闪烁晶体课件R1
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PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
1、光电效应 闪烁晶体在低能射线照射时以光电效应为主。一个 光子把它 所有的能量给予一个束缚电子；电子用其 能量的一部分来克服原子对它的束缚，其余的能量则作 为动能。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
辐射效应 闪烁晶体在辐照环境中随辐照剂量的累积，光输 出会减小。要求辐射效应越小越好。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的 无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
碘化钠（NaI）晶体 —密度小（3.67g/cm3），对γ射线和X射线阻止本领 较差 —能量转化效率高，光输出量大，一般里面掺杂了 0.1%-0.5%的Tl，进一步提高其光输出量 —发射波长为415nm，与光电倍增管匹配好 —发射光的衰减时间短，约为230ns —容易潮解，不易进行加工和保存
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
4、电子对效应 若入射光子的能量超过1.02MeV，则电子对的生 成成为可能。在带电粒子的库仑场中，产生的电子 对总动能等于光子能量减去这两个电子的静止质量 能(2mc2=1.022MeV)。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
2、 康普顿效应 当伽玛光子的能量大大超过电子的结合能时，光 子与核外电子发生非弹性碰撞，光子的部分能量转移 给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方 向都发生了变化，即康普顿效应。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
3、瑞利散射 除了康普顿散射外，伽玛光子可以被原子或单 个电子散射到另一方向，其能量不损失只是方向改 变，即瑞利散射。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
锗酸铋（Bi4Ge3O2，BGO）晶体 —密度大（7.13g/cm3），且有效原子序数高（76）， 是对γ射线和X射线阻止本领最强的闪烁晶体 —光输出量低，只有NaI晶体的20% —发射波长为510ns，与光电倍增管匹配较差 —发射光的衰减时间长，为300ns —不潮解，易进行加工和保存，但其性能受温度影响 较大 —目前很多商用机器采用该晶体
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
氟化钡(BaF2)晶体 —密度小（4.89g/cm3），且有效原子序数高（53）， 对γ射线和X射线阻止本领低 —光输出量低，只有NaI晶体的25% —发射波长为310ns，与光电倍增管匹配较差 —发射光的衰减时间很短，为8ns —不易潮解，易进行加工和保存 —目前主要应用于CT成像
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 连续晶体
探测效率 探测效率是粒子在闪烁晶体内产生可测量的脉冲 信号数与入射粒子数之比。 PET系统的探测效率除了与闪烁晶体特性（材料 的原子序数、密度、发光强度）、几何形状、光 的收集情况外，还与光电倍增管的特性、工作电 压以及电子学线路的阈值等有关。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
PET仪器开发与多模医学成像实验室
晶体位置辨认图
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 不完全切割
优缺点 １、工作电路简单、不需要位置敏感型的光电转换 器件 ２、位置分辨能力较差 ３、不能提供ＤＯＩ信息，会产生视觉误差给图象 重建带来一定的影响 ４、空间分辨率受晶体条的尺寸限制 ５、包装分数低，探测效率相对较低
350 1.97 否
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 晶体完全切割
结构
完全切割的晶体阵列
位置敏感性光电转换器件
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 完全切割
工作原理 γ光子在一个晶体条 中沉积能量产生可见光， 可见光在该晶体条内传播 到达光电探测器表面，光 电探测器会因为可见光光 子到达的位置不同产生不 同幅值的脉冲，通过对脉 冲的处理就可以知道γ光 子沉积能量的晶体条。
64
32
光输出量 （photons/MeV）
37700
8200
30000
9950
10000
12000
15000
衰减时间常数(ns)
230
300
40
8
60
17
27
发射波长(nm) 折射率 潮解
415 1.85 是
505 2.15 否
420 1.82 否
310 1.49 否
430 1.85 否
365 1.94 否
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
