利用 GAN 快速跟踪 F-18 正电子路径模拟

近年来，蒙特卡罗（MC）模拟在医学物理领域的应用已成为最先进的技术，该技术消耗大量计算资源以准确预测粒子相互作用。最近，生成对抗网络（GAN）被提出作为一种替代方案，以提高计算工具的效率并扩展其在医学成像和治疗应用中的应用。本研究引入了一种新方法，通过利用 GAN 来模拟源自氟 18（18 F）同位素的正电子路径。所提方法开发了一个纯条件 Transformer 最小二乘（LS）-GAN 模型，旨在生成正电子路径并跟踪其在周围材料中的相互作用。条件因子包括预先确定的相互作用次数以及从 18 F 发射光谱推导出的发射正电子的初始动量。通过利用这些条件，该模型旨在快速准确地模拟正电子路径的电磁相互作用。将结果与 Geant4 Application for Tomography Emission (GATE) MC 模拟工具包生成的结果进行了比较。在三种不同材料（水、骨骼、肺部）的路径平均长度、最大长度和一维点扩散函数（PSF）的计算中观察到不到 10% 的差异。