基于CZT的甲状腺专用γ照相机的制作方法

本发明涉及核医学显像设备，特别涉及一种基于CZT的甲状腺专用γ照相机。

背景技术：

核医学显像是以脏器内、外放射性差别以及脏器内部局部放射性差别为基础的，而脏器和病变内放射性的高低直接与显像剂的聚集量有关，聚集量的多少又取决于血流量、细胞功能、细胞数量、代谢率和排泄引流等因素，因此，核医学显像不仅能够显示脏器和病变的位置、形态和大小，更重要的是同时提供有关血流、功能和代谢等方面的信息。

血流、功能和代谢异常常常是疾病的早期变化，可以出现在形态结构发生改变以前，故核医学显像常有助于疾病的早期诊断，并广泛用于脏器和功能状态以及疾病在分子水平的本质研究。

探测器是核医学设备最重要的组成部分，而闪烁晶体是传统探测器的核心。针对γ射线的探测，目前广泛使用的技术是，采用掺铊碘化钠（NaI（Tl））、锗酸铋（BGO）、硅酸钇镥（LYSO）等闪烁晶体，将γ射线转变为荧光（紫光或紫外线），再用光电倍增管（PMT）将光信号转变为成像需要的电信号。但是，从γ射线到电信号之间经过多次转化、处理，荧光在晶体内存在散射，造成大量信息的丢失，同时也降低了对来自体内的γ射线定位的精确度，限制了核医学设备的空间分辨率、灵敏度。因此，传统基于闪烁晶体、PMT、后续电路基础技术的核医学设备具有明显的缺陷。

目前，随着CZT（碲锌镉）半导体材料的研究深入，CZT半导体探测器直接将γ射线转化为电信号，不经过荧光的过渡，也不需要PMT，体积减小，可直接获得来自探测器光子的位置信号和能量，并由此带来了一系列优异性能，如能量分辨率高、空间分辨率高、探测效率高、灵敏度好，等等。CZT半导体探测器的应用大大提高了测量精度，改善了图像质量，缩短了成像时间，减少了病人注射剂量，特别适用于不同部位癌症的早期诊断和治疗。

例如医院给病人做的癌细胞检测时，特别是癌症患者复诊时，考虑到要降低病人医药费的情况，往往不会做全身的癌细胞检测，而是针对病患局部检测癌细胞。这样既可以降低医院的大型仪器的使用成本，又可以有针对性地对病人的发病区进行高精度的检测，且降低病人的检测费用。所以针对癌症多发性局部区域，需要设计出小型的γ照相机满足局部病患检测需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于CZT的甲状腺专用γ照相机，第一，采用CZT半导体探测器检测，能量分辨率高、空间分辨率高、探测效率高、灵敏度好。第二，将探测器探头尺寸设计为100*100mm，可满足绝大多数临床需求。第三，独特设计的可180度旋转的悬臂结构配合探测器探头，可实现对病人甲状腺180度旋转探测，通过成像系统对拍摄时间和拍摄位置的整合，进而更准确的找出癌变细胞所在的精确位置。第四，结构简单设计合理，探测器探头面积较小，生产成本低，且探测器探头可以拆卸，方便调整探测器探头类型和维修。

为实现上述目的，本发明所提供的基于CZT的甲状腺专用γ照相机，包括主机箱、检修柜门、工作台、脚轮、电动推杆、悬臂结构、探测器探头、显示器支架和显示器，主机箱外设有检修柜门，主机箱上部一侧设有工作台，另一侧设有悬臂结构；所述工作台上设置有显示器支架，显示器支架上方设有显示器，主机箱下设有脚轮；所述悬臂结构一端安装在主机箱内的电动推杆上，悬臂结构另一端安装有探测器探头。

进一步地，所述悬臂结构包括旋转底盘、旋转轴、连接摆臂、伸缩臂和探测器探头安装座；旋转轴底部与旋转底盘固定连接，旋转轴顶部设有摆臂交接耳，所述摆臂交接耳与连接摆臂一端铰接相连；连接摆臂的另一端与伸缩臂铰接一端相连；伸缩臂另一端与探测器探头安装座铰接相连。

进一步地，所述探测器探头内安装有像素阵列式CZT半导体探测器组。

进一步地，所述探测器探头安装座的两端分别设置一个调节螺栓，探测器探头通过调节螺栓固定在探测器探头安装座。

进一步地，还包括电源以及控制模块，所述主机箱内设有电源以及控制模块，控制模块包括数据采集电路和数据读出系统。

所述探测器探头内置有CZT半导体探测器组，电源连接CZT半导体探测器组，将CZT半导体探测器组探测的数据传递给数据采集电路，数据采集电路将采集到的数据传递给数据读出系统进行成像。

