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编码孔径辐射成像定位技术 被引量：2
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作者 昂文胜 董顺成 +2 位作者 杜永欢 张佩毅 文万信 《辐射研究与辐射工艺学报》 CAS CSCD 2024年第2期116-124,共9页
随着核物理技术的广泛应用及其辐射防护对放射源的成像需求在不断增加。编码孔径成像定位系统作为一种高精度的放射源成像及定位装置,可以准确定位放射源的位置并重建放射源的大致形状,本文探究编码孔径成像定位中的多种重建算法对具有... 随着核物理技术的广泛应用及其辐射防护对放射源的成像需求在不断增加。编码孔径成像定位系统作为一种高精度的放射源成像及定位装置,可以准确定位放射源的位置并重建放射源的大致形状,本文探究编码孔径成像定位中的多种重建算法对具有连续能谱的放射源位置及形状重建效果对比,从而确定不同重建算法的优缺点及其适用的场景。利用Geant4软件对编码孔径成像定位系统进行模拟,得到相关数据再使用δ解码算法、精细采样平衡解码算法、卷积神经网络算法、最大似然最大期望值法(MLEM)进行编程实现并重建放射源的位置。结果表明:4种重建算法都可以清晰地定位到放射源的位置;δ解码算法和精细采样平衡解码算法重建图像有伪影;卷积神经网络算法对于线源、面源重建效果较差,可以通过扩展训练集解决;MLEM算法的对比度-噪声比(CNR)值较高,重建效果较好,但是对线源和面源重建会丢失部分细节信息。 展开更多
关键词 辐射成像定位 准直器 蒙特卡洛模拟 图像重建 神经网络
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应用约束最小二乘方滤波法校正放疗3D剂量验证辐射荧光图像
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作者 杜永欢 杨悦 +2 位作者 董顺成 张佩毅 文万信 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2023年第9期1083-1090,共8页
目的:通过约束最小二乘方滤波法对塑料闪烁体在射束辐照下的荧光图像进行校正,提高基于闪烁体辐射荧光的放疗3D剂量验证系统的准确性。方法:首先对正交三视角度拍摄的辐射荧光投影图进行去噪预处理,同时通过Zemax光学模拟软件计算出成... 目的:通过约束最小二乘方滤波法对塑料闪烁体在射束辐照下的荧光图像进行校正,提高基于闪烁体辐射荧光的放疗3D剂量验证系统的准确性。方法:首先对正交三视角度拍摄的辐射荧光投影图进行去噪预处理,同时通过Zemax光学模拟软件计算出成像系统的点扩散函数(PSF),并用洛伦兹函数对其进行拟合调整。其次使用约束最小二乘方滤波法对去噪预处理后的正交三视投影图进行去卷积处理。最后将校正前后图像进行3D剂量分布重建,并分别与Pinnacle3治疗计划系统中计算的剂量分布数据进行比较。结果:对于4 cm×4 cm、3 cm×3 cm方野照射,应用约束最小二乘方滤波法校正后的平均2D Gamma通过率(阈值10%,3%/3 mm标准)分别提高了22.95%和5.76%,中心轴上的百分深度剂量(PDD)曲线的均方根误差(RMSE)值分别降低了1.13%和0.63%。对于2 cm×2 cm方野照射,滤波校正后的平均2D Gamma通过率(阈值20%,3%/3 mm标准)提高了1.54%,PDD曲线的RMSE值降低了0.49%。结论:在3D剂量重建前对正交三视投影图进行图像校正可以有效提高基于塑闪辐射荧光3D剂量验证系统的准确性。 展开更多
关键词 剂量验证 约束最小二乘方滤波 点扩散函数 Gamma通过率
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基于卷积神经网络的立体闪烁光三维剂量重建研究
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作者 董顺成 孙彦泽 +4 位作者 杨悦 杜永欢 张佩毅 昂文胜 文万信 《中华放射医学与防护杂志》 CSCD 北大核心 2023年第12期1034-1040,共7页
目的基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)对多视角闪烁光处理,重建放射治疗中三维相对剂量分布。方法利用互补金属氧化物半导体(CMOS)成像传感器捕获正交三视角的荧光图像,将荧光图像转化为三维图像,输入已训练的卷积... 目的基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)对多视角闪烁光处理,重建放射治疗中三维相对剂量分布。方法利用互补金属氧化物半导体(CMOS)成像传感器捕获正交三视角的荧光图像,将荧光图像转化为三维图像,输入已训练的卷积神经网络中进行剂量重建,分别评估不同射野重建剂量的伽马通过率、均方误差(MSE)、百分深度剂量(PDD)曲线和横向剂量分布(CBP)曲线。卷积神经网络模型为3D-Unet,其预先在虚拟数据集上进行训练。结果以50%最大剂量为阈值,3%/3 mm为标准,所有射野重建分布中心层面伽马通过率和立体平均伽马通过率均超过90%,均方误差维持在1%以下。所有射野重建分布的PDD曲线均方误差在1‰以下,CBP曲线均方误差在1%以下。结论本研究实现了一种基于深度学习的三维闪烁光重建方法,完善了基于塑料闪烁体的瞬时三维相对剂量验证。 展开更多
关键词 卷积神经网络 三维剂量 辐射发光
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