工业CT重建图像中边缘梯度效应引起的高频伪影

为研究伪影对大型工件内部密度锐变区域高对比度微小缺陷检测的影响,从一个简单的轴对称断层模型出发,计算了边缘梯度效应引起的通过物体内部不同材料交界面处的射束的投影偏差。并研究采样相位的影响,探讨了由此偏差引起的重建图像中的高频伪影的表现形式。计算结果表明,高频伪影具有相当的强度,且具有与缺陷相似的表现形式,从而影响工业CT的检测能力。结合点扩散过程,高频伪影强度的计算为评估工业CT边缘处的缺陷检测能力提供了理论依据。     

在SPECT上取得人体透射图像的方法

为使人体对γ射线的衰减造成核医学影像的失真和定量误差得到校正 ,在用于发射成像的单光子发射断层扫描机 (SPECT)上安装偏置的线源和平行缝准直器 ,可以获得倾斜的扇形束透射投影。这项构想在三探头 SPECT系统上进行了实验 ,取得了清晰的透射投影。使用 3种方法重建出衰减系数分布图 ,证明倾斜扇形束投影作 36 0°扫描能解决数据截断的问题 ,为这种特殊的投影几何结构推导的公式能够准确地重建出断层图像     

低噪声CMOS电荷灵敏前置放大器

为了满足辐射探测器的读出密度要求,完成了低噪声CM O S专用集成电荷灵敏前置放大器的设计和测试。采用0.6μm CM O S工艺,电路面积为260μm×210μm,功耗为15.9mW,比传统的电荷灵敏前放的电路密度至少提高了3个数量级。测量得到的噪声结果为:在成形时间为1μs时,零电容噪声为1 377.1 e,电容噪声斜率为43.7 e/pF。噪声的实测结果和理论分析比较吻合,间接测量了使用工艺NM O S的1/f噪声系数,为低噪声设计提供了参考依据。     

SPECT图像重建中的衰减校正算法比较

为克服单光子发射计算机断层显像中 ,会出现假阳性的结果。利用胸部数学模型和投影算法得到发射和透射的投影数据 ,采用校正算法重建发射断层图像 ,再与模型数据相比较 ,从而确定各算法的收敛性和收敛速度 ,总结出选择合适的衰减校正算法 ,并提出了将多目标优化方法应用于衰减校正的设想。     

核电子学中数字滤波器的噪声指数分析

为研究数字谱仪的噪声性能,提出并分析了数字滤波器的噪声指数.采用解析推导和数值仿真的方法,研究噪声指数与模拟前端成形特性、模数转换器采样频率以及数字滤波器参数的关系,计算了数字梯形滤波的噪声指数.研究表明,高采样频率和高阶反混叠滤波器有助于提高系统信噪比;阶跃噪声对采样频率不敏感,而δ噪声则需要较高的采样频率才能获得较好的指标.该研究为数字滤波器的噪声性能分析提供了理论依据.     

CT图像重建中旋转轴的不稳定对图像质量的影响

为了研究大型工业计算机断层成像 (CT)系统中由于旋转轴的不稳定导致的图像空间分辨率下降的程度 ,从而为确定机械定位精度提供依据 ,首先在理论上推导了基于“平行束投影”和“滤波反投影”算法下 ,旋转轴不稳定对 CT系统点扩展函数 (PSF)的影响 ,并给出了估计这种情况下空间分辨率的方法 ,然后利用 Mathematica4 .0数学计算软件给出了相应的计算机模拟图像。理论估算与计算机模拟图像符合得比较好 ,说明这种对旋转轴不稳定情况下空间分辨率的估计可以作为理论上的一种参考 ,估计结果同时也为大型工业 CT系统中确定转台轴线的径向偏移提供了理论依据。     

像素碲锌镉探测器低噪声读出芯片设计与测试

为了解决像素碲锌镉探测器的高密度和低噪声读出问题,设计了一款8通道的低噪声前端读出芯片。每个通道由两级电荷灵敏前放、4阶半Gauss成形电路和输出驱动放大器组成。芯片采用了0.35μm CMOS工艺完成了流片测试,单通道的电荷增益为65～260mV/fC,成形时间调节范围为1～4μs,测得的最好等效噪声电荷为200e。连接碲锌镉探测器后测得241 Am和57 Co全能峰的能量分辨率分别为9.6%和5.9%。初步测试结果表明:芯片的各项功能都正常,噪声的实测结果与仿真结果比较吻合,但探测器的漏电流以及输入端寄生电容使得其电子学噪声显著增加。