Вышедшие номера
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.1
1Национальный 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.
  1. В.В. Пикалов, Т.С. Мельникова. Томография плазмы (Наука, Новосибирск, 1995)
  2. Emission Tomography: The Fundamentals of PET and SPECT, ed. by M.N. Wernick, J.N. Aarsvold (San Diego, CA, Elsevier Academic Press, 2004)
  3. С.А. Терещенко. Методы вычислительной томографии (Физматлит, М., 2004)
  4. J. Prekeges. Nuclear Medicine Instrumentation (Jones \& Bartlett Publishers, Burlington, МА, 2012)
  5. S.R. Cherry, J.A. Sorenson, M.E. Phelps. Physics in Nuclear Medicine e-Book (Elsevier Saunders, Philadelphia, PA, 2012)
  6. Webb's Physics of Medical Imaging, ed. by M.A. Flower. (CRC Press, Boca Raton, FL, 2012)
  7. K.M. Case, P.F. Zweifel. Linear Transport Theory (Addison--Wesley, London, 1967)
  8. A. Ishimaru. Wave Propagation and Scattering in Random Media (Academic, NY., 1978)
  9. А.M. Кольчужкин, В.В. Учайкин. Введение в теорию прохождения частиц через вещество (Атомиздат, М., 1978)
  10. Л.А. Апресян, Ю.А. Кравцов. Теория переноса излучения: Статистические и волновые аспекты (Наука, М., 1983)
  11. 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
  12. E.M.A. Hussein. Radiation Mechanics: Principles and Practice (Elsevier, Amsterdam, 2010)
  13. 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
  14. O. Tretiak, C. Metz. SIAM J. Appl. Mathem., 39 (2), 341 (1980). DOI: 10.1137/0139029
  15. G.T. Gullberg, T.F. Budinger. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, BME-28 (2), 142 (1981). DOI: 10.1109/TBME.1981.324787
  16. I.A. Hazou, D.C. Solmon. J. Mathem. Anal. Appl., 141 (1), 109 (1989). DOI: 10.1016/0022-247X(89)90209-6
  17. P.P. Bruyant. J. Nucl. Medicine, 43, 1343 (2002)
  18. 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]
  19. И.М. Соболь. Численные методы Монте-Карло (Физматлит, М., 1973)
  20. G. Fishman. Monte Carlo: Concepts, Algorithms, and Applications (Springer Science \& Business Media, NY., 2013)
  21. O.N. Vassiliev. Monte Carlo Methods for Radiation Transport: Fundamentals and Advanced Topics (Springer, NY., 2016)
  22. J. Allison, et al. IEEE Transactions on Nucl. Sci., 53 (1), 270 (2006). DOI: 10.1109/TNS.2006.869826
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. D. Sarrut, et al. Medical Phys., 41 (6), 064301 (2014). DOI: 10.1118/1.4871617
  27. 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.