基于SiPM的数字化PET探测器设计、实现与评估

发布时间：2017-11-18 06:02

  本文关键词：基于SiPM的数字化PET探测器设计、实现与评估

  更多相关文章： SiPM 二维传输线复用方法 MVT PET探测器模组

【摘要】：正电子断层扫描成像(Positron Emission Tomography,PET)是一种无创且能够实时对生物体进行功能成像的造影设备,通过检测生物体内示踪剂的分布,定量地评估各器官的功能、生化反应以及代谢旺盛程度,在肿瘤、心血管、神经系统等方面疾病的诊断、评估具有重要作用,并可应用于生物制药等产业。采用数字化方法搭建的PET系统抗干扰能力强,易于实现系统校正与系统优化,可引入数字信号处理技术的相关优势,是PET系统发展的热点方向。多阈值电压采样方法(Multi-Voltage Threshold,MVT)是一种可用于数字化PET的高效数字化方法,可代替高采样率数模转换器件(Analog-to-Digital Convertor,ADC)实现高时间性能数字化采样。本文主要工作内容为采用硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)以及MVT数字化方法搭建数字化PET探测器模组。SiPM外形紧凑、供电电压低、增益高、工作不受磁场影响,以之搭建的PET探测器具有不可替代的优势。但PET中SiPM探测器通道繁多,降低了系统集成可行性。文章中提出二维传输线复用方法实现SiPM探测器高效率、高性能的通道复用,有效减少了后级读出通道数目。在模组设计中,采用MVT数字化方法对探测器的闪烁脉冲数字化,并创新性采用MVT方法实现传输线复用方法位置信息的获取,以之获得清晰的复用电路的位置谱。所搭建的数字化PET探测器模组探测面积为76 mm×50 mm,外形紧凑,方便通过数字接口进行组装与扩展,所采集到数据通过网线传至计算机进行后续数据处理。文章中,采用一对探测器模组搭建的实验平台来评估模组的性能,所得探测器模组的位置谱清晰易辨,模组能量分辨率为16.8%@511 keV,一对模组间的平均时间分辨率为1.67 ns(相较于未采用通道复用的对比结果1.42 ns恶化不多),采用假体成像成功实现了1.6 mm的成像分辨率。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH774

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