Szóráskompenzáció tomográfiás 3D rekonstrukcióhoz

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Szirmay-Kalos László
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A PET szkennereket az orvosi diagnosztikában alkalmazzák a páciensek belső szerveinek feltérképezésére. A PET vizsgálat során egy pozitronokat kibocsájtó bomló anyagot fecskendeznek a szervezetbe és az elkészült térbeli képen láthatóvá válik mely részeken és milyen mértékben szívódott fel a kiválasztott anyag. Gyakran alkalmazzák rákos sejtek szűrésére, mivel azoknak az anyagcseréje különbözik a normál sejtekétől, így a megfelelő kontrasztanyagot használva diagnosztizálható és behatárolható egy PET vizsgálattal.

A berendezés működése a bejuttatott anyag bomlásakor keletkező gamma foton-párok regisztrációján alapul, mivel azok egymással szemközti kezdeti sebességgel rendelkeznek és azonos kiindulási ponttal. A fotonok becsapódnak a vizsgált térrész körüli detektorgyűrűbe és beazonosítás után egy párként kerülnek regisztrálásra. Ideális esetben a meghatározott detektorpár közt húzott egyenesen (gyakorlatban a nem pontszerű kiterjedésük miatt térrészen belül) található a kiindulási pontja a két fotonnak, azaz a bomlás helye. A PET vizsgálatok során a regisztrált fotonpárok alapján készül egy intenzitás térkép a vizsgált térrészen belül történt bomlási események számáról. Mivel a bomlások száma egyenesen arányos a bomló anyag adott területen belüli koncentrációjával, ezért a képen valójában a bejuttatott kontrasztanyag eloszlása látszódik.

A 3D intenzitásképet azonban a 2D-s fotonpárok térképéből kell rekonstruálni, aminek a során nagyon nagy mennyiségű adatot kell feldolgozni és lehetőleg minél kisebb hibát véteni a számolt intenzitásokban. A jelenleg elterjedt rekonstrukciós eljárások nem veszik figyelembe a fotonok közegen belüli szóródását, pedig például egy emberi test esetében a szórt fotonok száma elérheti a 40%-ot is az összes foton arányában. A szakdolgozatom témájaként egy PET/CT berendezéshez fejlesztett rekonstrukciós program fejlesztésébe kapcsolódtam be, amelyen belül főleg a közegen belüli szóródás modellezésével és a programba implementálásával foglalkoztam. A rekonstrukciót pedig a GPU-n hajtjuk végre a gyors lefutás érdekében. A dolgozatomban ismertetem a használt rekonstrukciós program és a szóródás beleszámításának elméleti alapjait, a gyakorlati kihívásokat és az elért eredményeket.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.