L’obiettivo prefissato per questa tesi è analizzare le possibilità offerte dall’algoritmo iterativo SAFIRE di Siemens, presente nel tomografo PET/TC Biograph mCT in uso presso la UOC Medicina Nucleare dell’Azienda ULSS5 Polesana, dimostrando che si può giungere ad una qualità d’immagine di pari livello, in concomitanza ad una quantità significativamente minore di dose somministrata al paziente, rispetto a quanto possibile con la ricostruzione standard con Retroproiezione Filtrata. Partendo da questo presupposto, questa tesi propone uno studio descrittivo ed applicativo dell’algoritmo iterativo SAFIRE impiegato su acquisizioni TC multiple, con diversi protocolli di acquisizione a diversi livelli di dose. Come termine di paragone è stata utilizzata una modalità di ricostruzione analitica di uso comune in ambito clinico, ovvero la FBP (Filtered Back Projection); per evidenziare i vantaggi, in termini di incremento di qualità d’immagine e/o di riduzione di dose al paziente con l’uso del SAFIRE, si sono impiegati: un fantoccio standard CATPHAN 600, necessario per la valutazione oggettiva dei parametri di qualità e della loro variazione in funzione dei diversi protocolli di acquisizione e ricostruzione, ed un fantoccio antropomorfo Alderson-Rando per valutazioni in condizioni cliniche più simili al paziente standard, allo scopo di individuare quanto sia possibile ridurre la dose TC con protocolli ottimizzati di acquisizione e ricostruzione con algoritmo iterativo. Le misure eseguite su fantoccio standard Catphan600 e su fantoccio antropomorfo Alderson-Rando hanno posto in luce valori equivalenti di rumore e CNR (Rapporto Contrasto-Rumore), misurati con opportune ROI (Region Of Interest), all’interno di immagini dello stesso distretto acquisite prima con dose piena (D100%) e ricostruzione FBP standard, poi con dose ridotta (D60%) e ricostruendo con il SAFIRE 3. Considerando nel complesso l’esposizione del paziente di un’indagine PET/TC, questa riduzione del 40% nella dose TC si traduce in una riduzione globale del 24% della dose efficace, ossia 2.3 mSv in meno, con una dose efficace totale di 7.5 mSv contro i 9.8 mSv del protocollo standard iniziale. Si può quindi affermare che l’utilizzo corretto dell’algoritmo di ricostruzione SAFIRE permette un sensibile miglioramento iconografico a livello di rumore rilevato e CNR, il che, di conseguenza, si traduce nella possibilità di ridurre la dose al paziente e ridurre la probabilità di danni stocastici dovuti all’impiego di radiazioni ionizzanti in ambito diagnostico.

IMPLEMENTAZIONE DELLE RICOSTRUZIONI ITERATIVE IN PET/TC PER RIDURRE LA DOSE AL PAZIENTE PRESERVANDO LA QUALITA' D'IMMAGINE

BOZZOLAN, GIACOMO
2020/2021

Abstract

L’obiettivo prefissato per questa tesi è analizzare le possibilità offerte dall’algoritmo iterativo SAFIRE di Siemens, presente nel tomografo PET/TC Biograph mCT in uso presso la UOC Medicina Nucleare dell’Azienda ULSS5 Polesana, dimostrando che si può giungere ad una qualità d’immagine di pari livello, in concomitanza ad una quantità significativamente minore di dose somministrata al paziente, rispetto a quanto possibile con la ricostruzione standard con Retroproiezione Filtrata. Partendo da questo presupposto, questa tesi propone uno studio descrittivo ed applicativo dell’algoritmo iterativo SAFIRE impiegato su acquisizioni TC multiple, con diversi protocolli di acquisizione a diversi livelli di dose. Come termine di paragone è stata utilizzata una modalità di ricostruzione analitica di uso comune in ambito clinico, ovvero la FBP (Filtered Back Projection); per evidenziare i vantaggi, in termini di incremento di qualità d’immagine e/o di riduzione di dose al paziente con l’uso del SAFIRE, si sono impiegati: un fantoccio standard CATPHAN 600, necessario per la valutazione oggettiva dei parametri di qualità e della loro variazione in funzione dei diversi protocolli di acquisizione e ricostruzione, ed un fantoccio antropomorfo Alderson-Rando per valutazioni in condizioni cliniche più simili al paziente standard, allo scopo di individuare quanto sia possibile ridurre la dose TC con protocolli ottimizzati di acquisizione e ricostruzione con algoritmo iterativo. Le misure eseguite su fantoccio standard Catphan600 e su fantoccio antropomorfo Alderson-Rando hanno posto in luce valori equivalenti di rumore e CNR (Rapporto Contrasto-Rumore), misurati con opportune ROI (Region Of Interest), all’interno di immagini dello stesso distretto acquisite prima con dose piena (D100%) e ricostruzione FBP standard, poi con dose ridotta (D60%) e ricostruendo con il SAFIRE 3. Considerando nel complesso l’esposizione del paziente di un’indagine PET/TC, questa riduzione del 40% nella dose TC si traduce in una riduzione globale del 24% della dose efficace, ossia 2.3 mSv in meno, con una dose efficace totale di 7.5 mSv contro i 9.8 mSv del protocollo standard iniziale. Si può quindi affermare che l’utilizzo corretto dell’algoritmo di ricostruzione SAFIRE permette un sensibile miglioramento iconografico a livello di rumore rilevato e CNR, il che, di conseguenza, si traduce nella possibilità di ridurre la dose al paziente e ridurre la probabilità di danni stocastici dovuti all’impiego di radiazioni ionizzanti in ambito diagnostico.
2020
IMPLEMENTATION OF ITERATIVE RECONSTRUCTIONS IN PET/CT TO REDUCE PATIENT DOSE PRESERVING IMAGE QUALITY
Iterativo
PET/TC
Dose
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/29101