STATO DELL‟ARTE DELLE APPARECCHIATURE PER IMAGING

Transcript

Il contributo della Fisica Medica nelle metodiche di Medicina Nucleare
IRCCS AZIENDA OSPEDALIERA UNIVERSITARIA SAN MARTINO – IST
ISTITUTO NAZIONALE PER LA RICERCA SUL CANCRO
Corso di aggiornamento: il contributo della Fisica
Medica nelle metodiche di Medicina Nucleare
GENOVA - 09 MARZO 2012
STATO DELL‟ARTE DELLE APPARECCHIATURE
PER IMAGING MEDICO-NUCLEARE
M.Claudia Bagnara
U.O. Fisica Sanitaria - IRCCS San Martino – IST
[email protected]
UN PO‟ DI STORIA…
• Dall‟imaging invasivo a quello non invasivo
 Ci sono voluti 500 anni per passare dal pennello di
Leonardo alla tomografia di routine…
 …50 anni per introdurre l’imaging ibrido
 …10 anni per produrre i primi prototipi
 …e altri 10 anni per arrivare ad oggi!
M.Claudia BAGNARA
2
Tentativi di combinare immagini con informazioni anatomiche e
informazioni funzionali nella routine clinica, dal 1960 al 2000
M.Claudia BAGNARA
3
•
Fine anni ‟40: nascono le tecniche di imaging MN
•
1963: (prima della TC!) nasce l‟imaging tomografico con radionuclidi
•
1972: prime immagini umane PET
•
Pochi anni dopo: SPECT
•
Fine anni „80: sistemi sofisticati per la fusione delle immagini (combinazione di
metodiche)
•
Inizi anni „90: inizio proposte di studio macchine ibride (Towsend et al PET/TC;
Hammer et al PET/RM)
•
1996: primo prototipo SPECT/TC (Blankespoor et al)
•
1998: primo prototipo PET/TC (CTI PET Systems)
•
1999: primo sistema emissivo+trasmissivo SPECT+ TC sigle slice
•
2001: primo tomografo PET/TC commerciale (GEHC Discovery LS)
•
2004: primo tomografo SPECT/TC clinico (Siemens Symbia T2)
•
2006: primo prototipo PET/RM (Siemens BrainPET) immagini umane
•
2009: primo sistema ibrido a tre modalità SPECT/PET/TC (Mediso AnyScan)
•
2011: Ok FDA per Siemens PET/MR Biograph mMR
M.Claudia BAGNARA
4
LO SCENARIO ATTUALE
• Le attuali apparecchiature di imaging in ambito medico nucleare
sono costituite da:
 SPECT (Gamma-camera)
 PET
 Sistemi dedicati (cardio, mammo, head)
 Sistemi per imaging preclinico
• L‟ultimo decennio ha visto la nascita e rapida diffusione di
macchine ibride
 SPECT/CT
 PET/CT
 Integrazione con risonanza magnetica (MR)
 SPECT/PET/TC
 Le macchine ibride SPECT/CT and PET/CT hanno introdotto un impatto
diretto nella gestione del paziente, hanno cambiato le strategie di
imaging medico nucleare e coinvolto il mondo radiologico
M.Claudia BAGNARA
5
PERCHE‟ SISTEMI IBRIDI CON TC?
•
La combinazione di immagini da tecniche differenti offre notevoli vantaggi
diagnostici
•
Un tomografo ibrido consente l‟acquisizione di immagini intrinsecamente coregistrate per la fusione di immagini morfologiche e funzionali
•
I dati delle due metodiche sono complementari: la TC consente la localizzazione
precisa delle anormalità funzionali e SPECT e PET consentono di evidenziare le
aree con metabolismo anomalo
M.Claudia BAGNARA
6
PERCHE‟ SISTEMI IBRIDI CON TC?
