دانلود کتاب سیگنال دیجیتال و پردازش تصویر در توموگرافی گسیل پوزیترون جاگیلونی 2023 Digital Signal and Image Processing in Jagiellonian Positron Emission Tomography

توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) یک تکنیک کلیدی در حوزه تصویربرداری پزشکی است که امکان تشخیص عملکرد ارگانیسم و ردیابی تغییرات تومور را فراهم می کند. در اندازه گیری PET به بیمار رادیو ردیسر تزریق می شود که حاوی تعداد زیادی اتم رادیونوکلئید متقابل است که پوزیترون ساطع می کند. در نتیجه نابودی پوزیترون، دو فوتونی که با جهات تقریبا مخالف حرکت می کنند، توسط سیستم تشخیصی که بدن بیمار را احاطه می کند، تولید و ثبت می شوند. اسکنرهای PET پیشرفته از کریستال های سوسوزن استفاده می کنند که با راندمان تشخیص بالا فوتون های نابودی مشخص می شوند.

در این زمینه، شایان ذکر است که همکاری Jagiellonian PET (J-PET) یک اسکنر جدید PET کل بدن را بر اساس سوسوزن های پلاستیکی توسعه داد. آنها بسیار ارزان تر از سوسوزن های کریستالی هستند که این فرصت را می دهد تا هزینه بالای اسکنرهای PET را کاهش داده و آنها را مقرون به صرفه تر کند. با این حال، سوسوزن های پلاستیکی در مقایسه با کریستال های سوسوزن معدنی، راندمان تشخیص کوانتوم های گاما بسیار پایین تری دارند. این را می توان با افزایش میدان دید اسکنر و بهبود رزولوشن زمانی در اندازه گیری زمان پرواز کوانتاهای گاما جبران کرد. اسکنر J-PET متشکل از نوارهای سوسوزن پلاستیکی است که در دو انتها توسط یک جفت فتومولتیپلایر خوانده می شود و به صورت محوری در اطراف یک تونل توموگراف استوانه ای قرار گرفته اند. مختصات محوری نقطه برهمکنش فوتون نابودی در نوار سوسوزن از تفاوت زمان انتشار نور اندازه‌گیری شده با جفت فتو ضرب‌کننده به دست می‌آید.

اصول عملیاتی اسکنر J-PET مشابه توموگرافی های معمولی است، با این تفاوت که اطلاعات زمانی بسیار دقیق از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین، اسکنر J-PET نیازمند آماده سازی روش های جدید در هر مرحله از پردازش داده است. هدف از کار ارائه شده در این پایان نامه توسعه الگوریتم های پردازش سیگنال و تصویر با در نظر گرفتن منحصر به فرد بودن آشکارساز J-PET است. روش‌های پیشنهادی عبارتند از: بازیابی سیگنال بر اساس نمونه‌های یک شکل موج ثبت‌شده در خروجی فتو ضرب‌کننده، بازسازی موقعیت و زمان برهمکنش فوتون نابودی در نوار سوسوزن، طبقه‌بندی انواع رویدادهای PET و بازسازی تصویری که منحصراً در فضای تصویر عمل می‌کند. با توجه به عدم تشابه با اسکنرهای PET معمولی، اکثر روش های ارائه شده در این پایان نامه راه حل های نوآورانه ای در پردازش سیگنال دیجیتال و تصویر در توموگرافی است.