【摘 要】
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正电子发射断层显像(Positron Emission Tomography, PET)可在活体上显示生物分子代谢及神经介质活动,是当今最高层次的核医学诊断与研究技术之一。围绕PET展开的科研攻关一
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正电子发射断层显像(Positron Emission Tomography, PET)可在活体上显示生物分子代谢及神经介质活动,是当今最高层次的核医学诊断与研究技术之一。围绕PET展开的科研攻关一直是国内外临床医学界和高端医学影像研发部门所关注的重要课题。本文对PET探测器闪烁晶体内光子输运过程进行了模拟及实验研究,并在以下方面取得进展。针对伽马光子与探测器闪烁晶体作用后产生的荧光光子在闪烁晶体与光导内输运,经PMT接收并放大的过程非常复杂,物理实验困难的特点,本文在Linux fedora操作系统上成功构建了GATE (Geant4Application for Tomographic Emission)核医学仿真平台。基于GATE软件工具包,分析了传统8×8阵列、象限共享式10×10阵列LYSO闪烁晶体PET探测器的建模方法,对伽马光子与闪烁晶体作用产生荧光并被光电倍增管接收的整个物理过程的模拟,研究了晶体材料、表面特性对探测器性能的影响。采用质心定位算法成功绘制了伽马光子散点图；基于伽马光子概率分布模型,分析了分光光导的最优切割深度的影响因素；基于分水岭算法完成了基于模拟数据的8×8闪烁晶体探测器的位置查找表的制作；建立了探测器的空间分辨率、能量分辨率的定量分析方法。在上述工作的基础上,研制了集LYSO闪烁晶体阵列、分光光导及光电倍增管于一体的探测器模块,并在东软加速器测试中心锗-68射线源测试平台上完成了探测器测试,讨论了核脉冲信号波形特征的影响因素。
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