•
SPECT/TC e PET/TC giocano ora un ruolo
sempre più importante nella diagnosi e
staging clinici
•
La mappa trasmissiva (fattori di
attenuazione) fornita dalla TC è fondamentale
per effettuare la correzione per l‟attenuazione
(AC) delle immagini (in tempi brevi)
•
Una corretta AC è fondamentale per
effettuare analisi quantitative, soprattutto per
la SPECT (i fattori di attenuazione dipendono
dalla – non nota – profondità nei tessuti da
cui proviene il fotone primario)
M.Claudia BAGNARA
7
LO SCENARIO ATTUALE
SPECT:
 Rimane un’opzione vitale (the bread and butter
of nuclear radiologists' workload)
SPECT/CT:
 correlazione anatomica precisa (molto
importante per imaging con alcuni radionuclidi,
difficilmente localizzabili)
 migliore accuratezza diagnostica e benefici
dimostrati rispetto alla SPECT
 introdotto SPECT quantitativa e ampliato il
campo di impiego




PET/CT:
il sistema di imaging ibrido MN oggigiorno più
riconosciuto
ha migliorato moltissimo l’accuratezza clinica
della PET
rapidissima diffusione clinica negli ultimi 10 anni
componente fondamentale nel percorso clinico
oncologico
M.Claudia BAGNARA
J Nuc Cardiol (2012) Volume 19, Supplement 1;S19–29
8
SPECT E SPECT/TC
M.Claudia BAGNARA
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DA IERI A OGGI: EVOLUZIONE DELLA SPECT
A partire dal 2000 (introduzione del primo
sistema ibrido SPECT doppia testa + TC singolo
strato), la SPECT/TC è evoluta verso sistemi
hardware integrati con SPECT a detettore
multiplo e sistemi TC spirale
A combined SPECT/CT system
(Utsunomiya D et al. Radiology 2006;238:264-271)
L’introduzione della
SPECT/TC ha reso
disponibile di routine
la AC e migliorato la
qualità diagnostica e
delle immagini per
diverse applicazioni:
a) encefalo
b) cuore
c) scheletro
M.Claudia BAGNARA
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a) Ricostruzione iterativa
SPECT avanzata
(Astonish Philips
Healthcare), che incorpora
correzioni geometriche,
per il collimatore, COR,
riduzione rumore, AC
b) Esempio di segmentazione
su base TC (lobi polmonari).
ROI con colori diversi per
ottenere valori funzionali
accurati di ventilazione e
perfuzioni per lo scan
polmonare SPECT
M.Claudia BAGNARA
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c) Dosimetria a voxel basata
su SPECT/TC per
acquisizioni temporali
multiple. La segmentazione
degli organi è basata
sull’immagine PET , quella
delle lesioni sulla PET. Dalla
dosimetria è possibile
ricavare isodosi e istogrammi
dose-volume
d) paziente con forti dolori
alla schiena, la scintigrafia
rivela diverse metastasi alla
colonna e pelviche. La
SPECT/TC (multibed o
WB) è d’aiuto nel restaging
del paziente, con
indicazioni analoghe alla
WB PET/TC
M.Claudia BAGNARA
12
LA SPECT/TC
OGGI
(STATO DELL‟ARTE)
Selezione di sistemi SPET/TC oggi (2011) offerti da:
GE Healthcare, Mediso, Philips Healthcare Systems, Siemens Healthcare
Solutions,
Toshiba
M.Claudia BAGNARA
13
PET E PET/TC
M.Claudia BAGNARA
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DA IERI A OGGI: EVOLUZIONE DELLA PET
• “La storia della PET iniziò subito dopo il momento della
Dayton A. Rich, A Brief History of Positron Emission
creazione, con il Big Bang”
Tomography, J.Nucl.Med.Technol. 25: 4, 1997
• Le prime immagini risalgono agli anni ‟70; negli anni ‟80 e ‟90 è
soprattutto uno strumento di ricerca
• Dal 2000 la PET è diventata una tecnica standard per la diagnosi
in campo oncologico
• Nell‟ultimo decennio abbiamo assistito
ad uno sviluppo rivoluzionario
• LA PET/TC E‟ LO STANDARD CLINICO
ATTUALE
M.Claudia BAGNARA
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DA IERI A OGGI: EVOLUZIONE DELLA PET
WHOLE BODY PET
DIMENSIONAL PET
(dal 2D al 3D)
SVILUPPO METODI DI
RICOSTRUZIONE ITERATIVI
M.Claudia BAGNARA
SISTEMI IBRIDI
PET/CT
SISTEMI 4D (MOTION FREE)
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SCINTILLATORI PER PET
• Caratteristiche di uno scintillatore ideale:•
• Elevato Stopping Power (alta
•
efficienza/sensibilità)
• Alta frazione di
fotoconversione/luminosità (alta
efficienza e buona risoluzione
energetica)
• Alta velocità di decadimento (tempo
morto ridotto, buone prestazioni ad alto
countrate; TOF)
• QUELLO PERFETTO NON ESISTE!
