Abordagem Fixed Forced Detection na aceleração de simulações tomográficas utilizando o código GATE
Palavras-chave:
Simulação Monte Carlo, Fixed Forced Detection, código GATE, TomografiaResumo
Diversos trabalhos estão sendo realizados pelo nosso grupo para desenvolver e otimizar uma metodologia de simulação computacional que permita estudar novas configurações de tomógrafos assim como testar novos códigos de reconstrução de imagens tridimensionais. Uma limitação encontrada com a simulação por Monte Carlo (MC) tradicional é a necessidade de longos tempos de execução para diminuir os ruídos encontrados nas imagens tomográficas reconstruídas. Neste sentido foi necessário encontrar um método de simulação, com redução de variância, que permitisse obter imagens tomográficas de qualidade em tempo de computação razoável. Neste trabalho foi explorada a utilização da abordagem Fixed Forced Detection (FFD) como alternativa ao MC. Os resultados encontrados foram satisfatórios. A contagem de fótons com abordagem FFD esteve na mesma ordem que com MC, enquanto os tempos de cálculo foram em média quatro vezes menores. As imagens tomográficas reconstruídas utilizando 360 projeções simuladas com FFD e com MC, foram semelhantes e apresentam boa concordância com o fantôma utilizado, adicionalmente, aquela obtida com FFD apresentou uma melhor nitidez e menores níveis de ruido.
Downloads
Referências
Sarrut, D; Bardiès, M; Boussion, N.; et al. A review of the use and potential of the GATE Monte Carlo simulation code for radiation therapy and dosimetry applications. Med. Phys. 2014, 41,6, 064301. https://doi.org/10.1118/1.4871617
Cajgfinger, T.; Rit, S.; Létang, J. M.; Halty, A.; Sarrut, D. Fixed forced detection for fast SPECT Monte-Carlo simulation. Phys. Med. Biol. 2018, 63, 055011. https://dx.doi.org/10.1088/1361-6560/aa9e32
Cassola, V. F.; Melo Lima, V. J; Kramer, R.; Khoury, H. J. FASH and MASH: female and male adult human phantoms based on polygon mesh surfaces: I. Development of the anatomy. Phys. Med. Biol. 2010, 55, 133-162. https://dx.doi.org/10.1088/0031-9155/55/1/009
NRecon. https://www.microphotonics.com/micro-ct-systems/nrecon-reconstruction-software/, último acesso agosto 2023.
VV, a 4D slicer. https://github.com/open-vv/vv , último acesso, agosto 2023.
Golosio, B.; Schoonjans, T.; Brunetti, A.; Oliva, P.; and Masala, G. L. (2014) Monte Carlo simulation of X-ray imaging and spectroscopy experiments using quadric geometry and variance reduction techniques. Computer Physics Communications 2014 ,185, 3, 1044-1052. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2013.10.034
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2024 Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, sendo o trabalho simultaneamente licenciado sob a Creative Commons Attribution License o que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria do trabalho e publicação inicial nesta revista.
Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.