1.瞬發(fā)伽馬成像系統(tǒng),其特征在于,包括:
縱向伽馬探測(cè)器,由多個(gè)伽馬探頭組成,安裝在靶材或病人正上方,用于測(cè)量粒子的射程和束流的橫向截面;
橫向伽馬探測(cè)器,由多個(gè)伽馬探頭組成,安裝在靶材或病人后部,用于測(cè)量射程末端束流的橫向截面;
每個(gè)伽馬探頭由閃爍晶體、光電傳感器和光柵組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒子,其特征在于,包括癌癥治療用的質(zhì)子和重離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬發(fā)伽馬成像系統(tǒng),其特征在于,粒子束流射入靶材或病人,在粒子穿過(guò)的路徑上,激發(fā)出伽馬光子,伽馬光子產(chǎn)額在粒子射程末端的布拉格峰下降沿跟隨急劇下降,通過(guò)測(cè)量伽馬光子來(lái)確定粒子射程;同時(shí)伽馬光子產(chǎn)額與粒子分布成對(duì)應(yīng)關(guān)系,探測(cè)器測(cè)量伽馬光子的分布來(lái)測(cè)量粒子的分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬探頭,其特征在于,閃爍晶體受到入射伽馬光子激發(fā),產(chǎn)生光電子,光電傳感器輸出信號(hào),后端電子學(xué)記錄伽馬光子的位置和能量信息;閃爍晶體要求光產(chǎn)額高,衰變常數(shù)小,折射率低,不易潮解,容易切割成小塊,如LYSO晶體,LaBr3:Ce晶體;光電傳感器要求上升時(shí)間短,偏壓低,體積小,容易集成為多通道陣列,如雪崩光電二極管(APD),硅光電倍增管(SiPM)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬探頭,其特征在于,閃爍體周?chē)O(shè)置光柵,使伽馬探頭只接收指定方向入射的伽馬光子,光柵與閃爍體緊密接觸,光柵全包裹晶體,并比晶體長(zhǎng),以阻止側(cè)向入射的高能伽馬光子;光柵材料選用較高原子序數(shù)的金屬制成,能有效阻擋伽馬光子,例如鉭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬探測(cè)器,其特征在于,伽馬探測(cè)器的窗口能量閾值為5 MeV,即只有能量大于窗口能量閾值的伽馬光子才會(huì)被探測(cè)器記錄;每個(gè)伽馬探頭標(biāo)記為P(X, Y, Z),X, Y, Z對(duì)應(yīng)為該探頭晶體幾何中心的的空間坐標(biāo),原點(diǎn)位于粒子在人體組織的入射點(diǎn),每個(gè)探頭截面尺寸越小,測(cè)量的精度越高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向伽馬探測(cè)器,其特征在于,每個(gè)伽馬探頭相互平行,測(cè)量指定方向入射的一組平行伽馬光子,以測(cè)量粒子的射程;選擇垂直于束流方向的平行光為最佳,可減少加工成本和安裝難度;若選用與束流夾角大于90°的平行光,則可減少熱中子噪聲。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱向伽馬探測(cè)器,其特征在于,也可以用于測(cè)量束流的橫向截面,給定縱向坐標(biāo)值Z,取X方向上探頭的數(shù)據(jù)可以給出縱向深度Z處粒子的橫向X分布截面;若要探測(cè)Z處Y方向的截面,則增加一組相同的伽馬探測(cè)器,其位置垂直于縱向伽馬探測(cè)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫向伽馬探測(cè)器,其特征在于,由M×N個(gè)伽馬探頭組成,測(cè)量粒子射程末端的束流橫向截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬發(fā)伽馬成像系統(tǒng),其特征在于,綜合縱向伽馬探測(cè)器,橫向伽馬探測(cè)器的數(shù)據(jù)得到束流在人體或靶材中的實(shí)時(shí)影像信息,包括粒子的射程,束流截面;通過(guò)圖像合成方法,實(shí)時(shí)顯示束流在病人體內(nèi)的三維圖像。