光电倍增管（PMT）阴极均匀性对正电子发射断层扫描成像系统（PET）的性能影响研究

发布时间：2017-11-09 13:27

  本文关键词：光电倍增管（PMT）阴极均匀性对正电子发射断层扫描成像系统（PET）的性能影响研究

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【摘要】：PET/CT是将正电子发射断层成像(PET)与X射线断层成像(CT)两种技术融合的新型医学影像设备。PET能够从分子水平上反映人体组织器官的生理、病理及代谢情况,CT则能够通过测定透过人体的X线量来获得病变位置,二者的融合能够实现更好的成像质量,对肿瘤的早期诊断具有十分重要的作用和意义。探测器是PET的核心部件,大多数探测器都是由晶体与光电倍增管(PMT)耦合而成。PET探测器原理是正电子湮灭,注入人体内的示踪剂,其放射性核素在衰变过程中产生正电子,与体内的负电子发生湮灭而产生γ光子,光子经PMT的光电转换和信号放大,将接收到的光子转换为电信号,最终将人体的病变情况呈现在图像上。由于湮灭产生的光子是能量大小相等、方向相反的成对光子,所以为捕捉这些光子,PET探测器呈环形分布,这样的环状探测器就需要使用大量的光电倍增管。PMT性能的好坏会对PET的成像质量产生很大的影响,其中PMT的阴极均匀性是影响探测器分辨率最重要的一个因素。因此,为了使PET后期的成像质量能够得到保障,本文搭建了一套测试系统,对PET中所使用的CR260型光电倍增管的阴极均匀性进行检测,为PET筛选合格的管子进行安装使用,并为PMT阴极均匀性对PET所产生的影响研究提供了依据。搭建的测试系统包括光源、测试暗箱、扫描振镜、高压电源在内的硬件设备和对应的数据采集、控制的软件两大组成部分。测试系统光源由LED提供,由两道光阑对光束进行限制和准直,光束直径为1mm。将光源系统和扫描振镜封装在暗箱内,实现有效的避光。PC机与单片机通过串口实现数据通信,通过LabVIEW程序控制X轴和Y轴两个方向的振镜配合偏转,实现光源的移动,进而能够完成PMT整个阴极面的扫描工作。测试系统搭建完毕后,用该测试系统对PET探测器中所使用的CR260型光电倍增管的阴极均匀性进行了检测,并介绍了实验的具体操作步骤、数据采集的方法、数据处理的过程。通过LabVIEW和MATLAB对采集到的数据进行拟合,分别得到PMT阴极均匀性的二维和三维图像,并对阴极不均匀度进行了计算。同时,将测试结果好的管子和测试结果不好的管子的散点图做了对比,通过对比可直观评价PMT的阴极均匀性,为PMT阴极均匀性对PET性能的影响研究提供依据。经测试验证,本文所搭建的测试系统可以实际地提高PMT的检测效率和精确度,进而提高生产效率,具有非常好的实际效果。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH772

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本文编号：1162087