微型正子斷層掃描中非純正子射源產生之三重同符事件的回收

陳思妤

傳統的正子斷層造影主要為利用純正子發射射源如18F進行同符事件偵測，而非純正子發射射源（non-pure positron emitter）如124I較傳統正子射源具有較長的半衰期且對特定器官結合特異性高等優點，近幾年被廣為研究於核醫放射治療劑量評估上。然而，非純正子射源除了進行正子衰變外，亦會伴隨附屬加馬射線（associated gamma ray），此加馬射線會增加隨機事件發生機率，在傳統PET成像中會被自動丟棄，但於丟棄之事件中仍有許多同符事件為有效的資訊，因此本研究主要針對非純正子射源所產生之三重事件下進行可回收同符事件的評估，進而提升非純正子射源同符事件的靈敏度。

本實驗參考臨床使用Siemens Inveon microPET機型進行SimSET合併Geant4 Application for Tomographic Emission（SimGATE）蒙地卡羅模擬，首先使用124I與76Br兩種非純正子射源進行不同活度下，三重事件內可回收同符事件之比率並提出演算法進行判別以取得可回收同符事件資訊。由於三重事件中互毀光子符合以下三項特點：(1) 偵測反應線必通過物體範圍內，(2) 由於互毀光子對作用方向相反，因此在三重事件中互毀光子對的LOR最不可能為最短距離，(3) 附屬加馬射線能量與互毀光子能量為相異的。利用以上特點分別針對偵測到三重事件的距離與能量提出三種演算法，接著進行可回收之三重同符事件的回收評估比較找出最佳演算法，最後使用此演算法模擬NEMA-UN4假體並重建影像進行解析量化。

研究發現非純正子射源中可回收之三重同符事件，對於124I影像同符事件數可增加12~17%，而76Br影像則可增加25~34%的同符事件，此外使用演算法判別可回收的三重同符事件準確率可高達93%。當附屬加馬光子能峰能量大於580 keV時能量閾值設定在580 keV，相反地，當附屬加馬光子能量小於580 keV則能量閾值設定在低於能峰能量一點的能量。使用距離辨別互毀光子對時有較佳的準確度，但會受到射源偏移中心位置影響準確度有下降的情況發生。

本研究利用簡單的演算法進行非純正子射源造成三重事件內同符事件的回收利用，可大幅提升非純正子射源之同符事件的靈敏度，而此方法可用於任一小動物微正子斷層掃描與非純正子射源，相信未來可幫助非純正子射源研究劑量評估精準度。