光子计数探测器技术应用进展

光子计数探测器(PCD)是一种用于检测X射线光子的装置,能够将光子能量直接转化为电信号,从而实现对光子的计数和测量。基于PCD的能谱CT技术(PCD-CT)可以提供额外的能谱成像信息,改善成像质量,同时降低辐射剂量。相较于能量积分探测器(EID),PCD具有能量转换效率高、成像质量好、结构设计精巧、应用范围广等优势,在超低剂量CT、特定病症检验及工业检测中具有广阔的应用前景。综述PCD-CT在能谱CT成像中的应用,为其在临床医疗诊断与工业应用提供有益参考。

光子计数探测器CT在骨肌系统疾病中的研究进展

光子计数探测器(PCD)-CT可以直接进行单光子成像,兼有常规CT检查的功能,具有物质分析准确、扫描剂量低、影像质量高的优势,对减少影像金属伪影、骨肌系统疾病分级等具有重要价值。综述PCD-CT的基本原理,及其在骨关节炎分析、骨肿瘤定量诊断、儿童骨肌低剂量扫描、骨骼微结构显示及骨关节假体评估中的应用进展。

西门子Symbia E双探测器单光子发射计算机断层显像故障维修

随着计算机技术的发展以及医学影像数字化的逐渐普及,医学图像数字化处理已经成为一种临床实用技术[1]。单光子发射计算机断层显像(single photo emission computed tomography,SPECT)是目前核医学较为主流的一种显像方式,即根据示踪原理探测从人体内发射出来的射线,经探头电路和计算机处理,形成核素在人体内的分布图像[2-3]。

基于Vernier阳极微通道板光子计数探测器分割噪声

为消除微通道板光子计数探测器系统中电子噪声的干扰,研究了探测器分割噪声的来源,并提出利用COMSOL软件仿真计算分割噪声的方法.利用有限元方法对基于Vernier阳极探测器的成像过程进行三维建模,实现了一组5×5针孔阵列的模拟成像,计算出Vernier阳极分割噪声所产生的电子云质心位置的偏移量,验证了Vernier阳极探测器成像编码的正确性与仿真研究分割噪声的可行性.通过分析不同参量的阳极面板,利用数值拟合方法,得到电子云质心偏移量与阳极面板设计参量之间的关系.在固定面板参量的前提下,可以通过提高微通道板增益来有效降低分割噪声对质心位置偏移影响.

单光子发射计算机体层摄影术/电子计算机断层扫描局部淋巴显像在乳腺癌术后淋巴水肿中的应用与护理

目的探讨单光子发射计算机体层摄影术/电子计算机断层扫描(single photon emission computed tomography/computed tomography,SPECT/CT)局部淋巴显像在乳腺癌术后淋巴水肿中的应用效果,总结护理经验。方法2019年7月—2022年7月本院核医学科给予29例乳腺癌术后患者实施SPECT/CT局部淋巴显像,在检查前、检查中及检查后给予做好针对性护理工作。结果29例乳腺癌术后患者局部淋巴显像过程顺利,图像清晰,其中术后患肢淋巴管完全性梗阻9例(31.0%),淋巴管不完全性梗阻17例(58.7%),淋巴管通畅或无明显异常3例(10.3%)。检查过程患者表示注射点轻度疼痛,而且正常上肢疼痛感强于患肢,注射部位渗血4例(13.8%),经对症护理后恢复。结论做好SPECT/CT局部淋巴显像乳腺癌术后患者检查前、检查中及检查后护理工作,可确保患者顺利完成检查。

单光子发射型计算机断层摄影术体积积分法估测甲状腺重量

目的 利用单光子发射型计算机断层摄影术 (SPECT)体积积分法估测甲状腺重量 ,为甲状腺功能亢进症 (简称甲亢 )患者的放射治疗提供精确的甲状腺重量。方法 对 39个甲状腺实验模型及 74例甲亢患者分别采用SPECT体积积分法及平面成像法估测甲状腺重量。在甲状腺实验模型组 ,将 2种方法估测的甲状腺重量分别与实验模型实际重量比较 ;在甲亢患者组 ,将 2种方法估测的甲状腺重量进行比较。结果 在甲状腺实验模型组 ,SPECT体积积分法估测的甲状腺重量与实验模型实际重量差异无统计学意义 (P均 >0 .0 5 ) ;而平面成像法估测的甲状腺重量与实验模型实际重量之间差异有统计学意义 (P 均 <0 .0 0 1)。在甲亢患者组 ,SPECT体积积分法估测的甲状腺重量(38.78± 8.6 5 ) g小于平面成像法估测的甲状腺重量 [(4 4 .90± 10 .5 7) g ,P <0 .0 0 1]。结论 SPECT体积积分法可准确估测甲状腺重量 ,这一方法能提高甲亢治愈率 。

