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PET/CT(Positron Emission Tomography/Computed Tomography)成像仪是一种将PET(功能代谢成像)和CT(解剖结构成像)两种先进的影像技术有机整合在一起的新型医学成像仪器。乳腺PET/CT是一种针对乳腺特性专门设计的用于乳腺疾病诊断的医学影像技术,尤其在早期乳腺癌的诊断与治疗中发挥着重要的作用。相比于单一的CT和PET成像,一体化PET/CT成像仪在肿瘤诊断及分期中具有更高的可靠性。提高系统的空间分辨性能是PET/CT快速发展中一直备受关注的问题。PET/CT中PET组件的空间分辨率是影响成像系统分辨率的关键因素,设计高分辨率的PET探测器是目前PET/CT仪器和PET仪器研发的重点突破方向。本文主要对高分辨率乳腺PET/CT探测器实验平台的设计及测试进行了研究,分别对CT和PET探测器实验平台进行了设计和初步性能测试。采用非晶硅数字平板探测器作为CT探测器设计实验平台。采用新型硅光电倍增管(SiPM)与硅酸钇镥(LYSO)晶体相结合设计具有深度分辨能力的双端读出PET探测器,相比于传统的光电倍增管(PMT)和雪崩光二极管(APD),SiPM光探测器同时具有工作电压低、体积小、信噪比高、增益高等特点,是设计高性能PET探测器的最佳选择。本论文的主要内容包括:首先,分别对CT、PET和PET/CT的成像原理做了详细介绍和分析,并对CT和PET两种探测器进行了分析及选择。然后,分别设计CT和PET探测器实验平台。(1)采用一个四轴高精度运动台、一个非晶硅数字平板探测器和一个微焦斑X射线源作为核心部件,搭建了CT探测器实验系统的硬件平台。基于Visual Studio 2008软件开发环境对搭建好的实验系统各模块进行上位机控制软件的设计及调试。并在设计好的CT探测器实验平台基础上,设计了一套可靠性很高的狭缝方法对平板探测器的调制传输函数(MTF)进行了测试,验证了平板探测器的分辨率性能。(2)通过分析影响PET探测器性能的主要参数,采用SiPM设计具有深度分辨能力的双端读出PET探测器。针对SiPM光探测器分别设计了电阻网络读出和电容网络行列相加读出两种信号读出方案,通过搭建实验测试平台对设计的Si PM读出电路和商用位置灵敏PMT(PSPMT)探测器进行性能测试和比较分析,验证了SiPM电阻网络双端读出方案的可行性和优势。软件及算法方面,设计了能谱图绘制、DOI深度计算、晶体分辨图计算和晶体单元分割等算法,并通过MATLAB编程实现,通过VS2008软件开发环境完成了晶体单元分割软件的设计和测试。设计的PET探测器达到了接近3mm的单晶体深度分辨率。最后,总结了课题所做的工作,对存在的问题和后续需要做的工作进行了分析和阐述。