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Ziele: Implementierung eines MR/PET-Hybridsystems zur simultanen Akquisition von MR- und PET-Bilddatensätzen des menschlichen Schädels. Methode: Verwendet wurde ein klinisches 3,0 Tesla MRT mit einer Transmit/Receive-Kopf-Spule (TRIO, Siemens). Der neu entwickelte PET-Detektorring besteht aus Lutetium-Orthosilikat (LSO) – Kristallen, die ringförmig in einer 12×12 Matrix angeordnet sind. Das Szintillationslicht wird von 3×3 Avalanche Photodioden (APD) ausgelesen, wobei jede Diode eine aktive Oberfläche von 5×5 mm2 besitzt. Der PET-Detektorring wird in das MRT und die Kopf-Spule in den Ring (innerer Durchmesser 35,5cm) eingeschoben. Der PET-Detektor ist gegenüber der Hochfrequenzstrahlung der Kopfspule abgeschirmt. Es wurden sowohl Phantomstudien mit einem Hoffman-Kopf-Phantom als auch 3 Patientenuntersuchungen durchgeführt. Alle Patienten hatten direkt zuvor eine klinisch indizierte PET/CT-Untersuchung mit 370 MBq 2-[18F]Fluor-2-deoxy-D-glucose im Rahmen der Tumornachsorge erhalten. Die ca. 30-minütige Akquisition der PET- und MR-Daten erfolgte simultan. Das MRT-Protokoll beinhaltete eine T1- und T2-gewichtete MRT, Time-of-Flight MR-Angiographie, Diffusionswichtung sowie 1H-MR-spektroskopische Bildgebung. Ergebnis: Die Bildqualität sowohl des MRT- als auch des PET-Systems wurde von der simultanen Bildaquisition nicht beeinträchtigt. Die beiden Teile des Hybridsystems arbeiteten vollständig unabhängig voneinander, ohne dass Artefakte durch eine gegenseitige Beeinflussung beobachtet wurden. Der neue PET-Detektor mit APD-Photodioden zeigte zudem wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen PET-Detektoren mit Photomultiplier-Röhren: (1) Die APD-Photodioden sind gegenüber hohen Magnetfeldern unempfindlich. (2) Die deutlich kleinere Größe ermöglicht die Konstruktion eines PET-Detektors, der in ein konventionelles MRT eingepasst werden kann. (3) Der engere PET-Detektorring besitzt aufgrund der Nähe zum untersuchenden Objekt eine deutlich höhere Empfindlichkeit. Zudem ist die Ortungenauigkeit geringer, da die freie Weglänge der Positronen bis zur Annihilation mit Elektronen aufgrund der Spiralbahn im Magnetfeld geringer ist. Schlussfolgerung: Das simultane MR/PET des Schädels ist bei 3,0 Tesla durchführbar und eröffnet durch die exakte räumliche und zeitliche Koregistrierung der Bilddaten neue Möglichkeiten für die molekulare Bildgebung des Gehirns und der Schädelbasis. Der mit APD-Photodioden arbeitende PET-Detektor ist zudem empfindlicher als konventionelle Systeme mit Photomultiplier-Röhren.
Korrespondierender Autor: Schlemmer HP
Radiologische Klinuik, Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Hoppe-Seyler-Str. 3, 72076 Tübingen
E-Mail: heinz-peter.schlemmer@med.uni-tuebingen.de
MRT - PET - MR/PET - Hybridsystem