Sintilasyon NaI(TL) ve yarı iletken CdZnTe dedektörlü gama kameraların performans karakteristiklerinin karşılaştırılması
Performance comparasin of gamma cameras of semiconductor CdZnTe and scintilator Nal(TI)  dedectors
Yazar: ARMAĞAN AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FÜSUN ÇETİN ; PROF. DR. MUSTAFA DEMİR
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Sağlık Fiziği Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Dedektörler = Detectors ; Gama kameralar = Gamma cameras ; Görsel performans = Visual performance ; Kadmiyum = Cadmium ; Kamera = Camera ; Performans = Performance ; Talyum = Thallium

Özet:
Nükleer Tıp görüntüleme teknikleri, başta Onkoloji ve Kardiyoloji  olmak üzere bir çok  klinik alanda  yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek Foton Emisyon Bilgisayarlı Tomografisi (SPECT) ve Pozitron Emisyon Tomografisi (PET)  bu alanda kullanılan temel görüntüleme yöntemleridir. Nükleer tıpta kullanılan görüntüleme sistemlerinin başında, düzlemsel görüntüleme ve SPECT yapabilen  Gama Kameralar yer almaktadır. Gama Kameralar tek başına (SPECT) veya hibrid sistemlerde Bilgisayarlı Tomografi ve PET cihazlarıyla birlikte (SPECT/BT, SPECT/PET)  yaygın olarak kullanılmaktadır. Hedef organ tarafından tutulan radyofarmasotikler radyasyon dedektörlerinin algılayabileceği γ-ışınları yaymakta ve Gama kamera dedektörü  yardımıyla radyofarmasötiğin  dokulardaki konuma ve zamana bağlı  dağılımı belirlenmektedir. Bu radyoaktif dağılıma ilişkin farklı doğrultularda alınan projeksiyonlar bilgisayar ortamında üç boyutlu görüntülere dönüştürülebilmekte;  düzlemsel ya da kesitsel, statik ya da dinamik görüntüler elde edilebilmektedir. . Gama Kamera performansını betimleyen  en önemli karakteristikler uzaysal çözünürlük, lineerite, enerji çözünürlüğü, dedektör verimi (sensitivitesi) ve sayım hızı performansıdır. Gama Kamera performansı dedektörün performansına güçlü bir biçimde bağlı olduğundan dedektörün türü ve özellikleri görüntü kalitesi ni önemli ölçüde etkilemektedir.
Konvansiyonel Gama Kameralarda ağırlıklı olarak Talyum katkılı Sodyum İyodor NaI(Tl) sintilasyon dedektörler  kullanılmaktadır.  Ancak son yıllarda yarıiletken  dedektör  teknolojisindeki gelişmelerin sonucu  olarak   enerji rezolüsyonu, uzaysal rezolüsyonu ve hassasiyeti daha yüksek olan CdTe  ve CdZnTe  gibi yarıiletkenlerin dedektör malzemesi olarak kullanıldığı yarıiletken dedektörlü Gama kameralar  sintilasyon krietalli Gama kameralara göre  alternatif olarak belirmiştir.  Artık yarı iletken dedektörlü gama kameraların da görüntüleme merkezlerinde kullanımı artmaktadır. Bu çalışmada , İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi, Nükleer Tıp Anabilim Dalı'nda bulunan CdZnTe yarıiletken dedektörlü gama kamera ile NaI (Tl) sintilasyon dedektörlü  gama kameraların enerji rezolüsyonu, uzaysal rezolüsyonu, verimi ve lineeritesi  gibi temel performans karakteristikleri  140 keV Tc-99m radyoizotopu  kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen soouçlar kullanılarak yarıiletken ve sintilasyon dedektörlü gama kameraların performans karşılaştırması yapılmıştır.   Sonuçlar yarı iletken dedektörlü gama kameraların sintilasyon dedektörlü gama kameralara göre  özellikle yüksek uzaysal rezolüsyon  ve enerji rezolüsyonu sağladığı, aynı zamanda sayım hassasiyetinin de yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar literatürde elde edilen sonuçlarla uyum içerisindedir.

Abstract:
Nuclear Medicine imaging techniques are widely used in various clinical areas, especially in Oncology and Cardiology. Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) and Positron Emission Tomography (PET) are main  imaging methods used in this area. Gamma cameras capable of planer imaging and SPECT are major  imaging system used in Nuclear Medicine. Gamma Cameras are widely used as single (SPECT) or together with Computed Tomography and PET devices (SPECT / CT, SPECT / PET) in hybrid systems. Radiopharmaceuticals localized in the target organ emit γ-rays that can be detected by radiation detectors and  the distribution of the radiopharmaceutical in the tissues is determined  by means of gamma camera detector depending on the location and time. Projections taken in different directions is converted to three-dimensional images in computer environment. Planar or cross-sectional, static or dynamic images can be obtained by using these radioactivity distributions. 
The most important characteristics decribing Gamma Camera performance are spatial resolution, linearity, energy resolution, detector efficiency (sensitivity) and count rate performance. Since gamma camera performance is strongly dependent on  detector performance, detector type and characteristics strongly  affect the image quality. Conventional Gamma Cameras mostly use NaI (Tl) scintillation detectors. As a result of the developments in semiconductor detector technology in recent years, gamma cameras with CdTe or CdZnTe semiconductor dedectors having higher energy resolution, spatial resolution and sensitivity, have emerged as an alternative to gamma cameras with scintillation dedector. Currently, use of semiconductor gama cameras in imaging centers is rapidly increasing.
In this study, main performance characteristics such as energy resolution, spatial resolution, efficiency and linearity are determined for two different type gamma cameras with CdZnTe semiconductor detector and NaI (Tl) scintillation detector at the Department of Nuclear Medicine of Istanbul University Medicine Faculty by using  Tc-99m radioisotope with 140 keV energy. By examining obtained results, performances of gamma cameras with CdZnTe semiconductor dedector and the gamma camera with NAI(Tl) scintillation detector are compared.  It is seen that the gama camera with CdZnTe semiconductor have higher spatial and  energy resolutions and higher detector sensivity compared to the gama camera with NaI (Tl) scintillation  detector. These results are in agreement with the results in the literature.