检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2016年第2期50卷 349-356页

作者：余建概王石吴婧马天予刘亚强清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

高分辨率单光子发射计算机断层成像(SPECT)是临床和小动物影像的重要技术之一。对SPECT的系统传输矩阵进行建模,并结合于迭代重建算法中,是提高系统空间分辨率的有效手段。本文基于实验室自主研发的多针孔小动物SPECT系统,研究了一种蒙... 详细信息

高分辨率单光子发射计算机断层成像(SPECT)是临床和小动物影像的重要技术之一。对SPECT的系统传输矩阵进行建模,并结合于迭代重建算法中,是提高系统空间分辨率的有效手段。本文基于实验室自主研发的多针孔小动物SPECT系统,研究了一种蒙特卡罗模拟和解析模型相结合的系统传输矩阵精确计算方法。该方法是基于多点源模拟的投影数据,结合数据再估计方法和高斯拟合方法提取点扩展函数(PSF)特征参数,并结合解析形式的系统物理模型,从而计算任意位置的精确PSF。通过对四点源模拟投影数据分别用纯解析方法和蒙特卡罗模拟与解析模型相结合的方法进行计算,并对所得的系统传输矩阵进行重建对比,验证了蒙特卡罗模拟与解析模型相结合方法对图像分辨率的改善效果。进一步比较了不同点源排列的重建效果,获得了优化的点源排布方案。相对于基于实验方法测量系统传输矩阵,本方法能以更合理的代价实现系统传输矩阵的精确建模,并能有效提高系统空间分辨率。

关键词：单光子发射计算机断层成像图像重建蒙特卡罗模拟传输矩阵图像分辨率

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Monte Carlo方法的最优源项偏倚抽样密度函数

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第2期54卷 164-171页

作者：苏健曾志程建平李君利清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

Monte Carlo粒子输运中的源项偏倚抽样方法可以减小方差、提高计算效率。该文通过建立一个多区域分权重数学投篮模型,模拟了输运过程中的源项信息,得到了源项偏倚抽样方差最小时的最佳抽样密度函数解析式。采用随机数值方法对模型进行... 详细信息

Monte Carlo粒子输运中的源项偏倚抽样方法可以减小方差、提高计算效率。该文通过建立一个多区域分权重数学投篮模型,模拟了输运过程中的源项信息,得到了源项偏倚抽样方差最小时的最佳抽样密度函数解析式。采用随机数值方法对模型进行了计算,验证了函数的正确性,并举一例实际的粒子输运模拟问题,表明最优偏倚抽样方法对减小方差的效果显著。该方法可作为一种普适的减方差技巧应用于Monte Carlo粒子输运中,可用于构造粒子源参数(如位置、发射方向等)的最佳偏倚密度函数,尤其在分层抽样时能给出方差最小的最优各层比例系数。

关键词： MonteCarlo方法源项偏倚抽样减方差最优偏倚密度函数分层抽样

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肿瘤磁感应治疗计划系统适形热疗方法

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第6期54卷 706-710页

作者：卓子寒翟伟明蔡东阳王婕张晓冬唐劲天清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

磁感应热疗在临床实施时,需要达到适形杀灭肿瘤和保护正常组织的治疗目标,因此要求在术前治疗计划系统中对靶区的温度分布情况进行数值模拟,以指导医生制定合适的治疗计划,确保治疗的安全性和有效性。该文基于VTK/ITK等医学影像开源算... 详细信息

磁感应热疗在临床实施时,需要达到适形杀灭肿瘤和保护正常组织的治疗目标,因此要求在术前治疗计划系统中对靶区的温度分布情况进行数值模拟,以指导医生制定合适的治疗计划,确保治疗的安全性和有效性。该文基于VTK/ITK等医学影像开源算法工具包,采用医学CT影像3维重建数据场信息,对磁感应热疗过程中治疗区域内的肿瘤及其周围组织进行可视化和适形分割,以确立治疗靶区和植入热籽;基于电磁学和生物传热学的理论方法,以及肿瘤内的适形热籽排布方案,对治疗时热籽磁热效应产生的能量场分布和热量扩散形成的温度场分布进行理论建模和仿真;并将适形热疗方法实际应用于肿瘤磁感应热疗计划系统中。结果表明:磁感应治疗计划系统的适形热疗方法可以辅助医生直观地分割肿瘤和组织器官,进而准确计算靶区的温度场分布,制定合理的适形热疗计划。

