一种放射性污染伤口辐射成像探测系统的制作方法

本发明属于核医学伤口处理处置领域，具体涉及一种放射性污染伤口辐射成像探测系统。

背景技术：

1、在涉及放射性核素的生产操作实践中，极易发生各种创伤(刺伤、割伤、爆炸伤及酸烧伤等)引起核素侵入人体内，截至2001年相关科学文献中报道了超过2100起放射性核素致伤事件，大多数发生在生产、制造、维修或回收处理核燃料组件及核技术利用产业中已被沾污的设备中，且在大部分事件中90％以上的伤口为发生在手臂和手(主要是手指)处的穿刺伤和化学烧伤。考虑到受伤后放射性核素绕过人体天然防御皮肤向淋巴结、血液、肝脏、骨等转移，相比于吸入、食入，将直接对人体产生内照射，因此即使相对低的摄入量也可能导致很高的内照射待积有效剂量，此外某些核素的严重污染滞留还可能引起伤口处局部组织的癌变，因此创伤之后应尽快进行细致准确的伤口污染测量，当初步清洗之后，沾污量仍大到需要手术切除时，精确的伤口放射性污染定位、定量就显得尤为重要。

2、对于放射性污染伤口的探测，目前国内外大致可以分为间接测量技术和直接测量技术两类。第一类间接测量技术主要包括α粒子探测法、x射线荧光分析法等，该类方法虽然测量速度较快，但需对伤口处进行取样后检测，取样过程增加了伤者的痛苦，且存在二次感染风险；第二类直接测量技术则通过直接探测伤口处滞留核素发射的射线来识别核素具体类别，并辅以有效的测量方法学获得伤口处不同类别核素的滞留活度及深度信息。按照伤口处滞留核素发射射线类别可以分为α/β射线测量分析法和低能x/γ射线测量分析法，其分别通过直接探测伤口中滞留核素发射的α/β射线或低能γ/x射线来确定伤口污染量。考虑到射线的穿透本领以及后续医学剂量估计中核素识别的需要，低能x/γ射线测量分析法显示出特有的优势，其简单直接，无需伤口取样，降低了感染风险，同时利用低能γ/x射线较强的穿透本领可以探测到伤口较深处滞留的核素信息，克服了伤口表面滞留核素由于初步医学清洗或伤口处血液的阻挡难以测到的问题。

3、近年来该方法发展迅速，污染量的测量方法上出现了能量比值法和方向比值法，测量设备上除传统的高纯锗(hpge)或闪烁体(nai:tl或csi:tl)探测器外，出现了新型的基于铈晶体激活的钇铝钙钛矿(yap:ce)探测器、碲锌镉(czt)探测器等，拓宽了伤口放射性活度测量及核素测定的能量范围，提高了测量有效性。

4、现有上述两类放射性素污染伤口测量技术，其作用均仅限于对伤口滞留核素种类、活度及污染深度的测定，但对于较大面积严重受伤后需实施有针对性的医学紧急救助(如外科切除)时，伤口内放射性污染的精确定位及空间分布特征的及时量化非常必要，对此目前缺乏有效的测量手段，更没有商业上可用的解决方案和专用设备，比较通用的做法是利用不同尺寸的两个以上探测器进行分次测量：先用一个空间分辨率不太好的大体积探测器把污染点的位置大致确定下来，然后再用一个空间分辨率更好的小体积探头精确确定最大污染点再进行滞留量活度测量，其中最大污染点的确定主要依靠观察探测器计数率的变化来鉴别。上述方法对伤口处污染分布的定位效率低，测量方式复杂，耗时耗力，且容易产生人为测量误差。如何将伤口污染量及污染分布的测量相结合是目前放射性污染伤口探测技术面临问题，需深入完善以便于后续实施适当的医疗应对措施。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种放射性污染伤口辐射成像探测系统，具有较好空间分辨率，体积大小尺寸适中，便于临床应用，可以同时完成伤口放射性滞留核素的识别、各类污染核素滞留活度的确定、伤口放射性污染的定位及分布特征等功能，从而实现伤口滞留量准确测量及伤口污染分布快速重建，为伤口摄入后致内照射剂量评价及后续医学处理处置手段的选择提供基础技术支撑及合理依据。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种放射性污染伤口辐射成像探测系统，所述系统包括升降控制电机、标尺台架以及辐射成像探测单元，

