Ricostruzione Teranostica SPECT per una migliore dosimetria delle lesioni nella terapia con radionuclidi

L’articolo afferisce alla branca della medicina nucleare, ove la figura del TSRM è di ruolo chiave in tutte le fasi della procedura dell’esame diagnostico. La stesura dell’ elaborato sfrutta l’approccio teranostico dell’imaging PET diagnostico seguito dall’imaging SPECT del radionuclide terapeutico per migliorare la risoluzione e le caratteristiche di rumore della ricostruzione SPECT per migliorare le stime dosimetriche. Questo nuovo approccio alla ricostruzione SPECT utilizza l’immagine PET, con la sua risoluzione superiore, per guidare la ricostruzione SPECT. Chiamiamo questo approccio di ricostruzione SPECTRE (Single Photon Emission Computed Theranostic REconstruction).

LA parte centrle ove indica la metodica ci fornisce nozioni sulla ricostruzione SPECTRE che incorpora immagini PET come informazioni collaterali utilizza l’algoritmo Hybrid Kernelized Expectation-Maximisation (HKEM) implementato in STIR, una libreria software per la ricostruzione di immagini tomografiche. Per prima cosa dimostriamo SPECTRE in un doppio studio fantasma PET-SPECT IEC utilizzando 68Ga/177Lu in cui sono stati calcolati i coefficienti di recupero (RC) per ciascuna delle ricostruzioni al fine di valutare l’accuratezza quantitativa. Abbiamo quindi applicato questo a uno studio teranostico su un paziente utilizzando SARTATE 64Cu/67Cu nel meningioma multifocale e lo abbiamo confrontato con i metodi convenzionali di ricostruzione dell’immagine SPECT. Il paziente ha ricevuto 177 MBq di [64Cu]SARTATE per lo studio PET ed è stato scansionato a 1, 4 e 24 ore dopo l’iniezione. Le immagini SPECT utilizzate provenivano dal ciclo 1 di terapia con 5,1 GBq di [67Cu]SARTATE e per il confronto è stato utilizzato il punto temporale di 4 ore dopo l’iniezione. L’immagine PET 64Cu corrispondente a 4 ore è stata utilizzata come informazione secondaria nella ricostruzione SPECTRE. Altre ricostruzioni SPECT quantitative hanno utilizzato OSEM convenzionale con correzione di dispersione e attenuazione basata su CT (“qSPECT”) senza modelli di risoluzione e l’implementazione di STIR OSEM con modelli di risoluzione (“OSEM + RM”). I volumi di interesse (VOI) sono stati definiti sull’immagine PET e propagati alle ricostruzioni SPECT dove sono stati calcolati SUVmean e SUVmax per il confronto diretto. L’elaborato ha come risultato; mostra la stessa fetta trasversale per ogni metodo di ricostruzione e B) mostra un grafico del coefficiente di recupero medio in ciascuna sfera. OSEM+RM dimostra un migliore recupero della concentrazione rispetto a qSPECT al prezzo di un aumento del rumore. SPECTRE d’altra parte mostra un miglioramento simile nel recupero ma con migliori caratteristiche di rumore. La Figura 1 C) mostra una proiezione di intensità massima (MIP) della ricostruzione PET 64Cu a 4 ore con ogni VOI etichettato (in alto a sinistra). Accanto a questo, vengono visualizzate le stesse sezioni trasversali per le ricostruzioni qSPECT e SPECTRE; che mostra le lesioni 1, 3 e 4. La stessa finestratura è stata applicata a entrambe le ricostruzioni SPECT. Rispetto all’immagine PET, la ricostruzione qSPECT sottovaluta l’attività nelle lesioni, mentre la ricostruzione SPECTRE ha un recupero paragonabile alla PET. Conclusioni: i metodi che incorporano la RM nella ricostruzione hanno prestazioni quantitativamente molto migliori rispetto ai metodi di ricostruzione standard che non tentano di mitigare la scarsa risoluzione spaziale. Nell’esempio clinico, l’approccio SPECTRE ha visto un aumento della media SUV in 5 lesioni target di un fattore 2-3 rispetto alla ricostruzione qSPECT convenzionale. Le ricostruzioni SPECTRE e OSEM+RM avevano entrambe valori SUVmean e SUVmax paragonabili a quelli dell’immagine PET, tuttavia, la ricostruzione SPECTRE aveva proprietà di rumore di gran lunga superiori senza artefatti di Gibbs.

Background -Teorico

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