[發(fā)明專利]一種閃爍體陣列探測器及康普頓散射成像中三維位置分辨的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910004016.2
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN109782326A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 張濟鵬;帥磊;唐浩輝;豐寶桐;李道武;章志明;魏龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01T1/16
• 分類號: G01T1/16;G01T1/164;G01T1/20;G01T1/29
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 司立彬

1.一種閃爍體陣列探測器，其特征在于，包括多個基于激光內雕技術制成沿閃爍體條深度方向具有DOI分辨能力的閃爍體條探測單元；各所述閃爍體條探測單元拼接形成閃爍體陣列；該閃爍體陣列的頂面與底面各耦合一塊光探測器陣列，該閃爍體陣列中的各閃爍體條探測單元與兩所述光探測器陣列中的光探測器像素大小匹配并一一對應耦合。

2.如權利要求1所述的閃爍體陣列探測器，其特征在于，每一所述光探測器像素的編號與該光探測器像素在閃爍體陣列中對應耦合的閃爍體條探測單元編號對應一致。

3.如權利要求1所述的閃爍體陣列探測器，其特征在于，該閃爍體陣列中的各閃爍體條探測單元之間填充反射材料。

4.如權利要求3所述的閃爍體陣列探測器，其特征在于，該閃爍體陣列的四個側面填充反射材料。

5.如權利要求1所述的閃爍體陣列探測器，其特征在于，對用于康普頓散射成像中的具有一定深度的無機閃爍體條，在深度方向上采用激光內雕技術雕刻出多段反光面，每一所述反光面均能使閃爍光部分反射同時部分透過，形成具有DOI分辨能力的閃爍體條探測單元。

6.一種康普頓散射成像中三維位置分辨的方法，其步驟包括：

1)將伽瑪光子入射到閃爍體陣列探測器；其中，所述閃爍體陣列探測器，其特征在于，包括多個基于激光內雕技術制成沿閃爍體條深度方向具有DOI分辨能力的閃爍體條探測單元；各所述閃爍體條探測單元拼接形成閃爍體陣列；該閃爍體陣列的頂面與底面各耦合一塊光探測器陣列，該閃爍體陣列中的各閃爍體條探測單元與兩所述光探測器陣列中的光探測器像素大小匹配并一一對應耦合；

2)根據(jù)發(fā)生響應的光探測器像素在其所在光探測器陣列中的編號確定伽瑪光子在閃爍體陣列中作用位置的二維坐標信息(X，Y)；

3)根據(jù)發(fā)生響應的光探測器輸出信號(X₁、X₂)的幅度比f＝X₁/(X₁+X₂)和查找表來確定伽瑪光子在閃爍體陣列中作用位置的第三維坐標信息Z，得到伽瑪光子作用位置的三維坐標(X，Y，Z)；其中，X₁為伽瑪光子作用在閃爍體條探測單元i時對應的頂面光探測器輸出信號，X₂為伽瑪光子作用在閃爍體條探測單元i時對應的底面光探測器輸出信號，該查找表為輸出信號幅度比f與深度坐標(0～N-1)之間對應的查找表。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，確定所述二維坐標信息的方法為：對于由M×M個光探測器像素組成的光探測器陣列，對其光探測器像素從0開始編號至(M×M-1)；當編號為i的光探測器像素產(chǎn)生響應時，其對應的二維位置坐標(X，Y)可以表示為([i％M]，[i/M])；其中，％為取余運算，/為除法運算，[]為取整運算。

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，得到該查找表的方法為：對各閃爍體條探測單元的DOI進行標定，通過探測每個閃爍體條對應的兩個光探測器的輸出信號幅度比f，形成以f為橫坐標，計數(shù)值為縱坐標的計數(shù)譜，作為每個閃爍體條探測單元的DOI分辨譜；根據(jù)DOI分辨譜中每個尖峰的橫坐標范圍，確定輸出信號幅度比f與深度坐標(0～N-1)之間對應的查找表，N為閃爍體條探測單元基于激光內雕技術雕刻形成的像素數(shù)或DOI分辨譜中的尖峰個數(shù)。

9.如權利要求6或8所述的方法，其特征在于，確定第三維坐標信息Z的方法為：當伽瑪光子作用在閃爍體條探測單元i在深度方向上的第j個像素時，計算閃爍體條探測單元i對應的兩個光探測器輸出信號幅度比f_j，通過查找f_j所在閃爍體條探測單元i的DOI分辨譜上的坐標，即為該伽瑪光子作用位置的第三維坐標Z。

10.如權利要求6或8所述的方法，其特征在于，所述閃爍體條探測單元中的閃爍體條在深度方向上采用激光內雕技術雕刻出(N-1)段反光面。