ارزيابي كمي اثرات ناشي از پراكندگي تابش بر كيفيت تصاوير SPECT حاصل از موازي ساز فن بيم با استفاده از شبيه سازي مونت كارلو

Quantitative Evaluation of Radiation Scattering Effects on Quality of SPECT Images from Fan Beam Collimator using Monte Carlo Simulation

مقدمه: در اين كار با استفاده از شبيه سازي مونت كارلو به ارزيابي كمي اثرات ناشي از پراكندگي تابش بر كيفيت تصاوير SPECT حاصل از موازي ساز فن بيم پرداخته شده است. مواد و روش ها: براي مدل سازي سيستم تصويربرداري از كد مونت كارلو MCNP4C استفاده گرديد. به منظور بررسي ميزان تاثير پراكندگي تابش بر كيفيت تصوير از يك فانتوم آب استفاده شد و تابع خط گستر(LSF) و تابع تغيير انتقال(MTF) در حضور و عدم حضور اين محيط پراكنده ساز اندازه گيري و با يكديگر مقايسه گرديد. يافته هاي پژوهش: بيشترين اختلاف ميان FWHM تابع خط گستر در حضور و عدم حضور محيط پراكنده ساز برابر 4 درصد و براي FWTM برابر 13 درصد به دست آمد. بيشترين اختلاف مربوط به فركانس مكاني در يك دهم بيشينه MTF در حضور و عدم حضور محيط پراكنده ساز كمتر از 2 درصد و در نه دهم بيشينه MTF برابر 30 درصد بود. بحث و نتيجه گيري: با توجه به نتايج به دست آمده مي توان نتيجه گرفت كه محيط پراكنده ساز بيشتر وضوح تصوير را تحت تاثير قرار مي دهد و تاثير زيادي بر قدرت تفكيك مكاني تصوير نخواهد داشت. به علاوه اثرات ناشي از پراكندگي تابش در فضاي فركانس مكاني مشهودتر است.

Introduction: In this study, the effects of radiation scattering on quality of SPECT images acquired by Fan beam collimator have been quantitatively evaluated using Monte Carlo simulation. Materials & Methods: MCNP4C Monte Carlo code was used to simulate the imaging system. In order to evaluate the effects of radiation scattering on image quality, a water phantom was used. Line Spread Function (LSF) and Modulated Transfer Function (MTF) in presence and absence of this scattering Media were measured and compared with each other. Findings: The maximum difference between FWHM of LSF in presence and absence of scattering media was equal to 4%, while this difference for FWTM was13%. The maximum difference between spatial freq-uency at one-tenth of MTF’s maximum in presence and absence of scattering media was less than 2%, while this difference for spatial frequency at nine-tenth of MTF’s maximum was equal to 30%. Discussion & Conclusion: Regarding to the obtained results, it can be concluded that the radiation scattering considerably affects the image clarification, but its impact on image spatial resolution is negligible. In addition, the effects of radiation scattering are more evident in spatial frequency space.