一种精确定位伽马光子探测单元及装置的制作方法

1.本公开涉及核技术及其应用技术领域，具体涉及一种精确定位伽马光子的探测单元及装置。


背景技术：

2.在伽马辐射成像系统中，需要利用位置灵敏的伽马辐射探测器实现成像。探测器是成像系统的主要部件，其固有空间分辨率，即：探测器对入射至其中的伽马光子的入射位置测量精度，是影响伽马辐射成像系统的关键因素。
3.传统的位置灵敏辐射探测器有两类。在临床使用的伽马相机和spect中，多采用大块连续的nai(tl)闪烁晶体接收伽马射线，在伽马射线入射方向的远端面耦合排列成二维阵列的多个光电倍增管。当一个伽马光子入射到nai(tl)闪烁晶体中时，伽马光子能量被闪烁晶体吸收，转变为大量闪烁光子从入射点发出来。闪烁光子可穿过闪烁晶体材料自身，被耦合于远端面的多个光电倍增管接收，距离伽马光子入射点较近的光电倍增管收集到较多闪烁光子，产生较强的电信号；距离较远的光电倍增管收集到较少闪烁光子，产生较弱的电信号。因此，根据光电倍增管阵列的信号强弱组合，可以确定入射点的位置。这种探测器的固有空间分辨率较低，例如伽马相机及spect的探测器，一般固有空间分辨率为3～4mm。
4.在pet中多采用阵列式的闪烁晶体，即将闪烁晶体切割为多个小条。一般在人体pet中切割为2～3mm，因此其固有空间分辨率相比连续晶体的探测器更高。为了确定伽马光子入射在闪烁晶体阵列中的那个小晶体条中，一种方法是将每个小晶体条用对闪烁光子具有全反射能力的反光材料(如：全反射膜、反光涂层材料等)完全包裹起来，并在伽马光子入射面的远端面将每根小晶体条与一个光电器件耦合(如：雪崩型光电二极管、硅光电倍增器件)，根据哪个光电器件上有信号来确定哪个闪烁晶体条内有伽马光子入射。这种方案可以达到理想的固有空间分辨率，即：与闪烁晶体条的切割尺寸相同。但是一对一耦合的方案需要大量的光电器件和后端处理电路。另一种方法是在伽马光子入射面的远端面耦合少量的光电器件，并将闪烁晶体条靠近伽马光子入射面的一部分用反光材料包裹，远离伽马光子入射面的一部分用透光材料粘接。这样，伽马光子入射产生的大量闪烁光子，在运动至远离伽马光子入射面区域时，可以透过其他小晶体条被多个光电器件收集。这样，可以采用与连续晶体探测器类似的方法，根据光电器件阵列的信号强弱组合，来确定入射点的位置。上述方案在人体pet系统中都广泛应用。
5.以上方案均需要在伽马光子入射方向的远端面上耦合光电器件，并不可避免地需要在光电器件背后布置电子学电路。而有的伽马辐射成像系统需要在沿伽马光子入射的方向上布置两层或两层以上的探测器。例如康普顿相机，需要沿伽马光子入射的方向上布置第一层散射层探测器，使伽马光子在其中发生康普顿散射；并在其后布置第二层吸收探测器，吸收经过康普顿散射的光子。再如pet系统中，在沿伽马光子入射方向上布置多层探测器，根据伽马光子入射到哪一层来确定作用深度(doi)，从而减少视差效应的影响，提高成像系统的分辨率。但是，某一层探测器后端耦合的光电器件会吸收伽马光子，使在该探测器
层之后的其他探测器层的探测效率降低。


技术实现要素：

6.(一)要解决的技术问题
7.为解决上述问题，本公开主要目的在于提供一种精确定位伽马光子在探测单元的入射位置，以及利用伽马光子探测单元能够判别伽马光子入射方向的装置，以便解决上述问题的至少之一。
8.(二)技术方案
9.为了达到上述目的，作为本公开的一个方面，提供一种伽马光子探测单元，用于确定入射伽马光子在探测单元沉积位置，包括：
10.闪烁晶体阵列，所述闪烁晶体阵列包括侧面及侧面两端的两端面，所述两端面分别为光子入射面和出射面；
11.若干光电器件，所述若干光电器件设置在所述闪烁晶体阵列的所述侧面且包围所述侧面。
12.进一步，所述闪烁晶体阵列整体呈正方体或长方体排布，包括相对的两端面及两端面之间的所述侧面，所述两端面的其中之一为所述伽马光子的入射面，另一为所述伽马光子的出射面。
