Seit ihren Anfängen in den 1960er- bis 1980er-Jahren haben Magnetresonanztomographie (MRT), Computertomographie (CT) und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) erhebliche Fortschritte gemacht. Diese nicht-invasiven medizinischen Bildgebungsverfahren haben sich durch die Integration künstlicher Intelligenz (KI), verbesserter Techniken zur Rohdatenerfassung und multiparametrischer statistischer Analysen kontinuierlich weiterentwickelt. All dies trägt zu einem besseren Verständnis und einer besseren Analyse unserer inneren Systeme bei.
Verbesserungen bei PET- und CT-Scans
Ein Standard-PET-Scan dauert in der Regel zwischen 45 Minuten und einer Stunde und liefert klare Bilder von Tumorwachstum im Gehirn, der Lunge, dem Gebärmutterhals und anderen Körperregionen. Laufende Fortschritte haben die Effektivität dieser Methode verbessert, indem sie Software zur Korrektur von Bewegungsunschärfe und algorithmische Auswertungen integrieren, um die Lage einer Masse in bewegtem Gewebe vorherzusagen.
Bewegungsunschärfe tritt auf, wenn sich das Zielsegment während der PET-Bildaufnahme bewegt, was die Beurteilung und Analyse der Masse oder des Gewebes erschwert. Um Bewegungen während des PET-Scans zu reduzieren, verwenden medizinische Fachkräfte eine getriggerte Erfassung, bei der der Scan-Zyklus in mehrere „Bins“ unterteilt wird. Durch die Segmentierung des Scan-Prozesses in 8–10 Bins kann das Programm die Position einer Zielmasse zu einem bestimmten Zeitpunkt oder an einem bestimmten Ort je nach Benutzerpräferenz vorhersehen. Diese Vorhersage erfolgt durch die Vorhersage der Position der Masse innerhalb der einzelnen Bins eines Zyklus. Das getriggerte PET-Bildgebungsverfahren minimiert effektiv die gerätebedingte Bewegungsunschärfe, was zu einer verbesserten Aktivitätskonzentration/einem verbesserten standardisierten Aktualisierungswert (SUV) führt. Wenn die PET-Daten mit CT-Daten abgeglichen werden, spricht man vom 4D-CT-Scan.
Dieses Verfahren weist jedoch eine bekannte Einschränkung auf. Die Verwendung getriggerter Methoden zur Bildaufnahme führt aufgrund der Erfassung einer deutlich größeren Datenmenge zu erhöhtem relativen Rauschen. Zu den Strategien zur Lösung dieses Problems zählen Q-Freeze, Oncofreeze und Time-of-Flight (ToF).
So wird Bildunschärfe bei PET- und CT-Scans korrigiert
Die Q-Freeze-Bildkorrektur mit getriggerter Bildaufnahme umfasst die Erfassung und Registrierung aller generierten Bilder. Diese Registrierung erfolgt innerhalb des Bildraums. Dabei werden alle Rohdaten des PET-Scans erfasst und rekonstruiert, um ein endgültiges Bild mit minimiertem Rauschen und Unschärfe zu erzeugen.
OncoFreeze, eine Spiegelungssoftware, ähnelt in einigen Punkten Q-Freeze, unterscheidet sich jedoch insgesamt. Die Bewegungskorrektur erfolgt im Sinogrammraum (Rohdatenraum). Nach der Aufnahme des ersten Bildes werden die nachfolgenden unscharfen Bilder nach vorne projiziert und mit den projizierten Daten der chirurgischen Werkbank verglichen. Anschließend werden die Sinogrammverhältnisse rückprojiziert. Dies führt zu einem endgültigen, aktualisierten Bild basierend auf dem entschärften Korrekturbild.
Die Erfassung von Atemwellenformen während PET-Scans in Kombination mit CT-Scans kann die Bildqualität verbessern. Eine verbesserte Ausrichtung lässt sich durch die Synchronisierung der Wellenformen von PET-Scans (eine konventionelle Methode) mit den Wellenformen von CT-Scans (ein neu entwickelter Ansatz) veranschaulichen.
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Veröffentlichungszeit: 15. Januar 2024
