طراحي مفهومي آشكارساز و بازسازي تصوير يك سيستم دوربين كامپتون مورد استفاده در ارزيابي توزيع دز باريكه‌ي پروتون در حين پروتون درماني

در اين مقاله يك سيستم تصويرگيري دوربين كامپتون متشكل از چندين لايه آشكارساز پرا كننده از جنس سيليم و يك لايه ي آشكارساز جاذب از نوع لوتسيم-ايتريم اكسي اورتوسيليكات (LYSO)، طراحي و توسط كُد جيانت شبيه‏سازي شد. ابتدا با استفاده از يك چشمه ي نقطه‏اي گاما با انرژي‏هاي مختلف، كارايي و دقت سيستم برحسب تعداد آشكارسازهاي پراكننده محاسبه و بهينه شد. پس از انتخاب بهترين چينش كه شامل تعداد ده لايه آشكارساز پرا‏كننده بود، دو مجموعه ي مشابه از دوربين كامپتون، عمود بر باريكه ي پروتون و رو به روي هم در دو سمت فانتوم آب قرار داده شدند تا مكان گسيل گاما‏هاي آني حاصل از برهم كنش هسته‏اي پروتون با فانتوم را تصويرگيري نمايند. براي تصويرگيري گاما، اطلاعاتي شامل انرژي‏هاي به جامانده از پديده ي كامپتون در يكي از آشكارسازهاي ده گانه ي سيلسيم و از پديده ي فوتوالكتريك در آشكارساز جاذب و هم چنين مكان برهم كنش‏ها در قالب روت ثبت شد. سپس با استفاده از الگوريتم بازسازي تصوير دوربين كامپتون، در محيط نرم‏افزار متلب، نمايه ي مكاني توليد گاماها به دست آمد. مقايسه ي توزيع گاما با توزيع دز نشان داد كه مجموعه ي دوربين كامپتون مي‏تواند در ارزيابي بُرد باريكه ي پروتون درحين پروتون‏درماني، از طريق آشكارسازي گاماهاي آني، با خطاي كم تر از mm 7 مورد استفاده قرار گيرد.