Wert der zwei-dimensionalen PSF-Modellierung für die quantitative Ac-225-SPECT Rekonstruktion: eine SIMIND Simulations-Studie

Ziel/Aim Die quantitative Ac-225-Bildgebung ist derzeit nicht in der klinischen Routine verfügbar aufgrund der verwendeten geringen Therapieaktivitäten. Mit 26 % stellt das Tochternuklid Bi-213 zwar die Gammalinie der höchsten Emissionswahrscheinlichkeit, allerdings verursacht die zugehörige Gammaenergie von 440 keV eine komplexe 2D Detektor-PSF, aufgrund des Zusammenspiels von Kollimatorstreuung, Septenpenetration und geometrischer Kollimation. Das Ziel dieser Arbeit war die Modellierung der 440 keV 2D Detektor-PSF im Hinblick auf die quantitative Ac-225-SPECT Bildgebung.

Methodik/Methods Ein zylindrisches Phantom (3.5 l) mit drei Zylindereinsätzen (20, 45, 200 ml) wurde mit einer Gesamtaktivität von 2.8 MBq und einem Vorder-zu-Hintergrundverhältnis von 10:1 simuliert. Die Simulation erfolgte mittels SIMIND für ein Siemens Symbia System, sowie einem high-energy Kollimator (16 Projektionen p. Kopf; 64 × 64 Pixel; 120 s p. Projektion; 440 keV ± 10 %; unteres angrenzendes Streufenster mit 10 % Breite). Die Rekonstruktion erfolgte mit einem hauseigenen MAP (15i2s), unter Verwendung einer CT-basierten Schwächungskorrektur, sowie einer DEW-Streukorrektur. Die Auflösungskorrektur erfolgte sowohl mit einem gängigen abstandsabhängigen Gauss-Model (G-MAP), als auch mittels eines Datensatzes an 2D Detektor-PSF, simuliert für Abstände bis 70 cm in 5-mm-Schritten (2D-MAP). Beide Rekonstruktionen wurden hinsichtlich Recovery (RC) und Singal-to-Noise-Ratio (SNR) der Einsätze verglichen.

Ergebnisse/Results Für G-MAP ergab sich eine RC von 55, 35 und 30 % für 200, 45 und 20 ml, sowie ein zugehöriges SNR von 20, 10 und 7. Für 2D-MAP zeigten sich eine RC und ein SNR von 78, 40 und 37 %, sowie 30, 15 und 12. Die Anwendung einer 2D-PSF resultierte in eine verbesserte Bildqualität, insbesondere einer deutlichen Reduktion von Hintergrundartefakten.

Schlussfolgerungen/Conclusions Die Modellierung der 2D Detektor-PSF ist empfehlenswert für die Ac-225-SPECT Bildgebung und kann im Hinblick auf die Anwendung der personalisierten Dosimetrie sowohl Segmentierung als auch Quantifizierung verbessern.