THE JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE • Vol. 49 • No. 6 (Suppl) • June 2008
M.Claudia BAGNARA
BGO è quello con il maggiore stopping power:
migliore efficienza
I nuovi cristalli con lutezio (LBS: LSO, LYSO) hanno
portato in generale ad un miglioramento della
qualità delle acquisizioni WB 3D rispetto al BGO:
 più luminosi
 più veloci, finestra di coincidenza ridotta (4.56 ns vs 10-12 ns del BGO): riduzione
random, miglioramento qualità, consentito
TOF
 soglia finestra energetica più selettiva (400450 keV vs 350 kev): riduzione scatter e
random
17
 LBS: PIU’ COSTOSI!!!
BLOCCHI RIVELATORI PER PET
• Attualmente negli scanner PET clinici il sistema di rivelazione è
costituito da blocchi più o meno ―pixellati‖ di cristalli scintillatori,
accoppiati a fotomoltiplicatori (PM) per la decodifica della posizione
spaziale (algoritmo di Anger o principio a quadranti)
THE JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE • Vol. 49 • No. 6 (Suppl) • June 2008
M.Claudia BAGNARA
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NUOVI SISTEMI DI RIVELAZIONE
APD
fotodiodi a valanga
PMT
fotomoltiplicatori
fotomoltiplicatori a silicio
nuova generazione di APD
analogo a semiconduttore dei
(2005); per ora solamente in
PMs; sensibili alla temperatura
piccoli prototipi; matrici compatte
utilizzati in alcuni tomografi
di piccole celle (20-100 um) di
dedicati
APD su substrato in silicio,
ciascuno opera in modalità
Geiger ed è accoppiato con gli
altri; potenzialmente economici
Affidabili, economici ma
ingombranti; usati in tutti I
tomografi TB; sensibili ai
campi magnetici (no PET/RM)
TYPE
SiPM
PMT
APD
SiPM
MR compliant
no
si
si
ToF compliant
si
no
si
M.Claudia BAGNARA
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PROBLEMI/SOLUZIONI
•
Per migliorare la sensibilità si
aumenta la quantità di materiale
rivelatore
•
Con cristalli più lunghi migliora la
sensibilità planare (+40%,
aumentando la lunghezza da 20 mm a 30
mm), ma peggiora la risoluzione
periferica
•
Per migliorare la risoluzione
vengono ridotte le dimensioni dei
cristalli, (oggi: circa 4 mm x 4 mm x L
20 mm), ma questo riduce anche
l‟efficienza di rivelazione (va
ottimizzato rispetto alla sensibilità
volumetrica)
•
Metodiche di resolution recovery:
PSF modeling; TOF; Rivelazione
DOI
M.Claudia BAGNARA
JNM • 49 • 6 (Suppl) • June 2008
20
RESOLUTION RECOVERY: PSF
•
Misura di PSF
con sorgente
puntiforme su
tutto il campo di
vista
•
Incorporare la
funzione PSF
(variabile nello
spazio) misurata,
dentro il processo
di ricostruzione
•
Il risultato è una migliore qualità di immagine ed una risoluzione
spaziale più omogenea in tutto il FOV
The future of hybrid imaging—part 2: PET/CT; Insights Imaging - Springer
M.Claudia BAGNARA
21
TOF – TIME OF FLIGHT
•
Sviluppata e commercializzata già agli albori con BaF2 (primi „80) ma subito
abbandonata, “sacrificandola” per il più favorevole stopping power del BGO
(troppo lento per TOF)
•
L‟introduzione di LSO-LYSO, scintillatori veloci con altro stopping power, ha
rinnovato l‟interesse per TOF
•
La PET TOF utilizza rivelatori molto veloci per migliorare la localizzazione degli
eventi lungo la LOR e migliorare la risoluzione
•
I fotoni viaggiano alla velocità della
luce c
•
Il ritardo di arrivo del secondo fotone in
coincidenza è pari 2Δ/c (Δ distanza
punto di annichilazione/asse del
tomografo)
•
L‟informazione è incorporata
nell‟algoritmo di ricostruzione
•
Risoluzione temporale del sistema:
DtFWHM distrib tempo di arrivo da
sorgente centrata
•
Pseudo-aumento sensibilità
M.Claudia BAGNARA
22
DOI – DEPTH OF INTERACTION
•
Si ha errore di parallasse nella determinazione delle
coordinate, quindi degrada la risoluzione (maggiormente
verso la periferia del FOV), quando:
– si usano cristalli lunghi (per aumentare l’efficienza)
