Publication: Simulation and image reconstruction of clinical TOF-PET scanners
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Publication Date
2013-05-22
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
En esta tesis se ha mostrado que el código de simulación Monte Carlo PeneloPET, desarrollado en el Grupo de Física Nuclear de la Universidad Complutense de Madrid, es lo suficientemente flexible como para incorporar las principales características de distintos escáneres PET, incluyendo escáneres clínicos, logrando reproducir las medidas experimentales obtenidas con estas máquinas.
Una de los principales problemas de simular escáneres comerciales consiste en el hecho de que generalmente algunas de sus características (como la electrónica y el proceso de formación de coincidencias) no son conocidas. En ese caso es necesario ajustar una serie de parámetros de manera que se reproduzcan los datos experimentales publicados. En esta tesis se ha mostrado que una vez realizado ese ajuste, se pueden reproducir otra serie de datos experimentales adicionales, así como otros escáneres de la misma familia (que comparten muchas características comunes). En concreto, una vez que la simulación se ha afinado para reproducir la sensibilidad del escáner B-TPTV, las predicciones para la fracción de dispersión están de acuerdo dentro de un 5% con los valores medidos para los tres escáneres bajo investigación. Asimismo, la sensibilidad, la resolución y la tasa de cuentas efectivas NEC de los escáneres B-TP, B-TPTV y mCT se lograron reproducir dentro de las incertidumbres experimentales. Una vez que se tienen todos los parámetros del escáner, se ha podido estudiar cómo afecta el variar alguno de estos parámetros en las principales características de su rendimiento (como la sensibilidad o la tasa de cuentas efectiva NEC). Tal como era de esperar, muchos de los parámetros óptimos estimados (como la ventana de energía usada para elegir las coincidencias) coinciden con los empleados en los escáneres comerciales.
En otros casos, se ha podido estimar lo que se puede llegar a ganar en sensibilidad con escáneres con un mayor número de detectores. En estas simulaciones, se ha incorporado al información de TOF en los ficheros de salida, de manera similar a como se hace en los escáneres clínicos, demostrando que PeneloPET es capaz de incorporar fácilmente esta información. En esta tesis se ha demostrado también la mejora en la imagen que se obtiene mediante el uso de la información TOF obtenida en los escáneres PET. Se encontró que la información TOF, en las reconstrucciones realizadas con el código GFIRST permite obtener un mejor contraste de imagen y menor ruido, y también mayor SNR que sin TOF.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear, leída el 22-02-2013