单光子发射断层成像的奇异值分解重建算法

为了抑制单光子发射断层成像(SPECT)中噪声的影响,提高重建图像的质量和定量精度,应用奇异值分解(SVD)方法进行图像重建。对人体胸腔模型进行Monte-Carlo模拟计算,生成三维SPECT系统传输矩阵和模拟投影图像,求解系统传输矩阵的广义逆矩阵。在有噪声情况下,存在最佳保留奇异值数目,使重建图像质量达到最优。最佳保留奇异值数目的不同体现了噪声的差异。与常规重建方法进行比较,SVD重建算法具有更好的噪声抑制和重建图像质量,是一种值得关注的SPECT图像重建算法。     

单光子发射断层成像散射解析模型的快速算法

为校正单光子发射断层成像(SPECT)中Compton散射的影响,对投影过程进行了解析建模计算。对相机参数进行预计算形成查找表,结合初始放射源活度和散射媒质分布计算得到投影中的原发光子和一次散射光子分布。用数论方法计算查找表中的高维数值积分,使计算速度提高。分别用解析建模方法和Monte-Carlo程序对均匀模型和胸腔模型进行投影计算,比较其相对误差、归一化方差和计算时间。结果表明:解析建模方法的精度与Monte-Carlo方法相当,而计算速度快8倍,可以满足临床需求。     

摄影与成像技术选修课的教学实践与探索

通过作者从事摄影与成像技术选修课的教学实践,探讨了摄影与成像技术课程的内容设置、教学手段的改进以及教学过程中的一些探索与思考。     

单分子内电荷分布成像首次实现

据美国物理学家组织网2月27日报道,IBM苏黎世研究所的科学家首次成功地为单个分子内的电荷分布成像。这一成就将使科学家能对单分子开关、原子与分子间键的形成进行深入研究,也使这一技术在未来太阳能的光能转化、能量存储或分子尺度的计算设备等领域拥有巨大的应用潜力。     

单分子成像和追踪技术在工业微生物研究中的应用

在单分子工具和技术的迅速发展过程中,单分子荧光显微镜技术脱颖而出,可以高特异性地监测荧光标记的生物分子的时空行为,成为研究生物系统的有力工具。然而,单分子成像和追踪技术在工业微生物研究及酶工程领域中的应用仍处于起步阶段。随着生物工程技术、合成生物学和代谢工程等科学技术的迅猛发展,工业微生物的应用日趋广泛。但是,菌株往往难以在整个培养期间保持最大的生产能力,导致在经济效益上不能满足产业化的需求,成为制约微生物细胞工厂发展的一个瓶颈,对酶学研究提出新的挑战。单分子成像和追踪技术具有直接、准确、实时等监测优点,可以直接在活体生物上进行研究,成功地实现了对单分子酶催化过程的实时监控,发现了多种酶的新单分子行为及反应机制。这些技术有助于各种新型酶、新特性酶、新作用方式酶的研发。本文简述单分子成像和追踪技术的主要特点（以荧光显微镜为主）,总结近年来单分子成像和追踪技术在微生物研究、酶学研究中的应用,及其在工业微生物研究中的应用现状和面临的挑战。这些技术的应用必将促进纳米生物学的发展,推动酶工程改造,提高细胞工厂的生产能力。     

小动物活体生物发光成像技术在肿瘤转移研究中的应用

建立小动物活体生物发光成像技术,研究三氧化二砷(As2O3)抑制小鼠B16恶性黑色素瘤的肺转移作用的方法,比较活体生物发光成像技术与常规动物实验技术的优劣性;并探讨As2O3抗小鼠恶性黑色素瘤肺转移的可能机制。结果表明,活体生物发光成像技术可以非侵袭性地动态监测黑色素瘤B16细胞在小鼠肺部的转移过程以及评估As2O3的体内抑制B16肺转移的作用,且活体生物发光成像技术的检测灵敏度优于传统肺转移瘤结节计数技术;As2O3主要通过减低肿瘤新生血管形成、促使肿瘤组织坏死而发挥抗小鼠黑色素瘤肺转移的作用。     

Emission-Based Scatter Correction in SPECT Imaging

Scatter correction in single photon emission computed tomography(SPECT) has been focused on either using multiple-window acquisition technique or the scatter modeling technique in iterative image reconstruction.We propose a technique that uses only the emission data for scatter correction in SPECT.We assume that the scatter data can be approximated by convolving the primary data with a scatter kernel followed by the normalization using the scatter-to-primary ratio(SPR).Since the emission data is the superpo...     

