Contact

Dr. Jens Maus
Research Associate / Head IT
Positron Emission Tomography
j.mausAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2757, +49 351 4585056
Fax: +49 351 260 - 12757

Nutzbarmachung der List-Mode Akquisition an der PET-Kamera ECAT EXACT HR+

Ziel

PET-Kameras vom Typ ECAT EXACT HR+ erlauben die Datenaufnahme sowohl im üblicherweise benutzten Frame-Mode als auch im List-Mode, bei dem die einzelnen Koinzidenzereignisse inklusive Zeitinformation aufgezeichnet werden. Herstellerseitig bestehen im letzteren Fall aber nur sehr eingeschränkte Möglichkeiten der Weiterverarbeitung. Zur vollen Nutzung der Vorteile des List-Mode (retrospektive Festlegung und Modifikation der Frame-Dauern, Ermöglichung dynamischer und gleichzeitig getriggerter Aufnahmen, zeitaufgelöste Bewegungskorrektur) wurde ein Programmpaket entwickelt, welches eine flexible Verarbeitung der akquirierten Daten zur Erzeugung von 2D- und 3D-Sinogrammen erlaubt.

Methodik

Die Implementierung erfolgte modular in C++, die grafische Benutzerschnittstelle wurde in Tcl/Tk realisiert. Darüber hinaus ist auch eine Verarbeitung im Batch-Betrieb möglich. Hierbei werden mit der grafischen Schnittstelle erzeugte und gespeicherte Verarbeitungsschemata (Protokolle) verwendet.

Ergebnisse

Die Software ermöglicht dynamische Studien mit nachträglich frei wählbaren Akquisitionsprotokollen. Typische Verarbeitungszeiten für den Sortiervorgang betragen 5-10 Minuten. Die Benutzung eines externen Triggers (EKG, Atemtrigger) erlaubt die Analyse zyklischer Bewegungen (Herz) wie auch die Korrektur bewegungsbedingter Artefakte (Herz, Atmung). Die Sortierkriterien für dynamische und getriggerte Messungen können außerdem kombiniert werden. So konnte am Beispiel von Herzstudien demonstriert werden, dass die Quantifizierung der Glukoseumsatzrate anhand einer endsystolischen dynamischen Sequenz bis zu 50% höhere Werte liefert als bei Benutzung einer ungetriggerten Sequenz.

Vergleich ungetriggert und getriggerte Aufnahme
Abb.1: Aufnahme eines Bronchial Karzinomes nahe dem Zwerchfell: Links: Ungetriggert; Mitte: eingeatmeter Zustand; Rechts: ausgeatmeter Zustand
Maximum Intensitätsprojektion der getriggerten Daten
Abb.2: Maximum Intensitätsprojektion der getriggerten Daten

Schlussfolgerungen

Die Verarbeitung von List-Mode Daten mit dem vorgestellten Programmpaket erlaubt eine retrospektive Optimierung dynamischer Protokolle (Reframing) sowie die Kombination von dynamischer Untersuchungsführung und Triggerung, welche bisher nicht realisierbar war. Die Ermöglichung beliebigen Reframings ist auch geeignet für eine nachträgliche Korrektur von Patientenbewegungen mithilfe der von externen Bewegungstracking-Systemen gelieferten Information.


Contact

Dr. Jens Maus
Research Associate / Head IT
Positron Emission Tomography
j.mausAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2757, +49 351 4585056
Fax: +49 351 260 - 12757