Comparación de los valores de SUV entre PET/CT y PET/RM para 18F-FDG.

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La cuantificación de lesiones mediante Tomografía de emisión de Positrones se utiliza actualmente como gold estándar para el diagnóstico y seguimiento de lesiones en pacientes oncológicos. Esta herramienta cuantitativa puede utilizarse en estudios multicéntricos como también en centros clínicos que...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Hurtado de Mendoza Avila, Ana
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2017
Materias:
Diagnóstico por imagen y medicina nuclear
Medicina
Positron computed tomography
Tomografía computerizada con positron
[Quantization
Cuantificación
Positron emission tomography
Tomografía de emisión de positrones
Oncologic patients
Pacientes oncológicos
Lesión]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/656/1/1Hurtado_De_Mendoza_Avila.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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description La cuantificación de lesiones mediante Tomografía de emisión de Positrones se utiliza actualmente como gold estándar para el diagnóstico y seguimiento de lesiones en pacientes oncológicos. Esta herramienta cuantitativa puede utilizarse en estudios multicéntricos como también en centros clínicos que posean equipos PET con diferentes tecnologías. El Valor de captación estándar o SUV (Standarized Uptake Value, por sus siglas en inglés), es el método más utilizado hoy en día, para la evaluación y caracterización de lesiones en estudios con 18F-FDG. Diversos factores afectan la cuantificación de SUV, como por ejemplo los métodos de corrección de atenuación utilizados, algoritmos de reconstrucción y tecnologías de detección, además de factores biológicos y analíticos. Para los valores de SUV en entornos multicéntricos puedan ser comparativos, es necesario armonizar los parámetros de reconstrucción utilizados en sistemas PET con diferentes tecnologías. Los equipos PET utilizados en este trabajo (PET-CT Discovery STE y PET-RM SIGNA 3T), poseen tecnologías de detección, métodos de corrección de atenuación y algoritmos de reconstrucción diferentes. Se utilizó el protocolo de armonización creado por la Sociedad Europea de Medicina Nuclear, el cual tiene como objetivo reducir la variabilidad de los valores de SUV máximos y medios en centros clínicos que posean equipos PET con diferentes tecnologías. En el desarrollo de este trabajo, se realizó una adaptación de la prueba de calidad de imagen NEMA en los equipos PET-CT Discovery STE y para el PET-RM SIGNA 3T, con el propósito de obtener los parámetros de reconstrucción armonizados, que otorgasen coeficientes de recuperación máximos y medios dentro de los límites de tolerancia establecidos por el programa de acreditación para 18F-FDG de la Sociedad Europea de Medicina Nuclear (EANM). Los parámetros de reconstrucción utilizados en el protocolo clínico de 18F-FDG de cuerpo completo en el PET-CT es: 2 iteraciones, 28 subconjuntos, filtro de suavizado gaussiano de 6,0 mm axial estándar. El porcentaje de variación con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios, según el protocolo de la EAMN es en promedio 5,29%. Los parámetros de reconstrucción armonizados para el PET-CT Discovery STE, resultó ser: 2 iteraciones, 28 subsets y un filtro de suavizado gaussiano de 6.7 mm, axial estándar. Los coeficientes de recuperación máximos y medios para las diferentes esferas se encontraron dentro de los límites de tolerancia establecidos por la EANM. El porcentaje de variación promedio con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios se redujo al armonizar los parámetros de reconstrucción de un 5,29% a 0,47%. Los parámetros de reconstrucción utilizados en el protocolo clínico de 18F-FDG de cuerpo completo en el PET-RM es: 4 iteraciones, 16 subconjuntos, filtro de suavizado gaussiano de 5,0 mm, axial heavy con la utilización de TOF y PSF para la reconstrucción. El porcentaje de variación con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios, según el protocolo de la EAMN es en promedio 40,40 %. Los parámetros de reconstrucción armonizados para el PET-RM SIGNA 3T, resultó ser: 2 iteraciones, 28 subsets, filtro de suavizado gaussiano de 6.7 mm, axial estándar, con la incorporación de TOF en la reconstrucción. Los coeficientes de recuperación máximos se encontraron dentro de los límites de tolerancia para todas las esferas, no así los coeficientes de recuperación