Sinir Ağları, PET Dedektörlerini Nasıl Etkiler ?

Hayatımızda birçok hastalığın teşhisi için kullanılan PET (PET-CT) cihazları üzerinde farklı faktörlerin farklı etkileri bulunuyor. Özellikle kanser türlerinde yayılımı incelemek için önemli bir cihazdır. Pozitron emisyon tomografisi (PET) tarayıcılarında kullanılan gama ışını dedektörleri, yüksek uzaysal, enerji dönüşümünü ve gerekli olan zamanlamayı oldukça detaylı ve müthiş bir şekilde birleştirebilmelidir.

Hali hazır kliniklerde kullanılan PET cihazları piksel boyutlarıyla çözünürlükleri uzaysal olarak sınırlıdır. İkinci bir yol ise bu dedektörler yerine, yüksek hassasiyet ve çözünürlük sunan, bir fotodetektör dizisi tarafından okunan monolitik bir kristal detektör kullanılmasıdır. Bahsedilen monolotik dedektörleri, klinik öncesi PET-CT’lerde bir kullanım alanına sahipti fakat yakın bir zamanda klinik tarayıcılarda da görebiliriz.


Bu yenilikle birlikte meydana gelebilecek uzun uzadıya kalibrasyon kurulumları, görüntü bozunumları veya sorunları için, Ghent Üniversitesi'ndeki araştırmacılar bazı çalışmalarda bulundu.Monolitik bir detektör kullanırken dikkat edilmesi gerekenlerden bir tanesi ise kristalin kenarlarına doğru performansta sınırlı bozulma ile verimli ve doğru bir gama olayı konumlandırma algoritması tasarlamaktır. Araştırmacılar, yüksek çözünürlüklü bir gama konumlandırma algoritması oluşturmak için yapay sinir ağları kullandılar.


Araştırmacılardan olan Milan Decuyper “Ölçülen ışık dağılımından sürekli etkileşim pozisyonunu örnek verilere dayanarak doğrudan çıkarmak için eğitilebildikleri için sinir ağlarını araştırmayı seçtik” diye açıklıyor ve şöyle ekliyor ‘‘Kenarlara yakın olayları en iyi şekilde işlemeyi öğrenebilirler ve bir kez eğitildikten sonra, konumlandırma olayları hızlı ve paralel hale getirilebilir.’’


“We chose to investigate neural networks as they can be trained to directly infer the continuous interaction position from the measured light distribution, based on example data,” explains first author Milan Decuyper. “They can learn to optimally process events near the edges and, once trained, positioning events is fast and parallelizable.”


PET tarayıcıları, bir radyo-izleyici tarafından yayılan bir pozitron bir elektronla yok edildiğinde üretilen 511 keV gama ışını çiftini tespit ederek çalışır. Çift arasında bir yanıt hattı oluşturmak, kaynaklarının yerelleştirilmesini sağlar. Bununla birlikte, bazı gama ışınları, son fotoelektrik etkileşimden önce kristal içinde Compton etkileşimlerine maruz kalır ve bu da ilk etkileşim konumunun geri kazanılmasını zorlaştırır. Compton olayları sayesinde kalite artarken maalesef hassasiyet azalır. Bu hassasiyeti de kaybetmek istemeyen araştırma ekibi, Compton dağınık olayları tanımlamak ve farklı şekilde işlemek için sinir ağlarını eğitmenin daha iyi ve faydalı bir yol olabileceğini öne sürüyor.

Önceden yapılmış olan yaklaşımlara oranla sinir ağları ile çalışmanın, çok yüksek uzaysal çözünürlükle 3B gama ışını konumlandırması gerçekleştirebileceği sonucuna varmışlardır.



Orijinal habere buradan ulaşabilirsiniz.