TOF－PET探测器定时性能初步研究

刘军辉，李道武，章志明，廖燕飞，黄先超，王培林，陈 研，贠明凯，丰宝桐，帅 磊，王宝义，张天保，魏 龙，＊

（1.中国科学院 高能物理研究所 核分析技术重点实验室，北京 100049；2.北京市射线成像技术与装备工程技术研究中心，北京 100049；3.中国科学院 研究生院，北京 100049）

基于飞行时间（TOF）技术的正电子发射断层扫描仪（PET），相对于传统PET，能显著改善图像质量，被认为是新一代PET的发展方向之一［1］。作为PET的关键部件，用于TOFPET的探测器成为研究热点。Moses等［2］研究了LSO晶体长度及晶体表面处理工艺与TOF－PET的时间分辨的关系，得到4mm×4mm×30mm的LSO晶体条对511keV的γ射线符合时间分辨为475ps；Szczesniak等［3］研究了LSO晶体配合XP20D0光电倍增管（PMT）用于 TOF－PET的可行性；Moriya等［4］研究了位置灵敏型光电倍增管（PS－PMT）Hamamatsu R8400－00－M64 耦 合 2.9mm×2.9mm×20mm LYSO晶体阵列用于 TOFPET的可行性，配合1个BaF2探测器得到平均505ps的符合时间分辨率；Chang［5］使用尺寸为4.2mm×4.2mm×30mm的LYSO晶体条组成阵列，耦合Hamamatsu H8500光电倍增管，组成TOF－PET探测器，得到485ps的符合时间分辨率。以上研究结果表明，采用快速光电倍增管或位置灵敏型光电倍增管耦合LYSO晶体来设计探测器，有望在TOF－PET中得到应用。

本工作采用H8500C－M64位置灵敏型光电倍增管，耦合不同尺寸的LYSO晶体条，测试在不同条件下的时间分辨能力、探测效率等参数，为TOF－PET探测器的研制提供参考数据。

1 实验装置

实验装置如图1所示。H8500光电倍增管的阳极信号经DPC电路［6］引出，经自制放大电路放大成形后作为能谱和位置信号。用于定时的信号由最后1级打拿极（DY12）引出，经倒向后传输给ORTEC 935恒比定时甄别器，其输出定时信号经延迟后传输给ORTEC 566时幅转换器作为停止道信号。……