高性能小動(dòng)物PET探測器和測試實(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，對人類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察較小的生物體組織。前端閃爍晶體探測器是決定小動(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，針對研發(fā)高性能小動(dòng)物PET探測器為突破點(diǎn)。研究和設(shè)計(jì)高性能小動(dòng)物PET探測器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和測試裝置，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)具有三維深度測量探測器。本論文主要研究內(nèi)容有：
　?。?）首先對小動(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)和探測器模塊的研究現(xiàn)狀，并結(jié)合系統(tǒng)對探測器性能要求選擇合適的閃爍晶體材料。
　?。?）通過

3、分析PET探測器結(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器耦合劑對光輸出的影響。
　?。?）研究設(shè)計(jì)小動(dòng)物PET探測器實(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探測器刻度和深度測量實(shí)驗(yàn)裝置，并測量其定位精度滿足實(shí)驗(yàn)要求。
　

4、　（4）然后闡述了影響 PET系統(tǒng)性能的主要參數(shù)，并對空間分辨率、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、峰谷比曲線繪制、能譜圖繪制、DOI分辨率計(jì)算方法，并通過Matlab軟件編程實(shí)現(xiàn)。
　?。?）在25±0.5oC溫度條件下對晶體陣列不符合測試和5個(gè)深度位置符合測量，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