طراحی مفهومی آشکارساز و بازسازی تصویر یک سیستم دوربین کامپتون مورد استفاده در ارزیابی توزیع دز باریکه ی پروتون در حین پروتون درمانی

در این مقاله یک سیستم تصویرگیری دوربین کامپتون متشکل از چندین لایه آشکارساز پرا­کننده از جنس سیلیم و یک لایه­ی آشکارساز جاذب از نوع لوتسیم- ایتریم اکسی اورتوسیلیکات (LYSO)، طراحی و توسط کد جیانت شبیهسازی شد. ابتدا با استفاده از یک چشمه­ی نقطهای گاما با انرژیهای مختلف، کارایی و دقت سیستم برحسب تعداد آشکارسازهای پراکننده محاسبه و بهینه شد. پس از انتخاب بهترین چینش که شامل تعداد ده لایه آشکارساز پراکننده بود، دو مجموعه­ی مشابه از دوربین کامپتون، عمود بر باریکه­ی پروتون و رو­به­روی هم در دو سمت فانتوم آب قرار داده شدند تا مکان گسیل گاماهای آنی حاصل از برهم­کنش هستهای پروتون با فانتوم را تصویرگیری نمایند. برای تصویرگیری گاما، اطلاعاتی شامل انرژیهای به­جامانده از پدیده­ی کامپتون در یکی از آشکارسازهای ده گانه­ی سیلسیم و از پدیده­ی فوتوالکتریک در آشکارساز جاذب و هم­چنین مکان برهم­کنشها در قالب روت ثبت شد. سپس با استفاده از الگوریتم بازسازی تصویر دوربین کامپتون، در محیط نرمافزار متلب، نمایه­ی مکانی تولید گاماها به­دست آمد. مقایسه­ی توزیع گاما با توزیع دز نشان داد که مجموعه­ی دوربین کامپتون میتواند در ارزیابی برد باریکه­ی پروتون درحین پروتوندرمانی، از طریق آشکارسازی گاماهای آنی، با خطای کم­تر از mm ۷ مورد استفاده قرار گیرد.

Keywords:

پروتوندرمانی , دوربین کامپتون , بازسازی تصویر , کد جیانت