Вышедшие номера
Моделирование сбора сырых" проекционных данных в однофотонной эмиссионной компьютерной томографии
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 19-02-00244 А
Гурко М.А.1, Денисова Н.В.1
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
Email: m.gurko@alumni.nsu.ru, nvdenisova2011@mail.ru
Поступила в редакцию: 27 сентября 2021 г.
В окончательной редакции: 29 ноября 2021 г.
Принята к печати: 11 декабря 2021 г.
Выставление онлайн: 22 марта 2022 г.

Разработан и протестирован программный комплекс, предназначенный для статистического моделирования процедуры сбора данных при обследовании пациентов методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии. Моделирование выполнено методом Монте-Карло и включает эффекты взаимодействия гамма-излучения с веществом при прохождении в биологических тканях и в системе коллиматор-детектор. Проведена верификация расчета прохождения гамма-квантов через коллиматор путем моделирования клинических тестовых испытаний в режиме "syringe test". C помощью развитого программного комплекса и с использованием антропоморфной математической модели, имитирующей "виртуального пациента", выполнен расчет "сырых" проекционных данных в условиях, приближенных к клинической практике. Полученные изображения согласуются с клиническими данными. Ключевые слова: гамма-излучение, коллиматор, Монте-Карло, моделирование, фантом.
  1. L.M. Rodri guez. Phys. Med. Biol., 53 (17), 4573 (2008)
  2. R. Harrison. AIP Conf. Proc., 1204, 126 (2010)
  3. S. Jan, G. Santin, D. Strul, S. Staelens, K. Assie, D. Autret, S. Avner, R. Barbier, M. Bardies, P.M. Bloomfield, D. Brasse, V. Breton, P. Bruyndonckx, I. Buvat, A.F. Chatziioannou, Y. Choi, Y.H. Chung, C. Comtat, D. Donnariei. Phys. Med. Biol., 49 (19), 4543 (2004)
  4. В.А. Климанов. Физика ядерной медицины, (Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", М., 2012), ч. 1
  5. В.И. Беспалов. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом (Изд-во Томского политех. ун-та, Томск, 2008)
  6. National Institute of Standards and Technology, "NIST XCOM: Element/Compound/Mixture". Available: https://physics.nist.gov/PhysRefData/Xcom/html/xcom1.html
  7. J.H. Hubbell, W.J. Veigele, E.A. Briggs, R.T. Brown, D.T. Cromer, R.J. Howerton. J. Phys. Chem. Reference Data, 4 (3), 471 (1975).
  8. Г.А. Михайлов, А.В. Войтишек. Статистическое моделирование. Методы Монте-Карло: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры (Изд-во Юрайт, М., 2018)
  9. J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner, J. Hughes. Computer Graphics: Principles and Practice (Addison-Wesley, USA, 1995)
  10. С.М. Пригарин. Основы статистического моделирования переноса поляризованного оптического излучения: учебное пособие (Новосиб. гос. ун-т., 2010)
  11. И.М. Соболь. Численные методы Монте-Карло (Наука, М., 1973)
  12. E.R. Woodcock, J.T. Murphy, P. Hemmings, S.C. Longworth. Techniques Used in the GEM Code for Monte Carlo Neutronics Calculations in Reactors and Other Systems of Complex Geometry. Proceed. Conf. Application of Computing Methods to Reactor Problems, p. 557, 1965
  13. А.А. Аншелес, В.Б. Сергиенко. Ядерная кардиология (ФГБУ "НМИЦ кардиологии" Минздрава России, М., 2021)
  14. Tissue Substitutes in Radiation Dosimetry and Measurement (International Commission on Radiation Units and Measurements, 1989)
  15. M.J. Berger, J.H. Hubbell, S.M. Seltzer, J.S. Coursey, C.J. Chang, R. Sukumar, D.S. Zucker, K. Olsen. XCOM-Photon Cross Sections Database, NIST Standard Reference Database 8 (XGAM). 1987. https://www.nist.gov/pml/xcom-photon-cross-sections-database
  16. A.R. Formiconi. Phys. Med. Biol., 43 (11), 3359 (1998).