【摘要】：核醫(yī)學(xué)成像實驗中,探測器的性能對成像質(zhì)量至關(guān)重要。實驗室自主搭建了一套高分辨率小動物PET成像實驗平臺,該平臺由探測器系統(tǒng)、NIM電子學(xué)插件、數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和計算機(jī)處理系統(tǒng)組成。實驗中,采用的晶體為硅酸釔镥(LYSO)閃爍晶體,其像素分別是2.0×2.0×10 mm~3、1.6×1.6×10 mm~3和1.3×1.3×10 mm~3,尺寸分別為10×10、10×10和18×18�；谙袼爻叽鐬�2.0 mm和1.6 mm的10×10LYSO陣列晶體探測器和位置靈敏光電倍增管(PS_PMT)通過硅膠耦合組成,像素尺寸為1.3 mm的18×18 LYSO陣列晶體,連接錐形光導(dǎo)后與光電倍增管耦合。實驗有兩套數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),分別為NI_32路非同步PCIe_6361采集卡和8路同步ART_PXI_8501采集卡,前者最大采樣頻率為500 kHz,后者最高能達(dá)到1MHz�；赑CI數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),由于不能同步采樣,故對采樣波形進(jìn)行擬合重構(gòu)后取峰值。本文在基于自主搭建的高分辨率小動物實驗平臺上進(jìn)行實驗研究,測試三種像素尺寸PET探測器的2-D位置圖、單個晶體區(qū)分度、能量分辨率、晶體查找表等。分別利用PCI和PXI數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),在采樣頻率為500 kHz下,對比了同步和不同步采樣對PET探測器晶體2-D位置圖的影響。在PXI數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)采樣頻率1 MHz條件下,獲得最佳的PET探測器晶體2-D位置圖。實驗顯示,像素為2.0 mm、1.6 mm和1.3 mm的PET探測器,利用PCI數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),單個晶體條的位置區(qū)分度分別達(dá)到0.62 mm、0.54 mm和0.29 mm FWHM;利用PXI數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),單個晶體條的位置區(qū)分度分別達(dá)到0.46 mm、0.32 mm和0.21mm FWHM;實驗測得三種像素尺寸PET探測器的能量分辨率分別能達(dá)到16.8%±1.76%、20.1%±2.24%和31.5%±3.76%。論文還初步研究了雙探頭符合斷層成像,利用轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn),使用三種像素尺寸的PET探測器對0.37 MBq Na-22面源進(jìn)行了圖像重建。該研究驗證了實驗室自主建設(shè)的小動物PET系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)亞毫米級PET圖像獲取,為首臺PET系統(tǒng)樣機(jī)組裝提供了支撐。
【圖文】：

圖 1.1 SPECT 成像的結(jié)構(gòu)圖電子發(fā)射計算機(jī)斷層成像（PET）技術(shù)T（Positron Emission Tomography PET）屬于功能成像，解決了平面顯，所以在很大程度上讓核醫(yī)學(xué)及分子影像學(xué)等得到了近一步的發(fā)展PET 成像技術(shù)能夠準(zhǔn)確給出病變位置和病變的相關(guān)信息，，具有較高特異性的特點(diǎn)。除此之外，在人體器官功能水平的檢查與研究方面，PET 成當(dāng)前的首選儀器。同時，PET 成像技術(shù)對人體生理變化方面的研究也能大的幫助。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢測設(shè)備中，PET 也是僅有的能夠提供神經(jīng)活動學(xué)儀器。因此，在醫(yī)療檢測診斷設(shè)備中，PET 成像技術(shù)已經(jīng)成為首選，癥的早期診斷[24,25]。小節(jié)主要從 PET 的歷史與發(fā)展、技術(shù)原理及 PET 用探測器晶體幾個方紹。

作[26-29]。第一臺專用于實驗研究小動物 PET，是由英美兩國科學(xué)家合作開發(fā)研究的的 RAT-PET 顯像系統(tǒng)。在探測器晶體部分，摒棄了 NaI 晶體，用 BGO 閃爍體晶體進(jìn)行代替。在數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)方面，也摒棄了二維采集模式，而是采用了更加先進(jìn)的三維數(shù)據(jù)采集模式。在過去三十年里，我國的科研工作者也投入了大量人力物力從事 PET 研究、設(shè)計和生產(chǎn)工作，包括中國科學(xué)院高能物理研究所、浙江大學(xué)、近代物理研究所、清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科技大學(xué)、華中科技大學(xué)、蘭州大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)和高等院校以及眾多 PET 醫(yī)學(xué)影像科技公司。當(dāng)前，PET 又有了新的發(fā)展趨勢，就是將 PET 與其他技術(shù)進(jìn)行融合�，F(xiàn)在醫(yī)用 PET 的位置分辨率可以達(dá)到 3-4 mm，臨床 CT 的空間分辨率可以達(dá)到幾百微米。由于 PET 面臨定位缺陷，CT 面臨著功能性成成像缺陷，所以在臨床上有人將 PET 和 CT 進(jìn)行融合，使其兼有解剖結(jié)構(gòu)成像和功能成像的優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢測設(shè)備中，PET-CT 已經(jīng)成為醫(yī)療檢查和診斷的主流配置。圖 1-2 為 PET 和CT 的掃描圖像與經(jīng)過融合后的 PET-CT 圖像的比較。從 PET 的圖像上發(fā)現(xiàn)的腫瘤，再經(jīng)過 CT 定位后，PET-CT 圖像就可以非常清晰的定位腫瘤的具體位置。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH77

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本文編號：2609427