近年之學術成就:
 

A. 核子醫學方面：

1.射束阻擋裝置(Beam stopper, BS)方法:
為本實驗室近年發展於修正正子斷層造影 (Positron Emission Tomography, PET)中散射現象事件的方法之一。該方法可直接應用於現有之正子斷層造影系統，並提高量化分析的準確性，進而提升相關疾病的診斷率。此方法於2005年通過美國專利申請(專利號 6,921,902)。BS方法除可單獨使用外，也能與目前被廣泛使用的單光子散射修正法(Single scatter simulation method)結合使用，進一步提升量化正確性(IEEE TNS, 2013)。除散射效正外，BS方法亦可應用於純正子射源(F-18)和非純正子射源(I-124, Cu-64)的隨機事件修正上(NIMA, 2013)。

2. 蒙地卡羅軟體開發與改進: 
SimSET(Simulation System for Emission Tomography)和GATE(Geant4 Application for Tomographic Emission)是目前於核子醫學領域最被廣泛使用的兩套蒙地卡羅方法。SimSET方法具模擬快速但應用上較無彈性之特性；GATE方法能滿足各種相關應用之需求(電子、光子、中子、質子、時間資訊等)，惟極度耗時。本實驗室成功整合此兩套蒙地卡羅軟體，使其變為有效率、使用彈性高即可滿足各種相關研究之系統(PMB,2014)。另一方面，核子醫學劑量之評估和治療計畫的發展為近五年全球領先團隊爭相投入的議題；本實驗室以SimSET為計算引擎，開發出一套用於核子醫學診斷的劑量評估軟體(RPC, 2014 and RPD, 2014)。該軟體可快速評估患者之體內劑量分布，此特性為核醫治療計劃發展與落實的關鍵。並且透過結合此開發的劑量軟體和熱發光劑量計的體外量測，可無需使用PET或SPECT掃描，就可以用來直接評估病人體內的器官劑量分布以及放射藥物的時間-活度曲線 (PMB, 2017)。

3. 新型斷層掃描系統的開發: 
本實驗室積極開發包含非純正子斷層掃描系統(台灣專利號 #200,831,939；美國專利號 #7,381,960)與雙光子發射斷層掃描系統(台灣專利號#THPA-2,010,008、#I380,801；美國專利號 #20,100,294,941)等多項新型斷層掃描系統。目前臨床使用上，多使用純正子射源(F-18)，目前對非純正子射源的應用尚未有被廣為使用的方法。非純正子射源發出的第三光子(the third gamma)多被當作雜訊處裡。本研究室發展的非純正子斷層掃描系統中，該gamma 射線經特殊演算法處理後，能被用以提升系統的訊雜比及量化準確性。不同於單光子斷層掃描系統，雙光子發射斷層掃描系統可使用於單次衰變可釋出兩個以上光子的射源(In-111, Se-75)上；藉由同時偵測此二光子和專為此系統設計的影像重建方法，此系統能提供相當的訊雜比並應用於術中造影(IEEE TNS, 2016)。

4. 射束阻擋裝置成像系統:
應用Beam stopper進行高解析度的成像系統(稱為 Beam Stopper SPECT)為本研究室正積極研發的項目之一(US Patent, pending)。該系統beam stopper高衰減的特性可產生近似針孔成像的影像，而獲得高解析度之核醫影像。該法的優點相對傳統針孔成像需要大量的鉛檔塊，該方法顯得更為經濟且有效。

5. 三重同符事件的回收:
本實驗已發展出正子斷層掃描系統之三重光子事件(triple event)回收方法(台灣專利號 #1,011,276,447；美國專利號 #13/721,723)。此演算法能應用於純正子射源及非純正子射源上，用以回收被當雜訊捨棄的三重事件(triple coincidence events)；透過有效回收三重光子事可提高整體系訊雜比及提升影像品質(PMB, 2016)。

