正电子发射计算机断层显像(Positron Emission Tomography, PET)是一种高灵敏和具有定量测量能力的分子影像方法,PET 探测器通常由高探测效率的晶体阵列和位置灵敏或阵列光探测器组成,PET 探测器的位置分辨率主要由晶体单元的大小和晶体分辨图的质量决定.使用现有小动物 PET 探测器常用的硅酸钇镥(Lutetium-yttrium Oyorthosilicate, LYSO)晶体阵列和硅光电倍增管(Silicon Photomultipliers, SiPM)阵列,系统地研究了晶体阵列和SiPM阵列之间光导的厚度对探测器晶体分辨图和能谱的影响.所使用的晶体阵列为12×12,单个晶体尺寸为0.89 mm×0.89 mm×10 mm,SiPM为日本滨松的4×4阵列,单元大小为3 mm×3 mm,间距为3.2 mm,光导使用厚度为0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm和2.5 mm的有机玻璃.实验结果表明:晶体分辨图的均匀性和对边缘晶体的分辨能力随着光导厚度的增加而改善,但随着光导厚度的增加,晶体分辨图中每个晶体单元的斑点大小增加,整个晶体分辨图的动态范围缩小.光导的使用几乎不改变晶体能谱的全能峰峰位和能量分辨率.综合以上因素,确定最佳的光导厚度为1.5 mm,本结果可对使用晶体截面约为1 mm×1 mm的晶体阵列和单元大小为3 mm×3 mm的SiPM阵列研发小动物PET探测器提供重要参考作用.
PET探测器 位置分辨率 光导 晶体分辨图 能谱图