Gama kameranın hassasiyet ve sayım veriminin silindirik kaynak geometrisinde incelenmesi
Investigation on the sensitivity and the counting efficiency of a gamma camera in cylindrical source geometry
Yazar: RUKİYE ÇAKIR HALİLOĞLU
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM KARADENİZ ; PROF. DR. HATİCE DURAK
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Dedektörler = Detectors ; Duyarlılık = Sensitivity ; Kamera = Camera ; Nükleer tıp = Nuclear medicine ; Radyasyon etkileri = Radiation effects ; Radyonüklid görüntüleme = Radionuclide imaging

Özet:
Amaç: Sayım verimi ve hassasiyet, nükleer tıpta görüntüleme uygulamalarında kullanılan gama kameraya ait iki karakteristik özelliktir. Sayım verimi ve hassasiyet belirlenirken pratik olması açısından detektörden belirli uzaklığa yerleştirilmiş noktasal bir radyasyon kaynağı kullanılır. Fakat gerçekte hasta ve noktasal radyasyon kaynağı aynı geometride olmadıklarından, bu yöntemin klinik uygunluk bakımından dezavantajı vardır. Bu çalışmada, bir gama kameranın sayım veriminin ve hassasiyetinin silindirik bir kaynak kullanılarak saptanması ve artan kaynak kalınlığı ile saçılma oranlarındaki değişimlerin incelenmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Bir gama kameranın sayım verimi ve hassasiyeti; 4 mCi aktiviteli ve 2-18 cm kalınlığında homojen 99mTc kaynağı ile LEGP ve LEHR kolimatörleri kullanılarak, kısa kaynak – dedektör mesafelerinde (5-25 cm) belirlenmiştir. Hesaplamalar asimetrik pencere  (133–153 keV) ve  bu enerji aralığındaki sayımlar dikkate alınarak yapılmıştır. Saçılan radyasyon etkileri hem 99mTc enerji spektrumuna bağlı saçılma oranlarının analizi hem de sayım verimi ve hassasiyet grafikleri çizilerek değerlendirilmiştir.
Bulgular: Saçılma oranı değerleri artan kaynak kalınlığıyla LEHR kolimatör için 0,19' dan 4,52' ye ve LEGP kolimatörü için 0,27' den 4,62' ye artış göstermiştir. Artan kaynak kalınlığıyla kamera hassasiyetinin LEHR kolimatör için 55 sayım/(sMBq)'den 24 sayım/(sMBq)'e azalırken, LEGP kolimatör için 98 sayım/(sMBq)'den 41 sayım/(sMBq)'e azaldığı saptanmıştır. Sayım verimi artan kaynak kalınlığı ile LEHR kolimatör için, % 0.19'dan  % 0.08'e ve LEGP kolimatör için % 0.35'den  % 0.14'e azalmaktadır. Hesaplanan sayım verimi kaynak - dedektör mesafesinin artmasıyla LEHR kolimatör için % 0,19' dan % 0,54'e ve LEGP kolimatör için ise % 0,35' den  % 0,97' ye artmıştır.
Sonuç: Araştırmada, saçılma oranı değerleri artan kaynak kalınlığı ile artmıştır. Hesaplanan kamera hassasiyeti, kaynak kalınlığı ve kaynak - dedektör mesafesinin artmasıyla azalan bir eğilim göstermiştir. Sayım verimi, kaynak kalınlığının artmasıyla azalmakta ve kaynak- dedektör mesafesinin artmasıyla orantılı olarak da artmaktadır. Kaynak - dedektör mesafesinin artması sayım veriminin artmasıyla, fakat kamera hassasiyetinin azalması ile sonuçlanmıştır.

Abstract:
Purpose: The counting efficiency and the sensitivity are two important characteristic properties of a gamma camera used in nuclear medicine imaging. Because of practical reasons, counting efficiency and the sensitivity have been characterized with a point source of radiation at a certain distance from the detector. However this way has the disadvantage of producing measurements of limited clinical relevance since real patients are not point sources of radiation. In this work, it was aimed to determine the counting efficiency and sensitivity of a gamma camera with a cylindrical source and to investigate the variation of scatter contribution with increasing source thickness.
Methods: The counting efficiency and sensitivity of a dual-head clinical gamma camera were determined using homogeneous 99mTc source thickness of 2–18 cm and an activity of 4 mCi at small source–detector distances (5–25 cm) for both LEGP and LEHR collimators. The energy spectra were acquired. The asymmetric window (133–153 keV) was considered and the counts in this energy window were integrated. Scattered radiation effect was evaluated by both analyzing the energy spectrum of 99mTc for the scatter fraction and plotting the counting efficiency and sensitivity.
Results: The scattered fraction values increased with increasing source thickness from 0,19 to 4,52 and from 0,27 to 4,62 for LEHR and LEGP collimator. Calculated sensitivity decreased with increasing source thickness, from 55 counts/sMBq to 24 counts/sMBq and from 98 counts/sMBq to 41 counts/sMBq for LEHR and LEGP collimator. The efficiency decreases with increasing source thickness, from 0,19 % to 0,08 % and from 0,35 % to 0,14 % for LEHR and LEGP collimator. Calculated efficiency increased with increasing source-to-detector distance, from 0,19 % to 0,54 % and from 0,35 % to 0,97 % for LEHR and LEGP collimator.
Conclusions: The scattered fraction values increased with increasing source thickness. Calculated sensitivity shows a decreasing trend with increasing source thickness and increasing source-to-detector distance. The efficiency decreases with increasing source thickness and efficiency increases with increasing source to detector distance. Increasing source to detector distances results with increasing counting efficiency but decreasing sensitivity.