Γεωμετρική προσέγγιση ανακατασκευής μέσω τριπλής σύμπτωσης στην πολυφωτονική απεικόνιση τύπου PET

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της διάσπασης του ortho-Positronium και η ανάπτυξη αλγορίθμου γεωμετρικής ανακατασκευής με τρία φωτόνια σε σύμπτωση. Αρχικά στα πέντε πρώτα κεφάλαια, αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο. Ειδικότερα, το Kεφάλαιο 1 πραγματεύεται το θεωρητικό υπόβαθρο σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις σωματιδίων, φορτισμένων και μη με την ύλη και τις ραδιενεργές διασπάσεις και αποδιεγέρσεις. Στα Κεφάλαια 2 και 3 αναλύονται η αρχή λειτουργίας ενός ποζιτρονικού τομογράφου (PET) και ενός τομογράφου μονοφωτονικής εκπομπής (SPECT), τα επιμέρους κατασκευαστικά τους μέρη και οι ραδιοϊχνηθέτες που αξιοποιούνται σε κάθε τεχνική. Στο Κεφάλαιο 4 περιγράφεται η κινηματική της εξαΰλωσης του ortho-Positronium, η αλληλεπίδραση του με την ύλη και τεχνικές ανίχνευσης των τριών φωτονίων της εξαΰλωσης. Στο Κεφάλαιο 5 γίνεται μια μικρή αναφορά στις μεθόδους ανακατασκευής εικόνας, αναλύοντας την μέθοδο οπισθροπροβολής, την τεχνική Fourier, την μέθοδο επαναληπτικής αλγεβρικής τεχνικής, καθώς και στοχαστικούς αλγορίθμους, όπως η μεγιστοποίηση της πιθανοφάνειας (MLEM). Στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζονται τα εργαλεία για την εκτέλεση των προσομοιώσεων και την ανάλυση των δεδομένων, GEANT4/GATE, PAW. Στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζεται όλη η διαδικασία που ακολουθήθηκε προς την ανάπτυξη και εφαρμογή του αλγορίθμου ανακατασκευής. Αναλυτικότερα, στην ενότητα 7.1 περιγράφεται η κινηματική μελέτη της διάσπασης του ortho-Positronium, μέσω προσομοιώσεων Monte Carlo και η επαλήθευση των αποτελεσμάτων, μέσω προσομοιώσεων GEANT4/GATE. Στην ενότητα 7.2 εισάγουμε την ιδέα καταγραφής τριπλής σύμπτωσης από ραδιενεργή πηγή para-Positronium+1275 keV γ, δηλαδή προσομοιώνοντας την διάσπαση του ισοτόπου Na-22. Η τριπλή σύμπτωση μελετάται σε σύστημα τεσσάρων σπινθηριστών CsI(Tl), τοποθετημένων σε κεφαλή SPECT. Στην ενότητα 7.3 παρουσιάζεται ο αλγόριθμος ανακατασκευής με καταγραφή τριών φωτονίων, έπειτα από προσομοιώσεις σε GEANT4/GATE, πηγών para-Positronium +1275 keV γ μέσα σε σύστημα δύο σφαιρικών σπινθηριστών CsI και ενός ορθογώνιου. Τέλος, στο Κεφάλαιο 8 αναλύεται η εφαρμογή του αλγορίθμου σε συστήματα εμπορικών PET scanners και η ανακατασκευή του phantom Shepp-Logan. Η ανάλυση των δεδομένων των προσομοιώσεων πραγματοποιήθηκε με το πρόγραμμα PAW και ο αλγόριθμος ανακατασκευής δομήθηκε σε γλώσσα προγραμματισμού Python. Στο τέλος της εργασίας εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με την ανακατασκευή της εικόνας με τρία φωτόνια και γίνεται μια σύγκριση της συμβατικής ανακατασκευής διπλών συμπτώσεων έναντι των τριπλών συμπτώσεων.

Authors dc:creator

• Ρουσοπούλου Σταυρούλα
• Rousopoulou Stavroula

• Επιστήμες Υγείας
• Health Sciences

Language dc:language

Ελληνικά, Greek

Identifier

uoadl:5402676

OAI identifier oai:identifier

oai:lib.uoa.gr:uoadl:5402676