Extrakorporale arterielle Inputfunktions-Bestimmung in der PET/MRT bei Mäusen: Stabilisierung der Dispersionskorrektur durch populationsgemittelte Peak-Informationen

Ziel/Aim: Extrakorporale Shunt-Vorrichtungen zur Bestimmung der arteriellen Inputfunktion (AIF) in Mäusen leiden unter schwierig zu korrigierenden Dispersionseffekten. Wir stellen hier eine Methodik basierend auf populationsgemittelten AIFs vor, die in der dynamischen PET/MRT auch bei sehr großen Dispersionseffekten numerisch stabile PET- und MR-AIFs liefert.

Methodik/Methods: Unser extrakorporaler arteriovenöser Shunt umfasst zum einen ein Doppelreservoirsystem zur Minimierung von MR-Partialvolumeneffekten für die MR-AIF- [1] sowie einen Durchfluss-Blutsampler für die PET-AIF-Bestimmung [2]. Der Blutfluss durch den Shunt wird dabei durch die Blutdruckdifferenz zwischen arterieller und venöser Seite sichergestellt. Die dispersionsbehafteten gemessenen AIFs wurden durch eine semiblinde iterative Entfaltung mit gammaverteilten Dispersionenskernen korrigiert. Da eine solche Entfaltung bei unbekannten Kernen numerisch instabil ist, wurde zusätzlich Informationen zum AIF-Peak aus populationsgemittelten „Ground-Truth“-Messungen der PET-AIF mittels in der Aorta implantierter Positronendetektoren in der Entfaltung berücksichtigt [2]. Getestet wurde diese Methodik in sechs Mäusen, die 10 – 80 MBq [¹⁸F]PSMA-1007 und 35 mM Gadobutrol in 0.1 mL bei 1 mL/min in einem 9.4 T Kleintier-MR-System co-injiziert bekamen. Die entfalteten MR-AIFs wurden dabei mit bildbasierten MR-Inputfunktionen aus dem Sinus sagittalis verglichen.

Ergebnisse/Results: Die Benutzung der populationsgemittelten aortalen PET-AIF-Peak-Informationen lieferten numerisch eindeutige Lösungen sowohl für die im Shunt gemessenen MR- als auch für die PET-AIFs. Die Gadobutrol-AIFs zeigten dabei eine schnelleren Abfall als die [¹⁸F]PSMA-AIFs. Bildbasierte MR-Inputfunktionen unterschieden sich von den entfalteten MR-AIFs in fünf von sechs Fälle lediglich durch eine vermutlich partialvolumenbedingte konstante Unterschätzung von ca. 50%, bei nahezu identischer Kurvenform.

Schlussfolgerungen/Conclusions: Unsere extrakorporale Shunt-Methodik erscheint geeignet zur Bestimmung valider dualer PET/MR-AIFs in Mäusen auch in Fällen hoher Katheterdispersion.

Publication History

Article published online:
12 March 2025

• Literatur/References

• 1 Backhaus P. et al. Magn Reson Med 2020; 84: 1404-1415
• 2 Cufe J. et al. EJNMMI Res 2023; 13: 86