基于CZT半導(dǎo)體探測(cè)器的γ相機(jī)的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-05-08 12:50
【摘要】:近年來,乳腺癌的發(fā)病率高居女性惡性腫瘤發(fā)病率第一位,成為影響女性身心健康的嚴(yán)重隱患傳統(tǒng)檢測(cè)手段例如超聲檢測(cè)和鉬靶X線檢查,因?yàn)楦髯缘娜秉c(diǎn),使其并不是最好的早期檢測(cè)手段γ相機(jī)具有的功能性成像和分辨率高的優(yōu)點(diǎn),使其對(duì)乳腺癌的檢測(cè)有著無與倫比的優(yōu)點(diǎn) NaI晶體作為γ相機(jī)的探測(cè)器材料到目前已經(jīng)有幾十年的歷史,隨著科技的進(jìn)步,因?yàn)槠浔旧淼男阅芴攸c(diǎn),已不能滿足新的技術(shù)領(lǐng)域?qū)τ谔綔y(cè)器的要求得飛速發(fā)展的電子行業(yè)的高新技術(shù)使得新型半導(dǎo)體探測(cè)器走進(jìn)了人們的視野CZT晶體的優(yōu)點(diǎn)使其成為目前國際上最受關(guān)注的探測(cè)器材料 本課題組基于CZT晶體的優(yōu)良特性,研發(fā)最新的針對(duì)于乳腺癌的CZT半導(dǎo)體探測(cè)器γ相機(jī)本文主要做了以下幾個(gè)方面的工作: 第一,本文的第一部分工作基于GATE程序,使用GATE程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)于CZT半導(dǎo)體探測(cè)器的蒙特卡洛模擬,根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)CZT半導(dǎo)體探測(cè)器進(jìn)行性能評(píng)估 第二,本文的第二部分工作是對(duì)CZT半導(dǎo)體探測(cè)器γ相機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)第一步得到的CZT半導(dǎo)體探測(cè)器的性能結(jié)果,設(shè)計(jì)完整的探測(cè)器模塊,準(zhǔn)直器模塊等 第三,根據(jù)核醫(yī)學(xué)儀器使用的NEMA標(biāo)準(zhǔn),對(duì)設(shè)計(jì)好的的CZT半導(dǎo)體γ相機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試和數(shù)據(jù)校正主要包括空間分辨率測(cè)試能量分辨率測(cè)試和均勻性測(cè)試 最后,在論文中對(duì)本課題的研究成果進(jìn)行總結(jié),分析不足之處,并提出了課題的下一步研究方向
【圖文】:
Anger 相機(jī)的原理為:準(zhǔn)直器把放射性藥物輻射的γ光子投射到大塊的 Na薄晶體上,晶體將γ光子轉(zhuǎn)換成可見光 晶體背面的光電倍增管陣列將 NaI 晶體中的閃爍光轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并加以放大 閃爍發(fā)生的位置不同,閃爍光在各個(gè)光電倍增管中的分配就不同,各個(gè)光電倍增管輸出的脈沖信號(hào)的幅度也就不同 定位邏輯電路根據(jù)此計(jì)算出反映γ光子的入射位置的 X Y 信號(hào)和反映γ光子能量的 Z 信號(hào) 將 X Y 信號(hào)連接到示波器的水平和垂直偏轉(zhuǎn)板上,用脈沖幅度分析器的輸出信號(hào),對(duì)篩選后的每一個(gè)入射的γ光子,在示波器的相應(yīng)位置都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn) 該亮點(diǎn)比 NaI 晶體中的閃爍光要亮的多,很容易在膠片上記錄下來經(jīng)過一段時(shí)間的累積,就形成了一幀閃爍圖像 γ相機(jī)通過測(cè)量放射性核素在人體內(nèi)分布的密度和變化情況來進(jìn)行診斷,近幾年在核醫(yī)學(xué)診斷成像中使用的最多的放射性核素是锝同位素99mTc,它的優(yōu)點(diǎn)主要有:射線能量適中(14O KeV) 半衰期短(6.1 h)及可以通過化學(xué)的方法(無需使用回旋加速器)直接生成等 作為一種重要的放射性核素成像設(shè)備,γ相機(jī)不僅可以反映人體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),而且可以完成功能成像 通過測(cè)量核素在人體內(nèi)的分布情況,γ相機(jī)能夠得到各器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);又由于被放射性核素標(biāo)記的