关键词：肿瘤热疗磁感应治疗术前计划建模仿真

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基于模糊逻辑的γ能谱核素识别

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清华大学学报（自然科学版） 2012年第12期52卷 1736-1740页

作者：王一鸣魏义祥清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

针对复杂γ能谱解析提出了一种基于模糊逻辑的特征峰判断及核素识别方法。该方法利用寻峰过程获得的多方位峰信息,通过模糊规则对各类峰进行准确分类,提取出其中的γ特征峰;在核素识别环节,从核素出发使用最显著特征峰进行初步筛选,根... 详细信息

针对复杂γ能谱解析提出了一种基于模糊逻辑的特征峰判断及核素识别方法。该方法利用寻峰过程获得的多方位峰信息,通过模糊规则对各类峰进行准确分类,提取出其中的γ特征峰;在核素识别环节,从核素出发使用最显著特征峰进行初步筛选,根据特征峰数量对核素进行分类识别,并借助模糊隶属函数计算核素置信度。该方法通过了HPGe探测器实测能谱的测试,并与2套成熟算法的处理结果进行了对比,在识别效率与准确性上均体现出较好的效果。

关键词： γ能谱核素识别模糊逻辑

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位置灵敏^3He管中子探测器前端电子学设计

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清华大学学报（自然科学版） 2012年第12期52卷 1731-1735页

作者：黄土琛宫辉邵贝贝清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

介绍了清华大学微型脉冲强子源(CPHS)中子小角散射谱仪中3 He管探测器的前端电子学设计。该谱仪设计采用一维3 He管探测器阵列,使用电荷分配法确定中子入射位置。在基于电荷分配法的双端读出电路中,设计者需要考虑更多的因素如高压隔直... 详细信息

介绍了清华大学微型脉冲强子源(CPHS)中子小角散射谱仪中3 He管探测器的前端电子学设计。该谱仪设计采用一维3 He管探测器阵列,使用电荷分配法确定中子入射位置。在基于电荷分配法的双端读出电路中,设计者需要考虑更多的因素如高压隔直电容、运放的输入阻抗、成形电路的结构等,这些因素都会给位置分辨带来影响。该文通过分析这些因素的影响,并结合SPICE软件仿真,对电路参数进行优化,给出一个简单可行的电路设计方案,并通过初步实验验证了可行性。

关键词： 3He管位置灵敏中子探测器电荷分配法前端电子学中子散射

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基于micro-CT图像的骨复合体素模型建模研究

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原子能科学技术 2014年第S1期48卷 773-779页

作者：任丽邱睿武祯李君利清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室高能辐射成像重点学科实验室北京100084

已建立的人体体素模型中,骨松质均采用均匀模型代替,使骨剂量的计算精度受到影响。目前国际上利用白种人骨松质的NMR、micro-CT图片开展了骨微观模型的建模及剂量学研究,但我国尚未开展这方面的研究。本文利用micro-CT成像,建立了基于... 详细信息

已建立的人体体素模型中,骨松质均采用均匀模型代替,使骨剂量的计算精度受到影响。目前国际上利用白种人骨松质的NMR、micro-CT图片开展了骨微观模型的建模及剂量学研究,但我国尚未开展这方面的研究。本文利用micro-CT成像,建立了基于中国人骨松质的骨微观模型,同时与已建立的中国成年男性参考体素模型中的宏观骨模型相结合,建立了骨复合体素模型。利用该模型初步计算了骨盆骨小梁体源、骨小梁面源和红骨髓源对骨内膜的电子吸收分数。计算结果显示,基于中国人骨松质的骨微观模型计算的吸收分数曲线变化趋势与白种人的计算结果一致,最大差异分别为5.7%、1.4%和2%。

