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Correccin de la atenuacin
en PET/CT
Correccin de la atenuacin enPET/CT
Principios bsicos de PET
Atenuacin en PET
Principios de la correccin de la atenuacin
Mtodos de correccin con CT
Contrastes en CT y distintos KV
Aplicacin de los ACF
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Principios bsicos de PET
Emisin de fotones de aniquilacin
Principales radioistoposusados en PET.
Los fotones se emiten endirecciones opuestas (180).
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Radiofrmacos Los radioistopos son
incorporados a molculasbiolgicas para producirradiofrmacos.
Los radiofrmacos funcionancomo trazadores de algnproceso
bioqumico deinters.
FDG es el radiofrmaco msutilizado en PET. Permiteevaluar el
metabolismo.
Deteccin en coincidencia y LOR
La tcnica PET detecta los fotones producto dela aniquilacin
sufrida por los positronesemitidos.
Se denomina Deteccin en coincidencia. Laventana temporal
establece la mximadiferencia aceptada en la deteccin de cada
foton
La deteccin simultanea permite establecer unalnea de respuesta
(LOR) dentro de la que seorigin la aniquilacin.
Est mtodo de determinacin de la LOR seconoce como colimacin
electrnica, encontrapartida a la colimacin mecanica delspect
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Esquema general del estudio PET
Atenuacin en PET
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Interaccin de los fotones con la
materia En los tejidos biolgicos los
fotones sufren dos tipos de
interacciones principales
Dependiendo de laenerga de losfotones alguna delas formas de
interaccin esprioritaria. El gradode atenuacindepende del tipo
detejido
Efecto Fotoelctrico
Efecto Compton
Efecto de la atenuacin sobreimgenes reconstruidas
Las imgenes no corregidas presentan mayor intensidad enlos
bordes.
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Atenuacin en coincidencia La proporcin de fotones que
atraviesa
un tejido sin atenuacin depende delcoeficiente de atenuacin del
medio ydel largo del recorrido
La probabilidad de queambos fotones deaniquilacin no
seanatenuados depende deD y no del lugar de
aniquilacin
Se aplica un solo ACF por LOR
1
11
xeIoI
=
111 / IoIP =
Principios de la correccin de laatenuacin
Los factores de correccin poratenuacin (ACF) para cadaLOR estn
relacionados a lalongitud del recorrido y loscoeficientes de
atenuacin
=
2
1
)(
x
x
dxx
LORLOReIoI
==
2
1
)(
x
x
dxx
LOR
LORe
I
IoAFC
LOR
LOR
I
IoAFC=
LORLORIoAFCI =
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Principios de la correccin de la
atenuacin En PET se hacen estudios de transmisin pueden
usarse para obtener mapas de atenuacin y estimar deestos la
atenuacin sufrida por cada LOR
))((
2
1
=
x
x
dxxu
eACF
Principios de la correccin de laatenuacin
El bajo numero de cuentasgenera datos ruidosos
Se necesitan altos tiempo deadquisicin para tenerimgenes
aceptables
Correlacin espacial entreACF calculados y LORs delestudio de
emisin sobre lasque se aplica la correccin
El alto flujo de fotonesgeneras imgenes de altacalidad
Fuentes
CT
Adam M. Alessio, PhDa, Paul E. Kinahan, PhDa,*, Phillip M.
Cheng, MDa,HubertVesselle, MD, PhDa, Joel S. Karp,PhDbPET/CT
scanner instrumentation, challenges, and solutions. Radiol Clin N
Am42 (2004) 1017 1032
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Principios de CT La imagen de CT se obtiene a
travs de un estudio detransmisin desde variasincidencias
Las imgenes generadasrepresentan mapas deatenuacin
Principios de la correccin deatenuacin con imgenes de CT
El mapa de AFC segenera a partir de lasimgenes reconstruidas
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Desventajas
Es necesario registrar losimgenes de CT y PET
Las diferentes energas de los fotones hacen necesario
unaadaptacin de los valores de CT
Registracin en PET/CT
El PET y el CT seubican alineados en ladireccin axial
Existen artefactos pormovimientos del
paciente y respiracin
Es necesaria laevalucin del gradode alineacin
Fantoma y software para laevalucin de la alineacin
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Esquema general de PET/CT
Adam M. Alessio, PhDa, Paul E. Kinahan, PhDa,*, Phillip M.
Cheng, MDa,HubertVesselle, MD, PhDa, Joel S. Karp,PhDbPET/CT
scanner instrumentation, challenges, and solutions. Radiol Clin N
Am42 (2004) 1017 1032
Dependencia de con el medio y laenerga
Los fotones con lasenergas usadas en CTy PET tiene distinto
Los distintos tejido
tambin modifican
El tipo de atenuacinsufrido tambin cambia
Es necesario encontrarun factor que conviertalos de CT a
energasde PET.
Adam M. Alessio, PhDa, Paul E. Kinahan, PhDa,*, Phillip M.
Cheng, MDa,HubertVesselle, MD, PhDa, Joel S. Karp,PhDbPET/CT
scanner instrumentation, challenges, and solutions. Radiol Clin N
Am42 (2004) 1017 1032
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Dependencia de con el medio y la
energa
El msico nomuestra variacin conel tejido a 511kev
Los factores detransformacinmostraran distintosvalores para
hueso ytejidos blandos
Es necesario evaluarestas relaciones con
los elementosprincipales quecomponen estostejidos
Factor = 511kev /70kev
Adam M. Alessio, PhDa, Paul E. Kinahan, PhDa,*, Phillip M.
