Детекторы рентгеновского и аннигиляционного излучения на кристаллах LSO тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат физико-математических наук Зо Тхет

• Зо Тхет
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Зо Тхет

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность исследования.

Цель диссертационной работы.

Научная новизна работы.

Достоверность и обоснованность.

Практическая значимость.

На защиту выносятся следующие основные положения.

Структура и объем диссертации.

Апробация работы.

Публикации и доклады.

1. Детекторы рентгеновского и аннигиляционного излучения.

1.1 Сцинтилляционный кристалл LSO.

1.2 Конструкции детекторных модулей.

1.3 Годоскопические фотоумножители ГФЭУ-30.

1.4 Фотоумножители с металлическими динодами.

2. Экспериментальные исследования свойств кристаллов LSO(:Ce).

2.1 Установка для проведения спектрометрических измерений.

2.2 Энергетическое разрешение и световыход кристаллов LSO(Ce).

2.3 Собственное гамма излучение сцинтиллятора LSO.

2.4 Послесвечение сцинтиллятора Lii2Si05(:Ce).

2.5 Временное разрешение сцинтилляционного детектора на кристаллах LSO.

Выводы к главе 2:.

3. Однокоординатный и двухкоординатный детектор на кристаллах ЬвОиГФЭУ.

3.1 Экспериментальные измерения для кристаллов LSO 1 * 1 * 10 мм и

ГФЭУ.

3.2 Двухкоодинатный сцинтилляционный детектор на кристалла LSO и

ГФЭУ.

Выводы к главе 3:.

4. Детектор на кристаллах LSO. И 16-канального фотоумножителя типа Н6568.

4.1 Исследование световыхода для оптически ориентированных кристаллов LSO при регистрации гамма квантов.

4.2 Исследование световыхода для оптически ориентированных кристаллов LSO при регистрации а - частиц.

4.3 Исследование световыхода для оптически ориентированных кристаллов LSO до места взаимодействия у - квантов в сцинтилляторе.

4.4 Позиционно-чувствительный детектор на кристаллах LSO и фотоумножителе Н6568.

4.5 Рентгеновский щуп на основе пленки LSO.

Выводы к главе 4:.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Детекторы рентгеновского и аннигиляционного излучения на кристаллах LSO»

Изучение внутренней структуры промышленных и биологических объектов с использованием рентгеновских радиографов и позитронных томографов в сильной степени зависит от типа детекторов рентгеновского и аннигиляционного излучений и возможности снижения фона от рассеянного излучения. В настоящее время активно проводятся работы по разработке детекторов, реализующих возможность регистрации отдельных фотонов, с их отбором по энергии.

Детекторы должны состоять из нескольких индивидуальных детекторных элементов, позволяющих идентифицировать рентгеновский или аннигиляционный квант, прошедший через этот элемент. И для каждого зарегистрированного кванта давать временную и пространственную локализацию с использованием быстородействующей электроники. При этом эта же электроника должна позволять отбирать события по их временам регистрации в отдельных элементах детектора.

Актуальность исследования. Создание новых цифровых установок за счет использования новой элементной базы (сцинтилляторов и фотодетекторов), которые позволили бы минимизировать дозы облучения при рентгенологических и томографических исследованиях без потери информации в визуализированном изображении, а также улучшать контрастность изображения с сохранением разрешающей способности, лежит на пути изучения возможности использования новых сцинтилляционных кристаллов и новых фотоумножителей.

Получение высокого качества изображения внутренней структуры объекта связано с выполнением достаточно жестких требований, предъявляемых как к сцинтиллятору, так и фотоумножителю:

1. Эффективность регистрации детектора > 85% для Еу =[100 600] кэВ.

2. Пространственное разрешение < 5 мм на уровне FWHM, так как пространственное разрешение детектора есть основной фактор, влияющий на пространственное разрешение восстанавливаемого из измерений изображения внутри структуры объекта.

3. Мертвое время детектора < 4 не., для высоких скоростей счета регистрируемых полезных событий.

