高性能小動(dòng)物PET探測(cè)器和測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、PET是一種的功能分子影像技術(shù)，它是癌癥、冠心病和腦部疾病等人類(lèi)生命重大威脅疾病的早期診斷和治療方案指導(dǎo)的最佳工具。小動(dòng)物PET作為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究和臨床研究之間的紐帶，對(duì)人類(lèi)重大疾病的研究有重要意義。但是與臨床PET不同，它有更高的性能要求用于觀(guān)察較小的生物體組織。前端閃爍晶體探測(cè)器是決定小動(dòng)物PET系統(tǒng)性能的關(guān)鍵部件，也是目前研發(fā)高性能PET系統(tǒng)的重點(diǎn)突破方向。
　　本文在詳細(xì)了解國(guó)內(nèi)外小動(dòng)物 PET研發(fā)現(xiàn)狀的前提下，分析 PET

2、系統(tǒng)成像的基本原理，針對(duì)研發(fā)高性能小動(dòng)物PET探測(cè)器為突破點(diǎn)。研究和設(shè)計(jì)高性能小動(dòng)物PET探測(cè)器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和測(cè)試裝置，采用光電倍增管（PMT）、新型硅光電倍增（SiPM）與硅酸釔镥（LYSO）晶體相結(jié)合，設(shè)計(jì)具有三維深度測(cè)量探測(cè)器。本論文主要研究?jī)?nèi)容有：
　?。?）首先對(duì)小動(dòng)物 PET系統(tǒng)成像原理及應(yīng)用做了詳細(xì)介紹，分析小動(dòng)物 PET系統(tǒng)和探測(cè)器模塊的研究現(xiàn)狀，并結(jié)合系統(tǒng)對(duì)探測(cè)器性能要求選擇合適的閃爍晶體材料。
　?。?）通過(guò)

3、分析PET探測(cè)器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)LYSO晶體單元表面處理方案,選擇ESR和 BaSO4作為晶體陣列反射層材料和幾種厚度的 PMMA作為外置光導(dǎo)，設(shè)計(jì)幾種封裝形式，分析硅油作為晶體和光探測(cè)器耦合劑對(duì)光輸出的影響。
　?。?）研究設(shè)計(jì)小動(dòng)物PET探測(cè)器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，SiPM電阻網(wǎng)讀出方案設(shè)計(jì)和PMT選型。設(shè)計(jì)選擇各個(gè)數(shù)據(jù)處理模塊。設(shè)計(jì)基于可編程邏輯控制（PLC）的三維 PET探測(cè)器刻度和深度測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置，并測(cè)量其定位精度滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。
　

4、?。?）然后闡述了影響 PET系統(tǒng)性能的主要參數(shù)，并對(duì)空間分辨率、靈敏度、能量分辨率和作用深度分辨率幾項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)做了深入分析。數(shù)據(jù)處理方面，用 VC軟件分割晶體單元生成查找表，設(shè)計(jì)晶體分辨圖計(jì)算、峰谷比曲線(xiàn)繪制、能譜圖繪制、DOI分辨率計(jì)算方法，并通過(guò)Matlab軟件編程實(shí)現(xiàn)。
　?。?）在25±0.5oC溫度條件下對(duì)晶體陣列不符合測(cè)試和5個(gè)深度位置符合測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明，晶體單元之間為漫反射的LYSO晶體陣列比鏡面反射的晶體