medios, en los cuales para las esferas de 37, 28 y 22 mm, se encontraron sobre los límites de tolerancia. El porcentaje de variación promedio con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios se redujo al armonizar los parámetros de reconstrucción de un 40,40 % a 14,30%. El tiempo mínimo por camilla para el PET-CT Discovery STE y PET-RM SIGNA 3T, resultó ser de tres minutos, el cual coincide con el tiempo empleado actualmente en los protocolos clínicos; sin embargo el coeficiente de variación de fondo en el fantoma para este tiempo resultó ser de 9,39 % para el PET-CT Discovery STE y 9,09% para el PET-RM SIGNA 3T, observándose que el ruido es ligeramente menor en el PET-RM al disminuir el tiempo de adquisición, lo cual puede ser atribuible a las tecnologías utilizadas en los algoritmos de reconstrucción (incorporación de TOF) en el PET-RM, en comparación al PET-CT que no posee esta tecnología. El tiempo por camilla que coincidió con un coeficiente de variación de contraste exactamente igual a 15%, resultó ser de 2,03 minutos para el PET-CT Discovery STE y 1,31 minutos para el PET-RM SIGNA 3T. Con el propósito de comparar los valores de SUV máximos y medios, se evaluación estos valores comparando un total de 32 valores de captación obtenidas de lesiones y de órganos sanos (hígado y bazo) en un total de 5 pacientes. Los pacientes fueron adquiridos primero en el PET-CT y una vez finalizado el estudio se adquirieron en el PET-RM. El orden se escogió debido a que la sensibilidad del PET-RM SIGNA 3T es aproximadamente 4 veces mayor a la del PET-CT, aprovechándose esta ventaja para compensar el decaimiento radiactivo del 18F-FDG con el transcurso del tiempo de espera de los pacientes. Una vez adquiridos en ambos equipos se midieron los valores de SUV máximos y medios utilizando los parámetros de reconstrucción clínico para el protocolo de cuerpo completo con 18F-FDG, sobre las 32 regiones de interés. Paralelamente se reconstruyeron los datos de PET, pero ahora con los parámetros de reconstrucción armonizados encontrados en la adaptación de la prueba calidad de imagen NEMA . Se observó que luego de la armonización de los parámetros de reconstrucción, los índices de correlación (p), entre SUV máximos y SUV medios, obtenidos en el PET-RM SIGNA 3T y en el PET-CT Discovery, aumentaron de 0,976 a 0,986 para SUV máximos y de 0,966 a 0,977, para SUV medios respectivamente, con lo cual disminuyó la variabilidad de los valores de SUV para ambos equipos.
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El Valor de captación estándar o SUV (Standarized Uptake Value, por sus siglas en inglés), es el método más utilizado hoy en día, para la evaluación y caracterización de lesiones en estudios con 18F-FDG. Diversos factores afectan la cuantificación de SUV, como por ejemplo los métodos de corrección de atenuación utilizados, algoritmos de reconstrucción y tecnologías de detección, además de factores biológicos y analíticos. Para los valores de SUV en entornos multicéntricos puedan ser comparativos, es necesario armonizar los parámetros de reconstrucción utilizados en sistemas PET con diferentes tecnologías. Los equipos PET utilizados en este trabajo (PET-CT Discovery STE y PET-RM SIGNA 3T), poseen tecnologías de detección, métodos de corrección de atenuación y algoritmos de reconstrucción diferentes. Se utilizó el protocolo de armonización creado por la Sociedad Europea de Medicina Nuclear, el cual tiene como objetivo reducir la variabilidad de los valores de SUV máximos y medios en centros clínicos que posean equipos PET con diferentes tecnologías. En el desarrollo de este trabajo, se realizó una adaptación de la prueba de calidad de imagen NEMA en los equipos PET-CT Discovery STE y para el PET-RM SIGNA 3T, con el propósito de obtener los parámetros de reconstrucción armonizados, que otorgasen coeficientes de recuperación máximos y medios dentro de los límites de tolerancia establecidos por el programa de acreditación para 18F-FDG de la Sociedad Europea de Medicina Nuclear (EANM). Los parámetros de reconstrucción utilizados en el protocolo clínico de 18F-FDG de cuerpo completo en el PET-CT es: 2 iteraciones, 28 subconjuntos, filtro de suavizado gaussiano de 6,0 mm axial estándar. El porcentaje de variación con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios, según el protocolo de la EAMN es en promedio 5,29%. Los parámetros de reconstrucción armonizados para el PET-CT Discovery STE, resultó ser: 2 iteraciones, 28 subsets