Dergiler / Molecular Imaging and Radionuclide Therapy / 2016 / Cilt: 25 - Sayı: 1
Pre-clinical Positron Emission Tomography Reconstruction Algorithm Effect on Cu-64 ATSM Lesion Hypoxia
- Sayfa
- 19–25
- DOI
- —
Özet
Amaç: Farklı pozitron emisyon tomografisi (PET) rekonstrüksiyon algoritmalarının uygulanması lezyonun fonksiyonel özelliklerinde istatistiksel olarak anlamlı farklılıklara neden olabilir. Bu çalışmada iki-boyutlu filtreli geri projeksiyon (2D FBP), iki-boyutlu düzenli subset expectation maksimizasyonu (2D OSEM), 3D maksimum a posteriori olmaksızın (3D OSEM) ve 3D maksimum a posteriori ile (3D OSEM MAP) üç-boyutlu düzenli subset expectation maksimizasyonu kullanımının pre-klinik bir PET tarayıcısı ile lezyon hipoksisini izleyen maddenin (tracer) tutulumu üzerine etkisi incelenmiştir. Yöntem: P22 karsinosarkomlu bir kemirgen tümör modelinde hipoksi izleyen maddenin Copper-64-Diacetyl-bis (N4methylthiosemicarbazone) (Cu-64 ATSM) enjeksiyonu ile 60. dakikaya kadar her 10 dakikada bir elde edilen rekonstrükte görüntüler incelendi. Lezyonun maksimum standardize tutulum değeri (SUVmax) ve SUVmax/taban SUVortalama (T/B) değerleri kaydedildi, ve multipl algoritma ve rekonstrüksiyon parametresi uygulanmasından sonra bunların Cu-64 ATSM ölçümleri üzerindeki etkisi ve farklı zaman dilimlerindeki seyri araştırıldı.Bulgular: SUVmax OSEM rekonstrüksiyonları için konverjans gösterirken ANOVA sonuçları tüm zaman dilimlerinde 2D FBP, 2D OSEM, 3D OSEM ve 3D OSEM MAP rekonstrüksiyonları arasında SUVmax veya T/B de anlamlı farklılık tespit etti. En yüksek SUVmax ve T/B değerleri tüm zaman dilimlerinde 2D OSEM'de saptandı, bunu sırasıyla 3D OSEM MAP, 3D OSEM ve 2D FBP takip etti. Benzer şekilde SUVmax ve T/B standart deviasyonları (SD) diğer algoritmalara kıyasla 2D OSEM'de en düşüktü.Sonuç: 2D OSEM rekonstrüksiyonu ile 2D FBP, 3D OSEM ve 3D OSEM MAP algoritmalarına kıyasla tüm zaman dilimlerinde anlamlı olarak daha yüksek lezyon SUVmax ve T/B ile birlikte daha düşük SD gözlemlendi. Sonuçlar daha önce yayınlanmış çalışmalarla uyumlu olmakla birlikte tam onaylama için daha fazla veri gerekmektedir
Abstract
Objective: Application of distinct positron emission tomography (PET) scan reconstruction algorithms can lead to statistically significant differences in measuring lesion functional properties. We looked at the influence of two-dimensional filtered back projection (2D FBP), two-dimensional ordered subset expectation maximization (2D OSEM), three-dimensional ordered subset expectation maximization (3D OSEM) without 3D maximum a posteriori and with (3D OSEM MAP) on lesion hypoxia tracer uptake using a pre-clinical PET scanner.Methods: Reconstructed images of a rodent tumor model bearing P22 carcinosarcoma injected with hypoxia tracer Copper64-Diacetyl-bis (N4-methylthiosemicarbazone) (i.e. Cu-64 ATSM) were analyzed at 10 minute intervals till 60 minute post injection. Lesion maximum standardized uptake values (SUVmax) and SUVmax/background SUVmean (T/B) were recorded and investigated after application of multiple algorithm and reconstruction parameters to assess their influence on Cu-64 ATSM measurements and associated trends over time.Results: SUVmax exhibited convergence for OSEM reconstructions while ANOVA results showed a significant difference in SUVmax or T/B between 2D FBP, 2D OSEM, 3D OSEM and 3D OSEM MAP reconstructions across all time frames. SUVmaxand T/B were greatest in magnitude for 2D OSEM followed by 3D OSEM MAP, 3D OSEM and then 2D FBP at all time frames respectively. Similarly SUVmax and T/B standard deviations (SD) were lowest for 2D OSEM in comparison with other algorithms.Conclusion: Significantly higher magnitude lesion SUVmax and T/B combined with lower SD were observed using 2D OSEM reconstruction in comparison with 2D FBP, 3D OSEM and 3D OSEM MAP algorithms at all time frames. Results are consistent with other published studies however more specimens are required for full validation.