γ成像数值模拟与初步实验分析

基于Geant4模拟开发平台,对γ成像系统进行了被动式成像数值模拟,并用γ相机对标准密封γ点源进行辐射成像实验,初步分析了便携式γ射线成像系统的成像特点.结果表明:该系统成像效果与源强、距离、时间等密切相关,源强越强,距离越近,清晰成像所需时间也就越短,且可以准确定位γ放射源,精确热点分布定位.     

γ相机空中辐射监测应用探讨

通过分析当前航空辐射监测的不足与缺陷,提出了一种“无人机+热点成像”的航测新思路,并结合γ相机的性能特点,探讨了一种基于γ相机的航空辐射监测方法及其系统装置。空中三维γ成像监测系统将γ辐射成像技术与航空辐射监测技术结合起来,与数据传输系统、地面测控站一起构成航空辐射监测系统,实现空中辐射监测和定位,并在多种情况下取得了良好的应用效果。     

射线半影编码孔点扩散函数锐度展宽模拟评估

阐述了射线半影编码成像系统点扩散函数锐度展宽与一般系统点扩散函数半高宽的区别与联系,确立了半影编码成像系统锐度展宽概念,建立了半影编码孔成像系统蒙特卡罗模型。计算获得了0.662、1.25、2.45、5.0、10.0、14.06MeV等一系列能量点的γ射线与中子在半影编码成像系统点扩散函数,并按照定义算出γ射线与中子各能量系统点扩散函数的锐度展宽;得到γ射线和中子能量与半影编码成像系统锐度展宽函数关系,分析了半影编码成像系统点扩散函数锐度展宽的原因,为今后编码孔设计的改进提供理论依据。     

γ射线旋转调制器成像系统的研制

可对硬X射线、γ射线等成像的旋转调制器(Rotating Modulator,RM)成像技术是一种探测效率高、能量范围宽、能量分辨能力高的技术,可满足核辐射监测中对高性能γ射线成像系统的需求。为此,研制了一台基于RM技术的γ射线成像系统样机。该样机主要包括一个由8条铅条组成的旋转准直器、7个NaI(Tl)探测器、步进电机和相应的读出及控制电路。样机视场角±14.6°,角度分辨率2°,在662 keV处能量分辨率为7%,对662 keVγ射线的探测效率达到22.2%。     

γ相机全身扫描系统

全身骨扫描是γ相机在临床中的重要应用之一,在γ相机的数据采集和图像处理系统的基础上,设计了扫描床设备及控制接口,编写了用于全身扫描的数据采集软件,组成全身扫描系统,并解决了实现过程中遇到的几个具体问题,临床实验的结果表明：系统的成像质量可以满足临床诊断的需要。将这一系统应用到现有的γ相机上,可以低成本实现全身扫描的功能。     

高分辨micro-SPECT成像系统针孔准直器的优化设计

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.     

康普顿相机成像技术进展

康普顿相机是一种新型的γ射线成像模式,由于没有机械准直结构,它在探测效率等方面有着其它γ射线成像模式所不具备的独特优势.由于这些优势,康普顿相机系统在天文观测、医学成像、环境辐射监测、质子治疗等多个领域得到很好的应用.随着探测器技术和电子学技术的发展,从闪烁体探测器到性能更佳的半导体探测器,康普顿相机系统不断被优化.此...     

闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏点扩散函数理论研究

闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏是数字化辐射成像系统中的重要部件,射线与闪烁体相互作用产生的荧光弥散效应,对成像系统及其获取图像的空间分辨具有重要影响.闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏的荧光弥散效应通常采用点扩散函数(PSF)来描述.目前,采用蒙特卡罗(MC)方法进行模拟计算,仍是确定该函数的最常用和有效方法.以LSO无机...     

基于康普顿成像系统的碳离子治疗剂量监测研究

为实现碳离子治疗的精准放疗,精确监测患者体内的三维剂量分布,本文设计一种双层康普顿成像系统和简单反投影算法,利用Geant4仿真软件优化探测系统的结构,评估探测系统的探测效率、成像性能,分析200 MeV/μ的碳离子束轰击有机玻璃（PMMA）靶的三维剂量分布。此外,还使用四对像素1.5 mm×1.5 mm×10.0 mm、12×12阵列型的硅酸钇镥（LYSO）晶体对直径约为3 mm的²²Na点源进行康普顿成像实验,并对影响三维剂量监测精度因素进行分析。结果表明,对于0.847 MeV的γ点源,重建图像在横截面上半高宽（FWHM）增加至2.38 mm、冠状面上扩展至7.02 mm。康普顿成像系统通过探测碳离子束轰击PMMA靶产生的4.439 MeV瞬发γ射线,重建的三维剂量分布与真实三维剂量分布偏差为9.3%。利用LYSO康普顿成像系统样机的²²Na点源成像实验,得到半高宽为4.05 mm的重建图像,验证了康普顿成像方法的实用性。     