– la penetrazione è obliqua
– le coordinate sono determinate nel piano trasverso
all’asse del cristallo
•
SOLUZIONE:
– determinare l’angolo di incidenza (al momento non
praticabile)
– determinare la profondità d’interazione (DOI)
•
DOI molto importante per sistemi ad alta risoluzione,
con piccolo diametro
•
Vi sono diverse modalità potenziali per costruire un
rivelatore DOI, non ancora commerciali su tomografi
standard, al momento disponibile solo su
apparecchiature particolari:
– PET precliniche per piccoli animali
– Sistemi dedicati, ad esempio high-resolution brain
scanner
M.Claudia BAGNARA
Phoswich: strati con cristalli
di diversa natura (diversa
forma dell’impulso su un
unico fotodetettore)
Cristallo monolitico
e PSPMTs (light
spread function),
con lettura IN o
OUT
23
A
LA PET/TC
OGGI
(STATO
DELL‟ARTE)
B
A) Selezione di sistemi
PET/TC offerti oggi da:
GE Healthcare,
Philips Healthcare Systems,
Siemens Healthcare
Solutions,
Toshiba, Hitachi e Mediso
B) Caratteristiche dei sistemi
PET/TC mostrati in A
M.Claudia BAGNARA
24
TRIPLE MODALITY SYSTEM
AnyScan® SPECT/CT/PET
M.Claudia BAGNARA
25
PET/RM E SPECT/RM
M.Claudia BAGNARA
26
PERCHE‟ SISTEMI IBRIDI CON RM?
•
Enorme successo PET/TC: alta aspettativa per PET/RM
•
La PET/TC è tecnicamente semplice, ma:
– Al 90 % campo oncologico (whole body PET-CT)
– Basso contrasto TC nei tessuti molli (brain)
– Scanning sequenziale (rischio di artefatti da movimento)
– Alta dose da radiazioni pet TC (70-80 % di tutto lo studio PET-TC)
•
La PET- RM simultanea è una grande sfida tecnologica, ma ha il potenziale di
diventare il sistema del futuro (più versatile):
– Offre una moltitudine di m.d.c. endogeni
– Sensibilità picomolare
– Ottimo contrasto tessuti molli
– Indicazioni cliniche
•
•
•
•
Neurologia: Alzheimer, epilessia, tumori,...
Mammografia
Pediatria
Combinazione di PET e fMRI, spettroscopia RM, RM diffusion tensor
– Correzioni per il movimento basate su RM (IN CONTEMPORANEA)
– Minore dose da radiazioni (follow up)
M.Claudia BAGNARA
27
PERCHE‟ SISTEMI IBRIDI CON RM?
M.Claudia BAGNARA
28
SISTEMI IBRIDI PET/RM
MAGNETOM Flash · 3/2010 · www.siemens.com/magnetom-world
M.Claudia BAGNARA
29
• Lo sviluppo dei sistemi ibridi PET/RM incomincia alla fine degli
anni ‟90
• I PMT sono sensibili ai campi magnetici: non sono utilizzabili
• Differenti approcci per risolvere il problema:
– Fibre ottiche per portare la luce dallo scintillatore fino ai PM, posti
fuori dal campo magnetico (perdita segnale)
– Magnete in due parti e rivelatore PET posizionato all’interno, con
collegamenti con fibre ottiche (perdita segnale)
– Utilizzo di fotorivelatori a stato solido, magnetocompatibili, come
APD (compatti, potenzialmente economici, consentono
espansione FOV assiale)
• Problema critico: mutua interferenza tra PET e RM
• Problema: far stare l‟inserto PET dentro al magnete…
THE JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE • Vol. 47 • No. 11 • November 2006
M.Claudia BAGNARA
30
RIVELATORI COMPATIBILI CON RM
M.Claudia BAGNARA
MAGNETOM Flash · 3/2010 · www.siemens.com/magnetom-world
31
www.siemens.com/mMR
PRIMO SISTEMA COMMERCIALE – APPROVATO FDA 2011
M.Claudia BAGNARA
32
PROBLEMA APERTO: AC IN PET/RM
MAGNETOM Flash · 3/2010 ·
www.siemens.com/magnetom-world
M.Claudia BAGNARA
33
SISTEMI DEDICATI
M.Claudia BAGNARA
34
SISTEMI DEDICATI PER CARDIOLOGIA
•
Ultra – Fast SPECT:
 protocollo SPECT per imaging di perfusione richiede più di 2,5 h di
procedura (40-50 min tempo-macchina)
 solo una piccola parte del cristallo «vede» il cuore
 recentemente sviluppate gamma-camere dedicate per perfusione
miocardica, con nuovo sistema di rivelazione, geometria e collimatori
particolari
 migliorano efficienza, risoluzione
M.Claudia BAGNARA
35
SISTEMI DEDICATI PER CARDIOLOGIA
M.Claudia BAGNARA
36
