Optimierung von Akquisition und Rekonstruktion für quantitative SPECT/CT: Eine Phantom-Studie

Ziel/Aim Wir untersuchten einen quantitativen Rekonstruktionsalgorithmus für SPECT-Daten. Betrachtet wurden quantitative und qualitative Bildparameter bei verschiedenen Parametrisierungen des Mess- und Rekonstruktionsprotokoll.

Methodik/Methods Verwendet wurde ein Tc-99m gefülltes IEC NEMA Phantom mit 6 Sphären (spez. Aktivität ac_real= 80 kBq/ml) inkl. Lungenmodul (keine Aktivität) bei niedriger Konzentration im Restvolumen (ac_bg= 10 kBq/ml). Die Bildgebung erfolgte mit einem SPECT-CT (Discovery NM/CT 670, GE Healthcare) für zwei Messprotokolle (klinisch: 60 Projektionen à 20 s; NEMA: 120 Projektionen à 10 s). Die quantitative Rekonstruktion (Q.Metrix, GE Healthcare) erfolgte für drei Iterationssets (4it/10sub, 5it/15sub, 24it/8sub) und zwei Wichtungsfaktoren für die Streustrahlkorrektur (SCF, Standard SCF_std= 1.10 sowie phantom-spezifisch SCF_phan= 0.41). Zielgrößen waren die rekonstruierte Aktivitätskonzentration der Sphären (ac_rec) und das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR).

Ergebnisse/Results Die ac_rec und das SNR werden signifikant vom Kugelvolumen, dem SC-Wichtungsfaktor und der Anzahl der Iterationen beeinflusst (alle p < 0,0001). Die beiden untersuchten Messprotokolle haben keinen signifikanten Einfluss auf ac_rec und SNR.

Die Verwendung des SCF_std bzw. des SCF_phan führt bei der größten Kugel (Volumen = 26,5 ml) zu einer Unterschätzung der Aktivitätskonzentration um im Median −7,1 kBq/ml bzw. −0,1 kBq/ml.

Die Zunahme der Iterationen führt zur Erhöhung der ac_rec und des Rauschens. Mit 4it/10sub bzw. 24it/8sub wird das größte Kugelvolumen im Median um −4,6 kBq/ml (−5,4 %) bzw. −2,1 kBq/ml (−2,5 %) unterschätzt. Das SNR verschlechtert sich beim Übergang von 4it/10sub auf 24it/8sub im Median um 61,2 %.

Schlussfolgerungen/Conclusions Durch individuelle Streukorrektur und bereits nach wenigen Iterationsschritten sind sowohl quantitativ und qualitativ gute SPECT-Rekonstruktionen möglich. Eine konsequente Umsetzung in der Diagnostik eröffnet neue Perspektiven für die Quantifizierung in der klinischen Routine (z.B. Beurteilung Knochenstoffwechsel).