Three-point center-of-gravity calculation for crosshair light sharing PET detector.

چکیده اصلی

Objective.The crosshair light-sharing (CLS) PET detector acquires time-of-flight and depth-of-interaction (DOI) information by looping scintillation light through a window at the top of the crystals and distributing it to two photosensors, but light is typically detected by an average of six photosensors, making center-of-gravity (CoG) calculation essential for crystal identification.Approach.In this work, an improved CLS detector achieved a shorter coincidence resolving time (CRT) by employing a reflector with a thickness comparable to the 0.2 mm photosensor gap, together with a new CoG calculation method specialized for the CLS detector to address the problem that weak signals at deep interaction positions fall below the noise level caused by light leakage. In the improved CLS detector, the reflector thickness was set to 188μm to approximate the photosensor gap, and the crystal size was optimized accordingly. The developed three-point CoG (3P-CoG) method removes light that does not contribute to position detection by using only the three outputs with the highest detected energies.Main results.For the improved CLS detector, the new reflective material increased light output and contributed to an improvement in the CRT. Applying 3P-CoG enabled clearer separation of all crystals regardless of interaction depth. Furthermore, 3P-CoG improves the DOI resolution by approximately 10%. Finally, 3P-CoG contributes to data-volume reduction because the crystal response remains stable even when the energy threshold is increased.Significance.These results show that a simple 3P-CoG algorithm can improve interaction-position estimation in CLS detectors.

ترجمه فارسی چکیده

هدف. آشکارساز PET با اشتراک‌گذاری نور متقاطع (CLS) با چرخاندن نور فلورسنس از طریق پنجره در بالای بلورها و توزیع آن به دو فتوگسنج، اطلاعات زمان پرواز و عمق تعامل (DOI) را به دست می‌آورد، اما نور معمولاً توسط میانگین شش فتوگسنج شناسایی می‌شود که محاسبه مرکز جرم (CoG) را برای شناسایی بلور ضروری می‌سازد. رویکرد. در این کار، یک آشکارساز CLS بهبودیافته با بهره‌گیری از یک بازتابنده با ضخامتی مشابه با فاصله ۰.۲ میلی‌متری فتوگسنج و یک روش محاسبه CoG جدید متخصص برای آشکارساز CLS، زمان هم‌زمانی رزولوشن (CRT) کوتاه‌تری را به دست آورد تا مشکل سیگنال‌های ضعیف در موقعیت‌های تعامل عمیق که زیر سطح نویز ناشی از نشت نور قرار می‌گیرند، حل شود. در آشکارساز CLS بهبودیافته، ضخامت بازتابنده به ۱۸۸ میکرومتر تنظیم شد تا به فاصله فتوگسنج نزدیک شود و اندازه بلور accordingly بهینه شد. روش سه نقطه CoG (3P-CoG) توسعه‌یافته، نور را که به تشخیص موقعیت کمک نمی‌کند، با استفاده از تنها سه خروجی با بالاترین انرژی‌های شناسایی‌شده حذف می‌کند. نتایج اصلی. برای آشکارساز CLS بهبودیافته، ماده بازتابنده جدید تولید نور را افزایش داد و به بهبود CRT کمک کرد. اعمال 3P-CoG جداسازی واضح تمام بلورها را بدون توجه به عمق تعامل ممکن ساخت. علاوه بر این، 3P-CoG رزولوشن DOI را حدود ۱۰٪ بهبود داد. در نهایت، 3P-CoG به کاهش حجم داده کمک می‌کند زیرا پاسخ بلور حتی با افزایش آستانه انرژی پایدار باقی می‌ماند. اهمیت. این نتایج نشان می‌دهد که یک الگوریتم ساده 3P-CoG می‌تواند تخمین موقعیت تعامل در آشکارسازهای CLS را بهبود بخشد.

متن کامل اصلی