Correzione dell attenuazione con TC e RM S Chauvie

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Sebastiano Santini
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1 Correzione dell attenuazione con TC e RM S Chauvie Servizio di Fisica Sanitaria, Ospedale S. Croce e Carle, Cuneo.

2 Disclosure Slide Il sottoscritto Stephane Chauvie DICHIARA che, nell esercizio delle funzioni di Relatore, NON E in alcun modo portatore di interessi commerciali propri o di terzi; dichiara altresì che gli eventuali rapporti avuti negli ultimi due anni con soggetti portatori di interessi commerciali non sono tali da permettere a tali soggetti di influenzare le proprie funzioni al fine di trarne vantaggio; X che negli ultimi due anni HA AVUTO i seguenti rapporti anche di finanziamento con soggetti portatori di interessi commerciali in campo sanitario (aziende farmaceutiche, biomedicali e di diagnostica): 1 co-fondatore dello spin-off Universita di Torino e INFN Dixit srl 2 travel grants from Philips and GE 3 4 5

3 Algoritmi di ricostruzione Retroproiezione filtrata Algoritmi iterativi Immagine di partenza con retroproiezione filtrata immagine uniforme Proiezione sui piani dell immagine ricostruita (simulazione del processo di acquisizione) Confronto tra proiezioni (ri)calcolate e acquisite dal paziente (differenze) Correzione dell immagine Convergenza tra proiezione calcolata e 3 acquisita

4 Correzioni Emission Sinogram Mappa di attenuazione Scatter simulation Normalization Scatter correction Attenuation correction

5 E N X X _ NxE recon = A A x (N x E) = S = recon A x (NxE) - S recon

6 CorrEzione per l ATTENUAZIONE 6

7 Il tomografo ibrido La componente di imaging morfologico e usata nella PET tradizionalmente per due motivi: 1) la localizzazione anatomica 2) la correzione dell attenuazione

8 TAc 8

9 TAC Materiale HU intervallo Aria [ 1000: 950] Acqua/tessuto [ 950:125] Osso [125: 2000] Acciaio 3095

electron two 511 photons are emitted simultane ously in

10 Dalla TAC ai fotoni da annichilazione γ ee+ γ unstable nucleus emits positron detector positron annihilate s with electron two 511 photons are emitted simultane ously in opposite directions form Townsend, JNM vol. 45, suppl. 1, jan 2004 detector

12 NAC AC

13 Mezzo di contrasto Gli artefatti si traducono essenzialmente in una sovrastima dei valori di captazione di FDG nelle aree di focale maggior concentrazione del contrasto L utilizzo della TC con mdc per la correzione dell AC, pur determinando alterazioni del SUV, non inficia l interpretazione diagnostica delle immagini PET 13

14 Risonanza magnetica nucleare 14

LA RISONANZA Fenomeno di risonanza quando un sistema, dotato di frequenza propria di oscillazione, è sollecitato con una grandezza periodica della stessa

15 LA RISONANZA Fenomeno di risonanza quando un sistema, dotato di frequenza propria di oscillazione, è sollecitato con una grandezza periodica della stessa frequenza L effetto della risonanza è il trasferimento di energia al sistema Jean Honore Fragonard, I fortunati casi dell'altalena, 1766 Londra Wallace Collection ω0 = γ B0

16 MAGNETICA Quando una carica elettrica è in grado di assorbire energia elettromagnetica Transizione tra due stati ms = ± 1/2 ΔE = gse- μb Bz = hν

17 NUCLEARE Quando la carica elettrica è il protone all interno del nucleo 1) Molti nuclei sono spaiati 2) Confronto tra i rapporti giromagnetici γe = -gse μb / h = MHz/T γnucl = -gsnucl μbnucl / h = MHz/T (idrogeno 3) 63% degli atomi del corpo umano sono H, 26% O, 9.4% C

18 corto <30 msec TE corto < 500 msec SPIN ECHO TR T1 DP - lungo >80 msec T2 lungo > 1500 msec

Correzione attenuazione e MRI 1) Il campo di vista MRI e molto piu piccolo di quello TAC e PET (zona di uniformita del campo magnetico). Troncamento degli arti.

19 Correzione attenuazione e MRI 1) Il campo di vista MRI e molto piu piccolo di quello TAC e PET (zona di uniformita del campo magnetico). Troncamento degli arti. 2) Bobine sono nel campo di vista 3)Non c e correlazione tra segnale di risonanza ed attenuazione di fotoni Segnale in MR e molto basso nell osso e nel polmone (aria)

20 1. Correggere per il troncamento: estrapolazione dei contorni identifica aree di troncamento stima dell out-of-fov a partire dalle PET NAC riporta contorni su MR 20

21 2. Correggere per le bobine: Bobine dedicate a bassa attenuazione Attenuazione pre-calcolata dal costruttore Bobine inserite nella mappa di attenuazione 21

22 Correzione per l attenuazione 1. Correggere i tessuti: Trasmissiva Atlante Segmentazione 22

23 Trasmissiva PET Sorgente di 68Ge per l immagine trasmissiva Fatta per ogni singolo paziente Fatta su template e co-registrati Rota Kops 10 soggetti sani WB; Malone cervello; Rueckert mammella

24 Atlante Mappe di attenuazione da CT Costruzione di atlante base Co-registrato per singolo paziente Versatile Corregge qualsiasi tessuto Problemi con la co-registrazione Non tiene conto della patologia (ad es noduli polmonari) Benino per Brain 24

25 Atlante misto Atlante + pattern recognition algorithm 25

26 Segmentazione Sequenze di visualizzazione dell osso + sequenze di visualizzazione del grasso (UTILE) Quattro classi di tessuto: background tessuto molle osso grasso Polmone con intensity based region growing algorithm + =

27 Errore sul SUV

28 ARTEFATTI DA AC 28

29 Artefatti: le protesi ossee

30 Artefatti: i mdc

31 Disallineamento CT PET NEGATIVA POSITIVA FUSION ARTEFATTO

32 Disallineamento CT NEGATIVA PET POSITIVA ARTEFATTO

33 ARTEFATTO Disallineamento e alterata a.c. ARTEFATTO

34 GRAZIE per l attenzione 34

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