一種用于核醫學手術中病灶輔助定位的核素探針制造技術

本實用新型專利技術公開了一種用于核醫學手術中病灶輔助定位的核素探針，所述探針包括前端探測器探針、數字多道脈沖幅度分析系統和主控系統；所述前端探測器探針與所述數字多道脈沖幅度分析系統連接；所述數字多道脈沖幅度分析系統與所述主控系統連接。本實用新型專利技術提供的核醫學手術中的病灶輔助定位的核素探針，是一種體積小，操作簡單，性能好，能自動識別放射性核素，不受探測環境的干擾，成本較其他核儀器診斷設備便宜，能運用于核醫學診斷中的病灶的精確定位，使手術的進行更加方便。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及核醫學
，尤其涉及一種用于核醫學手術中病灶輔助定位的核素探針。
技術介紹
核素探針，是一種用于放射性檢測的設備，已在核醫學診斷中得到應用，用某種特定的放射性核素標記的放射性藥物進入人體某臟器，發射出的伽瑪射線穿出體外被探測到并記錄顯示放射性核素在臟器中的分布以診斷臟器病變情況，因此核素探針在病灶的定位及其他需要放射性探測的場合也有著極高的應用地位。傳統的核素探針采用射線探測器主要有NaI(Tl)閃爍體探測器、HPGe半導體探測器等。NaI(Tl)探測器探測效率高,能夠在常溫下使用,但是能量分辨率差,因此只適用于對分辨率要求不高,或僅需強度測量的場合。核醫學作為現代醫學中一個完全獨立的重要學科，主要內容有:利用放射性核素及相應的探測儀器,對疾病進行臨床檢查和輔助診斷,目前已深入到醫學各科并出現了很多分支學科,如:核心臟病學,核內分泌學,核神經病學,核腎病學,核肝病學,核眼科學,老年核醫學,兒童核醫學等。人們普遍認為:核醫學是現代醫學最新成就之一,也是醫學現代化的重要標志。核診斷在整個醫學診斷中發揮著越來越多的作用，主要是利用放射性核素及相應的探測儀器,對疾病進行臨床檢查和輔助診斷。隨著核科學技術的飛速發展和核能和平利用的日益廣泛,核醫學的發展也非常迅速。核醫學診斷、治療和研究手段越來越多,很多醫院都引進新的核儀器診斷設備和醫用放射性藥物進行疾病的診斷與治療，可大多核儀器診斷設備存在著體積大，操作復雜，價格昂貴，難以運用于一般的醫學診斷治療中，特別是手術中用放射性核素進行定位時難以進行檢測。目前大多數核醫學診斷設備正朝著體積小、操作簡單、價格便宜、性能好的、能用于一般 醫學診斷的方向發展。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本技術的目的是提供一種用于核醫學手術中病灶輔助定位的核素探針，該核素探針是一種體積小，操作簡單，性能好，能自動識別放射性核素，不受探測環境的干擾，成本較其他核儀器診斷設備便宜，能運用于核醫學診斷中的病灶的精確定位，使手術的進行更加方便，具有良好的應用前景。本技術的目的通過以下的技術方案來實現：一種用于核醫學手術中病灶輔助定位的核素探針，包括：前端探測器探針、數字多道脈沖幅度分析系統和主控系統；所述前端探測器探針與所述數字多道脈沖幅度分析系統連接；所述數字多道脈沖幅度分析系統與所述主控系統連接。與現有技術相比，本技術的一個或多個實施例可以具有如下優點：1、排除探測環境干擾：相較于一般的核素探測裝置而言，本方案將優質的半導體材料、合理的幾何設計及多種電子學校正技術結合使用，使前端探針探頭能對探測環境中射線進行屏蔽，并采用屏蔽電纜對數據傳輸過程進行屏蔽處理，使探測結果不受環境的干擾。2、自動識別核素：相較于一般的核素探測來說，通過主控系統對多道脈沖幅度分析器處理信號特征的判別，能實現對探測核素的自動識別。3、探針體積小，操作方便，能輔助病灶精確實時定位。選擇高性能碲鋅鎘探測器，在提高探測性能的同時大大減小探針的體積，使之能運用于核醫學手術中病灶的精確定位。4、穩定性好，本方案探測器后端加上一個快信號驅動電路，使之能對探測粒子產生的快信號進行處理，提高核素探針的探測性能。5、制造成本低。相較于其他的核醫學診斷設備而言，本方案的核素探針結構簡單，制造成本相對較低，可以得到推廣，普通的醫療機構也能擁有。6、操作方便，相較于普通的核醫學診斷設備而言，只需手持核素探針中含有探測器的前端探頭指向需要探測的位置，便可通過主控系統控制，實現 對探測結果的顯示和報警，無需繁瑣的操作。附圖說明圖1是核素探針系統結構圖；圖2是前端探測器結構示意圖；圖3是數字多道脈沖幅度分析系統結構框圖；圖4是主控系統結構框圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合實施例及附圖對本技術實施方式作進一步詳細的描述。