本發(fā)明涉及高能物理與粒子物理應(yīng)用、核醫(yī)學(xué)裝備和生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)。

背景技術(shù)：

核物理中的放射性事件通常伴隨著兩種或者兩種以上的輻照類型。特別是衰變事件可以發(fā)射出不穩(wěn)定的帶電粒子時(shí)，放射性事件會(huì)同時(shí)有多種輻射發(fā)出。以富質(zhì)子不穩(wěn)定同位素為例，當(dāng)發(fā)射出的正電子具有一定的動(dòng)量時(shí)，將在徑跡上輻照可見光光子，這種物理現(xiàn)象即為切倫科夫輻射。切倫科夫輻射作為一種極為方便的標(biāo)記方法，在生物醫(yī)學(xué)顯像中有著極為廣泛的應(yīng)用價(jià)值。而當(dāng)正電子與環(huán)境中的電子發(fā)生正反物質(zhì)湮滅時(shí)，將輻射一對(duì)帶有511keV能量的伽馬光子，也就是說，富質(zhì)子元素的一種同位素標(biāo)記將提供兩種顯像方式：光學(xué)成像和伽馬成像。除了富質(zhì)子元素以外，其他部分不穩(wěn)定同位素還有級(jí)聯(lián)衰變以及同時(shí)輻射不同能量、不同電荷、不同穿透深度的多個(gè)粒子的情形，都屬于討論的范圍?，F(xiàn)有的成像系統(tǒng)并沒有對(duì)這種“身兼兩職”的探針進(jìn)行專門的探測，而是獨(dú)立采用伽馬相機(jī)（或者PET）和光學(xué)相機(jī)對(duì)標(biāo)記有富質(zhì)子核素的生物體或者人體各自進(jìn)行成像，中間的信號(hào)探測和數(shù)據(jù)獲取完全是獨(dú)立的，最后在圖像層面進(jìn)行后端準(zhǔn)合（配準(zhǔn)）。

這種后端準(zhǔn)合對(duì)于兩種輻照的信息損失極為嚴(yán)重。在伽馬數(shù)據(jù)中，有很大一部分?jǐn)?shù)據(jù)是散射和隨機(jī)事件，如果能在物理層以事件的形式引入光學(xué)數(shù)據(jù)，將對(duì)散射和隨機(jī)事件提供極為精準(zhǔn)的判選。而可見光在人體內(nèi)的輸運(yùn)噪聲極為嚴(yán)重，如果光學(xué)數(shù)據(jù)能在切倫科夫事件被甄別時(shí)引入伽馬光子的準(zhǔn)直信息，將極大地提升單個(gè)切倫科夫事件的信息準(zhǔn)確度。為此，工作在物理層的事件級(jí)別的信息融合，將對(duì)多輻照系統(tǒng)產(chǎn)生革命性影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)，該系統(tǒng)能在正電子發(fā)射的過程中同時(shí)識(shí)別由于帶電微粒運(yùn)動(dòng)發(fā)射的切倫科夫光子和正負(fù)電子對(duì)湮滅產(chǎn)生的伽馬光子對(duì)，有效地提升系統(tǒng)信噪比、成像時(shí)空分辨率和靈敏度，降低材料成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)，包括以下模塊：不穩(wěn)定同位素注入模塊100、伽馬探測器模塊200、可見光探測器模塊300、多事例時(shí)間窗判選模塊400、可視化模塊500，其中，

不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于對(duì)生物體中參與生理與生化過程的物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)記，屏蔽生物體以外的背景光，并使生物體帶有可以發(fā)射多輻照事件的標(biāo)記物，包括放射性同位素送藥模塊110，藥劑注射模塊120，生物體傳動(dòng)模塊130，光密閉模塊140；

伽馬探測器模塊200，以環(huán)狀視角的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)伽馬光子的探測，獲取單伽馬光子事件的時(shí)間和能量屬性，采用閃爍探測器原理，包括閃爍晶體模塊210，光電轉(zhuǎn)換模塊220，前端電子學(xué)模塊230，伽馬事件屬性封裝電路模塊240；

可見光探測器模塊300，用于以高探測效率的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)可見光光子和軟紫外光子的探測，探測器采用大面積平面結(jié)構(gòu)，可供大規(guī)模光電子芯片工藝進(jìn)行大規(guī)模制造，包括切倫科夫光子光電轉(zhuǎn)換模塊310，切倫科夫探測前端電子學(xué)模塊320，切倫科夫事件屬性封裝電路模塊330；

