CT图像重建方法在半影成像中的应用

CT图像重建方法和半影成像是两种传统的辐射图像诊断方式。将CT图像重建方法应用到半影图像数据处理中,探索出一种新的半影图像处理方法。在新的半影编码孔图像数据处理中,首次应用了与图像诊断系统点扩散函数无关的编码孔图像处理方法,解决了传统编码孔图像处理中由于图像诊断系统点扩散函数不确定带来的技术难题。在理论研究的基础上进行了半影模拟成像及图像重建,获得了理想的研究结果。     

基于改进Richardson–Lucy算法的中子照相图像几何不锐度修正方法研究

中子照相系统因其特定的成像结构,使得成像后的中子照相图像不可避免地存在几何不锐度。为提升中子照相图像的质量,本文提出一种基于改进Richardson–Lucy算法的中子照相图像几何不锐度修正方法,该方法首先根据几何不锐度的形成原理构建点扩散函数,然后通过拉普拉斯算子和中值滤波方法去除图像中的γ白斑噪声,最后采用Richardson–Lucy算法对图像进行复原。采用线对模板样品进行测试,并与4种现有的中子照相图像几何不锐度修正算法进行对比,验证了本文算法可将衡量中子照相图像几何不锐度修正效果的平均梯度、空间频率指标分别提升60.23%和29.90%,能够实现几何不锐度的修正,同时解决图像复原过程中γ白斑噪声的放大问题,为实现高分辨率的中子照相提供重要技术支撑。     

西安脉冲堆中子照相系统性能测试及应用

介绍了西安脉冲堆中子照相系统的组成以及对该系统进行性能测试的方法与结果。结果表明，所用BAS－ND中子屏的固有不锐度为0.15mm；在稳态堆芯及脉冲堆芯布置中，中子照相孔道射线束中的有效热中子含量偏低，而有效γ射线含量偏高；在孔道中采用铅来过滤射线束能明显降低有效γ射线含量。     

闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏点扩散函数理论研究

闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏是数字化辐射成像系统中的重要部件,射线与闪烁体相互作用产生的荧光弥散效应,对成像系统及其获取图像的空间分辨具有重要影响.闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏的荧光弥散效应通常采用点扩散函数(PSF)来描述.目前,采用蒙特卡罗(MC)方法进行模拟计算,仍是确定该函数的最常用和有效方法.以LSO无机...     

非相干光点扩散函数的重建及其在同步辐射成像系统中的应用

由于X射线间接成像系统的点扩散函数难以通过实验精确测量,理论构建过程复杂,难以满足实际情况,导致图像质量不高。为了获得X射线间接成像系统的点扩散函数,提出了一种利用冗余信息重构点扩散函数的方法,从而在非相干光照下获得更精确的系统点扩散函数。根据同步辐射成像实验的结果比较,该方法比其他点扩散函数测量方法更能准确地恢复图像。该方法的核心是利用非相干光信息分布的非定域性重建了点扩散函数中央区域。冗余信息法重构的点扩散函数不仅能够精确恢复图像,而且构建过程相对简单,避免了大量复杂的计算。     

X射线编码孔成像技术在近地太空核爆探测中的应用

根据X射线编码孔成像的原理,搭建了地面模拟成像系统,在此基础上建立了编码孔成像技术探测近地太空核爆当量和方位的理论计算方法,获得了系统响应（灰度）与X射线强度、重建图像质心位置与X射线入射角度之间的关系,并开展了核爆当量和方位的模拟探测实验,对实验数据和理论计算数据进行了对比和分析。结果表明,理论计算结果与实验结果吻合较好,验证了采用X射线编码孔成像技术探测近地太空核爆的可行性,同时证明X射线编码孔成像具有较多针孔成像更高的探测灵敏度、信噪比和抗干扰能力。     

高能中子针孔成像系统的点扩展函数的模拟研究

本文采用蒙特卡罗方法对高能中子下针孔成像系统的点扩展函数进行了模拟研究.研究中采用高斯函数拟合的数学方法分析比较了该系统在两种不同探测器材料下的点扩展函数,并在此基础上得出相应的调制传递函数.研究结果表明,在较高能量的中子入射下,采用塑料闪烁光纤代替传统的无机闪烁体作为成像探测器材料将能够提高针孔成像系统的点扩展函数,进而得出若采用闪烁光纤阵列作为探测器将能够提高系统的调制传递函数的结论.     

