反射器对配备交错式三层DOI探测器的小鼠脑部PET扫描仪成像性能的影响

《MEDICAL PHYSICS》：Effects of reflectors on the imaging performance of a mouse brain PET scanner with staggered 3-layer DOI detectors

硫酸钡和增强镜面反射器对小鼠脑部PET成像性能的影响研究。采用三层间隔式DOI探测器，比较了两种反射材料在空间分辨率、时间分辨率和能谱纯度方面的差异。实验发现硫酸钡在径向分辨率（0.96mm vs 1.16mm）和成像质量上更优，但ESR的 coincidence timing resolution（3.6ns）显著优于BaSO4（7.0ns）。窄能窗（440-560keV）有效提升亚毫米级结构成像，但对BaSO4灵敏度影响较小。

　　

摘要

背景

对于小鼠脑部的正电子发射断层扫描（PET）来说，良好的空间分辨率和相互作用深度（DOI）信息是必不可少的。PET系统的空间分辨率和DOI分辨率受到反射材料的影响很大。然而，反射材料对成像性能的影响尚未在PET系统层面进行过研究。

目的

在本研究中，我们系统地研究了反射材料对使用三层交错式DOI探测器的小鼠脑部PET扫描仪成像性能的影响。

方法

我们分别使用硫酸钡（BaSO₄）粉末和增强型镜面反射器（ESR）薄膜两种反射材料构建了小鼠脑部PET扫描仪。BaSO₄和ESR的PET内径（53毫米）、晶体间距（1毫米）以及晶体层厚度（4/4/7毫米）均相同。所有PET扫描仪均采用相同的硅光电倍增管和前端电子设备进行性能评估。

结果

使用ESR时，系统的符合时间分辨率（3.6纳秒）是使用BaSO₄（7.0纳秒）时的两倍。然而，由于晶体解码误差的减少，BaSO₄的平均径向分辨率（0.96毫米）比ESR（1.16毫米）高出0.2毫米。狭窄的能量窗口（440–560千电子伏特）有效提高了亚毫米级棒状结构的谷峰比，尤其是对于BaSO₄而言，尽管这会降低灵敏度。

结论

我们发现，在使用三层交错式DOI探测器的小鼠脑部PET扫描仪中，BaSO₄提供了比ESR更好的空间分辨率和成像性能。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。