸收层包括二极管。
按照实施例，辐射吸收层包括硅或锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或者其组合。
按照实施例，辐射检测器没有包括闪烁器。
本文所公开的是一种系统，包括本文所述内窥镜以及辐射源。
本文所公开的是一种方法，包括：将本文所述内窥镜插入人体组织(例如血管)中；使用辐射检测器来检测第一能量范围中的辐射的强度和第二能量范围中的辐射的强度；基于第一能量范围中的辐射的强度和第二能量范围中的辐射的强度来确定人体中的化学元素的存在。
【附图说明】
图1A和图1B示意示出辐射荧光的机制。
图2示意示出按照实施例、其中包封辐射检测器的内窥镜的截面图。
图3示意示出按照实施例的辐射检测器及其多个像素的顶视图。
图4A示意示出按照实施例的辐射检测器的框图。
图4B示意示出辐射检测器的详细截面图。
图4C示意示出辐射检测器的备选详细截面图。
图5A和图5B各示意示出按照实施例的辐射检测器的电子系统的组件图。
图6示意示出入射到与电触点关联的像素上的辐射光子所生成的载流子所引起的流经电触点的电流的时间变化(上曲线)以及电触点的电压的对应时间变化(下曲线)。
图7示出按照实施例、具有辐射检测器的内窥镜的应用的示例流程图。
图8示意示出包括本文所述辐射检测器的人体组织(即，血管)扫描内窥镜。
【具体实施方式】
图2示意示出按照实施例、其中包封辐射检测器100的内窥镜101的截面图。内窥镜101可包括：插入管102，其可以是刚性或柔性的；信号电缆103；以及控制单元104，其可配置成接收或传送信号，或者控制插入管102的移动。插入管102可具有极小直径(例如小于1mm)，其适合于插入人体或组织(例如血管)中。插入管102可由对感兴趣辐射是透明的材料来制成，并且可在内部封装辐射检测器100。辐射检测器100可包括辐射吸收层110和电子层120(例如ASIC)，以用于处理或分析入射辐射在辐射吸收层110中生成的电信号。辐射吸收层110可包括半导体材料，例如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或者其组合。半导体对感兴趣辐射能量可具有高质量衰减系数。
按照实施例，内窥镜101的辐射检测器100配置成在内窥镜101处于人体内部的同时收集来自人体组织的辐射荧光的辐射粒子。辐射粒子可以是X射线光子。内窥镜101可插入人体血管中，并且用来通过分析辐射检测器100所收集的X射线光子能谱来确定化学元素(例如Ca)的存在。例如，内窥镜可用来通过确定钙的存在和浓度来查找局部钙化。辐射检测器100配置成对于因第一能量范围(即，Kα光子能量峰值)中的辐射荧光而从钙所发射的X射线光子进行检测和计数，并且对于从第二能量范围(即，Kβ光子能量峰值)中的钙所发射的X射线光子进行检测和计数。
图3示意示出按照实施例的辐射检测器100的顶视图。辐射检测器100可具有像素150的阵列。阵列可以是矩形阵列、蜂窝阵列、六边形阵列或者任何其他适当阵列。每个像素150配置成检测入射到其上的辐射光子，并且测量辐射粒子的能量。例如，每个像素150配置成对某个时间段之内入射到其上、其能量落入多个格中的辐射粒子的数量进行计数。全部像素150可配置成对相同时间段之内在能量的多个格内入射到其上的辐射粒子的数量进行计数。每个像素150可具有其自己的模数转换器(ADC)，其配置成将表示入射辐射粒子的能量的模拟信号数字化为数字信号。对于XRF应用，具有10位分辨率或更高的ADC是有用的。每个像素150可配置成例如在入射到其上的每个辐射粒子之前或并发地测量其暗电流。每个像素150可配置成从入射到其上的辐射粒子的能量减去暗电流的份额。像素150可配置成并行地操作。例如，当一个像素150测量入射辐射粒子时，另一个像素150可等待辐射粒子到达。像素150可以不必是单独可寻址的。
由于内窥镜101的插入管102的小尺寸，辐射检测器100可具有单个像素或者几个像素150(例如2或4个)的阵列。辐射检测器100可配置成相加全部像素150所计数的相同能量范围的格的辐射粒子的数量。例如，辐射检测器100可相加从70KeV至71KeV的能量的格中存储的像素150的数量，相加从71KeV至72KeV的能量的格中存储的像素150的数量，依此类推。辐射检测器100可将格的相加数量编制为入射到辐射检测器100上的辐射粒子的光谱。
