تصحیح حرکت تنفسی در تصویربرداری gate شده به روش SPECT از قلب۹۳- فایل ... |
نمودار ۱-۱.پهنای کامل نصف ماکسیمم انرژی(FWHM) 662KeVپرتو گامایدر آشکارساز، ۵۵KeV را نشان می دهد.
پهنای کامل نصف ماکسیمم انرژی(درصدی) در آشکارسازهای NaI(Tl) ، از ۷ الی ۱۰ درصد است و برای با انرژی ۱۴۰ کیلو الکترون ولت در حدود ۴۲/۰ درصد میباشد[۱,۲].
همانطور که دیده می شود انرژی قدرت تفکیک به انرژی فوتون اولیه وابسته است. هر چقدر انرژی آن بیشتر باشد درصد انرژی قدرت تفکیک کمتر می شود و به عبارت دیگر تفکیک بهتری خواهیمداشت، زیرا درصد بیثباتی آماری کاهش پیدا می کند.
۱-۱-۱-۲-۲-۱-۲ راندمان آشکارسازی[۲۱]:
آشکارسازی یا راندمان آشکارسازی، نسبت آهنگ شمارشهای جذبشده به آهنگ شمارشهای گسیل شده از نمونه رادیواکتیو مورد نظر می باشد.
آهنگ شمارش و آهنگ گسیل به دلایلی که در ذیل مطرح میشوند با یکدیگر تفاوت دارند:
-
- از یک نمونه رادیواکتیو تابشها در ۴ استرادیان گسیل می شود ولی تنها کسری از تابشها به آشکارساز میرسند، که این کسر علیالقاعده باید به زاویه فضایی آشکارساز بالای چشمه رادیواکتیو وابسته باشد.
-
- کسری از تعداد تابشهای رسیده به آشکارساز، با کریستال آشکارساز اندرکنش می کنند.
-
- کسری از تعداد فوتونهای تابشی اندرکنش نموده و شمرده شده، پیک فوتونی[۲۲]را تشکیل می دهند.
-
- در ضمن چشمه ما ممکن است گسیلندۀ چندین ذره باشد درحالیکه آشکارساز تنها برای یک ذره با فوتون از خود واکنش نشان میدهد.
اگر بخواهیم بازده را برحسب عوامل وابسته که در بالا ذکر شد به صورت ریاضیاتی بنویسیم خواهیم داشت:
(۱-۲) =بازده(efficiency)
بهره ذاتی است و بازده بهرۀ پیک فوتونی یا کسر فوتونی[۲۳] است . بهره هندسی و فراوانی تابش ذرهای است که آشکارساز نسبت به آن واکنش نشان میدهد.
۱-۱-۱-۲-۲-۱-۲-۱ بهرۀ ذاتی[۲۴] :
این پارامتر عبارت است از نسبت تعداد تابشهای آشکارشده بوسیلۀ آشکارساز به تعداد کلیه تابشهای گسیلی از آشکارساز.
=
= (۳-۱)
این کسر شامل تمام فوتونهایی است که با اثر فوتوالکتریک و یا پراکندگی کامپتون جذب شدهباشند. بهرۀ ذاتی به نوع و انرژی تابشها و ضریب تضعیف خطی و ضخامت آشکارساز وابسته است و این نیز بدیهی بهنظرمیرسد زیرا هرچه جذب فوتون گسیلشده به آشکارساز بالاتر باشد، بهرۀ ذاتی بیشتر می شود و وقتی انرژی فوتون کم باشد و یا ضریب تضعیف خطی یا ضخامت آشکارساز زیاد باشد، جذب زیادی خواهیم داشت و بهرۀ ذاتی بالامیرود. نمودار (۱-۲) تأثیر ضخامت و انرژی بر بهرۀ ذاتی را نشانمیدهد.
نمودار ( ۱-۲ ) نمودار بهره ذاتی برحسب انرژی فوتون پرتو گاما را نشان میدهد.
این امر به آن دلیل است که بهرۀ ذاتی پرتو گاما با انرژی پایین برای آشکارسازهای NaI () برابر یک میباشد و با بالارفتن انرژی این مقدار به صفر میل پیدا می کند و برای آشکارسازهای گازی نیز نزدیک صفر (۱/۰ درصد) میباشد.
۱-۱-۱-۲-۲-۱-۲-۲ بازده فوتوپیک[۲۵] و کسر فوتونی[۲۶]:
در مورد این پارامتر می توان گفت که کسری از شمارشها فوتوپیک را میسازند.
= (۴-۱)
این پارامتر از تمام عواملی که در اثر فوتوالکتریک مؤثرند، تأثیر میپذیرد از جمله اندازه، ترکیبِ آشکارساز و انرژی پرتو گاما، اما اصولاً از پهنای PHA تأثیر میپذیرد. اگر پهنای پنجرۀ PHA را افزایش دهیم نیز افزایش پیدامیکند.[۲]
۱-۱-۱-۲-۲-۱-۲-۳ بهرۀ هندسی[۲۷]:
چشمۀ رادیواکتیو در تمام جهات با چگالی برابر و به طور یکنواخت از خود تابش گسیل می کند. اگر یک آشکارساز در مکانی مقابل آن چشمه قرارگیرد تنها کسری از تمام تابشها به آن برخورد می کنند که به زاویه فضایی آشکارساز نسبت به چشمه بستگی دارد. به طورکلی میتوان گفت بهره هندسی، نسبت تعداد تابشهای برخوردکننده به آشکارساز، به تعداد کل تابشهای گسیل شده از چشمه است.
