بهینه سازی تصویردر برش نگاری رایانه ای نشرتک فوتونی ازطریق تغییرات سخت افزاری با شبیه سازی مونت کارلو

داده های توزیع رادیودارو که در روش برش نگاری رایانه ای نشرتک فوتونی(SPECT) برای بازسازی تصویری بکاربرده می شوندتحت تاثیرعواملی از قبیل تضعیف وپراکندگی پرتوهای گاما، ساختارهمخط ساز، شیوه پردازش داده ها، حرکت بیمارونحوه تصفیه رادیودارواز اندام هدف دستخوش تغییراتی می شوند. اینگونه تغییرات، بازسازی دقیق تصویر SPECT را کاملا مشکل میسازند. شبیه سازی سیستم SPECT راهی را برای ارزیابی تاثیراین عوامل در کیفیت تصویرفراهم می کند.
ابتدا ازبرنامه SIMIND مونت کارلو برای شبیه سازی سیستم SPECT زیمنس مدل E.CAM استفاده شد و تعیین صحت شبیه سازی ازطریق مقایسه پارامترهای عملکردی دو سیستم واقعی وشبیه سازی شده انجام گرفت.سپس این سیستم برای شبیه سازی اسکن های SPECT فانتوم های همگن وناهمگن وکسلی همراه با تغییرات سخت افزاری دربخش های کریستال وروکش محافظ آشکارساز،مجموعه مواد پشت آشکارساز وهمچنین همخط ساز LEGR بکاربرده شد. نتایج بدست آمده از این شبیه سازی ها با نتایج اسکن های سیستم بدون تغییرات سخت افزاری مورد مقایسه قرار گرفت. کیفیت تصویربا مقایسه شاخص تشابه ساختاری(SSIM)، کنتراست وتفکیک فضائی تصویرارزیابی شد.
طیف های انرژی حاصل ازدوسیستم واقعی وشبیه سازی شده، نواحی پیک طیفی مشابهی را نشان دادند.مقادیرپهنای طیف انرژی درنصف حداکثرارتفاع (FWHM) برای سیستم های واقعی وشبیه سازی شده به ترتیب 58/13 و 92/13 کیلوالکترون ولت، همچنین تفکیک انرژی به ترتیب 61/9 و 95/9 درصد و حساسیت سیستم ها 11/85 و39/85 به واحد cps/MBq بدست آمد. سیستم شبیه سازی شده با تغییرات سخت افزاری شامل یک کریستال آشکارسازازجنس NaI(Tl) به ضخامت 944/0 سانتیمتر، روکش آلومینیومی به ضخامت 24/0 سانتیمتر، لایه ای 5/4 سانتیمتری از پیرکس به عنوان ماده پشت کریستال و همخط سازموازی ازجنس آلیاژسرب- تنگستن باضخامت 405/2 سانتیمتر پارامترهای عملکردی بهتری را درمقایسه با سیستم بدون تغییر ارائه داد.
درپژوهش حاضر سیستم SPECT زیمنس مدل E.CAM با کد SIMIND مونت کارلو شبیه سازی شد. نتایج حاصل از اسکن های سیستم شبیه سازی شده، توافق خوبی با نتایج تجربی نشان دادند. یافته ها مشخص نمود که تغییرات سخت افزاری اشاره شده در سیستم تصویربرداری می تواند در بهینه سازی پارامترهای عملکردی سیستم نقش مؤثری ایفا کند. اکنون این سیستم می تواند در انجام بررسی های تکمیلی بهینه سازی تصاویرپزشکی هسته ای مورد استفاده قرار داده شود.