专利名称：：用于限制带有编码掩模的γ照相机出现解码伪像的装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及对带有编码纟务才莫的y照相才几的使用所固有的解码伪5像的出现进行限制的装置。其用于y辐射源的定位。技术背景y照相机是可以远距离探测和观察y辐射源的装置。它们产生y源的图像，这些图像被叠加在所观察场景的可视图像上，这使得可以在空间上定位，并表征放射性浓度的区域。逸些y照相机是已10经在该领域得到证实的工具，并且特别适合于在诸如维护操作、拆卸或者4全查的辐射环境中准备干涉。这些y照相才几既可以在实—3全室中应用又可以在产业上应用。y照相枳4喿作的一个主要原理是熟知的闪烁器(闪烁体，scintillator)通过聚光装置(collectionoptics)4妄^1文来自y净畐射源的15y光子。其将该辐射转变为光信号，光信号又纟皮光电阴^^及转变成电信号。如此形成的电信号孝皮图像增强器放大并一皮电荷耦合器件(CCD)检测。闪烁器、光电阴极、图像增强器和电荷耦合器件组件通常构成y照相机的探测器。下面，当提及探测器时，是指该组件而不仅仅指电荷耦合器件。该电荷耦合器件包括一定数量的像20素。该探测器与用于处理探测信号的装置协同操作。在处理由探测器产生的信号之后，可以通过所发射的辐射并且通过所观察场景的可见光图像来定位该辐射源，其中该辐射经过聚光装置、探测器组件。这样的Y照相机是相对敏感和高性能的。作为收集Y光子的光学装置，大多数Y照相机使用在顶点或针孔对面的两个锥体形式的准直器(平4亍光管，commateur)。5这种准直器提供在观察场和分辨率之间的良好的折衷。然而，由于它的形状，其对Y辐射来i兌相对透不过的，这有时导致缺乏灵敏度。更具体而言，它不能使得同时实现低探测极限和快采集时间之间的平tf。用于》务正这些缺陷并用于增大该照相才几的动态范围的可能的10变化之一是基于使用编码掩模代替双锥体准直器。它们是包括多个不透性元件和多个不透性元件的准直器，这使得可以显著增大直接暴露于y辐射的闪烁器的表面。由探测器接收的信号被编码掩模调制。这些透性和不透性的元件必须具有一个特定的布置。这些准直器不产生所观察场景的直接图像，而是得到一个所观察场景的15"编码"图像，然后该编码图像必须被数学处理以重建一个现实图像。具有编石马才奄才莫的y照相才几4皮露在文章"DevelopmentofCoded-ApertureImagingwithaCompactGammaCamera"M.Gmar,O.Gal，C.LeGoaller,O.P.Ivanov，V.N.Potapov,V.E.Stepanov,F.Lain谷,RLamadie,IEEETransactionsonNuclearScience,August2004,20Volume51的1682至1687页中。戶斤Y吏用的掩才莫可以是URA(UniformlyRedundantArray,均匀冗余阵列)，其利用其中二维是相差2的两个质数的平方剩余的表。它们的书亍生，如HURA(正六角形URA)或者MURA(》务正的URA)也是有益的。URA编码4奄才莫的理i仑在1972年由E.E.Fenimore和25T.M.Cannon所描述。如图1A所示，这些掩模可以以带有小于掩模的探测器的扩展的掩模结构使用。该掩模是环形的并包括一个被多次重复的基本图案(可能是局部)。在图1b示出的第二种可能结构中，掩模小于探测器。这种结构不具有优势，因为它需要使用大体积的探测器，这与紧凑的y成像是不相容的。在这些附图中，标号l是指编码掩模，标号2是指闪烁器，而标号3是指探测器。5这种编码寺支术具有一个缺陷，即，其在具有重复图案的编码才务模的某些结构中可产生定位问题。事实上，在照相机或探测器的视场有两个截然不同的区域，在图2a和图2b中一皮标成10的全编码区和在图2a、图2b中被标成20的部分编码区。这些区域在下文中将称为完全编码区和部分编码区。10图2a和图2b部分示出了装有编码掩模1的照相机。探测器3对着编码4务一莫1设置。完全编码区10只十应—皮与^笨测器3和编码4奄才莫1的相应边相冲妄触的表面所限定的空间。这些表面形成了完全编；马区的包围面10.1。部分编码区20对应于在纟皮与4冢测器3和编；马纟备—莫1的相7十边15相4妻触的表面所限定的空间和完全编码区10的包围面10.1之间所包4舌的空间。对于位于4笨测器3的—见场的完全编码区10中的y辐射源11,探测器3的每个像素接收一经过编码掩模1的信号。该信号可以只以一种方式被解码；其导致场景的真实重建。该结构示于图2a中。20相反，如图2b所示，对于位于寺笨测器3的^见场的部分编码区20中的y辐射源21,通过编码掩4莫1的调制是不完全的。对于同样的信号，多次重建是可能的，并且在解码中出现解码伪^象22。这些解码伪^象22原则上与真正的源难以区分。这使得很难利用编码掩模技术，因为它们导致假的y辐射源的出现。目前，甚至在凄史学上也没有正确减小这些编码伪-像的适合方案。