The CardiArc® Scanner
• SPECT dedicata di
nuova concezione per
acquisizioni ultra-fast
• Elettronica standard
(NaI+PMT)
http://www.cardiarc.com
M.Claudia BAGNARA
37
D-SPECT™
Cardiac Imaging System
•
Primo sistema ultra-fast SPECT
sviluppato con design totalmente
differente (CZT)
•
Sensibilità notevolmente aumentata
•
Paziente in posizione seduta
•
Non vi sono parti esterne in
movimento
http://www.spectrum-dynamics.com
M.Claudia BAGNARA
38
Discovery NM 530c / Discovery NM/CT 570c
http://www.gehealthcare.com
M.Claudia BAGNARA
39
SISTEMI DEDICATI PER MAMMOGRAFIA
• BSGI (Breast-Specific Gamma Imaging) o MBI (moolecular breast
imaging):
 scintimammografia con 99mTc-Sestamibi (Cardiolite®)
 high-resolution digital gamma camera: non una tecnica ibrida, ma
incorpora tecnologia MN con tecniche e applicazioni
mammografiche
 dimostrata una maggiore sensibilità rispetto a mammografia, US,
MR per alcune tipologie di cancro
M.Claudia BAGNARA
40
BSGI
Pixelated crystal and
Position Sensitive PMT
M.Claudia BAGNARA
http://www.dilon.com
41
SISTEMI DEDICATI PER MAMMOGRAFIA
• PEM (Positron Emission Mammography ): tecnologia PET per
imaging mammografico con18F-FDG
 WB-PET: limitazioni tecniche portano a riduzione di sensibilità e
specificità per lesioni inferiori a 10 mm (malattia in stadio
avanzato)
 PEM proposta nel 1994 da Thompson et al. (Med Phys.
1994;21:529 –538)
 i sistemi PEM dedicati offrono risoluzione spaziale migliore (2
mm) e sensibilità maggiore (intervento precoce)
 due rivelatori in coincidenza e ricostruzione tomografica limitata,
dedicata all’imaging mammografico
 attualmente sono in corso una serie di trias clinici (studi pilota
incoraggianti - Schilling et al 2008, Tafra 2007, Berman 2007).
 L’introduzione di tecnica DOI può migliorarne le prestazioni
M.Claudia BAGNARA
42
SISTEMI DEDICATI: PEM
M.Claudia BAGNARA
Applied Radiology. 2008; 37(4):26-36
43
Two opposing g-ray imaging detectors mounted inside compression paddles used to immobilize the breast
Detectors: approximately 6 X 16.4 cm2 X 6 cm thick. The detectors scan across the FOV in the direction of
their 6-cm dimension to cover up to 24 cm, making the maximum FOV of the system 24 x 16.4 cm. The
detectors are constructed from 2 X 2 X 13 mm lutetium yttrium orthosilicate scintillation crystals (LYSO)
coupled to position-sensitive photomultiplier tubes (PSPMTs). The detectors are mounted on an
articulating arm that rotates to allow imaging from different views. One of the detectors (the compression
detector) is motor-controlled to set the distance between the 2 detectors (the compression thickness). Listmode data are acquired continuously, the image reconstruction uses 5 iterations of a 3-dimensional
listmode maximum-likelihood expectation maximization (MLEM) algorithm. Lines of response are limited to
Dx and Dy less than 52 mm (x- and y-axes are defined in Fig. 1C). No corrections are made for scattered
or accidental coincidence detections. The PEM Flex Solo II is a limited-angle, focal-plane tomography
system (tomosynthesis)
M.Claudia BAGNARA
THE JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE • Vol. 50 • No. 10 • October 2009
44
M.Claudia BAGNARA
http://www.mdanderson.org
45
IMAGING PRECLINICO
(IMAGING PICCOLI ANIMALI)
M.Claudia BAGNARA
46
SISTEMI DEDICATI: PET PRECLINICA
•
Anni ’90 sviluppo sistemi dedicati per piccoli animali: costi inferiori, migliore risoluzione,
studio di modelli biologici più semplici, molecular imaging (farmacologia, biotecnologie)
•
Al pari dell’imaging clinico, sono stati proposti diversi sistemi preclinici che integrano
tecnologia MN con TC o RM
•
La sensibilità e la risoluzione spaziale degli scanner clinici non è sufficiente
•
Servono: alta risoluzione (rivelatori piccoli e ―a contatto‖), alta sensibilità (―tanto‖