3、所述标尺台架用于支撑系统，所述标尺台架包括底部平台以及竖直设置于所述底部平台上的竖直支架，所述竖直支架上设置刻度标尺，以读取所述辐射成像探测单元到所述底部平台的距离；

4、在所述标尺台架的竖直支架上固定一水平连接杆，所述升降控制电机与所述辐射成像探测单元通过所述连接杆相连接，通过所述升降控制电机调节所述辐射成像探测单元到所述底部平台的距离；

5、所述辐射成像探测单元对受伤部位进行辐射成像测量和几何光学特征采集，并对采集测量结果进行图像重建处理以得出受伤部位放射性污染分布特征以及受伤部位放射性污染核素类别，进而结合位置灵敏成像探测器探测效率计算得出伤口滞留活度，结合最大信噪比指标(snr)n下所述辐射成像探测单元的成像编码板到布放于底部平台上的受伤部位之间的距离，计算得出受伤部位放射性污染深度。

6、进一步，所述辐射成像探测单元包括光学摄像头、成像编码板、位置灵敏成像探测器、激光测距探头及对应电子学线路以及计算机，所述成像编码板与所述光学摄像头均设置于所述辐射成像探测单元底部，所述位置灵敏成像探测器设置于所述成像编码板的上侧，与所述成像编码板正对，所述光学摄像头设置于所述成像编码板的周围，利用所述成像编码板与所述位置灵敏成像探测器对受伤部位进行辐射成像测量，利用所述光学摄像头对受伤部位进行几何光学特征采集，通过所述计算机中成像处理软件对采集测量结果进行图像重建处理以得出受伤部位放射性污染分布特征以及受伤部位放射性污染核素类别。

7、进一步，所述升降控制电机与所述位置灵敏成像探测器处于同一高度。

8、进一步，所述激光测距探头用于测量所述成像编码板到布放于所述底部平台上的受伤部位之间的距离。

9、进一步，所述辐射成像探测单元还包括led灯。

10、进一步，所述led灯用于对所述辐射成像探测单元的成像视野范围进行照明，以便于几何光学成像。

11、进一步，所述位置灵敏成像探测器包括位置灵敏型硅探测器和czt探测器中任一探测器。

12、进一步，所述成像编码板的编码方式包括随机阵列、非冗余阵列、均勾冗余阵列、修正的均勾冗余阵列、六边形均勾冗余阵列以及自支持阵列中任一阵列。

13、进一步，通过调节辐射成像探测单元的高度，利用处于不同高度的所述成像编码板与所述位置灵敏成像探测器对受伤部位进行辐射成像测量，通过计算机中成像处理软件对测量结果进行图像重建处理，比较不同高度测量后得到的辐射图像的信噪比指标(snr)，取最大信噪比指标(snr)n下对应的成像编码板到布放于底部平台上的受伤部位之间的距离，进而计算得到受伤部位放射性污染深度。

14、进一步，利用下式计算得到受伤部位放射性污染深度d：

15、d＝(a·ρ+(ρ-λ)·ci)(λ-ρ)

16、其中，ci为最大信噪比指标(snr)n对应的成像编码板到布放于底部平台上的受伤部位之间的距离，a为成像编码板到位置灵敏成像探测器之间的距离；λ为位置灵敏成像探测器的像素尺寸；ρ为成像编码板上编码孔大小。

17、本发明的有益技术效果在于：将伤口滞留放射性核素种类、活度及污染深度的测定与伤口内放射性污染的定位，空间分布的量化相结合，在放射性污染伤口测量功能上进行拓展，填补了现有国内外放射性污染伤口测量系统的技术空白，不但适用于放射性污染伤口的临床测量，也适用于生产现场的放射性污染伤口的快速测量，能够有效解决各涉核操作场所中放射性伤口污染测量的实际问题。