【摘要】：正電子發(fā)射斷層成像儀(Positron emission tomography,PET)是目前對(duì)人體正常代謝和病理改變進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像顯示和定量分析的靈敏度最高的醫(yī)學(xué)成像儀器,被用于腫瘤、心臟系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等重大疾病早期診斷和分期。基于閃爍晶體的高能射線探測(cè)器模塊是PET裝備的關(guān)鍵核心部件,提高探測(cè)器的能量分辨率和時(shí)間分辨率對(duì)于提升PET系統(tǒng)性能具有重要意義。閃爍晶體表面加工質(zhì)量和晶體外表層高反射材料影響晶體末端的光輸出,繼而影響探測(cè)器能量分辨率;閃爍晶體末端與光電傳感器耦合的出光面透射率影響探測(cè)器探測(cè)的初始光子比率,繼而影響探測(cè)器時(shí)間分辨率。為提升探測(cè)器能量分辨率及時(shí)間分辨率,本論文提出了三點(diǎn)主要研究?jī)?nèi)容:1)硅酸釔镥閃爍晶體的精密加工技術(shù);2)基于閃爍晶體發(fā)射光譜的高反射膜設(shè)計(jì)與制備;3)基于閃爍晶體發(fā)射光譜的增透膜設(shè)計(jì)。研究中采用平面研磨拋光方法對(duì)閃爍晶體進(jìn)行精密加工,加工中首先采用粒徑分級(jí)的氧化鋁硬質(zhì)磨料進(jìn)行逐級(jí)磨削快速去除晶體表面缺陷,之后采用氧化鈰拋光液對(duì)晶體進(jìn)行精密拋光,加工后晶體表面粗糙度低于1nm,實(shí)現(xiàn)了晶體超精密加工。基于多層介質(zhì)反射膜原理設(shè)計(jì)了覆蓋閃爍晶體發(fā)射光譜波段的總層數(shù)為48層的高反射膜系,膜系由三個(gè)λ/4波長(zhǎng)基本反射膜系組成,包括TiO_2/SiO_2/HfO_2三種介質(zhì)材料。基于膜系設(shè)計(jì)結(jié)果,采用電子束蒸發(fā)方法制備了反射膜,反射率測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果高度一致�；诙鄬咏橘|(zhì)增透膜原理設(shè)計(jì)了覆蓋閃爍晶體發(fā)射光譜波段的7層增透膜,膜系由MgF_2/TiO_2/HfO_2三種材料組成。采用光學(xué)膠水作為晶體末端出光面耦合介質(zhì)并結(jié)合增透膜有利于綜合提升光透射率。
【圖文】：

層成像儀（Positron emission tomography, PET）產(chǎn)生的湮沒(méi)輻射和符合探測(cè)原理研制的計(jì)算機(jī)和人體分子學(xué)信息，對(duì)人體正常代謝和病理改一種生成生物活體代謝功能影像的工具，是目裝備，代表了當(dāng)前核醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的最高水平[過(guò)程，無(wú)創(chuàng)、定量、動(dòng)態(tài)地評(píng)估動(dòng)物/人體內(nèi)各種，能夠?qū)δ[瘤、心臟系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病測(cè)器模塊是 PET 裝備關(guān)鍵部件，其作用是吸收電路處理的電信號(hào)，用于分析獲得 γ 光子的能范圍擴(kuò)大，，探測(cè)器需要具有更高的能量分辨率

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文產(chǎn)生的低能光子（可見(jiàn)光波段光子）進(jìn)入后端的光電檢測(cè)器（如 PMT：光電倍增管，SiPM：硅光電倍增管），光信號(hào)被轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高達(dá) 106的信號(hào)增益，這些電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理和分析后可顯示被測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)或功能特征[5]。以閃爍晶體和光電傳感器構(gòu)成的射線探測(cè)器廣泛應(yīng)用于高能粒子探測(cè)，其前端射線探測(cè)器是決定整體系統(tǒng)分辨率和靈敏度的關(guān)鍵核心部件（如圖 1-3）。目前閃爍晶體已在高能物理、醫(yī)療、工業(yè)、安檢等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如X射線斷層掃描（XCT）、正電子發(fā)射斷層掃描（PET）、工業(yè)斷層掃描（工業(yè) CT）等。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH77

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