Cheng, MDa,HubertVesselle, MD, PhDa, Joel S. Karp,PhDbPET/CT
scanner instrumentation, challenges, and solutions. Radiol Clin N
Am42 (2004) 1017 1032
Relacin entre 70kev y 511kev paradistintos elementos y
tejidos
Los elementos de mayor Z muestran relacionesmas grandes debido
al efecto fotoelectrico
P. E. Kinahan,a) D. W. Townsend, T. Beyer, and D. Sashin
Attenuation correction for a combined 3D PET/CTscanner 1998
American Association of Physicists in Medicine.
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Relacin entre 70kev y 511kev para
distintos elementos y tejidos
La variacin de estasrelaciones depende dela composicin de
lostejidos
El efecto de la densidaden la atenuacin secompensa para
ambasenergas
La composicinelemental determina
igual factor para tejidosblandos
Los tejidos de huesomuestran masdisparidad
Este grfico suguiere el uso de dos factorespara la
transformacin, uno para tejido
blando y otro para hueso
David W. Townsend, PhD1,2; Jonathan P.J. Carney, PhD1; Jeffrey
T. Yap, PhD1,2; and Nathan C. Hall, MD,PhD2 PET/CT Today and
Tomorrow J Nucl Med2004
Modelo de umbral
El modelo aplica un factordistinto para los hueso y
para tejido blando
El uso de un factor para los
distintos huesos no
presenta un artefactoapreciable
Es necesaria unasegmentacin previa paraestablecer el tipo de
tejidoen cada voxel
La transformacin se aplicaindependientemente acada voxel
P. E. Kinahan,a) D. W. Townsend, T. Beyer, and D. Sashin
Attenuation correction for a combined 3D PET/CTscanner 1998
American Association of Physicists in Medicine.
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Conversin bilineal La conversin bilineal divide la
transformacin con un punto dequiebre en 0HU
Datos experimentales muestran unbuen ajuste de las
rectasestablecidas en este modelo
Los mapas de atenuacinobtenidos por estos mtodosmuestran buenas
correlaciones
con los obtenidos por transmisin
En ninguno de estos mtodos seconsidera los diferentes kV
quepueden utilizarse en CT
C. Burger1, G. Goerres1, S. Schoenes1, A. Buck1, A.H.R. Lonn2,
G.K. von Schulthess1PET attenuation coefficients from CT images:
experimental evaluation of thetransformation of CT into PET 511-keV
attenuation coefficientsEurJ Nucl Med(2002)
CT con variacin de KVolts
Los datos experimentalespermiten observar la variacin delos
factores con el voltaje de tubo.
Los datos no cambian paratejidos blandos
La mayor variacin de los abajas energas para tejidos comoel
hueso, generan cambiossignificativos en los factores
Queda establecido un punto dequiebre (cercan a 50HU) y
losfactores segn el KV usado paraeste equipo
David W. Townsend, PhD1,2; Jonathan P.J. Carney, PhD1; Jeffrey
T. Yap, PhD1,2; and Nathan C. Hall, MD,PhD2 PET/CT Today and
Tomorrow J Nucl Med2004
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Contraste en CT Los constrastes
utilizados en CT sonsustancia de alto Z
Esto produce valores
altos de HU aunquela atenuacin enPET no se veafectada
Con algoritmos desegmentacin se puedeidentificar regiones de
altaconcentracin de contrastey reasignar valores de HU.
Adam M. Alessio, PhDa, Paul E. Kinahan, PhDa,*, Phillip M.
Cheng, MDa,HubertVesselle, MD, PhDa, Joel S. Karp,PhDbPET/CT
scanner instrumentation, challenges, and solutions. Radiol Clin N
Am42 (2004) 1017 1032
Aplicacin de los ACF
PET
CT
Sinograma
de ACF
Imagen corregida
Proyeccin
Reconstruccin
sin correccinpor atenuacin
Sinograma
Multiplicacin
elemento a elemento
Reconstruccin
de datos
corregidosSinograma corregido
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Aplicacin de los ACF Es importante la inspeccin de todas las
imgenes
generadas en la identificacin de artefactos
David W. Townsend, PhD1,2; Jonathan P.J. Carney, PhD1; Jeffrey
T. Yap, PhD1,2; and Nathan C. Hall, MD,PhD2 PET/CT Today and
Tomorrow J Nucl Med2004
Conclusiones
La atenuacin afecta los datos adquiridos en un estudio
PET,disminuyendo con distinta intensidad, el nmero de
eventosdetectados en cada LOR
Los mtodos tradicionales de compensacin de estas
prdidaspresentan datos ruidosos y tiempos elevados de
adquisicin
Las imgenes de CT ofrecen una buena alternativa, por su
altacalidad y bajo tiempo de adquisicin. Sin embargo es
necesarioasegurar: Buena correlacin espacial (Registracin)
Adecuado escalado de los mapas de atenuacin del CT a energasdel
PET (considerando los espectros de energa)
Compensacin por el uso de contrastes en CT
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Conclusiones La falta de estas compensaciones y otras (truncado
por distitno
FOV, objetos metlicos, movimientos por respiracin) puedengenerar
artefactos afectando la calidad de la imagen para eldiagnstico y la
cuantificacin.
Para corroborar la posible ocurrencia de cualquier tipo
deartefacto puede resultar adecuado utilizar todas las
imgenesdisponibles: CT
PET sin correccin por atenuacin
PET con correccin por atenuacin
Mas all de todos los factores que complican el uso del CT
paracorregir la atenuacin del PET, la tcnica parece
brindarbeneficios que justifican su utilizacin.
