新型高分辨SPECT成像探测器模块研究

该项目瞄准新一代单光子发射计算机断层成像（SPECT）的核心探测技术展开研究，研发基于阵列硅光电倍增器（SiPMs）的新型高分辨SPECT成像探测器模块，研究重点主要集中在开发有效的简化读出方法来解决阵列SiPMs成像探测模块读出电子学的复杂技术问题。其创新特色是：率先把两级简化与局域重心法定位结合的读出方法，拓展到阵列SiPMs探测器模块的简化设计，在解决其高集成度多通道读出电子学复杂技术问题的同时，实现探测器成像性能的最大化。该项目的研究建立在本课题组多年来在多阳极位置灵敏光电倍增管（H8500）成像探测模块研究的基础上，有望取得一些创新性的关键技术和研究成果。这种新型成像探测器技术，对开发新一代高分辨核素分子影像设备非常关键，掌握这些分子影像的核心探测技术，对我国发展具有自主知识产权的高端先进医疗成像设备具有重要推动作用。

本项目通过对SPECT探测模块的研究，开发出将两级简化与局域重心相结合的读出方法，有效简化了成像探测模块读出电子学复杂的技术问题。将此方法分别应用在阵列型晶体探测器和连续晶体探测器上取得如下成果：（1）探测器模块为阵列型LYSO晶体与单个阵列硅光电倍增管（SiPMs）耦合，采用新方法与传统的DPC读出法的相比，成像视野增大约10%；（2）探测器模块为连续型溴化镧晶体与H8500位置灵敏光电倍增管耦合时，采用新方法可使探测器的空间分辨率好于1.5mm，射线能量为122KeV时，能量分辨率可达到9.2%；（3）探测器模块为阵列型LYSO晶体与四个硅位置灵敏光电倍增管（SiPM）耦合时，采用新方法与传统的DPC读出法的相比，成像视野增大约15%.上述结果表明该种方法在解决了高集成度多通道读出电子学复杂技术的同时，实现了探测器成像性能的最大化。