硅酸镥（LSO）晶体 —密度大（7.40g/cm3），有效原子序数高（65），对γ 射线和X射线阻止本领强。 —能量转化效率高，光输出量大，约为NaI晶体的75% —发射波长为420ns，与光电倍增管匹配好 —发射光的衰减时间短，为40ns —不易潮解，易进行加工和保存 —晶体本身含有176Lu，具有天然放射性，且价格昂贵 —目前西门子公司的PET系统都采用LSO晶体
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
发光衰减时间 发光衰减时间定义为光子数从最大值衰减到1/e所 需要的时间。在PET系统中，其能够直接影响系 统的时间分辨率，并帮助获取DOI信息。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
光衰减长度 表示光子数在闪烁晶体传输过程中衰减到初始值1/e 时所通过的长度。其值越大说明闪烁晶体光学透明 度越好。包含本征衰减长度和技术衰减长度。前者 只取决于闪烁晶体的内部特征（如成分、结构）， 反映了闪烁晶体内部的光学特性。后者既与闪烁晶 体内部特性有关，又与闪烁晶体的形状、厚度、表 面光反射情况等外部技术条件有关。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
晶体名称
发现年份
PET Lab @ HUST
NaI
1948
BGO
1970
LSO
1990
BaF2
GSO
1983
LuAP
1994
YAP
1980
密度(g/cm3)
3.67
7.13
7.4
4.89
6.71
8.34
5.55
有效原子序数(Z)
51
76
65
53
59
闪烁晶体的发光机制
PET Lab @ HUST
无机闪烁体有不掺杂质的纯晶体，如七十年代中后期新开 发的锗酸铋(BGO)单晶体，也有含有少量杂质(称为“激活剂”) 的无机盐晶体，例如以铊为激活剂的碘化钠NaI(Tl)单晶体和碘 化铯CsI(Tl)单晶体，以铈为激活剂的掺铈硅酸镥LSO(Ce)等。 当射线进入闪烁体时，既 可产生自由电子对(空穴对)， 也可以产生激子。而后电子从 导带或激带跃迁到价带，退激 过程中放出光子，不过放出的 光子容易被闪烁晶体自吸收。 不掺杂质的纯晶体主要以这种 方式产生可见光。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体的发光机制
PET Lab @ HUST
对于掺杂晶体，内部的杂质和晶格缺陷在禁带中产生一些孤 立能级，起俘获中心的作用。当入射粒子通过闪烁晶体后，产生 激子、电子和空穴，它们都能够自由地经过晶格运动，直至被俘 获中心俘获，这时俘获中心的电子从基态到达激发态。之后俘获 中心受激电子跃回基态而发射光子，选择合适的激活剂，就可以 使辐射光子在可见光范围。 由杂质和缺陷形成的俘获 中心，退激时发出的光子，不 仅其能量小于禁带宽度，不会 被闪烁晶体自吸收，而且光谱 在可见光范围，便于使用。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
温度效应 闪烁晶体的性能如发光效率、发光衰减时间、 光衰减长度等都与温度有关系。闪烁晶体性能 随温度的变化称为温度效应。要求温度效应越 小越好。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
发光效率（光输出量） 表征闪烁晶体将吸收的粒子能量转化为光的本 领。定义光输出量S是在一次闪烁过程中产生 的光子数目R和带电粒子在闪烁晶体内损失的 能量之比：
R S （光子数/MeV） E
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体
肖 鹏
PET仪器开发及多模医学成像实验室 华中科技大学生命学院
PET系统信号流程
PET Lab @ HUST
闪烁晶体探测器 能量信息
图象重建 符合判断电路
符合事件 gamma光子 时间信息
位置信息
闪烁晶体作为探测器系统的最前端，整个ＰＥＴ系统的能量信息、时间信息、 位置信息均是通过闪烁晶体提供的信号提取出来的。 探测器的结构与性能直接决定了机器的性能。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体探测器
PET Lab @ HUST
结构
高能粒子 可见光 可见光 光电子 放大 电信号
闪烁晶体
光导
光电转换器件
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体体探测器
特点： 1、能够探测多种粒子 2、结构紧凑方便加工与使用 3、探测效率高 4、响应时间短
PET Lab @ HUST
目前，PET探测器中几乎全部采用无机闪烁晶 体。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
伽玛光子与闪烁晶体的相互作用主要有光电效应、 康普顿效应、瑞利散射和电子对效应。 当伽玛光子穿过闪烁晶体时，通过与闪烁晶体原子 发生光电效应、康普顿效应、瑞利散射和电子对效应损 失能量；伽玛射线一旦与闪烁晶体原子发生这四种相互 作用，或原来能量为hv的光子就消失，或散射后能量改 变，或偏离原来的入射方向。 伽玛射线穿过物质时，强度逐渐减弱，按指数规律 衰减，不与物质发生相互作用的光子穿过吸收层，其能 量保持不变，因而没有射程概念可言，但可用“半吸收 厚度”来表示伽玛射线对物质的穿透情况。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁体分类
