Basic HTML Version
Inżynier i Fizyk Medyczny 2/2012 vol. 1
radiologia
/
radiology
artykuł naukowy
/
scientific paper
43
Ze względu na opisane zjawiska fizyczne rozdzielczość nie
może być lepsza niż około 5 mm. Na te zjawiska nakładają się
ograniczenia systemów detekcji, co w konsekwencji powoduje,
że praktyczna rozdzielczość obecnie stosowanych aparatów PET
wynosi około 6-8 mm.
Fuzja obrazów PET i CT
Historia tego rozwiązania wiąże się z pracami nad konstrukcją znacz-
nie tańszego aparatu PET. Grupa inżynierów z Genewy pod kierun-
kiem Townsenda i Nutta realizowała projekt polegający na zasto-
sowaniu ruchomego bloku detektorów promieniowania. Blok ten
obejmował tylko część gantry. Ruch obrotowy blokumiał zapewniać
uzyskanie kompletnych danych. Oszczędność miała polegać na
znacznym zmniejszeniu liczby detektorów. Egeli R. – chirurg onko-
log– stwierdził, żewtak skonstruowanymgantrymożnadodatkowo
zamontować „coś przydatnego dla chirurgów, na przykład CT”. Po-
mysłu tego nie udało się zrealizować dosłownie, natomiast w 1998
r. przedstawiono nowe rozwiązanie: aparat hybrydowy składający
się z dwóch elementów: kompletnej gamma kamery PET i w pełni
diagnostycznego aparatu CT. CT spełnia dwa podstawowe zadania:
pozwala na uzyskanie danych dotyczących rozkładu gęstości tkanek
(do korekcji pochłaniania) oraz danych o anatomicznym obrazie ba-
danych struktur (ułatwiający interpretację skanu PET).
Technika skanowania
Badanie PET/CT z zastosowaniem
18
FDG w diagnostyce onkologicz-
nej wymaga odpowiedniego przygotowania chorego. Podstawo-
wym warunkiem jest prawidłowe stężenie glukozy we krwi. Jeśli
stężenie glukozy przekracza 150 mg%, stopień gromadzenia FDG
w zmianach chorobowych może być zmniejszony. Wynika to z kom-
petycyjnego mechanizmu gromadzenia glukozy i jego analogu.
Z tego powodu pacjent powinien zgłosić się na badanie na czczo
(co najmniej przez 4-6 godzin). Bezpośrednio przed podaniem FDG
dodatkowo badane jest stężenie glukozy. Przed badaniem pacjent
powinien unikać spożywania kofeiny i alkoholu, powinien też uni-
kać znacznego wysiłku fizycznego (wysiłek fizyczny powoduje
zwiększone gromadzenie FDG wmięśniach szkieletowych).
Typowo podaje się 10 mCi FDG. Następnie chory oczekuje na
badanie przez około 40-60 minut. W tym czasie powinien pić
wodę, tak aby zwiększyć eliminację niezwiązanego z tkankami
radiofarmaceutyku. Bezpośrednio przed badaniem konieczne
jest opróżnienie pęcherza moczowego.
Badanie CT trwa około 1 minuty, natomiast następujące bezpo-
średnio po nimbadanie PET – około 20minut. Badanie CTmoże być
wykonane w dwóch opcjach: opcji tylko do korekcji pochłaniania
(dzięki czemu dawka pochłonięta promieniowania rentgenowskie-
go jest znacznie mniejsza) i opcji pełnodiagnostycznej. Możliwe jest
również badanie CT po podaniu kontrastu. Podanie kontrastu – jak
zaznaczono powyżej – może być jednak przyczyną artefaktówwyni-
kających z przeszacowaniadanychdokorekcji pochłaniania. Obecne
aparaty posiadają oprogramowanie minimalizujące ten błąd.
Bezpośrednio po badaniu CT wykonywane jest badanie PET,
bez zmiany pozycji badanego. Akwizycja podzielona jest na
kilka etapów, w zależności od szerokości systemu detektorów
i wzrostu badanej osoby (szerokość układu detekcyjnego wynosi
w obecnych aparatach od 50 do 70 cm). Długość jednoczasowo
badanego odcinka ciała określane jest mianem „łóżka”. Przeważ-
nie należy zaplanować wykonanie 5-6 łóżek.
