正电子发射断层扫描图像部分容积效应的模拟研究及实验检验

用模拟实验研究了正电子发射断层扫描(PET)部分容积效应与相关影响因素间的关系。依据形成部分容积效应的理论,由计算机模拟PET各种分辨率情况下各种大小热灶的图像。计算图像的最大恢复系数、平均恢复系数及图像热灶半高宽,并用PET实验进行了检验。结果表明：PET实验的结果与模拟结果一致;当热灶直径以PET分辨率为单位时,图像热灶的最大及平均恢复系数随热灶直径的变化与分辨率无关,且热灶半高宽／分辨率与热灶直径的关系不受分辨率影响。     

PET图像中球形病灶的部分容积效应及其影响因素

依据形成部分容积效应的理论,由计算机模拟球形病灶（直径2～30 mm）位于各种背景（背景与病灶强度之比为0～0.7）中时,PET设备（分辨率3～15 mm）的成像实验。计算模拟图像中病灶的像素最大值、平均值及半高宽,由此探讨球形病灶PET成像的部分容积效应与相关影响因素间的关系,为进一步建立部分容积效应校正方法提供依据。结果表明：对于任一分辨率和背景强度,图像上病灶信号强度的最大值及平均值随病灶直径的增大而呈S形增加;对于任一病灶直径和背景强度,病灶强度的最大值及平均值随分辨率的增大而呈倒S形减小;对于任一病灶直径和分辨率,病灶强度的最大值及平均值随背景强度线性增加,以背景为基点时,高出背景的病灶强度（最大值、平均值）与相应病灶真值之比不随背景强度变化;对任一病灶直径和分辨率,病灶半高宽不随背景强度变化;当病灶直径大于分辨率时,病灶半高宽与其真实直径很接近,但随分辨率变差,其接近程度也变差;当病灶直径小于分辨率时,病灶半高宽基本不再随直径变小而变小,而是基本等于空间分辨率,并保持不变。     

一种简单校正PET图像部分容积效应的方法

部分容积效应使PET图像中的病灶失真,影响临床定量诊断.本文建立一种临床实用的校正病灶失真的方法.方法:根据部分容积效应形成的原理,并基于柱形病灶的模拟实验结果,分析病灶断层图像特征剖线数据和一维病灶图像的关系.由此将二维病灶图像部分容积效应校正问题转化为一维问题,称之为一维校正法.并通过柱型病灶模型的PET、实验,对所建校正法进行实验检验.结果:①一维校正法:校正方法的三步骤及数学公式.②实验验证:直径大于分辨率(FWHM)的病灶,得到了很好的直径校正值,偏差在±6%内.直径小于分辨率的病灶,直径校正偏差较大.病灶放射性浓度均值受部分容积效应的影响随病灶变小而加重,对应病灶直径29-3 mm,相对偏差从～-17%增加到-80%以上.经校正后,偏差大幅减少,尤其对直径大于分辨率的病灶,放射性浓度基本得到了完全校正恢复,偏差都在±7%内.对直径小于分辨率的病灶(4.7mm、3mm),虽然没有完全校正恢复,但使偏差平均减小了近一半.结论:提出了一种二维病灶PET图像部分容积效应校正的方法--一维校正法,此方法简单快速,其校正效果令人鼓舞.     

双探头符合成像系统的分辨率及其影响因素

研究双探头符合成像系统的分辨率及其影响因素。采用Hawkeye双探头符合成像设备,对Toshiba椭圆柱分辨率模型成像。用X线透射扫描进行衰减校正,在不同的活度下做18次扫描。OS-EM算法选择4种后滤波截止频率重建图像。计算线源横断层面上扩展函数的半高宽（FWHM）。在视野中活度较低时（〈101．00MBq）,FWHM基本不随活度变化;但在较高的活度区,FWHM随视野中活度的增加而缓慢增加;在视野中心至横向12cm范围内,视野中心区径向FWHMx最大,越靠边缘越小,而切向FWH嗨基本不随位置变化;FWHM随重建算法中后滤波截止频率的增加而减小。结论是视野中的总活度、位置及重建算法均影响双探头符合成像系统的分辨率。     

双探头SPECT质控回顾性分析

根据NEMA标准对一台SPECT进行固有均匀性、旋转中心校正、四象限铅栅模型、Jaszczak系统模型、Hoffman脑3D模型测试.2003-2010年质控数据分析结果显示,有效视野(UFOV)固有积分均匀性与旋转中心均无明显差异(p＞0.05),中心视野(CFOV)固有积分均匀性从2007年开始有明显差异(p＜0....     

校正PET图像上病灶SUV值的研究

进行定量分析是PET技术重要的优势,但由于部分容积效应(PVE)的影响,使图像定量值失真.本研究建立一种校正PET图像上病灶标准摄取值(SUV)的方法.基于PET图像PVE形成原理及模拟实验,分析病灶图像上最大SUV与病灶真实大小、病灶真实SUV之间的关系,建立由图像上最大值校正SUV的方法,称之为最大值校正法.并通过PET模型实验,对建立的方法进行验证.结果:①最大值校正法:建立了用图像上病灶SUV最大值计算SUV校正值的公式.②实验验证:对不同大小的病灶,其SUV均得到了一定程度的校正,尤其对小于分辨率的病灶(4.7mm、3mm),校正效果更显著,SUV校正值的准确度提高了53.55%、54.17%和50.37%、68.52%.结论:建立了一种简单校正PET图像上病灶SUV的方法--最大值校正法.     

