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：远距离、大范围、快速检测放射源对国土安全具有重要意义,γ相机可以远距离提取放射性物质位置、强度以及类别等信息,是一种有效的检测工具。由于探测器面积小,且编码孔径的视场(Field of View,FOV)有限,当前编码孔径γ相机的探测效率普遍低。本研究提出一种基于国产的滨松BHP6601型临床单光子发射计算机断层成像(Single Photon Emission Computed Tomography,SPECT)探头的大面积高灵敏度编码孔径γ成像系统研制方案。该探头的固有分辨率为3.55 mm,有效探测面积为510 mm×390 mm,可用于提高辐射成像系统的空间角度分辨率和灵敏度。本研究根据此探测器规格,设计采用修正均匀冗余阵列(Modified Uniformly Redundant Arrays,MURA)编码嵌套模式的编码板,其中心基本单元阵列大小23×23,每个单位孔径大小为22.1 mm×17 mm。成像系统无伪影视场在X方向上和Y方向上分别为57.32°和47.3°;空间角度分辨率在X和Y方向上分别为2.94°和2.28°。采用该方案的γ成像系统对18 m处3.7×107 Bq 137Cs单点源进行测试,采集时间1 s即可精准定位;若对于4 m处的1.11×106 Bq 137Cs定位,采集时间仅需要2 s。仿真测试结果表明:该系统对于远距离或低活度的放射源能快速清晰定位。

摘要：正电子发射断层扫描(PET)是一种功能性核医学成像设备,已广泛应用于临床检验和临床前研究。其核心探测器主要采用闪烁晶体阵列耦合光电器件阵列的模块化设计。该类型探测器需要对其泛场图像进行分割,制作晶体位置查找表。本文开发了一种针对双层错位的DOI-PET探测器的泛场图像晶体响应中心自动识别和分割算法。基于奇异值分解和均值漂移的算法实现顶层晶体中心的识别;基于自组织映射(SOM)神经网络的算法和均值漂移实现底层晶体中心的识别;采用基于欧氏距离的算法,实现了泛场图像晶体单元的分割。将本文所开发的算法用于整环(48张)PET泛场图像,晶体模块中心识别的准确率为99.34%,完成分割整张泛场图像的平均耗时为101 s。测试结果表明,本文所开发的泛场图像晶体响应中心自动识别和分割算法适用于双层错位的DOI-PET探测器,算法鲁棒性强、准确率高、运算速度快。

摘要：为实现正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)探测器的作用深度(Depth Of Interaction,DOI)信息获取,本文提出一种基于分光技术的探测器设计方案.探测器采用晶体单元与硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)一对一耦合、蛇形光路的设计和单端Anger加权读出方法进行DOI解码.基于GATE软件进行蒙特卡罗模拟,建立8×1的LSO晶体阵列(单根晶体尺寸3.1×3.1×20mm3);模拟泛场照射获取位置查找表;并进行不同深度的模拟,获得各晶体在各深度的空间分辨率.结果显示所模拟的探测器模块DOI分辨率在1.0~6.7mm之间,平均值为3.2mm.本文提出的基于蛇形光路的PET探测器方案能在维持系统成本和复杂度的前提下实现DOI解码,提升PET系统的成像性能.

摘要：MicroPET是专用于小动物成像的分子核医学成像设备。该文使用Monte Carlo程序GATE,模拟了MicroPET成像系统整环探测器结构,对探测器晶体结构进行了比较精确的建模,实现了γ光子在体模内和整环探测器上硅酸镥(LSO)晶体内输运过程的模拟。通过实验室计算机集群GATE程序的并行化模拟,提高了模拟效率,获得了点源、线源、圆柱源、Derenzo模型的投影数据以及系统传输矩阵,并重建获得了断层图像。模拟结果验证了该MicroPET系统的设计。

摘要：设计并实现了一种高分辨率复合晶体探测器和电子学,并提出一种系统辨识的算法。复合晶体探测由LYSO(Lu2-xYxSiO5)和YSO(Y2SiO5)两种晶体交错排列而成,目的在于提高晶格的定位能力,改善空间分辨率。由甄别电路完成对PMT(photomultiplier tube)原始信号的处理,使用了高速ADC对信号连续采样,由FPGA完成波形采集,并能够完成实时基线恢复。甄别算法是分析了探测器响应和电子学采集模型之后提出的,是一种系统辨识算法。晶体甄别是基于提取与信号的衰减时间常数相关量来完成的。对LYSO和YSO的单晶体条实验,其甄别率超过98%;并绘制了甄别后两种晶体的二维直方图(2Dmap),有效地减少晶格间交叠,提高了空间分辨率。

