置顶γ相机性能指标

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1、置顶γ相机性能指标γ相机性能指标γ相机成像质量受到探头若干参数影响，它们包括探测效率、能量分辨率、空间分辨率、灵敏度、均匀性、计数特性，以及本节将讨论的其它参数。本节还先容g相机质量控制原理与方法。2.1探测效率探测效率用γ相机观察到的放射源样本计数除以放射源样本衰变数目来表示。有几个原因造成样本计数与衰变不同。首先，放射源的射线以4π方向发射，但发射的所有光子中只有一部分进进探测器，进进量多少取决于探测器对放射源形成的立体角度。其次，所有进进探测器的光子中只有部分能够与探测器产生作用和形成脉冲，而所有脉冲中又只有部分产生光电峰。进一步说，计数率还

2、受到放射性核素某一特定射线丰度的影响。考虑上述因素，对于一个放射源，仪器的总体计数效率可用下式表示：效率=fi×fp×fg×Ni其中，fi表示固有效率，fp表示光电峰效率，fg表示几何效率，Ni表示射线丰度。Ni可在核素表中查到。固有效率fi进进探测器的射线数目与进进探测器并产生脉冲的射线数目之比值称为探测器的固有效率fi：fi=被探测器探测到的射线数目/进进探测器的射线数目=整个能谱的所有计数/进进探测器的射线数目fi与射线的类型、能量，以及线性衰减系数、探测器厚度有关。对于Nal(Tl)晶体，低能γ射线和厚晶体fi接近1，高能γ射线和薄晶体fi

3、趋于0。光电峰效率fp能谱的总计数与光电峰下的总计数之比值称为光电峰效率fp：fp=光电峰下的总计数/能谱的总计数fp受到与光电效应有关的各种因素的影像，例如探测器的成份和尺寸，γ射线的能量，但主要是PHA设置的影响，增加窗宽，fp增加。丰胸的最快方法几何效率fg放射源的射线以相同的强度向所有方向均匀发射，假如探测器与放射源有一定间隔，只有部分射线能够被探测器所探测到，它取决于探测器对于放射源的立体张角。fg即是放射源发射的射线总数与进进探测器的射线数目之比值：fg=进进探测器的射线数目/放射源发射的射线总数一个半径为r的圆形探测器，其探测区域=π

4、r2，对于总的探测区域4πR2来说，fg=πr2/4πR2R是点源S与探测器D之间的间隔。根据平方反比的法则，当R增加时，fg下降，即fgμ1/R2(图1-8)，在2R处的fg是R处的1/4。由fg的表达式还可见fg随着探测器的尺寸增加而加大。放射源的尺寸对fg也有影响。当放射源与探测器非常靠近时，fg可达到50%。在g井形计数器和液闪计数器中，fg达到100%。死时间一个计数系统在一段时间内只能处理一个放射事件，从射线进进探测器作用到后续电路形成脉冲并终极记录它需要一定时间。在这一时间内，系统无法处理下一个放射事件，这一时间就称为死时间。这就是说

5、，系统在处理第一个放射事件的时间内，不能响应第二个放射事件。假如第二个放射事件是在死时间内到达系统，这个事件就被丢失。在死时间内可以发生脉冲堆积现象，两个连续g事件组合形成一个幅度较高的脉冲，由于幅度超过PHA设置而被拒尽。死时间内的放射性丢失称为死时间丢失。系统的死时间来源于整个系统的不同部件：探测器、PMT、PHA、位置电路和计算机接口等等。盖革管的死时间最长，为100~500ms(毫秒)；NaI(Tl)和半导体探测器为0.5~5ms；液闪计数器只有0.1~1ms。依据在死时间内如何处理后续脉冲，将系统分为两种类型：瘫痪型和非瘫痪型。在瘫痪类型

6、，对每个事件都具有死时间，而与上一个事件的死时间无关，结果是增加系统总的死时间。因此，若放射源计数率非常高时，这种类型的系统可能完全瘫痪。而非瘫痪型系统只是在死时间内不响应后续事件和使这些事件丢失，它并不改变或增加死时间长度。当系统从一个事件的探测后恢复，即可探测和处理下一个事件。图1-9表示两种类型系统的死时间丢失情况。充有淬灭气体的盖革计数器属于非瘫痪类型，包括γ相机和井形计数器在内的大部分计数器属于瘫痪型。实际上，γ相机含有非瘫痪和瘫痪两类部件。死时间计数丢失对于高计数率探测是一个严重的题目，因此必须将输进计数率降低或对观察到的计数率进行校正

7、。2.2能量分辨率由于在NaI(Tl)晶体产生的光子和PMT产生的光电子和电子的统计变化，即使能量相同的γ射线在NaI(Tl)晶体中被吸收，从PMT输出得到的脉冲幅度也是不同的。这种情况导致被探测的γ射线光电峰变宽。光电峰的宽度或陡度反映了γ相机区分不同能量核素的能力。成像系统的能量分辨率通过光电峰的半高宽FWHM计算：(FWHM的计算参考"空间分辨率评价"一节)能量分辨率(%)=FWHM/Eγ×100其中Eγ是γ光子的能量。图1-10的137Cs光电峰为662keV，FWHM=55keV，则：能量分辨率(%)=55/622×100=8.3%能量分

8、辨率与光子能量和探测器尺寸有关。光子能量越高，能量分辨率越好，这是由于高能光子脉冲的统计变化比较小。NaI(Tl)晶体探测