MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
Iterative Bildrekonstruktion in der klinischen PET
mit Hilfe von Ordered-Subsets, Median Root
Prior und einem Web-basierten Interface
G. Kontaxakis*, L.G. Strauss, T. Thireou**,
M. Ledesma-Carbayo*, A. Santos*, S. Pavlopoulos**,
A. Dimitrakopoulou-Strauss
*Technische Universität Madrid, Spanien; **Technische
Universität Athen, Griechenland;
Ziel: Die Entwicklung, Implementierung und Validierung von
einfachen, flexiblen und effizienten iterativen Bildrekonstruktionsmethoden
(IIR) und ihre Aufnahme in statische
oder dynamische klinische Routine-PET-Untersuchungen.
Methoden: Die ordered-subsets (OS) Technik, die
zur Beschleunigung des maximum likelihood expectation
maximization (MLEM) IIR Algorithmus angewendet wird,
wurde hier evaluiert, um die “weighted least-squares“
(WLS), “image space reconstruction algorithm“ (ISRA) und
“space alternating generalized EM“ (SAGE) Algorithmen mit
einzuschließen. Der Median Root Prior wurde erfolgreich
als Bayes’sche Regulierung zur Rauschkontrolle der rekonstruierten
Bilder eingesetzt. Alle Methoden wurden auf
verschiedenen, vernetzten Pentium-Systemen installiert
und anhand simulierten PET-Daten eines Hirn-Phantoms
getestet. Ein Javascript wurde zur Einleitung der Rekonstruktion
benutzt.
Ergebnisse: Unter Berücksichtigung der Bildqualität und
der benötigten Rekonstruktionszeit scheint der MRP-OSEM
(ordered-subsets expectation maximization) nach 4 bis 8
Iterationen, 4 subsets und einem MRP-Koeffizienten zwischen
0.2 und 0.4 die besten Ergebnisse zu liefern. Eine
iterative Rekonstruktion der Transmissionsaufnahmen mit
OS-Beschleunigung und einer MRP-Korrektur sowie nachfolgender
Kalkulation der Schwächungskorrekturfaktoren
(ACFs) war effektiv für die Entfernung von Sternartefakten
auf den Emissionsbildern, insbesondere für Bereiche mit
einer hohen Schwächung. Schlussfolgerung: Eine leistungsfähige
Implementierung basierend auf ein quasi parallel-proccessing
der Daten und eines web-basierten Interface
erlaubt die Rekonstruktion eines Frames (mit 63 Querschnittsschichten)
innerhalb von wenigen Minuten. Diese
Arbeit zeigt, dass übliche PC-Systeme eine schnelle Ausführung
der iterativen Bildrekonstruktion erlauben und somit
für eine Routineanwendung geeignet sind. Das Argument
der langen Rekonstruktionszeiten, welches eine weitere
Verbreitung der IIR in heutigen modernen PET-Systemen
verhindert hat, kann somit widerlegt werden.
Quantitative 18F-FDG-PET Untersuchungen in der
Differenzierung von malignen und benignen
Knochenläsionen
A. Dimitrakopoulou-Strauss, L.G. Strauss, T. Heichel*,
H. Wu**, C. Burger***, L. Bernd*, V. Ewerbeck*
*Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg; **Nuklearmedizin,
Universität Wuhan, China; ***Nuklearmedizin, Universität
Zürich, Schweiz;
Die Bedeutung quantitativer 18 F-FDG PET-Untersuchungen
für die Differenzierung von benignen und malignen
Knochenläsionen ist immer noch unklar. Methoden: Unsere
Auswertung umfasste 83 Patienten mit 37 histologisch
nachgewiesenen malignen und 46 benignen Läsionen. 35
der 46 benignen Läsionen waren histologisch gesichert.
Die 18 F-FDG Untersuchungen wurden als dynamische Serien
über 60 Minuten durchgeführt. Die Auswertung der
Abteilung E060
Klinische Kooperationseinheit Nuklearmedizin
18 F-FDG-Kinetik erfolgte mit folgenden Parametern:
standardized uptake value SUV, globaler Influx (Ki), Berechnung
der Transportkonstanten k1 bis k4 unter Berücksichtigung
des Distributionsvolumens (VB) gemäß eines
2-Kompartment-Modells, fraktale Dimension basierend
auf dem Box Counting Verfahren (Parameter für die Inhomogenität
des Tumors). Ergebnisse: Der mittlere SUV,
das Distributionsvolumen VB, k1 und k3 waren signifikant
höher in malignen Tumoren im Vergleich zu benignen Läsionen
(t test; p