Phantom-based strategy for the optimization of FDG pet brain imaging reconstruction

• Main Author: Pinto, Samara Oliveira
• Publication Date: 2022
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
• Download full: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10112
• topic: Brain PET Imagens de PET Cerebrais; Reconstruction; Optimization; Quantification; Image Quality; Imagens de PET Cerebrais; Reconstrução; Otimização; Quantificação; Qualidade de Imagem; ENGENHARIAS

Introdução: A imagem de tomografia por emissão de pósitrons (PET) com [18F] FDG fornece informações valiosas sobre os processos patológicos subjacentes em doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer (DA). As aquisições de imagens PET nessas populações devem ser as mais curtas possíveis para limitar os movimentos da cabeça e melhorar o conforto do paciente. A otimização de protocolos de reconstrução é usualmente realizada através da análise de imagens adquiridas com fantomas antropomórficos, ambos em termos de qualidade de imagem e acurácia de quantificação. Objetivo: Desenvolver e validar uma estratégia de otimização baseada em fantoma para reconstrução de imagem [18F]FDG-PET para reduzir o tempo de aquisição, mantendo a precisão de quantificação adequada e qualidade de imagem. Métodos: Imagens PET adquiridas com [18F]FDG de um fantoma cerebral 3D Hoffman foram adquiridas. Estratégias de otimização foram desenvolvidas, de forma a obter imagens sem perda aparente de qualidade e com precisão de quantificação adequada nas regiões analisadas. Métodos de reconstrução analíticos e iterativos foram comparados por meio de métricas de qualidade de imagem e precisão quantitativa. Por fim, o protocolo otimizado foi testado em dados retrospectivos de PET adquiridos com [18F]FDG de indivíduos saudáveis e pacientes com a DA. Resultados: Estudo do fantoma: O algoritmo de reconstrução OSEM foi otimizado (4 iterações e 32 subconjuntos), o que resultou em imagens semelhantes em comparação com as configurações clínicas atuais, com uma redução de 50% no tempo de varredura (5 min com um filtro pós-reconstrução de 4 mm). Estudo clínico: As métricas de quantificação e qualidade de imagem foram semelhantes entre o protocolo otimizado e o protocolo clínico, e não foram observadas diferenças significativas entre eles. Dois médicos experientes avaliaram visualmente as imagens em termos de ruído, contraste e qualidade geral da imagem. Nenhuma diferença entre os protocolos foi identificada pelos médicos. Conclusão: A diminuição do tempo de aquisição é possível através da otimização dos parâmetros de reconstrução da imagem, mantendo a acurácia de quantificação e qualidade de imagem adequadas. O protocolo otimizado obtido nesse trabalho foi implementado em dados clínicos e apresentou resultados comparáveis com aqueles adquiridos com o protocolo clínico.