多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于判斷切倫科夫事件和伽馬光子事件是否屬于一次正電子事件，判斷的標(biāo)準(zhǔn)是在較短的時(shí)間窗（例如30 ns）內(nèi)有同時(shí)存在伽馬光子事件和切倫科夫事件，包括多事例定時(shí)開窗電路模塊410，邏輯與門電路模塊420，總事件定時(shí)開窗模塊430，符合事件封裝模塊440，電源模塊450，數(shù)字電路時(shí)鐘模塊460；

可視化模塊500，用于對(duì)輻照數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理或者丟棄，由處理器模塊510，防斷電直流電源模塊520，顯示器模塊530，網(wǎng)絡(luò)傳輸接口模塊540構(gòu)成。

放射性同位素送藥模塊110，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于對(duì)生物體穩(wěn)定地自動(dòng)化地送入放射性藥物，避免放射性藥物可能對(duì)人體和生物體造成的輻射損傷，藥物經(jīng)由放射性同位素送藥模塊110進(jìn)入藥物注射模塊120；

藥劑注射模塊120，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于實(shí)時(shí)的控制注入生物體或者人體中的放射性藥物劑量，由推送裝置和劑量測算裝置構(gòu)成；

生物體傳動(dòng)模塊130，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于控制生物體在成像腔內(nèi)外的送入和送出，由推送裝置和支撐板構(gòu)成，支撐板盛放生物體，推送裝置負(fù)責(zé)在成像前把支撐板與生物體送入成像腔室，在成像完成后把支撐板與生物體送出成像腔室；

光密閉模塊140，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于對(duì)成像腔室進(jìn)行避光封裝，保證成像腔室在成像時(shí)沒有額外的外部可見光射入。

閃爍晶體模塊210，隸屬于伽馬探測器模塊200，用于吸收伽馬光子，并把一個(gè)伽馬光子的能量轉(zhuǎn)化為一簇可見光或軟紫外光光子，由閃爍晶體裸晶、閃爍光反射材料、閃爍晶體封裝外殼、出光玻璃構(gòu)成；

光電轉(zhuǎn)換模塊220，隸屬于伽馬探測器模塊200，用于可見光和軟紫外光光子的能量吸收與電信號(hào)轉(zhuǎn)化，具體是通過雪崩過程將光電子流簇在短時(shí)間內(nèi)放大，再輸出給前端電子學(xué)模塊230；

前端電子學(xué)模塊230，隸屬于伽馬探測器模塊200，用于對(duì)光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的電信號(hào)進(jìn)行前置放大處理，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)字化的閃爍脈沖屬性按照事件輸出給伽馬事件屬性封裝電路模塊240；

伽馬事件屬性封裝電路模塊240，隸屬于伽馬探測器模塊200，對(duì)伽馬事件的屬性進(jìn)行封裝，封裝的內(nèi)容包括事件時(shí)間、伽馬光子能量、閃爍脈沖前沿的上升時(shí)間以及閃爍脈沖的離差和。

切倫科夫光子光電轉(zhuǎn)換模塊310，隸屬于可見光探測器模塊300，用于吸收切倫科夫光子，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，具體是通過光電效應(yīng)和雪崩過程，將光電子流簇在短時(shí)間內(nèi)放大，再輸出給切倫科夫探測前端電子學(xué)模塊320；

切倫科夫探測前端電子學(xué)模塊320，隸屬于可見光探測器模塊310，用于對(duì)切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖進(jìn)行前置放大，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)字化的切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖屬性按照事件輸出給切倫科夫事件屬性封裝電路模塊330；

切倫科夫事件屬性封裝電路模塊330，隸屬于可見光探測器模塊300，對(duì)切倫科夫事件的屬性進(jìn)行封裝，封裝的內(nèi)容包括事件時(shí)間、伽馬光子能量、切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖前沿的上升時(shí)間以及切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖的離差和。

多事例定時(shí)開窗電路模塊410，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于對(duì)每個(gè)伽馬事件和切倫科夫事件進(jìn)行定時(shí)開窗，即從事件到達(dá)時(shí)間開始定時(shí)置1輸出；