y un filtro de suavizado gaussiano de 6.7 mm, axial estándar. Los coeficientes de recuperación máximos y medios para las diferentes esferas se encontraron dentro de los límites de tolerancia establecidos por la EANM. El porcentaje de variación promedio con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios se redujo al armonizar los parámetros de reconstrucción de un 5,29% a 0,47%. Los parámetros de reconstrucción utilizados en el protocolo clínico de 18F-FDG de cuerpo completo en el PET-RM es: 4 iteraciones, 16 subconjuntos, filtro de suavizado gaussiano de 5,0 mm, axial heavy con la utilización de TOF y PSF para la reconstrucción. El porcentaje de variación con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios, según el protocolo de la EAMN es en promedio 40,40 %. Los parámetros de reconstrucción armonizados para el PET-RM SIGNA 3T, resultó ser: 2 iteraciones, 28 subsets, filtro de suavizado gaussiano de 6.7 mm, axial estándar, con la incorporación de TOF en la reconstrucción. Los coeficientes de recuperación máximos se encontraron dentro de los límites de tolerancia para todas las esferas, no así los coeficientes de recuperación medios, en los cuales para las esferas de 37, 28 y 22 mm, se encontraron sobre los límites de tolerancia. El porcentaje de variación promedio con respecto a los valores esperados de coeficientes de recuperación máximos y medios se redujo al armonizar los parámetros de reconstrucción de un 40,40 % a 14,30%. El tiempo mínimo por camilla para el PET-CT Discovery STE y PET-RM SIGNA 3T, resultó ser de tres minutos, el cual coincide con el tiempo empleado actualmente en los protocolos clínicos; sin embargo el coeficiente de variación de fondo en el fantoma para este tiempo resultó ser de 9,39 % para el PET-CT Discovery STE y 9,09% para el PET-RM SIGNA 3T, observándose que el ruido es ligeramente menor en el PET-RM al disminuir el tiempo de adquisición, lo cual puede ser atribuible a las tecnologías utilizadas en los algoritmos de reconstrucción (incorporación de TOF) en el PET-RM, en comparación al PET-CT que no posee esta tecnología. El tiempo por camilla que coincidió con un coeficiente de variación de contraste exactamente igual a 15%, resultó ser de 2,03 minutos para el PET-CT Discovery STE y 1,31 minutos para el PET-RM SIGNA 3T. Con el propósito de comparar los valores de SUV máximos y medios, se evaluación estos valores comparando un total de 32 valores de captación obtenidas de lesiones y de órganos sanos (hígado y bazo) en un total de 5 pacientes. Los pacientes fueron adquiridos primero en el PET-CT y una vez finalizado el estudio se adquirieron en el PET-RM. El orden se escogió debido a que la sensibilidad del PET-RM SIGNA 3T es aproximadamente 4 veces mayor a la del PET-CT, aprovechándose esta ventaja para compensar el decaimiento radiactivo del 18F-FDG con el transcurso del tiempo de espera de los pacientes. Una vez adquiridos en ambos equipos se midieron los valores de SUV máximos y medios utilizando los parámetros de reconstrucción clínico para el protocolo de cuerpo completo con 18F-FDG, sobre las 32 regiones de interés. Paralelamente se reconstruyeron los datos de PET, pero ahora con los parámetros de reconstrucción armonizados encontrados en la adaptación de la prueba calidad de imagen NEMA . Se observó que luego de la armonización de los parámetros de reconstrucción, los índices de correlación (p), entre SUV máximos y SUV medios, obtenidos en el PET-RM SIGNA 3T y en el PET-CT Discovery, aumentaron de 0,976 a 0,986 para SUV máximos y de 0,966 a 0,977, para SUV medios respectivamente, con lo cual disminuyó la variabilidad de los valores de SUV para ambos equipos. Lesion quantification using Positron Emission Tomography is the gold standard for diagnosis and follow-up of oncologic patients. This quantitative tool is suitable for multicentric studies, as well as clinics with several PET scans of different technology. Standardized Uptake Value (SUV) is currently the most widespread method for evaluation and characterization of lesions in 18F-FDG studies. Several factors affect SUV quantification, such as methods used for attenuation correction, reconstruction algorithms and detector technologies, in addition to biologic and analytic factors. In order to render SUV values in multicentric environments comparable, it is necessary to harmonize reconstruction parameters in PET systems of different technologies. PET scanners utilized in the present study (PET-CT Discovery STE y