基于MURA编码孔成像测量Pu部件对称性的数值模拟分析

通过分析MURA编码孔成像技术的原理,实现了MLEM重建算法的源物体图像重建。使用数值模拟方法,分析了413keV单能γ面源的MURA编码板成像全过程,通过对比分析重建源物体分布与实际源物体分布,验证了重建算法及程序的正确性。并通过MNCP程序模拟假想的Pu部件模型,在编码孔成像过程中,像平面上射线投影强度分布、直接重建及简单扣本底重建源物体分布,从而论证了MURA编码孔成像测量Pu部件对称性的可行性。数值模拟结果表明,编码孔成像测量Pu部件对称性与小孔成像相比,在保护敏感信息和提高射线利用效率方面,具备一定的优势。     

中子照相系统整体空间分辨率计算与分析

本文综合考虑几何不锐度和探测系统固有不锐度的影响,把准直比、样品与转换屏间距离、转换屏和CCD(CMOS)相机分辨率等关键参数引入到系统脉冲响应函数,推导出更准确和全面的中子照相系统整体空间分辨率计算公式,探讨了公式中各参数与分辨的定量关系和影响规律。利用该公式对中国先进研究堆实时中子成像探测系统在不同准直比条件下的整体空间分辨率进行了计算与分析,讨论了如何优化调整各影响因素以提高中子照相装置的整体测试性能。为中子照相装置的优化设计以及确定特定样品的测试方案,提供了重要的理论依据。     

多针孔成像近地太空核爆X射线测量方法研究

根据X射线多针孔成像的原理,搭建了地面模拟成像装置进行X射线成像实验,获得了像素能量沉积(灰度值)与X射线强度、像素位置与入射角之间的关系,验证了采用多针孔成像技术探测近地太空核爆的可行性,为今后采用编码孔成像技术探测近地太空核爆提供基础。     

高分辨micro-SPECT成像系统针孔准直器的优化设计

为了最大限度地减少γ射线在针孔准直器上的透射和散射效应,采用蒙特卡罗方法对单光子发射计算机断层(SPECT)成像系统使用的针孔准直器进行优化.模拟计算结果与实验测试得到的系统灵敏度和空间分辨率曲线相符,达到了高分辨小动物成像的要求.     

高能γ光子成像针孔准直器的解析设计方法

在对高辐射环境进行射线源分布成像时,需要为γ相机设计专门的用于高能光子成像的针孔准直器。为了简化针孔准直器的设计过程,使用几个新的解析公式来描述准直器各参数与性能间的关系。首先,采用解析方法推导了更通用的有效孔径公式、角分辨率公式和几何相对效率公式;然后,与采用蒙特卡罗方法模拟计算得到的数值进行比较。结果表明,解析方法提供的计算结果在一定范围内准确可靠。因此,本工作使用的针孔准直器解析设计方法简单方便,物理图像清晰,具有一定的实用价值。     

用于辐射源针孔成像的计算机辅助准直系统

建立了用于射线针孔成像的计算机辅助厚针孔对心系统.该系统由两台激光经纬仪及调节架、一台数字摄像机(DV)、一台便携计算机及一套专门开发的软件构成,具有辅助聚焦、辅助建立光轴、检验对心效果以及记录对心参数的功能,可缩短对心时间,提高对心精度.介绍了系统的数据处理方法及准直判据.     

