الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۲۷
کد مقاله
PHY27
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
تحلیل تفکیک پذیری زمان در یک سیستم LSO+PSPMT PET دو سر با استفاده از تکنیک‌های درون یابی فیلتر پایین گذر و مجزاگر کسر ثابت دیجیتالی
نام انگلیسی
Analysis of time resolution in a dual head LSO þ PSPMT PET system using low; pass filter interpolation and digital constant fraction discriminator techniques
تعداد صفحه به فارسی
۱۴
تعداد صفحه به انگلیسی
۴
کلمات کلیدی به فارسی
عکس برداری تابش پوزیترون، تشخیص زمان رخداد، الگوریتهای دیجیتال، شبیه سازی سیستم، تشخیص‌گر حساس پوزیترون
کلمات کلیدی به انگلیسی
Positron emission tomography; Event time detection; Digital algorithms; System simulation; Position sensitive detector
مرجع به فارسی
گروه طراحی سیستمهای دیجیتال، انستیتو ITACA، اسپانیا
گروه فیزیک پزشکی هسته‌ای، انستیتو IFIC، اسپانیا
الزویر
مرجع به انگلیسی
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, Digital Systems Design (DSD) Group, ITACA Institute, Universidad Polite ´cnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain; Nuclear Medical Physics Group, IFIC Institute, Consejo Superior de Investigaciones Cientı ´ficas (CSIC), 46980 Paterna, Spain; Elsevier
کشور
اسپانیا
تحلیل تفکیک پذیری زمان در یک سیستم LSO+PSPMT PET دو سر با استفاده از تکنیک‌های درون یابی فیلتر پایین گذر و مجزاگر کسر ثابت دیجیتالی
چکیده
سیستمهای PET نیازمند تفکیک پذیری خوب هستند تا آهنگ رویداد حقیقی، مردود سازی رویداد تصادفی و عدم پذیرش خرابی را بهبود بخشند. در این تحقیق با درون یابی فیلتر پایین گذر و مجزاگر کسر ثابت دیجیتالی (DCFD)، روشهای دیجیتالی در خصوص این کار را پیشنهاد می‌دهیم. ما بهترین راه اجرای این الگوریتم در سیستم PET دو سر را مورد بررسی قرار داد و نحوه تغییر کیفیت سیگنال دریافتی و نویزالکترونیکی و تاثیر تحلیلی آنها بر تفکیک زمان بندی را تجزیه و تحلیل نمودیم.مجزاگر ما از دوبلور LSO متوالی با PET حساس به موقعیت استفاده می‌نماید. شش سیگنال توسط مجزاگر دریافت میشود، در این عمل از یک دستگاه الکترونیکی آنالوگ خط- مقدم استفاده می‌گردد و با صفحه مدار هدف یاب دیجیتال تو کار سیگنالها پردازش میشود. شبیه سازیهای الکترونیکی و الگوریتمهای دیجیتالی با استفاده از Matlab در میز آزمایش توسعه یافته و نتایج حاکی از آن است که نویز الکترونیکی وسایر اثرات نامطلوب،تاثیر قابل توجهی بر تفکیک زمان بندی سیستم دارند.DCFD درون یابی شده در مقایسه با DCFD درون یابی نشده نتایج بهتری ارائه می‌دهد.در محیطهایی با نویز بالا از تفاوتها کاسته می‌گردد. انتخاب بهینه تاخیر، بر مبنای نویز محیط، اصلاح تفکیک پذیری زمان را در پی دارد.
کلمات کلیدی: عکس برداری تابش پوزیترون، تشخیص زمان رخداد، الگوریتهای دیجیتال، شبیه سازی سیستم، تشخیص‌گر حساس پوزیترون
تفکیک پذیری زمان LSO+PSPMT PET
۱- مقدمه
سیستمهای پرتونگاری مقطعی با گسیل پوزیترون برای اصلاح آهنگ رویداد واقعی اشعه گاما و افزایش مردودسازی رویدادهای تصادفی و خرابی های متعدد به تفکیک مناسبی از زمان نیازمند است و به این ترتیب نسبت سیگنال به نویز (SNR)در تصاویر نوسازی شده بهبود می‌یابد.
