Pozitron emisyon tomografi (PET) detektörlerinin insan vücut fantomunda duyarlılık analizi
Sensitivity analysis of positron emission tomography (PET) detectors in human body phantom
Yazar: BAYRAM DEMİR
Danışman: PROF. DR. K. GEDİZ AKDENİZ ; PROF. DR. MUSTAFA DEMİR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Nükleer görüntüleme = Nuclear imaging ; Nükleer tıp = Nuclear medicine ; Pozitron emisyon tomografi = Positron-emission tomography

Özet:
Pozitron Emisyon Tomografi (PET) insan vücudundaki organlar ve metabolizmalarıngörüntülenmesini saglayan bir radyoizotop görüntüleme teknigidir. PET, pozitron emisyonuile bozunan radyoizotoplardan elde edilen pozitronun, ortamdaki bir elektronla birleserek yokolması ile ortaya çıkan iki adet 511 KeV 'lik yok olma fotonunun eszamanlı deteksiyonuprensibine dayanan bir sistemdir. Uygulamada 11C, 13N, 15O, 18F gibi pozitron yayınlayanradyoizotopların glikoz molekülü ile birlestirilmesi sonucu elde edilen radyofarmasötik(örnegin; [18F]-FDG) hastaya kan yolu ile verilir. Vücuttaki anormal yapılarda biriken buradyoizotoplardan elde edilen 511 KeV fotonları PET cihazında detekte edilerek bilgisayardavücudun 3-boyutlu görüntüsü elde edilmektedir. Bir görüntünün kalitesinin en önemligöstergelerinden biri yüksek bir kontrast degerine sahip olmasıdır. Özellikle yüksek kiloluhastalarda, enjeksiyon dozu ve çekim süreleri PET görüntülerinin kontrastları üzerinde önemlietkilere sahiptir. Bu tez çalısmasında, enjeksiyon dozu ve çekim sürelerinin 0.6, 1.0, 1.6 ve2.4 cm çaplı akciger lezyonlarının PET görüntüleri üzerindeki görülebilmelerine etkileriniinceledik. Bu amaçla 100 kg agırlıklı bir erkek hastanın boyutları ile aynı ölçülerde bir tümvücut insan fantomu yaptık. Akciger lezyonları akciger zemininin 4, 8, ve 16 katı aktiviteyesahip olacak sekilde aktivite ile dolduruldu. Bir Siemens Biograph HIRES PET/CT kullanarak 3,4, 5, 6, 7, 8 MBq/kg enjeksiyon dozları ve 2, 3, 4, 5 dakika/yatak görüntüleme sürelerikullanılarak 72 adet transaksiyal akciger PET görüntüsü elde edildi. Bu çalısmanınsonucunda, akciger lezyonlarının PET görüntülerindeki görülebilmelerinin artan enjeksiyondozu ve artan süre ile artıgını tespit ettik. Ayrıca, bir akciger lezyonunun PET' degörülebilmesi için minimum kontrast degeri 3 ve 5 dakika/yatak çekim süresi ile 8 MBq/kgenjeksiyon dozunun bu çalısmada incelenen akciger lezyonlarının tespit edilmesi için yeterliolacagı sonucuna varılmıstır.

Abstract:
Positron Emission Tomography (PET) is a radioisotope imaging method for obtaininginformation on the status of organs and metabolisms within the human body. The imagingprinciple used in PET is the coincidence detection of two 511 KeV annihilation photonsoriginated from electron-positron annihilation. In practice, a radiopharmaceutic (e.g.; [18F]-FDG) obtained by uniting a positron emitting radioisotope (e.g.; 11C, 13N, 15O, 18F) andglucose molecule is given to the patient by way of blood injection. PET detects these 511KeV annihilation photons accumulated in the abnormal structures and then, 3-dimensionimaging of the body is created by computer. One of the most important criteria for the qualityof a PET image is a high contrast value. Injection doses and scan durations have importanteffects on the contrast of PET images, especially for the overweight patients. In this thesis, wehave investigated the impact of injection doses and scan durations on the visibility of lunglesions with 0.6, 1.0, 1.6 and 2.4 cm diameter in the PET images. For this purpose, a wholebody human phantom was designed the same dimension as a male patient weighted 100 kg.The lesions were filled with an activity to have concentrations of 4, 8 and 16 times that oflung-tissue background. Seventy-two transaxial lung PET images were created withcombinations of 3, 4, 5, 6, 7, 8 MBq/kg injected doses and 2, 3, 4, 5 min/bed scan durationsusing a Siemens Biograph HIRES PET/CT. As a result of this study, we determined that the visibilityfor PET images of lung lesions increase with the increasing of injected doses and scan duration. Weconcluded that minimum contrast value for the visibility of a lung tumor PET image is 3 and 5min/bed scan duration and 8 MBq/kg injection dose are sufficient to detect the lung lesion used in thisstudy.