邏輯與門電路模塊420，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，接收多事例定時(shí)開窗電路模塊410輸出的置1信號(hào)后，通過與門電路對(duì)多個(gè)事例進(jìn)行與邏輯判選，當(dāng)存在兩個(gè)伽馬光子和一個(gè)通道以上的切倫科夫事件時(shí)，置1輸出，否則，保持清零輸出；

總事件定時(shí)開窗模塊430，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，接收邏輯與門電路模塊420的與門判選信號(hào)，并從接收到置1信號(hào)開始以固定的時(shí)間窗置1輸出；

符合事件封裝模塊440，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，從接收到總事件定時(shí)開窗模塊的置1信號(hào)開始，將從多事例定時(shí)開窗電路模塊接收到的各個(gè)事件屬性封裝成二進(jìn)制的比特流；

電源模塊450，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于給各個(gè)電路模塊進(jìn)行穩(wěn)定的供電，供電電源外接220V交流市電；

數(shù)字電路時(shí)鐘模塊460，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于給各個(gè)數(shù)字電路模塊發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)為正弦波電壓信號(hào)，由有源晶振提供。

處理器模塊510，隸屬于可視化模塊500，對(duì)封裝好的事例進(jìn)行相關(guān)性分析、直方圖計(jì)數(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算，并將分析計(jì)算的結(jié)果傳輸給顯示器模塊530；

防斷電直流電源模塊520，隸屬于可視化模塊500，用于保證顯示器模塊和處理器模塊的穩(wěn)定工作，在系統(tǒng)斷電后，仍然能保持8小時(shí)以上的工作電源，以便進(jìn)行關(guān)機(jī)前的修復(fù)與存檔動(dòng)作；

顯示器模塊530，隸屬于可視化模塊500，接收正電子事件的伽馬屬性和切倫科夫?qū)傩院髮?duì)正電子事件的各種譜學(xué)屬性進(jìn)行顯示；

網(wǎng)絡(luò)傳輸接口模塊540，隸屬于可視化模塊500，用于傳輸正電子事件的伽馬屬性和切倫科夫?qū)傩约捌渥V學(xué)圖表。

優(yōu)選地，在上述的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的事件到達(dá)時(shí)間為探測器響應(yīng)伽馬事件或者切倫科夫事件的時(shí)間，或者探測器響應(yīng)伽馬事件或者切倫科夫事件的時(shí)間加上一個(gè)恒定的常數(shù)，該常數(shù)在任意時(shí)刻適用于整個(gè)系統(tǒng)。

優(yōu)選地，在上述的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的正電子事件的伽馬屬性是指，正電子與電子發(fā)生湮滅后產(chǎn)生的一對(duì)伽馬光子擊中伽馬探測器的響應(yīng)特征。

優(yōu)選地，在上述的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的正電子事件的切倫科夫?qū)傩允侵福娮优c電子發(fā)生湮滅前產(chǎn)生的切倫科夫光子擊中可見光探測器的響應(yīng)特征。

優(yōu)選地，在上述的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的正電子事件是指富質(zhì)子核素經(jīng)過衰變發(fā)射出正電子。正電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生切倫科夫效應(yīng)，在和附近的電子發(fā)生湮滅后，產(chǎn)生一對(duì)伽馬光子，伽馬光子的屬性由伽馬探測器捕獲，切倫科夫光子的屬性由可見光探測器捕獲。

優(yōu)選地，在上述的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的多事例時(shí)間窗判選是指系統(tǒng)的可見光光子探測器和伽馬光子探測器同時(shí)捕捉到了兩種信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為這種情況下的可見光光子和伽馬光子為背景光子或者暗激發(fā)光子的概率較小，而判選為正電子事件的伽馬光子對(duì)和切倫科夫光子。

從上述技術(shù)方案可以看出，通過采用本發(fā)明的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)，能在較低的活度下獲取正電子源的分布信息。由于該系統(tǒng)不需要事先對(duì)探測器進(jìn)行降溫處理，能在室溫下工作，并且具有更好的時(shí)空分辨率和信噪比，因此具有更佳的普適性和實(shí)用性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）更好的時(shí)空分辨率；

