用于正电子发射断层成像的闪烁晶体

正电子发射断层成像要求闪烁晶体材料具有高光输出、短衰减时间和强阻止本领,且价格低廉。本文综述了闪烁晶体材料最新的发展状况和其特征对正电子发射断层成像系统的性能影响。     

地磁场对光电倍增管增益的影响

羊八井大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO)计划中,为研究20TeV以上的伽马射线天文和宇宙线物理,提出了建设1 km2地面簇射粒子阵列(KM2A)的设计方案.其中的塑料闪烁体探测器(ED)要用到5 000多个光电倍增管,对选用的光电倍增管的性能指标(线性度、增益及其一致性等)有着较高的要求.重点研究了地磁场对XF2...     

正电子发射断层显像在泌尿系统肿瘤中的应用

正电子发射断层(PET)显像是鉴别、诊断和指导治疗各种肿瘤(如泌尿系统肿瘤)的先进分子影像学技术1。8F-氟代脱氧葡萄糖(FDG)PET在前列腺癌、膀胱癌、肾癌和睾丸肿瘤中的鉴别诊断和监测治疗方面具有重要的临床价值。但是,FDG PET对这些肿瘤的检测仍有较高的假阴性和假阳性1。1C-胆碱(CH)和11C-乙酸盐(AC)能弥补FDG的某些不足,在前列腺癌和膀胱癌显像方面优于FDG1。8F-氟代胆碱(FCH)和18F-氟代乙酸盐(FAC)能弥补CH和AC中11C半衰期较短的缺点,具有较好的应用前景。3′-脱氧-3′-18F-氟代胸腺嘧啶(FLT)、16β-18F-5α-二氢睾丸甾酮(FDHT)1、8F-羟甲基丁基鸟嘌呤(18F-FHBG)等新型PET显像剂的应用,可能会进一步提高泌尿系统肿瘤PET显像效果,但仍需要进一步研究。     

GDB-49型光电倍增管在正电子寿命测量中的应用

正电子湮没是近十几年发展起来的一种新实验技术。它通过探测正电子与电子的湮没辐射来研究物质的微观结构。由于正电子在凝聚态物质中的寿命仅在100—500ps之间,因此对正电子时间谱仪的时间分辨率要求较高。目前国际上能得到的商品仪器的时间分辨率(FWHM)约300ps。在时间谱仪中,当恒比定时甄别器确定以后,探头往往是影响时间分辨率的关键部件。目前进口的时间谱仪中有相当一部分是CANBERRA公司生产的产品,该谱仪探头效率低且时间分辨率大多在350ps左右。因此,探讨用国产元件组装探头,将为改造引进设备和自制时间谱仪提供经验。     

两种光电倍增管增益与总工作电压的关系研究

实验研究了CHφT3、CHφT5型光电倍增管探测器增益与总工作电压的关系．实验研究表明：在标准供电电压上下100V范围内,光电倍增管探测器增益M与总工作电压U的关系可分别表示为：dM/M0=8．28dU／U,dM/M0=6．08dU／U。     

位置灵敏光电倍增管成像电路的研究

介绍了位置灵敏光电倍增管的内部结构、成像方法和电路,分析了用位置灵敏光电倍增管和闪烁晶体组成的数据采集电路及微机接口的设计。     

时间型和增益型光电倍增管分压系统的比较研究

介绍了光电倍增管分压器的工作原理,在此基础上讨论了分压器和输出信号(增益、线性和时间响应等)的关系。根据这些原理,按照实际实验需求设计分压器,进行了实验比较分析。     

正电子发射断层成像系统中数字化多通道时间数字转换研究

利用现场可编程门阵列（FPGA）内部延迟链,对正电子发射断层成像（PET）系统中高精度时间数字转换（TDC）进行研究。采用粗时间和精细时间相结合的方式测量时间,粗时间利用时钟计数器实现,精细时间利用FPGA延迟链实现。测试时间测量的微分非线性和积分非线性,并在双探头PET实验平台上通过时间符合,对系统总体时间分辨进行测试。实验结果表明,TDC时间分辨达79.3ps,微分非线性为-0.2LSB/0.2LSB,积分非线性为-0.2LSB/0.3LSB,双探头PET实验系统总体时间分辨达2.1ns,可满足PET系统对时间测量的要求。     

用GDB-49型光电倍增管组装正电子寿命谱仪探头

正电子寿命谱仪是正电子湮没实验的基本装置,探头是影响谱仪时间分辨率的关键部牛之一。目前国内正在工作的二十余台寿命谱仪中,进口设备占绝大多数。故探讨用国产光电倍增管及塑料闪烁体组装性能良好的探头具有现实意义,也为自建寿命谱仪提供合用的方案。     

基于APD阵列的PET探测器模块电子学

APD阵列γ光子探测器的诸多优点使多特别适用于PET成像技术，根据APD器件本身的特点以及PET系统对探测器模块信号读出的要求，在介绍APD实验模块前端电路的设计和性能测试以后，详细讨论了APD模块电子学的整体设计。     

A method to measure transit time spread of photomultiplier tubes with Cherenkov light

With the technology of coincidence method, transit time spreads (TTSs) of PMTs are measured with Cherenkov light on the photocathode window of photomultiplier tube (PMT) produced by cascade γ radiation source,~(60)Co. TTSs with single and multi-photoelectron which are analyzed by convolution of Poisson and Gaussian are obtained. The study to XP2020 and XP2020Q PMTs shows that TTSs are consistent with data supplied by Philips.TTSs are inversely proportional to the square roots of number of photoelectrons. The method is feasible when single and multi-photoelectron can be distinguished.     

