本文關(guān)鍵詞：光電倍增管（PMT）陰極均勻性對(duì)正電子發(fā)射斷層掃描成像系統(tǒng)（PET）的性能影響研究

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【摘要】：PET/CT是將正電子發(fā)射斷層成像(PET)與X射線斷層成像(CT)兩種技術(shù)融合的新型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。PET能夠從分子水平上反映人體組織器官的生理、病理及代謝情況,CT則能夠通過(guò)測(cè)定透過(guò)人體的X線量來(lái)獲得病變位置,二者的融合能夠?qū)崿F(xiàn)更好的成像質(zhì)量,對(duì)腫瘤的早期診斷具有十分重要的作用和意義。探測(cè)器是PET的核心部件,大多數(shù)探測(cè)器都是由晶體與光電倍增管(PMT)耦合而成。PET探測(cè)器原理是正電子湮滅,注入人體內(nèi)的示蹤劑,其放射性核素在衰變過(guò)程中產(chǎn)生正電子,與體內(nèi)的負(fù)電子發(fā)生湮滅而產(chǎn)生γ光子,光子經(jīng)PMT的光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)放大,將接收到的光子轉(zhuǎn)換為電信號(hào),最終將人體的病變情況呈現(xiàn)在圖像上。由于湮滅產(chǎn)生的光子是能量大小相等、方向相反的成對(duì)光子,所以為捕捉這些光子,PET探測(cè)器呈環(huán)形分布,這樣的環(huán)狀探測(cè)器就需要使用大量的光電倍增管。PMT性能的好壞會(huì)對(duì)PET的成像質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響,其中PMT的陰極均勻性是影響探測(cè)器分辨率最重要的一個(gè)因素。因此,為了使PET后期的成像質(zhì)量能夠得到保障,本文搭建了一套測(cè)試系統(tǒng),對(duì)PET中所使用的CR260型光電倍增管的陰極均勻性進(jìn)行檢測(cè),為PET篩選合格的管子進(jìn)行安裝使用,并為PMT陰極均勻性對(duì)PET所產(chǎn)生的影響研究提供了依據(jù)。搭建的測(cè)試系統(tǒng)包括光源、測(cè)試暗箱、掃描振鏡、高壓電源在內(nèi)的硬件設(shè)備和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、控制的軟件兩大組成部分。測(cè)試系統(tǒng)光源由LED提供,由兩道光闌對(duì)光束進(jìn)行限制和準(zhǔn)直,光束直徑為1mm。將光源系統(tǒng)和掃描振鏡封裝在暗箱內(nèi),實(shí)現(xiàn)有效的避光。PC機(jī)與單片機(jī)通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,通過(guò)LabVIEW程序控制X軸和Y軸兩個(gè)方向的振鏡配合偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)光源的移動(dòng),進(jìn)而能夠完成PMT整個(gè)陰極面的掃描工作。測(cè)試系統(tǒng)搭建完畢后,用該測(cè)試系統(tǒng)對(duì)PET探測(cè)器中所使用的CR260型光電倍增管的陰極均勻性進(jìn)行了檢測(cè),并介紹了實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟、數(shù)據(jù)采集的方法、數(shù)據(jù)處理的過(guò)程。通過(guò)LabVIEW和MATLAB對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,分別得到PMT陰極均勻性的二維和三維圖像,并對(duì)陰極不均勻度進(jìn)行了計(jì)算。同時(shí),將測(cè)試結(jié)果好的管子和測(cè)試結(jié)果不好的管子的散點(diǎn)圖做了對(duì)比,通過(guò)對(duì)比可直觀評(píng)價(jià)PMT的陰極均勻性,為PMT陰極均勻性對(duì)PET性能的影響研究提供依據(jù)。經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證,本文所搭建的測(cè)試系統(tǒng)可以實(shí)際地提高PMT的檢測(cè)效率和精確度,進(jìn)而提高生產(chǎn)效率,具有非常好的實(shí)際效果。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH772

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本文編號(hào)：1162087