Impatto della correzione dell'attenuazione sulla semi-quantificazione in pet-rm: confronto di differenti metodi di segmentazione

Le indagini PET/RM utilizzate nel presente lavoro di tesi sono state acquisite sullo scanner integrato 3T-PET/RM Biograph mMR, Siemens Healthcare GmbH, installato nella UOC di Medicina Nucleare I dell’Azienda Ospedaliera di Padova. La versione del sistema operativo utilizzato è syngo MR E11P (Siemens Healthcare GmbH).
Per la raccolta dei dati, sono stati selezionati di 20 pazienti acquisiti fra il 01/03/2020 e il 30/08/2020, sottoposti all’indagine di PET/RM, secondo un protocollo di acquisizione Whole-body.
A tali pazienti sono stati somministrati 3 MBq/kg di F-FDG 1 ora prima dell’acquisizione. L’acquisizione PET/RM prevede un numero di lettini tale da campionare il paziente dal vertice fino alle ginocchia oltre che numerose sequenze di RM fra le quali la sequenza di correzione per l’attenuazione. Il protocollo prevede l’acquisizione di un lettino per distretto corporeo (capo/collo, collo/torace, torace/addome, pelvi, porzione superiore degli arti inferiori). Le immagini PET sono state acquisite in list-mode.

Processo di ricostruzione delle µMAP e delle PET
Nella routine clinica, per acquisire la mappa di attenuazione (µMAP) durante gli esami, viene utilizzata la sequenza gradient-echo MRAC-CAIPI-HiRes Dixon impostata con i seguenti parametri:
• tempo di acquisizione (TA) pari a 0:13 minuti;
• PAT-mode (parallel acquisition tecnique) CAIPIRINHA con total PAT factor pari a 5;
• FOV 500×406.5 mm (LR-AP, Left to Right e Anterior to Posterior);
• voxel di dimensioni pari a 1.3×1.3×3.0 mm e SNR (signal to noise ratio) relativo pari a 1.
Maggiori dettagli sull’impostazione della sequenza sono consultabili nelle figure 2.1 e 2.2.
Per ognuno dei pazienti analizzati sono state ricostruite, retrospettivamente, le mappe di attenuazione variando la segmentazione dei tessuti e utilizzando tutti i metodi presenti sullo scanner, di seguito elencati:
• Metodo a 5 Compartimenti (extended): aria, acqua, grasso, tessuto polmonare, osso + extended FOV
• Metodo a 5 Compartimenti: aria, acqua, grasso, tessuto polmonare, osso.
• Metodo a 4 Compartimenti (extended): aria, acqua, grasso, tessuto polmonare + extended FOV.
• Metodo a 4 Compartimenti: aria, acqua, grasso, tessuto polmonare.
• Metodo a 3 Compartimenti: aria, acqua, grasso.
Il metodo di segmentazione a 5 Compartimenti (extended) è lo standard utilizzato attualmente per la correzione dell’attenuazione delle immagini PET acquisite presso la UOC di Medicina Nucleare, sulla base delle quali il medico esegue la refertazione.
I compartimenti (COMP), indicati con “extended” differiscono per l’estensione del FOV tramite il metodo HUGE.
Di fatto, nelle suddette, mappe viene acquisito l’“MR extended FOV”, una procedura che prevede il campionamento assiale nelle zone più esterne del campo di vista contenenti le braccia del paziente. Queste due acquisizioni verranno poi utilizzate per correggere le disomogeneità, presenti a livello delle estremità del paziente, nelle mappe di attenuazione (figura 1.2).
Le mappe di attenuazione ricostruite con i diversi metodi di segmentazione sono poi state utilizzate per ricostruire le immagini PET.
Di seguito viene descritto nel dettaglio il procedimento che è stato seguito, sulla console di acquisizione, per ricostruire le mappe di attenuazione e le PET:
• Sono state selezionate tutte le 4 “pesature” (In Phase, Out of Phase, Water only e Fat only), ottenute con la sequenza MRAC-CAIPI-HiRes Dixon, per ogni lettino PET eseguito dal paziente. Ad esempio, per un paziente che ha eseguito 5 lettini PET si avranno, da considerare, 20 “pesature” d’immagine.
• Successivamente, selezionata l’opzione “Applications”; è stato aperto un menu a tendina; da esso, tramite la voce “Offline µMAP creation”, è stata avviata, volta per volta, la ricostruzione delle segmentazioni.
• Al termine del processo di ricostruzione delle mappe di attenuazione, i dati grezzi delle PET sono stati caricati nella sezione “RECON” del software.
• Dalle 4 µMAP sono state ricostruite le corrispondenti PET attenuate attraverso il seguente procedimento: caricati i dati grezzi, sono stati selezionati i lettini del paziente, quindi, scelta la µMAP di nostro interesse. La PET da riscostruire è stata rinominata aggiungendo la segmentazione (es: “PET 5 COMP extended”), in modo da riconoscere con quale mappa è stata elaborata.
• In ultimo, si avvia il processo di ricostruzione.
Terminate le operazioni per tutti i 20 pazienti, le 5 mappe di attenuazione e le 5 PET sono state inviate ed archiviate su una periferica esterna.
Come ultimo passaggio, i dati sono stati anonimizzati per poter procedere con le analisi successive.