NaI 閃爍探測(cè)器相比,CZT 晶體的能量分辨率更高,MeV,不會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,且易于加工成像素陣列探測(cè)阻率高 原子序數(shù)大 禁帶寬度較大,,CdZnTe 晶體的積可以很小 能量分辨率高的這些獨(dú)特的特性使它能材料 CZT 晶體作用時(shí),在晶體內(nèi)部產(chǎn)生了電子和空穴對(duì),方向運(yùn)動(dòng),最終被收集形成電荷脈沖,形成輸出信號(hào)形等轉(zhuǎn)換為高斯脈沖,,這些信號(hào)最后通過多道分析器 NaI 晶體制作的探測(cè)器相比,用 CdZnTe 晶體組成成像模塊的面積可以制作的很小, 因此具有相當(dāng)高的Te 探測(cè)器具有很高的量子效率,探測(cè)范圍很廣,從幾測(cè)范圍內(nèi)
【學(xué)位授予單位】:鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TL814
本文編號(hào):2654675
【圖文】:
Anger 相機(jī)的原理為:準(zhǔn)直器把放射性藥物輻射的γ光子投射到大塊的 Na薄晶體上,晶體將γ光子轉(zhuǎn)換成可見光 晶體背面的光電倍增管陣列將 NaI 晶體中的閃爍光轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并加以放大 閃爍發(fā)生的位置不同,閃爍光在各個(gè)光電倍增管中的分配就不同,各個(gè)光電倍增管輸出的脈沖信號(hào)的幅度也就不同 定位邏輯電路根據(jù)此計(jì)算出反映γ光子的入射位置的 X Y 信號(hào)和反映γ光子能量的 Z 信號(hào) 將 X Y 信號(hào)連接到示波器的水平和垂直偏轉(zhuǎn)板上,用脈沖幅度分析器的輸出信號(hào),對(duì)篩選后的每一個(gè)入射的γ光子,在示波器的相應(yīng)位置都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn) 該亮點(diǎn)比 NaI 晶體中的閃爍光要亮的多,很容易在膠片上記錄下來經(jīng)過一段時(shí)間的累積,就形成了一幀閃爍圖像 γ相機(jī)通過測(cè)量放射性核素在人體內(nèi)分布的密度和變化情況來進(jìn)行診斷,近幾年在核醫(yī)學(xué)診斷成像中使用的最多的放射性核素是锝同位素99mTc,它的優(yōu)點(diǎn)主要有:射線能量適中(14O KeV) 半衰期短(6.1 h)及可以通過化學(xué)的方法(無需使用回旋加速器)直接生成等 作為一種重要的放射性核素成像設(shè)備,γ相機(jī)不僅可以反映人體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),而且可以完成功能成像 通過測(cè)量核素在人體內(nèi)的分布情況,γ相機(jī)能夠得到各器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);又由于被放射性核素標(biāo)記的
NaI 閃爍探測(cè)器相比,CZT 晶體的能量分辨率更高,MeV,不會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,且易于加工成像素陣列探測(cè)阻率高 原子序數(shù)大 禁帶寬度較大,,CdZnTe 晶體的積可以很小 能量分辨率高的這些獨(dú)特的特性使它能材料 CZT 晶體作用時(shí),在晶體內(nèi)部產(chǎn)生了電子和空穴對(duì),方向運(yùn)動(dòng),最終被收集形成電荷脈沖,形成輸出信號(hào)形等轉(zhuǎn)換為高斯脈沖,,這些信號(hào)最后通過多道分析器 NaI 晶體制作的探測(cè)器相比,用 CdZnTe 晶體組成成像模塊的面積可以制作的很小, 因此具有相當(dāng)高的Te 探測(cè)器具有很高的量子效率,探測(cè)范圍很廣,從幾測(cè)范圍內(nèi)
【學(xué)位授予單位】:鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TL814
【參考文獻(xiàn)】
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1 代秋聲;趙翠蘭;漆玉金;;基于連續(xù)晶體的高性價(jià)比小型伽瑪相機(jī)模塊的設(shè)計(jì)[J];核技術(shù);2010年01期
本文編號(hào):2654675
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