Υπολογιστικη Προσομοιωση Καμερας S.p.e.c.t. Δυο Κεφαλων

Abstract

Η διάγνωση διαφόρων οργανικών διαταραχών, όπως ο καρκίνος, απαιτεί εξελιγμένες τεχνολογίες απεικόνισης, οι οποίες επιτρέπουν την παρακολούθηση των ρυθμών εξέλιξης διάφορων βιολογικών διεργασιών in vivo. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας των ιχνηθετών, καθώς και της υπολογιστικής τομογραφίας έχουν οδηγήσει στην καθιέρωση της Τομογραφίας Εκπομπής Ποζιτρονίου (P.E.T) και της Μονοφωτονιακής Τομογραφίας Εκπομπής (S.P.E.C.T.). Η ευαισθησία, η ακρίβεια και οι άλλες παράμετροι που προσδιορίζουν την ποιότητα της απεικόνισης είναι σημαντικές. Οι στατιστικές μέθοδοι προσομοίωσης Monte Carlo (MC) παρέχουν ένα ισχυρό εργαλείο για τη βελτιστοποίηση των απεικονιστικών συστημάτων στην πυρηνική ιατρική. Tο GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) ενσωματώνει τις διαθέσιμες βιβλιοθήκες του Geant4 και είναι ειδικά σχεδιασμένο για προσομοίωση P.E.T και S.P.E.C.T. συστημάτων. Το GATE επιτρέπει την κίνηση διαφόρων δομών του συστήματος απεικόνισης, με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η εκτέλεση ρεαλιστικών απεικονιστικών καταστάσεων. Επιπλέον, η διαχείριση του χρόνου αποτελεί ένα από τα πιο πρωτοποριακά στοιχεία του GATE. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η προσομοίωση ενός συστήματος S.P.E.C.T. δύο κεφαλών μεταβλητής γωνίας (90ο και 180ο) που αναπτύχθηκε από τη Siemens και που είναι εγκατεστημένο στο Ιατρικό Κέντρο Αθηνών. Μια λεπτομερής περιγραφή είναι διαθέσιμη στο εγχειρίδιο του κατασκευαστή και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων συγκρίνονται με αυτά πραγματικών πειραμάτων που χρησιμοποιούν πηγές τεχνητίου Tc99m.Δεδομένου ότι στο εγχειρίδιο του συστήματος παρέχονται πληροφορίες για διαφορετικά είδη κατευθυντήρων με χρήση άλλων πηγών όπως Ίνδιο (In-111) ή Γάλλιο (Ga-67), πραγματοποιείται, επίσης, μελέτη του συστήματος με χρήση προσομοιώσεων στο GATE.Στις προσομοιώσεις η πηγή που χρησιμοποιείται είναι κυλινδρική. Ωστόσο τα εξαγόμενα αποτελέσματα μπορούν εύκολα να γενικευθούν και να χρησιμοποιηθούν σε πιο πολύπλοκες δομές πηγών, ώστε να βελτιστοποιήσουν τους αλγόριθμους ανακατασκευής και κατά συνέπεια τη διαδικασία της απεικόνισης.