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A. A. NemenathanNemenathan , D. , D. ÖÖzkanzkanZentrum fZentrum f üür Nuklearmedizin und PET/CTr Nuklearmedizin und PET/CT
am St. Josepham St. Joseph --Stift und Stift und --Hospital,Hospital,Bremen, BremerhavenBremen, Bremerhaven
Norddeutsche Gesellschaft fNorddeutsche Gesellschaft f üür Nuklearmedizinr Nuklearmedizin
PETPET--CT CT –– QualitQualit äätskontrolletskontrolleOrganisation, AuswertungOrganisation, Auswertung
PET- CT
� Qualitätskontrollen
� FDG- PET:→ Organisation
→ Untersuchung→ Datenakquisition
→ Auswertung
Qualitätskontrolle
� CT- Tube Conditioning
� CT- Air Calibration
� Daily PET QC � Validierung
CT- Tube Conditioning
� Vorheizen der CT- Röntgenröhre� Erhöhung der Ausbeute der
Röntgenstrahlen aus der Anode
CT- Air Calibration
� Luftleermessung der Detektoren, um alle Ausgangswert auf Null abzugleichen
� Ziel: Systembedingte Ringartefakte zu vermeiden
• BILD RINGARTEFAKTE
Daily PET QC
� Tägliche Qualitätskontrolle� halbautomatisches Verfahren� Ziel: Optimierung der Leistung der
Bildqualität des PET-Bildaufnahmesystems
3,7 MBq 22 Na- Punktquelle
Erfassung und Analyse des Emissionssinogramms
� Punktquelle im Zylinder des Punktquellenhalter
� Beine des Punktquellenhalters in der obersten Position
� Punktquelle im Zentrum des Gesichtsfelds der PET- Gantry
Daily PET QC
Daily PET QC
� Grundlinienerfassung (Baseline Collection and Analysis)
� PMT Verstärkungskalibrierung (Calibrating PMT Gains)
� Energietest und – analyse(Energy Test)
� Erfassung und Analyse des Emissionssinogramms(Emission Collection and Analysis)
Grundlinienerfassung(Baseline Collection and Analysis)
� Kontrolle aller Photomultiplier- Kanäle � Ziel: Signale sollen gleichwertig verarbeitet
werden� Offsets der Photomultiplier werden
angepasst
PMT- Verstärkungskontrolle:(Calibrating PMT Gains)
� elektronische Verstärkung für jeden PMT-Kanal
Energietest und – analyse:(Energy Test)
� Photomultiplier- Kanäle sollen in einem bestimmten Energiefenster liegen
Erfassung und Analyse des Emissionssinogramms(Emission Collection and Analysis)
• Ziel: Vermeidung von Systemabweichungen der Bildqualität und Defekte in der Aufnahmehardware
• 3,7 MBq 22 Na- Punktquelle
Erfassung und Analyse des Emissionssinogramms
Erfassung und Analyse des Emissionssinogramms
Sinogramm:
� kontinuierlich sein� in horizontaler Richtung keine Abweichung
aufweisen� keine großen Lücken� keine fehlende Daten oder Wellenlinien
Erfassung und Analyse des Emissionssinogramms
� 1)Pass: Lücken zwischen den Segmenten sind normal
� 2)Notice: kleinere Abweichungen
� 3)Warning: größere Abweichung
� 4)Fail: zahlreiche Abweichungen
Validierung
� Monatliche Qualitätskontrolle � Kontrolle der ordnungsgemäß
durchgeführten SUV- Kalibrierung � Kontrolle der klinische SUV- Berechung
SUV- (Standardized Uptake Value)
� quantitativer Parameter zur Abschätzung der FDG- Aufnahme
� Verhältnis zwischen der Aktivitätskonzentration in einer Struktur und der durchschnittlichen Konzentration im gesamten Körper
� Abhängig von Körpergewicht, Körpergröße, injizierte Zeit und Aktivität
� Genauigkeit der SUV- Bestimmung →Genauigkeit der Kalibrierung des PET- CTs
Zylinderphantom
Durchführung der Validierung
� Zylinderphantom mit einer Größe von 20 cm wird mit Wasser und74 MBq F18-FDG gefüllt
� Phantomhalter wird am Untersuchungstisch angebracht
� Phantom wird auf den Phantomhalter gesetzt
Durchführung der Validierung
� Luftblasen in der Mitte des Phantoms
� Lasermarkierung, um Phantom in der CT-Gantry zu positionieren
� Aufnahme des CT und PET- Scans
Überprüfung der SUV mittels ROI- Technik� Einladung der
schwächungskorrigierten Bilder
� Kreisförmige ROI � Berechung der SUV� SUV Durchschnittswert:
1,0 ( 0,9- 1,1 )� Werte nicht im
Normbereich →Kalibrierung durchführen
FDG- PET:
� Organisation
� Untersuchung� Datenakquisition
� Auswertung
Was muss vor einer FDG- PET/CT Untersuchung beachten werden?� Qualitätskontrollen � Freigabe des Radiopharmakon:
Produzierte Charge muss vom Hersteller für Anwendung freigeben sein!!!!
