一等獎(jiǎng)!深圳先進(jìn)院團(tuán)隊(duì)在第九屆全國(guó)大學(xué)生生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽中獲佳績(jī)
7月26日,由中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)主辦的第九屆全國(guó)大學(xué)生生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽圓滿閉幕。在中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所柳正副研究員指導(dǎo)下,由醫(yī)工所李浩男、楊森、甘鵬碩、舒鵬偉等組成的參賽團(tuán)隊(duì),憑借“放射性伽馬成像儀”項(xiàng)目斬獲一等獎(jiǎng)(研究生組)。

李浩男(右一)代表團(tuán)隊(duì)上臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng)
本次競(jìng)賽以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng) 健康未來”為主題,展示了生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域貼近臨床、服務(wù)健康的創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品。競(jìng)賽包括理論研究、方案設(shè)計(jì)、實(shí)際制作、系統(tǒng)調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)展示等環(huán)節(jié),吸引了全國(guó)250所高校的近1萬名選手、3000多個(gè)項(xiàng)目報(bào)名參賽。
團(tuán)隊(duì)利用康普頓散射原理,實(shí)現(xiàn)了對(duì)質(zhì)子重離子治療過程中質(zhì)控監(jiān)測(cè)所需的精確快速成像??灯疹D成像能夠監(jiān)測(cè)質(zhì)子重離子治療中射線射程的位置,并且具有更廣的探測(cè)視野和多核素探測(cè)能力,有助于提高質(zhì)子重離子治療的精準(zhǔn)度和安全性。

項(xiàng)目海報(bào)和放射性伽馬成像儀實(shí)物展示
該裝備散射探測(cè)器為0.6×0.6×2 mm3的釓鋁鎵石榴石(GAGG)晶體陣列,吸收探測(cè)器采用1×1×20 mm3的硅酸釔镥(LYSO)晶體陣列,并使用自行設(shè)計(jì)的編碼電路,完成信號(hào)采集和讀出,使得探測(cè)器具有超高位置分辨精度。

散射探測(cè)器和吸收探測(cè)器Flood圖
在康普頓成像中,由于康普頓投影環(huán)疊加會(huì)產(chǎn)生偽影以及能量和位置分辨率問題會(huì)導(dǎo)致的康普頓圓錐偏移,均影響探測(cè)器成像精度。因此團(tuán)隊(duì)基于精度問題,基于極大似然期望最大化算法(下文簡(jiǎn)稱算法)對(duì)圖形進(jìn)行迭代重建。在直徑0.3mm的22Na為放射源成像實(shí)驗(yàn)中,基于算法迭代的重建圖像在x和y的位置半高寬,均顯著減小,達(dá)到1mm左右。

放射源直接反投影成像和MLEM算法成像對(duì)比
該成果圍繞現(xiàn)有質(zhì)子重離子治療中質(zhì)子束或離子束射程定位的難點(diǎn),開展了相關(guān)技術(shù)攻關(guān)和突破,并形成了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)成果。有效彌補(bǔ)了質(zhì)子重離子治療中放射定位難的問題,還顯著提高了成像分辨精度,為國(guó)產(chǎn)高端醫(yī)療裝備的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
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