ارزیابی کارایی کولیماتورهای حفره-موازی در پاسخ به انرژی‌های گسیلی مختلف در تصویربرداری SPECT و بهینه‌سازی مشخصه‌های آن‌ها برای انرژی‌های بالا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.24200/nst.2025.1782.2096
چکیده
یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر کیفیت تصاویر بدست آمده از سیستم تصویربرداری SPECT، مشخصه‌های فیزیکی کولیماتور مورد استفاده است. هدف این مطالعه، بررسی مؤلفه‌های مختلف پاسخ کولیماتورهای سوراخ-موازی موجود (مؤلفه‌ی هندسی، نفوذی و پراکندگی) به انرژی‌های گسیلی مورد استفاده در تصویربرداری پزشکی هسته‌ای و هم‌چنین، بهینه‌سازی پارامترهای کولیماتوری جهت دستیابی به بیشترین مقدار مؤلفه‌ی هندسی برای انرژی‌های بالا است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که، با توجه به سهم مؤلفه‌ی هندسی، برای انرژی‌های گسیلی 68، 93، 135، 140، 159، 161 و keV 171، کولیماتورهای انرژی-پایین LEHR و LEGP، برای انرژی‌های keV 185 و keV 245، کولیماتورهای انرژی-متوسط MEGP و برای انرژی keV 300 کولیماتورهای انرژی-بالا HEGP کارایی لازم را دارند. این در حالی است که، برای انرژی‌های keV364 و keV 511، پاسخ هندسی هیچ‌ یک از کولیماتورهای موجود کافی نمی‌باشد. از این رو، بهینه‌سازی پارامترهای کولیماتوری برای این دو انرژی ضروری است. با توجه به نتایج بهینه‌سازی، کولیماتورهای انرژی-بالا با اندازه‌ی سوراخ یکسان cm 25/0، فاصله‌ی بین سوراخ‌های cm 225/0 و cm 35/0 و ضخامت کولیماتوری cm 7 و cm 8، با مؤلفه‌های هندسی حدود 80% و 60%، به عنوان کولیماتورهای بهینه، به ترتیب برای انرژی‌های keV 364 و keV 511، پیشنهاد می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Evaluation of the performance of parallel-hole collimators in response to different emission energies in SPECT imaging and optimization of their characteristics for high energies

نویسندگان English

Mahsa Noori-Asl
Maryam Ehtemali
Mohammad Hamdipour
Department of Physics, Faculty of Science, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده English

One of the most important factors affecting the quality of images obtained from a SPECT imaging system is the physical characteristics of the collimator used. The aim of this study is to investigate the different components of the response of existing parallel-hole collimators (geometric, penetration, and scattering components) to the emission energies used in nuclear medicine imaging, and also to optimize the collimator parameters to achieve the highest value of the geometric component for high energies. The results of this study show that, considering the contribution of the geometric component, for emission energies of 68, 93, 135, 140, 159, 161, and 171 keV, the low-energy collimators LEHR and LEGP, for energies of 185 keV and 245 keV, the medium-energy collimators MEGP, and for energy of 300 keV, the high-energy collimators HEGP have the necessary efficiency. In contrast, for energies of 364 keV and 511 keV, the geometric response of any of the existing collimators is not sufficient. Hence, optimization of the collimator parameters for these two energies is necessary. According to the optimization results, high-energy collimators with the same hole size of 0.25 cm, the distance between the holes of 0.225 cm and 0.35 cm, and the collimator thickness of 7 cm and 8 cm, with geometric components of about 80% and 60%, are proposed as optimal collimators for energies of 364 keV and 511 keV, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Single-Photon Emission Computed Tomography
Monte Carlo simulation
Parallel-hole collimators
Geometric component
Penetrating component
Scattering component

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 14 مرداد 1404