Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT

En este trabajo se realizó un modelamiento detallado por el Método Monte Carlo usando el código GEANT4 de cada uno de los componentes del prototipo de tomografía bimodal para pequeños animales ClearPET/XPAD-CT. Se simularon los detectores phoswich y las fuentes radiactivas para tomografía de emisión...

Full description

Autores:
Olaya Dávila, Hernán
Tipo de recurso:
Doctoral thesis
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/63159
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/63159
http://bdigital.unal.edu.co/63309/
Palabra clave:
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science
53 Física / Physics
Monte Carlo
Positron Emission Tomography
Computed Tomography
ClearPET
Phoswich
Pixeles híbridos
Radiación gamma
Rayos X
hybrid pixels
Gamma radiation
X rays
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
id UNACIONAL2_363e508844063b095378cb2555b112d7
oai_identifier_str oai:repositorio.unal.edu.co:unal/63159
network_acronym_str UNACIONAL2
network_name_str Universidad Nacional de Colombia
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
title Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
spellingShingle Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science
53 Física / Physics
Monte Carlo
Positron Emission Tomography
Computed Tomography
ClearPET
Phoswich
Pixeles híbridos
Radiación gamma
Rayos X
hybrid pixels
Gamma radiation
X rays
title_short Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
title_full Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
title_fullStr Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
title_full_unstemmed Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
title_sort Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT
dc.creator.fl_str_mv Olaya Dávila, Hernán
dc.contributor.advisor.spa.fl_str_mv Morel, Christian (Thesis advisor)
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv Olaya Dávila, Hernán
dc.contributor.spa.fl_str_mv Castro Serrato, Hector Fabio
dc.subject.ddc.spa.fl_str_mv 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science
53 Física / Physics
topic 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science
53 Física / Physics
Monte Carlo
Positron Emission Tomography
Computed Tomography
ClearPET
Phoswich
Pixeles híbridos
Radiación gamma
Rayos X
hybrid pixels
Gamma radiation
X rays
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Monte Carlo
Positron Emission Tomography
Computed Tomography
ClearPET
Phoswich
Pixeles híbridos
Radiación gamma
Rayos X
hybrid pixels
Gamma radiation
X rays
description En este trabajo se realizó un modelamiento detallado por el Método Monte Carlo usando el código GEANT4 de cada uno de los componentes del prototipo de tomografía bimodal para pequeños animales ClearPET/XPAD-CT. Se simularon los detectores phoswich y las fuentes radiactivas para tomografía de emisión de positrones PET, el tubo de rayos X con su correspondiente espectro de emisión y la cámara XPAD3 que constituye el detector de rayos X del sistema de tomografía computarizada CT. Se realizaron simulaciones con diferentes fuentes radiactivas dentro de un fantoma (simulador físico) y un haz de rayos X de manera simultánea incidiendo sobre el fantoma con el objetivo de estudiar la influencia de la radiación cruzada sobre cada uno de los detectores de radiación. Se evaluó la cantidad de flujo de fotones por ángulo de barrido (frame) necesario para poder formar una imagen diagnóstica de acuerdo a la velocidad angular del sistema, se analizaron la cantidad de eventos producidos por los fotones incidentes en el XPAD3 para estudiar las ionizaciones que ocurren dentro de los pixeles. Finalmente, se evaluaron los parámetros de resolución espacial del PET y del CT que fueron realizados experimentalmente y una parte a través de la simulación. En este trabajo de tesis se contribuyó al mejoramiento del sistema ClearPET/XPAD-CT en relación a la distribución espacial de los elementos de detección, la optimización de las dimensiones y materiales de los detectores, la optimización de los blindajes y la estimación de las dosis absorbidas en los individuos expuestos.
publishDate 2018
dc.date.issued.spa.fl_str_mv 2018-03-16
dc.date.accessioned.spa.fl_str_mv 2019-07-02T21:32:09Z
dc.date.available.spa.fl_str_mv 2019-07-02T21:32:09Z
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Doctorado
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/TD
format http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
status_str acceptedVersion
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/63159
dc.identifier.eprints.spa.fl_str_mv http://bdigital.unal.edu.co/63309/
url https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/63159
http://bdigital.unal.edu.co/63309/
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.ispartof.spa.fl_str_mv Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá Facultad de Ciencias Departamento de Física
Departamento de Física
dc.relation.references.spa.fl_str_mv Olaya Dávila, Hernán (2018) Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT. Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.
dc.rights.spa.fl_str_mv Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
dc.rights.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.license.spa.fl_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
