[发明专利]伽马相机和利用伽马相机检测辐射射线的方法

说明书

技术领域

本发明属于辐射检测领域，其涉及一种用于放射源定位、核素识别的伽马相机。更具体地说，本发明涉及一种便携式实时成像的伽马相机。另外，本发明还涉及一种利用所述伽马相机检测辐射射线的方法。

背景技术

具有放射源定位及核素识别功能的便携式伽马相机是一种近些年才被开放出来的放射性物质监控设备。相对于其他的核素识别设备(RID)而言，它可以对放射源进行远距离定位。进一步地，通过光学摄像设备获取被监测对象的视频图像，结合视频图像的使用，可以确定放射源的具体物理位置。

图1是显示现有技术中的一种伽马相机的原理示意图。参见图1，现有技术中的伽马相机包括编码板10和位置灵敏探测器20。下面结合能量在E1和E2之间的光子对其结构和工作原理简要说明如下：

编码板10为平面板，其上的某些区域对能量在E1和E2之间的光子透明，而某些区域对这样的光子不透明。透明和不透明的区域称之为“编码元素”，其都具有相同的大小，而且是以一种事先确定的方式，例如Fresnel zones模式和随机小孔模式分布的。另外，该伽马相机还包括位置灵敏探测器20，例如位置灵敏光电倍增管(PSPMT)。位置灵敏探测器20由多个探测器单元构成，它的位置分辨率与编码孔匹配，而且只对能量在E1和E2之间的光子敏感。

如图1所示，两个方向的射线R1，R2透过编码板10上的透明区域(也可以称为编码孔)照射同一个位置敏感探测器20。这样，探测器就记录了编码孔图案的两个投影，每个投影都是对射线源对应点源位置的编码，每个投影的强度就构成对应点源强度的编码。根据探测器得到的投影信息，就可以反推出射线源的分布情况。

但是，现有的伽马相机存在一个不可忽视的问题：为了得到质量较好的编码重建图像，图像重建算法不但需要投影数据的统计性较好，而且需要采集正反模式下的两组投影数据，这样才能重建出清晰的图像。由此，在实际的寻找放射源的过程中，需要将伽马相机放置在一个位置上，长时间采集数据。具体而言，在第一次采集数据之后，需要旋转编码板90度后以得到相反模式的编码板进行第二次采集数据，这样效率较低，致使工作人员在辐射场中滞留时间较长。

另外，由于需要分两次采集正反两种模式的两组数据进行图像重建，因此无法实现实时成像。由此，这将大大影响巡检模式下的编码成像的速度，从而不能实现快速定位放射源的目标。

发明内容

鉴于此，本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，本发明的目的之一在于提供改进的伽马相机，其能够提高放射源定位的探测效率。

本发明的另一目的在于提供一种改进的伽马相机，其能够实现两种模式数据的同时采集、同时处理，以实现实时成像。

根据本发明的一个方面，其提供一种伽马相机，包括：第一伽马成像单元，其包括：第一编码板，具有由多个编码元素构成的第一图案；以及第一探测器，所述第一探测器用于检测穿透所述第一编码板的辐射射线；第二伽马成像单元，其包括：第二编码板，具有由多个编码元素构成的第二图案；以及第二探测器，所述第二探测器用于检测穿透所述第二编码板的辐射射线，其中所述第一图案和第二图案构成相反图案。

本发明将编码板和探测器加倍，在提高探测效率的同时，实现了两种模式数据的同时采集、同时处理，这样就缩短了整个采集处理过程的时间，为实现实时成像创造了前提。

在一种具体实施方式中，所述第一、第二伽马成像单元的纵向轴线相互平行，并且限定有相同的成像区域。

优选地，第一伽马成像单元与第二伽马成像单元之间设置有屏蔽件，以防止入射到第一伽马成像单元与第二伽马成像单元中的辐射射线发生相互干扰。

进一步地，所述伽马相机包括屏蔽外壳，所述第一、第二伽马成像单元设置于所述屏蔽外壳中，以防止成像区域以外的辐射射线进入到所述第一、第二伽马成像单元中。

在一种实施方式中，所述伽马相机还包括：光学摄像装置，其成像区域设置成与所述第一、第二伽马成像单元的所述成像区域相同。

在上述实施方式中，所述编码元素为具有相同形状的透明区域和不透明区域之一，所述透明区域允许预定能量范围的辐射射线穿透，所述不透明区域不允许预定能量范围的辐射射线穿透。

更具体地，所述第一、第二探测器的每一个包括：闪烁体或闪烁体阵列；光电倍增管，其与所述闪烁体或闪烁体阵列相连以获将来自所述闪烁体或闪烁体阵列的光信号转换成电信号。