13.进一步，所述闪烁晶体阵列包括若干个拼粘或相对固定的闪烁晶体条。
14.进一步，所述闪烁晶体阵列中至少包含两种不同材料的闪烁晶体条。
15.进一步，闪烁晶体条间的拼粘材料折射率与闪烁晶体材料折射率差别不超过50％，且拼粘材料允许闪烁晶体中发射出的闪烁光子透过。
16.所述闪烁晶体阵列中，对任何一个闪烁晶体条，在闪烁晶体阵列的四个侧面上均至少存在一个光电器件，其能接收到所述闪烁晶体条所发出，并透过其他闪烁晶体条及闪烁晶体条间的拼粘材料，到达所述光电器件的闪烁光子并输出电信号。
17.所述闪烁光子在对应闪烁晶体条发出后，在穿过若干闪烁晶体条到被若干光电器件接收前，在任意方向上穿过的有效路径不同；
18.其中，伽马光子入射到不同的闪烁晶体条时，所述若干光电器件输出电信号幅度各自不同，利用所述若干光电器件的电信号，计算其权重确认伽马光子接收的闪烁晶体条沉积位置；
19.进一步，利用权重定位方法准确确定入射光子位置信息，包括：
20.标定过程，利用笔形伽马光子束逐一扫描各个闪烁晶体单元，计算伽马光子入射每个闪烁晶体时，全部光电器件上的信号ei，i为光电器件编号；再根据ei计算权重位置参考值x
c，i
和y
c，i
，其中w
x，i
和w
y，i
是预先设定值；将标定的{x
c，i
，y
c，i
}进行预存；
21.采集过程，当有伽马光子接收时，计算该光子对应的权重位置参考值x
′c和y
′c；在{x
c，i
，y
c，i
}找到与x
′c和y
′c最接近的x
c，i
和y
c，i
，从而以相应的闪烁晶体单元位置作为伽马光子的入射位置。
22.作为本公开的一个方面，提供一种利用所述的伽马光子探测的装置，包括：
23.所述探测装置包括若干个沿放射源发射伽马射线的入射方向多层排布，或并列排布，错位或交叠排布的探测准直单元层。
24.若干个探测准直单元层的成像探测单元上至少存在一个闪烁晶体，能够使从成像视野一点发射的伽马光子在入射到达最后一个成像探测单元层的该闪烁晶体的传输路径上，不穿过任何光电器件或电路板材料。
25.(三)有益效果
26.从上述技术方案可以看出，本公开一种伽马射线成像探测单元及装置至少具有以下有益效果其中之一：
27.(1)相较于现有在伽马光子入射方向的远端面上耦合光电器件的探测单元及装置，本公开公开伽马光子探测单元及装置，利用所述若干光电器件设置在所述闪烁晶体阵列的所述侧面且包围四个侧面，伽马光子从闪烁晶体阵列侧面入射，可以在伽马光子的入射方向上避免光子计数的损失，提高伽马光子的探测效率。
28.(2)本公开中闪烁晶体条间的拼粘材料折射率与闪烁晶体材料折射率差别不超过50％，且拼粘材料允许闪烁晶体中发射出的闪烁光子透过。利用权重定位方法准确确定入射光子位置信息，准确得到入射伽马光子的接收位置，提升了伽马光子位置进度。
附图说明
29.图1为实施例1伽马光子探测单元结构示意图。
30.图2为实施例2伽马光子探测单元结构示意图。
31.图3为实施例3伽马光子探测单元结构示意图。
32.图4为实施例4伽马光子探测单元结构示意图。
33.图5为实施例5伽马光子探测单元结构示意图。
34.图6为实施例6伽马光子探测单元结构示意图。
35.图7为实施例7伽马光子探测单元结构示意图。
36.图8为实施例8伽马光子探测装置结构示意图。
37.图9为实施例9伽马光子探测装置结构示意图。
38.图10为实施例10伽马光子探测装置结构示意图。
具体实施方式
39.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
40.本公开提出一种伽马射线成像探测单元，用于确定入射伽马光子在探测单元沉积位置，包括：闪烁晶体阵列，所述闪烁晶体阵列包括侧面及侧面两端的两端面，所述两端面分别为光子入射面和出射面；若干光电器件，所述若干光电器件设置在所述闪烁晶体阵列的所述侧面且包围四个侧面。
