Korrektion för partiella volymseffekter på PET-bilder

The limited spatial resolution in positron emission tomography (PET) images leads to difficulties to measure correct uptake in tumours. This is called partial volume effects (PVE) and can lead to serious bias, especially for small tumours. Correct uptake values are valuable for evaluating therapies and can be used as a tool for treatment planning. The purpose of this project was to evaluate two methods for compensating for PVE. Also, a method for tumour delineation in PET-images was evaluated. The methods were used on images reconstructed with two algorithms, VUE-point HD (VP HD) and VP SharpIR. The evaluation was performed using a phantom including fillable spheres which were used to simulate tumours of different sizes. The first method used for PVE compensation was an iterative deconvolution method which to some degree restores the spatial resolution in the images. The tumour uptake was measured with volumes of interest (VOIs) based on a percentage of the maximum voxel value. The second method was to use recovery coefficients (RCs) as correction factors for the measured activity concentrations. These were calculated by convolving binary images of tumours with the point spread function (PSF). The binary images were achieved both from computed tomography (CT) images and from PET images with a threshold method for tumour delineation. The threshold method was based on both tumour activity and background activity, and was also compared with a conventional threshold technique. The results showed that images reconstructed with VP SharpIR can be used for activity concentration measurements with good precision for tumours larger than 13mm diameter. Smaller tumours benefit from RCs correction. The threshold method for tumour delineation showed substantially better results compared to the conventional threshold method.Den begränsade spatiella upplösningen i bilder från positronemissions-tomografi (PET) leder till svårigheter i att mäta korrekt upptag i tumörer. Detta kallas partiella volymseffekter (PVE) och kan leda till stora fel, speciellt för små tumörer. Korrekta upptagsvärden är värdefulla vid behandlingsutvärdering och kan användas som ett verktyg för att planera behandlingar. Syftet med detta projekt var att utvärdera två metoder för att kompensera för PVE. Även en metod för tumöravgränsning i PET-bilder utvärderades. Metoderna användes på bilder som rekonstruerats med två olika algoritmer, VUE-point HD (VP HD) och VP SharpIR. Utvärderingen utfördes med ett fantom med sfärer som fylldes med aktivitet och därmed simulerade tumörer av olika storlekar. Den första metoden för PVE-kompensation var en iterativ avfaltningsmetod som, i viss mån, återställer bildernas spatiella upplösning. Upptaget i tumörerna mättes som medelupptaget i s.k. ”volumes of interests” (VOI:ar) som baserades på andelar av maximala voxelvärdet. Den andra metoden byggde på användning av s.k. recovery coefficients (RCs) som korrektionsfaktorer för de uppmätta aktivitetskoncentrationerna. Dessa beräknades genom att falta binära bilder av tumörerna med punktspridningsfunktionen (PSF). De binära bilderna framställdes både från bilder tagna med datortomografi (computed tomography, CT) och från PET-bilder med en tröskelmetod för tumöravgränsning. Tröskelmetoden baserades både på aktiviteten i tumören och på bakgrundsaktiviteten. Den jämfördes också med en konventionell tröskelmetod. Resultaten visade att bilder som rekonstruerats med VP SharpIR kan användas för mätning av aktivitetskoncentration med god precision för tumörer större än 13mm diameter. För mindre tumörer är det bättre att använda RC:s. Tröskelmetoden för tumöravgränsning visade avsevärt bättre resultat jämfört med den traditionella tröskelmetoden