Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) imaging systems optimization in nuclear medicine: Monte Carlo study

Abstract

Les simulations de Monte Carlo sont actuellement considérées en imagerie de médecine nucléaire comme un outil pour concevoir et optimiser la caméra à scintillation et les systèmes SPECT, ainsi que pour évaluer algorithmes de reconstruction et méthodes de correction pour dégrader les effets physiques. Parmi les de nombreux simulateurs disponibles, aucun d’entre eux n’est considéré comme un standard en imagerie médicale nucléaire. Dans cette thèse, nous avons utilisé le code de simulation de Monte Carlo, SIMIND, qui décrit une caméra SPECT standard et peut facilement être modifié pour presque n’importe quel type de calcul rencontré en imagerie SPECT. SIMIND a été validé dans SPECT en modélisant des gamma caméras, en comparant les résultats obtenus avec des simulations SIMIND avec des données expérimentales. SIMIND comprend une modélisation complète des interactions des collimateurs, ce qui est essentiel lorsque des émetteurs de photons de plus haute énergie sont simulés. Notre objectif dans ce travail de thèse était d’évaluer et de déterminer les paramètres d’imagerie optimaux en imagerie SPECT, et également d’évaluer la méthode TEW, au moyen de la simulation de Monte Carlo. Une méthode largement utilisée pour la correction de la diffusion est la soustraction d’images formées à l’aide de fenêtres d’énergie dans la région des photopointes. Les paramètres utilisés pour la comparaison des différents paramètres de fenêtre et collimateurs incluent; résolution spatiale, sensibilité, contraste de l’image, rapports diffusion / total (STR). Nous avons évalué les paramètres d’imagerie pour l’I-131 en utilisant la simulation de Monte Carlo. Nous avons démontré que, dans I-131 SPECT, la diffusion et la pénétration du collimateur sont significatives et nos résultats montrent que, le petit angle d’acceptation a un effet majeur sur la qualité de l’image en imagerie I-131 SPECT. En outre, un certain nombre de paramètres de fenêtre d’énergie et de collimateur différents pour les isotopes I-131, Lu-177, Y-90 sont étudiés en utilisant des simulations de Monte Carlo avec le code SIMIND. De plus, nous évaluons les fractions de photons diffusés et déterminons les fenêtres optimales de sous- énergie et d’énergie principale pour la mise en uvre de la méthode de correction TEW en imagerie Sm-153.