41.进一步，所述闪烁晶体阵列整体呈正方体或长方体排布，包括相对的两端面及两端面之间的所述侧面，所述两端面的其中之一为所述伽马光子的入射面，另一为所述伽马光子的出射面。所述闪烁晶体阵列包括若干个拼粘或相对固定的闪烁晶体条。所述闪烁晶体阵列中至少包含两种不同材料的闪烁晶体条。
42.进一步，闪烁晶体条间的拼粘材料折射率与闪烁晶体材料折射率差别不超过50％，且拼粘材料允许闪烁晶体中发射出的闪烁光子透过。所述闪烁晶体阵列中，对任何一个闪烁晶体条，在闪烁晶体阵列的四个侧面上均至少存在一个光电器件，其能接收到所述闪烁晶体条所发出，并透过其他闪烁晶体条及闪烁晶体条间的拼粘材料，到达所述光电器件的闪烁光子并输出电信号。
43.所述闪烁光子在对应闪烁晶体条发出后，在穿过若干闪烁晶体条到被若干光电器件接收前，在任意方向上穿过的有效路径不同；其中，伽马光子入射到不同的闪烁晶体条时，所述若干光电器件输出电信号幅度各自不同，利用所述若干光电器件的电信号，计算其权重确认伽马光子接收的闪烁晶体条沉积位置；
44.进一步，利用权重定位方法准确确定入射光子位置信息，包括：
45.标定过程，利用笔形伽马光子束逐一扫描各个闪烁晶体单元，计算伽马光子入射每个闪烁晶体时，全部光电器件上的信号ei，i为光电器件编号；再根据ei计算权重位置参考值x
c，i
和y
c，i
，其中w
x，i
和w
y，i
是预先设定值；将标定的{x
c，i
，y
c，i
}进行预存；
46.采集过程，当有伽马光子接收时，计算该光子对应的权重位置参考值x
′c和y
′c；在{x
c，i
，y
c，i
}找到与x
′c和y
′c最接近的x
c，i
和y
c，i
，从而以相应的闪烁晶体单元位置作为伽马光子的入射位置。
47.相较于现有在伽马光子入射方向的远端面上耦合光电器件的探测单元及装置，本公开公开了一种精确定位伽马光子探测单元及装置，利用所述若干光电器件设置在所述闪烁晶体阵列的所述侧面且包围四个侧面，伽马光子从闪烁晶体阵列包括侧面入射面，当光子穿过时不会受到光电器件及电路板阻挡，减少了由于光子被光电器件及电路板吸收对图像质量的影响。所述伽马射线从单个探测准直模块的前后面穿过，光电器件及电路板位于探测器的伽马光子入射方向的侧面，不会对多层探测器间的伽马光子造成阻挡，避免了对图像质量的影响。可以在伽马光子的入射方向上避免光子计数的损失，提高伽马光子的探测效率。
48.本公开中闪烁晶体条间的拼粘材料折射率与闪烁晶体材料折射率差别(本公开中所涉及的闪烁晶体条间的拼粘材料折射率r1与闪烁晶体材料折射率r2差别δr＝|r1-r2|/min(r1，r2)，即r1、r2的差值的绝对值与所述r1、r2中的较小者的比值)不超过50％，且拼粘材料允许闪烁晶体中发射出的闪烁光子透过。利用权重定位方法准确确定入射光子位置信息，准确得到入射伽马光子的接收位置，提升了伽马光子位置进度。且所述伽马光子在进入成像探测单元的闪烁晶体阵列的闪烁晶体条前，所经过的在前的闪烁晶体条数目、闪烁晶体条长度、闪烁晶体条材质这三者中至少有一个不同。也就是说，所述错位、交叠排布的若干成像探测单元的闪烁晶体阵列中至少存在这样一个闪烁晶体条，使得来自被检测物体内不同方向的光子在进入该闪烁晶体条前，透过其他闪烁晶体条及闪烁晶体条间的拼粘材料，到达所述光电器件的闪烁光子并输出电信号。
49.各成像探测单元的闪烁晶体阵列为二维阵列排布，闪烁晶体阵列和包括多个独立的闪烁晶体条和/或多个拼粘的闪烁晶体条。闪烁晶体阵列可以曲nai、csi、labr3、clyc、bgo、lso、lyso、gso、yso、yap、gagg中的任意一种或多种组合而成，也可在所述多个独立的
闪烁晶体条之间利用空气、树脂、聚乙烯塑料、低密度材质等对比密度不同的物质进行填充。所述闪烁晶体的二维阵列排布能够实现更加复杂的不同晶体材料、不同间距的闪烁晶体块的排布，从而提高本spect装置的成像性能。
50.作为本公开公开的一个方面，提供一种利用所述的伽马光子探测的装置，包括：
