pet探测器光电倍增管的分压电路的优化和前端电路设计

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1、万方数据独创性声明本人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和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：易腓签字日期：沙lf年专月r／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞婆王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描

2、等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者虢襁礴(导师签名：签字日期：vIf年弓月，1日签字日期：如rr年{月I7日万方数据学位论文的主要创新点lIIIIIUllIIIIItlIIIIlY2757380一、本文PET探测器的光电倍增管的偏置电路采用主动式的分压，通过利用MATLAB编程，控制高频示波器采集信号的形状，并对这些信号的形状进行拟合计算和分析，通过对比分析结果不断改变偏置电路中的信号阻尼电阻和电荷补偿电容参数值，最终得到了偏置电路最优的元

3、件工作参数，目前西门子、GE、飞利浦等都没有对这些电路进行优化。二、本文论文编写出优化光电倍增管偏置电路比较完整的程序，这为后续对光电增偏置电路的优化提供了方法和分析程序，同时还利用MATLAB编写了自动采集示波器波形的程序，实现了自动采集数据，提高了采集数据的效率，到目前还没有任何公司或机构写出这种优化方案的程序。万方数据摘要正电子发射断层扫描仪(PositronEmissionTomography，PET)是一种非入侵的成像技术，它可以提供活体对放射性示踪剂的分布图，实现生物体的功能成像。PET系统主要由探测器系统、电子学系统和计算机处理系

4、统组成。本文主要是通过优化探测器系统来提高PET系统的时间分辨率并设计前端电子学系统。PET探测器部分主要是由闪烁晶体、光电倍增管(PMT)、偏置电路构成，前端电子学系统的作用是对PET探测器输出的信号进行放大和脉冲整形，得到很好的脉冲包络，有利于模拟信号转变成数字信号及信号的储存。通过优化光电倍增管的偏置电路优化光电倍增管输出信号上升时间特性和信号幅度与探测器能量沉积的线性度，可以提高PET探测器的能量分辨率、时间分辨率。由于光电倍增管的特点使其相关电路无法数字仿真，一般采用从常识预估参数，做出电子印刷板，这种方法的优化周期很长。本文PET探

5、测器的光电倍增管的偏置电路采用主动式分压，通过改变偏置电路中的信号阻尼电阻、电荷补偿电容的参数值，调节PMT多级放大的级间电压来优化输出信号的性能。利用MATLAB编程，控制高频示波器采集信号的形状，对这些数值信号形状数据进行拟合计算得到信号的平均上升时间，通过不断改变电路元件参数值对比分析结果，得到了偏置电路最优的元件工作参数。研究表明：通过优化的PMTR9800输出信号，结合设计的时间信号放大与甄别电路，晶体对晶体的全能峰符合时间分辨从397ps提高到359ps，从而提高了PET系统的时间分辨率。关键词：偏置电路，PMTR9800光电倍增管

6、，平均上升时间，MATLAB编程，前端电．路万方数据AbstractP。sitronEmissionTomography(PET)isanoninvasiveimagingtecllIliquethatcanproVidealivingforthedistributionofradioactivetracer，realizethefunctiomlimagillgofthe。rganism．PETsystemismainlycomposedofdetect。r，electrollicsa11dcomputerprocessingsystem．I

7、nthispaper,themainworkisoptimizingthedetectorsystemwithsignalshapetoimprovedesignthefront—endelectronicsystem．thetemporalresolutionofPETsystemandThePEI‘detectorconsistsofascintillationcrystalarray,opticallight-guidefornght-share，electro。opticalphotomultipliertube(PMT)，the丘on

8、t．endelectrollicsystemisthePETdetectoroutputsignalamplitudeandpulseshape，aR