进一步地，所述探测器探头尺寸为100*100mm。

进一步地，所述数据采集电路包括前置放大电路、多通道开关、信号调整电路、数模转换器、FPGA可编程门阵列电路，前置放大电路与多通道开关电连接，多通道开关连接至信号调整电路，信号调整电路通过数模转换器连接至FPGA可编程门阵列电路，FPGA可编程门阵列电路通过RS232接口电路连接至数据读出系统。

本发明的优点是：第一，采用CZT半导体探测器检测，能量分辨率高、空间分辨率高、探测效率高、灵敏度好。第二，将探测器探头尺寸设计为100*100mm，可满足绝大多数临床需求。第三，独特设计的可180度旋转的悬臂结构配合探测器探头，可实现对病人甲状腺180度旋转探测，通过成像系统对拍摄时间和拍摄位置的整合，进而更准确的找出癌变细胞所在的精确位置。第四，结构简单设计合理，探测器探头面积较小，生产成本低，且探测器探头可以拆卸，方便调整探测器探头类型和维修。

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：

图1为本发明的左视图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的立体图；

图5为一实施例中探测器探头的局部放大图；

图6为本发明的工作原理图；

图7为数据采集电路的构架图。

在图中：1-主机箱，2-检修柜门，3-工作台，4-脚轮，5-电动推杆，6-悬臂结构，7-探测器探头，8-显示器支架，9-显示器，61-旋转底盘，62-旋转轴，63-连接摆臂，64-伸缩臂，65-探测器探头安装座，66-调节螺栓，11-数据采集电路，12-电源，13-数据读出系统，110-前置放大电路，111-多通道开关，112-信号调整电路，113-数模转换器、114-FPGA可编程门阵列电路。

具体实施方式

参阅图1~图4，本实施例的基于CZT的甲状腺专用γ照相机，包括主机箱1、检修柜门2、工作台3、脚轮4、电动推杆5、悬臂结构6、探测器探头7、显示器支架8和显示器9，主机箱1外设有检修柜门2，主机箱1上部一侧设有工作台3，另一侧设有悬臂结构6；所述工作台3上设置有显示器支架8，显示器支架8上方设有显示器9，主机箱1下设有脚轮4；所述悬臂结构6一端安装在主机箱1的电动推杆5上，悬臂结构6另一端安装有探测器探头7。所述悬臂结构6包括旋转底盘61、旋转轴62、连接摆臂63、伸缩臂64和探测器探头安装座65；旋转轴62底部与旋转底盘61固定连接，旋转轴62顶部设有摆臂交接耳，所述摆臂交接耳与连接摆臂63一端铰接相连；连接摆臂63的另一端与伸缩臂64铰接一端相连；伸缩臂64另一端与探测器探头安装座65铰接相连。通过可180度旋转的悬臂结构6配合探测器探头7，实现对病人甲状腺180度旋转探测，空间分辨率高、探测效率高、灵敏度好。

参阅图5，在另一实施例中，所述探测器探头7安装有像素阵列式CZT半导体探测器组。可以整合阵列式的CZT半导体探测器组中每个CZT半导体探测器探测值，其相对误差值较小。

参阅图4，在另一实施例中，所述探测器探头安装座65的两端分别设置一个调节螺栓66，探测器探头7通过调节螺栓66固定在探测器探头安装座65。这种结构可以使探测器探头7以调节螺栓66为中心，在探测器探头安装座65上旋转，针对病人坐姿进行调整角度。

参阅图6，所述主机箱内设有电源以及控制模块，控制模块包括数据采集电路和数据读出系统。本申请的工作原理：通过电源连接CZT半导体探测器组，将CZT半导体探测器组探测的数据传递给数据采集电路，数据采集电路将采集到的数据传递给数据读出系统进行成像。

参阅图7，所述数据采集电路11包括前置放大电路110、多通道开关111、信号调整电路112、数模转换器113、FPGA可编程门阵列电路114，前置放大电路110与多通道开关111电连接，多通道开关111连接至信号调整电路112，信号调整电路112通过数模转换器113连接至FPGA可编程门阵列电路114，FPGA可编程门阵列电路114通过RS232接口电路连接至数据读出系统13。