Ostatecznie do interpretacji badania uzyskuje się cztery ob-
razy: obraz PET bez korekcji pochłaniania, obraz PET z korekcją
pochłaniania, obraz CT i fuzję obrazów PET i CT.
Ograniczenia i artefakty w badaniu PET/CT
Podstawowym źródłem artefaktów w badaniu PET są artefakty
ruchowe. Ponieważ oba etapy badania odbywają się w różnym cza-
sie i różnie długo trwają, każde poruszenie się chorego powoduje
nieprawidłowe nałożenie obrazów PET i CT. Innym źródłem arte-
faktów są ruchy oddechowe. Artefakty te są ograniczane w różny
sposób: dokładna instrukcja chorego o konieczności spokojnego
leżenia i płytkiego oddychania w trakcie całego badania, ułożenie
chorego w najbardziej komfortowej pozycji, opróżnienie pęcherza
bezpośrednio przed badaniem. Niemożliwe do eliminacji są ruchy
oddechowe, ruchy serca i ruchy jelit. W stosunku do ruchów odde-
chowych można zastosować badanie bramkowane oddechem.
Drugą przyczyną artefaktów jest korekcja pochłaniania, jeśli w cie-
le chorego znajdują się struktury o dużej gęstości: protezy stawowe,
rozrusznik serca, wypełnienia dentystyczne, kontrast radiologiczny
w świetle jelit. Możliwość błędu jest oceniana przez porównanie
obrazów bez korekcji i z korekcją pochłaniania: jeśli ognisko zwięk-
szonego gromadzenia znacznika w obrazie z korekcją pochłaniania
odpowiada ognisku zmniejszonego gromadzenia w obrazie bez ko-
rekcji pochłaniania należy przyjąć, że obraz obarczony jest błędem.
Podsumowanie
Technika PET należy do jednej z najbardziej zaawansowanych tech-
nologii stosowanych w medycynie. Jej wprowadzenie spowodowało
rewolucjęwdiagnostyceporównywalną dowprowadzenia RTG, gam-
ma kamer, CT czy MRI. Metoda ta obarczona jest jednak szeregiem
ograniczeń. Ich znajomość jest istotnym czynnikiem decydującym
owłaściwej interpretacji uzyskiwanychobrazówscyntygraficznych.
Tabela 1
Izotop T1/2
[min]
Maksymalna energia
pozytonu [MeV]
Maksymalny zasięg pozy-
tonu w wodzie [mm]
Metoda
produkcji
18
F 109.8
0.64
1.0
cyklotron
11
C 20.3
0.96
1.1
cyklotron
13
N 9.97
1.19
1.4
cyklotron
15
O 2.03
1.72
1.5
cyklotron
68
Ga 67.8
1.89
1.7
generator
82
Rb 1.26
3.35
1.7
generator
(Raylman et al 1992, Bailey 1996)
Literatura
1.
D.W. Townsend:
Physical principles and technology of clinical PET ima-
ging
, Ann Acad Med, vol. 33, 2004, 133-145.
2.
P. Kinahan, D.W. Townsend, T. Beyer, D. Sashin:
Attenuation correction
for the combined 3D PET/CT scanner
, Med Phys, vol. 25, 1998, 2046-2053.
3.
M. Casey, R. Nutt:
Multicrystal two dimensional BGO detector system for
positron emission tomography
, IEEE Trans Nucl Sci, vol. 33, 1986, 460-463.
4.
C.L. Melcher, J.S. Sweitzer:
Cerium-doped lutetium oxyorthosilicate:
a fast, efficient new scintillator
, IEEE Trans Nucl Sci, vol. 39, 1992, 502-505.
5.
T. Beyer, D.W. Townsend, K. Brunn i in.:
A combined PET/CT scanner for
clinical oncology
, J Nucl Med, vol. 41, 2000, 1369-1379.
6.
Y.Y. Yau, M. Coel, W.S. Chan i in:
Application of IV contrast in PET/CT: does it
really produced attenuation correction error
, J Nucl Med, vol. 44, 2003, 272P.
7.
V. Kapoor, B.M. McCook, F.S. Torok:
An introduction to PET-CT imaging
,
Radiographics, vol. 24, 2004, 523-543.