rivelatore), piccolo FOV (geometria a ―4p‖)
•
Abbiamo: minore attenuazione e scatter, basso count rate (<<MBq)
M.Claudia BAGNARA
THE JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE • Vol. 47 • No. 11 • November 2006
47
•
Nei sistemi dedicati per piccoli animali è sempre necessario un compromesso tra sensibilità e
risoluzione spaziale a causa degli effetti legati alla DOI
•
Spinta verso sistemi ad ALTISSIMA RISOLUZIONE
•
Spinta verso sistemi con DOI
•
Attualmente si utilizzano diverse combinazioni di scintillatori finemente ―pixellizzati‖ (matrice di
scintillatori), accoppiati con PSPMT (Position Sensitive PM) multianodo – Difetti: spazio morto e
doppio contributo alla degradazione della risoluzione (pitch cristallo ed errori di decodifica spaziale)
•
Servono materiali scintillatori con efficienza adeguata (alta sensibilità) ad es. LSO:Ce; YAP:Ce
•
Nuovi cristalli scintillatori in combinazione con nuovi fotodetettori in grado di sfruttarne le
caratteristiche; uso di rivelatori a semiconduttore (CdZnTe-CZT)
M.Claudia BAGNARA
48
•
2006 - ALBIRA ARS PET per piccoli animali
(Oncovision - GEM Imaging, S.A.)
•
Cristalli monolitici (senza segmentazione) di
LYSO 50 x 50 mm2, ciascuno accoppiato con
un PSPMT (position sensitive photomultiplier)
– 8 moduli
•
Spessore 10 mm; taglio a piramide
•
Codifica spaziale evento: determinazione
centro di gravità della luce (logica Anger)
•
Determinazione DOI tramite light spread
distribution
bore diam (cm)
axial FOV (mm)
axial FOV (mm)
transaxial FOV (mm)
sensitivity at center of FOV
resolution (mm)
depth of interaction resolution
energy resolution @ 511 keV
M.Claudia BAGNARA
11
45
45
80
5%
1.2
3mm
15%
http://www.gem-imaging.com
49
L‟IMAGING PRECLINICO OGGI
(STATO DELL‟ARTE)
M.Claudia BAGNARA
50
ALGORITMI ITERATIVI
M.Claudia BAGNARA
51
ALGORITMI ITERATIVI
•
•
Filtered Back Projection - FBP (anche 3D) metodica di ricostruzione lineare
e veloce, ma che può causare facilmente artefatti legati sia alla bassa
statistica (dei dati originali + contributo correzioni) sia al campionamento;
modelizzazione del sistema di rivelazione molto semplificata ed approssimata
Anni ’90: i metodi di ricostruzione iterativa diventano di interesse clinico in
MN (OSEM): un grande passo avanti (Hudson HM, Larkin RS (1994) IEEE Trans
Med Imaging 13:601-609)
•
•
•
•
•
Sono stati fatti molti sforzi per sviluppare algoritmi di ricostruzione iterativa,
che possano ponderare i dati in base alla significatività statistica, e definire
un modello più accurato del sistema di imaging
Si ottiene un migliore compromesso tra SNR e risoluzione spaziale ed una
riduzione dei tipici artefatti a stella della FBP
Altro lato della medaglia: alto ―costo‖ computazionale
Oggi i metodi di ricostruzione iterativa hanno rimpiazzato la FBP nella
maggior parte di applicazioni MN cliniche e precliniche; tutti i produttori
forniscono software di pari caratteristiche, in grado di produrre
immagini cliniche di alta qualità
Continui miglioramenti
M.Claudia BAGNARA
52
ALGORITMI ITERATIVI
•
Oggi i metodi di ricostruzione
iterativa vengono proposti
anche per l‟imaging clinico TC,
soprattutto con l’intento di ridurre
la dose al paziente
•
ASIR (GE Healthcare)
•
IRIS (Siemens)
•
iDOSE (Philips)
Hara A et al (2009); AJR 193: 764-771/
Silva A (2010); AJR 194: 191-199
Flohr T et al (2010); J Thoracic Imaging 25(2): 100-111
M.Claudia BAGNARA
53
LE PROSPETTIVE FUTURE
• SPECT e SPECT/TC: ben consolidate con esteso spettro di
traccianti, si attendono sviluppi nella tecnologia
• PET/TC: continui progressi con lo sviluppo e introduzione clinica di
nuovi traccianti (biomarkers)
• PET/RM e SPECT/RM: un grande passo avanti: si ipotizza che i
sistemi ibridi integrati con risonanza magnetica possano
rivoluzionare la pratica clinica (work in progress- AC/sistemi WB?)