PET-RM SIGNA 3T) possess different detection technologies, attenuation correction methods and reconstruction algorithms. Harmonization protocol proposed by the European Association of Nuclear Medicine (EANM) was employed, which has as a goal to reduce variability in maximum and mean SUV values in clinical centers with PET scanners of diverse technologies. In the present work, an adaptation of the image quality NEMA test was performed to both Discovery STE and PET-RM SIGNA 3T scanners, with the aim of obtaining harmonized reconstruction parameters, which would yield maximum and mean recovery coefficients within acceptable limits established in the accreditation program for 18F-FDG of the EANM. Reconstruction parameters utilized in the clinical protocol for whole-body 18F-FDG PET-CT are: 2 iterations, 28 subsets, axial standard 6,0 mm Gaussian smoothing filter. According to the EANM protocol, the percent variation value for expected maximum and mean recovery coefficients is 5,29%, on average. Harmonized reconstruction parameters for the PET-CT Discovery STE scanner are: 2 iterations, 28 subsets and an axial standard 6,7 mm Gaussian smoothing filter. Maximum and mean recovery coefficients for the different spheres were found within the limits established by the EANM. Percent variation for the expected maximum and mean recovery coefficients lowered after harmonizing reconstruction parameters from 5,29% to 0,47%. Reconstruction parameters employed in the clinical protocol for whole-body 18F-FDG PET-RM are: 4 iterations, 16 subsets, axial heavy 5,0 mm Gaussian smoothing filter, TOF and PSF for reconstruction. Percent variation for expected maximum and mean recovery coefficients, according to the EANM protocol is 40,40%, on average. Harmonized reconstruction parameters for PET-RM SIGNA 3T are: 2 iterations, 28 subsets, axial standard 6,7 mm Gaussian smoothing filter, and TOF for reconstruction. Maximum recovery coefficients were found to be within the limits for all spheres, unlike mean recovery coefficients, which were above the limits for 37, 28 and 22 spheres. Percent variation for the expected maximum and mean recovery coefficients lowered after harmonizing reconstruction parameters from 40,40% to 14,30%. Minimum scan time for PET-CT Discovery STE and PET-RM SIGNA 3T turned out to be 3 minutes, which is the time currently used for clinical protocols; however, background variation coefficient in the phantom, for that time, was 9,39% for the PET-CT Discovery STE, and 9,09% for the PET-RM SIGNA 3T. Noise is slightly reduced in the PET-RM scanner when decreasing acquisition time, which is attributable to technologies utilized in the reconstruction algorithms (incorporation of TOF) in the PET-RM, compared to the PET-CT, which does not have this feature. Scan time per table that rendered a contrast variation coefficient of exactly 15%, was 2,03 minutes for the PET-CT Discovery STE and 1,31 minutes for the PET-RM SIGNA 3T. In order to compare maximum and mean SUV values, 32 uptake values retrieved from lesions and healthy organs (liver and spleen) out of 5 patients, were evaluated. Images were first acquired in the PET-CT scanner, and once the study was finalized, PET-RM images were obtained. This sequence was chosen due to the four-fold PET-RM SIGNA 3T sensibility, compared to the PET-CT’s, so the 18F-FDG radioactive decay was compensated for by the waiting time. Once acquired in both scanners, maximum and mean SUV values were measured, utilizing the clinical reconstruction parameters for the whole-body 18F-FDG protocol, over the 32 regions of interest. PET data were reconstructed in parallel, this time employing the harmonized reconstruction parameters derived from the adaptation of the NEMA image quality test. After harmonizing reconstruction parameters, correlation indexes (p) between maximum and mean SUV values, obtained from the PET-RM SIGNA 3T and the PET-CT Discovery, rose from 0,976 up to 0,986 for maximum SUV values; and from 0,966 up to 0,977 for mean SUV values, therefore lowering the SUV variability for both scanners. 2017-12-13 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/656/1/1Hurtado_De_Mendoza_Avila.pdf es Hurtado de Mendoza Avila, Ana (2017) Comparación de los valores de SUV entre PET/CT y PET/RM para 18F-FDG. / SUV valves companasion between PET/CT and PET/RM for 18F-FDG. Maestría en Física Médica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/656/

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