双能量乳腺X射线成像噪声分析与评价方法

针对双能量乳腺X射线成像结果易受到成像噪声影响的问题,提出了一种新的用于评价成像噪声对双能量计算结果影响的方法.该方法首先采用乳腺体模在两台临床常用的乳腺X射线成像系统中用双能量曝光,计算出成像噪声大小,并根据双能量成像物理模型推导出双能量计算结果对成像噪声的敏感度指标公式,然后依据公式和成像噪声水平评价敏感度大小.使用该评价方法对成像噪声引起的钙化图像背景区域的波动值以及钙化点的对比度信噪比值进行研究,仿真结果表明,成像噪声对双能量计算结果的影响较大,对于Essential系统,成像噪声会给钙化图像背景区域带来100～120μm的波动;对于DS系统,波动为160～200μm.Essential系统的性能明显优于DS系统,更适合于双能量乳腺X射线成像.     

X射线显微成像中的光子统计噪声分析

光子统计噪声是X射线显微成像中影响图像质量的主要因素之一,它对图像质量的影响一般用信噪比来描述.研究表明,X射线显微图像的信噪比随着入射光子数的增加而增加;但由于X射线会对样品带来损伤,所以实验中要求尽量减少入射的X光光子数.但是传统的基于经验数据的罗斯判据并不能给出客观的答案,特别对经过图像减影处理的带噪图像,罗斯判据并不适用.这里提出"区分概率"的概念对罗斯判据进行分析和改进,有助于找出所需最小入射光子数.将区分概率运用到图像减影法中进行模拟,求出此图像处理方法下所需最小入射光子数.最后得出区分概率在0.4时是图像中物体与背景部分得以区分的一个较合理阈值的结论.     

X射线成像技术的发展现状和趋势

医学影像学一直是诊断技术的热点 ,X射线成像设备是目前医学成像的主流设备之一 ,传统平面成像正受到新兴数字成像技术的挑战。基于 X射线穿透性成像技术的关键是 X射线发生器、探测器和成像软件的开发与改进 ,未来基于 X射线成像技术的趋势是在减少对患者的辐射剂量的同时 ,提取和处理更多的有效信息 ,为医生提供更准确、分辨率更高的医学影像。     

合肥光源X射线成像光束线和实验站设计

在X射线成像光束线光学系统的设计基础上,对光束线的能量分辨率和光子通量进行了计算,并对双晶单色器第一块晶体的热载影响进行了模拟分析,同时利用波带片成像技术对实验站进行了设计,达到了60 nm的空间分辨率.结果表明光束线和实验站的设计能够满足X射线成像实验所需条件的要求.     

光子晶体中紫外波段的异常透射

采用时域有限差分法(FDTD)对三种不同材料(金属Al、半导体Ga₂O₃和绝缘体SiO₂)的矩型结构光子晶体进行了模拟计算,研究空气柱孔径变化对光子晶体光学传输特性及带隙宽度的影响。数值计算结果表明,晶格常数不变,空气柱孔径增大时,三种材料光子晶体在紫外光区及可见光区的透过率增大,反射率减小。Al光子晶体的孔径增大时,可见光区禁带宽度减小;Ga₂O₃光子晶体孔径增大时,禁带宽度增大;SiO₂的TE模和TM模光子禁带较宽,孔径增大,禁带宽度亦增大。三种材料光子晶体带隙的波长范围几乎都处于可见光波段,进入紫外光波段的波长范围很短。     

双能量X射线透射条件下物质分类识别曲线的建立

通过对单、双能量透射技术的比较分析发现由于入射能量的不同,相同原子序数物质的质量衰减系数的变化速度不同,即在双能量方式下,同一原子序数的物质对低能和高能X射线的吸收程度(线吸收系数)是不同的,这样通过低能、高能两个不同线吸收系数比较与运算,就可以从两种不同物质组成的、不同厚度产生的或相互重叠的图像中将不同种类的物体区分开.基于此原理将铝板和有机玻璃板作为基材,实验确定了物质分类识别边界曲线,并用已知物质验证了实验得到的边界曲线是有效的.     

