Introduzione. Materiali e metodi

Transcript

1 10

2 ne, K. Tatsch, F. Nobili Caratterizzazione di una gamma camera GE Millenium VG per indagini spect cerebrali con 1 I-FP-CIT e correzione TEW nell ambito del progetto europeo ENC-DAT Maria Claudia Bagnara 1, Monica Bevegni 1, Mauro Andrei 1, Alberto Pilot 1, Francesco Famà, Silvia Morbelli, Livia Tossici-Bolt, Terez Sera, John C.Dickson, Andrea Varrone, Klaus Tatsch, Flavio Nobili 1 U.O. Fisica Sanitaria, Azienda Ospedaliera Universitaria S.Martino, Genova (GE), U.O. Neurofisiologia Clinica, Azienda Ospedaliera Universitaria S.Martino, Genova (GE), U.O. Medicina Nucleare, Azienda Ospedaliera Universitaria S.Martino, Genova (GE), Department of Medical Physics, Southampton University Hospitals NHS Trust, Southampton, UK, University of Szeged, Department of Nuclear Medicine and Euromedic Szeged, Szeged, Hungary, Institute of Nuclear Medicine, UCLH NHS Foundation Trust and University College London, UK, Karolinska Institute, Department of Clinical Neuroscience, Stockholm, Sweden, On behalf of the European Network of Excellence for Brain Imaging (European Association of Nuclear Medicine) Introduzione Nel 00 è stato lanciato da parte del EANM/European Network of Excellence for Brain Imaging il progetto per la costruzione di un database Europeo di SPECT cerebrale con 1 I-FP-CIT su volontari sani (ENC-DAT, European Normal Control Database of Dopamine Transporter, DaT), cui partecipano 1 centri in Europa, tra cui anche l Azienda Ospedaliera Universitaria S.Martino, Genova [1,]. A tale scopo, tutti i centri hanno dovuto ottenere la certificazione preliminare per l ammissione al progetto, con l effettuazione di una serie di controlli di qualità sotto la supervisione di un fisico di riferimento e in seguito reclutare un certo numero di volontari sani (1 per ogni centro, un maschio e una femmina per decade di età tra i 0 e i 90 anni), ai quali effettuare la SPECT cerebrale con 1 I-FP-CIT. Tutti i dati raccolti sono stati inviati al laboratorio di riferimento (Department of Medical Physics, Southampton University Hospitals NHS Trust, Southampton, UK), che li ha elaborati in modo omogeneo, effettuando una valutazione semiquantitativa del rapporto di captazione specifico dello striato, calcolando lo specific binding ratio- SBR (1), sia per le misure in fantoccio, sia sui soggetti sani. ( Striatum Background ) Background SBR = (1) I dati relativi alle misure effettuate a Genova sono stati inoltre elaborati con il programma BasGan [, ] sviluppato a Genova ed in uso di routine per l attività clinica. Nel presente lavoro vengono mostrati i risultati ottenuti con i dati delle misure effettuate a Genova, confrontando le due diverse procedure di quantificazione: quella standardizzata del laboratorio di riferimento (CoreLab) e quella utilizzata di routine a Genova (). Materiali e metodi Nella fase preliminare, è stato necessario configurare la gamma-camera GE Millenium VG per l acquisizione di immagini da 1 I con metodica di sottrazione dello scatter a tripla finestra (TEW) utilizzando una finestra per il fotopicco (PK: 19±10%) e due finestre di scatter (lower scatter SC1: 1±.% e upper scatter SC: 1±%); inoltre sono stati effettuati i controlli di qualità richiesti per l ammissione al progetto, tra i quali rientrano una serie di misure in fantoccio antropomorfo cerebrale con corpo striato (1 per emisfero, vedi Fig.1), riempito con diverse concentrazioni di attività rispetto al fondo (rapporti nominali pari a 10:1, :1, :1, :1,.:1, :1 e 1:1; misura di aliquote con calibratore). Infine sono stati reclutati ed esaminati i 1 volontari sani richiesti dal protocollo per il nostro centro. Le acquisizioni SPECT di fantoccio e soggetti sono state effettuate con collimatore LEHR, matrice 1x1, 10 viste,, mm/pixel, raggio rotazione <1 cm, conteggi totali> Mcnts nel fotopicco. 101

