等效组织材料聚氯乙烯的医学成像特性

目的:聚氯乙烯树脂(PVC)的光学透明性和硬度与真实组织接近,适用于作为等效组织材料应用于医学领域,本研究旨在探讨不同PVC-增塑剂(对苯二甲酸二辛酯,DOTP)混合比与医学成像特性(如X线衰减系数、CT值和MRI弛豫时间)的关系。方法:不同PVC-DOTP混合比会影响材料的医学成像特性。本实验制作11组不同混合比的PVC聚合物样品,通过测量各组PVC聚合物样品的CT值和MRI弛豫时间,对PVC材料的成像特性进行评估;同时随机抽取5组PVC聚合物样品在不同电压下测量X线衰减系数。结果:当PVC-DOTP混合比范围为8.0×10^-2~23.3×10^-2g/mL时,测得平均CT值范围为-0.6~109.0HU,T1弛豫时间为172.3~203.9ms,T2弛豫时间为13.7~32.1ms;在电压为40~120kV时,样品的X线衰减系数的范围为6~20.8m^-1。结论:PVC聚合物具有可控的CT值和MRI弛豫时间,透光度好,具有一定的粘弹性,可以作为组织等效材料制作医用体模。

人脑血氧水平依赖信号有源仿真和成像

目的对人脑血氧水平依赖(BOLD)信号进行仿真并成像,以之作为金标准和标准信号,基于信号成像灰度幅值变化评价脑功能磁共振成像(fMRI)质量和检出率。方法设计一种能有源模拟人脑BOLD的激发电路,实现不同电流幅值、不同频率、不同占空比的稳定矩形波输出,在时间域内仿真人脑BOLD信号。结果3台不同型号、不同场强MR皆有稳定的矩形波输入,且检出率一致。结论同一设备对同一刺激模式检出率相近,可作为已知且确定信号的参考标准,定量分析MR系统对BOLD信号的检出率和一致性。

磁共振弥散张量成像的质量控制

磁共振弥散张量成像(DTI)是诊断和分析神经系统疾病的重要方法,但其目前发展受空间分辨率、信噪比及图像质量等限制。本文对近年来MRI系统基础质量保证方法、DTI参数定性测量方法、用于扩散成像的软件方法以及不同纤维跟踪方法等进行综述。

基于个性化组织等效体模的肺癌三维适形放疗计划算法比较

目的:通过比较体模测量点算法计算值与实际测量值的辐射剂量差异,比较放射治疗计划系统(TPS)中蒙卡算法(MC)、光子笔形束卷积算法(PBC)和筒串卷积算法(CCC)在计算肺癌三维立体定向放疗计划的差异。方法:将个性化组织等效胸部体模的CT图像传输至TPS系统,勾勒靶区,并制定合适的投照计划。将肿瘤组织、肺内正常组织与脊髓3个测量点单独插入电离室,并用相对应的等效材料的仿真块填补剩余2个预留测量点位置,再进行CT扫描。通过影像融合匹配图层、统一靶区,根据投照计划进行实际投照,并分别用3种算法进行辐射剂量的计算(计算值)。结果:个性化仿真胸部体模的脂肪组织、肌肉组织、骨和肿瘤的CT值分别为(-100±30)、(40±20)、(210±90)和(33±16)HU,与患者的CT值范围相近,接近组织辐射等效。CCC、MC和PBC算法对肺部正常组织的计算误差分别为2.51%、-2.51%、1.02%,对肿瘤组织剂量计算误差分别为0.18%、0.66%、0.42%,对脊髓剂量的计算误差分别为7.32%、9.76%和-53.66%。结论:通过组织等效体模比较MC、PBC、CCC算法在三维适形放疗计划的剂量计算。MC算法与CCC算法计算值均高估肿瘤组织、肺部正常组织和脊髓的剂量。MC算法计算肿瘤组织比CCC算法略有优势,但计算肺部正常组织与脊髓的剂量明显差于CCC算法。PBC算法在计算脊髓组织剂量上误差较大,可能是因为PBC算法在非均匀组织计算中未考虑计算点周围散射线的影响,故不推荐使用PBC算法。