1、闪烁晶体：使用L(Y)SO为代表的快晶体取代以BGO为代表的慢晶体；
2、光电转换和信号处理：使用SiPM代替PMT，以及ASIC和FPGA数据处理芯片提升数据处理效率，甚至为PET数据处理设计专用的芯片；
除此之外，PET探测器的整体设计也直接影响着PET的系统灵敏度。
1. 晶体环的厚度与长度的取舍
从前文我们了解到，使用更多的晶体材料，比如更厚的闪烁晶体、更长的探测器环（轴向长度）都可以提升PET系统灵敏度。但是，在实际PET探测器的设计中，这两项都是需要经过精心计算的。一方面，随着晶体厚度的增加，深度效应（DOI：Depth of Interaction）会明显增加（玩转PET之系统原理篇(1)：空间分辨率(下)），致使PET系统分辨率变差；同时由于光子在晶体内的通路变长，ToF分辨率也会变差。另一方面，虽然随着PET探测器轴向长度的增加，系统灵敏度会成比例的提升，但同时也意味着晶体成本的大幅度提升。
因此，在短轴PET系统设计时，晶体的用量往往是一个固定值（或者相对固定）。这样的话，我们必须在厚度和长度之间做出取舍，轴向长了就只能用更薄的晶体，想要晶体厚则轴向无法做长。那么在固定用料量的情况下，该如何分布晶体，才能达到更高的灵敏度呢。美国宾夕法尼亚大学的Karp教授团队对此开展过系统的研究，研究晶体环的长度和厚度该如何取舍才能达到最佳。
该研究选用了两种晶体，LSO和LaBr3，LaBr3因为阻止能力不足，实际使用不多，因此我们这里只聚焦在LSO晶体的研究结果上。该研究使用8.2升的LSO晶体，固定扫描范围为一米，固定环直径，采用四种厚度和轴长配置（如下所列），研究不同的总扫描时长下的病灶检出率性能（Area Under Local ROC, ALROC），结果如下图。
· Long：晶体环厚5mm，轴向视野72cm
· Medium：晶体环厚10mm，轴向视野36cm
· Standard：晶体环厚20mm，轴向视野18cm
· Short：晶体环厚30mm，轴向视野12cm
上面我们介绍了灵敏度的基本概念和主要影响因素，接下来我们介绍一下灵敏度的测量方法。按照灵敏度的定义，需要测量在给定源强度下的真符合事件的计数率。
早期PET灵敏度的测量方法比较随意。在NEMA NU-2 1994版的5.3章节中，曾经这样描述：“在灵敏度测试中，在PET视野中放置已知体积的含有已知放射性量的水。测量计数率。据此计算系统的灵敏度。”(In the sensitivity test, a known volume of water containing a known quantity of radioactivity is placed in the field-of-view of a positron emission tomograph. The resulting count rate is measured. The system sensitivity is calculated from these)。该标准对放射源的强度和形状均没有详细规定。在实际应用时，通常采用20cm直径的均匀水模进行测量，这就不可避免的引入了水介质对于γ光子的衰减和散射，所测得的计数率并不是真计数；这一方法对于放射源的活度没有规定，由于高活度下的死时间效应更显著，根据此时测得的计数率所计算出的灵敏度会低于低活度场景下的，而且不同的系统的死时间特性也会存在差异，这都导致了跨系统的对比存在困难。
上个世纪九十年代初，英国Hammersmith医院的Dale Bailey等人提出了一种新型的测量方法，通过使用一组长约10cm、不同直径的铝套管和一根低活度线源，测量不同厚度的铝套管下的计数率，使用外插法得到没有衰减和散射的计数率，从而最终得到基于真符合事件的计数率和灵敏度。
该方法在2001年的NEMA NU-2标准中得到采用。为了充分考虑视野外散射等干扰信号的影响，NEMA标准还将铝套管和线源的长度加长到70cm。这方法一直沿用到目前最新版的NEMA NU-2标准中（2018年发布）[6]。
然而，随着长轴时代的到来，70cm长度的线源已经无法充分评估长轴系统性能，比如uEXPLORER（194cm轴向视野）。如果我们简单的将之扩展到人体长度，比如170cm，又会给线源和铝管的准备、使用和储藏带来许多不便。如何为长轴系统设计一个合理且简便的灵敏度测量方法？有没有可能找到一种同时可以适用于长轴和短轴PET的测量方法？这些问题还有待科学家和工程师们去探索[7]。
