基于具有辐射记忆功能的辐射光致发光图像板的辐射成像系统技术方案

本实用新型专利技术属于辐射测量技术领域，具体涉及一种基于具有辐射记忆功能的辐射光致发光图像板的辐射成像系统，包括遮光框体、针孔准直器、位置灵敏光探测模块、控制和图像处理模块，所述针孔准直器位于遮光框体前端，位置灵敏光探测模块置于遮光框体后端并且其光探测面正对针孔准直器，控制和图像处理模块与位置灵敏光探测模块相连。在所述针孔准直器和位置灵敏光探测模块之间还置有由辐射光致发光材料制成的图像板；在所述遮光框体的后端置有与所述辐射光致发光材料相对应的激发光源；在所述遮光框体后端还置有快门。本实用新型专利技术所提供的辐射成像系统能够对强度极低的X射线或者伽玛射线进行测量，可以广泛应用于低辐射场所的辐射强度与辐射成像测量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于辐射测量
，具体涉及一种基于具有辐射记忆功能的辐射 光致发光图像板的辐射成像系统。
技术介绍
医院核医学科可以通过分析放射性核素在人体器官内的分布图像，诊断病人心脑 血管疾病、肿瘤等各种器官疾病。用于X射线或者伽玛射线的射线源分布测量的辐射成像 测量系统，通常叫做伽玛相机，首先在核医学领域发展起来。目前为止已经有很多医疗器械公司开发出了用于人体X射线或者伽玛射线分布 测量的伽玛相机系统。这些伽玛相机主要由准直器，闪烁晶体板，以及位置灵敏光探测器件 组成。准直器的材料一般为原子序数很大，对X射线或者伽玛射线阻挡效果非常好的金 属材料，比如铅，钨等。准直器种类主要有平行孔准直器，针孔准直器，发散型准直器，汇聚 型准直器；用于限制进入伽玛相机视野的入射射线的方向以及范围。射线经过准直器后到达闪烁晶体板。闪烁晶体的材料主要为NaI (Tl)晶体，也可 以是CsI或BGO等。射线在闪烁晶体中发生能量沉积，沉积的能量又以荧光的方式在能量 沉积的位置释放出来。闪烁晶体板后面的位置灵敏光探测器件，可以测量出荧光释放的位置以及强度， 从而达到成像的目的。位置灵敏光探测器件可以是单个的位置灵敏光电倍增管，或者位置 灵敏光电倍增管阵列。位置灵敏光电倍增管的入射窗通过光导贴近闪烁晶体板，达到测量 目的。位置灵敏光探测器件也可以是电荷耦合器件(CCD)或者CMOS。目前发展起来的这类伽玛相机系统，可以用于X射线辐射场或者伽玛辐射场的实 时成像测量。核医学应用中，由于人体内的放射性水平通常较高，可以利用这类伽玛相机系 统方便的得到核素在体内静态以及动态连续的分布图像。但是，将这类伽玛相机系统用于 核工业领域的放射性分布测量，比如某个场所的放射性污染分布图像测量时，则经常会遇 到困难。比如待测量场所或者对象的辐射水平很低，低于现有的这类伽玛相机系统的最低 探测下限时，那么，将测量不到放射源的分布图像。在现有的这类系统下，通过延长测量时 间的方法，也不会有明显的效用，因为这并不能提高测量的信噪比。
技术实现思路
(一)技术目的本技术目的在于解决现有技术中伽马相机系统无法探测微弱辐射信号的问 题。(二)技术方案为实现上述目的，本技术提供如下技术方案一种基于具有辐射记忆功能的辐射光致发光图像板的辐射成像系统，包括遮光框 体、针孔准直器、位置灵敏光探测模块、控制和图像处理模块，所述针孔准直器位于遮光框 体前端，位置灵敏光探测模块置于遮光框体后端并且其光探测面正对针孔准直器，控制和 图像处理模块与位置灵敏光探测模块相连，其关键在于在所述针孔准直器和位置灵敏光 探测模块之间还置有由辐射光致发光材料制成的图像板；在所述遮光框体的后端置有与所 述辐射光致发光材料相对应的激发光源；在所述遮光框体后端还置有快门。所述针孔准直器的针孔处还置有遮光片，所述遮光片由易于透过X射线和伽玛射 线的材料制成。所述针孔准直器和图像板之间置有加热丝，所述加热丝为螺旋状结构。制作图像板所用的辐射光致发光材料是银离子活化的磷酸盐玻璃，或者其它具有 辐射记忆功能的辐射光致发光材料。所述图像板靠近针孔准直器的一侧覆盖有一层铝箔。所述激发光源呈圆状均勻分布在位置灵敏光探测模块的周围。所述加热丝和图像板可以在遮光框体内沿着辐射测量系统中心轴方向前后移动。所述位置灵敏光探测模块包括遮光外壁和置于其中的光电探测器，面向图像板的 一端置有能够过滤激发光的滤光片，其靠近控制和图像处理模块的一端置有电源接口和数 据接口。所述光电探测器是位置灵敏光电倍增管、CCD或者CMOS。当所述光电探测器是位置灵敏光电倍增管时，将图像板贴近激发光滤光片，可以 测量得到辐射光致发光材料发出的荧光信号的位置和强度信息。