基于蒙特卡罗模拟的小动物质子CT最优射束能量

作者：刘美琪; 刘子豪; 卢晓明; 张红雁; 杨益东^*

来源：中国医学影像技术, 2022, 38(10): 1551-1555.

DOI：10.13929/j.issn.1003-3289.2022.10.024

• 蒙特卡罗模拟
• 质子
• 体层摄影术,X线计算机

目的 观察基于蒙特卡罗模拟的小动物质子CT(PCT)的最优射束能量。方法 采用蒙特卡罗模拟建立PCT系统，分别以不同能量质子束对体模1、2进行扫描，并以滤波反投影法重建图像，观察其中不同材料质子的相对阻止本领(RSP)值、重建误差、空间分辨率、信号噪声比(SNR)及对比噪声比(CNR),评估图像质量，筛选最优质子射束能量。结果 重建图像中，特氟龙、聚丙烯及骨骼等效材料的RSP的相对误差均随质子能量增高而先降后升，于质子能量为130 MeV时最小，分别为0.76%、0.08%及0.05%。体模1内4种插件的SNR和CNR均随质子能量增高而降低。重建图基本无法分辨体模2内直径0.2 mm铝插件，质子能量较低时可分辨直径0.4 mm铝插件；不同质子能量下均可分辨直径0.8 mm铝插件，且空间分辨率随质子能量增高而提升，质子能量大于130 MeV后变化趋缓。结论 以蒙特卡罗模拟的小动物PCT平台的最优成像质子射束能量为130 MeV。

• 单位
  中国科学技术大学; 物理学院