Неопределенности вычисления геометрических параметров очагов накопления радиофармацевтического препарата на диагностических изображениях при проведении предлучевой подготовки к радиохирургии

Евгений Емельяненко; Максим Петкевич; Ирина Штуро

Евгений Владимирович Емельяненко Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова
Максим Николаевич Петкевич Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова
Ирина Александровна Штуро Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова

Аннотация

Выполнено сканирование фантома, имитирующего головной мозг, с инсталлированными внутрь моделями-сферами различного диаметра на позитронно-эмиссионном томографе (ПЭТ), совмещенным с компьютерным рентгеновским томографом (КТ), и магнитно-резонансном томографе (МРТ). При выполнении МР сканирования данного фантома с целью визуализации инсталлированных сфер их объемы заполнялись контрастным веществом пентагидратом сульфата меди (CuSO4.5H2O), что способствовало его чувствительности к химическим сдвигам и артефактам восприимчивости (дополнительным причинам искажений, возникающим при столкновении с различиями в плотно-
сти при диагностической МРТ и планировании лучевой терапии). Произведена качественная оценка полученных изображений для каждой последовательности на предмет артефактов. Выполнен количественный анализ полученных результатов ПЭТ/КТ сканирования: точность восстановления объемной активности моделей-сфер (патологических очагов накопления радиофармацевтического препарата). С учетом высокой практической значимости лечения патологических образований малого объема дополнительно в качестве моделей (патологических очагов) были использованы сферы с внутренним диаметром 4 и 6 мм. Установлено влияние количества подмножеств на диагностическую
информативность ПЭТ/КТ изображения, а также на значение коэффициентов восстановления. Выполнено оконтуривание моделей-сфер на КТ- и МРТ-изображениях пятью врачами-рентгенологами с целью оценки влияния персональной вариабельности на конечный внесенный контур структур. На ПЭТ/КТ-изображениях различных модальностей оконтурены модели патологических очагов, рассчитаны разницы номинальных значений и объемов оконтуривания. Получены значения девиации коэффициентов восстановления контраста моделей-сфер диаметрами 4–2 мм на ПЭТ-изображениях, реконструированными с различными параметрами. Произведена оценка влияния параметров
реконструкции на формирование результирующего объема оконтуривания моделей-сфер разного диаметра на ПЭТ-изображениях, реконструированных с различным числом подмножеств (18 и 24), а также с различными значениями фильтра Гаусса.

Биографии авторов

Евгений Владимирович Емельяненко, Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова

кандидат технических наук; инженер лаборатории позитронно-эмиссионной томографии.

Максим Николаевич Петкевич, Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова

магистр медицинской физики; начальник отдела по инженерному обеспечению лучевой терапии.

Ирина Александровна Штуро, Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова

магистр медицинской физики отдела по инженерному обеспечению лучевой терапии.

Литература

Grosu AL, Piert M, Weber WA, Jeremic B, Picchio M, Schratzenstaller U, Zimmermann FB, Schwaiger M. Positron emission tomography for radiation treatment planning. Strahlentherapie und Onkologie. 2005;181(8):483–499.
Parodi, K. Vision 20/20: positron emission tomography in radiation therapy planning, delivery, and monitoring. Medical physics. 2015;42(12):7153–7168.
van der Vos CS, Koopman D, Rijnsdorp S, Arends AJ, Boellaard R, van Dalen JA, Lubberink M, Willemsen ATM, Visser EP. Quantification, improvement, and harmonization of small lesion detection with state-of-the-art PET. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2017;44(1):4–16.