PET（Positron Emission Tomography）設(shè)備可以利用示蹤原理和正電子符合探測技術(shù)在組織細(xì)胞和分子水平動(dòng)態(tài)的評估各器官的代謝水平和生化反應(yīng),在腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病的診斷以及相關(guān)的病理學(xué)和藥理學(xué)研究中發(fā)揮巨大的作用。探測器和解碼電路是PET設(shè)備最前端的電子學(xué)系統(tǒng),是整個(gè)設(shè)備信號探測的核心組件。探測器主要接收示蹤劑在體內(nèi)湮沒反應(yīng)產(chǎn)生的511KeV伽馬光子,并經(jīng)閃爍晶體沉積變?yōu)榭梢姽庑盘?再經(jīng)光電管轉(zhuǎn)換成電信號;解碼電路通過放大、積分、求和以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)處理,將光子湮滅反應(yīng)的位置信息、能量信息和時(shí)間信息傳送給PET設(shè)備的后續(xù)處理電路,用來重建圖像。所以探測器和解碼電路的設(shè)計(jì)對于PET設(shè)備至關(guān)重要。本論文的主要工作是開發(fā)基于SiPM（Silicon Photomultiplier）的高空間分辨率探測器和解碼電路。其中第一項(xiàng)內(nèi)容是完成了一個(gè)基于5x5的SiPM陣列的探測器模塊。SiPM陣列使用DPC（Discretized Positioning Circuit）方案來完成晶陣位置解碼,實(shí)際的測試結(jié)果顯示,該方案可以將探測器的空間分辨率從原有的1.79mm提高到1.3... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PET探測器環(huán)示意圖

圖 2 1 SiPM 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用的 SiPM 芯片，共包括 22292 個(gè)雪崩二極管像元[3]。在進(jìn)行光子候，SiPM 工作在蓋革模式下。蓋革模式是指雪崩二極管工作的反向偏置電身的雪崩擊穿電壓。關(guān)于焠滅電阻的作用，在 SiPM 工作過程小節(jié)中再做詳。iPM 的各項(xiàng)參數(shù)解釋[4]：子探測效率（Photon Detection Efficiency）PM 的靈敏度稱為光子探測效率（PDE），是入射光探測百分比的量度。（2 1）DE 可以由量子效率、填充因子和雪崩電壓來決定。益(Gain)iPM 的增益 M 是根據(jù)探測到光子后的脈沖電荷量 Q 和單電子電荷量 q（1.6 x

圖 2 2 SiPM 電子學(xué)行為模型M 的等效電路中，SiPM 通過一個(gè)取樣電阻 Rs 來獲取雪崩電流成電壓信號。上圖框中的部分為 SiPM 的等效電路，Rq 是 SiP較大，一般是幾千歐姆），Vb 是 SiPM 的雪崩電壓，Cd 為 SiPM 的分布電容。光子入射的時(shí)候，開關(guān) SW 處于打開狀態(tài)，Cd 兩端的電壓就射后，發(fā)生雪崩，開關(guān) SW 閉合，Cd 和 Cp 通過 Rq 和 Rs 放（2 兩端的電壓等于雪崩電壓的時(shí)候，雪崩停止，完成焠滅過程， 通過 Rq 給 Cd 和 Cp 充電，恢復(fù)到光子接受狀態(tài)，恢復(fù)時(shí)間：（2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小動(dòng)物PET成像用LYSO閃爍晶體陣列研究[J]. 尹紅,徐揚(yáng),李德輝,王佳,龍勇,胡吉海,付昌祿,蔣春健.  壓電與聲光. 2014(03)
[2]Design and development of compact readout electronics with silicon photomultiplier array for a compact imaging detector[J]. 張曉慧,漆玉金,趙翠蘭.  Chinese Physics C. 2012(10)
[3]SiPM電子學(xué)模型的建立與參數(shù)提取[J]. 袁俊,胡小波,梁琨,楊茹,韓德俊.  核電子學(xué)與探測技術(shù). 2010(10)

碩士論文
[1]正電子成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 葉華俊.浙江大學(xué) 2003



本文編號：3282422