بررسی اثر پراکندگی‌های کامپتونی بین آشکارسازهای حلقه پت بر کیفیت تصویر به وسیله شبیه‌سازی مونت کارلو

زمینه و هدف : پراکندگی‌های کامپتونی گاماهای نابودی بین آشکارسازهای حلقه پت، با ثبت خط پاسخ نادرست از رزلوشن فضایی تصویر پت می‌کاهند. این مقاله با ارایه یک روش جدید سعی در حذف این رخدادها از تصویربرداری پت دارد. در این روش آشکارسازها طوری عایق‌بندی می‌شوند که گاماهای پراکنده از یک آشکارساز نتوانند وارد آشکارسازهای دیگر حلقه پت شوند. روش: پس از شبیه‌سازی حلقه پت مدل biographtm 6 ساخت شرکت siemens به وسیله شبیه‌سازی مونت کارلو کد mcnpx، با جداسازی آشکارسازهای حلقه پت در هندسه مساله، اقدام به حذف این رخدادها و بررسی اثر آن بر تابع پاسخ آشکارسازهای دستگاه پت شد. یافته‌ها: بررسی اطلاعات بدست آمده از شبیه‌سازی‌ها نشان داد که جداسازی آشکارسازهای حلقه پت از شمارش آشکارسازها در محدوده پنجره انرژی بخصوص در نزدیکی آستانه پایینی آن (350 تا 400 کیلو الکترون ولت) می‌کاهد. این کاهش شمارش در حضور کره‌ای از بافت نرم بدن – به شعاع cm20 کمتر شد به طوری که درصد اختلاف نسبی شمارش آشکارسازها بین دو حالت اتصال و عدم اتصال بین آشکارسازها از حداکثر 70 درصد(در انرژی400 کیلوالکترون ولت ) در نبود بافت نرم به حداکثر 12 درصد (در انرژی 350 کیلوالکترون ولت) در حضور بافت نرم رسید. نتیجه‌گیری: جداسازی آشکارسازها از یکدیگر اگر چه خطای حاصل از ثبت گاماهای نابودی پراکنده در آشکارسازهای مجاور را کاهش داد و رزلوشن فضایی را بهبود ‌بخشید اما با حذف برخی از هم‌زمانی‌های صحیح و کاهش حساسیت دستگاه عملا اثر مطلوب چندانی بر تصویربرداری پت، نداشت. همچنین کاهش اندک شمارش‌ها با وجود بافت نرم، نشان دهنده تاثیر بیشتر جداسازی آشکارسازهای حلقه پت در بهبود کیفیت تصویر در تصویربرداری‌های ناحیه شکمی نسبت به تصویربردار‌های نواحی دیگر نظیر ناحیه سر و گردن بود.

Investigating the Effect of Compton Scattering Between PETRing Detectors on Image Quality by Monte Carlo Simulation

Background: The Compton scattered annihilation gammas between PET detectors reduce spatial resolution by making an incorrect Line of Response. This paper, by presenting a new method, tried to remove these errors from PET imaging. In this way, the detectors were insulated so that scattered gammas from a detector can not enter other detectors of the PET ring. Method: First of all, the Siemens PET BiographTM 6 scanner ring was simulated and then all detectors of this ring were isolated to resolve this error and investigate its impact on the Response Function of PET detectors. Results: The analysis of the results of simulation showed that, the isolation of PET detectors reduced counts of detectors in the energy window, especially at the lower threshold (350 to 400 keV). This reduction with a spherical soft issue was less than without that. So that the maximum of the relative percentage difference for counts of detectors between connect and disconnect them was 70% (in 400 keV) and 12% (in 350 keV) in the absence and presence of soft tissue, respectively. Conclusion: Although the isolation of the detectors boosted the resolution of PET, it removed some true coincidences and reduced the sensitivity of PET; there for, it did not have much effect on image quality of PET. Also, a slight decrease in the count, with the soft tissue, shows the greater effect of the isolation of PETdetectors in improving image quality in abdominal imaging in comparison with other imaging such as head and neck imaging.