探索具有DOI能力的TOF-PET模块的性能,使用不同的SiPM,定制和商用读取电子设备
Giulia Terragni1,2, Vanessa Nadig3, Elena Tribbia1,4
1CERN, Geneva, Switzerland.
Physics in medicine and biology
|December 19, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的飞行时间正子发射断层扫描 (TOF-PET) 模块,具有出色的互动深度 (DOI) 分辨率. 该模块的DOI性能与定制电子设备相提并论,因此适用于先进的PET成像.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 核物理 核物理 核物理
- 探测器技术 探测器技术
背景情况:
- 在正子发射断层扫描 (PET) 中,高时间分辨率对于改善信号噪声比和图像质量至关重要.
- 需要高灵敏度的长闪器可以引入扭曲PET图像的抛物效应.
- 互动深度 (DOI) 信息对于纠正抛物线误差和增强图像重建至关重要.
研究的目的:
- 为了评估使用单侧读数的新型飞行时间 (TOF) -PET模块的性能.
- 评估模块在提取高分辨率TOF和DOI信息方面的能力.
- 将商业电子产品的性能与TOF-PET应用的定制电子产品进行比较.
主要方法:
- 一个TOF-PET模块是使用4x4 LYSO:Ce矩阵与4x4光倍增器 (SiPMs) 和光导体相结合构建的.
- 该探测器原型使用各种制造商的商业TOFPET2 ASIC和SiPM进行了评估.
- DOI和TOF的性能与使用定制NINO32芯片电子产品获得的结果进行了比较.
主要成果:
- 该模块由TOFPET2 ASIC与Broadcom NUV-MT阵列读取,实现了2.6 ± 0.2 mm FWHM的DOI分辨率.
- 这种配置产生了 216 ± 6 ps FWHM 的巧合时间分辨率 (CTR).
- 使用NINO电子,同一个模块显示DOI分辨率为2.5 ± 0.2 mm,CTR为170 ± 5 ps.
结论:
- 原型TOF-PET模块使用商业电子和先进的SiPM,提供与定制电子相匹配的DOI性能.
- 该模块的CTR约为200 ps,适用于许多PET应用.
- 这种可扩展的方法显示了未来高通道计数TOF-PET系统的前景,与专业电子相比,在定时分辨率上有轻微的权衡.


