Cálculo Monte Carlo de la resolución espacial (Función de Transferencia de la Modulación) de un panel centelleador y comparación con los resultados experimentales

Abstract

Los paneles de fósforo se utilizan en muchas aplicaciones médicas de imágenes de rayos X. El diseño y la optimización de estos detectores puede lograrse utilizando códigos Monte Carlo para simular el transporte de radiación en materiales de centelleo y así mejorar la respuesta espacial y calidad de la imagen para diagnóstico. Este trabajo presenta un procedimiento para medir la resolución espacial de un panel plano de centelleo y para evaluar el ajuste con los datos obtenidos por simulación. Para evaluar la respuesta espacial hemos utilizado el parámetro de Función de Transferencia de la Modulación (MTF, del inglés Modulated Transfer Function). De acuerdo con esto, hemos obtenido la función de dispersión de línea (LSF, Line Spread Function) del sistema cuya transformada de Fourier genera la MTF. Las imágenes experimentales se realizaron usando un tubo de radiografía médica (Toshiba E7299X) y una pantalla plana (Hammamatsu C9312SK). Las mediciones se basaron en la implementación experimental de la metodología de dispersión de línea, que mide la respuesta del sistema en base a una línea. Se han realizado mediciones de LSF usando dos láminas de 2mm de Plomo separadas con una hendidura de 0,5 mm superpuesta sobre la pantalla plana. La pantalla del detector fue modelada con el código de simulación Monte Carlo MCNP (versión 6) con el fin de analizar el efecto de la configuración de adquisición y comparar la respuesta del centelleador con los resultados experimentales. El MCNP6 ofrece la posibilidad de estudiar los parámetros físicos ópticos (coeficientes de absorción y dispersión ópticos) que se producen en la pantalla de fósforo. El estudio ha sido probado para diferentes voltajes del tubo de rayos X (de 60 a 140 kV). Se ha obtenido una convergencia aceptable entre los resultados de resolución obtenidos con las medidas experimentales y MCNP6. El modelo MCNP6 permite estudiar la respuesta espacial de las pantallas de centelleo, por lo tanto puede ser utilizado como una herramienta interesante en el desarrollo tecnológico de nuevos y mejores detectores médicos, puesto que permite estudiar geometrías, materiales y nuevas configuraciones para mejorar la calidad de imagen. El modelo también se puede aplicar con un pequeño número de ajustes (relacionada c