Sintigrafik görüntülerde kısmi hacim etkisinin incelenmesi
Evaluation of partial volume effect in scintigraphic images
Yazar: İFFET ÇAVDAR
Danışman: DOÇ. DR. YEŞİM ÖKTEM ; PROF. DR. MUSTAFA DEMİR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Pozitron emisyon tomografi = Positron-emission tomography ; Sintigrafi = Scintigraphy

Özet:
Radyofarmasötiklerin vücut içindeki dağılımının gama kamerada elde edilmiş görüntüsüne sintigrafi adı verilir. Sintigrafik görüntülerin klinisyenler tarafından yorumlanması ile hastalıkların tanısı konulmaktadır. Sintigrafik görüntülerde az radyoaktif madde tutan küçük hacimli lezyonların bulundukları zemin aktivitesinden ayırt edilmeleri çok zordur. Hastalıkların tanısında yanılgılara neden olabilen bu tür etkilere; Kısmi Hacim Etkisi (Partial Volume Effect) denir.Kısmi Hacim Etkisi; tümör boyutu ve şekli, doku etrafındaki zemin aktivitesi, tarayıcının uzaysal rezolüsyonu, voksel boyutu ve görüntü seçimi gibi bir çok faktörün etkilediği karmaşık bir süreçtir. Kısmi hacim etkisi, rekonstrükte edilmiş görüntü rezolüsyonunun FWHM değerinden üç kez daha küçük tümör boyutlarında çok daha fazla etkilidir. Bu çalışmada farklı şekillerde ve küçük boyutlarda lezyonların farklı matris değerlerinde Kısmi Hacim Etkisinden nasıl etkilendiklerinin araştırılması amaçlandı.Kısmi Hacim Etkisinin tümör boyutu, şekli ve matris değerlerinin değişimiyle nasıl etkilendiğini değerlendirmek amacı ile Kısmi Hacim Etkisi test fantomu geliştirildi. Bu tez çalışması için geliştirilen fantom 1.6 cm, 1.2 cm, 1 cm, 0.7 cm ve 0.5 cm çaplarında ve aynı hacimlerde küresel ve silindirik lezyonlar içermektedir. SPECT ve PET sistemleri kullanılarak yapılan deneylerde görüntüleme sistemlerinin parametrelerinin etkileri araştırıldı. Deney düzeneğindeki taklit lezyonlara ve zemine konulacak aktivite konsantrasyonu klinik verilerden elde edildi. Görüntüleme sisteminin software'da var olan matris boyutlarında görüntüler alındı. Görüntülerden kontrast hesapları ve kantitatif analizler yapıldı. Bulgularımıza göre lezyon çapı arttıkça hesaplanan kontrast değerleri artmakta, aynı şekilde matris boyutu büyüdüçe kontrast değerleri artmaktadır. Fantom üzerinde yapılan deney sonuçlarından, küresel ve silindirik şekilli lezyonlar aynı hacime sahip olsalar bile tutulumlarının farklı olduğu, silindirik şekilli lezyonların daha yüksek uptake değeri göstermeleri nedeniyle Kısmi Hacim Etkisinden daha az etkilendikleri sonucuna varıldı.Lezyon boyutunun ve şeklinin bilinmesinin Kısmi Hacim Etkisi araştırmalarında büyük öneme sahip olduğu, bu faktörlerin bilinmesinin ve klinik görüntülerin değerlendirilerek hastalıklara doğru tanı konulmasında önemli olduğu sonucuna varıldı.

Abstract:
Images of radiopharmaceutical distributions within the body that obtained from the Gamma camera, is called scintigraphy. The diseases is diagnosed with interpretation of the scintigraphic images by the clinicians. It is very difficult to distinguish small-volume lesions which have low uptake, from their background activitiy in scintigraphic images. This kind of effects can lead mistake to diagnosis of diseases; is called Partial Volume Effect.Partial Volume Effect is a complex process affected by many factors including tumor size and shape, background activity in surrounding tissues, spatial resolution of the scanner, image sampling and voxel size. Partial volume effect is more effective whenever the tumor size is less than three times of FWHM of the reconstructed image resolution. In this study, it is aimed to investigate how lesions that have different size and small shape in differet dimension of a matrix affected by Partial Volume Effect.Partial Volume Effect test phantom is devoloped to evaluate how changes of tumor size and shape and dimension of a matrix affected by Partial Volume Effect.Developed phantom for this thesis contains spherical and cylindrical lesions that have 1.6 cm, 1.2 cm, 1 cm, 0.7 cm and 0.5 cm diameters and same volume. In the experiments using SPECT ad PET systems, the effects of parameters of imaging systems is investigated. Activity concentration which injected in lesions and background in the experiment setup, is obtained from clinical data. It is imaged in the matrix size of the existing imaging system software. Contrast calculations and quantitative analysis from images is performed. According to our results, increased lesion diameter increases the calculated contrast values as the same way as increased matrix size also increases the calculated contrast values. From the results of the phantom experiment, it is seen that even if spherical and cylindrical-shaped lesions have same volume they have different uptake and it is concluded that cylindrical-shaped lesions is less affected from the partial volume effect due to they have a higher uptake value.It is concluded that is of great importance to known lesions size and shape in Partial Volume Effect research and to known this factors is before clinic interpretations to accurate diagnosis.