Quantification of left ventricular volumes and ejection fraction from 16- and rebinned 8-frame gated ^99mTc-tetrofosmin SPECT

Summary

Aim: Using 8-frames/cardiac cycle with gated SPECT underestimates end-diastolic volumes (EDV) and ejection fractions (LVEF), and overestimates end-systolic volumes (ESV). However, using 16-frames/cardiac cycle significantly decreases the signal-to-noise-ratio. We analyzed 16-frames and rebinned 8-frame gated SPECT data using common 4D-MSPECT and QGS algorithms. Patients, methods: 120 patients were examined using gated SPECT on a Siemens Multispect 3 (triple-head gamma camera) 60 minutes after intravenous administration at rest of about 450 MBq (two-day protocol) or about 750 MBq (one-day protocol) ^99mTc-tetrofosmin. Reoriented short axis slices (16-frames) were summed framewise (1+2,3+4, etc.) yielding 8-frame data sets. EDV, ESV and LVEF were calculated for both data sets using 4D-MSPECT and QGS. Results: QGS succeeded with 119, 4D-MSPECT with 117 patients. For the remaining 116 patients, higher EDV (+0.8ml/+3.8ml) and LVEF (+1.5%/+2.6%; absolute) and lower ESV (–1.7ml/–0.9ml) (4D-MSPECT/QGS) were found for 16-frame runs. Bland-Altman limits were smaller for QGS than 4D-MSPECT [EDV 32/12ml, ESV 21/10ml, LVEF 17/7% (4D-MSPECT/QGS)]. Conclusion: Both algorithms showed the expected effects. Contour finding using QGS failed with only one data set, whereas contour finding using 4D-MSPECT failed with three data sets. Since the effects observed between the 8– and the 16-frame studies are relatively small and quite predictable, 8-frame studies can be employed in clinical routine with hardly any loss at all, plus contour finding appears less susceptible to error.

Zusammenfassung

Ziel: Erfolgt bei der herzphasengetriggerten (gated) myokardialen Perfusions-SPECT die Akquisition mit nur 8-Frames/Herzzyklus, dann resultiert daraus eine Unterschätzung der linksventrikulären end-diastolischen Volumina (EDV) und der Ejektionsfraktion (LVEF) und eine Überschätzung der end-systolischen Volumina( ESV).Nutztmanjedoch16-Frames/Herzzyklus,umdiese Effekte zu minimieren, ergibt sich eine signifikante Reduktion des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses. Um die Auswirkungen der schlechteren zeitlichen Auflösung bei besserem Signal-zu- Rausch-Verhältnis auf die Ergebnisse zu untersuchen, analysierten wir 16-Frames/Herzzyklus Gated-SPECT-Daten und daraus rebinnte 8-Frames/Herzzyklus Gated-SPECT-Daten mit den weit verbreiteten Konturfindungsalgorithmen 4D-MSPECT und QGS. Patienten, Methoden: 120 Patienten wurden an einer Siemens Multispect 3 (Drei-Kopf-Kamera) ca. 60 min nach i.v.-Injektion (Ruhe-Studie) von 450 MBq (2-Tages-Protokoll) oder von 750 MBq (1-Tages-Protokoll) ^99mTc-Tetrofosmin mit gated SPECT (16-frames/ Herzzyklus) untersucht. Die reorientierten Kurzachsendatensätze (16 frames) wurden frameweise (1+2,3+4, etc.) zu 8-Frames-Kurzachsendatensätzen summiert. EDV, ESV und LVEF wurden für je beide Datensätze mit den Konturfindungsalgorithmen 4D-MSPECT und QGS berechnet. Ergebnisse: Die Konturfindung mit QGS war bei 119, die mit 4D-MSPECT bei117Patientenerfolgreich.Beidengemeinsamen116Patienten ergaben die 16-Frames-Studien höhere EDV- (+0.8ml/+3.8ml) und LVEF- (+1.5%/+2.6%; absolut) und niedrigere ESV-Werte (–1.7ml/–0.9ml; 4D-MSPECT/ QGS).DieBland-Altman-GrenzenwarenfürQGSschmaleralsfür 4D-MSPECT (EDV 32/12ml, ESV 21/10ml, LVEF 17/7%; 4D-MSPECT/QGS). Schlussfolgerungen: Beide Konturfindungsalgorithmen zeigten die erwarteten Effekte. Mit QGS gelang die Konturfindung nur in einem Datensatz nicht adäquat, wohingegensiemit4D-MSPECTindreiDatensätzenversagte.Da die beobachteten Effekte zwischen 8- und 16-Frames-Studien relativ klein und sehr gut vorhersehbar sind, können in der klinischen Routine 8-Frames-Studien nahezu verlustfrei eingesetzt werden, wobei dann die Konturfindung weniger störanfällig erscheint.

Keywords

Gated SPECT - 16 frames - 8 frames - 4D-MSPECT - QGS

Schlüsselwörter

Gated SPECT - 16 Frames - 8 Frames - 4D-MSPECT - QGS

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