使用LGSO连续晶体与微平行孔准直器的小动物SPECT系统设计优化
医学物理
2015-03-13 v1 仪器与探测器
摘要
本研究旨在通过蒙特卡洛模拟优化单片LGSO闪烁晶体与微平行孔准直器的设计，以开发一种紧凑、低成本且性能合理的小动物单光子发射计算机断层扫描（SPECT）系统。针对设计优化，研究了表面积为50 mm × 50 mm的L0.9GSO晶体。估算了不同晶体厚度和光子能量（使用I-125与Tc-99m源）下的晶体固有探测效率、固有空间分辨率和固有能量分辨率。通过光学光子模拟比较了两种表面处理（提供抛光与粗糙表面）。微面元与平均表面间夹角的标准差分别设为抛光表面0.1、粗糙表面6.0。作为对比，还研究了NaI(Tl)的固有性能。设计了一种多光电倍增管，具有16×16个尺寸为2.8 mm×2.8 mm、间距为3.04 mm的阳极像素，以及1.5 mm厚的玻璃窗。同时对微准直器长度进行了优化。最后评估了SPECT系统的性能，并在模拟中获得了超微热点模体图像。1 mm厚的LGSO足以探测来自I-125的大部分入射光子，但Tc-99m成像需要3 mm厚度。抛光晶体比粗糙晶体具有更好的固有空间分辨率（约540 {\mu}m）和更低的光输出。I-125与Tc-99m的能量分辨率分别约为36.9%和19.1%。采用优化后的准直器长度，四头SPECT系统实现了约1 mm的空间分辨率和约100 cps/MBq的灵敏度。在超微热点模体的SPECT图像中分辨出了直径为1.0 mm的热杆。
引用
@article{arxiv.1503.03544,
title = {Design Optimization of a Small-animal SPECT System Using LGSO Continuous Crystal and a Micro Parallel-hole Collimator},
author = {Joong Hyun Kim and Mikiko Ito and Soo Mee Kim and Seong Jong Hong and Jae Sung Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.03544},
year = {2015}
}
备注
19 pages of text, 2 tables, and 7 figures