摘要：近年来,基于编码孔径成像技术的γ相机被广泛用于放射源的定位和监测,但其成像视野范围有限。虽然可采用多个编码板探测器同时探测的方式扩大视野范围,但会增加成本且设备较为笨重。因此,该文提出了一种编码板和针孔混合系统,编码板全编码视场角和半伪影视场角分别为19.33°和70.80°,增加的针孔可将系统视野扩展到123.40°。进一步基于vGATE仿真平台进行了Monte Carlo仿真实验,结果显示所设计系统在编码板视野内实现了2.95°的空间角度分辨率,在扩展的针孔视野内实现了6.30°的空间角度分辨率,可对3 m处10mCi的放射源有效成像。

摘要：单光子发射断层成像(single photon emission computed tomography,SPECT)是放射性核素骨显像的重要成像手段之一。为进一步优化临床上应用于骨显像的SPECT系统的探测灵敏度,降低骨扫描时间,提高骨扫描效率,该文在临床双探头SPECT系统的基础上,设计了高探测灵敏度的骨显像专用准直器。通过设计一系列不同的准直器参数,进行Monte Carlo仿真模拟,对不同准直器的探测灵敏度和图像分辨率进行评估,以验证准直器的几何参数与性能的关系,选出一套准直器的设计方案,并用热圆柱模型实验验证了该准直器的成像效果。结果表明:该准直器在保证图像质量的同时,能显著降低骨扫描的采集时间。

摘要：为了实现对放射源的三维全息定位成像,本文研发并测试了核辐射全息定位成像系统。采用了4个全景式伽马相机构成了辐射探测系统,并进行了系统设计的优化;采用4个深度相机构成可见光全息成像系统;开发了基于最大似然期望最大化的三维图像重建算法及精确系统传输矩阵的生成算法。完成了实际系统的搭建,并利用^(57)Co单点源进行了系统定位偏差实验测试。实验结果显示:本系统能够实现核辐射-可见光场景三维全息融合定位成像,对^(57)Co单点源的平均定位偏差为18.37 mm。

摘要：单光子发射计算机断层成像技术(SPECT)是放射性核素心脏显像重要的成像手段之一。受传统SPECT的平行孔准直器的灵敏度和空间分辨率的影响,SPECT心脏成像的图像质量不佳。本文在临床SPECT系统的双探头基础上,通过设计高灵敏度、高空间分辨率的多针孔准直器,取代传统的平行孔准直器,实现高性能的心脏成像。通过解析计算对系统性能进行了评估,结果表明:中心灵敏度为0.038%,空间分辨率为1 cm,优于传统的平行孔SPECT。基于数值模拟的心肌成像实验,获得了高质量的心肌重建图像,证明了基于多针孔准直器心脏SPECT成像的设计可行性。

摘要：本文旨在研究和设计一种核辐射全息定位成像系统,利用分布式多节点的辐射探测器实现对放射源的三维空间绝对位置的定位成像。根据应用需求设计了4种由4个探测器组成的全息定位系统和1种由8个探测器组成的对照系统。利用CRC-Var方法对不同设计方案的成像性能进行比较,选出了一种最佳设计方案。利用图像重建后的定位精度和空间分辨率对该方案的成像性能定量评估,结果表明系统能达到小于40 mm的定位精度以及在x、y方向小于210 mm,在z方向小于390 mm的空间分辨率。

摘要：双层错位晶体阵列是正电子发射断层成像(PET)仪获取作用深度(DOI)信息的一种低成本且简便的方案。为获得晶体厚度最优组合方案,本文使用GATE软件进行蒙特卡罗仿真研究。模拟兼容核磁共振成像(MRI)的嵌入式脑PET,环内径345 mm,使用硅酸钇镥(LYSO)晶体,2层晶体总厚度20 mm,内层晶体从0 mm到10 mm共11种厚度(间隔1 mm);进行点源模拟实验,点源位于中心断层x轴上,偏移从x=0 cm到x=10 cm共6种情况(间隔2 cm)。计算中心点灵敏度;采用滤波反投影算法重建图像,评估径向空间分辨率。结果显示,双层晶体的设计相比于单层晶体灵敏度略有下降,但系统径向空间分辨率显著提高且其均匀性得到改善。随着内层晶体厚度的增大,视野平均径向空间分辨率先减小后增大,在内层晶体厚度为8 mm时达到最小。综上所述,所设计的双层错位DOI脑PET探测器晶体厚度最优组合方案为内层晶体厚度8 mm、外层晶体厚度12 mm。