Validierung eines Partialvolumeneffekt-Korrektur-basierten Verfahrens zur Volumensegmentierung von Läsionen in der SPECT-Bildgebung – eine Phantomstudie

Ziel/Aim: In der SPECT-Bildgebung gibt es eine Reihe von Segmentierungsverfahren zur Bestimmung des funktionellen Läsionsvolumens, welches insbesondere bei der intratherapeutischen Läsionsdosimetrie von Interesse ist. Dabei ist die Volumenbestimmung für kleine Läsionen, deren Durchmesser etwa im Bereich der SPECT-Auflösung sind, besonders herausfordernd. Ziel dieser Studie war es, ein neues Volumensegmentierungsverfahren am Beispiel von I-131 zu validieren und seine Limitationen zu erarbeiten.

Methodik/Methods: Das Verfahren kombiniert zwei Partialvolumeneffekt-Korrekturalgorithmen, die in der SPECT-Bildgebung etabliert sind: Konturbasiertes Verfahren (Anwendung volumenabhängiger Recovery-Koeffizienten) und Oversize-Verfahren. Das Segmentierungsverfahren zielt darauf ab das wahre Volumen zu berechnen, für das beide Verfahren dieselbe Gesamtaktivität liefern. Als Validierungsphantom diente das NEMA-Phantom (NU 2-2018), dessen Kugeln und Hohlraum mit einer wässrigen I-131 Lösung befüllt wurde. Das Signal-zu-Untergrundverhältnis betrug 100, die Kugelkonzentration variierte von 4,0 bis 0,1 MBq/mL. SPECT/CT-Aufnahmen wurden an einem Symbia Intevo SPECT/CT-System (Siemens) durchgeführt; die Akquisitions- und Bildrekonstruktionsparameter waren identisch zu jenen der MEDIRAD Studie (I-131 Quantifizierung beim Schilddrüsenkarzinom).

Ergebnisse/Results: Es wurde eine konstante Volumenunterschätzung von etwa 20% für Kugeldurchmesser≥17 mm bei Aktivitätskonzentrationen zwischen 4,0 und 0,5 MBq/mL beobachtet. Die 20%-Unterschätzung deutet auf eine systematische Abweichung hin und wurde in der Anwendung des Verfahrens berücksichtigt. Selbst bei Konzentrationen bis 0,1 MBq/mL blieb das Verfahren für Durchmesser bis 22 mm anwendbar.

Schlussfolgerungen/Conclusions: Es konnte gezeigt werden, dass das Partialvolumeneffekt-Korrektur-basierte Verfahren unter Berücksichtigung der Unterschätzung valide Ergebnisse lieferte. Ursache der systematischen Unterschätzung bedarf weiterer Untersuchungen und auch ein Vergleich mit etablierten Verfahren ist notwendig.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
12. März 2025