بازسازی تصاویر حاصل از مدل سازی مقطع نگاری رایانه ای پروتون با استفاده از ابزار مونت کارلوی Geant4

دقت در طراحی درمان پروتون درمانی بستگی به صحت اطلاعاتی دارد که برای محاسبه RSP بافت ها در بدن بیمار به کار می رود. این اطلاعات از تصاویر xCT و با استفاده از منحنی کالیبراسیون مورد نیاز برای تبدیل اعداد هانسفیلد به مقادیر RSP حاصل می شود. استفاده از xCT منجر به ایجاد خطا، در تخمین برد و محاسبه دز پروتون در طراحی درمان می شود. ولی با به کارگیری pCT در مد انتگرال نهشت انرژی، این خطا حذف شده و نقشه RSP بافت ها به طور مستقیم محاسبه می شود. در این مطالعه، یک سیستم مدرن تصویربرداری pCT با قابلیت ردیابی ذره به ذره، با استفاده از ابزار مونت کارلو Geant4 شبیه ‏سازی شد. هدف از این شبیه ‏سازی، بهبود رزولوشن چگالی تصاویر بافت‏ ها بدون افزایش دز می ‏باشد. فانتوم استاندارد CIRS062M با انرژی پروتون MeV 300 پرتودهی شد و مقادیر انرژی، موقعیت و جهت حرکت ذرات قبل و بعد از فانتوم توسط آشکارسازهای هسته‏ ای در فایل root ذخیره شدند. ماتریس تصویر فانتوم به صورت نقشه RSP بافت ‏ها با استفاده از سه الگوریتم تحلیلی رادون بازسازی و نتایج از نظر مقدار دز، رزولوشن چگالی و RMSE نسبت به داده های تصویر فانتوم مقایسه شد. الگوریتم پیشنهادی با اعمال تصحیح زاویه افکنده ها در سطح دز برابر، منجر به بهبود رزولوشن چگالی از 1/9% به 3/4% و RMSE از 43/26% به 81/6% شد.