摘要：该文提出一种马赛克式正电子发射断层成像（PET）探测器设计方案,通过改变晶体的排布方式,并基于GATE（Geant4Application for Emission Tomography）软件模拟,对3种马赛克PET的设计方案和传统的PET设计方案进行了多方面的对比,对比的内容包括：轴向探测效率、体源探测效率以及空间分辨率。并且进一步考虑能量下阈的影响,比较能量下阈为0keV、250keV和350keV时各个方案测得的结果的变化。结果表明：马赛克PET方案在不考虑能量下域时,轴向探测效率提高24%~50%,而体源探测效率更是可以提高47%~62%。当能量下阈为250keV时,方案4的轴向探测效率和体源探测效率可分别提升12%和8%,于此同时其重建图像空间分辨率较传统方案相比接近。

摘要：东北大鼓是中国传统说唱艺术之一,曾风靡东三省甚至整个华北地区。但随着传统艺术的边缘化,东北大鼓也逐渐成为过时的大众艺术。当今的大众艺术具有流行通俗性、大众媒介商业性、日常娱乐消遣性等一般性特征。文章通过透视东北大鼓的基本特征,分别从东北大鼓新音乐作品制作与推广的技术开发、东北大鼓新音乐价值的取向与风格的把握、东北大鼓新音乐创作的基本技法三个方面进行阐释。

摘要：为实现低成本、高分辨率的小动物单光子发射断层成像(SPECT),设计了一种基于临床探测器和针孔准直器的小动物SPECT成像系统。综合考虑视野尺寸、空间分辨率和绝对探测效率等指标,分别给出了单针孔和七针孔准直器的两种最优化设计方案,并通过对比两种设计方案在全视野范围内的平均空间分辨率和探测效率,对成像性能进行了评估。结果表明,与单孔准直器相比采用七针孔准直器设计可同时获得更高的空间分辨率和探测效率。经蒙特卡罗模拟成像实验验证,该七针孔准直器在临床探测器上可达0.5mm级的超高空间分辨率,且成本远低于采用专用探测器的现有小动物SPECT系统。

摘要：极化率作为材料的重要微观属性,与其呈现出的多种宏观属性等紧密相关,在新型药物及功能材料的设计中扮演着关键角色。对于微观结构存在复杂分子间作用的物质体系,获取其太赫兹波段的动态极化率具有重要意义。极化率的实验测定建立在其本征介电常数的准确测定之上,太赫兹时域光谱系统凭借其相干探测属性,可直接提供太赫兹波在穿透样品后的相位变化信息,用于精确测定样品的介电常数。当样品由待测物纯物质组成时,实验测得的介电常数可直接用于计算极化率。但对于大多数的有机晶体,其自身对太赫兹波的特征吸收以及与颗粒尺寸与波长相当造成的散射,使其纯样品的太赫兹时域光谱表征受到系统信噪比的限制,通常需要将待测物均匀分布于对太赫兹波透明且可塑性极强的聚合物载体中。聚合物载体的使用导致实验直接测定的混合物介电常数中也包含了聚合物的介电影响,无法直接用于计算待测物质的极化率。针对这一问题,将嵌于聚合物载体中的有机晶体整体等效为聚合物、空气气隙和待测样品三组份混合介质模型,结合各组份体积占比以Landau,Lifshitz and Looyenga有效介质模型从实验测得的混合物介电常数中移除聚合物和空气气隙的影响,获取待测物的太赫兹本征介电常数,从而进一步结合Clausius-Mossotti关系式计算其太赫兹极化率。选取水杨酸晶体为研究对象,利用所提出的理论方案,从聚乙烯和聚四氟乙烯两种聚合物载体三种浓度混合物的原始介电常数中,提取出了具有高度一致性的本征介电常数和太赫兹极化率,验证了方法的有效性,并利用实验结果首次报道了水杨酸晶体的太赫兹极化率,在聚乙烯和聚四氟乙烯载体中的测定值分别为(17.2±0.2)和(17.6±1.0)3。