面向植物科学的专用高分辨率 PET 成像仪

PET 提供了在整株植物水平上研究植物与变化环境相互作用所必需的体内分子与功能成像能力。我们研发了一台专用植物 PET 成像仪，具备高空间分辨率，并安置于由植物生长室（PGC）提供的完全受控环境中。该系统目前包含两种探测器模块：84 个配备 2.2 mm 晶体的 microPET R4 块状探测器，用于提供大探测面积；以及 32 个配备 1.5 mm 晶体的 Inveon 块状探测器，用于提供更高空间分辨率。模块化外壳内四个 microPET 块状探测器的输出通过定制印制电路板拼接，以匹配 Inveon 探测器的输出特性。所有探测器均由 QuickSilver 电子学系统读出。探测器模块被配置为直径 15 cm 的全环结构，具有横断向视野（FOV），用于小型植物的动态断层成像。Inveon 探测器有望通过步进-停留运动重新配置为四分之一环，以获得 25 cm 的 FOV。该成像仪包含 2 个线性平移台，用于将探测器定位在不同高度以进行多床位扫描；以及 2 个旋转台，用于从所有角度收集符合事件。PET 系统已建造并集成至 PGC 中。该系统的典型能量分辨率为 Inveon 探测块 15%、R4 探测块 24%；时间分辨率为 1.8 ns；在 FOV 中心、偏离 R4 半环 5 cm 处和偏离 Inveon 半环 5 cm 处测得的灵敏度分别为 1.3%、1.4%、3.0%（能量窗口为 350-650 KeV，时间窗为 3.1 ns）。系统空间分辨率与商用 microPET 系统相当，使用 ML-EM 算法可分辨 micro-Derenzo 模体中的 1.25 mm 棒源。使用以 11C-CO2 标记的不同植物进行的初步成像实验产生了高质量的动态 PET 图像。