按化学成分分类： —有机闪烁体 —无机闪烁体
PET Lab @ HUST
按物理形态分类： —固体闪烁体 —液体闪烁体 —气体闪烁体
PET仪器开发与多模医学成像实验室
无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
无机闪烁晶体的特点是密度大，含有高原子序 数的元素，因此无论是对带电粒子，还是γ射线，都 有很高的探测器效率，有较好的能量分辨率。
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
能量响应和能量分辨率 能量响应一般以闪烁晶体的光输出与入射粒子在 闪烁晶体内能量损耗之间的对应关系来表征。
闪烁晶体的能量分辨率主要受以下因素影响： 1. 闪烁晶体的发光效率 2. 光子传输效率 3. 能量响应的非线性响应
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 不完全切割
结构
不完全切割的晶体阵列
２＊２个光电转换器件
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 不完全切割
工作原理 γ光子在一个晶体条中沉 积能量产生可见光，可见光在 该晶体条内传播到未切割部分 后光子发生扩散，光电探测器 会因为距离发生能量沉积的晶 体条的位置不同而接受到不同 Hale Waihona Puke Baidu量的可见光光子并产生响应 的响应脉冲。通过处理响应脉 冲就可以知道γ光子沉积能量 的晶体条。
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
发射光谱 闪烁晶体发射的光一般不是单色光，有多种波 长，不同波长的光子数目也不一样。闪烁晶体 发射的光子数随波长的分布称作闪烁晶体的发 射光谱。 不同的闪烁晶体其光谱特性不同。使用闪烁晶 体时了解它的发射光谱对于选取与之匹配的光 电倍增管十分必要。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
PET仪器开发与多模医学成像实验室
晶体位置辨认图
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 完全切割
优缺点 １、工作电路简单，位置分辨能力强 ２、不能提供ＤＯＩ信息，会产生视觉误差给图象 重建带来一定的影响
３、包装分数低，探测效率相对较低 ４、空间分辨率受晶体条的尺寸限制
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
1、光电效应 闪烁晶体在低能射线照射时以光电效应为主。一个 光子把它 所有的能量给予一个束缚电子；电子用其 能量的一部分来克服原子对它的束缚，其余的能量则作 为动能。
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伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
辐射效应 闪烁晶体在辐照环境中随辐照剂量的累积，光输 出会减小。要求辐射效应越小越好。
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常见的 无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
碘化钠（NaI）晶体 —密度小（3.67g/cm3），对γ射线和X射线阻止本领 较差 —能量转化效率高，光输出量大，一般里面掺杂了 0.1%-0.5%的Tl，进一步提高其光输出量 —发射波长为415nm，与光电倍增管匹配好 —发射光的衰减时间短，约为230ns —容易潮解，不易进行加工和保存
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
4、电子对效应 若入射光子的能量超过1.02MeV，则电子对的生 成成为可能。在带电粒子的库仑场中，产生的电子 对总动能等于光子能量减去这两个电子的静止质量 能(2mc2=1.022MeV)。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
2、 康普顿效应 当伽玛光子的能量大大超过电子的结合能时，光 子与核外电子发生非弹性碰撞，光子的部分能量转移 给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方 向都发生了变化，即康普顿效应。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
3、瑞利散射 除了康普顿散射外，伽玛光子可以被原子或单 个电子散射到另一方向，其能量不损失只是方向改 变，即瑞利散射。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
锗酸铋（Bi4Ge3O2，BGO）晶体 —密度大（7.13g/cm3），且有效原子序数高（76）， 是对γ射线和X射线阻止本领最强的闪烁晶体 —光输出量低，只有NaI晶体的20% —发射波长为510ns，与光电倍增管匹配较差 —发射光的衰减时间长，为300ns —不潮解，易进行加工和保存，但其性能受温度影响 较大 —目前很多商用机器采用该晶体
