多分辨率多靈敏度單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像平行孔準(zhǔn)直器研究.pdf

1、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像（Single Photon Emission Computed Tomography,簡稱SPECT）是核醫(yī)學(xué)檢查中一種常用的成像技術(shù)，它利用準(zhǔn)直器來對(duì)伽馬光束進(jìn)行準(zhǔn)直，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)患者體內(nèi)放射性藥物分布的成像。平行孔準(zhǔn)直器是臨床SPECT成像最常用的一種準(zhǔn)直器，它具有成像視野大、分辨率和靈敏度分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，但通常較為笨重且參數(shù)不能調(diào)節(jié)。本論文提出具有多種分辨率和靈敏度且調(diào)節(jié)容易的多分辨率多靈敏度平行孔準(zhǔn)

2、直器，以提升SPECT系統(tǒng)的適應(yīng)性成像能力。
　　為實(shí)現(xiàn)參數(shù)可調(diào)，本論文提出采用兩層平行孔準(zhǔn)直器錯(cuò)位耦合的方式來進(jìn)行伽馬光束準(zhǔn)直，由此進(jìn)一步提出錯(cuò)位狀態(tài)可調(diào)的雙層錯(cuò)位準(zhǔn)直系統(tǒng)，以期通過調(diào)節(jié)兩個(gè)準(zhǔn)直層的厚度差異或相對(duì)錯(cuò)位情況來實(shí)現(xiàn)對(duì)該準(zhǔn)直系統(tǒng)的分辨率和靈敏度的調(diào)整。為進(jìn)行雙層錯(cuò)位準(zhǔn)直的性能特點(diǎn)研究，本論文為雙層錯(cuò)位準(zhǔn)直構(gòu)建了一種數(shù)值建模方法，并對(duì)其蒙特卡羅仿真成像方法進(jìn)行了介紹。對(duì)雙層錯(cuò)位準(zhǔn)直的性能特點(diǎn)的分析及仿真成像，驗(yàn)證了其用于

3、替代常規(guī)單層平行孔準(zhǔn)直器成像的可行性。為驗(yàn)證基于雙層錯(cuò)位準(zhǔn)直進(jìn)行分辨率多靈敏度設(shè)計(jì)的可行性，本論文首先給出了基于雙層均勻錯(cuò)位狀態(tài)的多分辨率多靈敏度平行孔準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)，并通過數(shù)值建模和仿真成像對(duì)其性能特點(diǎn)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該設(shè)計(jì)的分辨率和靈敏度在一定范圍內(nèi)可調(diào)：當(dāng)兩個(gè)層的厚度相同時(shí)具有最大的靈敏度和最小的分辨率，隨著兩個(gè)層的厚度差異增大，靈敏度降低而分辨率變好；從最高分辨率狀態(tài)到最大靈敏度狀態(tài)，分辨率下降約52％，靈敏度提升約71%。熱源

4、體模的仿真成像驗(yàn)證了不同準(zhǔn)直狀態(tài)對(duì)不同大小病灶的成像適應(yīng)性差異。最后，對(duì)基于雙層非均勻錯(cuò)位準(zhǔn)直狀態(tài)的多分辨率多靈敏度設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，分析了不同的非均勻錯(cuò)位狀態(tài)的性能特點(diǎn)，總結(jié)了錯(cuò)位性能隨錯(cuò)位方向和錯(cuò)位大小變化的周期性和對(duì)稱性規(guī)律，驗(yàn)證了雙層非均勻錯(cuò)位狀態(tài)用于多分辨率多靈敏度設(shè)計(jì)的可行性。
　　本論文設(shè)計(jì)僅需在很小的范圍內(nèi)移動(dòng)準(zhǔn)直層即可實(shí)現(xiàn)對(duì)分辨率和靈敏度的調(diào)節(jié)，具有調(diào)節(jié)容易、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，容易封裝并安裝到當(dāng)前的SPECT中。在臨