单光子发射型计算机断层摄影诊断软件应用研究

首先对一种较具代表性的单光子发射型计算机断层摄影装置的核心部分—计算机系统进行剖析。在此基础上 ,详细介绍了对这种大型核医学成象系统进行诊断功能扩展的原理、方法及具体步骤。

ST/HR斜率与单光子发射计算机断层摄影术心肌灌液显像

分析了ST/HR斜率对冠心病(CHD)的诊断价值,应用ST/HR斜率计算机自动分析系统与运动介入单光子发射型计算机断层摄影术(SPECT)心肌显像同时进行,检测60例临床怀疑CHD患者,并对30例健康正常人进行了ST/HR斜率检测。结果表明:ST/HR斜率与SPECT心肌显像二者结果有良好的相关性(r=0.58,P<0.005),符合率为80%,SPECT阳性者其斜率值高于SPECT阴性者及正常人群(均P<0.05);若以SPECT为标准,ST/HR斜率与普通运动试验诊断CHD的敏感性分别为81.6%和73.9%(P>0.05),特异性分别为77.3%和45.5%(P<0.05),以正常人为ST/HR斜率与普通运动试验的特异性分别为93.3%和70.0%(P<0.05);SPECT显示2个以上节段心肌缺血者,其斜率值明显高于单一节段缺血者(P<0.05)。

Stellar光子探测器薄层重建对冠脉支架CT成像效果的影响

目的：评价Stellar光子探测器联合Safire迭代重建技术冠脉CTA中不同重建层厚对冠脉支架显示的影响,探讨改善CT冠脉支架成像效果的有效方法。方法：36例冠状动脉支架（81个）植入术后患者行双源CT（采用Stellar光子探测器）冠状动脉血管成像,使用Safire迭代重建技术、并分别采用3种层厚（0.50、0.60及0.75mm）进行图像重建获得3组图像。对图像质量进行主观和客观评价,并比较3组图像间的差异。结果：两位阅片者对三组图像质量主观评分的一致性均良好（Kappa=0.85~0.88）。三组间支架显示情况的评分差异有统计学意义（P=0.000）,以0.50mm组的评分最高[（94.130±0.558）分];图像噪声的主观评分中,随着重建层厚的增加,图像的噪声降低,三组间差异有统计学意义（P=0.000）,但0.50mm组与0.60mm组之间的差异无统计学意义（P〉0.05）。图像质量客观分析显示,支架内管腔噪声在3组间的差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：Stellar光子探测器0.50mm层厚重建配合Safire迭代重建技术获取的冠脉支架CTA图像质量整体最佳,尤其对于直径〈3mm的冠脉支架,能为临床提供高质量的图像。

光子计数探测器投影数据噪声的p-范分布统计分析

光子计数型能谱计算机断层扫描(CT)已成为CT成像领域的最新技术,建立精确的噪声模型可以为开发高效的能谱重建算法和降低辐射剂量提供理论支撑。通过对光子计数型能谱CT投影数据噪声进行深入分析和理论推导,提出了能谱CT投影数据噪声的p-范分布模型。首先,综合考虑光子计数探测器能量采集中的光子统计波动和电子热噪声,利用贝叶斯公式推导噪声分布模型。然后经过投影数据的密度函数拟合验证、拟合优度检验等实验环节对所提理论模型进行检验。结果表明,相比于传统分布模型,所提分布模型能够更加精准地刻画光子计数型能谱CT成像机理和物理过程。最后,对投影数据观测序列进行时间序列分析,并将预测得到的结果用于修复异常值。从仿真实验结果和实际数据实验结果可以看出,该预测值具有良好的修复效果。

