УДК 615.9(06) Медицинская физика С.А. ТЕРЕЩЕНКО, Г.А. ФЕДОРОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ОБ ОПТИМИЗАЦИИ МНОГОПИНХОЛЬНЫХ КОДИРУЮЩИХ КОЛЛИМАТОРОВ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ГАММА-КАМЕР Исследованы и сравнены параметры высокоразрешающих томографических кодирующих коллиматоров для планарной гамма-камеры Ангера. При выборе кодирующих коллиматоров (КК) для медицинских гаммакамер следует принимать во внимание возможность минимизации случайной погрешности результатов, обусловленной квантовыми флуктуациями измеряемых величин и радиационного фона, и уменьшения систематической погрешности при получении томографических изображений. Значения обеих составляющих погрешности во многом зависят от характера распределения радионуклида и среднего пропускания k / v многопинхольных КК, где k – число пинхолов и v – общее число открытых и закрытых ячеек в базовой части коллиматора. Типичный диаметр детектора гамма-камера Ангера равен примерно 38 см, а ее собственное пространственное разрешение примерно 4 мм. Эти параметры предопределяют линейный размер ячейки высокоразрешающего прямоугольного (квадратного) КК и его размерность, которая для базовой части коллиматора с линейным размером ячейки d 2 мм составит примерно 6363 (табл.). Таблица Типы и параметры кодирующих таблиц №№ 1 3 3 4 5 6 7 8 9 Тип таблицы ПСТ-П, Д ПСТ-П, Д ПСТ-П, Д (ПСТ-С) PNP НДСП (NTHT) ГК-1 ГК-2 ГК-3 МПСТ Размерность 6365 6263 5773 6363 6262 6363 6363 6363 6161 Среднее пропускание , % 50 20 1,56 25,8 12,5 3,12 4,69 6,25 50 ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 5 59 УДК 615.9(06) Медицинская физика 10 Пинхол 0,025 6263; 6363 В приведенной таблице ПСТ – псевдослучайная таблица построчная (П), диагональная (Д) или самоподдерживающаяся (С); МПСТ – модифицированная ПСТ; ГК-1, ГК-2, ГК-3 – геометрические коды типа 1, 2, 3 и НДСП (NTHT) – “Нет Двух Соприкасающихся Пинхолов” (No-TwoHoles-Touching pattern). Последняя таблица размерности 6262 строится из МПСТ 3131 добавлением строки и столбца из 0 рядом со строками и столбцами МПСТ. Апертура в виде пинхола описывается вырожденной ПСТ с k 1 . Размерность таблицы 5773 хорошо подходит для гаммакамер с прямоугольными детекторами. Рассчитаны и проанализированы дисперсии результатов с использованием приведенных таблиц в зависимости от характера распределения источников. Показано преимущество коллиматоров на основе ПСТ-П и -Д при возможности выбора среднего пропускания . Исследованы также глубинные аппаратные функции (АФ) с коллиматорами разных типов, определяющие фокусирующие свойства ИКСИ. Лучшая АФ показана на рисунке. 0,5 0 200 160 120 80 40 0 -40 Глубина, мм -80 -120 -160 Рис. Аппаратные функции ИКСИ с коллиматором на основе ПСТ 6263-Д с учетом углового фактора при d = 2,1 мм, размере пинхола 1,81,8 мм и фокусном расстоянии и f = 40 см. Показаны верхняя и нижняя границы АФ и средняя АФ Аппаратные функции не в полной мере отражают томографические свойства ИКСИ при определении трехмерных пространственных распределений источников путем решения системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). Модельные исследования показали, что в этом случае предпочтительнее или даже необходимо использовать КК с низким коэффициентом пропускания. Лучшие результаты при решении СЛАУ получены с ПСТ 5773 (см. табл.). Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 05-01-08029). 60 ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 5 УДК 615.9(06) Медицинская физика А.С. ПАРФЕНОВ1, П.А. ШАРКОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) 1Институт общей физики РАН РАЗРАБОТКА ЭВАПОРИМЕТРА В работе рассмотрены различные конструкции прибора, а токже проведено их сравнение. Разработан прототип, который сейчас проходит клинические испытания. Кожный покров человека – многофункциональный орган. Цвет кожи, ее состояние служат важным фактором при общении. Физиологически кожа представляет собой полупроницаемый барьер, регулирующий взаимодействие организма с окружающей средой. При этом различные кожные заболевания могут быть как результатом каких-то серьезных нарушений работы эпидермиса, так и просто некрасиво выглядеть или доставлять дискомфорт. Один из таких примеров – сухость кожи, вызванная со слишком большим пассивным испарением воды из эпидермиса, что связано с нарушением строения рогового слоя. Эвапотиметр – прибор, позволяющий оценить барьерную функцию кожи. Измеряемый параметр – трансэпидермальный перенос воды (transepidermal water loss, TEWL). Это инструмент для неинвазивной диагностики того, сколько грамм воды испаряется с участка кожи в единицу времени. Используя его показания, можно диагностировать различные нарушения, нехватку каких-либо веществ в эпидермисе (точнее – в роговом слое эпидермиса). Под его контролем можно наблюдать процесс лечения, эффекты применения различных лекарств, мазей. Эвапориметр может показать эффективность различных косметических средств. Сам прибор представляет собой измерительную камеру с датчиком влажности и электронную часть, служащую для обработки полученного значения и вывода на экран. Измерительная камера сделана в виде цилиндра с одним открытым концом, который прикладывается к коже. В качестве датчика влажности используется датчик Honeywell HIH-3610 с температурной компенсацией. Основная проблема – создание постоянных условий внутри измерительной камеры на время измерения. Для этого есть два способа: ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 5 61 УДК 615.9(06) Медицинская физика Использование холодного элемента Пельтье на противоположном от открытого конце, что приводит процессы в камере в равновесие (количество испаренной с кожи воды равно количеству конденсировавшейся на элементе Пельте). Минус этого метода – большое энергопотребление, что мешает созданию портативного, компактного прибора. Малое время измерения, в течение которого условия в камере можно считать постоянными. Минусы – погрешность выше, невозможность наблюдать динамику процесса. На данный момент готов прибор без элемента Пельтье. Он выполнен в двух вариантах. Первый – на одной микросхеме с ЖК экраном. Второй – датчик с камерой через АЦП подсоединены к компьютеру, а управляющая программа и обработка результатов осуществляются в среде LabView. Сейчас прибор проходит клинические испытания. Список литературы 1. Мяделец О.Д., Адаскевич В.П, Функциональная морфология и общая патология кожи. Витебск: Изд. Витебского медицинского института. 1997. С.269. 2. Imhof B., O’Driscoll D., Xiao P., Berg E. New Method of Measuring Trans-epidermal Water Loss. Internal Report based on a Poster Presentation at the SCII Conference. Cardiff. September 1998. 3. Nuutinen J., Alanen E., Autio P., Lahtinen M-R., Harvima I., Lahtinen T. A closed unventilated chamber for the measurement of transepidermal water-loss. Skin Research and Technology 9 (2003) 85–89. 62 ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 5