=(۵-۱)
برای آشکارساز دایروی به شعاع r که فاصله آن از چشمه R است، عبارتست از:
=(۶-۱)
در فواصل کوچک مساحت آشکارساز را بهصورت S=Ωr2 و Ω=۲π(۱-cosθ) Ω در نظرمیگیریم و در نتیجه بهرۀ هندسی (۱-cosθ)/۲ میگردد. وقتی آشکارساز به چشمه چسبیده و در مقابل آن است (θ=۹۰o) بهره هندسی پنجاه درصد می شود و در آشکارسازهای مایع که چشمه درون آشکارساز است ((θ=۱۸۰o است و بهرۀ هندسی صد درصد میگردد. شکل (۱-۵) این مطلب را روشن میسازد.
شکل(۱-۵) نمایش بازده هندسی،آشکارسازD با سطح دایرهای که r در اینجا شعاع آشکارساز است. (A)آشکارسازD که در فاصلۀ R از چشمه قرارگرفتهاست و بازده هندسی چهار برابر وقتی است که آشکارساز در فاصله ۲r از چشمه قرار گرفته باشد. (B) در اینجا آشکارساز و چشمه در تماس با یکدیگرند و بازده هندسی پنجاه درصد است © در این شکل چشمه کاملاً درون آشکارسازی قرار دارد که یک آشکارنده ایده آل است و بازده آن تقریباًصد درصد است.
۱-۱-۱-۲-۲-۱-۳ زمان مرده[۲۸]:</st rong>
سیستمهای شمارنده برای آن که رویدادی را آشکار و ثبت نمایند مدت زمانی را صرف می کنند که در طی این مدت هر رویدادی که اتفاق بیفتد را نمیبینند و آن را نمیشمرندکه این مدت، زمان مرده نامیده می شود. وقتی که سیستم به حال اول باز میگردد تنها یک اتفاق را می تواند ببیند و مجدد با زمان مرده روبرو هستیم. شمارشهایی که در این مدت از دست میروند اتلاف زمان مرده[۲۹] نامیده میشوند. در دوربینهای سوسوزن اگر دو رویداد به طور همزمان اتفاق بیفتد دامنۀ آن دو با هم جمعمی شود و تشکیل یک پالس میدهد که بیرون از تنظیمات PHA است و حذف می شود که به آن pulse pile up می گویند.
زمان مردۀ یک شمارنده از اجزای خود شمارنده ناشیمی شود، مثلاً از لامپهای PM یا از PHA، یا از رابط کامپیوتر و اجزای دیگر. زمان مردۀ آشکارسازهای گایگرمولر از آشکارسازهای سوسوزن و نیمهرسانا بیشتر است و همچنین زمان مردۀ آشکارسازهای سوسوزنِ جامد از مایع بیشتر میباشد. سیستمها برحسب چگونگی پردازش پالسهای پیوسته با زمان مردۀ مختص به خود، به دو گروه تقسیم میگردند:
-
- Paralyzable
-
- Nonparalyzable
در سیستمهای Paralyzable، اگر اتفاقی در مدت زمان مرده صورتگیرد زمان مردۀ آن اتفاق، حتی اگر خود آن رویداد شمرده نشود، با زمان مردۀ فعلی جمع میگردد. در واقع در این نوع سیستمها زمان مرده، طولانیتر خواهدشد. این سیستمها برای نمونه ای با نرخ شمارش بالا، که نخواهیم شمارش تحت تأثیر آن قرار بگیرد، استفاده می شود.
در سیستمهای Nonparalyzable، باز هم رویدادهای ثانویه در زمان مرده شمرده نمیشوند ولی مدت زمان مرده تغییرنکرده و افزایش پیدا نمیکند. در نمودار (۱-۳) تفاوت بین این دو سیستم مشخص شده است.
بعضی از اجزاء در آشکارسازها و شمارندهها paralyzableو برخی دیگر Nonparalyzable میباشند.
ارتباط آهنگ شمارش جذب شده و آهنگ شمارش واقعی و زمان مرده T در سیستمهای paralyzable و Nonparalyzable اینگونه تعریف میگردد:
سیستم های paralyzable: (1-7) =
سیستم های Nonparalyzable: (1-8)
نمودار (۱-۳) منحنیهای آهنگ شمارش واقعی و آهنگ شمارش مشاهده شده برای سیستمهای nonparalyzable و paralyzable با زمان مرده را نمایش میدهد[۲].
زمان مرده در سیستمها مشکل جدی به وجود می آورد، چندین راه برای رفع آن وجود دارد.
راه اول: ابتدا برای و معلوم نموداری همچون نمودار یا برحسب اکتیویتههای معلوم رسم میگردد و زمان مردۀ سیستمها با بهره گرفتن از دو رابطۀ بالا بدست می آید. سپس مجهول با معلوم و زمان مردۀ محاسبه شده، بدست آمده و تعدیل میگردد.
راه دوم: استفاده از دو چشمۀ رادیواکتیو که یکبار جدا و بار دیگر با هم تحت شمارش قرار میگیرند، است. زمان مرده از یکی از این سه اندازه گیری با بهره گرفتن از معادله مناسب بدست میآیند.
فرم در حال بارگذاری ...
[جمعه 1400-07-30] [ 11:16:00 ق.ظ ]
|