Einfluss von ToF, PSF und Filterung bei der Rekonstruktion von 18F-FDG Daten eines digitalen PET/CT Scanners der neuesten Generation

Ziel/Aim Digitale PET/CT Scanner der neuesten Generation zeichnen sich durch verbesserte Hardware (3,2 mm LSO-Kristalle & SiPM-basierte Detektoren) und neue Rekonstruktionsalgorithmen aus (TrueX=iterativ+point spread function – PSF; Time of Flight – ToF). Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss dieser neuen Rekonstruktionsalgorithmen auf Bildqualität und Auflösung zu untersuchen.

Methodik/Methods An einem Biograph Vision PET/CT wurde ein NEMA-PET-Körperphantom gescannt, welches mit ¹⁸F-FDG in einem Kontrastverhältnis von ca. 10:1 in Kugeln (52 MBq/ml) und Untergrund (5,35 MBq/ml) gefüllt war. Die Aufnahme wurde unter Variation folgender Parameter rekonstruiert: mit/ohne PSF, mit/ohne ToF; Nachfilterung (Allpass vs. Gauß 3 mm (Gauß3) vs. Gauß 5 mm full width at half maximum (Gauß5)). Das Rauschniveau im Untergrund, die räumliche Auflösung sowie die mittleren und maximalen Peak Recovery Koeffizienten (RC_mean, RC_max), welche das Verhältnis zwischen gemessener und tatsächlicher Aktivitätskonzentration der Kugeln beschreiben, wurden verglichen.

Ergebnisse/Results Nur bei der Rekonstruktion mit ToF, PSF und Allpass entsprach die detektierte der wahren Aktivitätskonzentration (RC_mean=1,00±0,04), während bei allen anderen Rekonstruktionen die RC_mean-Werte um bis zu 20% geringer waren. Eine Gauß-Filterung der Daten bzw. eine fehlende ToF-Anwendung reduzierte RC_max. Die größten RC_mean- bzw. RC_max- Unterschiede traten bei der kleinsten Kugel mit 10 mm Durchmesser auf. Eine Filterung der Daten reduzierte das Rauschniveau von 9,7% auf 6,6% (Gauß3) bzw. 4,2% (Gauß5), während es sich ohne PSF verdoppelte (21,6%). Die Auflösung verschlechterte sich bei Gauß3 bzw. Gauß5 um 19% bzw. 52%, ohne PSF um 4% und ohne ToF um 41%.

Schlussfolgerungen/Conclusions Rekonstruktionsparameter haben auch bei PET/CT Aufnahmen eines digitalen Scanners der neuesten Generation einen erheblichen Einfluss auf Bildqualität (Auflösung und Rauschniveau) und quantitative Bildparameter und sollten bei der klinischen Befundung berücksichtigt werden.

Publication History

Article published online:
14 April 2022