Entwicklung von Methoden zur echtzeitfähigen Listmodeakquisition an ACS2-basierten PET-Scannern

Ziel/Aim:

PET-Systeme, die wie der weit verbreitete ECAT Exact HR+ das ACS2 Kontrollsystem nutzen, erlauben es auf Grund von Limitationen der ACS2 Hardware mit nur sehr geringen Raten auf die akquirierten Daten zuzugreifen. Bei den üblicherweise mehreren Gigabyte großen Listmodedaten behindert dies die routinemäßige Auswertung dieser Daten erheblich. In (1) wurden bereits Methoden vorgestellt, die dem entgegenwirken. Um jedoch Korrekturmethoden, wie z. B. eine listmode-basierte Bewegungskorrektur effektiv in die Routine zu überführen, bedarf es weiterer Entwicklungen. Unsere Studie soll daher überprüfen, inwieweit ein echtzeitnaher Zugriff auf Listmodedaten durch Analysen und Hardwareentwicklungen am ACS2 System erreicht werden kann.

Methodik/Methods:

Die Koinzidenzdaten einer PET-Akquisition werden innerhalb des ACS2 Systems über einen extern zugänglichen Datenbus geführt. Dieser aus 32 Datenleitungen bestehende Bus verbindet die verschiedenen Hauptkomponenten des ACS2 und überträgt den Listmodedatenstrom während einer Akquisition. Um einen externen Abgriff dieser Daten zu ermöglichen, ohne jedoch die Standardkomponenten des PET Scanners zu beeinflussen, wurde ein optoelektronisch getrennter Adapter entwickelt. Dieser wurde zusammen mit einem durch digitale Datenakquisitionskarten erweiterten Linux Rechner am ACS2 angeschlossen. Ferner wurde eine Software entwickelt, die die abgegriffenen Daten über eine Netzwerkverbindung für andere Rechner zur Verfügung stellt, aber auch eine unmittelbare Verarbeitung bzw. Sortierung der Listmodedaten in Sinogramme zulässt.

Ergebnisse/Results:

Die entwickelten Methoden erlauben es, auf die Rohdaten eines ACS2 basierten PET-Scanners in Echtzeit zuzugreifen. Zur Verifikation wurden verschiedene Testmessungen bis zur Zählratengrenze des PET-Scanners durchgeführt. Hierbei lag die Drop-out Rate von nicht registrierten Ereignissen unterhalb 0,1%.

Schlussfolgerungen/Conclusions:

Die vorgestellten Methoden erlauben es, mit relativ kostengünstigen Mitteln ACS2-basierte PET-Scanner für einen Echtzeitzugriff auf Listmodedaten umzurüsten. Mit der entwickelten Software ist es möglich, die akquirierten Listmodedaten zeitnah zu bearbeiten und unmittelbar nach der Akquisition für eine Auswertung vorzuhalten. Dies stellt einen wichtigen Fortschritt bei der konsequenten Anwendung von Listmode in der PET dar.

Literatur/References:

(1) Langner J. et al., Entwicklung von Methoden zum beschleunigten Zugriff auf Akquisitionsdaten ACS2-basierter PET-Scanner; Nuklearmedizin 2005; 44; p. A161