Modell alapú szóráskorrekciós algoritmus kidolgozása SPECT képalkotó rendszerhez

OData támogatás
Konzulens:
Hesz Gábor
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A SPECT egy olyan orvos-diagnosztikai eljárás, mely során a betegbe valamilyen sugárzó izotópot juttatnak és ennek az izotópnak, a gamma fotonok által közvetített, térbeli eloszlását mérik. A fotonok detektálására gamma kamerát használnak melynek részei: kollimátor, szcintillációs kristály, fotoelektron sokszorozó csövek, és detektáló elektronika.

A tomográfiás képek rekonstrukciójának hagyományos megoldása a Radon transzformáción alapuló szűrt visszavetítés, de újabban elterjedtek az iteratív rekonstrukciós technikák is a gyakorlatban.

Az ideális esethez képest több tényező is rontja a keletkező képek minőségét. Ide tartoznak a gamma foton és az anyag kölcsönhatásai, például a sugárgyengítés és a Compton szórás.

A Compton szórásból származó fotonok nem megfelelő lokalizációban detektálódnak és így rontják a rekonstruált képek minőségét ezért korrekciójuk szükséges. Erre számos lehetséges megoldást kidolgoztak már, például több energia ablak használata vagy az analitikus egyenleteken alapuló megoldások.

Az általam megvalósítandó szóráskorrekciós algoritmus egy iteratív képrekonstrukciós eljárásba kerül majd beépítésre. Ennek első lépéseként a lehetséges gamma-foton forráspontok és a szóródási pontok mintavételezéséhez írtam algoritmust. Az algoritmus harmadik verziója a denzitás értékekkel térben arányosan mintavételezi a pontokat Poisson-Disk kritériumoknak megfelelően. A feldolgozott irodalom alapján az eljárás Poisson eloszlásnak megfelelően mintavételez. A jelenlegi algoritmus maximálisan 500000 pont mintavételezésére alkalmas és maximum 10243-ös felbontású képeket tud kezelni.

A mintavételező algoritmus megírása után elkészítettem a Compton szórást becslő algoritmust is. Az eljárás a gamma fotonok életútjának megfelelően követi gyengítési és szóródási jelenségeket, a forrásponttól a detektorig. Figyelembe veszi az útvonalon bekövetkező elnyelődésből származó gyengülést, a szóródási valószínűséget, a szóródásnál bekövetkező foton-energia gyengülést s az ehhez tartozó energia ablakolást, valamint a detektor pont-válasz függvényét is. Lehetőség van az elsődleges szóródáson kívül, másodlagos szóródást is számolni. Az algoritmust ezek után beépítettem a már meglévő iteratív eljárásba és teszteltem azt.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.