ارزيابي اثرات تغيير ضخامت آشكارسازها بر كيفيت تصوير در تصويربرداري توسط دوربين كامپتون

دوربين كامپتون دستگاهي است كه به‌منظور تصويربرداري از چشمه‌هاي گسيلنده گاما با انرژي بالا توسعه يافته است. مزيت اين دوربين نسبت به دوربين‌هاي تصويربرداري SPECT، در حساسيت، نحوه ‌آشكارسازي پرتو‌هاي گاما و استفاده از طيف وسيعي از انرژي پرتوهاي گاماي فرودي مي‌باشد. تمامي موارد ذكرشده سبب گرديده كه اين دستگاه، كاربردهاي ويژه‌اي جهت استفاده در موارد تصويربرداري پزشكي هسته‌اي و به‌خصوص هادرون‌تراپي داشته باشد. از طرفي بازسازي تصوير در دوربين كامپتون، نسبت به مدل‌هاي معمول بسيار پيچيده‌تر است و در واقع با نگاره‌هاي سطحمخروطي مواجه هستيم؛ كه در اين رابطه روش‌هاي متفاوتي برمبناي روش تكرار به‌منظور بازسازي تصاوير توسعه يافته است. دوربين پراكندگي كامپتون شامل دو آشكارساز است كه آشكارساز نزديك‌تر به چشمه به‌منظور رخداد و ثبت پراكندگي كامپتون در اين آشكارساز و دومين آشكارساز كه در پشت آشكارساز ابتدايي قرار مي‌گيرد (دورتر از چشمه)، براي جذب فوتون‌هاي پراكنده شده (توسط آشكارساز اول) طراحي شده است. موقعيت، انرژي و زمان برهم‌كنش توسط هر دو آشكارساز محاسبه مي‌شود. به‌كمك انرژي نهشت‌يافته در دو آشكارساز و هم‌چنين ثبت موقعيت برهم‌كنش، زاويه گشودگي و رأس مخروط كامپتون قابل محاسبه خواهد بود. در ادامه نيز با تصويرِ اين مخروط‌ها در فضاي تصوير و يافتن نقاطي كه پيكسل‌هاي اختصاص‌يافته به مخروط‌ها تراكم بيش‌تري دارند مي‌توان بازسازي تصوير را براي دوربين كامپتون و در يك رصد انجام داد. در اين مقاله، شبيه‌سازي دوربين كامپتون در نرم‌افزار GATE صورت پذيرفته و اثرات تغيير ضخامت بر نحوه آشكارسازي دوربين كامپتون، براي يك فانتوم شامل چهار كره پرتوزا بررسي شده است. بازسازي تصوير به‌كمك الگوريتم LMMLEM در نرم‌افزار MATLAB انجام شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه تخمين ضخامت‌هاي بهينه براي آشكارساز پراكننده دوربين كامپتون، با توجه به الگوريتم متفاوت بازسازي و نيز توازن ميان ثبت رويدادها در آشكارساز جاذب و پراكننده به شرايط تصويربرداري و نوع چشمه پرتوزا وابسته است، اگرچه براي آشكارساز جاذب، ضخامت مؤثر براي افزايش جذب هرچه بيشتر رويدادها مورد نياز است. ميزان تكرار بر كارايي الگوريتم تأثير مستقيمي داشته و نيز مشخصات دوربين مي‌تواند بر كيفيت تصوير، به‌شدت تأثيرگذار باشد.