institution Universidad Nacional de Colombia
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/63159/1/Tesis_Versi%c3%b3n_MARZO_2018_Hernan_Olaya_UNAL.pdf
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/63159/2/Tesis_Versi%c3%b3n_MARZO_2018_Hernan_Olaya_UNAL.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 5cff0a107f818a18869bfa929b9b67eb
cb00f6d2a05266abacf03b1d2b2d72b8
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia
repository.mail.fl_str_mv repositorio_nal@unal.edu.co
_version_ 1806886312384397312
spelling Atribución-NoComercial 4.0 InternacionalDerechos reservados - Universidad Nacional de Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Castro Serrato, Hector FabioMorel, Christian (Thesis advisor)fbbdd072-dad6-48e6-a6eb-3b73e15f2c98-1Olaya Dávila, Hernáned60ae82-402d-4dcb-8abc-1126e65bc2a03002019-07-02T21:32:09Z2019-07-02T21:32:09Z2018-03-16https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/63159http://bdigital.unal.edu.co/63309/En este trabajo se realizó un modelamiento detallado por el Método Monte Carlo usando el código GEANT4 de cada uno de los componentes del prototipo de tomografía bimodal para pequeños animales ClearPET/XPAD-CT. Se simularon los detectores phoswich y las fuentes radiactivas para tomografía de emisión de positrones PET, el tubo de rayos X con su correspondiente espectro de emisión y la cámara XPAD3 que constituye el detector de rayos X del sistema de tomografía computarizada CT. Se realizaron simulaciones con diferentes fuentes radiactivas dentro de un fantoma (simulador físico) y un haz de rayos X de manera simultánea incidiendo sobre el fantoma con el objetivo de estudiar la influencia de la radiación cruzada sobre cada uno de los detectores de radiación. Se evaluó la cantidad de flujo de fotones por ángulo de barrido (frame) necesario para poder formar una imagen diagnóstica de acuerdo a la velocidad angular del sistema, se analizaron la cantidad de eventos producidos por los fotones incidentes en el XPAD3 para estudiar las ionizaciones que ocurren dentro de los pixeles. Finalmente, se evaluaron los parámetros de resolución espacial del PET y del CT que fueron realizados experimentalmente y una parte a través de la simulación. En este trabajo de tesis se contribuyó al mejoramiento del sistema ClearPET/XPAD-CT en relación a la distribución espacial de los elementos de detección, la optimización de las dimensiones y materiales de los detectores, la optimización de los blindajes y la estimación de las dosis absorbidas en los individuos expuestos.Abstract: In this work was made a detailed mode l ing by the Monte Carlo Method using GEANT4 toolkit software to model each component of the bimodal tomography prototype ClearPET/XPAD - CT for small animals . Were simulated t he phoswich detectors and radioactive sources for the P ositron E mission T omography ( PET ) , the X - ray tube with its corresponding emission spectrum, and the XPAD3 camera constituting the X - ray detector of the CT computed tomography system. Simulations were performed with different radioactive sources using a phantom (physical simulator) and an X - ray beam simultaneously , in order to study the influence of the cross radiation on each of the detectors. W as evaluated t he photon flux per frame angle needed to form a diagnostic image according to the angular velocity of the system , the amount of events produced by incident photons in the XPAD3 was analyzed to calculate the number of ionizations inside the hybrid pixels . Finally, the spatial resolution of the PET and CT systems were determined experimentally and simulated . T he Monte Carlo simulation method contributed to the improvement of the ClearPET / XPAD - CT system in relation to spatial distribution of detection elements, optimization of the dimensions and materials of the detectors, optimize the shielding and estimate the absorbed doses in exposed individuals.Doctoradoapplication/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia Sede Bogotá Facultad de Ciencias Departamento de FísicaDepartamento de FísicaOlaya Dávila, Hernán (2018) Modelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CT. Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.5 Ciencias naturales y matemáticas / Science53 Física / PhysicsMonte CarloPositron Emission TomographyComputed TomographyClearPETPhoswichPixeles híbridosRadiación gammaRayos Xhybrid pixelsGamma radiationX raysModelamiento por el Método Monte Carlo de los detectores del sistema tomográfico bimodal ClearPET/XPAD-CTTrabajo de grado - Doctoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TDORIGINALTesis_Versión_MARZO_2018_Hernan_Olaya_UNAL.pdfapplication/pdf12108212https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/63159/1/Tesis_Versi%c3%b3n_MARZO_2018_Hernan_Olaya_UNAL.pdf5cff0a107f818a18869bfa929b9b67ebMD51THUMBNAILTesis_Versión_MARZO_2018_Hernan_Olaya_UNAL.pdf.jpgTesis_Versión_MARZO_2018_Hernan_Olaya_UNAL.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4714https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/63159/2/Tesis_Versi%c3%b3n_MARZO_2018_Hernan_Olaya_UNAL.pdf.jpgcb00f6d2a05266abacf03b1d2b2d72b8MD52unal/63159oai:repositorio.unal.edu.co:unal/631592024-04-27 23:11:05.719Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co