在2022年11月5日至11月12日举行的国际电子与电气工程师协会核科学与医学影像2022年会(IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference 2022, IEEE NSS/MIC 2022)上，太阳集团官网三年级博士生朱艺航报告的论文《Collimator-less Single-Slim-Detector SPECT》（《无准直器的单根超细长晶体SPECT》）获得最佳学生论文奖（Best Student Paper Award）第三名。IEEE NSS/MIC年会是太阳集团官网学术委员会认定的本领域顶级国际学术会议。本届年会共收到来自41个国家的1250余篇投稿论文，其中NSS和MIC分会各评出3篇最佳学生论文。

传统的单光子发射计算机断层成像（SPECT）设备通常配备带有重金属准直器的伽马探头来进行放射性药物分布的探测，其空间分辨率和探测效率被重金属准直器限制，且设备庞大笨重。课题组近期提出原始创新的自准直成像方法 —— 依靠多个稀疏分布探测器单元对光子的吸收，实现探测器对光子自准直成像。相关研究成果曾在SNMMI 2022会议网站热点新闻报道中被评价为“革命性创新技术(Revolutionary Technology)”。本研究工作在自准直成像方法上再度突破创新，提出了一种仅靠单根闪烁晶体对伽马光子实现自准直成像的崭新SPECT成像方式。

本研究工作首先提出了对“探测-成像”概念的创新性理解。指出探测器在对某个空间位置的探测灵敏度相对其他位置急剧降低时，在该位置上可实现与探测灵敏度在该位置显著升高（例如：传统的平行孔准直器探测器）同样有效的成像效果。进一步利用单根超细长晶体对入射光子接收立体角的剧烈变化，实现探测灵敏度在晶体轴线方向急剧降低的效果。本工作通过蒙卡模拟和实验验证了：仅有一根1 × 1 × 20 mm³的闪烁晶体组成的极简化单晶体SPECT系统，可以有效实现毫米级SPECT成像，且对复杂形状源有良好的成像能力。这一基于单根晶体的自准直成像方法使得研制适用于移动式便携应用的极简化SPECT成像设备成为可能。

由单根超细长晶体组成的极简SPECT系统

单根超细长晶体有效实现毫米级SPECT成像

本论文第一作者为博士生朱艺航，论文通讯作者为太阳集团官网长聘副教授马天予。美国纽约州立大学布法罗分校的姚如涛(Rutao Yao)教授对本工作亦有重要贡献。相关工作得到北京市自然基金重点研究专题项目、清华大学自主科研计划交叉专项项目和清华大学精准医学研究院探索项目支持。