مقدمه

یکی از مشکلات اصلی در تصویربرداری SPECT، حضور فوتونهای پراکنده شدهء کامپتونی است. این فوتونهای پراکنده شده با انرژی کمتر از انرژی اولیه و در راستایی متفاوت از راستای اولیه به سطح آشکارساز میرسند . این تغییر راستا منجر به آشکارسازی فوتونها در مکانی نادرست و در نتیجه کاهش کنتراست تصاویر به دست آمده میشود. به علت انرژی کاهش یافتهء این فوتونهای پراکنده شده، به نظر میرسد که با قرار دادن یک بازهء انرژی مناسب در انرژی گسیلی ۹۹mTc امکان حذف کامل این فوتونها وجود داشته باشد. اما با توجه به تفکیک انرژی پایین بلور سوسوزن NaI(Tl) در ساختار آشکارساز %۱۰) برای انرژی گسیلی (۱۴۰keV تعداد زیادی از این فوتونها در بازهء انرژی فوتوپیک آشکارسازی میشوند.

روشهای زیادی برای اصلاح پراکندگی بازهء فوتوپیک پیشنهاد شدهاند .[۱-۹] هر یک از این روشها دارای فواید و محدودیتهای خاص خود میباشد. از این میان، روشهای مبتنی بر قرار دادن بازههای انرژی در طیف ۹۹ mTc به علت سادگی عملکرد، کاربرد وسیعتری در سیستمهای تصویربرداری پزشکی یافتهاند. در این مطالعه قصد داریم، روش دو بازهء انرژی (DEW) را مورد ارزیابی قرار دهیم. ابتدا با استفاده از برنامه شبیهسازی SIMIND، یک فانتوم استوانهای حاوی شش کره-سرد (بدون اکتیویته) را در یک زمینه -گرم (با اکتیویته یکنواخت) شبیهسازی میکنیم . سپس، با بررسی تغییر ایجاد شده در کنتراست تصویری و نسبت سیگنال-به-نویز کرههای-سرد عملکرد این روش اصلاحی را مورد ارزیابی قرار میدهیم.

۹۱۵

مواد و روشها

.۱ روش دو بازهء انرژی (DEW)

فرض اساسی در روش دو بازه انرژی ۱]و: [۲

توزیع فضایی فوتونهای پراکنده شده در بازهء فوتوپیک (Wpk=126-154 keV) میتواند به صورت k برابر توزیع فضایی فوتونهای آشکارسازی شده در یک بازهء ثانویه (اغلب (Wc= 92-125 keV که در بخش کامپتونی طیف انرژی ۹۹mTc قرار دارد، برآورد شود:

(۱)

که در آن Spk

(i, j)  kT (i, j) pk S
c

تصویر مؤلفهء پراکندگی حاضر در بازهء فوتوپیک، Tc تصویر فوتونهای آشکارسازی شده در

بازهء ثانویه است. مختصه (i,j) مکان پیکسل مورد نظر را در ماتریس تصویری نشان میدهد. بنابراین، تصویر اصلاح شده، SCpk، از رابطهء زیر به دست خواهد آمد:

(۲)

(i, j) pk (i, j)  S pk (i, j)  T pk SC

این روش اصلاحی میتواند قبل از بازسازی تصویر بر روی نگارهها یا بعد از بازسازی بر روی تصویر

بازسازی شده انجام شود. در صورت استفاده از روش اول تنها نیاز به بازسازی تصویر اصلاح شده است، در حالی که در روش دوم باید تصاویر به دست آمده از بازهء فوتوپیک و بازهء پراکندگی بازسازی شده و سپس اصلاح اعمال شود. در این مطالعه، روش اول مورد استفاده قرار میگیرد.

.۲ فانتوم حاوی کرههای-سرد در زمینه-گرم

فانتومی که برای ارزیابی روش دو بازهء انرژی شبیهسازی میشود، یک فانتوم استوانهای (به قطر ۲۰ cm و ارتفاع (۲۲ cm پر شده از آب با توزیع یکنواخت ۹۹mTc و حاوی شش کرهء بدون اکتیویته (کرههای-سرد) است. قطر این کرهها به ترتیب عبارتند از: ۳/۲، ۲/۶، ۲، ۱/۶، ۱/۳ و .۱ cm مرکز این کرهها بر روی محیط دایرهای به شعاع ۵/۴ cm در صفحهء گذرنده از نیم ارتفاع استوانه واقع شده است.

.۳ معیارهای ارزیابی

در این مطالعه برای ارزیابی بازههای مختلف دو معیار سنجش ریاضی، کنتراست تصویری و نسبت سیگنال – به-نویز، استفاده میشوند. این معیارهای ارزیابی، در یک ناحیهء مورد نظر (ROI) از تصویر کرههای سرد و تصویر زمینه محاسبه میشوند. در این مطالعه، ناحیهء مورد نظر در تصویر کرههای سرد تقریباً شامل تمام پیکسلهایی است که به طور کامل در داخل تصویر هر یک از کرهها و به دور از لبهها قرار گرفتهاند. تعداد این پیکسلها در مورد کره ۱ (قطر ۵۶ (۳/۲ cm عدد، کره ۲ (قطر ۳۰ (۲/۶ cm عدد، کره ۳ (قطر ۱۲ (۲ cm عدد، کره ۴ (قطر ۱۰ (۱/۶ cm عدد، کره ۵ (قطر ۸ ( ۱/۳ cm عدد و در مورد کره ۶ (قطر ۲ ( ۱ cm عدد میباشد. ناحیهء مورد نظر در تصویر زمینه شامل سطر ۵۷ تا ۷۲ و ستون ۵۷ تا ۷۲، در مجموع ۲۵۶ پیکسل، میباشد. به

۹۱۶

علت تعداد کم پیکسلهای شامل شده در کره ۶ و تغییر زیاد کنتراست آن از یک شبیهسازی به شبیهسازی دیگر معمولاً از بررسی آن صرف نظر میشود.

با توجه به نواحی مورد نظر تعریف شده، کنتراست تصویری هر کره سرد به صورت درصد اختلاف میانگین شمارشهای داخل هر کره و میانگین شمارشهای زمینه، تقسیم بر میانگین شمارشهای زمینه محاسبه میشود. نسبت سیگنال-به-نویز برای هر کره به صورت قدر مطلق اختلاف میانگین شمارشهای داخل تصویر کرهها و میانگین شمارشهای تصویر زمینه، تقسیم بر انحراف استاندارد زمینه تعریف میشود .[۱۰]