伽瑪射線成像系統(tǒng)已在放射源或熱點(diǎn)定位方向得到了廣泛的應(yīng)用。目前，傳統(tǒng)的單模塊成像系統(tǒng)僅通過在光學(xué)圖像上疊加輻射圖來得到放射性物體的二維定位信息，這樣得到的二維輻射圖像缺乏深度信息，無法準(zhǔn)確估計(jì)輻射源的距離和位置。但是如果能得到放射源和探測器之間的距離數(shù)據(jù)，我們就可以準(zhǔn)確判斷放射源在環(huán)境中的具體位置，因此如何得到放射源和探測器之間的距離信息對輻射環(huán)境監(jiān)測、探測和尋找未知放射性物質(zhì)至關(guān)重要。?

在這項(xiàng)工作中，本中心科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種“四目”立體伽瑪相機(jī)，它由四個(gè)相鄰間距為?286 mm的獨(dú)立編碼孔徑探測器組成（圖1）。每個(gè)探測器由像素化閃爍體組成，像素陣列為?44×44，形成 140×140 mm2的全局靈敏探測面積。通過以上多模塊設(shè)計(jì)，解決了傳統(tǒng)基于雙目的測距方法測量范圍短和測量偏差大的難題。?

此外，本中心科研團(tuán)隊(duì)提出了一種基于四目立體伽瑪相機(jī)的最小面積距離測量算法，結(jié)合“手動(dòng)”精細(xì)采樣和高斯擬合方法，成功實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)場源的高精度定位。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的基于雙目的測距方法相比，基于四目立體相機(jī)的最小面積方法將?20 m 范圍內(nèi)的測距精度提高了約 6–10 倍，并將測距范圍從 20 m 擴(kuò)展到 50 m 以上。20 m 和 50 m 的測距偏差分別降至 1.4 m（7.13%）和10.5 m（21%）以下。通過實(shí)驗(yàn)測試，當(dāng)光源距離探測器 21 米和 51 米時(shí)，距離估計(jì)偏差分別為 1.37 米（6.55%）和 4.94 米（9.69%）（圖2）。科研人員還證實(shí)了該算法可用于多個(gè)源的三維定位。如果將該算法應(yīng)用于具有更大基線或更高分辨率的設(shè)備，距離測量的范圍和精度將大大提高。?

該工作得到了中國科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目資助，相關(guān)成果發(fā)表在?IEEE?Transactions on Nuclear Science上。?

論文鏈接：Yu Yue*, Liu Shuangquan, Zhang Zhiming, Liu Yantao, Liang Xiuzuo, Li Daowu, Shuai Lei, Wei Cunfeng, Wei Long. Far-Field 3-D Localization of Radioactive Hotspots via Four-Eyes Stereo Gamma Camera. IEEE Transactions on Nuclear Science.2022,69(8):1931-1938.?

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圖1. “四目”立體編碼伽馬照相機(jī)

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圖2. “四目”立體伽馬相機(jī)對一枚放置在51?處的2.51 Ci 75Se源的（a）重建圖像和（b）估計(jì)的距離