Учебный эксперимент: Двумерная реконструкция радиоактивного источника

Оборудование:

Цель эксперимента:

Изучение методов ядерной визуализации и настройка параметров для двумерной реконструкции изображения радиоактивного источника.

Основа эксперимента:

Принцип работы EasyPET прост: два модуля детекторов перемещаются синхронно, выполняя два независимых типа вращения вокруг двух осей, чтобы охватить поле обзора, аналогичное полному кольцу детекторов.

Вращения обеспечиваются двумя шаговыми моторами. Нижний мотор имеет фиксированную ось, положение которой определяет центр поля обзора. Он поддерживает и вращает верхний мотор с заданным шагом α. Ось верхнего мотора всегда движется по окружности радиусом, равным расстоянию между двумя осями.

Верхний мотор, в свою очередь, перемещает U-образную плату с двумя соосными модулями детекторов, осуществляя симметричное сканирование в пределах диапазона θ вокруг центра. Таким образом, установка EasyPET может реконструировать изображение радиоактивного источника, находящегося в пределах цилиндрического поля обзора между детекторами. Диаметр этого поля определяется углом θ — диапазоном сканирования верхнего мотора.

 Проведение эксперимента:

Установите держатель источника на колонну, закреплённую на основании системы. Закрепите U-образную плату на верхнем шаговом двигателе и подключите плоский кабель к плате и блоку управления. Подключите систему к компьютеру и включите питание.

Параметры, влияющие на оптимизацию настройки для двумерной реконструкции изображения источника, включают: рабочее напряжение детекторов, временное окно совпадений и порог срабатывания. Поместите держатель источника между двумя детекторами и настройте параметры для оценки вклада от тёмного счёта.

Установите радиоактивный источник ²²Na в держатель и повторите измерения, регулируя параметры для получения качественной реконструкции изображения источника.

Блок-схема экспериментальной установки:

Результаты: 

Путём настройки параметров студент может визуально наблюдать и понимать их влияние на результат реконструкции изображения. При фиксированном пороге видно, как изменение временного окна совпадений влияет на контраст изображения. Настройка напряжения и временного окна представляет собой интересный способ наблюдения, как изменения этих параметров влияют на качество изображения. Выбор этих параметров осуществляется на основе компромисса между эффективностью регистрации и точностью реконструкции.

Изображение распределения источника ²²Na в зависимости от ширины окна совпадений при фиксированных значениях порога и напряжения смещения: