一种探测器阵列峰位一致性校正方法、存储介质及系统与流程

1.本发明属于辐射探测技术以及射线成像领域，具体涉及一种探测器阵列峰位一致性校正方法、存储介质及系统。


背景技术：

2.在核应急、核安保以及核工业等领域，放射性物质的快速定位对于减少相关工作人员的剂量具有重要意义。核科学与技术在工业、国防、医疗等领域得到了广泛的应用，为人类社会带来了巨大利益，不过这也伴随着一定的风险。例如，南京发生的铱-192丢失事件，虽然仅有少数人员受到辐射伤害，但还是引起了一定程度的社会恐慌，负面影响很大。可见追踪放射性材料的生产和使用过程，加强放射源监测和管理对于社会安全和稳定的重要性。
3.射线成像技术是核辐射探测领域的新技术，能够远距离探测到视野范围内的放射性物质以及给出二维分布图像，并配合光学摄像头直观地指示热点位置。在射线成像技术中，编码孔径成像技术由于具有较好的位置分辨能力，可以对多个较近放射物进行准确地定位和区分，对一定能量范围内的放射性物质均可定位，以应对较为复杂的辐射环境，探测效率较高等优点而广泛应用于辐射探测领域。
4.对于编码孔径成像系统来说，探测器阵列中各像素之间的能谱峰位一致性对成像效率具有重要影响。一般编码孔径成像设备的探测器系统包括编码准直器和位置灵敏探测器(一般由阵列型闪烁晶体和感光器件组成的探测器阵列)，而在探测器阵列中，由于各个晶体条对相同能量伽玛射线响应不一致以及sipm的增益也有所差异，导致整个探测器阵列各个晶体条能谱峰位导致差异较大，这对编码孔径成像时使用全能峰计数成像造成了很大的影响，甚至无法使用全能峰计数成像。为解决探测器阵列中的各个探测器条对同一放射源的能谱峰位不同，以及使用传统硬件方法较为繁琐的问题下(传统的办法是通过调试高压来改变各个sipm之间的增益，从而达到峰位一致性)，提出了基于软件计算的校正方法，可以实时快速进行峰位一致性的校正。在辐射探测以及成像领域(尤其是编码孔径成像)具有重要的应用价值和意义。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种探测器阵列峰位一致性校正方法、存储介质及系统，以对对各个晶体条进行峰位一致性进行校正。
6.为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种探测器阵列峰位一致性校正方法，包括步骤：使用放射源照射探测器阵列，并获取各个晶体条像素的能谱图；获取各个晶体条在放射源照射下能谱峰位的道址；对各个晶体条道址和能量之间使用二次多项式进行拟合，获取拟合参数并存储；将采集到的能谱数据道址根据拟合参数进行校正。
7.进一步，使用
241
am(60kev)、
137
cs(661kev)、
60
co(1.17mev、1.33mev)三种放射源分别照射探测器阵列。
8.进一步，整个探测器阵列是由晶体条阵列耦合sipm阵列构成，且晶体条单像素和sipm一一对应。
9.进一步，获取所述拟合参数后，将各个晶体条像素的校正系数存储在一个文件夹中。
10.进一步，使用
241
am点源、
137
cs点源以及
60
co点源分别照射所述探测器阵列。
11.本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种探测器阵列峰位一致性校正方法。
12.本发明还提供一种探测器阵列峰位一致性校正系统，包括：能谱图获取单元，用于使用放射源照射探测器阵列，并获取各个晶体条像素的能谱图；能谱峰位的道址获取单元，用于获取各个晶体条在放射源照射下能谱峰位的道址；拟合单元，用于对各个晶体条道址和能量之间使用二次多项式进行拟合，获取拟合参数并存储；校正单元，用于将采集到的能谱数据道址根据拟合参数进行校正。
13.本发明的效果在于：通过使用二次多项式对各个晶体条道址和能量之间进行拟合，先获取各个晶体的条拟合参数，也即校正系数，并以校正系数为基准，可以实时快速进行峰位一致性的校正。
附图说明
14.图1是本发明中一种探测器阵列峰位一致性校正方法的步骤流程图；
15.图2是本发明中一种探测器阵列峰位一致性校正方法的模块原理示意图；
16.图3是校正前探测器阵列中各个晶体条的能谱峰位示意图；
17.图4是校正后探测器阵列中各个晶体条的能谱峰位示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
19.如图1-2所示，本发明提出了一种探测器阵列峰位一致性校正方法包括步骤：
20.s1，使用放射源照射探测器阵列，并获取各个晶体条像素的能谱图；
21.具体的，通过多种放射源照射探测器阵列，从而获取探测器阵列中各个晶体条像素对应每种放射源的能谱图。
22.在本实施例中，使用
241
am(60kev)、
137
cs(661kev)、
60
co(1.17mev、1.33mev)三种放射源分别照射探测器阵列。
23.以一个具体实例作为说明，整个labr3(ce)探测器阵列为8
×
8，单根晶体条的尺寸为6mm
×
6mm
×
20mm，通过与sipm进行耦合构成整个探测器系统。将探测器固定在机械装置上，使用9μsv/h的
241
am点源、8μsv/h的
137
cs点源以及20μsv/h的
60
co分别照射探测器阵列。
24.s2，获取各个晶体条在放射源照射下能谱峰位的道址；
25.具体的，在使用
241
am(60kev)、
137
cs(661kev)、
60
co(1.17mev、1.33mev)三种放射源分别照射探测器阵列，并获取到各个晶体条像素的能谱图后，即可得到对应的能谱峰位的道址。
26.s3，对各个晶体条道址和能量之间使用二次多项式进行拟合，获取拟合参数并存储；
27.具体的，在得到各晶体条对应的能谱峰位的道址后，使用二次多项式对各个晶体条道址和能量之间进行拟合，即可获取拟合参数，也即校正系数，并将各个晶体条像素的拟合参数，即校正系数存储在一个文件夹中。
28.以一个具体实例作为说明，以第一个晶体条为例，当使用三种放射源分别照射探测器阵列后，其探测到am-241(60kev)的道址为x1，cs-137(661kev)的道址为x2，co-60(1.17mev)的道址为x3，得出以下三个公式：
29.60＝ax_1^2+bx_1+c；661＝ax_2^2+bx_2+c；1170＝ax_3^2+bx_3+c；
30.其中，a，b，c即为校正系数。
31.根据上述公式，对a，b，c进行求解，即可得到校正系数，并在得到校正系数后，将其存储在文件夹中，其他通道的晶体条像素能谱校正方法相同。
32.s4，将采集到的能谱数据道址根据拟合参数进行校正；
33.具体的，在得到拟合参数后，后续采集到的能谱数据皆可根据拟合参数进行校正。
34.可以理解，校正前探测器阵列中各个晶体条的峰位一致性差异较大，如图3，校正后如图4所示。这对于编码孔径成像来说具有重要的应用价值，可以提高成像的信噪比以及灵敏度。在不改变任何硬件的情况下，使用该方法应用到基于labr3(ce)晶体耦合sipm的位置灵敏探测器中，可以极大地提升编码孔径成像的性能。
35.本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施一种探测器阵列峰位一致性校正方法的步骤。
36.需要说明的是，本技术所示的存储介质可以是计算机可读信号介质或者存储介质或者是上述两者的任意组合。存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。存储介质还可以是存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
37.本发明还提供一种探测器阵列峰位一致性校正系统，其包括：
38.能谱图获取单元，用于使用放射源照射探测器阵列，并获取各个晶体条像素的能谱图；
39.能谱峰位的道址获取单元，用于获取各个晶体条在放射源照射下能谱峰位的道址；
40.拟合单元，用于对各个晶体条道址和能量之间使用二次多项式进行拟合，获取拟合参数并存储；
41.校正单元，用于将采集到的能谱数据道址根据拟合参数进行校正。
42.通过上述实施例可以看出，本发明的有益效果在于：通过使用二次多项式对各个晶体条道址和能量之间进行拟合，先获取各个晶体的条拟合参数，也即校正系数，并以校正系数为基准，可以实时快速进行峰位一致性的校正。
43.本发明所述的系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。