硅酸钇镥和碲锌镉两种PET探测器前端电子学系统设计与测试

发布时间：2020-11-21 06:01

　　 正电子发射型计算机断层显像技术(Positron Emission Tomography,PET),是一种利用正电子湮灭原理显现活体生物微观分子代谢、受体活动及神经介质传递等生物代谢活动的新型影像技术。PET具有高灵敏度、强特异性、可全身显像、高安全性能等优势,现已广泛应用于多种疾病诊断、病情判断分析、药物治疗效果评价、脏器代谢功能研究和新药研发等多个医疗、生物、药学等研究领域中。PET的成像质量受探测器性能、探测器位置摆放、探测器数量、图像重建算法等一系列因素的影响。探测器性能直接决定了PET整机系统的性能,因此,探测器的研究是PET整机系统开发中至关重要的一个环节。本文设计并测试了两套PET探测器前端电子学系统:硅酸钇镥(LYSO)闪烁体探测器和碲锌镉(CZT)半导体探测器。LYSO探测器基于LYSO晶体与PSPMT耦合,包括三个部分:12×12的LYSO晶体阵列(像素为1.6×1.6×10mm~3)、日本滨松R8900型位置灵敏光电倍增管以及自主设计的前置放大器组件。基于PXI8501同步采集卡编写了一套LabVIEW单探头四路信号数据采集处理程序和双探头符合数据处理程序。获取了12×12像素阵列LYSO探测器的本底二维位置图,并测得本底位置区分度FWHM可达0.21mm。进一步利用~(22)Na标准源测试了LYSO探测器的单像素平均能量分辨率为20.6%和其平均位置区分度FWHM为0.54mm。基于0.6×0.6×10mm~3 CZT晶体、PC250和MA-01C电荷灵敏前置放大电路以及滤波放大电路设计了一套CZT像素型探测器,并用~(22)Na进行了测试,获取了单像素的能谱图。本文成功设计了一套12×12阵列型LYSO闪烁体位置探测器和一套8×8阵列的CZT像素型半导体探测器。这两种探测器将被用于本课题组的MINI-PET中,为后期实验打下基础。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TL81
【部分图文】：

PET 结构示意简图

图 2.2 符合测量原理图2.2 PET 探测器2.2.1 探测器晶体为满足现代 PET 扫描速度快、分辨率高的要求，探测器的闪烁晶体必须满足以下条件：阻止本领高、荧光衰减时间快、光输出高、与光电倍增管匹配度高、硬度大、无余辉、不吸潮、可大批量加工生产等[46]。经过将近四十年的发展，研研究人员在 PET 系统的空间分辨率、灵敏度、计数率、以及计算能力（从模拟电路到数字电路的转换）等方面做了不懈努力和深入探索。从 NaI(Tl)、锗酸铋（BGO）、硅酸镥类（LSO/LYSO）等闪烁体，到碲锌镉（CZT）半导体，新型材料的不断研制，不仅使 PET 系统的探测效率有了极大的提高，而且使 PET 探

室温下NaI(Tl)晶体的发光光谱
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本文编号：2892639