Rekonstrukcija podatkov

Z demonstracijskim sistemom PET zajamemo ob vsakem sproženju čitalne elektronike naboj na vsakem od kanalov. Zaradi različnih ojačenj foropomnoževalk, različnega stika kristala z vhodnim oknom fotopomnoževalke, izmaknjene postavitve centra kristala s centrom fotopomnoževalk, je potrebno celoten sistem umeriti. Začetna kalibracija je že narejena, bolj natančna pa bo vaša naloga.

Konfiguracijske datoteke se nahajajo v mapi ini ynotraj programa za rekonstrukcijo. Glavna datoteka, ki vsebuje reference na ostale datotreke je config.xml

Rekonstrukcijo podatkov poženemo v terminalskem oknu (na racunalniku, kjer ste zajemali podatke v mapi, $HOME/pet/rekonstrukcija ) z

./petreco -i data/koincidencni_820V_0.dat -c ini/config.xml -o fmfpet

Program sprejme naslednje vhodne parametre

• -c config.xml ... za konfiguracijo uporabi datoteko config.xml
• -i input.dat ... Analiziraj podatke iz datoteke input.dat. Ce zelimo analizirati vec datotek navedemo to kot -i prva.dat -i druga.dat -i tretja.dat
• -o output ... ime izhodnih datotek. Program naredi tri izhodne datoteke: output.root , kjer so shranjeni histogrami za kalibracijo aparature, output.s sinogrami in output.hs glava s podatki o sinogramih. Slednji dve datoteki rabimo za rekonstrukcijo slike s programom STIR
• -n nevents ... stevilo dogodkov, ki jih zelimo obdelati, (-1 = vsi dogodki - privzeta vrednost)
• -w writentuple ... izpisi vrednosti
• -d debuglevel ... nad 0 vklopi dodatne izpise

Histograme, ki so v datoteki output.root si ogledamo v programu root http://root.cern.ch. V njej se nahajajo naslednji histogrami (_xx označuje številko kanala oz pmtja)

Ime histograma	Pomen
clusterpmt_xx	Vsota cADC na PMTju za dogodke z manj kot x zadetki 0
ach_xx	Raw ADC Ch. _xx
cutch_xx	cADC za dogodke z manj kot x hitov na pmtju Ch. _xx
singlech_xx	cADC proti stevilu zadetkov na pmtju Ch. _xx
corrch_xx	cADC proti vsoti kanalov na pmtju, Ch. _xx
adcvssumch_xx	Raw ADC proti vsoti kanalov na pmtju, Ch. _xx
pmt_xx	Vsota cADC na PMTju _xx
clusterpmt_xx	Vsota cADC na PMTju za dogodke z manj kot x zadetki _xx
pmt1_xx	Center naboja CoG PMT _xx
pmt2_xx	Center naboja CoG PMT _xx
pmt3_xx	Rekonstruirana koordinata PMT _xx
pmt_xx	Vsota cADC na PMTju _xx
sumadc_xx	Vsota cADC jev na posameznih kristalih na PMTju _xx
globalxy	Rekonstruirana koordinata zadetka
hnabove	Stevilo zadetkov nad nivojem diskriminacije

Histograme si lahko enega po enega ogledate npr z uporabo brskalnika

root[1] TBrowser t

lahko pa za to uporabite skripto

root[1] .x src/plot.cxx("fmfpet.root")

Kalibracija

Za točno kalibracijo je potrebno pripraviti tri datoteke:

• nivo šuma na vseh kanalih: pedestals.dat
• pozicija fotovrhov: ph511.dat
• preslikava iz utežene koordinate v koordinato posameznega kristalčka : calibration.root

Nivo šuma

pedestals.dat ... vsebuje podatke o adc nivojih suma. Dobimo jo tako, da pozenemo datoteko pedestals.cxx na datoteki s podatki

root[1] .x src/pedestals.cxx("fmfpet.root")

Višina fotovrhov

ph511.dat ... vsebuje podatke o fotovrhovih za vsak kanal . Dobimo jo tako, da pozenemo skripto fotovrh.cxx in za vsakega od 64 histogram kliknemo na fotovrh, ki ustreza anihilacijskemu zarku, ki je pustil na danem kanalu najvecji signal

root[1] .x src/fotovrh.cxx("fmfpet.root")

Pripravimo novo datoteko config.xml poženemo rekonstrukcijo z njo. Če je naša kalibracija uspešna, bodo fotovrhovi v histogramih corrch_xx poravnani.

Preslikava centrov naboja v koordinato kanala

Pripraviti je potrebno še konfiguracijsko datoteko calibration.root, ki bo izračunane pozicije (center naboja) preslikala v pozicije na kanalih.

root [1] .x src/calibration.cxx("fmfpet.root","calibration.root")

Sinogrami - histogrami projekcij

Po pripravi datoteke je potrebno ponovno zagnati rekonstrukcijo. Za vsak par koincidenc program izračuna kot med veznico in koorinatno osjo in oddaljenost veznice od izhodišča. Vse take dogodke napolni v histograme (sinograme), ki jih uporabimo pri rekonstrukciji. Izhod porograma petreco sta datoteki (fmfpet.hs in fmfpet.s), kjer so zapisani sinogrami, ki si jih ogledamo v rootu

root[1] .x src/sinoread.cxx+("fmfpet.hs","colz")

Energijska ločljivost

Poleg tega lahko za vsakega od kristalčkov narišemo celoten naboj, ki smo ga zaznali s fotopomnoževalko.

Z meritvijo širine fotovrha za posamezne kristale, lahko ocenimo energijsko ločljivost sistema.

Rekonstrukcija

Rekonstrukcijo slike izvedemo s pomočjo programskega paketa STIR http://stir.sourceforge.net/main.htm ( STIR_2.1.zip: izvorna koda programa)

src/FBP2D.sh fmfpet.hs fmfpet

Rekonstruirano sliko si pogledamo z

STIR/bin/manip_image fmfpet.hv

oziroma

root[1].x  src/sinoread.cxx+("fmfpet.hv","colz")

Pozicijska ločljivost

Z analizo rezine histogramov lahko ocenimo, kakšna je ločljivost našega sistema.

-- Main.rok - 11 Jan 2012

• fmfpet.tgz: Software za rekonstrukcijo tomografskih slik z fmf petom

• Raw ADC: