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核医学成像实验中,探测器的性能对成像质量至关重要。实验室自主搭建了一套高分辨率小动物PET成像实验平台,该平台由探测器系统、NIM电子学插件、数据获取系统和计算机处理系统组成。实验中,采用的晶体为硅酸钇镥（LYSO）闪烁晶体,其像素分别是2.0×2.0×10 mm3、1.6×1.6×10 mm3和1.3×1.3×10 mm3,尺寸分别为10×10、10×10和18×18。基于像素尺寸为2.0 mm和1.6 mm的10×10LYSO阵列晶体探测器和位置灵敏光电倍增管（PSPMT）通过硅胶耦合组成,像素尺寸为1.3 mm的18×18 LYSO阵列晶体,连接锥形光导后与光电倍增管耦合。实验有两套数据获取系统,分别为NI32路非同步PCIe6361采集卡和8路同步ARTPXI8501采集卡,前者最大采样频率为500 kHz,后者最高能达到1MHz。基于PCI数据获取系统,由于不能同步采样,故对采样波形进行拟合重构后取峰值。本文在基于自主搭建的高分辨率小动物实验平台上进行实验研究,测试三种像素尺寸PET探测器的2-D位置图、单个晶体区分度、能量分辨率、晶体查找表等。分别利用PCI和PXI数据获取系统,在采样频率为500 kHz下,对比了同步和不同步采样对PET探测器晶体2-D位置图的影响。在PXI数据获取系统采样频率1 MHz条件下,获得最佳的PET探测器晶体2-D位置图。实验显示,像素为2.0 mm、1.6 mm和1.3 mm的PET探测器,利用PCI数据获取系统,单个晶体条的位置区分度分别达到0.62 mm、0.54 mm和0.29 mm FWHM;利用PXI数据获取系统,单个晶体条的位置区分度分别达到0.46 mm、0.32 mm和0.21mm FWHM;实验测得三种像素尺寸PET探测器的能量分辨率分别能达到16.8%±1.76%、20.1%±2.24%和31.5%±3.76%。论文还初步研究了双探头符合断层成像,利用转台旋转,使用三种像素尺寸的PET探测器对0.37 MBq Na-22面源进行了图像重建。该研究验证了实验室自主建设的小动物PET系统能够实现亚毫米级PET图像获取,为首台PET系统样机组装提供了支撑。