• Riduzione dose: si attendono altre strategie diagnostiche in
molecular imaging
M.Claudia BAGNARA
54
CHE COSA CI ASPETTA ORA?
M.Claudia BAGNARA
55
M.Claudia BAGNARA
56
BIBLIOGRAFIA
•
Molecular imaging: current status and emerging strategies; M.A.Pysz a, S.S.Gambhir, J.K.Willmann
Clinical Radiology 65 (2010) 500-516
•
Physical attributes, limitations, and future potential for PET and SPECT; Ernest V. Garcia; J Nuc
Cardiol (2012) Volume 19, Supplement 1;S19–29
•
A fast cardiac gamma camera with dynamic SPECT capabilities: design, system validation and
future potential; Moshe Bocher et al.; Eur J Nucl Med Mol Imaging (2010) 37:1887–1902
•
The future of hybrid imaging-part 1: hybrid imaging technologies and SPECT/CT; T. Beyer et al.;
Insights Imaging (2011) 2:161–169
•
The future of hybrid imaging-part 2: PET/CT; T. Beyer et al.; Insights Imaging (2011) 2:225–234
•
The future of hybrid imaging-part 3: PET/MR, small-animal imaging and beyond; T. Beyer et al.;
Insights Imaging (2011) 2:235–246
•
A decade of combined imaging: from a PET attached to a CT to a PET inside an MR; T. Beyer et
al.; Eur J Nucl Med Mol Imaging (2009) 36 (Suppl 1): S1-S2
•
Latest Advances in Molecular Imaging Instrumentation; Bernd J. Pichler, Hans F. Wehrl, and Martin
S. Judenhofer; J Nucl Med Vol.49, n.6 (Suppl), Jun 2008
•
Clinical Applications of SPECT/CT: New Hybrid Nuclear Medicine Imaging System; IAEATECDOC-1597 (2008)
•
Challenges towards simultaneous PET-MRI, S. Vandenberghe, CERN physics for health workshop,
February 2010
•
The 2006 Henry N. Wagner Lecture: Of Mice and Men (and Positrons)—Advances in PET Imaging
Technology; Simon R. Cherry; J Nucl Med; Vol.47, n.11, Nov 2006
M.Claudia BAGNARA
57
BIBLIOGRAFIA
•
An Assessment of the Impact of Incorporating Time-of-Flight Information into Clinical PET/CT
Imaging; Cristina Lois et al.; J Nucl Med Vol.51, n.2, Feb 2010
•
PET/MRI: Paving the Way for the Next Generation of Clinical Multimodality Imaging Applications;
Bernd J. Pichler; J Nucl Med Vol.51, n.3, Mar 2010
•
Performance measurements of the Siemens mMR integrated whole-body PET/MR scanner; G
Delso et al; J Nucl Med. 2011 Dec;52(12):1914-22. Epub 2011 Nov 11
•
MR-PET Hybrid Imaging for the Next Decade; Thomas Beyer et al; MAGNETOM Flash; Siemens
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Fabrication and Characterization of a 0.5-mm Lutetium Oxyorthosilicate Detector Array for HighResolution PET Applications; Jennifer R. Stickel;J Nucl Med Vol.48., n.1, Jan 2007
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Jul 2008
M.Claudia BAGNARA
58

STATO DELL‟ARTE DELLE APPARECCHIATURE PER IMAGING

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