Нелинейность и ее коррекция

Коррекция энергетического отклика решает только часть проблемы неоднородности гамма-камеры. Не меньшее влияние на неоднородность имеет погрешность в позиционировании событий. Этот феномен, называемый также нелинейностью гамма-камеры, имеет не случайный характер, а проявляется по определенным предпочтительным направлениям, связанным с особенностями конструкции детектора.

Пространствен6ная нелинейность является систематической погрешностью в позиционировании X-, Y-координат импульсов в изображении и объясняется локальным сжатием или расширением отсчетов. Например, когда источник перемещается в поперечном направлении от края к центру фотокатода ФЭУ, б'ольшая скорость счета наблюдается при его центральном положении, образуя горячее пятно. При приближении источника к краю фотокатода скорость счета, наоборот, уменьшается и образуется холодное пятно.

Геометрические искажения изображения количественно оцениваются показателем собственной пространственной нелинейности, определяемым как абсолютное максимальное отклонение изображение щели маски от прямой линии, выраженное в миллиметрах. Для измерения показателя нелинейности используются маски с линейными или ортогональными отверстиями, которые накладываются на детектор (без коллиматора), а источник излучения размещается на расстоянии не менее пяти диаметров обозреваемого поля. Получающееся изображение запоминается в 128 х 128 матрице (в некоторых моделях 4096 х 4096). Зная действительное положение (X, Y) каждого пикселя и его смещенное X-, Y-положение в изображении, возможно рассчитать матрицу (таблицу) поправочных факторов. На рис. 3.16 представлена диаграмма со специально преувеличенными для наглядности одномерными нелинейностими.

Рис. 3.16. Диаграммное представление преувеличенных нелинейностей в одномерном варианте. Стрелки показывают перемещение сетки изображения в результате корректировки нелинейности [4]

Используя массив поправочных факторов, детектируемые события перемещаются на истинные X-, Y-локализации точек взаимодействия фотонов (в пределах внутреннего разрешения камеры). Для этого в электронную систему современных гамма-камер производители встраивают специальный микропроцессор, в память которого вводятся таблицы с поправочными факторами. Так как обычно гамма-камеры имеют небольшой дрейф характеристик со временем, то эти данные требуется периодически корректировать.

На рис. 3.17 показаны результаты улучшения изображения после введения коррекции энергетического отклика, нелинейности и неоднородности.

Рис. 3.17. Изображения жидкого источника в кювете (C1, D1) и за четырех секторным щелевым фантомом (C2, D2) без коррекции (С1, С2) и с энергетической корректировкой (D1,D2) [4]

Рис. 3.17 (продолжение). Изображения жидкого источника в кювете (A1, B1) и за четырех секторным щелевым фантомом (A2, B2) c коррекцией энергии и нелинейности(A1, A2) и с коррекцией неоднородности (B1,B2) [4]