图4A示意示出按照实施例的辐射检测器100的框图。每个像素150可测量入射到其上的辐射粒子的能量151。辐射粒子的能量151在步骤152(例如由ADC)数字化到多个格153A、153B、153C...其中之一中。格153A、153B、153C...各自分别具有对应计数器154A、154B和154C。当能量151被分配到格中时，对应计数器中存储的数值增加一。辐射检测器100可相加与像素150中的相同能量范围的格对应的全部计数器中存储的数量。例如，全部像素150中的全部计数器154C中存储的数量可在相同能量范围的全局计数器100C中相加和存储。全部全局计数器中存储的数量可编制为入射到辐射检测器100上的辐射的能谱。
如图4B中的辐射检测器100的详细截面图所示，按照实施例，辐射吸收层110可包括一个或多个二极管(例如p-i-n或p-n)，其通过第一掺杂区111以及第二掺杂区113的一个或多个分立区114所形成。第二掺杂区113可通过可选本征区112与第一掺杂区111分隔。分立区114通过第一掺杂区111或本征区112相互分隔。第一掺杂区111和第二掺杂区113具有相反类型的掺杂(例如，区域111为p型，而区域113为n型，或者区域111为n型，而区域113为p型)。在图4B的示例中，第二掺杂区113的分立区114的每个与第一掺杂区111以及可选本征区112形成二极管。即，在图4B的示例中，辐射吸收层110具有多个二极管，其具有作为共享电极的第一掺杂区111。第一掺杂区111还可具有分立部分。
当辐射粒子照射辐射吸收层110(其包括二极管)时，辐射粒子可被吸收，并且通过多个机制来生成一个或多个载流子。辐射粒子可生成10至100000个载流子。载流子可在电场下漂移到二极管之一的电极。该电场可以是外部电场。电触点119B可包括分立部分，其每个与分立区114进行电接触。在实施例中，载流子可沿这样的方向漂移，使得单个辐射粒子所生成的载流子基本上没有由两个不同分立区114所共享(“基本上没有共享”在这里表示这些载流子的不到2％、不到0.5％、不到0.1％或者不到0.01％流动到分立区114中与载流子的其余部分不同的分立区114)。通过在这些分立区114之一的占用面积周围入射的辐射粒子所生成的载流子基本上没有与这些分立区114的另一个共享。与分立区114关联的像素150可以是分立区114周围的一个区域，其中入射到其上的X射线光子所生成的基本上全部(超过98％、超过99.5％、超过99.9％或者超过99.99％)载流子流动到分立区114。即，这些载流子的不到2％、不到1％、不到0.1％或者不到0.01％流动到像素之外。
如图4C的辐射检测器100的备选详细截面图所示，按照实施例，辐射吸收层110可包括半导体材料(例如硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或者其组合)的电阻器，但是没有包括二极管。半导体对感兴趣辐射能量可具有高质量衰减系数。
当辐射粒子照射辐射吸收层110(其包括电阻器但没有包括二极管)时，它可被吸收，并且通过多个机制来生成一个或多个载流子。辐射粒子可生成10至100000个载流子。载流子可在电场下漂移到电触点119A和119B。该电场可以是外部电场。电触点119B包括分立部分。在实施例中，载流子可沿这样的方向漂移，使得单个辐射粒子所生成的载流子基本上没有由电触点119B的两个不同分立部分所共享(“基本上没有共享”在这里表示这些载流子的不到2％、不到0.5％、不到0.1％或者不到0.01％流动到分立部分中与载流子的其余部分不同的分立部分)。通过在电触点119B的这些分立部分之一的占用面积周围入射的辐射粒子所生成的载流子基本上没有与电触点119B的这些分立部分的另一个共享。与电触点119B的分立部分关联的像素150可以是分立部分周围的一个区域，其中入射到其上的辐射粒子所生成的基本上全部(超过98％、超过99.5％、超过99.9％或者超过99.99％)载流子流动到所述电触点119B的所述分立部分。即，这些载流子的不到2％、不到0.5％、不到0.1％或者不到0.01％流动到与所述电触点119B的所述一个分立部分关联的像素之外。
