摘要：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γ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。

摘要：针孔单光子发射计算机断层(SPECT)成像的空间分辨率通常是根据Anger经验公式来进行估算,与实际测量存在较大偏差.本文通过对针孔成像的物理过程进行分析,提出了一个近似度更高的计算公式.利用精确的蒙特卡罗方法模拟针孔SPECT成像,采用OSEM(ordered subsets expectation maximization)算法对投影数据进行图像重建,并与模具实验进行比较,验证了理论公式的适用性.同时还讨论了体素尺寸、几何映射获取投影矩阵以及探测器尺寸与成像物体尺寸比值对断层图像空间分辨率的影响.实验结果显示,该理论公式所估算的空间分辨率比实验值平均偏小约10%,而Anger经验公式所估算的空间分辨率比实验值平均偏大约60%.因此,该理论公式能更好地估算针孔SPECT成像的空间分辨率,可为针孔SPECT系统的设计和使用提供有价值的参考.

摘要：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。

摘要：针孔伽玛相机是研制高分辨率针孔SPECT系统的基础.采用信息论中的信道模型对针孔伽玛相机进行研究.通过面源模型,将针孔伽玛相机从有噪、有损信道近似为一个无噪、无损信道,然后给出了针孔伽玛相机的平均互信息量近似计算公式.成像实验验证了理论公式的适用性.因此,针孔伽玛相机可以用信道模型来描述,平均互信息量可以作为一个性能指数用于针孔伽玛相机的优化设计与使用.

摘要：研究一种基于连续闪烁晶体配合位置灵敏光电倍增管(PSPMT)设计高分辨率小型伽玛相机模块的新方案。采用蒙特卡罗方法研究了压缩效应及内在空间分辨率与晶体参数的关系,进一步改进PSPMT的读出电路与定位方法,开发基于局域重心法的读出电子学电路,最后进行了成像实验测试。结果表明,基于局域重心法的读出电子学电路能够有效抑制晶体的压缩效应,晶体的空间分辨率和压缩效应都随着晶体厚度的减少而得到改善。因此,这种设计方案是可行的,其内在空间分辨率能够达到1?2mm,比采用晶体阵列有更好的性价比。

摘要：采用蒙特卡罗软件和有限元分析软件分析了固定阳极X射线管中电子轰击阳极靶的能量沉积和热量传输过程,固定阳极由铜棒和钨片组成。研究了在不同形状、尺寸和占空比的电子束脉冲轰击下,阳极靶面不同厚度的钨片和相邻铜棒的温度上升过程。结果表明,钨片厚度存在最优值,但最优值与具体使用条件相关;在脉冲成像方式下,固定阳极靶能承受更强束流强度的轰击。因此,采用固定阳极靶方案,研制140kV高压、10mA以上电流、直径1mm以下有效焦点的场发射阴极X射线管是可行的。

摘要：采用蒙特卡罗方法对CTX射线能谱滤过器的优化设计进行了研究。使用EGSnrc软件对电子打靶产生X光子的物理过程和X光子穿过不同滤过器的物理过程进行了模拟,从信噪比的角度给出了优化设计的依据和计算公式。结果表明,滤过器设计存在最优化的设计参数,但是在不同的成像条件和成像要求下,其最优化参数是不同的,需要根据具体的条件来确定。