Seit ihren Anfängen in den 1960er bis 1980er Jahren haben Magnetresonanztomographie (MRT), Computertomographie (CT) und Positronenemissionstomographie (PET) erhebliche Fortschritte gemacht. Diese nicht-invasiven medizinischen Bildgebungstools haben sich durch die Integration künstlicher Intelligenz (KI), verbesserter Techniken zur Rohdatenerfassung und multiparametrischer statistischer Analyse weiterentwickelt, die alle zu einem besseren Verständnis und einer besseren Analyse unserer internen Systeme beitragen.
Verbesserungen bei PET- und CT-Scans
Ein Standard-PET-Scan dauert normalerweise zwischen 45 Minuten und einer Stunde und kann deutliche Bilder des Tumorwachstums im Gehirn, in der Lunge, im Gebärmutterhals und in anderen Körperregionen erzeugen. Laufende Fortschritte haben die Wirksamkeit dieser Methode verbessert, indem sie Software zur Korrektur von Bewegungsunschärfe einbeziehen und algorithmische Bewertungen ermöglichen, um die Position einer Raumforderung in sich bewegendem Gewebe vorherzusagen.
Bewegungsunschärfe tritt auf, wenn sich das Zielsegment während der Aufnahme des PET-Scanbildes bewegt, wodurch die Beurteilung und Analyse der Raumforderung oder des Gewebes schwieriger wird. Um die Bewegung während des PET-Scans zu reduzieren, verwenden medizinische Fachkräfte eine getaktete Erfassung, bei der der Scanzyklus in mehrere „Bins“ unterteilt wird. Durch die Segmentierung des Scanvorgangs in 8–10 Abschnitte kann das Programm je nach Benutzerpräferenz die Position einer Zielmasse zu einem bestimmten Zeitpunkt oder an einem bestimmten Ort vorhersagen. Diese Vorhersage erfolgt durch Vorhersage der Lage der Masse innerhalb der einzelnen Behälter eines Zyklus. Der geschlossene PET-Bildgebungsprozess minimiert effektiv die inhärente Bewegungsunschärfe im Gerät, was zu einer verbesserten Aktivitätskonzentration/einem standardisierten Aktualisierungswert (SUV) führt. Wenn die PET-Daten mit CT-Daten abgeglichen werden, wird der gesamte Prozess als 4D-CT-Scanning bezeichnet.
Dennoch gibt es eine anerkannte Einschränkung, die mit diesem Verfahren verbunden ist. Die Verwendung von Gating-Methoden zur Bilderfassung führt aufgrund der Erfassung einer viel größeren Datenmenge zu einem erhöhten relativen Rauschen. Mehrere Strategien zur Lösung dieses Problems umfassen Q-Freeze, Oncofreeze und Time of Flight (ToF).
Wie Bildunschärfe bei PET- und CT-Scans korrigiert wird
Die bildbasierte Q-Freeze-Korrektur mit Gated-Acquisition umfasst die Sammlung und Registrierung aller erzeugten Bilder. Diese Registrierung erfolgt innerhalb des Bildraums, wobei alle aus dem PET-Scan erfassten Rohdaten erfasst und rekonstruiert werden, um ein endgültiges Bild mit minimiertem Rauschen und Unschärfe zu erzeugen.
OncoFreeze, eine Spiegelungssoftwaretechnik, weist in mancher Hinsicht Parallelen zu Q-Freeze auf, unterscheidet sich jedoch insgesamt. Die Bewegungskorrektur wird im Sinogrammraum (Rohdatenraum) durchgeführt. Nach der Aufnahme des ersten Bildes werden die nachfolgenden unscharfen Bilder vorwärts projiziert und mit den projizierten Daten des chirurgischen Arbeitsplatzes und den Sinogrammverhältnissen der Rückprojektion verglichen. Dies führt zu einem endgültigen aktualisierten Bild, das auf dem entschärften Korrekturbild basiert.
Die Erfassung von Atemwellenformen während PET-Scans in Kombination mit CT-Scans kann zu einer verbesserten Bildqualität führen. Eine verbesserte Ausrichtung kann durch die Synchronisierung der Wellenformen von PET-Scans, einer herkömmlichen Methode, mit den Wellenformen von CT-Scans, einem kürzlich entwickelten Ansatz, veranschaulicht werden.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Januar 2024
