Физика ядерной медицины
 Скачать 9.62 Mb.
|
Список литературы
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 3 Введение 6 Список литературы 9 Глава 1. Ионизирующие излучения и их взаимодействие с веществом 11 1.Основные понятия 11 1.1. Физические величины и единицы их измерения 11 1.2.Классификация излучений 12 2.Строение атома и ядра 14 2.1. Основные определения атомной структуры 14 2.2.Модель атома Резерфорда 15 2.3.Строение ядра 19 2.4.Ядерные реакции 20 2.5.Радиоактивность 23 2.6.Виды радиоактивного распада 24 2.7.Генераторные системы 28 3.Характеристики поля излучения 31 3.1. Флюенс и плотность потока 31 3.2.Керма и поглощенная доза 33 4.Взаимодействие излучений с веществом 36 4.1. Сечения взаимодействия 36 4.2.Взаимодействие заряженных частиц 40 с веществом 40 4.3.Взаимодействие фотонов с веществом 53 5.Производство радионуклидов 68 5.1. Общее рассмотрение 68 5.2.Производство р/н в реакторах 69 5.3.Производство р/н на циклотронах 71 Контрольные вопросы 71 Список литературы 74 Глава 2. Методы регистрации и детекторы ионизирующего излучения, применяемые в ядерной медицине 76 1.Газовые ионизационные детекторы 76 1.1.Вводные замечания 76 1.2. Основы теории работы газонаполненного ионизационного детектора 78 1.3. Ионизационные радиационные детекторы в ядерной медицине 83 2.Сцинтилляционные детекторы и системы регистрации 89 2.1.Общие требования к детекторам 89 2.2.Сцинтилляторы 89 2.3.Фотоэлектронные умножители и электронные устройства в сцинтилляционном методе 93 2.4.Спектрометрия с кристаллом NaI(Tl) 95 3. Полупроводниковые детекторы 111 3.1. Общие замечания 111 3.2. Физика полупроводниковых детекторов 112 3.3. Захват носителей заряда 118 3.4. Теорема Рамо и индукция сигнала 118 3.5. Транспорт заряда и мобильность дрейфа 119 3.6. Коррекция захватов 122 4.Статистика регистрации ионизирующих излучений 123 4.1. Погрешность, точность и воспроизводимость 124 4.2.Распределение вероятности 125 4.3. Распространение (передача) ошибок 130 4.2.Тестирование гипотез 131 4.3. Доверительный интервал 133 4.4.Тест 134 4.5.Статистики и анализ изображения 137 Контрольные вопросы 138 Список литературы 141 Глава 3. Гамма-камера 141 1.Краткая история 141 2.Принцип работы гамма-камеры Ангера 144 3.Основные физические характеристики медицинских гамма-камер 149 3.1.Собственная эффективность 149 3.2.Эффективность коллиматора 151 3.3.Системная чувствительность 156 3.4.Пространственное разрешение 156 3.5.Собственное энергетическое разрешение 162 3.6.Рассеяние в пациенте и коллиматоре 163 3.7.Пространственная однородность, линейность и энергетическая чувствительность 164 3.8.Многокристальные и полупроводниковые гамма-камеры 174 4.Тесты контроля качества работы гамма-камер 177 4.1.Ежедневные тесты 178 4.2.Еженедельные тесты 180 4.3.Ежегодные тесты 180 Контрольные вопросы 181 Список литературы 183 Глава 4. Коллиматоры гамма-камеры: характеристики и проектирование 184 1.Параметры конструкции коллиматоров 185 1.1.Общее рассмотрение 185 1.2.Системные параметры 186 1.3.Базовые конструкционные параметры коллиматора 187 1.4. Подстроечные параметры геометрии коллиматора 190 2.Визуализационные свойства коллимационных систем 191 2.1.Геометрическое разрешение коллиматора 191 2.2.Чувствительность коллиматора 195 2.3. Компромисс между чувствительностью и разрешением 198 2.4. Проблема видимости схемы расположения отверстий 199 2.5.Прохождение через септу 201 3.Оптимизация конструкции коллиматоров с параллельными каналами 203 4.Некоторые нерешенные проблемы в конструктивном решении коллиматоров 212 Контрольные вопросы 214 Список литературы 215 Глава 5. Получение изображений в гамма-камерах 217 1.Представление в компьютере изображений, создаваемых гамма-камерами 217 1.1.Дискретизация аналоговых данных 217 1.2.Структура цифрового изображения 218 1.3.Сбор цифровых данных 220 1.4.Формат DICOM, архивация изображений и система коммуникации 223 2.Физические факторы, влияющие на качество изображения 225 2.1.Пространственное разрешение 225 2.2.Комптоновское рассеяние фотонов 225 2.3.Шум изображения и контраст 226 3.Некоторые математические преобразования, используемые при обработке изображений 229 3.1.Анализ в частотном пространстве 229 3.2. Теория выборки 231 3.3. Свертка функций 233 3.4. Дискретные преобразования Фурье 235 3.5. Графическое изображение дискретного преобразования Фурье 235 3.6 Модель процесса визуализации 237 4.Фильтрация цифрового изображения 238 4.1. Линейная и нелинейная фильтрация 239 4.2. Стационарные и нестационарные фильтры 239 4.3. Низкочастотные фильтры и восстанавливающие фильтры 240 5.Проектирование оптимального фильтра 245 5.1. Фильтр Метца 246 5.2. Фильтр Винера 248 Контрольные вопросы 250 Список литературы 251 Глава 6. Применение планарных изображений для количественного определения активности in-vivo 253 1.Процесс ослабления γ-излучения 253 2.Метод геометрического среднего 255 3.Накопление рассеянного излучения 259 Контрольные вопросы 263 Список литературы 263 Глава 7. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) 264 1.Системы однофотонной эмиссионной томографии на базе гамма-камер 265 1.1. Получение томографических данных 265 1.2. Разрешение и чувствительность 267 1.3. Коллиматоры 268 1.4.Типы орбит 273 1.5.Корректировка ослабления 274 2.Трансаксиальная томография 276 3.Реконструкция изображений 279 3.1 Простое обратное проецирование 279 3.2. Обратное проецирование с фильтрацией 282 3.3. Метод итеративной реконструкции 286 4.Количественная ОФЭКТ 289 4.1. Количественное определение 290 4.2. Факторы, влияющие на количественную ОФЭКТ 291 4.3. Методы компенсации ослабления 293 4.4. Методы компенсации отклика детектора 297 4.5. Методы компенсации рассеяния 297 5.Тесты контроля качества для ОФЭКТ 299 5.1. Ежедневные тесты 299 5.2. Еженедельные тесты 299 Контрольные вопросы 301 Список литературы 302 Глава 8. Производство радионуклидов 306 1. Уравнения производства радионуклидов 306 2. Производство радионуклидов на ядерных реакторах 309 3. Производство радионуклидов на ускорителях 313 3.1. Циклотрон 313 3.2. Линейный ускоритель 316 4. Генераторы 316 4.1. Общая концепция 316 4.2. Математические соотношения 318 4.3. Практическое применение 322 5. Мишени 322 5.1. Физическая и химическая форма 322 5.2. Тепловые свойства 323 5.3. Химическая стабильность, реактивность и чистота 324 5.4. Капсулирование 325 Контрольные вопросы 325 Список литературы 326 Список основных сокращений 327 |