شبیه سازی کامل دوربین گاما به روش مونت کارلو و بررسی تاثیر فاصله و محیط پراکنده ساز بر روی کیفیت تصاویر

پزشکی هسته ای یکی از روش های تشخیصی فیزیولوژیکی می باشد؛ که عوامل متعددی، اثرگذار بر روی کیفیت آن می باشد. وجود برخی محدودیتها همانند توزیع ماده رادیواکتیو در عمق های مختلف، بهره گیری از کولیماتور، نفوذ پرتو از دیواره کولیماتور، ساختار یک پارچه آشکارساز سوسوزن، محدودیت های الکترونیکی، تخمین های موجود در الگوریتم های مکان یابی و برخی عوامل محیطی (ماده پراکنده ساز) همگی عواملی هستند که می توانند تاثیرگذار بر روی کیفیت تصاویر باشند. از آنجایی که بررسی تک تک عوامل فوق به روش تجربی علاوه بر هزینه بر بودن، بسیار زمانبر بوده و در بعضی شرایط غیرممکن می باشد. یکی دیگر از روش های ارزیابی عوامل فوق، بهره گیری از روش های شبیه سازی مونت کارلو است.
در کارحاضر به کمک روش مونت کارلو به شبیه سازی کامل سیستم دوربین گاما پرداخته ایم. نتایج شبیه سازی با نتایج کارخانه سازنده سیستم مقایسه شده و پس از اطمینان از صحت شبیه سازی به بررسی اثر فاصله و محیط پراکنده ساز بصورت مجزا و تلفیقی بر روی پروفایل های تابع نقطه گستر و پارامتر پهنای تابع نقطه گستر در نصف مقدار بیشینه (FWHM) و در یک دهم مقدار بیشینه (FWTM) پرداخته ایم.
نتیجه و بحث: در تمام موارد توافق بسیار خوبی بین نتایج حاصله از کار شبیه سازی و نتایج تجربی مشاهده گردید. با توجه به موارد بالا و اثبات قابلیت این کد ارایه شده جهت شبیه سازی سیستم دوربین گاما، در مرحله بعدی پارامترهایی همچون اثرات پراکندگی داخل کریستال، پراکندگی داخل کولیماتور و نفوذ پرتو از تیغه های کولیماتور و دیگر پارامترهای سیستم را که بررسی اثرات کمی و کیفی آنها بر عملکرد سیستم و تصاویر حاصله بصورت تجربی ممکن نیست، مورد ارزیابی قرار داده ایم. در بررسی اثر فاصله بر روی دو پارامتر پهنای تابع نقطه گستر در نصف مقدار بیشینه و در یک دهم مقدار بیشینه برای بازه های2 سانتیمتر به ترتیب دارای رشد 9/10% و 5/10% در شبیه سازی و رشد 5/10% و 4/11% در نتایج تجربی وجود دارد. در مرحله دوم که به بررسی اثر فاصله و محیط پراکنده ساز بصورت همزمان می پرداخت نرخ رشد برای پهنای تابع نقطه گستر در نصف مقدار بیشینه و در یک دهم مقدار بیشینه در شبیه سازی به ترتیب 2/18% و 6/23% و در روش تجربی 93/19% و 34/23% مشاهده گردید. در مرحله سوم نیز که با ثابت نگهداشتن فاصله چشمه تا کولیماتور به بررسی اثر محیط پراکنده ساز بر روی دو پارامتر مذکور می پرداخت نرخ رشد با توجه به بازه های 2 سانتیمتر ماده پراکنده ساز آب به ترتیب دارای رشد 9/1% و 8/9% در شبیه سازی و 08/1% و 12/9% در نتایج تجربی مشاهده گردید.