光子的能量耗损和类星体的距离

类星体的大红移导致了远距离的问题,而远距离又带来了高能量的困难.该文应用普洛卡电磁方程,分析了光子能量耗损的过程,得出了类星体的距离公式r=kfvM1/2,解决了类星体问题中存在的各种困难.     

光动力学疗法中光子能量分布的研究

光动力学疗法(PDT)是一种正在发展中的激光医学技术,它在治疗人体的局部病变,特别是肿瘤方面,有着较为理想的效果.影响光动力治疗效果的最直接因素就是光子能量在肿瘤体中的分布情况.研究了一般肿瘤组织中光子能量的分布,并给出了定量计算和提高光动力疗效的建议.     

能谱CT单能量成像技术消除椎弓根螺钉金属伪影的研究

探讨能谱CT单能量成像技术消除椎弓螺钉金属伪影的应用价值。纳入45例患者的119对椎弓根螺钉行能谱CT扫描,获得9组(60～140keV,间隔10keV)能谱单能量图像和1组(140kVp)混合能量图像,测量金属植入物周围的8个兴趣区(Region of interest,ROI)和同一层面1个脂肪兴趣区的CT值的标准差SD,并算出伪影指数(Artifact index,AI)。采用独立样本t检验比较140kVp混合能量图像和单能量图像伪影指数的差异。主观评分由两位放射科医生双盲独立判断,对主观评分使用秩和检验,比较140kVp图像与单能量图像主观评分的差异,并采用Kappa一致性检验评价观察者间的一致性。随着keV的增加,各感兴趣区的伪影指数(AI)均降低。100～140keV时伪影指数均低于140kVp的伪影指数,且差异有统计学差异(P<0.05)。主观评分方面,100～140 keV图像评分高于140kVp图像的评分。120keV时两个观察者的主观评分最高,观察者间呈高度一致性,一致性系数达到0.825。能谱CT单能量成像技术可有效减少脊柱螺钉内固定后金属伪影的影响,高ke...     

利用改进的屏蔽氢离子模型计算X射线能量

用改进的屏蔽氢离子模型 ,计算了原子的X射线能量 ,并与More模型的计算值和实验结果作了比较 .     

基于光电子成像技术的碘甲烷多光子电离行为

利用飞秒光电子成像技术研究了碘甲烷在超短激光脉冲场中的多光子电离解离行为.实验获得了碘甲烷分子在400 nm飞秒激光作用下的飞行时间质谱以及电离产生的光电子影像.实验结果表明,在超短脉冲激光场中,分子的电离通常是非共振电离,电离产物主要为母体离子和极少量的碎片离子.从光电子成像中获得的光电子平动能分布可以得到电离产生的电子p_1(2. 03 eV)和p_2(2. 67 eV)分别来源于母体离子的基态和激发态.从光电子成像中获得的角度分布可以推测出,光电子峰p_1和p_2可以分别近似看做单光子电离和双光子电离过程,且光电子散射角度趋于各向同性分布.     

高能光子在硅中能量沉积的蒙特卡罗模拟

本文分析了高能光子与物质的相互作用机制,给出了高能光子蒙特卡罗模拟的具体抽样方法,应用MATLAB软件编写了模拟程序,计算了高能光子在Si中能量沉积及其分布。通过对计算结果的分析,表明方法是可行的。     

X射线能量分辨率与多层膜测量反射率的关系

X射线能量分辨率大小对多层膜测量反射率有影响. 理论上分析了入射光能量分辨率与多层膜测量反射率的关系. 研究结果表明: 入射光为非单色光时, 多层膜测量峰值反射率低于单色光的反射率; 但是在非设计波长处, 非单色光的反射率大于单色光反射率; 设计波长越短的X射线多层膜, 其测量反射率对入射光单色性越敏感; 对确定的多层膜, 入射光能量分辨率存在一个极限值, 如果能量分辨率小于极限值, 多层膜测量反射曲线是直线, 没有反射峰出现.     

