在飛行時間正子斷層掃描（TOF-PET）技術中，除了新型光電探測器技術與先進電子前端設計外，閃爍體材料的研究亦是實現超快時間分辨率的關鍵因素之一。自1990年代末期以來，鈰摻雜釔鋁矽酸鹽（LYSO:Ce）憑藉其快速衰減時間、高發光效率及高阻止能力，已成為PET閃爍體的業界標準。研究顯示，透過共摻二價金屬離子（如Ca²⁺和Mg²⁺），可進一步提升其閃爍特性與時間性能。因此，本研究旨在尋找可實現超快閃爍特性的材料，並結合新型光電傳感技術，以推動TOF-PET技術的發展。
研究方法：
本研究評估了由台灣應用晶體股份有限公司製造的商業化LYSO:Ce,Ca與LYSO:Ce,Mg樣品，針對其上升時間（rise time）、衰減時間（decay time）以及在超高速高頻（HF）讀出與商用讀出電子設備（TOFPET2 ASIC）下的時間一致性分辨率（CTR）進行測試與比較。
主要結果：
共摻樣品展現了優異的時間性能，平均上升時間約為60 ps，有效衰減時間平均約為35 ns。利用Fondazione Bruno Kessler與Broadcom Inc. 最新改良的NUV-MT SiPM技術，尺寸為3 × 3 × 19 mm³的LYSO:Ce,Ca晶體在超高速HF讀出模式下達成95 ps（FWHM）的CTR，而在系統適用的TOFPET2 ASIC讀出模式下，CTR為157 ps（FWHM）。此外，在探討閃爍體材料的時間極限時，發現尺寸為2 × 2 × 3 mm³的小型像素可實現56 ps（FWHM）的CTR。本研究亦針對不同表面塗層（如Teflon、BaSO₄）與不同尺寸的晶體，並將其與標準Broadcom AFBR-S4N33C013 SiPM耦合，進行完整的時間性能評估與討論。
研究意義：
本研究系統性地評估了商業化雙價共摻LYSO:Ce閃爍體，並結合新型NUV-MT SiPM技術，展示了遠超現有技術水準的TOF性能，為下一代超快TOF-PET系統的發展提供了重要參考。
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