131I标记OVA及其载131I-OVA的PLGA/DDAB纳米粒SPECT显像研究

制备载131I-OVA的荷正电聚乳酸-乙醇酸(PLGA/DDAB)纳米粒,探讨其在活体动物体内的生物分布与转运研究。氯胺T法对卵清蛋白(OVA)进行131I标记,Sephadex G 25纯化标记抗原,纸层析法测定标记物的生物活性和体外稳定性。纳米沉淀法制备PLGA/DDAB纳米球,将其与131I-OVA共混吸附,制备载131I-OVA的PLGA/DDAB纳米粒。动物试验选择C57/BL6小鼠,肌肉注射载131I-OVA的PLGA/DDAB纳米粒,分析131I-OVA在小鼠组织器官中的分布情况,并于注射疫苗制剂后不同时间行SPECT正位静态显像,观察小鼠不同组织内放射性浓聚情况。结果显示,标记抗原经纯化后,测得131I-OVA比活度达32～42 μCi.μg-1,标记率达(71.92±0.08)%,放射性化学纯度为(85.94±0.15)%。标记物在新鲜血清中存放72 h后,仍保持很高的反应活性,表明标记的OVA稳定性良好。采用纳米沉淀法制备PLGA/DDAB纳米球,平均粒径、分散系数和Zeta电位分别为122.8 nm、0.084和+31.5 mV。将其与131I-OVA共混吸附,抗原携载率达(89.60±0.21)%。注射载131I-OVA的PLGA/DDAB纳米球疫苗制剂,与无佐剂疫苗相比,抗原在注射部位消失的速度更为缓慢。结果表明,成功制备了载131I-OVA的PLGA/DDAB纳米球,生物活性较好,可用于抗原在活体动物的生物分布与转运研究。     

基于TCP/IP协议的小动物PET数据传输系统的设计与实现

为了实现小动物PET系统数据高速传输的可靠性,采用TCP/IP协议对数据进行传输模拟.通过分析客户端/服务器模式控制数据的发送与接收,优化了客户端的处理能力,响应时间快;降低了系统的通讯开销,提高数据传输的安全性与可靠性.     

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。     

42例癫痫患者SPECT结果分析

目的探讨SPECT在癫痫诊断中的价值。方法通过比较SPECT、头颅MRI、常规脑电图等辅助检查方法对癫痫患者的检出率,探讨SPECT在诊断中的价值。结果 SPECT、常规脑电图、头颅MRI的检出率分别为80.7%,66.7%,47.6%。结论通过对比SPECT检出率明显高于常规脑电图、MRI的检出率。     

应用信息论评估SPECT投影数据完备性

为了评估准直器特性,并优化准直器设计,对单光子发射断层成像(SPECT)系统的投影过程进行了分析。从Shannon信息论的角度,建立发射断层成像系统投影过程中信息迁移机制的模型,以评估投影数据的完备性。将Shannon信息论应用到SPECT成像领域,根据在SPECT系统中信息量、条件熵、互信息熵的意义,提出了评估投影数据完备性的原理和方法。通过对平行孔准直器系统的计算验证了评估算法,并对4组编码孔径准直器进行了模拟。结果表明,该方法可以用来分析SPECT系统的准直器特性,根据物理条件来选取最佳的准直器设计。     

SPECT局部重建中小波去噪方法研究

针对单光子发射断层成像技术中全局图像重建时间过长的问题,提出了局部重建的思想,同时为了提高局部重建图像的质量,需要在局部重建之前,对投影图像进行噪声去除.利用基于小波变换的复数改进二元萎缩相关去噪法,对噪声投影图进行处理,并利用局部重建算法进行图像的局部重建,在保留图像细节的同时,降低了图像噪声,缩短了重建时间.利用均方误差评价标准,对去噪结果进行评测,结果表明:在局部重建中,利用该方法进行去噪处理具有良好的效果.     

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     

Kriging方法在锥形光SPECT计算中的应用

扼要描述单轨道锥形光ＳＰＥＣＴ中的失值问题以及Ｋｒｉｇｉｎｇ统计估值方法，将Ｋｒｉｇｉｎｇ方法用于三维圆盘模型的重建显像计算，使像的质量有明显的改善。     

Quantitative Accuracy Assessment and Optimization of SPECT Geometrical Calibration

Accurate geometrical calibration is critical to obtaining high resolution and artifact free reconstructed images for modern animal single photon emission computed tomography(SPECT) systems.Although there have been many published works on the calibration of various SPECT systems,few studies have been done to evaluate the efficacy of the proposed calibration methods in a quantitative manner.This paper presents a numerical method to assess both the uniqueness and the quantitative accuracy of SPECT calibration,...