X射线源针孔成像方法可行性研究

为检验利用针孔成像对X射线源进行研究的可行性，对X射线针孔成像系统进行优化设计，搭建了1套X射线源针孔成像装置。从理论上对X射线源的位置和强度发生变化时图像的相应变化进行了计算和预估，并用实验加以验证。结果表明，像斑中心位置的移动和像斑灰度值的变化分别与X射线源位置和强度的变化在一定范围内存在线性关系，由此证明了利用针孔成像对X射线源进行空间定位及定量研究的可行性。本文结果对X射线源针孔成像的系统设计具有参考意义。     

X射线源针孔成像系统优化设计研究

为提高X射线源针孔成像系统的性能,对成像能区为10~100 keV的X射线源针孔成像系统进行了优化设计研究。综合应用了理论分析和蒙特卡罗模拟的方法,首先根据X射线波长、准直器角响应和X射线穿透效应对针孔成像的不同影响结果设计了可有效控制成像分辨率和成像面积变化的船底型准直器,随后用蒙特卡罗方法对使用该准直器的针孔成像系统进行了模拟验证。结果表明,对于100 keV以下的X射线,经船底型准直器后,成像的空间分辨率和亮斑亮度较稳定,能得到相对准确的X射线源定位、定量信息。     

Some characteristics of X-ray imaging for energy region of over 100 keV using plastic scintillation fiber array

In this work, characteristics of using PSFs （plastic scintillation fibers） coupled with CCD （charge-coupled devices ） to build area detectors for high energy X-ray imaging are studied with a Monte Carlo simulation, which cover an energy range of a few hundred keV to about 20 MeV. It was found that the efficiency of PSF in detecting X-ray with energy above a few hundred keV is low. We can use large incident flux to increase the output signal to noise ratio （SNR）. The performance can also be improved by coating PSF with X-ray absorption layers and the MTF of the system is presented. By optimizing the absorption layer thickness, the crosstalk of the area detector built with PSF decreases.     

被动法γ光子针孔成像测量Pu部件对称性的数值模拟分析

采用Monte-Carlo数值模拟方法,理论分析Pu部件在不同针孔装置下的γ光子辐射场分布,论证了被动法γ光子针孔成像用于测量Pu部件对称性的可行性。数值模拟分析显示：采用优化的针孔装置,可提高成像质量;针孔装置特征、物距、像距属于敏感信息,对这些因素应有限制措施,以防止敏感信息泄漏。     

Lead and tungsten pinhole inserts for I-131 SPECT tumor imaging:experimental measurements and photon transport simulations

The potential use of lead and tungsten pinhole inserts for high-resolution SPECT imaging of intratumor activity in I-131 radioimmunotherapy was investigated using experimental point source measurements and photon transport simulations. I-131 imaging is challenging because the primary photon emission is at 364 keV and penetration through the insert near the pinhole aperture is significant. Point source response functions (PSRF's) for lead (Pb) and tungsten (W) pinhole inserts were measured experimentally. These response functions were simulated using a photon transport computer code that modeled the primary emission at 364 keV and secondary emissions at 284, 637, and 723 keV. Scatter within the pinhole insert, camera shielding, and scintillation crystal was modeled. There was good agreement between the experimental and simulated PSRF's. Simulated point source response functions for geometrically identical Pb and W pinhole inserts were narrower for the W insert due to reduced penetration. SPECT pinhole imaging with these inserts was simulated for 3-cm-diameter tumors with a central core and 3-5-mm-thick shells. For one set of simulations there was no core activity, and for a second set the shell:core activity concentration ratio was 5:1. In both cases, the tumor shells were better resolved with the W insect. As a result, shell:core activity ratios were more accurate and contrast was improved with the use of the W pinhole insert. This study suggests that W inserts have potential advantages over Pb inserts for high-resolution I-131 pinhole imaging     

High-resolution SPECT for small-animal imaging

1Introduction The rapid advance in molecular biology and the increasing use of transgenic mice as models of human biology and diseases have led to significant interests in the development of noninvasive,high-resolution,in vivo imaging techniques for small animals[1-4].Medi-cal imaging techniques including ultrasound(US),computed tomography(CT),magnetic resonance im-aging(MRI),positron emission tomography(PET),and single-photon emission computed tomography(SPECT),are contributing to this …