收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于350微米像素阳极碲锌镉探测器的500微米分辨率的正电子发射断层显像研究

尹永智  
【摘要】:本论文主要工作是探讨高位置分辨的像素阳极碲锌镉探测器在正电子发射断层显像装置中应用的可能性,并成功地利用350微米的像素阳极碲锌镉探测器获得了500微米分辨率的PET图像。使用蒸镀的方法将20mm×20mm×5mm的碲锌镉晶片制作成350微米见方多个独立阳极平面和一个共享阴极平面,其中阳极极面的大小为250微米像素和100微米间隙。应用相同的碲锌镉晶片,进行相同蒸镀,制作了600微米像素阳极探测器,并与350微米探测器进行性能对比,两种阳极探测器的间隙相同。 利用三种不同能量的非准直伽玛源(59.5keV,122keV,和511keV),与一个准直钴-57伽玛源(122keV),对碲锌镉探测器进行了扫描,测量探测器的能量分辨、位置分辨,并研究了相邻探测器中的电荷共享。该准直束宽度远小于探测器像素阳极的大小,扫描的步长为50微米。通过将获取的事件按照测量到电信号的探测器数量分为单阳极信号事件和双阳极信号事件,其中双阳极信号事件即为电荷共享事件,并且分析了不同能量测量中,两个相邻600微米和350微米阳极间的电荷共享。实验结果显示电荷共享事件的几率随着伽玛射线能量的增加以及阳极尺寸的减小而增加。对于600微米和350微米像素阳极的碲锌镉探测器,关联的相邻阳极的信号幅度二维谱都显示当准直束打到间隙时,电荷共享事件的几率达到峰值。同时600微米像素阳极探测器的能量分辨率好于350微米像素阳极探测器的能量分辨率。 当探测器的偏压为-1000V时,我们利用准直122keV和511keV伽玛束测量了350微米像素阳极碲锌镉探测器的本征能量分辨率。实验显示,对于122keV伽玛光子,利用单阳极事件测得的位置分辨率范围为340微米,利用电荷共享事件测得的分辨率为360微米;对于511keV伽玛光子,单阳极事件的位置分辨率范围为410微米,电荷共享宽度为520微米。准直束的有效宽度为270微米×270微米,实验值未扣除准直束宽度。我们用两种方法分析了射线作用深度(Depth of interaction, DOI),即阴极阳极比值法和电子漂移时间法。实验证明对于350微米像素阳极碲锌镉探测器,阴极阳极比值法给出比电子漂移法更好的DOI信息,对122keV和511keV测量都是如此。对于单阳极全能峰事件,阴极阳极比值和电子漂移时间之间明显存在一个线性关系,我们发展了一种基于该线性关系的对碲锌镉探测器的时间分辨率的修正方法。 基于正电子发射断层显像(PET)的原理,我们利用350微米像素阳极碲锌镉探测器和西门子Inveon镥硅酸盐(LSO)闪烁体探测器阵列建立了一套符合测量系统。并且分析了三种不同的符合触发模式对于PET图像分辨率的影响,(1)触发时间来自LSO信号,(2)触发时间来自碲锌镉阳极信号,(3)触发时间来自碲锌镉阴极信号。实验测量显示最好的图像分辨率来自LSO信号触发。我们用一个NEMA NU4标准Na-22点源进行PET成像实验,该点源直径为250微米,封装在一个边长为10mm的正方形丙酸烯塑料中。 利用Virtual-Pinhole PET (VP-PET)结构,其中碲锌镉探测器到旋转中心(COR)的距离为23mm, LSO探测器到COR的距离为127mm,将Na-22点源至于偏离COR750微米的位置,我们获得了670微米分辨的PET图像。符合事件仅来自单阳极信号事件触发,图像重建算法为二维滤波反投影(Filtered back-projection, FBP)。然后移动Na-22点源1.2mm再成像一次,两次实验的PET融合图像中点源位置能很好的区分开来。如果我们将电荷共享事件包括进来,保证获得信号的阳极信号幅度总是大于临近阳极的信号幅度,PET图像的分辨率下降到730微米,但是系统的计数率增加了2.5到3倍。利用该符合装置,我们测量了碲锌镉阳极信号与LSO闪烁体信号之间的时间差,结合碲锌镉阴极阳极比值以及用FlashADC系统测量的电子漂移时间,利用我们发展的时间校正方法对碲锌镉探测器的时间分辨率进行了初步测量,实验结果证明了该方法的有效性。 为了在实验上探索350微米像素阳极碲锌镉探测器作为PET insert装置能够达到的极限分辨,我们将LSO探测器到点源的距离增加一倍,以增加VP-PET的分辨放大的效果,同时数据获取的时间增加四倍,以积累相当的统计事件。单阳极事件的PET图像分率提高到了590微米,包含电荷共享事件的PET图像分辨率为640微米。我们按照中间阳极和临近阳极信号幅度的比值把350微米的阳极分为5个区域,并且重建了各区域的电荷共享事件。通过对电荷共享事件的插值算法重建,Na-22点源的PET图像分辨率进一步提高到了560微米。因此我们得出结论,如果将350微米碲锌镉探测器作为Insert装置并集成到小动物PET装置中,小动物PET的图像分辨率将提高到500微米水平。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;圆我一个数码梦:3000元价位数码相机选购指南[J];电子科技;2002年13期
2 张兆鑫;与JVC“光明使者”亲密接触(中)[J];电器评介;2003年Z1期
3 金俊;青睐时尚或选择实用——精选数码相机五大要诀[J];知识就是力量;2003年10期
4 新锐;爱普泰克欺你没商量[J];照相机;2004年02期
5 贾培武;;分辨率和像素啥关系[J];中国工会财会;2008年04期
6 ;altek推出1200万像素手机新品[J];消费电子商讯;2009年11期
7 陈青长;王班;;信息时代的街区交流最佳化系统:城市像素[J];建筑学报;2009年08期
8 梁江涛;;2009年10月热卖DV[J];数码先锋;2009年10期
9 钟玉琢,徐光 ;多媒体计算机系统结构设计的关键技术─可编程专用芯片的选用[J];清华大学学报(自然科学版);1994年01期
10 门爱东;电子制作中主要术语的诠释(九)[J];影视技术;1996年09期
11 ;重拳出击──富士公司推出可分辨230万像素的数码相机MX2700[J];桌面出版与设计;1999年05期
12 ;新品快递[J];微电脑世界;2000年24期
