[发明专利]一种伽马探测系统、方法及手持式伽马探测装置

权利要求书

1.一种伽马探测系统，其特征在于，包括：

探测模块，用于接收入射的伽马光子，并获取伽马光子的位置信息、能量信息和计数信息M；

处理模块，对一定时间内的伽马光子进行统计得到其投影分布数据p，以及根据所述能量信息统计得到的能谱确定入射光子的能量E，并由此读入预存的左右奇异矩阵V、U¹和对角阵S，根据所述计数信息M确定奇异值保留数目N；

重建模块，根据所述奇异值保留数目N对所述对角阵S进行处理，依据C⁺＝VS⁺U¹完成所述探测模块的传输矩阵C的广义逆矩阵C⁺计算，并依据f＝C⁺p计算得到重建图像；以及

显示模块，显示所述重建图像f及入射的所述伽马光子的能谱和计数信息M。

2.根据权利要求1所述的伽马探测系统，其特征在于，所述探测模块包括：

闪烁晶体，所述闪烁晶体用于接收入射的伽马光子，并将所述伽马光子沉积得到可见光信号，

光电器件，所述光电器件用于将可见光信号转换为模拟信号；以及

电路模块，所述电路模块将模拟信号转换为数字信号，并获取伽马光子的位置信息、能量信息和计数信息M。

3.根据权利要求1所述的伽马探测系统，其特征在于，所述处理模块包括：

投影统计模块，用于统计一定时间内的伽马光子的位置信息获取到投影分布数据p；

能量提取模块，用于对入射的所述伽马光子的能谱进行滤波及特征提取，得到所述能谱对应的光电峰位能量值作为入射光子的能量E；以及

读取模块，用于根据所述入射光子能量E读入相应的左右奇异矩阵V和U^T以及对角阵S。

4.根据权利要求3所述的伽马探测系统，其特征在于，所述处理模块还包括：

标定模块，用于计算不同入射光子能量下所述探测模块的传输矩阵C及其广义逆矩阵C⁺，并对所述传输矩阵C的广义逆矩阵C⁺进行奇异值分解，获取并保存得到的左右奇异矩阵V和U^T以及对角阵S。

5.根据权利要求1所述的伽马探测系统，其特征在于，所述处理模块还包括：

奇异值数目确定模块，用于根据所述计数信息M及拟合系数k1、k2和k3确定对角阵S中奇异值保留数目N：

N＝k1×M²+k2×M+k3；

拟合系数获取模块，用于通过计数信息M与对角阵S奇异值保留数目N间的二次函数关系，采用最小二乘法处理得到拟合系数k1、k2和k3。

6.根据权利要求1所述的伽马探测系统，其特征在于，所述重建模块包括：

对角阵处理模块，用于依据所述奇异值保留数目N，将对角阵S的前N个特征值保留，其他特征值置为0；

广义逆矩阵获取模块，用于计算对角阵S的广义逆矩阵S⁺，并通过所述对角阵S的广义逆矩阵S⁺计算传输矩阵C的广义逆矩阵C⁺；以及

重建图像获取模块，用于根据公式f＝C⁺p计算得到重建图像。

7.根据权利要求1所述的伽马探测系统，其特征在于，还包括：

判断模块，用于对重建后图像噪声进行判断，若重建后图像噪声大于阈值，则再次进行重建，所述判断模块包括：

误差水平确定模块，用于计算重建图像f整体误差水平NSD：

其中K是图像中的像素总数，其中f(i)为第i个像素活度值，为图像活度的平均值，以及

对角阵更新模块，用于当所述重建图像f整体误差水平NSD大于预设阈值，减小奇异值保留数目N，扣除奇异值较小的特征值，其他特征值置为0，得到新的对角阵S，并发送至重建模块的广义逆矩阵获取模块。