发明内容本发明实际上在于提出一种用于限制带有编码掩模的y照相机5出现解码伪像的装置，以便消除该解码伪像，其易于制造并不需要使用复杂的数学处理运算。该装置可以限制位于y照相机的部分编码区中、并在这些解码伪^象的源处的辐射源的有害影响。更具体而言，本发明是一种用于限制带有一编码掩模的y照相机出现解码伪像的装置，其中该照相机包括与编码掩模相对的y辐10射探测器，并具有一个带有被该编码掩模部分编码的区域的视场。才艮据本发明，该装置包括y辐射透不过的中空件(镂空件，p^ce6vid6e),其关于编码掩模与该探测器相对设置，并遮挡探测器的视场的部分编石马区i或。该中空件与该编码4备才莫相4妄(border,邻界)。15该中空件可以具有一个基本为圆筒形、截锥形、金字塔形、甚至是多面体形的内壁。该中空件可以由密度大于7g/cm3的金属制成。更具体地i兌，该中空件可以由不锈钢、铅或者铅基合金、铜或者铜基合金、鴒或者鴒基合金(如，名为DENAL的合金，DENAL20是CIMEBOCUZE公司的商标)制成。该中空件在其整个长度具有基本上恒定的厚度。可替换地，该中空件在其长度上可以具有变化的厚度，使得Y光子被相同厚度的材料所阻挡，而无论其在视场的部分编码区和该探测器之间的^4圣3"可。该中空件可以配备有螺紋，4吏得可以4皮柠在编码掩才莫的支持件5上。该Y照相机包括具有被编码掩才莫完全编码的区域的视场，该完全编；马的区i或由包围面所限定并邻4妻该部分编石马区；当安装在照相机上时，该中空件可以包括与探测器相对的自由端，使得该完全编石马区的包围面经过该自由端。10该中空件可以具有与该完全编石马区的包围面(enveloppe,夕卜围)相接合的内壁。该中空件可以具有与该编码掩模相对的基本为圓球形的末端。该圓J求形末端可以乂f应以该#笨测器中心部分为中心的半4圣。15相机。结合下面的附图，在阅读仅仅为非限制性目的的示例性实施方式的描述之后，可以更好地理解本发明，其中图1A和图1B图解示出了带有编码掩模的Y照相机的两个实施20例；图2A和图2B图解示出一个y照相机，并示出由编码掩模完全编码和部分编码的区域，以及才艮据;f寺)C察的y源的位置出现的解码伪像；图3A和图3B示出了根据本发明的用于限制带有编码掩模的y5照相机出现解码伪^^的装置的两种具体实施方式；图4A和图4B以分解图和截面图示出了装配有才艮据本发明装置的y照相机；图5A和图5B以分解图和截面图示出了装配有另一实施例的才艮据本发明装置的y照相才几；10图6A至图6C示出了用于图4A、图4B、图5A和图5B的y照相才凡的三个实施例的编码4务冲莫的前端；图7A和图7B分别示出由才艮据本发明的y照相4几和现有才支术的Y照相机摄得的由三倍强的源所寄生的辐射源的图像。为了在各附图之间的一致起见，在下面描述的不同图中的相15同、相似、或相当的部4牛具有相同的标i己凄t字。为了使各附图易读起见，显示在图中的不同部件不一定被显示成才目同的比例。具体实施方式我们现在讨i仑图3A和图3B，其图解并部分地示出了用于限制20带有编码4奄才莫的y照相才几出现解码伪^象的装置。该Y照相积4皮图解显示具有一个相^"于编石马掩才莫1i殳置的纟笨测器3。我们还示出了完全编码区10(用实线)和部分编石马区20(用点线)。第一辐射源11显示在完全编码区10中。由于其相对于由探测器3和编码掩才莫1形成的组件的位置，源11可以被精确地探5测到。第二辐射源21一皮置于部分编石马区20中。该y照相机装有用于限制出现解码伪像的装置30,其将为探测器3挡住第二源21,而对来自第一源11的辐射没冇任何影响。更具体地说，该用于限制出现解码伪像的装置30为纟笨测器3挡住整个部分编码区20。它与编码掩模1相配合，并关于编码4务模1与探10测器3相对设置。该用于限制出现解码伪像的装置30对由y源发出的辐射是不透性的。其可以具有与编码掩模1邻接的中空件30的形状。在图3A中，该中空件是管形，更具体地说是一个圆筒形旋转管，但是为使技术效果最优，其它形状是可行的。如图3B所示，其内壁尤其可以是15截锥形，或者甚至是金字塔形或者多面体形。为使附图筒化起见，这些形状未专门示出，但图3A很好地示出了多面体形，而图3B示出了金字塔形。该中空件30具有与编码一奄才莫3结合的端30a,和一个自由端30b。