شبيه‌سازي سيستم تصويربرداري روبشي شكافي با كد GATE و بررسي كيفيت تصاوير آن

Simulation of Slot-Scan imaging system with GATE and images quality evaluation

اخيراً، سيستم تصويربرداري روبشي شكافي با توجه به مزاياي آن از جمله وضوح بالاي تصاوير، كاهش دز دريافتي بيمار و كاهش اعوجاج در تصاوير مورد توجه قرار گرفته است. هدف از اين مطالعه، شبيه‌سازي سيستم تصويربرداري روبشي شكافي با استفاده از كد محاسباتي GATE و طراحي فانتوم شئ ئي به منظور محاسبه كيفيت تصاوير است. با استفاده از كد مونت كارلوي چند منظوره GATE طيف انرژي پرتوهاي ايكس در محدودۀ تشخيصي راديولوژي شبيه‌سازي شد. سپس يك فانتوم شيئي شامل فيلترهايي با ضخامت‌هاي مختلف مس براي تعيين CNR و جفت خط بر ميلي‌متر براي تعيين تفكيك پذيري فضايي طراحي شد. نتايج شبيه‌سازي طيف انرژي در تطابق با نتايج تجربي بود. كيفيت تصاوير به دست آمده از شبيه‌سازي براي تعيين قابليت‌هاي روش تصويربرداري روبشي شكافي شبيه‌سازي‌ها با استفاده از معيارهاي استاندارد كيفيت تصوير با تصاوير پرتو ايكس مقايسه شدند. تفكيك پذيري فضايي تصاوير شبيه‌سازي براي روش روبشي شكافي lp/mm 6/1 محاسبه شد كه در محدودۀ تفكيك پذيري تصاوير راديولوژي معمولي است. بنابراين از اين مدل شبيه‌سازي شده مي‌توان براي بررسي و بهينه‌سازي پارامترهاي تأثيرگذار ديگر از جمله اثر فيلتر گذاري و اثر عرض شكاف موازي‌ساز، فاصلۀ شيء تا آشكارساز در سيستم تصويربرداري روبشي شكافي استفاده كرد.

Interest in slot scanning imaging system has been increased recently because of its advantages such as high image resolution, reduction in patient dose and reduction in image distortion. The purpose of this study is to simulate a slot scanning imaging system using GATE multi-purpose Monte Carlo code and design an object phantom to evaluate image quality. The energy spectrum of X-ray in the radiological diagnostic range was simulated by GATE Monte Carlo code. An object phantom consisting of stripes with different thicknesses of copper was then designed to determine CNR and line pairs per millimeter to determine spatial resolution. The results showed that the simulated energy spectrum were in accordance with experiment. The evaluated parameters of image quality obtained from the simulations were compared with X-ray images using standard image quality criteria to determine the capabilities of the slot scanning imaging method. The spatial resolution of the simulated images was obtained to be 1.6 lp / mm for the slot scanning method, which is in the range of clinical radiology images. Therefore, this simulated model can be used to investigate and optimize other influential parameters such as filtration effect and collimator slit width effect, object distance to the detector ... in slot scanning imaging system.