Approximation algorithms for minimizing segments in radiation therapy

Intensity modulated radiation therapy (IMRT) is one of the most effective modalities for modern cancer treatment. The key to successful IMRT treatment hinges on the delivery of a two-dimensional discrete radiation intensity matrix using a device called a multileaf collimator (MLC). Mathematically, the delivery of an intensity matrix using an MLC can be viewed as the problem of representing a non-negative integral matrix (i.e., the intensity matrix) by a linear combination of certain special non-negative integral matrices called segments, where each such segment corresponds to one of the allowed states of the MLC. The problem of representing the intensity matrix with the minimum number of segments is known to be NP-complete. In this paper, we present two approximation algorithms for this matrix representation problem. To the best of our knowledge, these are the first algorithms to achieve non-trivial performance guarantees for multi-row intensity matrices.     

校靶镜检定装置设计与图像处理技术研究

根据校靶镜的检定需求,研究了校靶镜检定装置,可完成不同口径的校靶镜检定,扩展了检定范围。采用外调焦平行光管提供20m、50m、100m以及无穷远四种模拟目标,以满足不同目标距离的校靶镜的检定需要。同时采用CCD摄像系统与图像判读程序替代人眼读数,由于数字化图像传感器克服了人眼分辨力的不足,因此简化了校靶过程,校靶精度得到提高,检定时间得到缩短。     

基于LED的均匀照明投影光路设计

在方棒照明系统的基础上,根据LED的发光特性和独特的准直结构,设计了一款基于LED的均匀照明投影光路系统．其优点是结构简单、开发周期短、加工成本低．仿真结果表明,其均匀度能满足中等要求．     

基于可检测性的设计理念的保偏双光纤准直器精密封装技术

将确保装配和确保制造的设计理念引入到光通信产品开发和生产中,从能否方便地满足保偏双光纤准直器的低插入损耗和高回波损耗的检测指标出发,研究了保偏双光纤准直器的合理结构和装配工艺,提出了基于可检测性的设计理念的保偏双光纤准直器的精密封装技术。该方法已在批量生产实践中应用,提高了生产效率,保证了产品的合格率。     

准直器插入损耗分析

降低准直器的插入损耗是生产准直器的难点，本文在几何光学和高斯光束传输理论的基础上，利用矩阵光学原理和高斯光束耦合理论对准直器的原理和损耗进行计算和分析，提出一种用自聚焦透镜与球面透镜进行匹配的方法，并通过实验证明该方法能有效降低准直器的插入损耗，在生产过程中将逐渐采用这种方法进行装配，以提高生产效率．     

基于激光准直的直线度误差自动测量系统

介绍了基于激光准直原理的直线度误差自动检测方法，详细分析了激光器、传感器信号处理电路和数据采集处理系统的设计。软件开发时结合了直线度误差的两类测量方法和两种误差评定方法，不仅能与激光准直仪、电子水平仪、光学自准直仪等多种仪器配合使用，而且采用了符合最小条件原理的两条理想包客参考直线精确计算直线度误差，具有运算精度高、运算速度快的特点，应用袁明系统性能稳定可靠，具有推广应用价值。     

微机电光学电流传感器的设计

提出了一种检测50Hz交流电的微机电光学电流传感器。通过电磁学、微机电与光学方法说明了传感器的敏感原理与光学转换原理,结合工艺条件给出了器件的设计要求,并利用matlab软件模拟分析了传感器的仿真测试结果。计算表明,器件可以测试1~7.2kA的交流电,大电流下的灵敏度可达到0.01dB/A以上。     

探伤加速器可调准直器的设计

本文基于6 MeV探伤加速器设计了照射野可调准直器,其主要由4个具有2自由度的准直块首尾交错布置而成,准直块采用厚43 mm的钨镍铁对无用X射线进行屏蔽。通过控制准直块纵向和横向驱动电机实现准直器开口自动调节,从而实现X射线照射野的自动调节,以满足工业探伤和工业CT对X射线源不同照射野的需求。准直块采用交错式设计实现了准直块排布在同一平面,使准直器结构紧凑,并有效减小了X射线的漏射。     

断层屏蔽SPECT成像法探讨

本文以空间积分原理为基础,以逐渐逼近法为图像重建的核心,探讨了可实现断层屏蔽的SPECT成像的途径.与传统的SPECT成像方法比较,它具有高的灵敏度和数据获取速度快的特点.由于无须用机械装置将γ照相机旋转,消除了运动带来的误差,提高了成像的质量.本文用线性方程组的松弛解法对无散射和无噪音的二维空间的模拟数据进行了验算,证明逐渐逼近法能逐渐逼近到放射性分布区域,并能基本给出分布形式.     

中国散裂中子源反角白光中子源准直器的设计与测试

为获得核数据测量所需的束斑形状及较低的实验本底,反角白光中子源需通过准直器对束流进行刮束准直。以中子开关为例,根据相关要求确定了整体的设计方案。通过将挡块一分为二的设计,解决了小直径深孔加工的难题。利用有限元分析软件,优化了真空盒的外形结构及密封方式。针对挡块的工作环境,搭建了可用于真空的高精度耐辐射移动平台。经测试,中子开关的主要技术指标均满足要求,说明设计合理。