电子层120可包括电子系统121，其适合于处理或解释入射到辐射吸收层110上的辐射粒子所生成的信号。电子系统121可包括模拟电路(例如滤波器网络、放大器、积分器和比较器)或者数字电路(例如微处理器和内存)。电子系统121可包括像素所共享的组件或者专用于单个像素的组件。例如，电子系统121可包括专用于每个像素的放大器以及在全部像素之间共享的微处理器。电子系统121可通过通孔131电连接到像素。通孔之间的空间可填充有填充材料130，其可增加电子层120到辐射吸收层110的连接的机械稳定性。将电子系统121连接到像素而没有使用通孔的其他接合技术是可能的。
图5A和图5B各示出按照实施例的电子系统121的组件图。电子系统121可包括第一电压比较器301、第二电压比较器302、多个计数器320(包括计数器320A、320B、320C、320D...)、开关305、ADC 306和控制器310。
第一电压比较器301配置成将电触点119B的分立部分的电压与第一阈值进行比较。第一电压比较器301可配置成直接监测电压，或者通过对某个时间段对流经二极管或电触点的电流求积分来计算电压。第一电压比较器301可由控制器310可控地启动或停用。第一电压比较器301可以是连续比较器。即，第一电压比较器301可配置成连续被启动，并且连续监测电压。配置为连续比较器的第一电压比较器301降低系统121错过入射辐射粒子所生成的信号的机会。当入射辐射强度较高时，配置为连续比较器的第一电压比较器301是特别适合的。第一电压比较器301可以是钟控比较器，其具有更低功率消耗的有益效果。配置为钟控比较器的电压比较器301可能使系统121错过一些入射辐射粒子所生成的信号。当入射辐射强度较低时，错过入射辐射粒子的机会较低，因为两个连续光子之间的时间间隔较长。因此，当入射辐射强度较低时，配置为钟控比较器的第一电压比较器301是特别适合的。第一阈值可以是一个入射辐射粒子可在电触点119B上生成的最大电压的1-5％、5-10％、10％-20％、20-30％、30-40％或40-50％。最大电压可取决于入射辐射粒子的能量(即，入射辐射的波长)、辐射吸收层110的材料和其他因素。例如，第一阈值可以是50mV、100mV、150mV或200mV。
第二电压比较器302配置成将电压与第二阈值进行比较。第二电压比较器302可配置成直接监测电压，或者通过对某个时间段对流经二极管或电触点的电流求积分来计算电压。第二电压比较器302可以是连续比较器。第二电压比较器302可由控制器310可控地启动或停用。当停用第二电压比较器302时，第二电压比较器302的功率消耗可小于启动第二电压比较器302时的功率消耗的1％、5％、10％或20％。第二阈值的绝对值大于第一阈值的绝对值。如本文所使用的术语实数x的“绝对值”或“模量”|x|是x的非负值，而不考虑其符号。即，第二阈值可以是第一阈值的200％-300％。例如，第二阈值可以是100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。第二电压比较器302和第一电压比较器310可以是同一组件。即，系统121可具有一个电压比较器，其能够在不同时间将电压与两个不同阈值进行比较。
第一电压比较器301或者第二电压比较器302可包括一个或多个运算放大器或者任何其他适当电路。第一电压比较器301或第二电压比较器302可具有高速度，以允许系统121在入射辐射的高通量下操作。但是，具有高速度常常以功率消耗为代价。
计数器320可以是软件组件(例如计算机内存中存储的数值)或硬件组件(例如4017IC和7490IC)。每个计数器320与能量范围的格关联。例如，计数器320A可与70-71KeV的格关联，计数器320B可与71-72KeV的格关联，计数器320C可与72-73KeV的格关联，计数器320D可与73-74KeV的格关联。当入射辐射粒子的能量由ADC 306来确定为处于计数器320所关联的格中时，计数器320中记录的数值增加一。
