Onkolojik görüntülemede gate yazılımı yoluyla SPECT/BT simülasyonlarının dinamik kaynaklar üzerine uygulanması

Abstract

Tıpta görüntüleme sistemleri klinik teşhis ve tedavi için önemli bir yer tutar. Sağlık açısından radyasyonu tanı amacıyla kullanan birimler radyoloji ve nükleer tıp, tedavi kısmı ise radyoterapi ünitelerinde karşımıza çıkmaktadır. Tıbbi amaçla kullanılan iyonlaştırıcı radyasyon uygulamalarında amaç daha çok görüntü elde edebilme üzerinedir. Görüntüleme sistemleri genel olarak; X ışınları ve iyonize radyasyon kaynakları ile çalışır. Bilgisayarlı Tomografi, X ışını kullanılarak vücudun incelemeye alınan bölgesinin kesitsel görüntüsüne ulaşmamızı sağlayan radyolojik teşhis yöntemidir. SPECT ise; radyonüklid / radyofarmasötikler ile başta onkolojik hastalıklar olmak üzere hemen hemen tüm organ ve sistemlerde fizyopatolojik ve fonksiyonel değişikliklerin tanı amacıyla alınan görüntülerin sintigrafilerinin 3 boyutlu görüntüleme yöntemidir. SPECT ve BT' nin tek bir sistemde olması anormal metabolik aktivitenin uzaysal morfolojik ve patolojik ilintisini verir. Böylece görüntülerin en etkin derecede birlikte kaydedilmesi ve tek bir incelemeyle her iki sistemden görüntülerin elde edilmesi sağlanır.Bu çalışmada, Avrupa Nükleer Araştırmalar Merkezi (CERN) tarafından geliştirilen Geant 4 benzetim yazılımı kapsamında oluşturulmuş GATE (PET&SPECT benzetim kütüphanesi) kullanılarak silindirik voxel fantomlar için SPECT/BT benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Sanal ortamda oluşturulan kurulumlarda aktivite farklılığı, öteleme ve dokuların perdeleme etkileri araştırılmış; ROOT yazılımıyla analizler yapılarak enerji histogramları ve doz eğrileri elde edilmiştir. Elde edilen veriler, istatistiksel olarak incelendiğinde, bu tür etkilerin SPECT/BT görüntülemede hangi değerlerde anlamlı farklılıklar yaratacağı ve sonuçları ortaya konulmuştur.Anahtar Kelimeler: SPECT, BT, Hibrit Görüntüleme, Geant4, GATE

Medical imaging systems have an important place in the clinical diagnosis and treatment. In terms of health, radiology and nuclear medicine departments are the units that use the radiation for diagnostic purposes, and the radiotherapy departments are the ones use it in the treatment purposes. The main purpose of medical ionizing radiation applications is to obtain more sensitive and accurate images. In general, medical imaging systems work with X-rays and ionized radiation sources. Computerised tomography is a method of radiological diagnosis that allows us to obtain cross-sectional views of regions of the body that is under examination with applying X-rays. SPECT that is a 3D imaging method with scintigraphy of images, aimed to diagnose physiopathological and functional changes in almost all organs andsystems,especially oncologicaldiseasesusing radionuclide or radiopharmaceuticals. The fact that SPECT and CT are in a single system gives spatial morphological and pathological correlation of abnormal metabolic activity. This ensures that images are recorded together at the most efficient level and images are obtained from both systems with a single review.In this study, SPECT / CT simulations for cylindrical voxel phantoms were performed using the GATE (PET & SPECT simulator library) developed under the Geant 4 simulation software created by the European Center for Nuclear Research (CERN). In the virtual installations, activity differences, displacements and screening effects of the tissues were investigated; Energy histograms and dose curves are obtained by analyzing virtual data with ROOT software. After analysing the obtained data statistically, the results are presented with the interpretation of the differences that may have significant effects for some values.Keywords: Spect, BT, Hybrid Imaging, Geant4, GATE