سیستم مجزاگر دوسر از دو بلور یکپارچه LSO همراه با PMT حساس به موقعیت استفاده می‌نماید Hama matsu H8500[1] Hama matsuPhotonics k.k,Shizuo ka,Japan)). ابعاد PM به میزان ۴۹*۴۹mm2 است و دقیقا با ابعاد بلور مطابقت دارد. این سیستم به میانگین تفکیک پذیری فضایی ۱٫۹mm و میانگین تفکیک پذیری DOI3mm دست می‌یابد [۲,۳]. با دستگاه الکترونیکی آنالوگ خط مقدم ۶ سیگنال توسط آشکارساز دریافت میشود (۴ سیگنال مربوط به موقعیت،۱ سیگنال مربوط به عمق تاثیر متقابل و آخرین سیگنال کاتد ثانوی به زمان بندی وتفکیک پذیری انرژی مربوط است). این سیگنالها به کمک صفحه مدار هدف یابی دیجیتالی توکار پردازش می‌شوند. تقویت و شکل دهی سیگنالها با استفاده از شکل دهی CR-RC2 صورت می‌پذیرد. سیگنالها پس از شکل دهی از طریق مبدلهای RF به صفحه مدار مرتبط متصل می‌شوند. این مدار متشکل از دو مبدل آنالوگ به رقمی ۸ کاناله ۱۲ بیتی ۴۰ مگاهرتز می‌باشد. (شرکت تگزاس اینسترومنتز، دالاس، ایالات متحده). کانالهای مربوطه در یک Xilinx Virtex-II Pro FPGA (Xilinx, San Jose, CA, USA) مورد پردازش قرار می‌گیرند [۴,۵].
…
تفکیک پذیری زمان LSO+PSPMT PET
۲- الگورتیم دیجیتالی مجزاگری زمان رویداد
الگوریتم پیشنهادی از طریق افزایش فرکانس نمونه گیری به وسیله درون یابی فیلتر پایین گذر و با استفاده از یک نسخه دیجیتالی بهینه شده از آشکارساز کسر ثابت، تفکیک زمان بندی را اصلاح می‌نماید. به این ترتیب کاهش زمان آشکارسازی، به مدت زمانی کمتر از دوره جدید نمونه گیری، فراهم می‌گردد. ما ترکیبی از این تکنیکها را پیشنهاد می‌کنیم تا قابلیت آنالیز بهترین روش استفاده آنها بصورت توام وجود داشته باشد.
معمولا از تکنیک فیلتر پایین گذر درحوزه های پردازش دیجیتالی با فیلترهای چند نرخی استفاده میشود. مطابق با این تکنیک اولین روش درخصوص سیستمهای PET برای LabPET گسترش یافت. برای آنکه بدون از دست اطلاعات از سیگنال دیجیتالی نمونه گیری شود، درون یابی فیلتر پایین گذر از خصوصیات نظریه نمونه برداری Nyquist استفاده می‌کند. دوشرط ایده آل توسط این دست آورد تئوری به عنوان فرض در نظر گرفته میشود:
…
۲-۲٫ مجزاگر کسر ثابت دیجیتالی
افتراق کسر ثابت دیجیتالی معمولا روشی می‌باشد که در زمان بندی طیف سنجی استفاده میشود. نسخه دیجیتالی این تکنیک از قابلیت برون یابی بهره مند است. بر طبق شکل ۲، سیگنال دریافتی یا درون یابی شده، پس از نسخه برداری ووارونه شدن به ثبات تغییر مکان ارائه می‌گردد، درآنجا می‌تواند توسط تعداد ثابتی نمونه به تاخیر انداخته شود. با انتخاب بهترین تاخیر k، سیگنال وارونه و به تاخیر انداخته شده به سیگنال اصلی افزوده میشود.
تفکیک پذیری زمان LSO+PSPMT PET
۳- تشریح سکوی آزمایش / میز تست
شبیه سازیها با استفاده از الگوریتم دیجیتالی و الکترونیکی در سکوی/ میز آزمایش و با استفاده از مطلب (Mahtab) انجام می‌گیرند (The Mathwork Inc,Natick,MA,USA).این روش برای ما امکان تست شرایط مختلف وکنترل شده را با درجه زیادی از آزادی فراهم می‌سازد. سیگنالهایی که قبل از آخرین مرحله خروجی کاتد ثانوی از PSMT تقلید می‌کنند، تولید شده و به عنوان ورودی شبیه سازی الکترونیکی به ایفای نقش می‌پردازند. بعد از نمونه برداری سیگنالهای خروجی از شبیه سازی الکترونیکی، آنها به مرحله دیجیتالی وارد می‌شوند و درآنجا نشان/ مهر زمان، با استفاده از الگوریتمهای از پیش توصیف شده، استخراج می‌گردد (شکل ۴).
