伽玛射线成像系统已在放射源或热点定位方向得到了广泛的应用。目前，传统的单模块成像系统仅通过在光学图像上叠加辐射图来得到放射性物体的二维定位信息，这样得到的二维辐射图像缺乏深度信息，无法准确估计辐射源的距离和位置。但是如果能得到放射源和探测器之间的距离数据，我们就可以准确判断放射源在环境中的具体位置，因此如何得到放射源和探测器之间的距离信息对辐射环境监测、探测和寻找未知放射性物质至关重要。 

在这项工作中，本中心科研团队开发了一种“四目”立体伽玛相机，它由四个相邻间距为 286 mm的独立编码孔径探测器组成（图1）。每个探测器由像素化闪烁体组成，像素阵列为 44×44，形成 140×140 mm2的全局灵敏探测面积。通过以上多模块设计，解决了传统基于双目的测距方法测量范围短和测量偏差大的难题。 

此外，本中心科研团队提出了一种基于四目立体伽玛相机的最小面积距离测量算法，结合“手动”精细采样和高斯拟合方法，成功实现了远场源的高精度定位。仿真结果表明，与传统的基于双目的测距方法相比，基于四目立体相机的最小面积方法将 20 m 范围内的测距精度提高了约 6–10 倍，并将测距范围从 20 m 扩展到 50 m 以上。20 m 和 50 m 的测距偏差分别降至 1.4 m（7.13%）和10.5 m（21%）以下。通过实验测试，当光源距离探测器 21 米和 51 米时，距离估计偏差分别为 1.37 米（6.55%）和 4.94 米（9.69%）（图2）。科研人员还证实了该算法可用于多个源的三维定位。如果将该算法应用于具有更大基线或更高分辨率的设备，距离测量的范围和精度将大大提高。 

该工作得到了中国科学院重点部署项目资助，相关成果发表在 IEEE Transactions on Nuclear Science上。 

论文链接：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. 

图1. “四目”立体编码伽马照相机

图2. “四目”立体伽马相机对一枚放置在51 处的2.51 Ci 75Se源的（a）重建图像和（b）估计的距离