4. Временное разрешение детектора < 5 не.

5. Энергетическое разрешение <10% (100 кэВ) на уровне FWHM, для того, чтобы отсечь влияние событий относящихся к регистрации комптоновских у - квантов от полезных событий.

Выбор типа сцинтиллятора для детектора зависит от значения величины фотоэлектрической длины ослабления гамма или рентгеновского (радиационная длина ослабления). В стандартных детекторах используют кристаллы BGO. В настоящее время выращены новые сцинтилляторы (LSO и LYSO) с большим Z и р, большим световыходом и коротким временем высвечивания сцинтилляционной вспышки.

В настоящее время появилось множество новых фотодетекторов. Примерами таких фотодетекторов может служить годоскопический фотоумножитель, многоанодный фотоумножитель и фотоумножитель на микроканальных пластинах. Очевидно, что использование этих фотодетекторов и новых сцинтилляционных кристаллов в принципе позволяет создать малые по размеру детекторные модули рентгеновского и аннигиляционного излучения.

Цель диссертационной работы — создание новых детекторных модулей рентгеновского и аннигиляционного излучения. Исследование спектрометрических и временных характеристик сцинтилляционных детекторов с сцинтилляторами LSO, оптически сочлененными с годоскопическими и многоканальными фотоэлектронными умножителями.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней:

1. Впервые проведены исследования спектрометрических и временных характеристик сцинтилляционного монокристалла Li^SiOsOCe) которые включали в себя изучение влияние концентрации Се3+ на световыход. Изучена зависимость световыхода сцинтилляционной вспышки от различных материалов упаковки кристаллов и обработки поверхности кристаллов Lu2Si05(:Ce);

2. Впервые были проведены измерения интенсивности собственного гамма излучения кристаллов Li^SiOsOCe), а также определена энергии этого излучения.

3. Впервые было изучено послесвечение кристаллов Li^SiOsOCe), размером (1x1x1 мм3), с разной концентрацией Се.

4. Впервые был создан многоканальный детектор на основе многоанодного ФЭУ R5990 производства фирмы HAMAMATSU и сцинтилляционных кристаллов Li^SiOsOCe). Детектор имел матрицу [4x4] сцинтилляторов, эффективность регистрации рентгеновского излучения 80 %, мертвое время канала тм=200 не;

5. Создан прототип рентгеновского щупа для регистрации рентгеновского излучения на основе монокристаллического слоя LSO (размер гранул ~ 15 * 20 мкм).

Достоверность и обоснованность основных научных положений и выводов диссертационной работы определяется сравнением результатов измерений настоящей работы с опубликованными в литературе сопоставимыми данными других авторов и использованием для измерений современной высокоточной электроники и программного комплекса.

Практическая значимость. Полученные данные в исследованиях спектрометрических и временных характеристик сцинтилляционного монокристалла Lu2Si05(:Ce) использовались для внесения поправок и корректировок в ход технологии выращивания этих кристаллов.

Создана экспериментальная установка для проведения спектрометрических измерений. В качестве фотоприемника использовался фотоэлектронный умножитель XP2020/Q. Величина собственных электрических шумов не превосходит 80 мкВ. Изучена зависимость световыхода сцинтилляционной вспышки от различных материалов упаковки кристаллов и обработки поверхности кристаллов Lii2Si05(:Ce). Наибольшая величина выхода света сцинтилляционной вспышки (световыход) достигалась при упаковке кристалла в усеченный конус из майлара с тонкой боковой поверхностью.

Показано, что интенсивность собственного гамма излучения кристаллов Lu2Si05(:Ce), при проведении специальной термической и химической обработке исходной шихты привела к уменьшению вдвое интенсивности собственного гамма излучения с энергией Еу» 460 кэВ.

Установлено, что сцинтиллятор LSO имеет моноклинную двухосную кристаллическую структуру и обладает двумя центрами свечения. Это приводит к наблюдению двух пиков полного поглощения в энергетических спектров для гамма квантов с Еу = 662 КэВ. При изменении ориентации кристалла относительно окна фотоумножителя - изменяется и относительный вес пиков.