控制器310可以是硬件组件，例如微控制器或者微处理器。控制器310配置成从第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超过第一阈值的绝对值(例如，电压的绝对值从低于第一阈值的绝对值增加到等于或高于第一阈值的绝对值的值)的时间开始时间延迟。在这里使用绝对值，因为电压可以为负或正，这取决于是二极管的阴极还是阳极的电压或者使用哪一个电触点。控制器310可配置成在第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超过第一阈值的绝对值的时间之前保持停用第一电压比较器301的操作不要求的第二电压比较器302、计数器320和任何其他电路。时间延迟可在电压变稳定、即电压的变化率基本上为零之后到期。词语“变化率基本上为零”表示时间变化小于0.1％/ns。词语“变化率基本上为非零”表示电压的时间变化至少为0.1％/ns。
控制器310可配置成在该时间延迟期间(包括开始和到期)启动第二电压比较器。在实施例中，控制器310配置成在时间延迟开始时启动第二电压比较器。术语“启动”表示使组件进入操作状态(例如通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平之类的信号、通过提供电力等)。术语“停用”表示使组件进入非操作状态(例如通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平之类的信号、通过切断电力等)。操作状态可具有比非操作状态要高的功率消耗(例如高10倍、高100倍、高1000倍)。控制器310本身可停用，直到第一电压比较器301的输出在电压的绝对值等于或超过第一阈值的绝对值时启动控制器310。
控制器310可配置成在时间延迟期间、第二电压比较器302确定电压的绝对值等于或超过第二阈值的绝对值并且辐射粒子的能量落入与计数器320关联的格中时，使计数器320之一所记录的数值增加一。
控制器310可配置成在时间延迟到期时使ADC 306数字化电压，并且基于电压来确定辐射粒子的能量落入哪一格。
控制器310可配置成将电触点119B连接到电接地，以便重置电压，并且排放电触点119B上累积的任何载流子。在实施例中，电触点119B在时间延迟到期之后连接到电接地。在实施例中，电触点119B连接到电接地有限重置时间段。控制器310可通过控制开关305将电触点119B连接到电接地。开关可以是晶体管(例如场效应晶体管(FET))。
在实施例中，系统121没有模拟滤波器网络(例如RC网络)。在实施例中，系统121没有模拟电路。
ADC 306可将所测量的电压作为模拟或数字信号来馈送给控制器310。ADC可以是逐次近似寄存器(SAR)ADC(又称作逐次近似ADC)。SAR ADC在最终会聚于模拟信号的数字输出之前经由经过全部可能的量化电平的二进制搜索来数字化模拟信号。SAR ADC可具有四个主要子电路：取样和保持电路，获取输入电压(Vin)；内部数模转换器(DAC)，配置成为模拟电压比较器供应等于逐次近似寄存器(SAR)的数字代码输出的模拟电压；模拟电压比较器，其将Vin与内部DAC的输出进行比较，并且向SAR输出比较结果，所述SAR配置成向内部DAC供应Vin的近似数字代码。SAR可初始化，使得最高有效位(MSB)等于数字1。这个代码被馈入内部DAC，其然后将这个数字代码(Vref/2)的模拟等效体提供到比较器中供与Vin的比较。如果这个模拟电压超过Vin，则比较器使SAR重置这个位；否则此位保持为1。然后，SAR的下一位设置为1，并且进行相同测试，从而继续进行这个二进制搜索，直到测试SAR中的每一位。所产生代码是Vin的数字近似，并且最终由SAR在数字化结束时输出。