如圖1所示，為核素探針系統結構，包括前端探測器探針、數字多道脈沖幅度分析系統和主控系統；所述前端探測器探針與所述數字多道脈沖幅度分析系統連接；所述數字多道脈沖幅度分析系統與所述主控系統連接。上述探測器探針采用碲鋅鎘探測器；所述碲鋅鎘探測器的后端連接靈敏電荷放大器；所述靈敏電荷放大器與快信號驅動器連接。碲鋅鎘探測器被認為是目前最有前途的室溫核輻射探測器之一。CdZnTe晶體分光率勝過所有能買到的分光鏡。集優良的光譜性能和很高的計數率于一身,是醫療、工業、安全防衛和實驗室研發應用中的理想的探測解決方案。它電阻率高,可以獲得較好的分辨率,平均原子序數高,目前的生產工藝可制備體積為1-2cm3的CdZnTe單晶體,探測能量達到1MeV以上，因此單位體積的探測效率高,同時體積小,重量輕,適于做成便攜式的探測器。更重要的是,它可以在室溫下長期工作。綜合考慮選擇高性能碲鋅鎘探測器，將優質的半導體材料、合理的幾何設計以及多種電子學校正技術結合使用：首先將探針探頭的外部除最前端外的部分涂上1-2mm的鎢鋼，能防止探測環境中射線打到探測器中，起到屏蔽外部探測環境中射線對探測器探測數據影響的作用，并在探測器前端鍍上鋁 箔(高能射線測量時入射窗采用了原子序數低的鋁箔)，提高對放射性藥物的探測效率。CdZnTe晶體可以在室溫狀態下直接將射線轉光子變為電子，CdZnTe探頭的表面是很薄的金屬電極,這些電極在偏壓作用下,在探測器內部產生電場。當有電離能力的射線和CdZnTe晶體作用時,晶體內部產生電子和空穴對,并且數量和入射光子的能量成正比。帶負電的電子和帶正電的空穴朝不同的電極運動,最終被收集起來。探測器后端接靈敏電荷放大器，對探測信號進行放大，后端再加上一個快信號驅動電路，最后得到一個雙指數的脈沖信號，這些信號通過多道分析器形成入射光子的能譜。整個前端探測探頭只有一個手指頭大小，方便定位。其前端探測器結構如圖2所示。上述數字多道脈沖幅度分析系統包括程控放大器、高速ADC和FPGA；所述程控放大器連接高速ADC；高速ADC連接所述FPGA。多道脈沖幅度分析器在礦產普查與勘探、醫療、環境監測等多各領域發揮著至關重要的作用。伴隨著近年來計算機技術、數字電子技術的快速發展,傳統的模擬多道脈沖分析器已經逐步被數字化的多道脈沖幅度分析器所代替。相對于模擬的多道脈沖幅度分析器,數字化的多道脈沖幅度分析器在成本、體積、功耗及測量精度和速度方面有著很大的優勢。利用數字信號處理技術來實現對脈沖信號的濾波、成型、峰值檢測等處理,使多道脈沖幅度分析技術提高到了一個新的高度。將前端探測得到的雙指數的脈沖信號通過1-5m的屏蔽電纜送入多道脈沖幅度分析器,進行能譜分析，因為核輻射探測器輸出的信號幅度比較微弱(一般mv量級),而ADC的輸入信號的幅度一般都要求在幾百mv或幾V左右,因此設計了專門的程控放大電路再次放大。數字核能譜測量系統是將探測器輸出的模擬信號首先放大一定的倍數后,利用ADC把信號連續的脈沖離散數字化,然后采用一定的算法,對數字化的信號提取脈沖幅度值,最終獲取能譜的各方面信息。實現對探測信號的分析整理主要是多道脈沖幅度分析系統的FPGA(現場可編程門陣列Field Programmable Gata Array)，FPGA內部采用Verilog語言設計實現AD采樣控制模塊、峰值提取模塊、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于核醫學手術中病灶輔助定位的核素探針，其特征在于，所述探針包括前端探測器探針、數字多道脈沖幅度分析系統和主控系統；所述前端探測器探針與所述數字多道脈沖幅度分析系統連接；所述數字多道脈沖幅度分析系統與所述主控系統連接；所述探測器探針采用碲鋅鎘探測器；所述碲鋅鎘探測器的后端連接靈敏電荷放大器；所述靈敏電荷放大器與快信號驅動器連接。

【技術特征摘要】
1.一種用于核醫學手術中病灶輔助定位的核素探針，其特征在于，所述探針包括前端探測器探針、數字多道脈沖幅度分析系統和主控系統；所述前端探測器探針與所述數字多道脈沖幅度分析系統連接；所述數字多道脈沖幅度分析系統與所述主控系統連接；所述探測器探針采用碲鋅鎘探測器；所述碲鋅鎘探測器的后端連接靈敏電荷放大器；所述靈敏電荷放大器與快信號驅...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾國強，葛良全，徐亞東，魏世龍，賴茂林，張開琪，
申請(專利權)人：成都理工大學，
類型：新型
國別省市：四川;51