光子计数探测器CT双能量成像诊断脑卒中血管内血栓切除术后对比剂外渗合并脑出血1例

该文报道了1例光子计数探测器CT双能量成像诊断脑卒中血管内血栓切除术后对比剂外渗合并脑出血。患者女,86岁。患者突发意识障碍,MRI显示小脑蚓部、双侧颞枕叶、中脑及右侧丘脑急性梗死灶,经脑血管造影术血管内血栓切除术后行光子计数探测器CT双能量成像,显示碘对比剂外渗合并脑出血,指导临床及时更改治疗方案,复查显示出血吸收。

核医学成像探测器及晶体材料的研究进展

以正电子发射断层成像(PET)和单光子发射计算机断层成像(SPECT)为代表的核医学成像技术是现代医学影像诊断的主要手段之一,已在肿瘤诊断、心血管疾病诊断和脑神经科学研究等领域得到广泛应用。伽玛射线探测器是PET和SPECT成像系统的核心部件,探测器的性能决定了成像系统的综合性能和临床诊断价值。该文研究了核医学成像探测器及晶体材料的研究进展,分析并预测了探测器技术的发展方向。

单光子发射计算机断层显像/CT在脊柱外科精准诊断定位应用中的临床问题分析

背景:目前MRI等检查在脊柱外科某些疾病的精准诊断定位中存在一定的局限性,随着单光子发射计算机断层显像/CT在脊柱外科得到广泛应用,逐渐发现其在临床诊断定位方面具有独特的价值和优势。目的:评估单光子发射计算机断层显像/CT在脊柱外科精准诊断定位方面的应用价值。方法:将2017年1至12月在青岛市市立医院东院住院患者单光子发射计算机断层显像/CT检查与X射线、CT、MRI等影像学比较,总结分析单光子发射计算机断层显像/CT在腰椎小关节突紊乱、胸腰椎体压缩性骨折、术后腰背部疼痛以及脊柱恶性肿瘤诊断定位中的优势及存在的问题。结果与结论:(1)单光子发射计算机断层显像/CT因为灵敏度高的特点,在腰椎小关节突紊乱、术后腰背部疼痛以及脊柱恶性肿瘤的早期诊断方面具有独特的优势;(2)然而单光子发射计算机断层显像/CT特异性差,在胸腰椎压缩性骨折等诊断方面存在假阳性率,而在溶骨性破坏的脊柱肿瘤诊断方面存在假阴性率;(3)提示单光子发射计算机断层显像/CT在脊柱外科精准诊断定位方面具有重要临床应用价值。

线阵探测器CT系统调校及参数获取方法

为了解决线阵探测器CT系统存在结构偏差、参数不准确偏离设计值,影响重建质量的难题,提出了一种基于简单模型和少量DR投影的线阵探测器CT系统调校和参数获取方法。该方法采用一个正交金属细丝模型,通过设计一系列的投影,依据投影图像对系统结构进行调整并进行简单计算,即可完成偏差校正及参数获取。计算和实验表明,通过该方法得到的系统参数误差小于5‰,满足使用要求,重建图像质量很高。

导管室内平板探测器CT定量评估兔肝肿瘤血管生成研究

目的探讨导管室内平板探测器CT(FDCT)技术定量评估肝肿瘤血管生成的可行性。方法25只新西兰大白兔VX2肝肿瘤模型构建后行FDCT检查,重建肿瘤血容量(BV)灌注图,分别检测肝肿瘤和肝实质BV值。FDCT检查后处死所有实验兔,取相应部位肝肿瘤标本检测微血管密度(MVD)和血管内皮细胞生长因子(VEGF)表达,分析肝肿瘤BV值与MVD和VEGF表达的关系。结果 25只实验兔中22只兔(88%)成功完成FDCT检查,BV灌注图均清晰显示肝组织和肿瘤,肝肿瘤表现为高灌注环伴低灌注中心的环状强化模式。肿瘤BV值与MVD和VEGF分级均存在良好相关性(P值均<0.05),MVD与VEGF分级呈正相关(r=0.504,P<0.001)。结论导管室内FDCT检查可定量评估肝肿瘤血管生成情况,可能有助于肝肿瘤介入诊疗。

