Speaker
博 王
(山东大学)
Description
飞行时间（Time-of-Flight, TOF）正电子发射断层成像（PET）技术能够提高图像重建中的信噪比。本文提出并评估了一种用于具备 TOF 功能和位置灵敏 PET 探测器的高密度、紧凑型前端电子学设计。该设计采用射频放大器以及基于 FPGA 的双极性电荷数字转换器（dQDC）。该 PET 探测器由一个 15×15 的 LYSO 晶体阵列组成，晶体尺寸为 1×1×10 mm3，并通过光导耦合到一个 5×5的 SiPM 阵列，SiPM 尺寸为3×3 mm2。所有晶体之间均采用ESR进行隔离。SiPM 的定时信号经过放大后，以 25:1 的比例进行多路复用。这相当于降低了前沿甄别所需的预设阈值。来自 5×5 SiPM 阵列的能量信号通过行/列求和的方式进行多路复用，形成一种 “5+5” 读出结构。“5+5” SiPM 阵列的信号被送入 FPGA-dQDC 系统。该 FPGA-dQDC 系统由模拟板和数字板组成。模拟板实现了 dQDC 方案所需的放大器、电阻和电容等电路；数字板的核心器件为 Cyclone V FPGA。所有数字功能，例如放电控制和数据缓存，均在 FPGA 内部实现。利用由单晶体参考探测器和 “5+5” PET 探测器组成的双探测器符合测量系统，从 CTR 分布图中得到的平均符合时间分辨率为 381.68±9.80 ps3，以半高全宽（FWHM）表示。此外，经过饱和校正后，所有晶体的能量分辨率为 10.83±0.68%。该读出方案为 PET 探测器原型的开发提供了一种紧凑且低功耗的设计方案。
