Homogenität der Radioaktivitätsverteilung in 3D-gedruckten PET-Phantomen

Ziel/Aim: Für eine zuverlässige Quantifizierung von Aktivitätsverteilungen in der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) werden Validierungsmessungen mit radioaktiven Phantomen durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass radioaktive 3D-gedruckte Phantome Vorteile gegenüber herkömmlichen füllbaren Phantomen haben. Wichtig ist hierbei, dass die Aktivität gleichmäßig im gedruckten Material verteilt ist. Ziel dieser Arbeit war es, verschiedene Harze, Misch- und Drucktechniken zu untersuchen, um festzustellen, was die Homogenität der Aktivitätsverteilung beeinflusst und welche Konfiguration in dieser Hinsicht optimal ist.

Methodik/Methods: Rechteckige Objekte (60×20×1mm³) wurden mit einem stereolithografischen 3D-Drucker mit waschbarem und herkömmlichem Harz gedruckt. Das Harz wurde durch Rühren oder Schütteln mit [¹⁸F]FDG vermischt und die Objekte wurden in verschiedenen Ausrichtungen (horizontal, vertikal) und mit unterschiedlichen Schichtdicken (0.025, 0.1, 0.05 mm) gedruckt. Die Aktivitätsverteilung wurde dann durch Autoradiographie mit einer Phosphor-Bildgebungsplatte und einem hochauflösenden PET/CT-System für Kleintiere analysiert. Die Autoradiographie-Bilder wurden mit Linienprofilen und durch Extraktion radiomischer Merkmale ausgewertet. Für die PET-Scans wurden ebenfalls radiomische Merkmale analysiert.

Ergebnisse/Results: Die visuelle Analyse der Autoradiographie, der PET-Bilder und der Linienprofile sowie die Berechnung der radiomischen Merkmale ergaben Unterschiede in der Homogenität der Aktivitätsverteilungen für verschiedene 3D-Druckkonfigurationen. Die Homogenität war am höchsten bei der Nutzung von hydrophilem Harz, welches mit einem Magnetrührer mit [¹⁸F]FDG vermischt und vertikal gedruckt wurde.

Schlussfolgerungen/Conclusions: Das Drucken mit hydrophilem Harz nach Verwendung des Magnetrührers und in vertikaler Ausrichtung ermöglichte eine homogene Aktivitätsverteilung. Folglich können solche radioaktiv 3D-gedruckten Phantome zuverlässig für die Erstellung komplexer Benchmark-Daten für die Validierung von [¹⁸F]FDG-PET-Quantifizierungsmethoden verwendet werden.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
12. März 2025