ゲート：ペットとスペクトル用のシミュレーションツールキット

モンテカルロシミュレーションは、新しい医療イメージングデバイスの設計、買収プロトコルの最適化、画像再構成アルゴリズムと修正技術の開発または評価を支援できる排出トモグラフィーに不可欠なツールです。断層撮影用のGEANT4アプリケーションであるGATEは、GEANT4ライブラリをカプセル化して、核医学の分野に適応したモジュラーで汎用性のあるスクリプト化されたシミュレーションツールキットを実現します。特に、GATEは、ソースや検出器の動き、ソース減衰速度などの時間依存現象の説明を許可します。この機能により、現実的な取得条件下で時間曲線をシミュレートし、動的な再構成アルゴリズムをテストすることができます。このペーパーでは、PETとSpectの市販のイメージングシステムをシミュレートすることにより、GATEの設計と開発の詳細な説明がOpenGateコラボレーションによる詳細な説明を提供します。また、まだ設計中の新しい検出システムまたはシステムをモデル化する能力と柔軟性にも多大な努力が投資されています。GNU Lesser一般公開ライセンスの下でライセンスされたGATEの公開リリースは、http：/www-lphe.epfl.ch/gate/からダウンロードできます。PETとSPECT用に開発された2つのベンチマークは、GATEのインストールをテストし、ユーザーのチュートリアルとして機能します。GATEシミュレーションプラットフォームの広範な検証が開始され、市販の取得システムのシミュレーションと測定値を比較しました。これらの結果への参照がリストされています。GATEのグリディフィケーションと線量測定などの他のドメインへの拡張に向けた将来の見通しについても説明します。

Monte Carlo simulation is an essential tool in emission tomography that can assist in the design of new medical imaging devices, the optimization of acquisition protocols and the development or assessment of image reconstruction algorithms and correction techniques. GATE, the Geant4 Application for Tomographic Emission, encapsulates the Geant4 libraries to achieve a modular, versatile, scripted simulation toolkit adapted to the field of nuclear medicine. In particular, GATE allows the description of time-dependent phenomena such as source or detector movement, and source decay kinetics. This feature makes it possible to simulate time curves under realistic acquisition conditions and to test dynamic reconstruction algorithms. This paper gives a detailed description of the design and development of GATE by the OpenGATE collaboration, whose continuing objective is to improve, document and validate GATE by simulating commercially available imaging systems for PET and SPECT. Large effort is also invested in the ability and the flexibility to model novel detection systems or systems still under design. A public release of GATE licensed under the GNU Lesser General Public License can be downloaded at http:/www-lphe.epfl.ch/GATE/. Two benchmarks developed for PET and SPECT to test the installation of GATE and to serve as a tutorial for the users are presented. Extensive validation of the GATE simulation platform has been started, comparing simulations and measurements on commercially available acquisition systems. References to those results are listed. The future prospects towards the gridification of GATE and its extension to other domains such as dosimetry are also discussed.