系统121可包括电容器模块309，其电连接到电触点119B，其中电容器模块配置成收集来自电触点119B的载流子。电容器模块能够包括放大器的反馈路径中的电容器。这样配置的放大器称作电容互阻抗放大器(CTIA)。CTIA通过阻止放大器饱和而具有高动态范围，并且通过限制信号路径中的带宽来改进信噪比。来自电极的载流子对某个时间段(“积分周期”)(例如，如图6所示，在ts与t0之间)在电容器上累积。在积分周期已经到期之后，电容器电压由ADC 306来取样，并且然后通过复位开关来复位。电容器模块309能够包括直接连接到电触点119B的电容器。
图6示意示出入射到与电触点119B关联的像素150上的辐射粒子所生成的载流子所引起的流经电触点119B的电流的时间变化(上曲线)以及电触点119B的电压的对应时间变化(下曲线)。电压可以是电流相对时间的积分。在时间t0，辐射粒子照射二极管或电阻器，载流子在像素150中生成，电流开始流经电触点119B，并且电触点119B的电压的绝对值开始增加。在时间t1，第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超过第一阈值V1的绝对值，并且控制器310开始时间延迟TD1，并且控制器310可在TD1开始时停用第一电压比较器301。如果在t1之前停用控制器310，则在t1启动控制器310。在TD1期间，控制器310启动第二电压比较器302。如这里所使用的术语在时间延迟“期间”表示开始和到期(即，结束)以及它们之间的任何时间。例如，控制器310可在TD1到期时启动第二电压比较器302。如果在TD1期间，第二电压比较器302确定电压的绝对值在时间t2等于或超过第二阈值的绝对值，则控制器310等待电压的稳定开始稳定。当辐射粒子所生成的全部载流子漂移出辐射吸收层110时，电压在时间te稳定。在时间ts，时间延迟TD1到期。在时间te或之后，控制器310使ADC 306数字化电压，并且确定辐射粒子的能量落入哪一格。控制器310然后使与格对应的计数器320所记录的数值增加一。在图6的示例中，时间ts在时间te之后；即，TD1在辐射粒子所生成的全部载流子漂移出辐射吸收层110之后到期。如果时间te不能容易地测量，则TD1能够凭经验来选择成允许充分时间收集辐射粒子所生成的基本上全部载流子，但是不会过长而冒具有另一个入射辐射粒子的风险。即，TD1能够凭经验选择成使得ts凭经验在时间te之后。时间ts不一定在时间te之后，因为控制器310可在达到V2时则忽视TD1，并且等待时间te。电压与暗电流对电压的份额之间的差的变化率因而在te基本上为零。控制器310可配置成在TD1到期时或者在t2或者它们之间的任何时间停用第二电压比较器302。
在时间te的电压与辐射粒子所生成的载流子量(其涉及辐射粒子的能量)成比例。控制器310可配置成基于ADC 306的输出来确定辐射粒子的能量落入哪一格。
在TD1到期或者ADC 306进行的数字化(更迟的无论哪一个)之后，控制器310将电触点119B连接到电接地复位周期RST，以允许电触点119B上累积的载流子流动到接地，并且重置电压。在RST之后，系统121准备好检测另一个入射辐射粒子。隐含地，系统121能够在图6的示例中所操控的入射辐射粒子的速率通过1/(TD1+RST)来限制。如果第一电压比较器301已经停用，则控制器310能够在RST到期之前的任何时间将它启动。如果控制器310已经停用，则它可在RST到期之前被启动。
因为辐射检测器100具有可并行操作的若干像素150，所以辐射检测器能够操控入射辐射粒子的高许多的速率。这是因为特定像素150上的入射速率是像素的整个阵列上的入射速率的1/N，其中N为像素的数量。
图7示出按照实施例、使用具有辐射检测器100的内窥镜101的示例流程图。在步骤701，内窥镜101插入人体中。在步骤702，使用辐射检测器100来检测第一能量范围中的辐射的强度和第二能量范围中的辐射的强度。由于组织暴露于来自人体外部的辐射，辐射可因辐射荧光而从人体内部的组织(例如血管)来发射。在步骤703，人体中的化学(例如Ca)的存在基于强度来确定。例如，第一能量范围可包含钙的Kα发射峰值，以及第二能量范围可包含钙的Kβ发射峰值。如果强度具有与来自钙的X射线荧光的比率特性，则可确定辐射检测器100附近的钙的存在。