13 一天;数码相机展示[J];电子出版;2001年10期
14 雪生;数码相机像素的流行潮[J];家庭电子;2001年11期
15 朱春平;PMA数码相机新品速递[J];影像材料;2002年04期
16 牧语;瞬间选择“机”不可失[J];家用电器.消费;2002年11期
17 e刀客;走近数码相机[J];中国计算机用户;2002年25期
18 严中基;;冲5寸,多少像素合适? 冲印尺寸与像素的换算[J];数字世界;2002年09期
19 陈琳;数字照相机成像芯片(下)[J];影像材料;2003年05期
20 ;天地报道之数码相机——价格突变,200万像素成市场主流![J];网络科技时代;2003年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王杰;朱保华;;LED显示屏室外模块设计[A];2008全国LED显示应用技术交流暨产业发展研讨会文集[C];2008年
2 王柱生;肖国青;李占奎;谭继廉;赵永涛;韩励想;李海霞;鲍志勤;祖凯玲;王秀华;张宏斌;李舂艳;魏计房;巩伟;戎欣娟;卢子伟;;像素CdZnTe核辐射探测器的进展[A];第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2010年
3 施华强;姜志国;杨泽声;;百万像素数码显微镜和图像处理技术的研究[A];第五届全国生物医学体视学学术会议、第八届全军军事病理学学术会议、第四届全军定量病理学学术会议论文汇编[C];2002年
4 任明武;孙涵;杨静宇;;一种通用的局部像素直方图构造方法[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
5 周强;宗光华;毕树生;;CCD生物芯片扫描仪像素大小研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
6 周绿漪;苏显渝;匡安仁;;优化γ照相机和SPECT像素尺寸测量中点源质心的计算方法[A];第十二届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2004年
7 冯媛媛;刘艳芸;;基于稀疏像素的交互式矢量化算法研究与实现[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
8 张伟;李晓梅;王建国;;高端CT技术的性能比较与分析[A];中华医学会医学工程学分会第五届青年委员会第一次年会暨2010年《中国医疗设备》杂志社年会论文集[C];2010年
9 屈重君;陆志东;雷宝权;;惯性/景像匹配组合导航系统的误差校正研究[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
10 卢志刚;张勇;陈晋良;;运用图像处理技术检测坦克火控系统性能[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹永智;基于350微米像素阳极碲锌镉探测器的500微米分辨率的正电子发射断层显像研究[D];兰州大学;2012年
2 杨贺润;Micromegas探测器的性能研究[D];兰州大学;2010年
3 廖鑫;高效隐写算法的设计研究[D];北京邮电大学;2012年
4 宋丽梅;基于单幅实时测量图像三维形貌恢复的研究[D];天津大学;2004年
5 张海波;可视秘密共享研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 曾宪庭;基于图像的无损信息隐藏技术研究[D];浙江大学;2010年
7 杨春芳;图像隐写定量与定位分析关键问题研究[D];解放军信息工程大学;2012年
8 林春;2μm锑化物激光器、探测器材料、器件及物理[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
9 邱士军;~1H-MRS化学位移成像在鼻咽癌放疗后放射性脑损伤中的应用研究[D];中国人民解放军第一军医大学;2003年
10 李一哲;基于样图的纹理合成技术研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胥乃丹;像素画在手机媒体中的视觉化设计研究[D];吉林艺术学院;2010年
2 辛丽伟;自由空间激光通信探测器研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年
3 代志力;线阵列探测器性能模拟与设计[D];中国工程物理研究院;2011年
4 邸菁;用于WDM系统的新型平顶陡边光探测器的研究[D];北京邮电大学;2010年
5 Seblewoin Tsegaye Demessie;[D];湖南大学;2010年
6 赵硕;探测器响应度综合理论分析[D];长春理工大学;2011年
7 陈新发;AM-OLED像素及集成一体化周边驱动电路的研究与设计[D];吉林大学;2004年
8 张少华;红外焦平面阵列像素倍增技术研究[D];南京理工大学;2003年
9 冯国进;基于USB的红外视频采集与图像处理技术研究[D];南京理工大学;2004年
10 熊露;千万级像素CCD摄像机的关键技术研究[D];电子科技大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 京关;500万像素数码相机受欢迎[N];深圳商报;2004年
2 本报记者 樊哲高;康佳:引领“像素时代”[N];中国电子报;2003年
3 ;正确看待数码相机的像素数[N];中国高新技术产业导报;2001年
4 本报记者 李献;28mm下的700万像素[N];计算机世界;2004年
5 李献;阳光下的数码盛宴[N];计算机世界;2005年
6 重庆 志志;DC新机不断,价格低廉[N];电脑报;2004年
7 李明圆 本报记者 苏杭;技高一筹 奥林巴斯μ-1000的尖端时尚[N];大众科技报;2006年
8 小熊;DC千万像素渐成主流[N];市场报;2006年
9 ;夏新3G三箭齐发百万像素强势出击[N];中国电子报;2004年
10 依文;像素之争管窥国产手机竞争力[N];中国高新技术产业导报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978