� Patient 4- 6 h nüchtern!!!!! � Blutwerte: → KM
Kreatinin: max 2.0 mg/mlTSH: mind 0.9 mU/l
� Diabetiker?� Schwangerschaft ausschließen
Was muss vor einer FDG- PET/CT Untersuchung beachten werden?� Aufklärung des Patienten� Einverständniserklärung des Patienten� Allgemeinzustand des Patienten:
→ Mobil → Sauerstoff→ Belastbarkeit→ Klaustrophobie
� Krankengeschichte des Patienten� Vorbefund? Voruntersuchung? � Bestrahlungsplanung � Letzte Chemo- oder Strahlentherapie vor 4- 6 Wochen� Strahlenschutzvorschriften� Rechtfertige Indikation
Indikation für eine FDG PET/CT-Untersuchung u. a.
� Tumorstaging (TNM- System)� CUP (cancer of unknown primary) � Therapieplanung (OP, Chemotherapie)� Therapiekontrolle� Erhöhter Entzündungswerte ( CRP )
Vorbereitung für eine FDG- PET-Untersuchung:� Glukosespiegels 80- 130mg/ dl� Injektion von 300 MBq 18F-Fluordeoxyglukose (FDG)� effektive Dosis: 6,7 mSv� Verteilungsphase im Liegen im stillen und abgedunkelten Raum � Nicht sprechen → muskuläre Aufnahme verhindern� ausreichende Hydrierung ( Trinken oder Infusion)� Blase entleeren: Reduktion der Strahlenexposition
Verbesserung der Bildqualität � Metallgegenstände ablegen → Vermeidung von Artefakten
Fluordeoxyglukose (FDG) � F-18 chemisch an Zuckerderivate
gekoppelt� HWZ 110 Minuten� Im Zyklotron produziert� intrazelluläre Aufnahme � Wird nicht verstoffwechselt� hoher Glukosestoffwechsel
maligner Zellen → Detektion von stoffwechselaktiven Tumoren und Metastasen
� physiologische Anreicherung in Hirn, Darm, Herz und Blase
Injektion von 300 MBq Fluordeoxyglukose (FDG)
PET- CT Untersuchung mit Atemtriggerung und Bestrahlungsplanung
� 89 jährige Patientin� Bekanntes
Brochialkarzinom des linken Oberlappens mit Zustand nach Entfernung einer Lungenmetastase rechts
PET- CT Untersuchung mit Atemtriggerung und Bestrahlungsplanung� Patientenlagerung: Rückenlage
� Arme über dem Kopf, um Strahlenaufhärtungsartefakte vermieden
� Ganzkörper: Schädel bis Mitte Oberschenkel
� Bestrahlungsplanung: Untersuchung in Bestrahlungslagerung (mit entsprechenden Lagerungshilfen)
� Anlegen des Gurtes für die Atemtriggerung
PET- CT Untersuchung mit Atemtriggerung und Bestrahlungsplanung� PET-Emissionsbilder nach 45 min p.i. � Eingabe der Patientendaten� Position: Füße zur Gantry� Gewicht und Größe� 16- Zeiler Spiral CT → Low- Dose CT
Low- Dose CT:
� geringer Röhrenstrom und niedrige Röhrenspannung
� Schwächungskorrektur der Emissionsdaten
� grobe anatomische Orientierung� vermehrtes Bildrauschen nachweisbar� Strahlenexposition für Patienten minimal
PET- CT Untersuchung mit Atemtriggerung und Bestrahlungsplanung� Untersuchungsdauer: 25- 45 min
