研究目的
提供一种基于单晶体的伽马射线探测器?？樵谧樽笆絇ET扫描仪中，利用软件准直并与远距离探测器方法相比较来获取其本征空间分辨率的方法。
研究成果
所提出的软件准直方法能有效测量组装系统中基于单晶PET探测器的本征空间分辨率，其结果与传统远距离探测器法相当。该方法高效，仅需一次测量，且推导模型与实验数据高度吻合。本征分辨率值因晶体厚度和位置不同介于0.64毫米至1.29毫米之间，较厚晶体因光截断效应呈现更差分辨率。该方案可集成至重建算法中以提升PET系统成像质量。
研究不足
该方法忽略了晶体内的多次伽马相互作用，这可能影响边缘区域的准确性。该模型对于大准直角（≥0.1弧度）不完全适用，可能会高估晶体边缘的效应。模拟假设了特定的源能量分布，可能无法涵盖所有现实中的变化。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过比较两种测量本征空间分辨率的方法——软件准直法与远距探测器法，建立理论模型拟合光分布轮廓，假设探测器分辨率呈高斯分布，源轮廓为经准直修正的洛伦兹分布。
2：样本选择与数据来源：
采用三块不同厚度（10毫米、15毫米、20毫米）的LYSO单晶块体（尺寸50毫米×50毫米），使用直径0.25毫米、低活度（7.4 kBq）的22Na放射源。通过定制SiPM阵列以符合测量模式采集数据。
3：25毫米、低活度（4 kBq）的22Na放射源。通过定制SiPM阵列以符合测量模式采集数据。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：LYSO单晶、定制16×16 SiPM阵列（SensL）、读出电子学系统、22Na放射源、PMMA封装层、逆向反射层、温度传感器及数据采集系统。
4：实验流程与操作规范：
远距探测器法中，将单个探测器从115毫米移至1780毫米以改变准直角，调整采集时间保证计数相当；软件准直法则固定探测器间距115毫米，基于LOR角度筛选事件。采用重心算法进行位置估算并应用能量窗，通过基于Geant4的GATE模拟建模源轮廓。
5：数据分析方法：
在Wolfram Mathematica中使用开发的理论模型拟合实测轮廓提取本征分辨率，通过高斯拟合计算FWHM，并考虑统计偏差进行误差评估。
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SiPM array
16×16 SiPMs with 3×3 mm2 active area
SensL
Photosensor for detecting scintillation light from gamma rays in PET detectors
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LYSO crystal
Monolithic blocks of 10 mm, 15 mm, 20 mm thickness, 50 mm × 50 mm size
Scintillator material for gamma ray detection in PET systems
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22Na radioactive source
Spherical shape, 0.25 mm diameter
Positron emitter source for generating gamma rays in experiments
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Retroreflector layer
Composed of corner-cube structures
Reflects light back to preserve light distribution shape in scintillator blocks
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Data acquisition system
Records and processes signals from SiPM arrays for data analysis
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GATE simulation software
Based on Geant4
Simulates gamma ray interactions and source profiles for modeling
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Wolfram Mathematica
Version 11.3
Wolfram Research
Software used for fitting measured profiles to the theoretical model
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