图8示意示出包括上述内窥镜101以及辐射源1601的系统。辐射源1601可配置成引起人体1602中的组织的辐射荧光。该系统可用于检测和确定血管内部的钙化的浓度。辐射源1601可配置成发射X射线或伽马射线。
虽然本文公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对本领域的技术人员将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施例是为了便于说明而不是要进行限制，其真实范围和精神通过以下权利要求书来指示。

Claims (20)

1.一种内窥镜，包括：
插入管；
辐射检测器，所述辐射检测器设置在所述插入管中且配置成检测第一能量范围中的辐射粒子和第二能量范围中的辐射粒子，所述第一能量范围和所述第二能量范围对应于钙的X射线荧光，并且基于所述第一能量范围中的所述辐射粒子的强度和所述第二能量范围中的所述辐射粒子的强度的比率来确定钙的存在。
2.如权利要求1所述的内窥镜，其中，所述辐射粒子通过人的组织的荧光来发射。
3.如权利要求2所述的内窥镜，其中，所述组织是血管。
4.如权利要求1所述的内窥镜，其中，所述辐射检测器配置成对某个时间段之内入射到其上、其能量落入多个格中的辐射粒子的数量进行计数。
5.如权利要求1所述的内窥镜，其中，所述辐射检测器配置成确定入射到所述辐射检测器上的所述辐射粒子的光谱。
6.如权利要求1所述的内窥镜，其中，所述辐射检测器包括多个像素，其中，所述像素的每个配置成对某个时间段之内入射到其上、其能量落入多个格中的辐射粒子的数量进行计数；并且所述辐射检测器配置成确定全部所述像素所计数的相同能量范围的所述格的辐射粒子的所述数量之和。
7.如权利要求6所述的内窥镜，其中，所述像素配置成对相同时间段之内的X射线光子的所述数量进行计数。
8.如权利要求6所述的内窥镜，其中，所述像素的每个包括模数转换器，其配置成将表示入射辐射粒子的所述能量的模拟信号数字化为数字信号。
9.如权利要求6所述的内窥镜，其中，所述像素配置成并行地操作。
10.如权利要求8所述的内窥镜，其中，所述模数转换器是逐次近似寄存器模数转换器。
11.如权利要求1所述的内窥镜，其中，所述辐射检测器包括：
辐射吸收层，包括电触点；
第一电压比较器，配置成将所述电触点的电压与第一阈值进行比较；
第二电压比较器，配置成将所述电压与第二阈值进行比较；
控制器；
多个计数器，各与格关联，并且配置成记录所述辐射吸收层所吸收的辐射粒子的数量，其中所述辐射粒子的所述能量落入所述格中；
其中所述控制器配置成从所述第一电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值的时间开始时间延迟；
其中所述控制器配置成确定辐射粒子的能量是否落入所述格中；
其中所述控制器配置成使与所述格关联的所述计数器所记录的所述数量增加一。
12.如权利要求11所述的内窥镜，还包括电容器模块，其电连接到所述电触点，其中所述电容器模块配置成收集来自所述电触点的载流子。
13.如权利要求11所述的内窥镜，其中，所述控制器配置成在所述时间延迟开始或到期时启动所述第二电压比较器。
14.如权利要求11所述的内窥镜，其中，所述控制器配置成将所述电触点连接到电接地。
15.如权利要求11所述的内窥镜，其中，所述电压的变化率在所述时间延迟到期时基本上为零。
16.如权利要求11所述的内窥镜，其中，所述辐射吸收层包括二极管。
17.如权利要求11所述的内窥镜，其中，所述辐射吸收层包括硅、锗、
GaAs、CdTe、CdZnTe或者其组合。
18.如权利要求1所述的内窥镜，其中，所述辐射检测器没有包括闪烁器。
19.一种包括如权利要求1所述的内窥镜以及辐射源的系统。
20.一种检测方法，包括：
将如权利要求1所述的内窥镜插入人体中；
使用所述辐射检测器来检测第一能量范围中的辐射的强度和第二能量范围中的辐射的强度，所述第一能量范围和所述第二能量范围对应于钙的X射线荧光；
基于所述第一能量范围中的辐射的所述强度和所述第二能量范围中的辐射的所述强度的比率来确定所述人体中的钙的存在。
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