51.所述探测装置包括若干个沿放射源发射伽马射线的入射方向多层排布，或并列排布，错位或交叠排布的探测准直单元层。
52.若干个探测准直单元层的成像探测单元上至少存在一个闪烁晶体，能够使从成像视野一点发射的伽马光子在入射到达最后一个成像探测单元层的该闪烁晶体的传输路径上，不穿过任何光电器件或电路板材料。
53.进一步，本公开伽马光子探测单元及装置可用于spect或pet等系统，或spect和pet同时采集。
54.下面结合附图详细介绍本公开实施例。
55.实施例1
56.如图1所示，所述成像探测单元1包括闪烁晶体阵列2和光电器件3，所述闪烁晶体阵列2整体呈正方体或者长方体结构，包括四个侧面及两个端面。所述光电器件3耦合在所述闪烁晶体阵列2的侧面上。
57.其中，所述闪烁晶体阵列2为二维阵列结构，包括多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5，所述多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5交替排布，相邻的两个闪烁晶体4、5材质不同。在闪烁晶体条间的拼粘材料的折射率与闪烁晶体材料的折射率的差别不超过50％，且拼粘材料允许闪烁晶体中发射出的闪烁光子s透过。
58.所述闪烁晶体阵列中，对任何一个闪烁晶体条，在闪烁晶体阵列的四个侧面上均至少存在一个光电器件，其能接收到所述闪烁晶体条所发出，并透过其他闪烁晶体条及闪烁晶体条间的拼粘材料，到达所述光电器件的闪烁光子并输出电信号。
59.所述闪烁光子在对应闪烁晶体条发出后，在穿过若干闪烁晶体条到被若干光电器件接收前，在任意方向上穿过的有效路径不同。
60.其中，在所述伽马光子p入射到不同的闪烁晶体条时，所述若干光电器件输出电信号幅度各自不同，利用所述若干光电器件的电信号，可以计算其权重从而确认伽马光子接收的闪烁晶体条沉积位置；
61.实施例2
62.如图2所示，本实施例中，所述探测单元1包括闪烁晶体阵列2和若干光电器件3，所述闪烁晶体阵列2为二维阵列结构，包括多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5，所述闪烁晶体阵列具有四个侧面，在所述闪烁晶体的每个所述侧面设置有若干光电器件，每个光电器件与一个所述闪烁晶体条的侧面耦合，每个光电器件的宽度与每个闪烁晶体条的宽度相同。所述多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5交替排布，相邻的两个闪烁晶体条4、5的材质不同。所述闪烁晶体的折射率差别很小，允许大量闪烁光子透过。
63.所述闪烁晶体条间的拼粘材料的折射率与闪烁晶体材料的折射率的差别不超过50％，且所述拼粘材料允许闪烁晶体中发射出的闪烁光子透过后被光电器件接收产生电信号。当伽马光子入射点p1在晶体阵列中心，各个光电器件上的信号幅度接近；当伽马光子入射点p2在晶体阵列边缘，各个光电器件上的信号有明显差别，靠近入射点的光电器件信号
很大。若干光电器件输出电信号幅度各自不同，利用所述若干光电器件的电信号，计算其权重从而确认伽马光子接收的闪烁晶体条沉积位置，本实施例利用权重定位方法可准确确定入射光子位置信息。因此光电器件信号的组合与伽马光子入射点位置相关。不同的闪烁晶体材料会影响伽马光子位置计算结果。
64.实施例3
65.如图3所示，本实施例中，所述探测单元1包括闪烁晶体阵列2和四个光电器件3，所述闪烁晶体阵列具有四个侧面，所述四个光电器件分别耦合在闪烁晶体阵列的四个侧面且包围所述四个侧面，每个光电器件耦合在所述闪烁晶体阵列的四个侧面中一个侧面且包围所述一个侧面。所述闪烁晶体阵列2为二维阵列结构，包括多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5，所述多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5交替排布，相邻的两个闪烁晶体条4、5的材质不同。不同的伽马光子入射位置不同，则所述四个侧面对应输出的电信号幅度和曲线不同，利用权重定位方法准确确定入射光子位置信息。本实施例相较于前述实施案例可以降低光电器件的通道数，降低设计难度和处理要求。