新型晶体阵列探测器在MicroPET中的应用

PET因为采用了符合探测的原理,所以可得到高分辨率的图像。将这项技术应用于小动物的各项研究之中,就开发出了MicroPET系统。MicroPET在生物学、医学和药学等方面具有重大的意义。简述了MicroPET的研究意义和发展历史,并以加州大学洛杉矶分校研制的MicroPET样机为例,介绍了MicroPET及其新型晶体阵列探测器的结构、原理和发展方向。     

Influence factors of two dimensional position map on photomultiplier detector block designed by quadrant sharing technique

The position decoding accuracy and the spatial resolution of positron emission tomography detectors are greatly influenced by the performance of the two-dimensional position map,including the gain uniformity of photomultiplier tube (PMT),the baseline offset of the PMT signals and the accuracy of analogue to digital converter (ADC).In this work,a PMT-quadrant sharing detector was designed.Two data acquisition platforms are employed to conduct the influence factors on the two-dimensional position map performances,one was that the waveforms of the PMT signals were scanned by the sequence acquisition mode based on the oscilloscope of LeCroy waveRunner 204MXi-A,and another was a self-developed high speed ADC data acquisition module.Results show that the event decoding positions were concentrated on the PMT with higher gain,the position map was distorted at the baseline offset of signal,and the cross-line artifacts were caused by the insufficient ADC sampling bit for a larger size position map.All the parameters need be adjusted properly to stabilize a real system,and the flexible oscilloscope platform can be used to design the detector block and the other platform with high ADC accuracy.Likely,the electrical circuit with a proper ADC accuracy adjusts the PMT gains and baseline offsets.     

Development of a compact DOI-TOF detector module for high-performance PET systems

To increase spatial resolution and signal-to-noise ratio in PET imaging,we present in this paper the design and performance evaluation of a PET detector module combining both depth-of-interaction(DOI) and time-offlight(TOF) capabilities.The detector module consists of a staggered dual-layer LYSO block with2 mm × 2 mm × 7 mm crystals.MR-compatible SiPM sensors(MicroFJ-30035-TSV,SensL) are assembled into an 8× 8 array.SiPM signals from both fast and slow outputs are read out by a 128-channel ASIC chip.To test its performance,a flood histogram is acquired with a ~(22)Na point source on top of the detector,and the energy resolution and the coincidence resolving time(CRT) value for each individual crystal are measured.The flood histogram shows excellent crystal separation in both layers.The average energy resolution at 511 keV is 14.0 and 12.7%at the bottom and top layers,respectively.The average CRT of a single crystal is 635 and 565 ps at the bottom and top layers,respectively.In conclusion,the compact DOI-TOF PET detector module is of excellent crystal identification capability,good energy resolution and reasonable time resolution and has promising application prospective in clinical TOF PET,PET/MRI,and brain PET systems.     

晶体表面处理对用于PET的一种深度检出型探测器的时间响应特性的影响

晶体的不同的表面处理影响着总的光输出量,进而影响有它们构成的PET探测器的性能。为了优化设计一个新提出的深度检出型探测器,比较研究了不同表面情况的LSO晶体组成的该探测器的光输出量和时间分辨率特性。     

溴化镧探测器的晶体表征与全能峰效率计算

无源效率刻度技术已在辐射探测器的效率刻度中得到了广泛的应用。本文基于点源效率实验及蒙特卡罗模拟计算方法,对溴化镧探测器的晶体尺寸进行了调整;在此基础上,计算得到不同位置处全能峰效率的计算值。点源效率实验的验证结果表明,在121～1 332 keV能量范围内,γ光子全能峰效率的计算值与实验值的相对偏差小于±5%。     

PET技术在基因显像研究中的应用

随着基因研究的发展,PET技术在基因显像中发挥着越来越重要的作用。本文对近年来报告基因显像和直接基因显像的现状和进展进行了论述,着重介绍了以酶、受体和转运体为基础的报告基因显像以及采用反义技术DNA或RNA直接PET显像,并指出了其存在问题及发展前景。     

ICI探测器的时间响应特性研究

基于集电型探测器的等效电路模型得到了ICI探测器的输入-输出等效电路,应用实际测量的分布电容和电感计算得到ICI探测器的时间响应.采用快脉冲X射线源实验获得ICI探测器时间响应为(0.677±0.144)ns.实验结果与理论计算结果的一致验证了理论模型的正确性.研究结果表明,ICI探测器具有亚纳秒时间特性,可以用于快脉冲γ射线强度的测量.