一个用于多重示踪技术的康普顿成像装置

提出了一个由位置灵敏度高纯锗探测器组成、用于多重示踪技术的康普顿成像装置。简要介绍了康普顿成像系统的工作原理以及影响其空间分辨率的各种因素。用蒙特卡洛方法模拟了所提出的康普顿成像装置对处于不同位置、发射不同能量γ射线的点源可达到的效率和空间分辨率。用现有的2个多单元高纯锗探测器进行了三个点源成像实验,证明所提出的康普顿成像装置适用于多重示踪技术。     

一个用于多重示踪技术的康普顿成像装置

提出了一个由位置灵敏高纯锗探测器组成、用于多重示踪技术的康普顿成像装置.简要介绍了康普顿成像系统的工作原理以及影响其空间分辨率的各种因素.用蒙特卡洛方法模拟了所提出的康普顿成像装置对处于不同位置、发射不同能量γ射线的点源可达到的效率和空间分辨率.用现有的2个多单元高纯锗探测器进行了三个点源成像实验,证明所提出的康普顿成像装置适用于多重示踪技术.     

固态反应堆次临界系统中子照相处的n—γ测量

中子照相时，中子照相处的ｎ－γ比是控制成像对比度的１个重要因子，在中子源激励的固态反应堆的次临界系统上对ｎ－γ比进行了实验研究，中子通量密度采用固体核径迹探测器测量，γ辐射剂量率用热释光器测定，测得的ｎ－γ比与用其它中子照相装置的结果进行了比较，结果在数量级上是一致的。     

新型γ射线成像位置能量信息获取系统研制

研发了一种探测器波形获取电路,实现了1GHz采样率,12 bit采样精度。基于该电路,研制了一套新型γ射线成像位置能量获取系统,用于H8500多阳极位置灵敏光电倍增管的前端位置信号读出与处理。采用信号发生器以及241Am放射源对系统的位置及能量分辨能力进行了测试。结果表明,该系统在对64路阳极信号准确定位的同时也能对γ射线的能量准确测量。     

MURA编码板γ相机探测器模拟研究

用Geant4软件对γ相机探测器的成像原理进行模拟,γ相机探测器主要由准直器和探测单元构成,模拟得到放射源的响应矩阵,通过精细采样算法和δ解码算法进行图像重建。分别模拟了不同形态放射源在不同位置、不同距离、不同角度的成像情况,研究了编码板的偏移和尺寸变化对成像的影响。     

均匀介质中γ成像三维图像重建

将γ相机的小孔成像模型类比成平行束模型,在代数重建法(ART)的基础上,加入衰减补偿,实现了均匀介质γ成像的三维图像重建。对比加入衰减补偿和未加入衰减补偿所重建放射源的位置和强度分布,得出介质对γ相机成像三维图像重建的影响:屏蔽介质只会影响重建后放射源的强度分布,不会影响放射源的位置分布。通过MC模拟数据的重建结果表明,本方案是切实可行的。     

利用Matlab GUI进行γ成像系统辅助分析软件的开发

当计算机与成像系统硬件断开时,RadCam2000γ成像系统自带的测量分析软件便无法运行,也不能对已保存的测量结果进行读取分析,因此,利用Matlab GUI编制了一个采集后的辅助分析软件--easyRadCam,导入已存储的测量结果,能重新生成热点三维分布图,还能给出测量各个通道的计数分布,若已经过能量刻度,则转换为...     

X和γ射线成像阵列探测器——基本问题、发展和前瞻

对Ｘ和γ成像探测的基本问题及现况进行了综述,探讨了未来的发展方向。     

一种高性能、多用途的γ照相机系统——Sigma 438 HR

核医学作为基础研究和临床医学的一个重要分支,近一、二十年来有了蓬勃的发展, 并正在诊断和治疗方面发挥着日益重要的作用。特别是由于γ照相机、各种断层(CT)和核磁共振等成像系统的相继问世,使这门新兴学科得到了迅速的发展。 γ照相机是利用γ射线在NaI(Tl)闪烁体中产生光电效应而研制成的一种人体内部器官形态与功能图像的显示装置。它具有成像快、分辨率高、视野大等特点,尤其是它能有效探视人体内深部器官的动态图像这一独特优点,而倍受欢迎。近年来,由于探测方法与测量技术的日臻完善,更由于计算机,尤其是小型机和微处理机的迅速发展和普及,     

γ相机的发展和应用

本文调研了国内外已商业化的γ相机,介绍γ相机的发展历史,对国内外γ相机的发展、研究和应用状况进行分析和总结。γ射线成像技术是一种符合ALARA原则的核辐射监测技术,随着核电子学技术的发展,γ相机必将在辐射监测方面得到广泛的应用。     

基于CdZnTe探测器的γ射线过程成像探测系统

结合小尺寸CdZnTe半导体探测器,设计了结构紧凑的低噪声多相流γ射线过程成像探测系统.系统采用五个能量为59.5keV的241Am源均布在PVC管空间的结构,数据采集系统采用基于FPGA技术,将采集数据传给上位机进行处理和图像重建.测试结果显示,多相流过程成像系统每个通道的总噪声大约为8.9keV FWHM,计数能力约为90kcps.