66.实施例4
67.如图4中，本实施例中，所述探测单元1包括闪烁晶体阵列2和若干光电器件3，所述闪烁晶体阵列2为二维阵列结构，包括多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5，所述闪烁晶体阵列具有四个侧面，在所述闪烁晶体的每个所述侧面设置有若干光电器件，每个光电器件的宽度大于每个闪烁晶体条的宽度。所述多个闪烁晶体条4和多个闪烁晶体条5交替排布，相邻的两个闪烁晶体条4、5的材质不同。优选的，每个光电器件的宽度为每个闪烁晶体条的宽度的1.5倍。由此降低了对入射点位置测量的精度，但是省了光电器件和后续电子学电路，减少成本。
68.实施例5
69.如图5中，本实施例中，所述探测单元1包括闪烁晶体阵列2和若干光电器件3，所述闪烁晶体阵列具有四个侧面，在所述闪烁晶体的每个所述侧面设置有若干光电器件。所述闪烁晶体阵列2为二维阵列结构，包括多个第一闪烁晶体组g1和多个第二闪烁晶体组g2，每个第一闪烁晶体组包括两个闪烁晶体条4，每个第二闪烁晶体组包括两个闪烁晶体条5，第一晶体组合第二晶体组交替排布，闪烁晶体条4与闪烁晶体条5的材质不同。闪烁晶体条4的材料和闪烁晶体条5的材料的折射率差别小于但是接近于50％，因此闪烁光在闪烁晶体条4和闪烁晶体条5的界面上既有一定比例透过，又有一定比例发生全反射。因此，除了与实施例1类似，光电器件的信号组合与伽马光子入射位置相关外，沿同一类型晶体条区域中的闪烁光子传播比例更高，对应的耦合于该类型晶体条的光电器件具有更高的信号，因而可以进一步增强对入射光子位置判断的效果。
70.实施例6
71.如图6中，本实施例中，闪烁晶体条4的材料和闪烁晶体条5的材料的折射率接近，对伽马光子的衰减系数差别超过20％以上。因此，伽马光子入射到闪烁晶体条4的材料和闪烁晶体条5上的概率有明显差别。在判断伽马光子入射位置时，可以进一步利用入射概率的差别，提高判断精度。
72.实施例7
73.如图7中，本实施例中，在闪烁晶体条4和闪烁晶体条5的交界面上，一部分区域用
全反射反光膜6覆盖，另一部分区域用对闪烁光子透明的材料粘接。由此限制了闪烁光子的传播路径，使得光电器件上的信号对伽马光子入射位置的变化更加敏感。
74.实施例8
75.在本实施例中，如图8所示，被检测物体(例如人体)10内的放射性核素产生伽马光子，伽马光子探测装置包括成像探测单元11、12。成像探测单元11和成像探测单元12在所述人体之外沿所述伽马光子运动方向由内而外依次呈两层排布。
76.其中，沿所述伽马光子运动方向在前的成像探测单元为成像探测单元11，沿所述伽马光子运动方向在后的成像探测单元为成像探测单元12，所述成像探测单元11较所述成像探测单元12更靠近人体。所述成像探测单元11、12均包括闪烁晶体阵列13和光电器件14、15、16、17。所述闪烁晶体阵列3由多种不同伽马光子衰减系数的晶体条组成整体呈长方体结构，包括四个侧面及两个端面。所述光电器件14、15、16、17分别耦合在所述四个侧面上(用于在伽马光子作用沉积后输出入射的伽马光子位置、能量、时间信息的数字信号)，所述两个端面中靠近所述被检测物体的端面为伽马光子入射面，所述两个端面中远离所述被检测物体的端面为伽马光子出射面。所述成像探测单元2的结构与成像探测单元1相比，除了闪烁晶体阵列可以由多种不同伽马光子衰减系数的晶体条组成，也可以由同一种伽马光子衰减系数的晶体条组成外，其他结构均相同。