当所述光电探测器是CXD或者CMOS时，在所述滤光片和CXD或者CMOS之间置有 锥形光纤成像束。当所述光电探测器是CXD或者CMOS时，在所述滤光片和CXD或者CMOS之间置有 成像透镜组，并且所述CXD或者CMOS的感光芯片位于成像透镜组的像平面上。(三)有益效果由于所述辐射光致发光材料做成的图像板可以将入射X射线或者伽玛射线的沉 积能量存储为荧光中心进行长时间的累积，该信号累积的过程中，由于位置灵敏光探测模 块处于关闭状态，不会增加电子学噪声，是一个可以显著提高信噪比的过程，因此本实用新 型所提供的辐射成像系统能够对强度极低的X射线或者伽玛射线进行测量，可以广泛应用 于低辐射场所的辐射强度与辐射成像测量。附图说明图1为基于具有辐射记忆功能的辐射光致发光图像板的辐射成像系统的结构图；图2为图1中A-A方向的剖面图；图3为图1中位置灵敏光测量器件的第一具体实例；图4为图1中位置灵敏光测量器件的第二具体实例；图5为图1中位置灵敏光测量器件的第三具体实例；图6为位置灵敏光测量器件进行数据读取时的系统内部构造图；图7为消除信号加热丝加热图像板时的结构示意图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步说明。实施例一本实施例提供的基于具有辐射记忆功能的辐射光致发光图像板的辐射成像系统， 如图1所示，包括遮光框体5、针孔准直器1、位置灵敏光探测模块2、控制和图像处理模块9 等。所述针孔准直器1位于遮光框体5前端，位置灵敏光探测模块2置于遮光框体5后端 并且其光探测面正对针孔准直器1，控制和图像处理模块9与位置灵敏光探测模块2相连， 关键在于，在所述针孔准直器1和位置灵敏光探测模块2之间还置有由辐射光致发光材料 做成的图像板7 ；在所述遮光框体5的后端置有与所述辐射光致发光材料相对应的激发光 源3 ；在所述遮光框体5后端还置有快门4。被测量的X射线或者伽玛射线放射源发出的射线，通过针孔准直器1的针孔，进入 测量系统。所述针孔准直器1具有视野大、成像小的特点，针孔准直器1采用可以屏蔽辐射 的原子序数很大的金属材料制成，如铅、钨等。针孔准直器1的针孔处还置有很薄的遮光 片，所述遮光片由易于透过X射线和伽玛射线的材料制成，比如铝箔等。从针孔准直器1的针孔入射的X射线或者伽玛射线由图像板7进行记录，图像板 7由固定架6安装在遮光框体5内。所述图像板7由能够把入射X射线或者伽玛射线转换 成荧光信号的辐射光致发光(Radio photoluminescence, RPL)材料制成，上述材料组分优 选为银离子活化的磷酸盐玻璃，或者也可以选择其它具有辐射记忆功能的辐射光致发光材 料。上述具有辐射记忆功能的辐射辐射光致发光材料能在入射点处将入射X射线或者伽玛 射线的沉积能量转换成荧光中心进行累积，沉积能量越大，产生的荧光中心就越多。在辐射 水平很低的场合下，可以增大该辐射成像测量系统的测量时间，使辐射光致发光材料中沉 积足够多的能量，存储足够多的荧光中心，以准备之后用位置灵敏光探测模块2读取。所述针孔准直器1和图像板7之间置有加热丝11，其作用是在一次测量完成之后 通过加热图像板7而将其上存储的荧光信号完全消除。加热丝11的结构如图2所示，是一 盘粗细均勻的螺旋状加热电阻丝，安装于针孔准直器1与图像板7之间。加热丝11和图像 板7均可以由步进电机或者伺服电机控制而在遮光框体5内前后移动。当不需要消除辐射 光致发光材料中存储的信号时，加热丝11紧贴在靠近针孔准直器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于具有辐射记忆功能的辐射光致发光图像板的辐射成像系统，包括遮光框体（５）、针孔准直器（１）、位置灵敏光探测模块（２）、控制和图像处理模块（９），所述针孔准直器（１）位于遮光框体（５）前端，位置灵敏光探测模块（２）置于遮光框体（５）后端并且其光探测面正对针孔准直器（１），控制和图像处理模块（９）与位置灵敏光探测模块（２）相连，其特征在于：在所述针孔准直器（１）和位置灵敏光探测模块（２）之间还置有由具有辐射记忆功能的辐射光致发光材料制成的图像板（７）；在所述遮光框体（５）的后端置有与所述辐射光致发光材料相对应的激发光源（３）；在所述遮光框体（５）后端还置有快门（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马吉增，骆志平，王莹，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11