使用电离激活多态低Z探测器介质的低剂量高分辨率飞行时间PET
仪器与探测器
2021-10-04 v1 医学物理
摘要
我们提出使用低原子序数介质的PET扫描仪，该介质沿康普顿反冲电子的路径发生持久的局部状态变化。通过测量各个散射位置和角度、沉积能量以及反冲电子方向，可以利用二体康普顿散射过程的运动学约束对散射进行统计时间排序，从而以高概率精确识别伽马光子首次在探测器中发生相互作用的位置。在这些情况下，响应线以高分辨率测量，该分辨率由底层物理过程而非探测器分割决定。存在多种通过不同机制作用的此类介质。作为一个例子，其中状态变化是通过分子构型变化的量子力学过程，而非像气泡室中那样是热力学的，我们展示了对一种双态光开关有机染料（“开关闪烁体”）的模拟，该染料通过反冲电子的电离被激活至可发荧光的状态。激活态是持久的，并可被多次光激发以对单个激活分子成像。能量分辨率通过计数激活分子提供。沿LOR的位置由大面积飞行时间MCP-PMT光电探测器实现，该探测器具有数十皮秒的单光子时间分辨率和亚毫米空间分辨率。模拟表明剂量大幅降低。
引用
@article{arxiv.2108.01715,
title = {Low-Dose High-Resolution TOF-PET Using Ionization-activated Multi-State Low-Z Detector Media},
author = {Joao Francisco Shida and Eric Spieglan and Bernhard W. Adams and Evan Angelico and Kepler Domurat-Sousa and Andrey Elagin and Henry J. Frisch and Patrick La Riviere and Allison H. Squires},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01715},
year = {2021}
}