На основе современных фотоумножителей и кристаллов LSO создан прототип детектора рентгеновского и аннигиляционного излучения матричного типа (4x4 ячеек) с пространственным разрешением 0,8 мм.

Создан рентгеновский щуп для регистрации рентгеновского излучения с энергией Е » 10 4-100 кэВ. Эффективность регистрации рентгеновского излучения с энергией 5.5 кэВ -95% и с энергией 60 кэВ - 37%.

На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Результаты спектрометрических и временных измерений сцинтилляционного кристалла LSO;

2. Экспериментальные результаты по исследованиям спектрометрических свойств рентгеновского щупа на основе монокристаллического слоя LSO;

3. Результаты измерений регистрации света сцинтилляционной вспышки в отдельном элементе детектора с использование годоскопических фотоум ножител ей;

4. Результаты измерений с рентгеновским источником для исследования амплитудных и частотных (временных) характеристик сцинтилляционных сборок кристаллов LSO и многоанодных ФЭУ;

5. Результаты измерений пространственного разрешения и спектрометрических свойств многоканального ПЧД созданного на основе ФЭУ R5900 фирмы HAMAMATSU и сцинтилляционных кристаллов LSO;

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Она изложена на 100 страницах, включает 41 рисунок, 5 таблиц и список литературы из 76 наименований.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Зо Тхет

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В работе рассмотрено перспективное направление в области конструирования координатных детекторов нового поколения, при этом спроектирован и изучен многоцелевой детектор рентгеновского излучения на кристаллах LSO.

В результате экспериментов, можно сделать определенные выводы, касающиеся свойств кристалла Li^SiO^Ce). Световыход кристалла ЫфОТ = 2.8

Л 1 п х 10 при облучении его источником Cs сравним с лучшими мировыми

I "XI результатами. Разрешение R для пика полного поглощения Cs равно величине R « 10.0%. Но так как световыход кристалла благодаря его особенностям (неоднородный светосбор, оптически двухосная система, моноклинная кристаллическая структура) представляет собой неоднозначную величину, разрешение оказывается хуже ожидаемой расчетной величины. Временное разрешение в системе из двух сцинтилляторов оказалось не хуже 800 пс Однако в разрешение вносит свой вклад и собственный р/а шум кристалла, который и накладывает определенные ограничения на использования этого сцинтиллятора.

Детекторные системы сцинтиллятор - фотодетектор могут обеспечить решение большого числа задач регистрации ионизирующих излучений. В качестве фотоприемника, как правило, используют фотоумножители или серийные Si-фотодиоды различного типа. Материал сцинтиллятора при этом должен обладать: высокими энергетическим выходом и быстродействием, хорошей прозрачностью для радиолюминесцентного излучения, стойкостью к действию влаги, температуры, радиации и др. Этим требованиям в определенной степени отвечают исследованные кристаллы LSO, легированные изовалентной примесью Се.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты данной работы показали возможность создания детектора на кристаллах LSO позволяющего регистрировать отдельные фотонов рентгеновского излучения, с их отбором по энергии. Множество новых технологий изготовления фотодетекторов позволило приступить к созданию новых детекторных модулей, которые в принципе позволяют создать малые по размеру детекторные модули, (размер индивидуального элемента может не превышать по площади сечения величины в 3 мм). Но при этом необходимо решить проблему достижения высокого усиления. Примерами таких фотодетекторов могут служить: годоскопические и многоанодные фотоумножители. Анализ параметров существующих фотодетекторов с высоким коэффициентом усиления показывает, что наибольшую перспективность имеют фотоумножители с металлическими динодами.

Создана экспериментальная установка для проведения спектрометрических измерений. В качестве фотоприемника использовался фотоэлектронный умножитель XP2020/Q, помещенный в непроницаемый для света ящик. Выходной сигнал подается на малошумящий усилитель LeCroy. По одному каналу происходит формирование ворот, другой канал -спектрометрический. Величина собственных электрических шумов не превосходит 80 мкВ.

