具有DOI和TOF能力的PET阵列探测器使用双端光读取和基于条纹的行列电子读取
Fei Wang1, Chien-Min Kao2, Xiaoyu Zhang3
1College of Life Science and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China.
IEEE transactions on radiation and plasma medical sciences
|April 24, 2024
概括
这项研究提出了一种新的,高度复杂的读数,用于使用光倍增器 (SiPMs) 的正电子发射断层扫描 (PET) 检测器. 该系统成功地实现了晶体区分,并提供了交互深度 (DOI) 信息,这对于先进的PET成像至关重要.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 仪器化 仪器化 仪器化
- 核医学是一种核医学.
背景情况:
- 定子发射断层扫描 (PET) 成像需要具有高空间和时间分辨率的探测器.
- 精确的互动深度 (DOI) 测量对于通过纠正抛物误差来改善PET图像质量至关重要.
- 目前的PET探测器设计往往涉及复杂的读出电子,限制了多重复合能力.
研究的目的:
- 开发和评估一种能够测量DOI和飞行时间 (TOF) 的PET探测器的高复杂化读取系统.
- 为了评估不同晶体矩阵大小 (4x4和8x8) 的探测器模块的性能,使用这个新的读数.
- 在较大的探测器模块中识别影响巧合解析时间 (CRT) 的因素.
主要方法:
- 实施了一种使用条形线 (SL) 进行N×N光倍增器 (SiPM) 阵列的行和列区分的新型读取方案.
- 探测器模块 (4x4和8x8) 使用-氧酸盐晶体 (3.0×3.0×20 mm3) 构建.
- 输出被采样并离线处理,以评估能量分辨率 (ER),DOI分辨率和巧合分辨时间 (CRT).
主要成果:
- 在4x4和8x8探测器模块中都成功实现了晶体区分.
- 4x4模块的平均ER为14.1%,DOI分辨率为2.5毫米,CRT为495 ps.
- 8x8模块的平均ER为16.4%,DOI分辨率为2.9mm,CRT为641ps,晶体间散射被确定为CRT退化的原因.
结论:
- 开发的高度复杂化读取系统有效地使PET探测器中的DOI和TOF测量成为可能.
- 性能指标,包括能量和DOI分辨率,是有希望的,尽管CRT随着检测器模块尺寸的增加而退化.
- 建议对减轻晶体间散射进行进一步的研究,以优化更大的PET探测器阵列中的TOF性能.