在图3A示出的实例中，完全编石马区10的包围面穿过中空刊二2030的自由端30b。该约束条件有助于确定中空件30的外部长度和宽度。中空件的材料的厚度在其整个长度上基本恒定。在图3B的实施例中，中空件30的内壁接合完全编码区的包围面10。该中空件的材料的厚度在其整个长度上不恒定。该厚度^f吏得y光子被相同厚度的材料所阻挡，无论其在视场的部分编码区20和25探测器3之间的路径如何。在图3B的结构中，中空件30具有与编码掩模1相对的基本为圓球形的自由端30b。该圆球形端具有以探测器3的中心部分为中心的半^圣R。该中空件30由具有至少为7g/cm3的相对高密度的材料制成。5其可以是密度约7.86g/cm3的不锈钢、或者铅、或者铅基合金、铜或者铜基合金。有利地，其可以是钨(密度为18.3g/cm3)或者钨基合金如名为DENAL的合金。这种鹤基和铜基合金的密度约为18.5g/cm3,这对衰减y光子非常有效。在能量高于例如100keV的高能量y光子存在的情况下，优选使用DENAL，而铜或上述其它10材料用于较低能量的情况。DENAL的另一个有利的性能是易于用传统工具机械加工，铅尤其是如此，其是高度可延展的。图4A和图4B以分解图和局部截面图示出了根据本发明的以图3A结构的y照相才几的实例。图5A和图5B以分解图和部分截面图示出了根据本发明的以15图3B结构的y照^目才几的实例。标记50示出了y照相机的主体。在基本为旋转圓筒形的主体50中容纳着l又在图4B和图5B中可见的纟笨测器3。在图4A和图5A中，主体50的一端被带有电线通道(未示出)的底座51所封闭。编码^务模1通过装在一起的多个环52、53、54与主体50的另一端20接成一体。将一个部分地安装在另一个之中的两个外环52、54和标记为53的内环相区分。事实上，编码掩模1与限制出现解码伪像的装置30—起形成可以根据需要加以变化的可拆除构件。已经4吏用三个具有不同图案和厚度的编码4务才莫1来进行测试，以评价限制伪像出现的装置30。它们被示于图6A至图6C中。其中一个外环52可以将编码掩模1连接到照相机的主体50上。编码掩才莫l嵌入在容纳于两个外环(当外环一个处于另一个之中而组装时)中的内环53中。可以^是供一个或多个指状物(fmger)以将编码^奄才莫1牢固地连接至内环54上。然后将限制出现解码伪Y象5的装置连接在内环53的内部。另一个外环54能够相对于第一外环52旋转运动，并且由此导致内环53，连同编码掩模l和限制出现解码伪像的装置30的旋转。这样，编码纟奄才莫1可以采耳又多个给定的位置，例如两个偏移60。，这使得可以用相同的编码掩模产生相同场景的两个反对称编码图像，这在处理操作中将可以提高信噪10比。该限制出现解码伪像的装置30是由一个凹入旋转圓筒件或者一个凹入的截锥件产生，其具有一皮柠入内环53内部的螺乡丈端30.1详口在—皮3见察场景一侧的自由端。已经测试了这种中空件的样品(原型，prototype)。它们是具有1570mm或者125mm长的"走專争圓筒，内4圣小于48.1mm，4交大的夕卜径为108.1mm。它们由不4秀钢制成。图4A和图4B中示出的是短的(70mm)限制出现解码伪像的装置30。:探测器3具有50mm的直径。在编码纟务才莫的背面和-探测器3的背面之间隔开的距离d为45.4mm。编码掩模1和探测器3的背20面在照相4几主体的底座的一侧，它们的正面对着要^见察的场景的一侧。已经测试了多个编码掩模1。图6A至图6C示出了HURA-型编码4务冲莫。图6A的4奄一莫具有9级(rank9)和4mm的厚度，而图6B的掩才莫也具有9级，但厚度为6mm。图6C的掩模是6级。应25当注意，编码掩模的级(rank)是唯一地限定掩模基本图案(pattem)和可以是六面体的元件尺寸(孔和实心体)的数字。例如，R级的掩才莫将具有K个元件，在其基本的中心图案中K=3R(R+1)+1。这些掩模的总图案是平的45-mm六面体。这些编码掩模的特性列在下表中<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>从探测器3的背面到解码伪像衰减装置的自由端的距离L对于5厚度为4mm的编石马4务才莫为174.4mm,只于于厚度为6mm的编石马4奄才莫为176.4mm,^j"于厚度为12mm的编石马才奄才莫为182.4mm。在存在寄生的源(parasiticsource)4立于部分编石马区的情况下，用这些限制出现解码伪像的装置的样品可以观察到置于整个编码区中的源，比第一个更强。可以参看图7A和图7B，其示出了一个10显示一皮4色源137寄生的^t源60的场景的画面。