Abstract
Aim Implanted metal prostheses can cause severe artifacts in reconstructed computed tomography
(CT) images. To reduce the diagnostic impact of these artifacts and improve attenuation
correction in single photon emission computed tomography (SPECT), an algorithm of
iterative metal artifact reduction (iMAR) for SPECT/CT systems was developed. The
aims of this study were (a) to assess the difference in visual image quality by comparing
CT and SPECT images reconstructed with and without iMAR and (b) to determine the influence
of iMAR on quantitative 99m Tc-uptake in SPECT/CT.
Methods This retrospective study includes 21 patients with implanted metal prostheses who
underwent SPECT/CT bone scintigraphy. CT data were reconstructed with iMAR and without
(noMAR) and were used for attenuation correction of SPECT data for xSPECT Quant and
xSPECT Bone reconstruction. The effect of iMAR on image quality was evaluated by visual
analysis and the effect on quantitative SPECT/CT was assessed by measuring HU values
and absolute uptake values (kBq/mL) in volumes of interest (VOIs).
Results There was a significant reduction of visible metal artifacts with iMAR (p<0.01) in
the CT images, but visual differences in the SPECT images were minor. The values of
quantitative tracer uptake in VOIs near metal implants were lower for iMAR vs. noMAR
xSPECT Quant (p<0.01). Only VOIs near metal showed significant differences in HU values,
which were 14.6% lower for iMAR CT (p<0.01).
Conclusion The use of iMAR reduces metal artifacts in CT and improves the perceived image quality.
Although in some cases a significant difference in the quantitative evaluation of
SPECT/CT was observed, the influence of iMAR can be considered small in relation to
other factors in the clinical setting.
Zusammenfassung
Ziel Implantierte Metallprothesen verursachen schwere Artefakte in rekonstruierten Computertomografiebildern
(CT). Zur Verbesserung der diagnostischen Aussagekraft und der Schwächungskorrektur
in der Einzelphotonen-Emissionscomputertomografie (SPECT) wurde ein Algorithmus zur
iterativen Reduktion von Metallartefakten (iMAR) für SPECT/CT-Systeme entwickelt.
Ziel der Studie war es, (a) den visuellen Unterschied durch den Vergleich von CT-
und SPECT-Bildern, rekonstruiert mit und ohne iMAR, zu bewerten und (b) den Einfluss
von iMAR auf die quantitative 99m Tc-Aufnahme bei der SPECT/CT zu bestimmen.
Methoden Die retrospektive Studie umfasst 21 Patient*innen mit implantierten Metallprothesen,
bei denen eine SPECT/CT-Knochenszintigrafie durchgeführt wurde. Die CT-Daten wurden
mit iMAR und ohne (noMAR) rekonstruiert und zur Schwächungskorrektur der SPECT-Daten
für die xSPECT-Quant- und xSPECT-Bone-Rekonstruktion verwendet. Der Effekt von iMAR
auf die Bildqualität wurde durch eine visuelle Analyse bewertet, und der Einfluss
auf die quantitative SPECT/CT wurde durch Messung der HU-Werte und der absoluten Aufnahmewerte
(kBq/mL) beurteilt.
Ergebnisse Im Gegensatz zu den SPECT-Bildern wurden durch iMAR die Artefakte in den CT-Bildern
signifikant reduziert (p<0,01). Die Werte der Tracer-Aufnahme nahe der Metallimplantate
waren bei iMAR im Vergleich zu noMAR xSPECT Quant geringer (p<0,01). Bei den CT-HU-Werten
betrug dieser Unterschied 14,6% (p<0,01).
Schlussfolgerung Die Anwendung von iMAR reduziert Metallartefakte in der CT und verbessert die Bildqualität.
Obwohl teilweise signifikante Unterschiede in der quantitativen SPECT/CT-Auswertung
beobachtet wurden, kann der Einfluss von iMAR im Verhältnis zu anderen Faktoren in
der Klinik als gering angesehen werden.
Keywords iMAR - Bone-Scintigraphy - quantitative SPECT reconstruction - metal artifacts - Tc-99m-DPD
