Ocena jakości obrazowania izotopami metalicznymi z wykorzystaniem skanera do badań przedklinicznych

Beata Pszczółkowska [1], Krzysztof Piotr Kilian [2], Łukasz Cheda [3]

1.     Zakład Fizyki Biomedycznej, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 5,                       02-093  Warszawa

2.     Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów, Uniwersytet Warszawski,                     ul. Pasteura 5A, 02-093  Warszawa

3.     Centrum Nauk Biologiczno – Chemicznych, Uniwersytet Warszawski,                         ul. Żwirki i Wigury 101, 02-089 Warszawa

Niezwykle ważnym elementem skutecznej terapii jest szybka i dokładna ocena stanu zdrowia pacjenta. Coraz częściej w tym celu używa się metod obrazowania nuklearnego                                 z wykorzystaniem radioizotopów. Ze względu na właściwości emitowanego promieniowania w trakcie rejestracji obrazu obserwowane są zjawiska pogarszające rozdzielczość obrazowania oraz dokładność lokalizacji położenia źródła sygnału. Dlatego też w pomiarach przedklinicznych i klinicznych rozwija się procedury pozwalające na ocenę jakości obrazowania oraz poszukuje się optymalnych warunków pomiaru dla stosowanych izotopów. 

Celem pracy było zbadanie jakości obrazowania poprzez wyznaczenie połówkowej szerokości sygnału (FWHM) dla najczęściej wykorzystywanych izotopów metodami PET i SPECT                z wykorzystaniem skanera do badań przedklinicznych małych zwierząt PET/SPECT ALBIRA z zastosowaniem fantomu Micro-PET IQ. Odpowiednio przygotowany fantom umieszczano na łóżku pomiarowym, dobierano parametry pomiaru (czas pomiaru, aktywność izotopu zawartego w fantomie, sekwencję przeprowadzanych pomiarów). Dla obrazowania PET rejestracje wykonywano w oknie energetycznym 350-650 keV, dla obrazowania SPECT 15% okno energetyczne względem energii 140 keV. 

Stwierdzono, że jednym z elementów wpływających na jakość obrazowania jest energia emitowanych cząstek i wraz ze wzrostem średniej energii pozytonu wzrasta wartość FWHM w szeregu: ¹⁸F<⁶⁴Cu<⁴³Sc<⁴⁴Sc<⁶⁸Ga (3.29 ± 0.29 mm dla ¹⁸F do 5.39 ± 0.16 mm dla ⁶⁸Ga). Uzyskane wartości porównano z pracą [1], gdzie badano jakość obrazu dla sześciu radionuklidów (¹⁸F, ⁶⁴Cu, ¹¹C, ⁸⁹Zr,⁶⁸Ga, ⁴⁴Sc) zwykorzystaniem fantomu Derenzo oraz skanera do badań przedklinicznych GE Healthcare eXplore VISTA.   Końcowy wniosek z [1] o zależności wartości FWHM od energii pozytonu pokazał podobną relację do otrzymanych wyników. Zbliżone warunki obrazowania zastosowano w pracy [2], w której wykonano badania dla ¹⁸F przy użyciu skanera do badań przedklinicznych Clairvivo PET. Otrzymane wyniki FWHM (2.7-3.1 mm)są porównywalne z wynikami w pracy [2] (2.43–2.63 mm). 

Nowością w stosunku do aktualnego stanu wiedzy jest wyznaczenie wartości FWHM dla ⁴³Sc (3.49 ± 0.37 mm).

Bibliografia:

[1] Schibli R., et al., Imaging quality of 44Sc in comparison with five other PET radionuclides using Derenzo phantoms and preclinical PET, Appl. Radiat. Isot., 110 (2016), 129-133.

[2] Sato K., et al., Performance evaluation of the small-animal PET scanner ClairvivoPET using NEMA NU 4-2008 Standards, Phys. Med. Biol, 61 (2016), 696-711.