Реконструкция пространственного распределения источников излучения в пропорциональной рассеивающей среде
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), "Аспиранты", 19-32-90049
Терещенко С.А.
1, Лысенко А.Ю.
11Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники", Москва, Зеленоград, Россия
Email: tsa@miee.ru, lysenko-ay@yandex.ru
Поступила в редакцию: 17 октября 2020 г.
В окончательной редакции: 5 декабря 2020 г.
Принята к печати: 7 декабря 2020 г.
Выставление онлайн: 8 января 2021 г.
Исследован новый метод реконструкции изображений для однофотонной эмиссионной компьютерной томографии в пропорциональной рассеивающей среде. Показания детектора получены с помощью моделирования методом Монте-Карло с использованием ядерно-физического программного комплекса Geant4, что избавляет от необходимости применения реального томографа, радиофармпрепарата и исследуемого фантома. При этом показания детектора, полученные с помощью Geant4, практически не отличаются от тех, которые были бы получены в натурном эксперименте для реальной рассеивающей среды. Исследовано влияние поглощающих и рассеивающих свойств тринадцати различных веществ в качестве среды, в которую погружено пространственное распределение источников излучения, на точность реконструкции томограмм. Показано существенное преимущество предложенного алгоритма реконструкции эмиссионных томограмм по сравнению с традиционным. Ключевые слова: эмиссионная томография, уравнение переноса излучения, поглощение и рассеяние излучения, метод Монте-Карло, экспоненциальное преобразование Радона.
- В.В. Пикалов, Т.С. Мельникова. Томография плазмы (Наука, Новосибирск, 1995)
- Emission Tomography: The Fundamentals of PET and SPECT, ed. by M.N. Wernick, J.N. Aarsvold (San Diego, CA, Elsevier Academic Press, 2004)
- С.А. Терещенко. Методы вычислительной томографии (Физматлит, М., 2004)
- J. Prekeges. Nuclear Medicine Instrumentation (Jones \& Bartlett Publishers, Burlington, МА, 2012)
- S.R. Cherry, J.A. Sorenson, M.E. Phelps. Physics in Nuclear Medicine e-Book (Elsevier Saunders, Philadelphia, PA, 2012)
- Webb's Physics of Medical Imaging, ed. by M.A. Flower. (CRC Press, Boca Raton, FL, 2012)
- K.M. Case, P.F. Zweifel. Linear Transport Theory (Addison--Wesley, London, 1967)
- A. Ishimaru. Wave Propagation and Scattering in Random Media (Academic, NY., 1978)
- А.M. Кольчужкин, В.В. Учайкин. Введение в теорию прохождения частиц через вещество (Атомиздат, М., 1978)
- Л.А. Апресян, Ю.А. Кравцов. Теория переноса излучения: Статистические и волновые аспекты (Наука, М., 1983)
- H.H. Barrett, B. Gallas, E. Clarkson, A. Clough. In: Computational Radiology and Imaging, ed. by C. Borgers, F. Natterer (Springer-Verlag, NY., 1999), p. 71
- E.M.A. Hussein. Radiation Mechanics: Principles and Practice (Elsevier, Amsterdam, 2010)
- S. Bellini, M. Piacentini, C. Cafforio, F. Rocca. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, ASSP-27 (3), 213 (1979). DOI: 10.1109/TASSP.1979.1163232
- O. Tretiak, C. Metz. SIAM J. Appl. Mathem., 39 (2), 341 (1980). DOI: 10.1137/0139029
- G.T. Gullberg, T.F. Budinger. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, BME-28 (2), 142 (1981). DOI: 10.1109/TBME.1981.324787
- I.A. Hazou, D.C. Solmon. J. Mathem. Anal. Appl., 141 (1), 109 (1989). DOI: 10.1016/0022-247X(89)90209-6
- P.P. Bruyant. J. Nucl. Medicine, 43, 1343 (2002)
- С.А. Терещенко. ЖТФ, 87 (9), 1283 (2017). DOI: 10.21883/JTF.2017.09.44898.2016 [S.A. Tereshchenko. Tech. Phys., 62 (9), 1293 (2017). DOI: 10.1134/S1063784217090250]
- И.М. Соболь. Численные методы Монте-Карло (Физматлит, М., 1973)
- G. Fishman. Monte Carlo: Concepts, Algorithms, and Applications (Springer Science \& Business Media, NY., 2013)
- O.N. Vassiliev. Monte Carlo Methods for Radiation Transport: Fundamentals and Advanced Topics (Springer, NY., 2016)
- J. Allison, et al. IEEE Transactions on Nucl. Sci., 53 (1), 270 (2006). DOI: 10.1109/TNS.2006.869826
- S. Agostinelli, et al. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 506 (3), 250 (2003). DOI: 10.1016/S0168-9002(03)01368-8
- J. Allison, et al. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 835, 186 (2016). DOI: 10.1016/j.nima.2016.06.125
- J. Baro, J. Sempau, J.M. Fernandez-Varea, F. Salvat. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 100, 31 (1995). DOI: 10.1016/0168-583X(95)00349-5
- D. Sarrut, et al. Medical Phys., 41 (6), 064301 (2014). DOI: 10.1118/1.4871617
- XCOM: Photon Cross Sections Database. 8.89 https://www.nist.gov/pml/xcom-photon-cross-sections-database. DOI: 10.18434/T48G6X
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.