Medikal görüntülemede gate simulasyonları yoluyla dual-izotop uygulamaları ve enerji çözünürlüğü araştırmaları
Dual-isotopes applications and energy resolution research through gate simulations in medical imaging
Yazar: YUSUF ŞENGELEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN KUDAY
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: Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi = European Nuclear Research Center ; Pozitron emisyon tomografi = Positron-emission tomography ; Tomografi = Tomography ; Tomografi-emisyon-bilgisayarlı-tek foton = Tomography-emission-computed-single-photon ; İzotoplar = Isotopes

Özet:
Tıbbi görüntüleme, sağlık bilimleri için teşhis ve tedavide önemli teknikleri
kapsamaktadır. Nükleer tıp ve radyoloji bölümünde tanı için kullanılırken
radyoterapi bölümlerinde tedavi amacıyla kullanılmaktadır. Bilgisayarlı Tomografi
(BT) X-ışınları ile vücudun incelenen bölgesinin kesitsel görüntüsünü oluşturan bir
radyolojik yöntemdir. SPECT (Single Photon Emission Computerized Tomography)
tek foton yayan bilgisayarlı tomografi sistemidir. SPECT tekniğinde vücuda verilen
radyofarmasötik maddelerden tek doğrultuda yayılan gamma fotonları, SPECT
dedektörleri tarafından detekte edilerek bilgisayar ünitesinde işlenerek kesitsel
görüntünün oluşturulması prensibine dayanır. PET (Positron Emission Tomography)
bir pozitron emisyon tomografi sistemidir. PET tekniği organ ve dokularda ortaya
çıkan fonksiyonel değişikleri gösteren etkinliği kanıtlanmış bir nükleer tıp
görüntüleme tekniğidir.
Bu çalışmada, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) tarafından geliştirilen
Geant4 benzetim yazılımı kapsamında oluşturulmuş GATE (PET ve SPECT
benzetim kütüphanesi) kullanılarak ikili izotop uygulamaları için PET ve SPECT
benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Kaynak olarak C11 ve Cu60 radyoizotopları
seçilmiştir. Sanal ortamda oluşturulan kurulumlarda uygun çözünürlükler ve
kaynaklar arası mesafeler taranarak yarı yükseklikteki tam genişlik (FWHM),
yoğunluk ve kontrast gibi parametrelerdeki farklar sunulmuştur. İstatistiksel olarak
ki-kare yöntemi uygulanarak, PET ve SPECT simülasyonlarında bahsedilen
parametrik farkların anlamlılık seviyelerinin gösterilmesi hedeflenmiştir. Elde edilen
sonuçlar, istatistiksel olarak karşılaştırıldığında görüntüleme cihazlarının ikili izotop
metodu ile klinik uygulamalarda hangi koşullarda kullanılabileceğine karar
verilebilir.
Anahtar Kelimeler: PET, SPECT, BT, GATE, Çift İzotop

Abstract:
Medical imaging is consist of important methods for diagnosis and treatment for
health sciences. While it is used for diagnosis in the nuclear medicine and radiology
department, it is used for therapeutic purposes in radiotherapy departments Imaging
is obtained with X-rays and ionizing radiation sources. Computed tomography (CT)
is a radiological method that creates a cross-sectional image of the examined area of
the body with X-rays. SPECT is a single photon computerized tomography system.
In the SPECT technique the gamma photons emitted in one direction from
radiopharmaceuticals given to the body are detected by SPECT detectors and then
processed by creating a cross-sectional image in the computer unit. PET is a positron
emission tomography system. PET device is the name of a nuclear medicine device
that displays normal or pathological tissues in which metabolic radioactive agents
injected through a vascular route accumulate.
In this study, PET and SPECT simulations were performed for dual isotope
applications using GATE (PET and SPECT simulation library) created within the
scope of Geant 4 simulation software developed by the European Center for Nuclear
Research (CERN). C11 and Cu60 radioisotopes are chosen as sources. In the
installations created in the virtual environment, the differences in parameters such as
half maximum full width density and contrast are presented by scanning the
appropriate resolutions and distances between sources. By applying the chi-square
method statistically, it is aimed to show the significance levels of the parametric
differences mentioned in PET and SPECT simulations. With the obtained results,
when compared statistically, it can help to decide under which conditions the
imaging devices can be used in clinical applications with the dual isotope method.
Keywords: PET, SPECT, BT, GATE, Dual Isotopes