معرفی یک روش محاسباتی بهینه برای بهبود پاسخ باریکه‌سازهای حفره موازی در پزشکی هسته ای

عملکرد باریکه سازهای حفره موازی با تعیین پاسخ آن ها به یک چشمه ی پرتوزای نقطه ای قابل ارزیابی است و قدرت تفکیک باریکه‌سازها با اندازه گیری پهنای نیم ارتفاع (fwhm) تابع پاسخ به یک چشمه ی نقطه ای قابل حصول است. روش قراردادی در تعیین پاسخ باریکه‌سازهای موازی به یک چشمه‌ی نقطه ای با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو، انتقال نقطه به نقطه ی مقادیر علامت های محاسبه شده در سلول های آشکارساز به روی محورهای مختصات است. در این مقاله یک الگوریتم محاسباتی بهینه معرفی شده است که مقادیر علامت‌های ثبت شده در سلول های آشکارساز را به صورت بهینه روی محورهای مختصات ترسیم می کند. پاسخ باریکه‌سازهای حفره موازی leuhr، lehr، legp و lehs براساس روش محاسباتی مرسوم و روش محاسباتی بهینه شده با شبیه سازی به وسیله ی کد 5mcnp به دست آمده است. یافته ها نشان می دهد که پاسخ الگوریتم محاسباتی بهینه در مقایسه با روش محاسباتی مرسوم از دقت بالاتری برخوردار است. میانگین اختلاف مابین قدرت تفکیک محاسبه شده ی باریکه‌سازها بر مبنای روش بهینه و مقدارهای تجربی به مراتب کم‌تر از روش محاسباتی مرسوم است. بنابراین می توان طراحی و ارزیابی باریکه‌سازهای حفره موازی را با دقت بالاتری انجام داد.

Introducing an Optimized Computing Method to Improve ParallelHole Collimators’ Response in Nuclear Medicine

Performance of parallelhole collimators may be evaluated by determining their response to a point radioactive source which for instance, the amount of collimator resolution is calculated by measuring the full width at half maximum (FWHM) of point spread function (PSF). The conventional method in calculating the response of the collimator to a point source by using Monte Carlo simulations is to map the signal values in each detector cell to the center of cell on the x or y axis. In this paper, a new computing algorithm has been proposed which optimally maps the signal values on these axes. The responses of LEUHR, LEHR, LEGP and LEHS collimators are simulated based on the conventional method and the optimized computing one by the MCNP5 code. The results have been indicated that the response based on the optimized method has a higher accuracy compared to that of the conventional one. The average relative differences between the amounts of resolution based on the optimized method and experimental data have been found to be considerably fewer than those of the conventional one. Therefore, one may obtain parallel hole collimators’ response with a higher accuracy by using the optimized computing method.