Изучена зависимость световыхода сцинтилляционной вспышки от различных материалов упаковки кристаллов и обработки поверхности кристаллов Lu2Si05(:Ce). Были проведены измерения интенсивности собственного гамма излучения кристаллов Lu2Si05(:Ce), а также определения энергии этого излучения. Проведенные эксперименты по измерению собственного временного разрешения кристаллов Lu2Si05(:Ce) показали результаты сравнимые с лучшими мировыми данными, которые приводятся в современных публикациях.

Для исключения ошибок измерений при наложении последующих сигналов на спад предыдущих и смещении нулевой линии при высоких скоростях следования сигналов при регистрации рентгеновского излучения разработан дискретный формирующий фильтр сигналов (ФФС). Проведено изучение различных вариантов светосбора с кристаллов имеющих геометрические размеры 1x1x3 мм3. Установлено, что сцинтиллятор LSO имеет выделенные оптические оси и коэффициент собирания света с разных граней сцинтиллятора является различным. Проведенные эксперименты с кристаллами LSO, показали, что имеет место существенная разница в световыходе с большой и малой граней сцинтиллятора, обусловленная оптической двуосностью кристаллов. Изучалась возможность использования ГФЭУ для определения элемента матрицы сцинтилляторов LSO с размерами 1x1x3 мм3. Из экспериментальных измерений получено, что при расстоянии между кристаллами 8 мм вдоль фотокатода ГФЭУ, то есть вдвое превышающими линейный размер кристалла вдоль фотокатода ГФЭУ, позволяет установить однозначное соответствие между кристаллом и его координатой.

В заключении выражаю свою благодарность и признательность д.ф.-м.н., профессору В.Н. Беляеву, доценту, к.ф.-м.н. Ю.В. Штоцкому ,ст.пре. Л.Ю. Дубову, ассистенту Н.В.Башарули за постоянное внимание и ценное научное руководство работой.

Я очень признателен всем сотрудникам МИФИ, за тот вклад, который они внесли в выполнение этой работы.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИИ И ДОКЛАДЫ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Башарули Н.В., Беляев В.Н., Зо Тхет, «Современный многоканальный познцнонно - чувствительный детектор для задач позитрон -эмиссионной томографии» Инженерная физика 1/2007;

2. Н.В. Башарули, В.Н. Беляев, Н. Silveira, P. Yokiashi, М. Namtalishvili, Зо Тхет, «Временные характеристики современного позиционно -чувствительного детектора для задач позитрон - эмиссионной томографии» Научная сессия МИФИ - 2007;

3. Башарули Н.В., Беляев В.Н., Зо Тхет, «Определение времяпролетных характеристик и глубины поглощения у - кванта с помощью современного позиционно - чувствительного детектора на основе сцинтилляторов LSO», 2006 «Ядерные измерительно-информационные технологии», 4(20);

4. N. Basharuli, V. Belyaev, М. Namtalishvili, Z. Htet, Y. Myo Aung «Position-Sensitive Detector for PET Based on Multi-Channel APD and Scintillation Crystals LSO», 2006 Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference, 2006 San Diego, California;

5. Башарули H.B., Зо Тхет , Ян Мьо Аунг, «Проект создания современного позиционно - чувствительного детектора для задач позитрон -эмиссионной томографии» Научная сессия МИФИ - 2006;

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Зо Тхет, 2007 год

1. "New Development in Photodetection for particle Physics and Nuclear Physics", Beaune, 1999;

2. Научно-технологический Центр Физической кристаллографии Академии Наук Грузии;

3. М. Watanabe, Н. Okada, et al., "A High Resolution Animal PET Scanner Using Compact PS-PMT Detectors," IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. NS-44, pp. 1277,1997;

4. P.M. Bloomfield, S. Rajeswaran, et al., "The design and physical characteristics of a small animal positron emission tomograph," Phys. Med. Biol., vol. 40, pp. 1105,1995;

5. Bartzakos, P., and C.J. Thompson. A PET detector with depth-of-interaction determination. Phys. Med. Biol, 36(6):735-748,1991.