（2）更好的圖像信噪比；

（3）可以在室溫工作；

（4）成本較低；

（5）充分利用了正電子源的多種信息。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明兩種光的路徑示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)，該系統(tǒng)能在正電子發(fā)射的過程中同時(shí)識(shí)別由于帶電微粒運(yùn)動(dòng)發(fā)射的切倫科夫光子和正負(fù)電子對(duì)湮滅產(chǎn)生的伽馬光子對(duì)，有效地提升系統(tǒng)信噪比、成像時(shí)空分辨率和靈敏度，降低材料成本。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明公開的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)，通過伽馬探測器和可見光光子探測器捕獲正電子事件的伽馬屬性和切倫科夫?qū)傩?，?shí)現(xiàn)對(duì)正電子標(biāo)記的生物體或者人體的顯像，具體包括：

不穩(wěn)定同位素注入模塊100、伽馬探測器模塊200、可見光探測器模塊300、多事例時(shí)間窗判選模塊400、可視化模塊500，其中，

不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于對(duì)生物體中參與生理與生化過程的物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)記，屏蔽生物體以外的背景光，并使生物體帶有可以發(fā)射多輻照事件的標(biāo)記物，包括放射性同位素送藥模塊110，藥劑注射模塊120，生物體傳動(dòng)模塊130，光密閉模塊140；

伽馬探測器模塊200，以環(huán)狀視角的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)伽馬光子的探測，獲取單伽馬光子事件的時(shí)間和能量屬性，采用閃爍探測器原理，包括閃爍晶體模塊210，光電轉(zhuǎn)換模塊220，前端電子學(xué)模塊230，伽馬事件屬性封裝電路模塊240；

可見光探測器模塊300，用于以高探測效率的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)可見光光子和軟紫外光子的探測，探測器采用大面積平面結(jié)構(gòu)，可供大規(guī)模光電子芯片工藝進(jìn)行大規(guī)模制造，包括切倫科夫光子光電轉(zhuǎn)換模塊310，切倫科夫探測前端電子學(xué)模塊320，切倫科夫事件屬性封裝電路模塊330；

多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于判斷切倫科夫事件和伽馬光子事件是否屬于一次正電子事件，判斷的標(biāo)準(zhǔn)是在較短的時(shí)間窗（例如30 ns）內(nèi)有同時(shí)存在伽馬光子事件和切倫科夫事件，包括多事例定時(shí)開窗電路模塊410，邏輯與門電路模塊420，總事件定時(shí)開窗模塊430，符合事件封裝模塊440，電源模塊450，數(shù)字電路時(shí)鐘模塊460；

可視化模塊500，用于對(duì)輻照數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理或者丟棄，由處理器模塊510，防斷電直流電源模塊520，顯示器模塊530，網(wǎng)絡(luò)傳輸接口模塊540構(gòu)成。

放射性同位素送藥模塊110，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于對(duì)生物體穩(wěn)定地自動(dòng)化地送入放射性藥物，避免放射性藥物可能對(duì)人體和生物體造成的輻射損傷，藥物經(jīng)由放射性同位素送藥模塊110進(jìn)入藥物注射模塊120；

藥劑注射模塊120，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于實(shí)時(shí)的控制注入生物體或者人體中的放射性藥物劑量，由推送裝置和劑量測算裝置構(gòu)成；

生物體傳動(dòng)模塊130，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于控制生物體在成像腔內(nèi)外的送入和送出，由推送裝置和支撐板構(gòu)成，支撐板盛放生物體，推送裝置負(fù)責(zé)在成像前把支撐板與生物體送入成像腔室，在成像完成后把支撐板與生物體送出成像腔室；

光密閉模塊140，隸屬于不穩(wěn)定同位素注入模塊100，用于對(duì)成像腔室進(jìn)行避光封裝，保證成像腔室在成像時(shí)沒有額外的外部可見光射入。

閃爍晶體模塊210，隸屬于伽馬探測器模塊200，用于吸收伽馬光子，并把一個(gè)伽馬光子的能量轉(zhuǎn)化為一簇可見光或軟紫外光光子，由閃爍晶體裸晶、閃爍光反射材料、閃爍晶體封裝外殼、出光玻璃構(gòu)成；

光電轉(zhuǎn)換模塊220，隸屬于伽馬探測器模塊200，用于可見光和軟紫外光光子的能量吸收與電信號(hào)轉(zhuǎn)化，具體是通過雪崩過程將光電子流簇在短時(shí)間內(nèi)放大，再輸出給前端電子學(xué)模塊230；

前端電子學(xué)模塊230，隸屬于伽馬探測器模塊200，用于對(duì)光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的電信號(hào)進(jìn)行前置放大處理，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)字化的閃爍脈沖屬性按照事件輸出給伽馬事件屬性封裝電路模塊240；

