Évaluation des paramètres et méthode de contrôle de qualité de la correction d’atténuation en tomographie par émission de positons

• Published in: Médecine nucléaire : imagerie fonctionelle et métabolique Vol. 31; no. 5; pp. 235 - 241
• Main Authors: Nalis, J., Courbon, F., Brillouet, S., Marre, D., Serre, D., Colin, V., Flouzat, G., Caselles, O.
• Format: Journal Article
• Language: French
• Published: Elsevier Masson SAS 01-05-2007
• Subjects: Attenuation correction; Correction d’atténuation; Filtrage gaussien; Gaussian filtering; Positron emission tomography; Quantification; Tomographie à émission de positons; Gaussian filtering; Quantification; Tomographie à émission de positons; Positron emission tomography; Attenuation correction; Filtrage gaussien; Correction d’atténuation
• ISSN: 0928-1258; 1878-6820
• DOI: 10.1016/j.mednuc.2007.03.012

L’objectif de cette étude est d’évaluer l’exactitude de la correction d’atténuation (CA) en tomographie à émission de positons (TEP) utilisant des données tomodensitométriques (TDM). Après réduction de taille de matrice et lissage des images TDM, une courbe de conversion trilinéaire est appliquée ; elle permet de convertir les unités Hounsfield (UH) en coefficients d’atténuation à 511
keV (CAL
511
keV
). C’est en particulier sur la pertinence de cette courbe de conversion que ce travail a porté.
Les données TDM d’un fantôme de densité composé de 17 inserts équivalents-tissus ont été acquises sur un TEP-TDM Discovery ST4
®. Les données ont été analysées avec une version modifiée d’un logiciel d’automatisation du contrôle de qualité des tomodensitomètres qui permet d’obtenir directement les CAL
511
keV
en fonction des UH. Afin d’évaluer la performance de la correction d’atténuation en clinique, une série d’images de patients ayant bénéficié d’un examen TEP-TDM a également été étudiée.
Les valeurs des CAL
511
keV
mesurées avec Artiscan
® sont en bonne corrélation avec les valeurs attendues, excepté pour l’insert d’os dense de 10
mm de diamètre pour lequel la valeur est significativement inférieure à celle attendue et cet écart devenant non significatif avec un insert spécifique de 30
mm de diamètre. En faisant varier la force du lissage gaussien, nous avons montré que cet effet pouvait être minimisé en réduisant la largeur à mi-hauteur (LMH) du filtre appliqué. Les mesures effectuées à partir des données de patients ont confirmé une sous-estimation des valeurs de CAL
511
keV
des hautes densités tissulaires.
Nous avons développé une procédure de contrôle de qualité de la courbe de conversion. Une sous-estimation des valeurs de CAL en relation avec la taille d’échantillon a été mise en évidence et a pu être rendue non significative en réduisant le lissage des coupes TDM avant conversion.
The aim of this study is to evaluate the performance of the Computed Tomography based Attenuation Correction (CTAC) for Positron Emission Tomography (PET) data. Attenuation maps containing linear attenuation coefficients at 511
keV (LAC
511
keV
) are calculated by trilinear conversion of Hounsfield Units (HU) obtained from CT slices after matrix size-reduction and gaussian filtering. Our work focusses on this trilinear conversion.
CT slices of an electron density phantom, composed of 17 cylindrical inserts made of different tissue-equivalent materials, were acquired using a Discovery ST4
® PET-CT. Data were processed with a customized version of CT quality control software, giving automatically the experimental conversion function: LAC
511
keV
=
f(HU). Furthermore, data from patient datasets were assessed using both smoothed CT slices and attenuation maps.
LAC
511
keV
extracted from phantom data are in good correlation with the expected theoretical values, except for the standard 10
mm diameter dense bone insert, where the obtained CTAC values are underestimated. Assuming a sample size issue, similar acquisitions were performed with a special 30
mm-diameter dense bone insert, confirming the underestimation as a consequence of the sample size. This effect, caused partly by a too smooth Gaussian filter of the CT images, could be limited by reducing the strength of the filter. Measurements from patients’ data showed the same underestimation of CAL
511
keV
for high-density tissues.
We assessed an underestimation of the CTAC obtained-values related to the sample size of the insert. A quality control was developed to this effect.