关键词： micro-CT 骨模型体素模型

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采用单点源和螺旋轨道扫描标定MicroSPECT系统

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清华大学学报（自然科学版） 2010年第8期50卷 1141-1144页

作者：周荣马天予吴朝霞王石刘亚强清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

为获得高品质图像,对显微单光子断层成像(MicroSPECT)的系统几何参数进行准确测定。提出了采用单点源和螺旋扫描轨道标定针孔MicroSPECT系统几何的方法,并通过数学推导证明了该方法可以获得唯一正确的标定结果。建立了5组不同参数的Micr... 详细信息

为获得高品质图像,对显微单光子断层成像(MicroSPECT)的系统几何参数进行准确测定。提出了采用单点源和螺旋扫描轨道标定针孔MicroSPECT系统几何的方法,并通过数学推导证明了该方法可以获得唯一正确的标定结果。建立了5组不同参数的MicroSPECT系统模型,用Monte Carlo方法产生标定实验数据,并采用该方法分别进行了相应的标定实验。结果表明:对焦距的标定误差约为0.4mm,对其他长度量的标定误差约为0.1mm,对角度量的标定误差约为0.1°。该方法仅需单个点源即可完成系统标定,因而简化了标定实验步骤。

关键词：显微单光子断层成像(MicroSPECT) 几何标定螺旋扫描针孔准直器唯一解

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基于GATE程序的MicroPET系统设计Monte Carlo模拟验证

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清华大学学报（自然科学版） 2010年第12期50卷 1934-1938页

作者：魏清阳周荣吴朝霞王石刘亚强清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

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... 详细信息

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。

关键词： MicroPET Monte Carlo方法环形探测器

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运用BEAM程序设计和优化均整器

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清华大学学报（自然科学版） 2010年第9期50卷 1480-1483页

作者：查皓陈怀璧李泉凤清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

均整器是X射线模式下医用加速器治疗头中的重要部件,并且通常使用Monte Carlo方法进行设计。设计均整器需要的数据精度较高,模拟时间较长;且需反复修正,使得整体设计的时间会很长。该文在3个方面总结了实际使用BEAM程序的经验和技巧:在W... 详细信息

均整器是X射线模式下医用加速器治疗头中的重要部件,并且通常使用Monte Carlo方法进行设计。设计均整器需要的数据精度较高,模拟时间较长;且需反复修正,使得整体设计的时间会很长。该文在3个方面总结了实际使用BEAM程序的经验和技巧:在Windows操作系统下采用批处理运行程序的方式增加计算机工作效率;利用合并对称网格技巧减小计算结果的方差;通过理论模型快速设计均整器轮廓。这些技巧使得均整器设计时间大大缩短,提高了工作效率。

关键词： Monte Carlo方法医用加速器 BEAM程序均整器

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用单一光源标定光子计数探测器

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清华大学学报（自然科学版） 2016年第6期56卷 672-676页

作者：冯初晴沈淇康克军邢宇翔清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

光子计数探测器在X光能谱CT成像中应用越来越广泛。受到脉冲堆叠、电荷共享等物理作用的影响,目前的光子计数探测器的能量标定方法具有一定的局限性。该文提出了一种只用一个单能光源对探测器进行标定的方法,通过充分挖掘及利用有限的数... 详细信息

光子计数探测器在X光能谱CT成像中应用越来越广泛。受到脉冲堆叠、电荷共享等物理作用的影响,目前的光子计数探测器的能量标定方法具有一定的局限性。该文提出了一种只用一个单能光源对探测器进行标定的方法,通过充分挖掘及利用有限的数据,运用迭代的方法,最终确定探测器各阈值所对应的能量。该方法不仅实验量小,操作简单,标定结果较准确,还考虑了对小像素探测器标定有较大影响的电荷共享问题,且具有普适性,对其他光子计数探测器的标定也有一定的帮助。

关键词：光子计数探测器能谱CT 能量标定电荷共享

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