6. PET/SPECT雙同位素照影:
雙同位素核種造影可在一次掃描中同時觀測出體內雙重的生理和功能性特徵，在臨床應用上具有極大的潛力。但是兩種射源若光子能量過於接近時，會造成交疊汙染而不易分開兩種藥物的分布，進而影響臨床診斷。本研究室已開發出結合機器學習和濾片技術可以有效將兩種射源分開，對於臨床有很大的應用性。目前已取得台灣專利(台灣專利號 # I552728)，美國專利亦在申請中。
 

B. 放射治療方面 ：

1. 質子治療射程驗證方法的開發與評估 :
質子治療研究是本實驗室近年來的研究主軸，質子治療具有良好的物理特性，可有效的增加腫瘤位置的輻射傷害並且降低鄰近正常組織的影響，但是質子射程的高度不確定性，卻大大限制的質子治療的優勢，因此發展評估質子治療射程驗證相當重要，本實驗室目前分別針對時下兩種射程驗證方法: 正子斷層影像為基礎的射程驗證法和瞬發加碼影像為基礎的射程驗證法進行研究。我們分別進行了以準直儀-閃爍偵檢器作為瞬發加碼成像的射程驗證法的比較性研究(RPC, 2016)，同時也開發個一套以正子斷層影像為基礎的直接劑量重建法。而目前正著手於康普吞影像於質子治療射程驗證的系統建構與隨機集成位置影像重建法的開發。

2. 呼吸運動效應於放射治療的評估 :
放射治療中呼吸運動影像甚鉅，將大大增加劑量給予的不準確度。為了評估此一效應，本實驗室與郭祥吉博士，開發應用4D CT和多尺度調節的變形對位法(deformable registration)(J. Dig. Img.,2011)於single-arc IMAT中呼吸運動評估其劑量影響(PMB,2010)。並且協助陳合興博士利用動態多葉式準直儀移動型態改善呼吸中移動腫瘤同步追蹤照射(NIMA,2007)及全身放射線治療(Biomed. Res. Int., 2013)。
 

C.  放射診斷方面 ：

1. 乳房造影系統的研發:
2006-2009年間協助核能研究研所詹美齡博士(本人指導之博士生)發展PEM (Positron Emission Mammography)造影系統。該系統為專為乳房造影所設計的正子斷層造影系統；相較於一般正子造影系統，PEM可提供更優異的影像品質及較高的早期乳癌檢出率。該系統之重建軟體亦分別獲得台灣(#337,329)、日本(#4,414,410)及美國專利(#7,748,452)。

2. 乳房劑量假體與模型的建立:
近期，本實驗室與董尚倫博士(本人指導之博士生)合作首先建立了台灣女性之乳房模式(2011)，並發展出台灣女性之乳房等效假體(Med. Phy., 2011 and AJR, 2011)；未來將研發一套以影像為基礎的劑量計算程式用以提供臨床使用。

3.影像空間資訊的應用 :
吾人累積過去在影像處理研究上面的經驗，將空間資訊的概念應用到模糊群聚分叢(Fuzzy C-means clustering)中，可用來進行影像分割和影像平滑，其中發表之文章更獲得高引用率(google index: 717)。同時，本實驗室更將此概念進一步延伸到fMRI中的時間叢聚分析中，幫助活化區域的特徵擷取(PMB, 2009)。

4. 應用表觀擴散(Apparent diffusion coefficient)係數於腫瘤的評估 :
參與評估Apparent diffusion coefficient (ADC) 是否適用於作為鑑別頸部淋巴結擴散的依據，藉以用來判斷治療成效優劣得研究(AJNR,2013)。並且更進一步開發應用模糊群聚分叢(Fuzzy C-means clustering)方法來輔助使用應用表觀擴散係數來診斷頸部淋巴結腫瘤的良惡性(BJR, 2016)。另一方面我們亦利用 Apparent diffusion coefficient (ADC) 為參考因子，用以評估腦癌患者在加碼刀(gamma knife)治療後，癌細胞的復發與造成的壞蛆情況之評估研究(J Neurosurg.,2012)。