Medikal görüntülemede gate simulasyonları yoluyla dual-izotop uygulamaları ve enerji çözünürlüğü araştırmaları

Abstract

Tıbbi görüntüleme, sağlık bilimleri için teşhis ve tedavide önemli tekniklerikapsamaktadır. Nükleer tıp ve radyoloji bölümünde tanı için kullanılırkenradyoterapi bölümlerinde tedavi amacıyla kullanılmaktadır. Bilgisayarlı Tomografi(BT) X-ışınları ile vücudun incelenen bölgesinin kesitsel görüntüsünü oluşturan birradyolojik yöntemdir. SPECT (Single Photon Emission Computerized Tomography)tek foton yayan bilgisayarlı tomografi sistemidir. SPECT tekniğinde vücuda verilenradyofarmasötik maddelerden tek doğrultuda yayılan gamma fotonları, SPECTdedektörleri tarafından detekte edilerek bilgisayar ünitesinde işlenerek kesitselgörüntünün oluşturulması prensibine dayanır. PET (Positron Emission Tomography)bir pozitron emisyon tomografi sistemidir. PET tekniği organ ve dokularda ortayaçıkan fonksiyonel değişikleri gösteren etkinliği kanıtlanmış bir nükleer tıpgörüntüleme tekniğidir.Bu çalışmada, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) tarafından geliştirilenGeant4 benzetim yazılımı kapsamında oluşturulmuş GATE (PET ve SPECTbenzetim kütüphanesi) kullanılarak ikili izotop uygulamaları için PET ve SPECTbenzetimleri gerçekleştirilmiştir. Kaynak olarak C11 ve Cu60 radyoizotoplarıseçilmiştir. Sanal ortamda oluşturulan kurulumlarda uygun çözünürlükler vekaynaklar arası mesafeler taranarak yarı yükseklikteki tam genişlik (FWHM),yoğunluk ve kontrast gibi parametrelerdeki farklar sunulmuştur. İstatistiksel olarakki-kare yöntemi uygulanarak, PET ve SPECT simülasyonlarında bahsedilenparametrik farkların anlamlılık seviyelerinin gösterilmesi hedeflenmiştir. Elde edilensonuçlar, istatistiksel olarak karşılaştırıldığında görüntüleme cihazlarının ikili izotopmetodu ile klinik uygulamalarda hangi koşullarda kullanılabileceğine kararverilebilir.Anahtar Kelimeler: PET, SPECT, BT, GATE, Çift İzotop

Medical imaging is consist of important methods for diagnosis and treatment forhealth sciences. While it is used for diagnosis in the nuclear medicine and radiologydepartment, it is used for therapeutic purposes in radiotherapy departments Imagingis 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 ofthe body with X-rays. SPECT is a single photon computerized tomography system.In the SPECT technique the gamma photons emitted in one direction fromradiopharmaceuticals given to the body are detected by SPECT detectors and thenprocessed by creating a cross-sectional image in the computer unit. PET is a positronemission tomography system. PET device is the name of a nuclear medicine devicethat displays normal or pathological tissues in which metabolic radioactive agentsinjected through a vascular route accumulate.In this study, PET and SPECT simulations were performed for dual isotopeapplications using GATE (PET and SPECT simulation library) created within thescope of Geant 4 simulation software developed by the European Center for NuclearResearch (CERN). C11 and Cu60 radioisotopes are chosen as sources. In theinstallations created in the virtual environment, the differences in parameters such ashalf maximum full width density and contrast are presented by scanning theappropriate resolutions and distances between sources. By applying the chi-squaremethod statistically, it is aimed to show the significance levels of the parametricdifferences mentioned in PET and SPECT simulations. With the obtained results,when compared statistically, it can help to decide under which conditions theimaging devices can be used in clinical applications with the dual isotope method.Keywords: PET, SPECT, BT, GATE, Dual Isotopes