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.