用于CdZnTe探测器的高速前端读出电路

采用0.35μm CMOS工艺,设计了一种用于CdZnTe探测器的16通道高速前端读出电路。整体电路由16个模拟通道、偏置模块和逻辑控制模块组成,每个通道包括电荷敏感放大器、漏电流补偿电路、成形器、基线保持电路、峰值检测保持电路和时间甄别器。分析了高入射频率下主要电路模块的性能及通道的读出时序。仿真结果表明,本前端读出电路的输入能量范围为29~430 keV@1~15 fC,每个通道功耗小于1.8 mW,等效噪声电荷为87.6e^(-),最大能补偿的漏电流为50 nA,达峰时间为150 ns,通道增益为50 mV/fC,非线性小于1%,最高注入频率为500 kHz。

单光子发射型电子计算机断层扫描设备的研究进展

单光子发射型电子计算机断层扫描(SPECT)是核医学成像的重要手段之一,具有高灵敏度、高特异性、可定量等特点,可用于多种疾病的诊断和药物研究,为肿瘤等重大疾病的早期诊断和精准治疗提供重要依据,在医学成像领域具有独特的优势。SPECT成像设备的主要性能指标是灵敏度和空间分辨率,随着核医学的推广应用,SPECT设备的相关研究发展迅速,在准直器、晶体与探测器和多模态与器官专用成像等方面出现新技术和先进设备,旨在增强SPECT系统的灵敏度,提高空间分辨率,降低信噪比,获得更多图片信息和更清晰的成像效果,推动临床医学的发展。通过综述SPECT设备研究进展,展望其未来发展方向。

碲锌镉探测器SPECT在心肌灌注显像中的应用

1939年,Gordon Liljestrand开创了心脏核医学,使其成为无创影像检查方法[1],传统SPECT探测器所使用的是碘化钠（Na I）晶体,其用于疾病的诊断等方面发挥了重要作用,但同时也存在一些局限性。1996年,具有临床使用价值的半导体探测器碲锌镉（cadmium zinc telluride,CZT）替代Na I晶体的SPECT问世,标志着核医学仪器硬件上的新突破,目前商品化的CZT半导体探测器SPECT心脏显像设备有两种[2-4]：一种是GE公司的Healthcare Discovery NM530c,另一种是Spectrum Dynamics D-SPECT。

光子计数探测器CT脂肪定量准确性和稳定性的体模研究

目的 旨在探讨光子计数探测器(PCD)-CT在不同扫描方案下进行脂肪定量的准确性及辐射剂量水平。方法 构建11个不同脂肪浓度的体模[真实脂肪分数(FF)为0%、2.5%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%和100%]。采用3种扫描模式(横断面扫描、常规螺旋扫描和大螺距螺旋扫描)、4种管电压[90、120、140和锡过滤(Sn)100 kV]和3种水平的影像质量(IQ,20、40和80)的参数组合方式完成36种扫描方案的PCD-CT扫描。记录每种扫描方案重建影像的CT剂量指数(CTDIvol)。以120 kV-IQ80的常规螺旋扫描方案作为参考,将所有方案扫描获得的CT值通过线性回归方程转换为FF值。采用组内相关系数(ICC)和Bland-Altman分析进行准确性和一致性评估,使用单向重复测量方差分析对PCD-CT衍生的FF进行比较分析。结果 PCD-CT在所有扫描方案下获得的FF的一致性和准确性结果优异[ICC>0.9(范围:0.929~0.998,P<0.017)]。通过PCD-CT获得的FF与真实FF值之间的均方根误差(RMSE)范围为1.0%~5.0%,其中120 kV-IQ20大螺距扫描的RMSE值最低(1.0%)。120 kV-IQ20和120kV-IQ80常规螺旋扫描偏倚值最低(平均值分别为1.19%和1.23%)。36种扫描方案的辐射剂量范围为0.09~1.45m Gy。结论 PCD-CT在多种扫描方案下进行脂肪定量均具有较高的准确性。此外,PCD-CT具有在超低辐射剂量下进行准确脂肪定量的潜力。

单光子发射计算机断层成像的质量控制与应用

目的:通过对单光子发射计算机断层摄影术(SPECT)进行质量控制,确保SPECT的安全使用。方法:介绍Philips公司生产的Brightview型SPECT工作原理和参数测量方法,并对设备常见故障进行分析,掌握其基本的维修思路。结果:通过了解该设备的工作原理、参数检测、维护保养及常见故障的维修,掌握设备的质量控制方法。结论:对SPECT进行质量控制是医院核医学科临床影像工作的重要环节,实现提高图像质量和机器的安全性,减少不必要的辐射,从而更好地服务于患者。