|
|
بازسازی تصاویر حاصل از مدلسازی مقطعنگاری رایانهای پروتون با استفاده از ابزار مونتکارلوی geant4
|
|
|
|
|
نویسنده
|
علیبیگی احسان ,ریاضیمبارکی زعفر ,موافقی امیر ,عسکری مجتبی
|
منبع
|
علوم، مهندسي و فناوري هسته اي - 1400 - دوره : 98 - شماره : 4 - صفحه:35 -43
|
چکیده
|
دقت در طراحی درمان پروتوندرمانی بستگی به صحت اطلاعاتی دارد که برای محاسبه rsp بافتها در بدن بیمار بهکار میرود. این اطلاعات از تصاویر xct و با استفاده از منحنی کالیبراسیون مورد نیاز برای تبدیل اعداد هانسفیلد به مقادیر rsp حاصل میشود. استفاده از xct منجر به ایجاد خطا، در تخمین برد و محاسبه دز پروتون در طراحی درمان میشود. ولی با بهکارگیری pct در مد انتگرال نهشت انرژی، این خطا حذف شده و نقشه rsp بافتها بهطور مستقیم محاسبه میشود. در این مطالعه، یک سیستم مدرن تصویربرداری pct با قابلیت ردیابی ذره به ذره، با استفاده از ابزار مونتکارلو geant4 شبیهسازی شد. هدف از این شبیهسازی، بهبود رزولوشنچگالی تصاویر بافتها بدون افزایش دز میباشد. فانتوم استاندارد cirs062m با انرژی پروتون mev 300 پرتودهی شد و مقادیر انرژی، موقعیت و جهت حرکت ذرات قبل و بعد از فانتوم توسط آشکارسازهای هستهای در فایل root ذخیره شدند. ماتریس تصویر فانتوم بهصورت نقشه rsp بافتها با استفاده از سه الگوریتم تحلیلی رادون بازسازی و نتایج از نظر مقدار دز، رزولوشن چگالی و rmse نسبت به دادههای تصویر فانتوم مقایسه شد. الگوریتم پیشنهادی با اعمال تصحیح زاویه افکندهها در سطح دز برابر، منجر به بهبود رزولوشن چگالی از 9.1% به 4.3% و rmse از 26.43% به 6.81% شد.
|
کلیدواژه
|
مقطعنگاری رایانهای پروتون، فانتوم چگالی الکترونی، بازسازی،
|
آدرس
|
سازمان انرژی اتمی ایران, پژوهشگاه علوم و فنون هستهای, پژوهشکده فیزیک و شتابگرها, ایران, سازمان انرژی اتمی ایران, پژوهشگاه علوم و فنون هستهای, پژوهشکده فیزیک و شتابگرها, ایران, سازمان انرژی اتمی ایران, پژوهشگاه علوم و فنون هستهای, پژوهشکده رآکتور و ایمنی هستهای, ایران, سازمان انرژی اتمی, پژوهشگاه علوم و فنون هستهای, پژوهشکده کاربرد پرتوها, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Image reconstruction of proton computed tomography modelled by Geant4 Monte Carlo toolkit
|
|
|
Authors
|
Alibeigi E. ,Riazi Z. ,Movafeghi A. ,Askari M.
|
Abstract
|
Accuracy in the treatment planning of proton therapy depends on the accuracy of the information used to calculate the relative stopping power of tissues in the patient’s body. This information is obtained from xray computed tomography images using a calibration curve to convert Hansfield numbers to relative stopping power values. Using xray computed tomography images leads to errors in estimating the proton range and the proton dose distribution in the treatment plan program. But applying the proton computed tomography eliminates this error and directly calculates the relative stopping power map of the tissues. In the present study, a modern proton computed tomography imaging system was simulated using the Monte Carlo Geant4 toolkit by tracing particletoparticle trajectory. The purpose of this simulation was the improvement of density resolution of tissue without dose increment. The standard CIRS 062M phantom was irradiated with a 300 MeV proton beam. The energy, position, and direction of particle movement values before and after the phantom were stored in the root file by nuclear detectors. The image matrix phantom was reconstructed as a relative stopping power map using three radon analytical algorithms. The comparison was made regarding dose, density resolution, and RMSE concerning real phantom image data. The proposed algorithm improved the density resolution from 9.1% to 4.3% and RMSE from 26.43% to 6.81% by correcting the angles of the projections at the same dose level.
|
Keywords
|
CIRS062M ,FBP
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|