紧凑型数字PET探测器

摘要

正电子发射断层扫描成像（Positron Emission Tomography,PET）作为一种功能成像方式，通过检测生物体内依附于特定的生理组织或病理过程的示踪剂分布，反应各器官的功能、生理或病理过程。在现代医学和研究中，不同成像方式提供的分子、功能、解剖信息被组合以提高诊断的准确性，整合多模态医学影像系统已成为目前临床诊断上重要的应用方式和发展目标，混合成像方式对各自成像系统的性能、结构、体积、抗干扰及屏蔽干扰能力等提出了更高的要求。从各自成像原理考虑，将PET系统小型化并嵌入其他成像系统中是一种较为方便实现的方式。
　　本文主要工作内容为设计实现紧凑型的PET探测器。针对磁兼容的硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier,SiPM）搭建探测器带来的读出通道众多，探测器体积难以压缩的问题，提出了基于二极管搭建的带状线（Strip-Line）通道复用电路，精简探测器的读出通道。这种SiPM读出通道的时分复用方式与多阈值电压采样方法（Multi-Voltage Threshold,MVT）的高时间性能数字化采样契合。利用通道复用和MVT采样数字化方法的高集成度，在结构和电路设计上压缩探测器体积，并采用模块化设计，使得系统可灵活铺设。利用8组前端探测器搭建的系统初步测试获得约15％的能量分辨率和约600ps的时间分辨率。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 全文安排

2 数字PET探测器原理与方法

2.1 引言

2.2 闪烁体

2.3 光电转换器件

2.4 闪烁脉冲数字化方法

2.5 带状线（Strip-Line）通道复用方法

2.6 本章小结

3 紧凑型探测器设计与实现

3.1 引言

3.2 前端探测器

3.3 闪烁脉冲数字化模块

3.4 本章小结

4 系统集成方法

4.1 引言

4.2 系统架构

4.3 同步时钟系统

4.4 数据传输方式与闪烁脉冲信息获取

4.5 本章小结

5 探测器测试及分析

5.1 引言

5.2 前端探测器测试

5.3 MVT采样方式读出测试

5.4 系统测试

5.5 本章小结

6 工作总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间研究成果