77.所述闪烁晶体阵列13为二维阵列结构，包括多个闪烁晶体条21和多个闪烁晶体条22，所述闪烁晶体条21和多个闪烁晶体条22交替排布，相邻的两个闪烁晶体条21、22材质可以不同也可以相同(本实施例中二维阵列结构的同一行的闪烁晶体条材质相同，同一列相邻的闪烁晶体条的材质不同)。优选的，所述闪烁晶体阵列包括不同材质不同间距的多个闪烁晶体条以提高系统的成像性能。
78.当光子穿过成像探测单元11而未被成像探测单元11吸收，且到达成像探测单元12后被成像探测单元12吸收并沉积能量时，通过处理光电器件输出的信号通过权重位置算法即可得到伽马光子在成像探测单元12的准确作用位置信息。本实施例将成像探测单元11、12进行多层排布，将伽马光子作用在成像探测单元12中的作用位置与成像探测单元11中不同的晶体条位置连线，可对应来自人体内不同方向的伽马放射源位置。且由于成像探测单元1中的晶体阵列由多种不同伽马光子衰减系数不同的晶体条组成，来自人体内不同方向的伽马光子，穿过成像探测单元11且不被吸收的概率不同，因此，根据成像探测单元12中伽马光子的作用位置信息和成像探测单元11中的晶体衰减系数分布信息，还可以得到成像探测单元12中所探测到的光子来自人体内不同方向的概率，即：达到判别入射伽马光子方向的效果。
79.进一步地，当光子穿过时不会受到光电器件及电路板阻挡，提高了伽马光子的探测效率，因此避免了光子被光电器件及电路板吸收对图像质量的影响。
80.实施例9
81.在本实施例中，如图9所示，被检测物体(例如人体)10内的放射性核素产生伽马光子，伽马光子探测装置包括成像探测单元11、12、18。成像探测单元11、成像探测单元12、成像探测单元18在所述人体之外沿所述伽马光子运动方向由内而外依次呈三层排布。
82.其中，沿所述伽马光子运动方向在最前侧的成像探测单元为成像探测单元11，沿所述伽马光子运动方向在最后侧的成像探测单元为成像探测单元18，沿所述伽马光子运动
方向在成像探测单元11和成像探测单元18之间的成像探测单元为成像探测单元12。所述成像探测单元11较所述成像探测单元12更靠近人体，所述成像探测单元18较所述成像探测单元12更远离人体。
83.所述成像探测单元11和所述成像探测单元12的结构相同，包括闪烁晶体阵列13和光电器件14、15、16、17。所述闪烁晶体阵列13整体呈长方体结构，包括四个侧面及两个端面。所述光电器件14、15、16、17分别耦合在所述四个侧面上，所述两个端面中靠近所述被检测物体的端面为伽马光子入射面，所述两个端面中远离所述被检测物体的端面为伽马光子出射面。
84.所述成像探测单元18与所述成像探测单元11、12的结构不同。所述成像探测单元18包括闪烁晶体阵列19和光电器件20，所述闪烁晶体阵列19整体呈长方体结构，包括四个侧面及两个端面。所述光电器件20耦合在所述闪烁晶体阵列19的远离所述被检测物体的端面上。
85.所述闪烁晶体阵列13、19为二维阵列结构，均包括多个闪烁晶体条21和多个闪烁晶体条22，所述多个闪烁晶体条21和多个闪烁晶体条22交替排布，相邻的两个闪烁晶体21、22材质不同。
86.其中，所述闪烁晶体阵列19与闪烁晶体阵列13的结构可以相同，也可以不同。所述闪烁晶体阵列19的闪烁晶体条与闪烁晶体阵列13的闪烁晶体条的材质、排布等可以相同，也可以不同。
87.当光子从成像探测单元11(或成像探测单元12、18)的前后两个端面穿过时，通过处理光电器件输出的信号即可得到伽马光子在该层成像探测单元11(或成像探测单元12、18)的准确作用信息。本实施例通过将成像探测单元11、12、18进行多层排布，成像探测单元3上吸收的伽马光子，其作用方向同时由成像探测单元3上的作用位置、成像探测单元2上的晶体衰减系数分布信息和成像探测单元1上的晶体衰减系数分布信息共同决定，因此比实施例8可以达到更好的方向分辨的效果。并结合实施例8中双层成像探测单元中伽马光子在闪烁晶体的沉积概率随伽马光子入射方向的变化判别伽马光子的入射方向，因此三层结构可以比二层结构收集更多的光子及达到更好的判别方向的效果。