↓ ↓ ↓
Wohlbefinden des Patienten, der applizierten Aktivität, dem Körpergewicht des Patienten und der Sensitivität der Detektoren
� Standardisierung von Zeit zwischen FDG- Injektion und der Bilddatenakquisition→ Vergleich von standardisierten Aufnahmewerte
(SUV- Werte) im Verlauf der Therapie
Protokoll für PET- CT Bildgebung
� Body PET- CT: → Surview (Übersichtsbild) Lenght in cm,
CT 120kV u. 30mAs→ CT (5 mm Schichtdicke, CT 120kv u. 50mAs)
CT (2mm Rekon.)→ PET (9- 12 BP., 150 sec/ Frame,
Zeitpunkt und Aktivität der Injektion)→ CT getriggert (5mm Schichtdicke)→ PET Lunge (2- 3BP., 90 sec/ Frame)
Atemtriggerung
� CT- Thorax in Inspiration� Fehlregistrierung im Bereich der
vorderen Thoraxwand und der oberen Zwerchfellkuppe
� Respiratorische Bewegungsveränderungen →verfälschte SUV- Werten
� PET- CT in inspiratorischerMittellage
� Ziel: verbesserteLokalisation: → Lungenbasis → Lungenperipherie→ Leber → Weichteilgewebe-
Übergängen
Atemtriggerung
Atemtriggerung
FDG-PET/CT zur Bestrahlungsplanung� geeignetes Verfahren zur
optimalen Zielvolumendefinition für die Bestrahlungsplanung
� z. B. beim nicht-kleinzelligenBronchialkarzinom
� Durchführung der FDG-PET/CT-Untersuchung in Bestrahlungsposition
� Verwendung von spezifische strahlentherapeutischen Lagerungshilfen
� Raumlaser zur exakten Positionierung
FDG-PET/CT zur Bestrahlungsplanung
CT-Rekonstruktion
� Rekonstruktion von CT-Transmissionsmessungen mittels gefilterter Rückprojektion in CT-Bilder
� separate Rekonstruktionen für CT- gesteuerte Befundung
� Rekonstruktionen unterscheiden sich in der Schichtdicke, Schichtüberlappung, Filter u. a.
PET-Daten-Rekonstruktion � Korrektur der Emissionsdaten für geometrisches
Ansprechen und Detektoreffizienz (Normalisierung)
� Korrektur von Systemtotzeit, zufällige Koinzidenzen, Streuung, und Schwächung
� Rekonstruktionen mit und ohne Schwächungskorrektur →Rekonstruktionsartefakte
� Visualisierung der rekonstruierte 3D-Volumendatensatz in transaxialen, koronalenund sagittalen Schichten sowie in einer Maximum-Intensitätsprojektion
Abdomen- Fenster
Lungen- Fenster
Knochen- Fenster
Bilddatendarstellung
� PET-, CT- und PET/CT-Fusionsbilder in allen drei Hauptachsen
� Zusammenfassung von funktionellen Informationen der Positronentomographie und morphologischen Informationen der Computertomographie
� Maximum- Intensitäts-Projektionen (MIP) zur Übersichtsdarstellung in einem 3D-Rotations Modus
� FDG- PET-Bilder mit und ohne Absorptionskorrektur � Nach Absorptionskorrektur → quantitative Aussagen
der Größe und Traceranreicherung (SUV)
Viel Dank für Ihre Aufmerksamkeit