6. Wong, W.H. A positron camera detector design with cross-coupled scintillators and quadrant sharing photomultipliers. IEEE Trans. Nucl. Sci., 40(4):962-966,1993;

7. Casey, M.E., and R. Nutt. A multicrystal two dimensional BGO detector system for positron emission tomography. IEEE Trans. Nucl. Sci., 33(1):460- 463,1986.

8. Derenzo, S.E. Initial characterization of a BGO-photodiode detector for high resolution positron emission tomography. IEEE Trans. Nucl. Sci., 31(1):620- 626,1984.

9. S. Weber, A. Terstegge, et al., "The Design of an Animal PET: Flexible Geometry for Achieving Optimal Spatial Resolution or High Sensitivity," IEEE Trans. Med. Imaging., vol. 16, pp. 684,1997;

10. Carrier, С., С. Martel, D. Schmitt, and R. Lecomte. Design of a high resolution positron emission tomograph using solid state scintillation detectors. IEEE Trans. Nucl Sci., 35(l):685-690, 1988.

11. Wong, W.H., J. Uribe, K. Hicks, and G. Hu. An analog decoding BGO block detector using circular photomultipliers. IEEE Trans. Nucl. Sci., 42(4): 1095-1101,1995;

12. Wong, W.H., J. Uribe, K. Hicks, and G. Hu. An analog decoding BGO block detector using circular photomultipliers. IEEE Trans. Nucl. Sci., 42(4): 1095- 1101,1995.

13. Potential for RbGd2Br7-.Ce, LaBr3:Ce, LaB^Ce, and Lu^Ce in nuclear medical imaging William W. Moses, Kanai S. Shah Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 537 (2005) 317-320;

14. H.Visser, R., C.L. Melcher, and J.S. Schweitzer. Photostimulated luminescence and thermoluminescence of LSO scintillators. IEEE Trans. Nucl. Sci., 41(4):689—693,1994;

15. Kimble, Т., M. Chou, and B.H.T. Chai. Scintillation properties of LYSO crystals. IEEE Med. Imag. Conf. Rec., Norfolk, 2002.

16. Miyaoka, R.S., Т.К. Lewellen, H. Yu, and D.L. McDaniel. Design of a depth of interaction (DOI) PET detector module. IEEE Trans. Nucl. Sci., 45(3):1069-1073,1998.

17. Melcher, C.L., and J.S. Schweitzer. A promising new scintillator: ceriumdoped lutetium oxyorthosilicate. Nucl. In-strum. Meth. Phys. Res. A, 314:212-214,1992;

18. Dorenbos, P., C.W.E. van Eijk, A.J.J. Bos, and C.L. Melcher. Afterglow and thermoluminescence properties of Lu2Si05:Ce scintillation crystals. J. Phys. Condens. Matter, 6:4167-4180, 1994.

19. Melcher, C.L., M. Schmand, M. Eriksson, L. Eriksson, M. Casey, R. Nutt, J.L. Lefaucheur, and B. Chai. Scintillation properties of LSO:Ce boules. IEEE Med. Imag. Conf. Rec., Toronto, 1998.

20. Brandle, C.D., A.J. Valentino, and G.W. Berkstresser. Czochralski growth of rare-earth orthosilicates (Ln2SiOs). Journal of Crystal Growth, 79:308-315,1986.

21. Suzuki, H., T.A. Tombrello, C.L. Melcher, and J.S. Schweitzer. UV- and gamma-ray excited luminescense of cerium-doped rare-earth oxyorthosilicates. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A, 320:263-272, 1992;

22. Башарули Н.В, Бондаренко Г.Б, Беляев В.Н, Бужан П.Ж, Гармаш В.М, Логвинов Р.Г, Любецкий С.Л. Научная сессия МИФИ 1999 "Результаты исследования сцинтилляционных характеристик монокристалла LSO"

23. High-energy-resolution scintillator: Се3+ activated LaBr3, Е. V. D. van Loef, P. Dorenbos, and C. W. E. van Eijk Radiation Technology Group, Interfaculty Reactor Institute, Delft University of Technology, Mekelweg 15, 2629 JB Delft, The Netherlands;

24. C.L. Melcher and J.S. Schweitzer, "Cerium-doped lutetium orthosilicate: A fast, efficient new scintillator," IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. NS-39, pp. 502,1992;

25. Monte Carlo Simulation of a Position Sensitive Gamma Ray Detector, Brazilian Journal of Physics, vol. 35, no. 3B, September, 2005.