环境监测中最佳布点技术的研究

环境监测中如何确定最佳点位是关键。理想的监测点位,不仅能反映该区域的环境质量水平,还能体现该区域的环境质量变化状况。而近似度概念,涵盖了样本监测的相似系数和贴近度系数,既有理论上的合理性,又有现实应用的可操作性,很好地解决了这一难题。     

碘代X射线造影剂的氧化降解技术研究进展

碘代X射线造影剂(ICMs)应用广泛,但污水处理厂现有工艺对其处理效果不佳,导致其在水环境中大量存在。近年来,开发有效的ICMs降解技术已成为环境治理领域的研究热点。以碘帕醇(IPM)和泛影酸钠(DTZ)作为典型ICMs,总结了化学试剂、光化学、超声化学等多种氧化方法对ICMs的降解动力学、降解效能及反应机制,展望今后ICMs降解技术的研究方向并提出了建议。     

第3代双源CT虚拟单能量成像去除腰椎金属 内固定伪影的效果评估

目的:评估双源CT虚拟单能量成像对腰椎椎弓根螺钉内固定术后腰椎金属伪影的去除效果.方法:对40例腰椎椎弓根螺钉内固定术后患者使用Force双源CT行双能量扫描复查,并将图像进行标准线性融合(M_0.6)、FAST DE、虚拟单能量图像重建6组(虚拟能级为40～190 keV,间隔为30 keV)共8组.分别对8组图像的主观质量按照4分法评分.使用Friedman(M)检验评价8组图像的主观质量评分之间差异;用Kappa检验评价主观评分的一致性;客观评分为有、无伪影层面腰大肌CT值,并对其进行配对t检验.结果:130 keV及160 keV图像主观评分明显优于其他组重建图像(P0.01),其中130 keV图像评分均值显著高于160 keV图像(P0.01);130 keV图像中腰大肌CT值,在有、无伪影层面无统计学差异(P0.05).结论:双源CT虚拟单能量重建技术可以减少腰椎内固定金属伪影,得到高质量的重建图像,最佳成像条件为130 keV单能量重建.     

基于医学X射线成像物理模型的模体投影仿真计算

为了逼真模拟X射线CT投影数据，提出一种结合X射线能谱分布函数和组织边界逼近策略的投影仿真算法，该算法将模体内各区域CT值映射为组织密度和各元素质量分数，用XCOM软件计算组织质量衰减系数，确定X射线穿越各区域边界的位置，最后根据X射线能谱参数、组织密度、组织质量衰减系数、相邻边界间的距离计算出经过衰减的X射线能谱分布函数与模体投影数据，该算法比解析模拟算法编程简单，比离散模拟算法存储空间小、计算精度高．对模拟投影进行Feldkamp锥形束三维重建，显示出预期的射束硬化效果．     

L(X,B)中最佳逼近元的特征

引入了一种线性赋范空间,建立了其上最佳逼近的Kolmogorov准则.由此导出了一些常见空间中最佳逼近元的特征.     

冠脉树中感兴趣血管段最佳造影角度的计算

冠心病的临床诊断中,由于其他血管的重叠和透视投影成像导致血管长度缩短,致使基于造影图像的定量分析不能获得精确的测量结果．在冠状动脉树三维重建的基础上,研究了冠状动脉树感兴趣血管段最佳造影角度的计算方法,即通过使血管投影缩短百分比和遮盖百分比最小化来获得最佳造影角度,并且通过对血管段长度和血管分支夹角分别进行基于造影图像和基于最佳造影角度下的定量分析,来比较验证该方法的正确性．基于造影图像的血管段长度和分支夹角的定量分析的平均误差是-3．250 0 mm和-7．955 0°,标准偏差是6．278 3 mm和 5．829 6°．基于最佳造影角度下的血管段长度和分支夹角的定量分析的平均误差是-1．750 0 mm和-0．335 0°,标准偏差是0．866 0 mm和2．438 1°．实验结果表明,最佳造影角度下的定量分析能够有效地提高临床医学参数的测量精度,用于指导介入性治疗．