Backtracking of Compton Scattered Photons in a Silicon Detector
2024 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Bakåtspårning av comptonspridda fotoner i en kiseldetektor (Swedish)
Abstract [en]
Single-photon emission computed tomography (SPECT) is a nuclear imaging method used to create 3D in vivo images. The method uses a collimator to remove the photons with misleading information. However, the collimator also leads to low efficiency which further leads to a long imaging time and high radiation dose for the patient. By exchanging the collimator for mathematical calculations for Compton scattering, the photons origin can be determined. This was done by creating a simulation in the program GATE, Geant4 Applications for Tomography Emission, where the original paths of the photons could be calculated from the obtained data with a specific uncertainty. The average and standard deviation of the error of the computed scatter angle increased with increasing scatter angle while they remained relatively small for small scatter angles. If the resolution from the new detector is comparable with the traditional detector, further research should be made to see how the efficiency for SPECT can increase.
Abstract [sv]
Single-photon emission computed tomography (SPECT) är en nukleär avbildningsmetod som används för att ta fram tredimensionella bilder inuti kroppen. Metoden använder sig av en kollimator för att ta bort fotoner med missledande information. Kollimatorn leder däremot även till en låg effektivitet vilket i sin tur leder till lång avbildningstid och hög stråldos för patienten. Genom att byta ut kollimatorn mot matematiska beräkningar för Comptonspridning kan fotonernas ursprungsposition bestämmas. Genom att skapa simuleringar i programmet GATE, Geant4 Application for Tomography Emission, kunde fotonernas ursprungliga riktningar beräknas från erhållna data med en viss osäkerhet. Medelvärdet och standardavvikelsen av felet i beräknad spridningsvinkel ökade med ökande spridningsvinkel medan de för små spridningsvinklar förblev relativt små. Ifall upplösningen från den nya detektorn är jämförbar med den traditionella detektorn bör vidare forskning inom metoden studeras för att se hur effektiviteten för SPECT kan förbättras.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 36
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2024:163
Keywords [en]
SPECT, Collimator, Compton scattering, GATE
Keywords [sv]
SPECT, Kollimator, Comptonspridning, GATE
National Category
Medical Imaging
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-347828OAI: oai:DiVA.org:kth-347828DiVA, id: diva2:1870883
Subject / course
Medical Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Medical Engineering
Supervisors
Examiners
2024-07-042024-06-152025-02-09Bibliographically approved