光電倍增管(PMT)陰極均勻性對正電子發(fā)射斷層掃描成像系統(tǒng)(PET)的性能影響研究.pdf

1、PET/CT是將正電子發(fā)射斷層成像（PET）與X射線斷層成像（CT）兩種技術(shù)融合的新型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。PET能夠從分子水平上反映人體組織器官的生理、病理及代謝情況，CT則能夠通過測定透過人體的X線量來獲得病變位置，二者的融合能夠?qū)崿F(xiàn)更好的成像質(zhì)量，對腫瘤的早期診斷具有十分重要的作用和意義。
　　探測器是 PET的核心部件，大多數(shù)探測器都是由晶體與光電倍增管（PMT）耦合而成。PET探測器原理是正電子湮滅，注入人體內(nèi)的示蹤劑，其放射性

2、核素在衰變過程中產(chǎn)生正電子，與體內(nèi)的負(fù)電子發(fā)生湮滅而產(chǎn)生γ光子，光子經(jīng)PMT的光電轉(zhuǎn)換和信號放大，將接收到的光子轉(zhuǎn)換為電信號，最終將人體的病變情況呈現(xiàn)在圖像上。由于湮滅產(chǎn)生的光子是能量大小相等、方向相反的成對光子，所以為捕捉這些光子，PET探測器呈環(huán)形分布，這樣的環(huán)狀探測器就需要使用大量的光電倍增管。
　　PMT性能的好壞會對PET的成像質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，其中PMT的陰極均勻性是影響探測器分辨率最重要的一個因素。因此，為了使PE

3、T后期的成像質(zhì)量能夠得到保障，本文搭建了一套測試系統(tǒng)，對PET中所使用的CR260型光電倍增管的陰極均勻性進行檢測，為PET篩選合格的管子進行安裝使用，并為PMT陰極均勻性對PET所產(chǎn)生的影響研究提供了依據(jù)。
　　搭建的測試系統(tǒng)包括光源、測試暗箱、掃描振鏡、高壓電源在內(nèi)的硬件設(shè)備和對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、控制的軟件兩大組成部分。測試系統(tǒng)光源由LED提供，由兩道光闌對光束進行限制和準(zhǔn)直，光束直徑為1mm。將光源系統(tǒng)和掃描振鏡封裝在暗箱內(nèi)，實

4、現(xiàn)有效的避光。PC機與單片機通過串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，通過LabVIEW程序控制X軸和Y軸兩個方向的振鏡配合偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)光源的移動，進而能夠完成PMT整個陰極面的掃描工作。
　　測試系統(tǒng)搭建完畢后，用該測試系統(tǒng)對PET探測器中所使用的CR260型光電倍增管的陰極均勻性進行了檢測，并介紹了實驗的具體操作步驟、數(shù)據(jù)采集的方法、數(shù)據(jù)處理的過程。通過LabVIEW和MATLAB對采集到的數(shù)據(jù)進行擬合，分別得到PMT陰極均勻性的二維和三維圖像，并