3 Figura 1 Striatal Phantom Figura Elaborazione fantoccio con BasGan Figura Immagini e dati di un volontario elaborati con con BasGan Entrambi i set di misure (fantocci e volontari) sono stati elaborati come di seguito indicato: 1) CoreLab: ricostruzione OSEM (10 iterazioni, 10 subsets) con prefiltering, correzione per l attenuazione ed eventuale correzione per lo scatter (TEW); SBR calcolato utilizzando un metodo basato su volume di interesse, che tiene conto degli effetti di volume parziale [,]. ) : ricostruzione OSEM ( iterazioni, 10 subsets) con postfiltering, correzione per l attenuazione ed eventuale correzione per lo scatter (TEW); SBR calcolato utilizzando l algoritmo di calcolo BasGan, che effettua una segmentazione automatica D dello striato e tiene conto degli effetti di volume parziale

4 Risultati e discussione Dall analisi dei fattori SBR ottenuti in fantoccio si osserva che, sebbene i valori numerici calcolati con le due metodiche siano sostanzialmente differenti (ottenuti a partire da dati elaborati in modo molto diverso) si ha un ottima correlazione tra le due metodiche, come si evidenzia in Fig. (R =0,99 e 0,9 senza e con la correzione per lo scatter). Altro risultato interessante è che la relazione tra SBR misurato ed atteso (TRUE SBR, calcolato da misura di attività su aliquote) è lineare e ben correlata per entrambe le metodiche di semiquantificazione (R compresi tra 0,9 e 0,91 ) e che la correzione per lo scatter ne migliora l accuratezza (Fig.). Dalla pendenza delle rette di regressione così ottenute vengono determinati i recovery coefficients (RC), che consentono di correggere il valore SBR misurato con una certa metodica, avvicinandolo al valore vero. CORRELAZIONE METODICHE SBR SBR (SC) MEASURED SBR 10 9 MISURE IN FANTOCCIO CoreLab CoreLab (SC) y = 0,1x (SC) y = 0,x y = 0,x y = 0,x Figura Relazione tra SBR calcolato in fantoccio con le due metodiche; SC=scatter TRUE SBR Figura Relazione tra SBR misurato in fantoccio ed atteso; la pendenza delle rette corrisponde al recovery coefficient RC); SC=scatter CORRELAZIONE METODICHE SBR MISURATO SBR MISURATO (SC) Figura Relazione tra SBR calcolato su volontari con le due metodiche; SC=scatter MISURE SU VOLONTARI SBR CORR SBR CORR (SC) Identità Figura Relazione tra SBR calcolato su volontari con le due metodiche; SC=scatter

5 Confrontando i valori di SBR calcolati su volontari sani, si osserva di nuovo una buona correlazione tra le due metodiche (Fig.) e soprattutto, i valori SBR ottenuti con i due metodi di calcolo semi-quantitativo, se corretti ciascuno con il proprio RC, sono molto compatibili tra loro (Fig., indicati come SBR CORR), suggerendo la possibilità di utilizzare entrambe le metodiche con uguale affidabilità. Conclusioni Le valutazioni quantitative dipendono fortemente dalle caratteristiche specifiche della gamma camera, come evidenziato dal lavoro effettutato in tutti e 1 i centri Europei [,], non solo al variare dei marca e modello, ma anche tra gamma-camere dello stesso tipo. Pertanto è fondamentale la caratterizzazione della propria strumentazione. La semi-quantificazione ottenuta con i due metodi illustrati è risultata ben correlata e questo valida ulteriormente il software BasGan. L applicazione di BasGan a tutti gli esami derivanti dai 1 Centri potrà fornire i valori di normalità anche per BasGan, un software ormai di largo impiego in Italia. Bibliografia [1] Progetto EANM/European Network of Excellence for Brain Imaging [] European database of [ 1 I]FP-CIT (DaTSCAN) SPET scans of healthy controls (ENC- DAT), John C. Dickson et al., Congresso EANM 009 [] SPECT imaging of a 1 I striatal phantom on different cameras: relevance of scatter and septal penetration to quantification accuracy, L. Tossici-Bolt et al., Congresso EANM 00 [] 1 I imaging of an anthropomorphic striatal phantom across different SPECT cameras: a European multicentre study, L. Tossici-Bolt et al., Congresso EANM 009 [] The basal ganglia matching tools package for striatal uptake semi-quantification: description and validation, P.Calvini et al., Eur J Nucl Med Mol Imaging (00) :10 1 [] download software BasGan Ringraziamenti Il presente lavoro è stato in parte realizzato grazie al supporto di GE Healthcare UK. 10