Speaker
家兴 彭
(兰州大学核科学与技术学院)
Description
康普顿相机无机械准直特点，在核医学成像、源项调查等伽马辐射场成像领域具有重要应用价值，其成像性能在很大程度上依赖于探测器读出电子学对多通道闪烁体阵列信号的高效获取与处理能力。针对GAGG闪烁体阵列与SiPM阵列耦合后通道数量多、系统集成度要求高的问题，本文设计了一种基于行列复用读出的康普顿相机电子学系统。该系统采用行列复用网络对8×8 SiPM阵列输出信号进行压缩读出，将原始多通道信号压缩为4路模拟信号输出，有效降低了后端电子学通道数量与布线复杂度。压缩后的信号经FPC排线送入前端调理电路，完成信号放大、整形及阻抗匹配后，进入12 bit、65 Msps ADC进行数字化采集，并由FPGA完成实时数据处理。FPGA内部实现了复用信号的解码与事件特征提取，可获得单次相互作用事件的能量、二维位置信息及时间信息；同时，针对双层康普顿探测器结构，进一步完成散射层与吸收层之间的时间符合判断，筛选满足符合条件的有效康普顿事件，降低数据传输量。有效事件数据经FPGA打包后通过以太网传输至上位机，用于后续图像重建与性能分析。实验结果表明，该读出电子学系统能够稳定完成GAGG阵列探测器的能量与位置解码。对于2 mm×2 mm×20 mm和1.5 mm×1.5 mm×10 mm两种规格的GAGG闪烁体阵列，解码后在511 keV能峰处均可获得7.5%的能量分辨率，具备良好的能量测量性能和事件筛选能力，可为康普顿相机系统提供有效的电子学实现方案。
