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J-GLOBAL ID：201802242423344880   整理番号：18A1189791

陽電子放出断層撮影用のエッジ読み出し,多層検出器【JST・京大機械翻訳】

An edge-readout, multilayer detector for positron emission tomography

著者 (6件)： Li Xin (Center for Gamma-Ray Imaging, University of Arizona, Tucson, AZ, USA) ,  Li Xin (College of Optical Sciences, University of Arizona, Tucson, AZ, USA) ,  Ruiz-Gonzalez Maria (Center for Gamma-Ray Imaging, University of Arizona, Tucson, AZ, USA) ,  Ruiz-Gonzalez Maria (College of Optical Sciences, University of Arizona, Tucson, AZ, USA) ,  Furenlid Lars R. (Center for Gamma-Ray Imaging, University of Arizona, Tucson, AZ, USA) ,  Furenlid Lars R. (College of Optical Sciences, University of Arizona, Tucson, AZ, USA)
資料名： Medical Physics  (Medical Physics)
巻： 45  号： 6  ページ： 2425-2438  発行年： 2018年 
JST資料番号： A1258A  ISSN： 0094-2405  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 目的:従来のPET検出器の多くの限界を扱う結晶内のシンチレーション光子の全内部反射(TIR)に基づく新しいγ線検出器設計を提示する。この方法は,サブミリメータ横方向分解能,層厚からのDOI位置決め,および優れたエネルギー分解能を含む魅力的な特徴を有している。小型エアギャップにより分離されたシンチレータスラブのスタックの端部に光センサを配置し,γ線イベント中に放出されるシンチレーション光の80%以上がTIRにより研磨面を持つ薄い結晶のエッジに達する現象を利用した。多重層を積層することによりγ線阻止能を達成し,γ線が相互作用する層によりDOIを決定した。方法:薄いスラブのエッジ読み出しの概念をシンチレーション光輸送のモンテカルロシミュレーションにより検証した。寸法50.8mm×3.0mmのLYSO結晶を,各エッジ面に沿って配置された5つの長方形SiPMでモデル化した。平均検出器応答関数(MDRF)を,位置の格子における511keVγ線相互作用からの信号をシミュレートすることによって計算した。シミュレーションを行い,シンチレータ材料と寸法の選択,γ線光子エネルギー,レーザまたは機械的に誘起された光学障壁(LIOB,MIOB)の導入,および光結合媒体とSiPM窓の屈折率の影響を研究した。また,γ線相互作用位置と光学障壁の存在の影響を含むタイミング性能を解析した。また,シミュレーションにより予測された結果を実験的に検証するために,エッジ当たり4SiPMsを持つ27.4mm×3.0mmCsI(Tl)結晶のプロトタイプ検出器をモデル化し構築した。プロトタイプ検出器は,AiT-16チャネル読み出しによって読み出された16のHamamatineモデルS13360-6050PE MPPCsによって適合されたProteusからCsI(Tl)結晶を使用した。MDRFは,137Cs源から662keV光子のコリメートされたビームで検出器を走査することによって測定された。空間分解能を,検出器表面に垂直な0.44mm(FWHM)幅のビームを生成するタングステンスリットを画像化することにより実験的に決定した。エネルギー分解能を,137Cs源による洪水照明からのリストモードデータを分析することによって評価した。結果:ブロック検出器サイズのLYSO層では,エッジ当たり5個のSiPMsにより読み出され,511keV光子により照射され,平均分解能は1.49mm(FWHM)であることを見出した。光学障壁の導入により,平均空間分解能は0.56mm(FWHM)に改善した。DOI分解能は3.0mmの層厚である。また,光結合媒体とSiPM窓材料は空間分解能に影響を与えることも分かった。LYSO結晶によるタイミングシミュレーションは,200~400psの一致分解時間(CRT)をもたらし,それはわずかに位置依存性であった。そして,光学障壁の導入には,最小の影響がある。より小さい面積とより少ないSiPMsを持つプロトタイプCsI(Tl)検出器を測定し,光学障壁の有無にかかわらずそれぞれ0.70と0.39mmの中心領域空間分解能を得た。これらの結果はシミュレーションと良く一致した。6.4%のエネルギー分解能が662keVで達成された。結論:エッジ読み出しを用いたモノリシックシンチレータ層のスタックに基づく検出器設計は,PETのための現在のブロック検出器よりもいくつかの利点を提供する。例えば,反射体材料がシンチレータ結晶を変位させないので,空間分解能と検出感度の間にトレードオフがなく,サブミクロン分解能を達成できる。DOI情報は容易に利用でき,優れたタイミングとエネルギー分解能が可能である。Copyright 2018 Wiley Publishing Japan K.K. All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： シンチレーション ,  屈折率 ,  エネルギー分解能 ,  位置決め ,  光子 ,  光センサ ,  *PET【トモグラフィー】 ,  プロトタイプ ,  相互作用 ,  空間分解能 ,  モデリング ,  チャネル ,  画像処理 ,  γ線 ,  結晶
準シソーラス用語： モンテカルロシミュレーション , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： DOI ,  エッジ読み出し ,  光学障壁 ,  PET

分類 (1件)： 放射線検出・検出器  (AD08020J)

タイトルに関連する用語 (5件)： 陽電子放出断層撮影 ,  エッジ ,  読み出し ,  多層 ,  検出器