26. M. Moszynski, M. Kapusta, M. Mayhugh, D. Wolski and S.O. Flyckt "Absolute Light Output of Scintillators",IEEE Trans. Nucl. Sci. vol 44, pp. 1052-61 (1997)

27. Naud, J.D., T.A. Tombrello, C.L. Melcher, and J.S. Schweitzer. The role of cerium sites in the scintillation mechanism of LSO. IEEE Trans. Nucl. Sci., 43(3):1324—1328,1996.

28. Sorensen JA and Phelps ME, Physics in Nuclear Medicine, 2nd edition, Saunders, 1987, Cherry S, Sorensen JA, Phelps ME, Physics in Nuclear Medicine, 3rd Edition, Harcourt Health Sciences, ISBN 072168341X, Nov. 2001.

29. Schmand, M. Higher Resolution PET (Positron Emission Tomography) by means of a new scintillator LSO (lutetium oxyorthosilicate:Ce). Thesis, RWTH Aachen, 1999;

30. Wong, W.H., J. Uribe, K. Hicks, and M. Zambelli. A 2-dimensional detector decoding study on BGO arrays with quadrant sharing photomultipliers. IEEE Trans. Nucl. Sci., 41(4):1453-1457,1994;

31. Yamashita, Т., M. Watanabe, K. Shimizu, and H. Uchida. High resolution block detectors for PET. IEEE Trans. Nucl. Sci., 37(2):589-593,1990;37.10-th International Conference on Calorimetry;

32. William W. Moses, Lawrence Berkeley National Laboratory, March 26, 2002;

33. Wong, W.H. A positron camera detector design with cross-coupled scintillators and quadrant sharing photomultipliers. IEEE Trans. Nucl. Sci, 40(4):962-966,1993;40. ;

34. Отчет об опытно-конструкторской работе создание «многоканального двухкоординатного позиционно-чувствительного детектора рентгеновских фотонов». МИФИ. 2002;

35. Seidel, J., W.R. Gandler, and M.V. Green. Characteristics of a pair of small field-of-view LSO scintillation cameras. IEEE Trans. Nucl. Sci., 43(3): 1968-1973,1996.

36. Cho, Z.H., J.K. Chan, L. Ericksson, M. Singh, S. Graham, N.S. MacDonald, and Y. Yano. Positron ranges obtained from biomedically important positron emitting radionuclides. J. Nucl. Med., 16(12): 1174— 1176,1975;

37. Karp, J.S., G. Muehllehner, Н. Qu, and Х.Н. Yan. Singles transmission in volume-imaging PET with a 137Cs source. Phys. Med. Biol., 40:929944,1995.

38. Moisan, C., M.S. Andreaco, J.G. Rogers, S. Paquet, and D. Vozza. Segmented LSO crystals for depth-of-interaction encoding in PET. IEEE Trans. Nucl. Sci., 45(6):3030-3035,1998.

39. Ludziejewski, Т., К. Moszyrnska, M. Moszyrnski, D. Wolski, W. Klamra, L.O.Norlin, E. Devitsin, and V. Kozlov. Advantages and limitations of LSO scintillator in nuclear physics experiments. IEEE Trans. Nucl. Sci, 42(4):328-336,1995.

40. Schmand, M. Higher Resolution PET (Positron Emission Tomography) by means of a new scintillator LSO (lutetium oxyorthosilicate:Ce). Thesis, RWTH Aachen, 1999.

