基于能譜的康普頓散射成像技術(shù)的研究.pdf

1、康普頓散射成像是通過測(cè)量從被照物體中發(fā)射出來的康普頓散射線來對(duì)物體內(nèi)部進(jìn)行成像的放射成像技術(shù).它可以提供關(guān)于物體內(nèi)部物質(zhì)電子密度分布的圖像信息.在一些無法利用傳統(tǒng)透射線成像的情況下,康普頓散射成像具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).因而,這一成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷和工業(yè)無損檢測(cè)中具有良好應(yīng)用前景.該文從康普頓散射的能譜出發(fā),研究物質(zhì)電子密度圖像的重建問題.首先,該文討論了康普頓散射能譜的蒙特卡羅模擬方法.并通過蒙特卡羅法模擬結(jié)果與宏觀統(tǒng)計(jì)法模擬結(jié)果的比較,表明

2、了該方法的優(yōu)越性.其次,該文對(duì)傳統(tǒng)的逐點(diǎn)重建成像方法進(jìn)行了改進(jìn),提出了基于行掃描散射能譜的逐點(diǎn)重建成像法.該方法采用逐行掃描代替逐點(diǎn)掃描,對(duì)行掃描的能譜進(jìn)行解析以獲得散射光子的計(jì)數(shù).從而大大簡(jiǎn)化了掃描裝置,提高了掃描速度,更有效地利用了放射劑量,并避免了對(duì)焦誤差,對(duì)于醫(yī)學(xué)實(shí)時(shí)診斷具有重要價(jià)值.同時(shí)進(jìn)一步提出對(duì)稱校正的方法以解決逐點(diǎn)成像法固有的誤差累積.計(jì)算機(jī)仿真的結(jié)果表明,在對(duì)物體表面或密度較低的物體進(jìn)行成像的情況下,對(duì)稱校正的效果接近

3、于透射校正,但它可以用于背散射成像,這是透射校正所無法實(shí)現(xiàn)的.最后,該文提出一種結(jié)合直方圖約束和Tikhonov-Miller正則化的連續(xù)近似迭代算法.由于從康普頓散射能譜直接求逆重建密度圖像是一個(gè)不適定性問題,測(cè)量的微小誤差會(huì)在重建結(jié)果中被放大.為了獲得穩(wěn)定而滿意的解,我們采用直方圖約束下的正則化方法對(duì)連續(xù)近似迭代進(jìn)行約束.和傳統(tǒng)的連續(xù)近似迭代法相比,該方法在加快收斂速度同時(shí)能夠有效地改善重建質(zhì)量,同時(shí)我們采用閾值對(duì)先驗(yàn)直方圖的影響進(jìn)