在该结构中，在y照相机的水平由铯源137产生的剂量率比由钴源60产生的剂量率强三倍。图7A的画面是用装有本发明的限制出现解码伪像装置的Y照相机摄得的，而图7B的画面是用带有编码4务才莫但没有本发明的装置的y照相枳4聂得的。在图7A中看不到寄生的源，而在图7B中15则可以看到，并且给出所只见察场景的一个l艮像(falserepresentation)。虽然本发明已详细描述并示出了多个具体实施方式，但应该理解，在不背离本发明范围的情况下可以作许多变化和更改。本发明不限于这些描述的编码掩模。相反，其涵盖能够产生解码伪像的所有类型的编码掩才莫。同样地，解码伪像衰减装置也不限于本文描述20的。可以4吏用其它材碎+,以及特别是其它形状。权利要求1.用于限制带有编码掩模(1)的γ照相机出现解码伪像的装置，所述照相机包括与所述编码掩模相对设置的γ辐射探测器(3)，并具有视场，所述视场具有被所述编码掩模(1)部分编码的区域(20)，其特征在于，它包括γ辐射透不过的中空件，相对于所述编码掩模(1)与所述探测器(3)相对设置，其中所述中空件(30)为所述探测器(3)挡住所述视场的所述部分编码区(20)，并且在其长度上具有变化的厚度，使得γ光子被相同厚度的材料所阻挡，而无论其在所述视场的所述部分编码区(20)与所述探测器(3)之间的路径如何。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中空件(30)具有基本上圓筒形、截锥形、金字塔形或者甚至多面体形的内壁。3.根椐权利要求2所述的装置，其特征在于，所述中空件(30)与所述编码掩模(1)相接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述中空件(30)由密度大于7g/cm3的金属制成。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述中空件(30)可以由不4秀钢、铅或者铅基合金、鹌或者i者如名为DENAL的钨基合金、或铜或者铜基合金制成。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述中空件(30)具有螺紋端(30a)，以便通过旋柠连4妻至所述编码掩模(1)的支持件(53)上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，用于带有编码掩模的y照相才几，其中一见场具有#皮所述编石马掩才莫(1)完全编石马的区i或(lO),所述完全编石马区(10)由包围面(10.1)所限制并邻4妻所述部分编码区(20),其特征在于，所述中空件(30)包括当安装于所述照相才几上时与所述纟笨测器(3)相对的自由端(30b),使得所述完全编码区(10)的所述包围面(10.1)经过所述自由端(30b)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，用于带有编码掩模的y照相机，其中视场具有被所述编码掩模(1)完全编码的区i或(10)，所述完全编码区(10)由包围面(10.1)所限制并邻^t妄所述部分编码区(20),其特征在于，所述中空件(30)具有与所述完全编码区(10)的所述包围面(10.1)4妾合的壁。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述中空件(30)具有当安装于所述照相机时与所述探测器(3)相对的自由端(30b),所述自由端(30b)基本成圓球形。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述圓球形自由端对应以所述^罙测器(3)中心部分为中心的半径(R)。11.y照相机，其特征在于，所述y照相机包括根据权利要求1至10中任一项所述的限制出现解码伪像的装置(30)。全文摘要本发明涉及用于限制带有编码掩模(1)的γ照相机出现解码伪像的装置，其中该照相机包括与所述编码掩模(1)相对的γ辐射探测器(3)，并具有由所述编码掩模部分编码的区域(20)的视场的。本发明的装置还包括γ辐射透不过的中空件，其关于所述编码掩模(1)与所述探测器(3)相对设置，所述中空件(30)为所述探测器(3)挡住所述视场的部分编码区(20)。文档编号G01T1/29GK101160537SQ200680012483公开日2008年4月9日申请日期2006年4月14日优先权日2005年4月19日发明者克里斯托夫·布雷内斯,斯特凡娜·巴拉斯,法布里斯·拉马迪耶,菲利普·吉罗内斯申请人:法国原子能委员会