41. Photonic Materials / CERN6 Mallard Way, Strathclyde Business Park, Bellshill, ML4 3BF, UKTel: [phone] Fax: [phone];

42. Tewson, T.J., and K.A. Krohn. PET radiopharmaceuticals: state-of-the-art and future projects. Sem. Nucl. Med, 28(3):221-234, 1998;

43. Eriksson L. NEMA count-rate evaluation of the first and second generation of the ECAT EXACT and ECAT EXACT HR family of scanners. IEEE Trans. Nucl. Sci., 49(3):640-643,2002;

44. Phelps M.E., J.C. Mazziotta, and S.C. Huang. Study of cerebral function with Positron Computed Tomography. J. Cerebral Blood Flow and Metabolism., 2(2): 113-162,1982;

45. Seidel, J., W.R. Gandler, and M.V. Green. Characteristics of a pair of small field-of-view LSO scintillation cameras. IEEE Trans. Nucl. Sci., 43(3): 1968-1973,1996;

46. Suzuki, H., T.A. Tombrello, C.L. Melcher, and J.S. Schweitzer. Light emission mechanism of Lu2(Si04)0:Ce. IEEE Trans. Nucl. Sci., 40(4):380-383,1993.

47. Suzuki, H., T.A. Tombrello, C.L. Melcher, and J.S. Schweitzer. Light emission mechanism of Lu2(Si04)0:Ce. IEEE Trans. Nucl. Sci., 40(4):380-383,1993;

48. Schmand, M., L. Eriksson, M.E. Casey, M.S. Andreaco, C. Melcher, K. Wienhard, G. FlEugge, and R. Nutt. Performance results of a new DOI detector block for a high resolution PET LSO research tomograph HRRT. IEEE Trans. Nucl. Sci., 45(6):3000-3006,1998;

49. Rogers, J.G., and C.J. Batty. Afterglow in LSO and its possible effect on energy resolution. IEEE Trans. Nucl. Sci., 47(2):438^145,2000.

50. Cooke, D.W., B.L. Bennett, R.E. Muenchause, K.J. McClellan, J.M. Roper, and M.T. Whittaker. Intrinsic trapping sites in rare-earth and yttrium oxyorthosilicates. J. Appl. Phys., 86(9):5308-5310,1999.

51. Cooke, D.W., K.J. McClellan, B.L. Bennett, J.M. Roper, M.T. Whittaker, and R.E. Muenchausen. Crystal growth and optical characterization of cerium-doped Lui.8Yo.2Si05. J. Appl. Phys., 88(12):7360-7362,2000.

52. Bartzakos, P., and C.J. Thompson. A PET detector with depth-of-interaction determination. Phys. Med. Biol, 36(6):735-748,1991.

53. Houle, S, P. Bloomfield, T. Bell, T. Harris-Brandts, R. Roddy, T. Gremillion, M. Schmand, R. Nutt, and M. Lenox. DART A depth-encoded LSO/LYSO brain PET tomograph. J. Cereb. Blood Flow Metabol., 23:616S, 2003.

54. Rogers, J.G, and C.J. Batty. Afterglow in LSO and its possible effect on energy resolution. IEEE Trans. Nucl. Sci., 47(2):438-445,2000;

55. Rohrlich, F, and B.C. Carlson. Positron-electron differences in energy loss and multiple scattering. Phys. Rev, 93(l):38-44,1954;

56. Casey, M.E, L. Eriksson, M. Schmand, M.S. Andreaco, M. Paulus, M.Dahlbom, and R. Nutt. Investigation of LSO crystals for high spatial resolution positron emission tomography. IEEE Trans. Nucl. Sci, 44(3):1109-1113,1997.

57. Rokitta, О., M. Casey, К. Wienhard, and U. Pietrzyk. Random correction for positron emission tomography using singles count rates. IEEE Med. Imag. Conf. Rec., Lyon, 2000;

58. Fries, S.M. Bradbury, et al., "A small animal PET prototype based on LSO crystals read out by avalanche photodiodes," Nucl. Instrum. and Meth. A, vol. 387, pp. 220, 1997;