γ能谱级联符合相加效应校正技术研究进展

使用γ谱仪近距离测量具有级联衰变关系的放射性核素时会不可避免地发生级联符合相加效应。级联符合相加效应会导致能谱中的全能峰计数变化,并产生干扰能谱分析的加和峰,从而影响γ能谱分析的准确性和效率,为此,国内外研究机构建立了多种方法和技术用于γ能谱级联符合相加效应的校正。本文在详细总结级联符合相加效应校正技术发展历程的基础上,对级联符合相加效应的产生机制、校正算法、校正软件、技术应用等进行了综述,并对不同校正算法和软件进行了比较。结合发展现状,对级联符合相加效应校正技术今后的研究方向提出了建议。     

γ级联衰变符合相加效应解析修正

利用符合相加修正解析计算方法,以¹⁵²Eu为例,研究了符合相加效应对探测器效率刻度与活度测量的影响。结果表明:近距离测量放射性样品时,级联符合相加效应非常明显;本课题探讨的解析修正方法能有效地对该效应进行修正。     

双探头WIZARD22470型伽马计数仪定量性能研究

伽马计数仪是对微量放射性精确测量的主要仪器之一,仪器性能的准确性、实验操作的规范性与实验结果的可靠性、真实性密切相关.为了在使用之前对仪器性能进行系统研究,本研究利用三种正电子核素18 F、68 Ga和89 Zr对双探头WIZARD22470型伽马计数仪进行双探头探测效率、伽马计数检测限、检测稳定性,以及与放射性测量线...     

氙同位素活度符合测量中的自吸收效应校正

利用惰性气体氙β-γ符合系统测量不同体积氙样品时,源盒内气体密度不同引起的自吸收效应的大小和校正方法值得研究和探讨.本文采用蒙特卡罗方法模拟计算了该系统在不同氙样品量及真空状态下的探测效率,利用效率比值得到了不同样品量条件下的自吸收效应校正因子.     

体源中60Coγ射线的符合相加修正因子测量

对于存在级联辐射的γ核素,如,其衰变产生的γ1（1173．2keV）和γ2（1332．5keV）射线会发生级联符合,造成γ1,γ2的全能峰计数比不存在级联符合时有所减少,有些核素的多个γ符合会出现部分γ全能峰计数增加,部分γ全能峰计数减少。在标准源或样品距离探头较远时,级联符合比较小。一般认为在25cm以外的距离,符合效应小到可以忽略。但在实际工作中（环境样品的γ谱分析中）,由于环境样品的放射性活度比较小,为了在一定的测量时间内尽可能地降低统计误差,样品与探头距离只有1cm左右,这种情况下,就会有明显的级联符合效应。为了尽量减小在刻度和测量过程中由级联符合带来的偏差,必须对级联符合进行修正。     

Study of Coincidence Doppler Broadening in Carbon Nanotubes

Coincidence Doppler broadening measurements of positron annihilation for multi- walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, single-walled carbon nanotubes and graphite were performed. The ratio curves of the Doppler broadening for these samples to silicon were obtained. It is shown that there are distinct peaks at the position of 10×10-3 m0c for both carbon nanotubes and graphite, however the amplitudes of the peaks are not the same. We have the opinion that these peaks arise from the annihilation of positron with the 2s and 2p electron of carbon element.     

双核素图像VOI阈值、体积和靶本比间关系

为探讨SPECT双核素图像VOI阈值、体积和靶本比间关系,利用圆柱形体模内置10个空心球,按照1:7、1:6和1:5的靶本比,同时和分别注入99mTcO4-和18F-FDG,采集DISA和SIDA图像.采用阈值法勾画每个球体的感兴趣体积,拟合最佳阈值计算公式.最佳阈值计算公式为Tm=d+c×Bm/(e+f×Vm)+b/...     

基于卷积神经网络的大尺寸气泡体积二维图像测定方法

由于表面张力与惯性力作用,静止流场内较大尺寸气泡[500<气泡雷诺数（Re）<2000]形成不规则几何形状,造成二维图形处理方法等效球体或椭球获取三维体积的方式误差较大。此外,由于不规则界面的散射和反射,引起二维图像处理中边界模糊,难以辨识。本文以高速摄像机获得的静止流场内大尺寸气泡二维灰度图像作为卷积神经网络（CNN）的输入,以图像内气泡二维投影面积及实验获得三维体积训练网络,并用训练好的网络预测气泡体积。实验采用小气泡叠加法获得真实气泡体积,与网络预测结果进行对比。结果表明,该方法与传统图像处理方法相比,不需要对气泡形状进行假设,提高了对大尺寸气泡的适用性。      

符合法原理及其在活度测量中的应用

通过对具体事例分析,概括出符合法的基本原理,并提出了理论上符合方法应遵守的条件。分析和解释放射性活度绝对测量中效率曲线变化的原因、死时间在符合测量中的影响程度等重要问题,为符合法绝对测量放射性活度提供了理论基础。     

铀属性测量中的时间关联符合法研究进展

综述了在铀属性测量中,时间关联符合法的研究进展情况,简要地介绍了铀、钚的属性,核材料的被动与主动探测方式、时间关联符合法的基本原理、起源和发展,详细地归纳了时间关联符合法在计算方法、数值模拟、实验研究和应用研究四个方面的国内外研究现状,并分析了发展趋势及需要解决的问题。