基于sipm的pet探测器设计及插值对pet成像结果的影响

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20101053工学硕士学位论文基于SiPM的PET探测器设计及插值对PET成像结果的影响学位申请人：刘新新指导教师：李晓苇教授杨昆副教授学位类别：工学硕士学科专业：光学工程授予单位：河北大学答辩日期：二〇一三年六月ClassifiedIndex:Code:10075U.D.CNO:20101053ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringPETDetectorandImpactsofDatainterpolationonPETimag

2、etomographyreconstructionCandidate:LiuXin-xinSupervisor:Prof.LiXiao-weiA.Prof.YangKunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:OpticsEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2013河北大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及

3、取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于

4、1、保密□，在年月日解密后适用本授权声明。2、不保密□。（请在以上相应方格内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要小动物正电子发射断层(positronemissiontomography,PET)成像实现了在活体上的分子水平显像，是研究分子影像的尖端设备，正成为动物模型研究的强有力工具。PET设备在肿瘤及心脑血管疾病诊断、研究和新型药物研发中具有重要作用及广泛应用前景。PET探测器和电路设计是系统设计的重要组成部分，本文着重描述了探测器模块、地址编码及前端电路的设计和实现。1.硅光电倍增

5、管（SiPM，也称为盖革模式的雪崩二极管）可以很好地兼容核磁共振成像（MRI）,并且具有和光电倍增管媲美的增益和时间特性，是一种非常有前景的可以作为PET和PET/MRI的探测器的半导体光电传感器。在本文综述了硅基光电倍增管相比传统的光电倍增管的优势，同时对基于硅基光电倍增管的小动物PET的发展趋势进行了讨论。2.正电子发射断层成像设备探测器采集到的数据需要进行数据处理，把原始数据转换成正弦图形式的数据才能被用于图像重建。平行束断层重建和扇形束图像重建是图像重建的两种方法，分别对应平行束和扇形束形式的数据处理方法

6、。对原始数据的操作不可避免的破坏了原始数据的完整性。现今，正电子发射断层设备在重建过程中普遍采用平行束重建的方法。平行束的数据分离会对PET数据进行插值操作，扇形束的数据分离不会对PET数据进行插值操作。本文通过对比平行束图像重建和扇形束图像重建结果，研究了数据插值对PET图像重建结果的影响。3.我们在实现过程中使用了LYSO闪烁晶体耦合SiPM（SiliconPhotomultiplier）光电探测器的探测器模块结构设计，探测器系统由27个探测器模块排列成圆环状，有8个断层。为了满足小动物PET对分辨率的高要求

7、，我们在探测器结构上采用了新的提高分辨率的技术。关键词：正电子发射计算机断层扫描（PET）；数据插值；图像重建；原始数据；硅基光电倍增管（SIPM）ⅠAbstractAbstractSmallanimalPositronemissiontomography（PET）permitusengagemolecularlevelimaginginvivo,sosmallanimalPETisoneofthebesttoolinmedicalmolecularlevelimage.PETsystemshaveimporta

8、nteffectandtheprospectofapplicationinmanyfiled,suchasdiagnoseandresearchincancer,angiocardiopathyandcerebrovasculardisease,developmentofnewdrugs.PETdetectorandelectronicsdesignisanimporta