基于CZT半导体探测器的γ相机的研究

发布时间：2020-05-08 12:50

【摘要】：近年来，乳腺癌的发病率高居女性恶性肿瘤发病率第一位，成为影响女性身心健康的严重隐患传统检测手段例如超声检测和钼靶X线检查，因为各自的缺点，使其并不是最好的早期检测手段γ相机具有的功能性成像和分辨率高的优点，使其对乳腺癌的检测有着无与伦比的优点 NaI晶体作为γ相机的探测器材料到目前已经有几十年的历史，随着科技的进步，因为其本身的性能特点，已不能满足新的技术领域对于探测器的要求得飞速发展的电子行业的高新技术使得新型半导体探测器走进了人们的视野CZT晶体的优点使其成为目前国际上最受关注的探测器材料 本课题组基于CZT晶体的优良特性，研发最新的针对于乳腺癌的CZT半导体探测器γ相机本文主要做了以下几个方面的工作： 第一，本文的第一部分工作基于GATE程序，使用GATE程序实现对于CZT半导体探测器的蒙特卡洛模拟，根据仿真结果，对CZT半导体探测器进行性能评估 第二，本文的第二部分工作是对CZT半导体探测器γ相机进行设计，根据第一步得到的CZT半导体探测器的性能结果，设计完整的探测器模块，准直器模块等 第三，根据核医学仪器使用的NEMA标准，对设计好的的CZT半导体γ相机进行性能测试和数据校正主要包括空间分辨率测试能量分辨率测试和均匀性测试 最后，在论文中对本课题的研究成果进行总结，分析不足之处，并提出了课题的下一步研究方向
【图文】：

Anger 相机的原理为：准直器把放射性药物辐射的γ光子投射到大块的 Na薄晶体上，晶体将γ光子转换成可见光 晶体背面的光电倍增管阵列将 NaI 晶体中的闪烁光转换成电信号，并加以放大 闪烁发生的位置不同，闪烁光在各个光电倍增管中的分配就不同，各个光电倍增管输出的脉冲信号的幅度也就不同 定位逻辑电路根据此计算出反映γ光子的入射位置的 X Y 信号和反映γ光子能量的 Z 信号 将 X Y 信号连接到示波器的水平和垂直偏转板上，用脉冲幅度分析器的输出信号，对筛选后的每一个入射的γ光子，在示波器的相应位置都会出现一个亮点 该亮点比 NaI 晶体中的闪烁光要亮的多，很容易在胶片上记录下来经过一段时间的累积，就形成了一帧闪烁图像 γ相机通过测量放射性核素在人体内分布的密度和变化情况来进行诊断，近几年在核医学诊断成像中使用的最多的放射性核素是锝同位素99mTc，它的优点主要有：射线能量适中(14O KeV) 半衰期短(6.1 h)及可以通过化学的方法(无需使用回旋加速器)直接生成等 作为一种重要的放射性核素成像设备，γ相机不仅可以反映人体系统的结构特点，而且可以完成功能成像 通过测量核素在人体内的分布情况，γ相机能够得到各器官的结构特点；又由于被放射性核素标记的

NaI 闪烁探测器相比，CZT 晶体的能量分辨率更高，MeV，不会产生极化现象，且易于加工成像素阵列探测阻率高 原子序数大 禁带宽度较大,,CdZnTe 晶体的积可以很小 能量分辨率高的这些独特的特性使它能材料 CZT 晶体作用时，在晶体内部产生了电子和空穴对，方向运动，最终被收集形成电荷脉冲，形成输出信号形等转换为高斯脉冲，，这些信号最后通过多道分析器 NaI 晶体制作的探测器相比，用 CdZnTe 晶体组成成像模块的面积可以制作的很小, 因此具有相当高的Te 探测器具有很高的量子效率，探测范围很广，从几测范围内
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL814

【参考文献】

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1 代秋声;赵翠兰;漆玉金;;基于连续晶体的高性价比小型伽玛相机模块的设计[J];核技术;2010年01期

本文编号：2654675