伽馬事件屬性封裝電路模塊240，隸屬于伽馬探測器模塊200，對(duì)伽馬事件的屬性進(jìn)行封裝，封裝的內(nèi)容包括事件時(shí)間、伽馬光子能量、閃爍脈沖前沿的上升時(shí)間以及閃爍脈沖的離差和。

切倫科夫光子光電轉(zhuǎn)換模塊310，隸屬于可見光探測器模塊300，用于吸收切倫科夫光子，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，具體是通過光電效應(yīng)和雪崩過程，將光電子流簇在短時(shí)間內(nèi)放大，再輸出給切倫科夫探測前端電子學(xué)模塊320；

切倫科夫探測前端電子學(xué)模塊320，隸屬于可見光探測器模塊310，用于對(duì)切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖進(jìn)行前置放大，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)字化的切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖屬性按照事件輸出給切倫科夫事件屬性封裝電路模塊330；

切倫科夫事件屬性封裝電路模塊330，隸屬于可見光探測器模塊300，對(duì)切倫科夫事件的屬性進(jìn)行封裝，封裝的內(nèi)容包括事件時(shí)間、伽馬光子能量、切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖前沿的上升時(shí)間以及切倫科夫誘導(dǎo)電脈沖的離差和。

多事例定時(shí)開窗電路模塊410，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于對(duì)每個(gè)伽馬事件和切倫科夫事件進(jìn)行定時(shí)開窗，即從事件到達(dá)時(shí)間開始定時(shí)置1輸出；

邏輯與門電路模塊420，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，接收多事例定時(shí)開窗電路模塊410輸出的置1信號(hào)后，通過與門電路對(duì)多個(gè)事例進(jìn)行與邏輯判選，當(dāng)存在兩個(gè)伽馬光子和一個(gè)通道以上的切倫科夫事件時(shí)，置1輸出，否則，保持清零輸出；

總事件定時(shí)開窗模塊430，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，接收邏輯與門電路模塊420的與門判選信號(hào)，并從接收到置1信號(hào)開始以固定的時(shí)間窗置1輸出；

符合事件封裝模塊440，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，從接收到總事件定時(shí)開窗模塊的置1信號(hào)開始，將從多事例定時(shí)開窗電路模塊接收到的各個(gè)事件屬性封裝成二進(jìn)制的比特流；

電源模塊450，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于給各個(gè)電路模塊進(jìn)行穩(wěn)定的供電，供電電源外接220V交流市電；

數(shù)字電路時(shí)鐘模塊460，隸屬于多事例時(shí)間窗判選模塊400，用于給各個(gè)數(shù)字電路模塊發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)為正弦波電壓信號(hào)，由有源晶振提供。

處理器模塊510，隸屬于可視化模塊500，對(duì)封裝好的事例進(jìn)行相關(guān)性分析、直方圖計(jì)數(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算，并將分析計(jì)算的結(jié)果傳輸給顯示器模塊530；

防斷電直流電源模塊520，隸屬于可視化模塊500，用于保證顯示器模塊和處理器模塊的穩(wěn)定工作，在系統(tǒng)斷電后，仍然能保持8小時(shí)以上的工作電源，以便進(jìn)行關(guān)機(jī)前的修復(fù)與存檔動(dòng)作；

顯示器模塊530，隸屬于可視化模塊500，接收正電子事件的伽馬屬性和切倫科夫?qū)傩院髮?duì)正電子事件的各種譜學(xué)屬性進(jìn)行顯示；

網(wǎng)絡(luò)傳輸接口模塊540，隸屬于可視化模塊500，用于傳輸正電子事件的伽馬屬性和切倫科夫?qū)傩约捌渥V學(xué)圖表。

以上的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的事件到達(dá)時(shí)間為探測器響應(yīng)伽馬事件或者切倫科夫事件的時(shí)間，或者探測器響應(yīng)伽馬事件或者切倫科夫事件的時(shí)間加上一個(gè)恒定的常數(shù)，該常數(shù)在任意時(shí)刻適用于整個(gè)系統(tǒng)。

以上的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的正電子事件的伽馬屬性是指，正電子與電子發(fā)生湮滅后產(chǎn)生的一對(duì)伽馬光子擊中伽馬探測器的響應(yīng)特征。

以上的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的正電子事件的切倫科夫?qū)傩允侵?，正電子與電子發(fā)生湮滅前產(chǎn)生的切倫科夫光子擊中可見光探測器的響應(yīng)特征。

