Metodologia para otimização de protocolo PET/CT harmonizado de baixa dose em tumores sólidos com reconstrução Point Spread Function

O equipamento PET, os parâmetros de aquisição e a reconstrução de imagens em exames oncológicos de PET têm impacto tanto na qualidade das imagens quanto na quantificação da atividade metabólica dos tumores. Neste trabalho é apresentado um método para otimizar os parâmetros de aquisição de imagens em exames FDG-F18 PET/CT de tumores sólidos, a partir do ruído no simulador IEC/NEMA e na região do fígado de 88 pacientes. O algoritmo de reconstrução Point Spread Function (PSF), harmonizado de acordo com os critérios da European Association of Nuclear Medicine (EANM), foi usado para gerar imagens superiores em termos de ruído. Assim, as medidas de ruído no simulador IEC/NEMA foram correlacionadas às quantificações dos coeficientes de recuperação de contraste máximos (CRCmax), em que os limites adotados pela EANM para CRCmax foram usados como critérios de qualidade que definem a relação ótima entre parâmetros de aquisição, ruído e quantificações. Adicionalmente, o ruído na região do fígado de 48 pacientes foi caracterizado para as reconstruções OSEM e PSF (CRCmáx harmonizados) com densidades de contagens tipicamente usadas em uma rotina clínica. Outro conjunto de 40 imagens em modo lista da região do fígado de pacientes foi usado para gerar 160 imagens com um amplo espectro de densidade de contagens, a fim de compreender o ruído em diferentes contextos de densidade de contagens. Aquisição de imagens com aproximadamente 350 MBq.s/kg no simulador IEC/NEMA apresentou variabilidade da quantificação em conformidade aos limites da EANM, que corresponde a um ruído no simulador de CV = 8,7%. Este mesmo parâmetro de aquisição quando aplicado a um paciente, resulta em um ruído de CV = 7,1% na região do fígado, que pode ser usado como uma medida de garantia da qualidade na rotina de exames. Entretanto, a região entre 200-320 MBq.s/kg sugere oferecer quantificações de SUVmáx reprodutíveis pois o ruído no fígado mostrou-se controlado nesta região de densidade de contagens. O uso do SUVpeak mostrou-se ainda mais reprodutível, incluindo a região entre 100-200 MBq.s/kg. Este método representa a base para um estudo que possa identificar o protocolo de aquisição otimizado, para vários equipamentos e tipos de reconstrução, a fim de executar exames de PET/CT com baixa posologia atendendo aos critérios de harmonização da EANM.The PET/CT scanner, the image acquisition and the reconstruction parameters in oncological PET affect the image quality and the quantification of tumor activity. In this work, we presented a method for image acquisition optimization of FDG-F18 PET/CT examinations in solid tumors by using noise metrics in the IEC/NEMA phantom and in the liver of 88 subjects. The Point Spread Function (PSF) reconstruction algorithm, harmonized according to he European Association of Nuclear Medicine (EANM), was used to generate superior images in terms of noise. Then, we used the IEC/NEMA phantom to correlate noise and maximum contrast recovery coefficient (CRCmáx) quantitation measurements which the EANM CRCmáx limits were adopted as criteria to define the optimal relations among acquisition parameters, noise and quantification. Additionally, the noise in the liver of 48 subjects was characterized for OSEM and PSF reconstructions (CRCmáx harmonized) by using clinical count densities typically used in clinical routine. Another set of 40 list mode images from the liver was used to generate 160 images with a wide range count density spectrum in order to understand the noise characteristics in different count density context. Image acquisitions of about 350 MBq.s/kg in the IEC/NEMA phantom presented CRCmáx variability within EANM limits, which corresponds to 8.7% noise in phantom. Such image acquisition parameter provides 7.1% noise in the liver, which might be used as a quality assurance measurement in clinical routine. However, the 200-320 MBq.s/kg range may pose reproducible SUVmáx quantitation since noise in liver was satisfactorily controlled for such count density spectrum. When SUVpeak was used, it presented even better reproducibility, including the 100-200 MBq.s/kg spectrum. The presented method provides the basis to more robust studies to identify the optimal acquisition parameter for different scanners and reconstructions in order to perform low-dose FDF-F18 PET/CT according to EANM harmonization criteria