Verbesserung der Schwächungskorrektur des PET/CT mit einem neuartigen Algorithmus zur iterativen Metallartefaktreduktion (IMAR)

Zielsetzung:

Evaluation eines neuartigen iIterativen Sinogram-basierten Algorithmus zur Reduktion von Metallartefakten (IMAR, Siemens Healthcare) bezüglich der Verbesserung der Schwächungskorrektur im PET/CT.

Material und Methodik:

Ein anthropomorphes Phantom, bestehend aus einem mit 5,3 l Wasser gefüllten Plexiglaszylinder, in welchem sich ein Modell eines Kiefers mit einliegenden Zahnimplantaten befindet, wurde homogen mit 50,9 MBq [18-F]FDG befüllt (Sollkonzentration 9604 Bq/ml). Das Phantom wurde anschließend an einem PET/CT (mCT, Siemens) und einem Dual Source CT der 3. Generation (Somatom Definition Flash, Siemens) untersucht. Die Bilddaten wurden mit gleichen Scanparametern akquiriert (120 kV, 212/250 Eff./Ref. mAs mit CareDose4D) und herkömmlich ohne Metallartefaktreduktion (NOMAR) sowie einmal mit IMAR rekonstruiert. Nach Koregistrierung der Bilddatensätze wurden Schwächungskorrekturen errechnet. Es erfolgte eine ROI-basierte Analyse in Bereichen ohne Artefakte (NA; 11 ROIs) und mit Metallartefakten angrenzend an das Kiefer-Phantom (ZA, 35 ROIs). Es wurden Mittelwertvergleiche von HU und PET-Aktivität zwischen IMAR und NOMAR mittels t-Tests (p(t)) errechnet und die Standardabweichungen mittels F-Tests (p(F)) auf signifikante (α= 0,05) Unterschiede untersucht.

Ergebnisse:

Als Aktivität wurde im Gammacounter 9632Bq/ml gemessen. Im PET Scan ergaben sich in Bereichen ohne Artefakte keine signifikanten Unterschiede der gemessenen Aktivität (NOMAR 9867 ± 105 Bq/ml; IMAR 9880 ± 124 Bq/ml; p(t)= 0,34; p(F)= 0,61). Im Bereich von Metallartefakten wurden für NOMAR 11468 ± 2109 Bq/ml; IMAR 9968 ± 967 Bq/ml und für NOMAR 250 ± 354 HU; IMAR 46 ± 30 HU gemessen. Die aus den Metallartefakten resultierenden Fehler in der Schwächungskorrektur und im CT konnten signifikant reduziert werden (p(F)< 0,001) und das IMAR-korrigierte PET-Signal zeigte keine signifikanten Unterschiede zum Bereich ohne Artefakte (p = 0,2).

Schlussfolgerungen:

IMAR vermag Metallartefakte im CT zu vermindern und konsekutiv die Schwächungskorrektur im PET signifikant zu verbessern.