迈向偏振增强PET：偏振相关康普顿事件中随机本底的研究

正电子发射断层扫描（PET）是一种利用正电子发射同位素（如Ga-68和F-18）进行多种诊断的医学成像模态。正电子与周围区域的电子湮灭，产生两个能量为511 keV、动量相反、偏振正交纠缠的光子。当每个光子经历康普顿散射过程时，其方位散射角的差异反映了它们初始偏振的正交性，在±90°处出现峰值。这种类型的相关性尚未在传统PET扫描仪中得到利用，但可能提供一种与能量无关的本底降低方法。可以使用康普顿偏振计来测量此类相关性，该偏振计由单层分段闪烁晶体（如掺铈钆铝镓石榴石，GAGG:Ce）构建，并由硅光电倍增管（SiPM）读出。在本文中，我们研究了在临床相关的源活度范围（约200 MBq至约378 MBq）内，通过符合时间谱测量这些相关湮灭光子时的信号与随机本底比。然后将其与标准单像素（光电）测量结果进行比较。我们发现，对于康普顿散射角θ1,2∈[72°, 90°]和方位角差Δφ=90°±20°的偏振相关事件，获得的信号与随机本底比（SBR）始终高于单像素事件，其SBR值之比为1.23。所选事件的SBR也随着偏振调制因子μ的增加而增加，在实验期间其值增加了约50%。