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现代PET探测器趋向采用小间距LYSO晶体与SiPM耦合，以追求更高的空间分辨率。然而，更小的晶体会显著加剧晶体间散射（ICS）——511 keV光子会因为康普顿散射等效应，让能量跨多个相邻晶体扩散，使传统基于重心的前端定位失准。
蒙特卡罗真值标签的理论重建评估表明，理想 ICS 校正可使横向空间分辨率 FWHM 提升约 17%；若与双端读出 DOI 解码协同，分辨率可进一步改善，总体提升约 32%。基于上述仿真工作引导，本工作面向核探测器与前端电子学硬件层面，搭建了2.1 mm、3.2 mm、4.1 mm三种间距的多间距高分辨率LYSO-SiPM探测器测试平台。采用专用PET读出ASIC（PETsys TOFPET2及Hamamatsu C135xx系列），基于过阈时间（Time-over-Threshold, ToT）模式系统进行了Na-22的电子符合准直实验测量以得出相应输出。实测结合仿真验证结果进一步显示，2.1 mm阵列内仅35.47%的入射光子在中心晶体完成全能量沉积，29.68%经ICS重新分布至邻近晶体，构成传统前端定位的根本性瓶颈。
为在前端电子学中实现实时回收上述事件，本文提出一种物理先验驱动的轻量化事件定位推理核。核心机制为“能量掩码”——将解空间显式约束在被触发晶体集合内，从而以极低参数量（8×8读出矩阵仅0.62M）实现稳健收敛。该推理核存储占用低、结构规则，具备直接综合到前端DAQ板载FPGA的潜力（FMC接口、片上BRAM缓存、无需外部DDR），可在数据流前端完成第一作用点解码。
在2.1 mm阵列实测信号上，该前端处理将中心3×3区域能量占比由56.4%提升至83.1%，峰本比提升6.4倍，有效空间弥散从1.710像素压缩至1.179像素。 本工作为新一代亚毫米级PET探测器在前端电子学层面实现实时ICS校正与硬件协同部署，提供了完整的多间距验证路径与可移植算法。
