Resumen
El desarrollo de técnicas avanzadas de imagenología molecular ha mejorado la capacidad de diagnóstico y el tratamiento de determinadas enfermedades. La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) en particular, es una técnica de imagen no invasiva que utiliza radioisótopos emisores de positrones para obtener imágenes detalladas del interior del cuerpo, permitiendo la evaluación de procesos metabólicos y fisiológicos.
En la evolución de los escáneres PET, las simulaciones de Monte Carlo han resultado una herramienta esencial para mejorar tanto su tecnología como los algoritmos de normalización y corrección de imágenes. El toolkit GATE basado en Geant4, empleado en esta tesis, se dedica a la simulación de dispositivos y procedimientos PET, permitiendo modelar la geometría del escáner, fuentes radiactivas y los procesos físicos involucrados, así como registrar los datos para la reconstrucción de imágenes.
La investigación presentada en la tesis, enfocada al estudio de escáneres PET mediante simulaciones, se divide en tres etapas fundamentales. En la primera, se verifica el rendimiento de GATE en la simulación de los escáneres Biograph Vision y Biograph Quadra de Siemens Healthineers, los cuales se utilizan actualmente en entornos clínicos. Esta evaluación, realizada a través de protocolos estandarizados NEMA NU-2, muestra una buena concordancia de los resultados simulados con datos experimentales reportados en la literatura, incluyendo estudios de sensibilidad, tasa de cuentas, resolución espacial y calidad de imagen. Partiendo de esa experiencia, se diseñan y evalúan nuevos prototipos de escáner con campo de visión axial prolongado, incrementando gradualmente el número de anillos o mediante configuraciones de módulos dispersos. El estudio afronta el desafío de tratar artefactos para mejorar la calidad de la imagen. El tercer aspecto tratado en la tesis es la integración de imágenes de CT y PET en un modelo de simulación, combinando información anatómica y funcional de un paciente, para realizar cálculos dosimétricos personalizados aplicando diferentes metodologías.