以上的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)中，所述的多事例時(shí)間窗判選是指系統(tǒng)的可見光光子探測器和伽馬光子探測器同時(shí)捕捉到了兩種信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為這種情況下的可見光光子和伽馬光子為背景光子或者暗激發(fā)光子的概率較小，而判選為正電子事件的伽馬光子對(duì)和切倫科夫光子。

圖1為本發(fā)明基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)的系統(tǒng)框圖；圖2為本發(fā)明兩種光的路徑示意圖。結(jié)合圖1及圖2，通過幾個(gè)具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)系統(tǒng)做進(jìn)一步描述。本發(fā)明提出的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)系統(tǒng)，其涉及到的集合劃分、函數(shù)衍生方式及其優(yōu)先級(jí)順序、編碼系統(tǒng)、閾值參數(shù)需要根據(jù)所獲取數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到足夠的統(tǒng)計(jì)性能。此處列出所涉及的應(yīng)用實(shí)施例處理數(shù)據(jù)的參數(shù)。

實(shí)例1：基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)

此處列出本實(shí)施例1處理數(shù)據(jù)的參數(shù)：

模塊100中采用的放射源活度為100 uCi，光密閉模塊尺寸為直徑10 cm，環(huán)厚5 cm的杯狀幾何；

模塊200中采用的閃爍晶體條的尺寸為 2 mm x 2 mm x 13 mm，探測面為2 mm x 2 mm，閃爍晶體采用碘化鈉晶體；

模塊300中采用的光子探測單元尺寸為2 mm x 2 mm，探測器采用硅光電倍增器；

模塊400中采用的時(shí)間窗為5 ns；

模塊500中處理器采用 FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）處理器，顯示器采用液晶顯示器，網(wǎng)絡(luò)傳輸接口采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。

實(shí)例2：基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)

此處列出本實(shí)施例2處理數(shù)據(jù)的參數(shù)：

模塊100中采用的放射源活度為200 uCi，光密閉模塊尺寸為直徑20 cm，環(huán)厚15 cm的桶狀幾何；

模塊200中采用的閃爍晶體條的尺寸為 3 mm x 3 mm x 13 mm，探測面為3 mm x 3 mm，閃爍晶體采用溴化鑭晶體；

模塊300中采用的光子探測單元尺寸為3 mm x 3 mm，探測器采用硅光電倍增器；

模塊400中采用的時(shí)間窗為15 ns；

模塊500中處理器采用單片機(jī)處理器，顯示器采用液晶顯示器，網(wǎng)絡(luò)傳輸接口采用以太網(wǎng)協(xié)議。

實(shí)例3：基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)

此處列出本實(shí)施例3處理數(shù)據(jù)的參數(shù)：

模塊100中采用的放射源活度為1.00 mCi，光密閉模塊尺寸為直徑50 cm，環(huán)厚50 cm的桶狀幾何；

模塊200中采用的閃爍晶體條的尺寸為 5 mm x 5 mm x 13 mm，探測面為5 mm x 5 mm，閃爍晶體采用溴化鑭晶體；

模塊300中采用的光子探測單元尺寸為4 mm x 3 mm，探測器采用硅光電倍增器；

模塊400中采用的時(shí)間窗為25 ns；

模塊500中處理器采用數(shù)字信號(hào)處理器，顯示器采用電子管顯示器，網(wǎng)絡(luò)傳輸接口采用PCIe協(xié)議。

本發(fā)明涉及高能物理與粒子物理應(yīng)用、核醫(yī)學(xué)裝備和生物醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域，尤其涉及一種基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)系統(tǒng)。

通過對(duì)比可以看出，采用本發(fā)明的基于事件計(jì)數(shù)的雙模正電子顯像機(jī)，該系統(tǒng)能在正電子發(fā)射的過程中同時(shí)識(shí)別由于帶電微粒運(yùn)動(dòng)發(fā)射的切倫科夫光子和正負(fù)電子對(duì)湮滅產(chǎn)生的伽馬光子對(duì)，有效地提升系統(tǒng)信噪比、成像時(shí)空分辨率和靈敏度，降低材料成本。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）更好的時(shí)空分辨率；

（2）更好的圖像信噪比；

（3）可以在室溫工作；

（4）成本較低；

（5）充分利用了正電子源的多種信息。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。