探索宇宙的途径（下）

来自宇宙深处的天体使者——宇宙线 上篇提及的观测对象都是电磁波,而宇宙射线（简称宇宙线）是来自宇宙深处的物质粒子,包括各种原子核和孤单的电子。各种原子核约占宇宙线总量的99%,电子约占1％。在多种原子核宇宙线中,约90％为质子（氢原子核）,α粒子（氦原子核）约占9％,各种重元素原子核约占1％。另外,还有极少量的正电子和反质子。     

医用PET系统技术概述

PET(正电子发射成像)是当今高层次的核医学技术。它综合了核技术、核电子学、计算机、数据处理等领域中的尖端技术,是当前医学界最先进的大型医疗诊断成像设备之一,在肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病的临床诊断中发挥着越来越重要的作用。本文以国产32环高档临床PET为例,较详细地介绍了PET设备的工作原理、总体基本结构及各子系统基本功能,对PET整机性能及其临床应用也做了简述。     

PET图像中基于形态学和样条模型方法进行心脏的边缘提取

PEI在医学图份技术研究以及临床应用中正扮演着越来越重要的角色。在PEI心脏图像中，为了测量心脏对药物的吸收率，对图份中心脏边缘的提取成为测量计算的前提和关键。我们针对PEI图像心脏的边缘提取问题，从两个角度分别提出两种方法——基于数学形态学的方法和基于样条模型的方法。数学形态法是先将PEI图像二值化，再结合腐蚀和肿胀—两种数学形态学的基本操作对二值图像进行处理，最终获得结果。样条模型是用用一组点和连接每相邻两点之间的样条曲线来表示心脏边界，将边缘提取问题转化—个全局最优化问题。针对PEI心脏图像特点，我们给出了独特的能量函数作为送代的停步条件。最后，我们比较了两种方法的结果和效率，结果表明两种方法的分割效果都是令人满意的。具体来说，前种方法的特点在于简单，快速和高效；而后种方法的稳定性和鲁棒性，对PEI图像有着非常重要的意义。     

PET/CT新技术应用

PET/CT将PET与CT整合为一体化,是功能显像和解剖显像的有机结合.为了获取经济效益,PET/CT必须在不增加治疗费用的同时具有精确的诊断性,并对患者的治疗方案作出有效的指导.PET/CT由于采用了3D采集与单纯PET相比缩短了图像采集时间,从而使病人的要求得到更大程度的满足,同时也增加了病人的舒适程度,减少了由于采集过程中病人活动导致的出错机率.PET/CT在临床上主要应用于肿瘤学、心脏病学及神经精神医学等领域,在上述领域的中其诊断精确性优势是其他显像方法不可比拟的.在指导肿瘤治疗方面,PET/CT可以通过改善患者的治疗决策而具有重要的卫生经济学价值.     

基于GATE的正电子发射断层成像仿真研究

探讨利用GATE仿真软件,来模拟正电子发射断层成像的扫描过程,并进行图像重建研究。介绍了GATE仿真过程中,若干关键参数的设置及计算方法:包括PET探测器的结构设置,被扫描物体的空间结构与活度分布设置,γ光子检测过程中探测器性能参数设置。此外,还讨论了从光子计数数据生成正弦图,以及随后的图像重建过程。作为示例,对西门子公司的Inveon小动物PET扫描仪的进行了仿真成像,成功获得了图像。     

中国首台PET机的研制与正电子CT成像的新进展

正电子断面图像是最新的医学影象技术，它是通过研究正电子示踪核素标记的化合物在体内的动态分布，显示人体各部位的功能和代谢变化的图象。本文介绍正电子断层图的原理和应用以及我国科学工作者在推进中国ＰＥＴ研究工作的历程，重点介绍１９９２年以来我国第一台ＰＥＴ仪的研制过程、性能特点、应用概况及发展前景．     

PET显像在阿尔茨海默病(AD)诊断与研究中的应用

随着我国人口老年化的加快,老年性痴呆(AD)发病率呈逐年升高的趋势,AD严重危害老年人的身心健康,引起了医学界和社会各界的重视,对AD的研究也越来越深入。本文论述了AD的病因、病理与诊断现状,PET在AD诊断中的应用,尤其是对PET在AD早期诊断中作用及其进展做了详细论述,并对PET在AD诊断中的发展进行了展望。PET作为代谢显像,已成为帮助AD诊断和鉴别诊断的重要辅助手段。随着反映代谢的不同种类显像剂的开发和定量分析方法的改进,PET必将为AD早期诊断,提高患者生存率发挥越来越重要的作用。     

不同气氛下多孔硅中电子偶素湮没行为研究

使用正电子湮没谱学方法,在不同气氛下对电化学腐蚀法制备的多孔硅中电子偶素的湮没行为进行了系统的研究.正电子湮没寿命谱测试结果表明,样品中存在长达40 ns的电子偶素湮没成分,并且进入多孔硅膜层的正电子约有80%形成电子偶素,具有非常高的电子偶素产额;在氧气气氛下,由于气体导致o-Ps发生自旋转化猝灭是使多孔硅样品中电子偶素寿命缩短的主要原因.结合正电子寿命-动量关联谱测量结果,分析了不同气氛下多孔硅样品中电子偶素湮没寿命及动量变化关系,讨论了多孔硅中电子偶素的湮没机理以及气氛对孔径计算理论模型的影响.     

Constraining Galactic pγ Interactions with Cosmic Ray Electron and Positron Spectra

High energy protons produced by various sources of cosmic rays, e.g., supernova remnants, pulsar wind nebulae, active galactic nuclei and gamma-ray bursts, participate in Pγ and pp interactions. Although pp interactions may be the dominant mechanism in our Galaxy, it is unclear how important pγ process is. We show that the upper bound on the fraction of total number of protons participating in pγ interactions inside all Galactic astrophysical sources of cosmic rays is 10%.     

正电子CT（PET）与21世纪生命科学

２１世纪的生命科学有两大前沿领域：分子生物学和神经生物学，前者研究人体生命过程的基因调控机制，而神经生物学则以探索人脑思维的奥秘为主要目标，正电子层析成像（ＰＥＴ）是研究人体内部分子相互作用动力学的和最有力的方法，并可研究脑的功能定位，ＰＥＴ的化学精度已达到ｐ ｍｏｌ水平，其空间分辨率为毫米数量级。ＰＥＴ将对２１世纪生命科学的巨大进展，起决定性的推动作用。