Н АЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

КАФЕДРА «МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА»

Моделирование пэт-томографа и изучение его характеристик

Автор: студент гр. Т09-35: ___________________/Куменков,Михайлов/

Проверил: доцент каф. 35, к.ф.-м.н. _______________ /Дубов Л. Ю./

Зав. каф.35 профессор, д.ф.-м.н. _________________ /Беляев В. Н./

Москва - 2011 г.

Оглавление

Постановка задачи 3

Алгоритм решения 3

Результаты 12

Анализ результатов 15

Вывод 16

Постановка задачи

Цель разработки модели:

Изучение характеристик ПЭТ-томографа: пространственное разрешение, дозовая нагрузка, рассеяние излучения

Геометрия задачи

X y z фантом

50

детектор

75

5

5

5

5

20

Позитроны, испускаемые источником в фантоме, при аннигиляции образуют гамма-кванты, которые, в свою очередь, взаимодействуют с фантомом и детектором

Задача разбита на 3 этапа:

1)моделирование движения позитронов

2)моделирование движения гамма-квантов

3)обработка событий в детекторе и их анализ

Моделирование движения позитронов:

• Создание блока табличных данных, содержащих макроскопические сечения взаимодействия для разных значений энергий;

• Розыгрыш функции источника для позитронов;

• Розыгрыш транспортного ядра для позитронов;

• Розыгрыш оптического пробега для позитронов;

• Розыгрыш геометрического модуля для позитронов;

• Розыгрыш ядра столкновений: вида взаимодействия;

• По достижению энергии 10Кэв текущее местоположение считается точкой анигиляции

• Из точки анигиляции позитрона для экономии времени вылетает 300 пар гамма-квантов

Моделирование событий в детекторе:

• Розыгрыш оптического пробега для гамма-квантов;

• Розыгрыш геометрического модуля для гамма-квантов;

• Розыгрыш ядра столкновений: вида взаимодействия;

Обработка событий в детекторе и их анализ:

• Визуализация распространения событий в детекторе для источник, расположенного в центре фантома.

• Визуализация распространения событий в детекторе для источник, расположенного в углу фантома.

Визуализация результата моделирования событий в детекторе заключается в построении различных столбцов единой базы данных учета гамма-квантов. Она представляет собой массив из 5 столбцов (X-Y-Z - координаты взаимодействия с детектором, E - энергия, потерянная при взаимодействии, N - номер события).Таким образом, допустим при построении распределения энергии выделяющейся в детекторе нам надо всего лишь построить распределение величины в 4м столбце. Если нам нужно построить распределения по энергии в определенной области, надо всего лишь наложить условие на первые 3 столбца.

Результаты.

Рис. 1. Распределение полярного угла(а), распределение азимутального угла(б) энергетическое распределение частиц(в) распределение событий по детектору(г),шкала пересчета(д) для источника,находящегося в центре фантома.

Рис. 2. Распределение полярного угла(а), распределение азимутального угла(б) энергетическое распределение частиц(в) распределение событий по детектору(г),шкала пересчета(д) для источника,находящегося в углу фантома.