小動物雙光子斷層掃描系統之評估-蒙地卡羅模擬研究

陳靜妮

           本研究目的在以蒙地卡羅方法模擬雙光子斷層掃描(DuPECT)在小動物造影的表現。DuPECT是使用microPET的偵檢器以及SPECT常用的In-111核種，以期改善PET核種必須經由迴旋加速器產生的問題(成本高且核種半衰期短)，並且得到符合需求的解析度。In-111核種半衰期2.8天且99.995%會放出兩個能量分別為171keV及245keV的γ光子，利用microPET 系統的符合線路，可得每個In-111蛻變產生的兩個不同能量光子的同符事件(coincidence)，記錄其在偵檢器上的兩個位置，再利用其與多孔準直儀(multi-pinhole collimator)的兩條連線即可得一交點，因此，每記錄到一個同符事件便可得一個交點，此交點亦即核種發射的位置。在本研究中共設計5個實驗(pinhole孔徑的選擇、點射源在不同位置解析度之偵測、均勻度測試、活度定量測試以及衰減校正)以決定系統幾何及測試系統的各項特性。實驗結果顯示，使用直徑1.0 mm的點射源，在照野中心(CFOV)的解析度約為1.8 mm，靈敏度0.0295%，射源偏離CFOV越遠則變形的情況越嚴重，系統FOV為10 mm，均勻度約6.3%，由於隨機效應以及假影的影響，活度定量分析尚無法非常精確。模擬結果證明了DuPECT概念的可行性，只要能夠同時發出兩種能量不同的核種，即可使用DuPECT成像。目前的解析度與靈敏度尚未超越普遍使用的小動物核醫儀器，並且還有許多問題待改善，但現階段處於系統發展初期，未來將從多方面著手改善。