88.实施例10
89.在本实施例中，如图10所示，被检测物体(例如人体)100内的放射性核素产生伽马光子，伽马光子探测装置包括多个成像探测单元101、多个成像探测单元102及多个成像探测单元108。所述多个成像探测单元101构成探测准直单元113，所述多个成像探测单元102构成探测准直单元114、所述多个成像探测单元108构成探测准直单元115。所述探测准直单元113、探测准直单元114、探测准直单元115在所述人体之外沿所述伽马光子运动方向由内而外依次呈三层排布。
90.其中，沿所述伽马光子运动方向在最前侧的成像探测单元为探测准直单元113，沿所述伽马光子运动方向在最后侧的探测准直单元为探测准直单元115，沿所述伽马光子运动方向在探测准直单元113和探测准直单元115之间的探测准直单元为探测准直单元114。所述探测准直单元113较所述探测准直单元114更靠近人体，所述探测准直单元115较所述探测准直单元114更远离人体。
91.所述探测准直单元113整体呈圆环形，环绕所述人体一周设置。所述探测准直单元
114整体呈圆环形，环绕所述探测准直单元113一周设置。所述探测准直单元115整体圆环形，环绕所述探测准直单元114一周设置。
92.所述探测准直单元113包括的所述多个成像探测单元101在所述人体之外沿所述人体的周向排布，从而整体呈圆环形。与所述多个成像探测单元101类似，所述多个成像探测单元102在所述人体之外沿所述探测准直单元113的周向排布，从而整体呈圆环形。所述多个成像探测单元108在所述人体之外沿所述探测准直单元114的周向排布，从而整体呈圆环形。
93.所述成像探测单元101和所述成像探测单元102的结构相同，包括闪烁晶体阵列103和光电器件104、105、106、107。所述闪烁晶体阵列103整体呈长方体结构，包括四个侧面及两个端面。所述光电器件104、105、106、107分别耦合在所述四个侧面上，所述两个端面中靠近所述被检测物体的端面为伽马光子入射面，所述两个端面中远离所述被检测物体的端面为伽马光子出射面。
94.所述成像探测单元108与所述成像探测单元101、102的结构不同。所述成像探测单元108包括闪烁晶体阵列109和光电器件110，所述闪烁晶体阵列109整体呈长方体结构，包括四个侧面及两个端面。所述光电器件110耦合在所述闪烁晶体阵列109的远离所述被检测物体的端面上。
95.所述闪烁晶体阵列103为二维阵列结构，包括多个闪烁晶体条111和多个闪烁晶体条112，所述多个闪烁晶体条111和多个闪烁晶体条112交替排布，相邻的两个闪烁晶体111、112材质不同。
96.其中，所述闪烁晶体阵列109与闪烁晶体阵列103的结构可以相同，也可以不同。所述闪烁晶体阵列109的闪烁晶体条与闪烁晶体阵列103的闪烁晶体条的材质、排布等可以相同，也可以不同。
97.当然本公开对各探测准直单元的数量，闪烁晶体的数量，成像探测单元的数量等不作限制。
98.此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
99.需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
100.再者，单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
101.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
102.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施
例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
103.以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。