Resumen de Processament d'estudis d'SPECT cerebral: reconstrucció, quantificació i estandarització.

Deborah Pareto Onghena

• La tomografia per emissió de fotó únic ("SPECT") és una tècnica de diagnòstic per la imatge que avalua la funcionalitat dun òrgan, amb lajut dun traçador intravenós. Les imatges obtingudes estan afectades per diverses degradacions físiques, destacant latenuació i dispersió de fotons i la resposta del sistema detector, format per la gamma càmera i el collimador. Aquestes degradacions poden corregir-se mitjançant la utilització dalgoritmes iteratius de reconstrucció, incorporant un model que reprodueix lefecte.

  El principal objectiu de la tesi és lavaluació i quantificació destudis de "SPECT" cerebral. Per assolir-lo, shan plantejat els següents objectius específics: 1) modelització de la resposta dun collimador convergent "fan-beam"; 2) implementació dun algoritme iteratiu, basat en subconjunts ordenats de projeccions, per a la reconstrucció destudis de "SPECT" cerebral adquirits amb collimadors "fan-beam"; 3) valoració de lefecte de corregir la resposta dun collimador "fan-beam" en la quantificació de la captació específica destudis de neurotransmissió i 4) valoració de lefecte de corregir la resposta dun collimador "fan-beam" en la quantificació i valoració estadística destudis de perfusió.

  Les principals conclusions del treball realitzat són les següents:

  1) sha posat a punt un mètode per a determinar experimentalment la distància focal dels collimadors "fan-beam" i avaluar la convergència dels seus forats a la línia focal. Els valors obtinguts de la focal difereixen dels nominals en un 1.5%. Els forats convergeixen a una zona focal amb desviacions estàndard SIGMA sub x=2.5mm SIGMA sub zeta=2.5mm. Els resultats permeten concloure que la qualitat dels collimadors està dins els marges dacceptació requerits per a la rutina clínica.

  2) sha caracteritzat la resposta puntual dun collimador "fan-beam" en funció dels paràmetres intrínsecs i les coordenades de la font, a partir de mesures experimentals. Shan obtingut funcions analítiques que permeten calcular la resolució i leficiència del collimador, donats els seus paràmetres intrínsecs i les coordenades de la font. Els alts valors del coeficient de correlació entre els valors predits pel model i els experimentals 0.994 resolución i 0.991 eficiència- indiquen que les funcions reprodueixen correctament la resposta.

  3) sha desenvolupat un algoritme de simulació numèrica que permet determinar la resposta puntual geomètrica dun collimador a partir dels seus paràmetres i la distribució dels seus forats. Aquest algoritme permet avaluar el disseny dun collimador o aspectes concrets com la dependència angular de leficiència amb la distribució dels forats. Quan la distància entre els forats és constant, aquesta varia com cos(zeta), quan augmenta segons 1/cos(zeta), varia com cos-super2(zeta).

  4) sha implementat un algoritme de reconstrucció iteratiu que inclou la correcció de la reposta dels collimadors "fan-beam". La matriu de pesos de lalgoritme inclou les funcions analítiques obtingudes per leficiència i la resolució.

  5) sha validat la simulació de projeccions realistes de "SPECT" cerebral amb el codi "simSET".

  6) sha avaluat la importància de la correcció de les diferents degradacions en la reconstrucció destudis simulats de neurotransmissió dopaminèrgica, a partir del model dAlderson i "simSET". La comparació dels valors de captació recuperats respecte els teòrics indiquen que la correcció per atenuació, dispersió i resposta collimador milloren el càlcul en un 30% en el putamen i un 43% en el caudat.

  7) sha avaluat la importància de la correcció de les diferents degradacions en la reconstrucció destudis simulats de perfusió, a partir del model de Zubal i "simSET". La correcció de les degradacions millora la determinació del factor dactivació en un 12, 10 i 3% per focus de volum 1.0, 2.1 i 3.7 cm3 respectivament. També sha validat el "Statistical Parametric Mapping" en la valoració destudis de perfusió, estudiant la sensibilitat de detecció de petits canvis en un disseny típic de comparació de grups. La correcció de les degradacions permet disminuir el nombre de subjectes en cada grup per obtenir significació estadística.