۱-۳٫ تولید سیگنال ورودی
سیگنالهای ایده آل LSO+PSPMT پیش از آخرین مرحله خروجی کاتد ثانوی وبا استفاده از معادله زیر تولید می‌شوند:
در این معادله A، ، به ترتیب دامنه پالس،زمان به تاخیر افتادن LSO و ثابت زمان خیز PMT است و to زمان رویداد است (درسکوی آزمایش ما، و است). نویزی که به طور نرمال توزیع شده است برای تقلید از افت و خیزهای الکترون PMT به پالس آرمانی افزوده می‌گردد.
مزیت اصلی استفاده از این پالسها شتابی که این پالسهای ایده آل بدون اصلاح نتایج به شبیه سازی می‌دهند. این پالسها بسیار شبیه پالسهایی هستند که با استفاده از اسیلوسکوپ اندازه گیری می‌شوند و از طرفی این پالسها همانند مواردی هستند که با شبیه سازی geant-4 در پایان آخرین مرحله کاتد ثانوی ایجاد می‌شوند.
۲-۳٫ شبیه سازی الکترونیکی
این مدار با استفاده از SCAM[9] ، یک ابزار مجانی Matlab برای راه حل سمبولیک معادلات مدار شبیه سازی شد. مدار شبیه سازی شده شامل آخرین مرحله خروجی کاتد ثانوی، مراحل چند گانه تقویت سیگنال، شکل دهی CR-RC همراه با ابطال قطب صفر و مبدل RF می‌باشد. مقاومتهای (Rsh) و خازنهای (Csh) شکل دهی بگونه‌ای انتخاب شدند که از زمان اوج دهندگی تقریبی ۵۰ns برخوردار باشند، از اینرو، سیگنال در زمان خیز به اندازه کافی دارای نمونه است تا اجازه پردازش سیگنال آن فراهم می‌گردد.
۳-۳٫ اثرات نویز
چندین تاثیر نویز عبارتند از:
شبیه سازی فاز زمان سنج با استفاده از مقادیر مربوط به هر پالس نمونه گیری شده که به طور یکنواخت توزیع گردیده است.
…
تفکیک پذیری زمان LSO+PSPMT PET
۴- پی آمدها و نتایج
تنوعی از نویزهای الکترونیکی (۱۵%,۱۰%,۵%,۱% FWHM) و نویزهای اطراف/ محیطی (۵,۳٫۳,۱٫۶,۰٫۳mV Fwhm) باهم ترکیب شدند و با استفاده از DCFD همراه با درون یابی و بدون درون یابی مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین تاخیرهای DCFD مختلف نیز در جستجو برای بهترین راه حل مورد ارزیابی قرار گرفتند. با استفاده از فاکتور درون یابی L=4 یک فرکانس نمونه برداری جدید را برای ما به ارمغان آورد که می‌توان آن را درآینده نزدیکی به کمک صفحه مدار اکتساب داخلی به آسانی تست نمود. در هر شبیه سازی ۲۰۰۰۰ رویداد تولید و شبیه سازی شدند. از هیستوگرامهای مهر زمانی بدست آمده از رویدادهای دریافتی، میانگین واریانس وانحراف معیار استخراج شد. با مشاهده نحوه تاثیر گذاری نویز برتفکیک پذیری زمان بندی سیستم با مشخص سازی انحراف معیار در پیکربندیهای نویز دار مختلف (شکل ۵)، توام با درون یابی و بدون درون یابی، می‌توان مشاهده نمود که چگونه نویز بر روی رزولوشن زمانی سیستم تاثیر می‌گذارد. DCFD درون یابی شده درمقایسه با DCFD درون یابی نشده نتایج بهتری را ارائه می‌دهد، اختلاف بین آنها در محیط‌های با نویز زیاد کاهش می‌یابد. همچنین جدول ۱ حاکی از آن است که انتخاب تاخیر DCFD بهینه، تفکیک پذیری زمان را اصلاح می‌نماید.در سیگنالهای درون یابی نشده این تاخیر را می‌توان در گامهای ۲۵ns نصب نمود، و درسیگنالهای درون یابی شده این گامها به ۶٫۲۵ns می‌رسند.به همین دلیل DCFD درون یابی شده در بهینه سازی تاخیر دقت بیشتری را به کار می‌برد و به همین دلیل بهترین نتایج زمان بندی را ارائه می‌دهد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
