Pet-Compton system. Comparative evaluation with PET system using Monte Carlo simulation

Positron Emission Tomography (PET) in small animals has actually achieved spatial resolution round about 1 mm and currently there are under study different approaches to improve this spatial resolution. One of them combines PET technology with Compton Cameras. This paper presents the idea of the so called "PET-Compton" systems and has included comparative evaluation of spatial resolution and global efficiency in both PET and PET-Compton system by means of Monte Carlo simulations using Geant4 code. Simulation was done on a PET-Compton system made-up of LYSO-LuYAP scintillating detectors of particular small animal PET scanner named "Clear-PET"and for Compton detectors based on CdZnTe semiconductor. A group of radionuclides that emits a positron (e+) and Y quantum almost simultaneously and fulfills some selection criteria for their possible use in PET-Compton systems for medical and biological applications were studied under simulation conditions. By means of analytical reconstruction using SSRB (Single Slide Rebinning) method were obtained superior spatial resolution in PET-Compton system for all tested radionuclides (reaching sub-millimeter values of for 22Na source). However this analysis done by simulation have shown limited global efficiency values in "PET-Compton" system (in the order of 10-5 - 10-5 %) instead of values around 5-10-1% % that have been achieved in PET system.(AU) En la actualidad la tomografia por emision de positrones (PET en pequenos animales ha alcanzado valores de resolucion espacial cercanos a mm y en estos momentos se encuentran bajo estudio diferentes aproximaciones para mejorar dicha resolucion espacial. Una de ellas combina la tecnologia PET con las camaras Compton. Este trabajo presenta la idea del denominado Sistema "PET-Compton" e incluye una evaluacion comparativa de la resolucion espacial y la eficiencia global de los sistemas PET y PET-Compton por medio de la simulacion por Monte Carlo, utilizando el codigo Geant4. La simulacion fue realizada en un sistema PET-Compton compuesto por detectores centellantes de LYSO-LUYAP de un especifico y pequeno escaner PET denominado "Clear-PET" y para detectores Compton en base al semiconductor CdZnTe. Se estudiaron bajo las condiciones de simulacion un grupo de radionuclidos que emiten un positron (e+) y un cuanto gamma casi simultaneamente y cumplen ciertos criterios de seleccion para su posible utilizacion en aplicaciones medicas y biomedicas de los sistemas PET-Compton. Por medio de la reconstruccion analitica, empleando el metodo de reordenamiento de cortes simples (SSRB) se obtuvo una resolucion espacial superior para el sistema PET-Compton en todos los radionuclidos de prueba, que alcanzo valores por debajo del milimetro para la fuente de 22Na. Sin embargo, el analisis realizado por medio de la simulacion demostro valores limitados de eficiencia global para el sistema PET-Compton (del orden de 10-5-10-5%) en contraposicion a los valores cercanos a 5-10-1 % que se alcanzaron para el sistema PET.(AU)