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
氟化钡(BaF2)晶体 —密度小（4.89g/cm3），且有效原子序数高（53）， 对γ射线和X射线阻止本领低 —光输出量低，只有NaI晶体的25% —发射波长为310ns，与光电倍增管匹配较差 —发射光的衰减时间很短，为8ns —不易潮解，易进行加工和保存 —目前主要应用于CT成像
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 连续晶体
探测效率 探测效率是粒子在闪烁晶体内产生可测量的脉冲 信号数与入射粒子数之比。 PET系统的探测效率除了与闪烁晶体特性（材料 的原子序数、密度、发光强度）、几何形状、光 的收集情况外，还与光电倍增管的特性、工作电 压以及电子学线路的阈值等有关。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
PET仪器开发与多模医学成像实验室
晶体位置辨认图
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 不完全切割
优缺点 １、工作电路简单、不需要位置敏感型的光电转换 器件 ２、位置分辨能力较差 ３、不能提供ＤＯＩ信息，会产生视觉误差给图象 重建带来一定的影响 ４、空间分辨率受晶体条的尺寸限制 ５、包装分数低，探测效率相对较低
350 1.97 否
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 晶体完全切割
结构
完全切割的晶体阵列
位置敏感性光电转换器件
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 完全切割
工作原理 γ光子在一个晶体条 中沉积能量产生可见光， 可见光在该晶体条内传播 到达光电探测器表面，光 电探测器会因为可见光光 子到达的位置不同产生不 同幅值的脉冲，通过对脉 冲的处理就可以知道γ光 子沉积能量的晶体条。
64
32
光输出量 （photons/MeV）
37700
8200
30000
9950
10000
12000
15000
衰减时间常数(ns)
230
300
40
8
60
17
27
发射波长(nm) 折射率 潮解
415 1.85 是
505 2.15 否
420 1.82 否
310 1.49 否
430 1.85 否
365 1.94 否
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
硅酸镥（LSO）晶体 —密度大（7.40g/cm3），有效原子序数高（65），对γ 射线和X射线阻止本领强。 —能量转化效率高，光输出量大，约为NaI晶体的75% —发射波长为420ns，与光电倍增管匹配好 —发射光的衰减时间短，为40ns —不易潮解，易进行加工和保存 —晶体本身含有176Lu，具有天然放射性，且价格昂贵 —目前西门子公司的PET系统都采用LSO晶体
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
发光衰减时间 发光衰减时间定义为光子数从最大值衰减到1/e所 需要的时间。在PET系统中，其能够直接影响系 统的时间分辨率，并帮助获取DOI信息。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
光衰减长度 表示光子数在闪烁晶体传输过程中衰减到初始值1/e 时所通过的长度。其值越大说明闪烁晶体光学透明 度越好。包含本征衰减长度和技术衰减长度。前者 只取决于闪烁晶体的内部特征（如成分、结构）， 反映了闪烁晶体内部的光学特性。后者既与闪烁晶 体内部特性有关，又与闪烁晶体的形状、厚度、表 面光反射情况等外部技术条件有关。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见的无机闪烁晶体
晶体名称
发现年份
PET Lab @ HUST
NaI
1948
BGO
1970
LSO
1990
BaF2
GSO
1983
LuAP
1994
YAP
1980
密度(g/cm3)
3.67
7.13
7.4
4.89
6.71
8.34
5.55
有效原子序数(Z)
51
76
65
53
59
闪烁晶体的发光机制
PET Lab @ HUST
无机闪烁体有不掺杂质的纯晶体，如七十年代中后期新开 发的锗酸铋(BGO)单晶体，也有含有少量杂质(称为“激活剂”) 的无机盐晶体，例如以铊为激活剂的碘化钠NaI(Tl)单晶体和碘 化铯CsI(Tl)单晶体，以铈为激活剂的掺铈硅酸镥LSO(Ce)等。 当射线进入闪烁体时，既 可产生自由电子对(空穴对)， 也可以产生激子。而后电子从 导带或激带跃迁到价带，退激 过程中放出光子，不过放出的 光子容易被闪烁晶体自吸收。 不掺杂质的纯晶体主要以这种 方式产生可见光。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体的发光机制
PET Lab @ HUST
对于掺杂晶体，内部的杂质和晶格缺陷在禁带中产生一些孤 立能级，起俘获中心的作用。当入射粒子通过闪烁晶体后，产生 激子、电子和空穴，它们都能够自由地经过晶格运动，直至被俘 获中心俘获，这时俘获中心的电子从基态到达激发态。之后俘获 中心受激电子跃回基态而发射光子，选择合适的激活剂，就可以 使辐射光子在可见光范围。 由杂质和缺陷形成的俘获 中心，退激时发出的光子，不 仅其能量小于禁带宽度，不会 被闪烁晶体自吸收，而且光谱 在可见光范围，便于使用。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
温度效应 闪烁晶体的性能如发光效率、发光衰减时间、 光衰减长度等都与温度有关系。闪烁晶体性能 随温度的变化称为温度效应。要求温度效应越 小越好。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
发光效率（光输出量） 表征闪烁晶体将吸收的粒子能量转化为光的本 领。定义光输出量S是在一次闪烁过程中产生 的光子数目R和带电粒子在闪烁晶体内损失的 能量之比：
R S （光子数/MeV） E
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体
肖 鹏
PET仪器开发及多模医学成像实验室 华中科技大学生命学院
PET系统信号流程
PET Lab @ HUST
闪烁晶体探测器 能量信息
图象重建 符合判断电路
符合事件 gamma光子 时间信息
位置信息
闪烁晶体作为探测器系统的最前端，整个ＰＥＴ系统的能量信息、时间信息、 位置信息均是通过闪烁晶体提供的信号提取出来的。 探测器的结构与性能直接决定了机器的性能。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体探测器
PET Lab @ HUST
结构
高能粒子 可见光 可见光 光电子 放大 电信号
闪烁晶体
光导
光电转换器件
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁晶体体探测器
特点： 1、能够探测多种粒子 2、结构紧凑方便加工与使用 3、探测效率高 4、响应时间短
PET Lab @ HUST
目前，PET探测器中几乎全部采用无机闪烁晶 体。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
伽玛射线与闪烁晶体的相互作用 PET Lab @ HUST
伽玛光子与闪烁晶体的相互作用主要有光电效应、 康普顿效应、瑞利散射和电子对效应。 当伽玛光子穿过闪烁晶体时，通过与闪烁晶体原子 发生光电效应、康普顿效应、瑞利散射和电子对效应损 失能量；伽玛射线一旦与闪烁晶体原子发生这四种相互 作用，或原来能量为hv的光子就消失，或散射后能量改 变，或偏离原来的入射方向。 伽玛射线穿过物质时，强度逐渐减弱，按指数规律 衰减，不与物质发生相互作用的光子穿过吸收层，其能 量保持不变，因而没有射程概念可言，但可用“半吸收 厚度”来表示伽玛射线对物质的穿透情况。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
闪烁体分类
按化学成分分类： —有机闪烁体 —无机闪烁体
PET Lab @ HUST
按物理形态分类： —固体闪烁体 —液体闪烁体 —气体闪烁体
PET仪器开发与多模医学成像实验室
无机闪烁晶体
PET Lab @ HUST
无机闪烁晶体的特点是密度大，含有高原子序 数的元素，因此无论是对带电粒子，还是γ射线，都 有很高的探测器效率，有较好的能量分辨率。
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
能量响应和能量分辨率 能量响应一般以闪烁晶体的光输出与入射粒子在 闪烁晶体内能量损耗之间的对应关系来表征。
闪烁晶体的能量分辨率主要受以下因素影响： 1. 闪烁晶体的发光效率 2. 光子传输效率 3. 能量响应的非线性响应
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 不完全切割
结构
不完全切割的晶体阵列
２＊２个光电转换器件
PET仪器开发与多模医学成像实验室
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 不完全切割
工作原理 γ光子在一个晶体条中沉 积能量产生可见光，可见光在 该晶体条内传播到未切割部分 后光子发生扩散，光电探测器 会因为距离发生能量沉积的晶 体条的位置不同而接受到不同 Hale Waihona Puke Baidu量的可见光光子并产生响应 的响应脉冲。通过处理响应脉 冲就可以知道γ光子沉积能量 的晶体条。
闪烁晶体基本特性
PET Lab @ HUST
发射光谱 闪烁晶体发射的光一般不是单色光，有多种波 长，不同波长的光子数目也不一样。闪烁晶体 发射的光子数随波长的分布称作闪烁晶体的发 射光谱。 不同的闪烁晶体其光谱特性不同。使用闪烁晶 体时了解它的发射光谱对于选取与之匹配的光 电倍增管十分必要。
PET仪器开发与多模医学成像实验室
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晶体位置辨认图
常见闪烁体探测器结构 PET Lab @ HUST 完全切割
优缺点 １、工作电路简单，位置分辨能力强 ２、不能提供ＤＯＩ信息，会产生视觉误差给图象 重建带来一定的影响
３、包装分数低，探测效率相对较低 ４、空间分辨率受晶体条的尺寸限制
PET仪器开发与多模医学成像实验室