Optimal theranostic SPECT imaging protocol for 223radium dichloride therapy

• Published in: Journal of medical imaging and radiation sciences Vol. 53; no. 3; pp. 374 - 383
• Main Authors: Lima, Luis Felipe C., Pinto, Gabriella M., da Silva, Catherine C.O., Fuser, Dominique C., Gama, Mauricio P., Griebler, Cristian F., Bonifacio, Daniel A.B., de Sá, Lidia V., Lopes, Ricardo T.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier Inc 01-09-2022
• ISSN: 1939-8654; 1876-7982
• DOI: 10.1016/j.jmir.2022.06.009

223Radium dichloride image-based individual dosimetry requires an optimal acquisition and reconstruction protocol and proper image correction methods for theranostic applications. To assess this problem, radium-223 dichloride SPECT images were acquired from a Jaszczak simulator with a dual-headed gamma camera, LEHR collimator, 128 × 128 matrix, and total time of 32 minutes. A cylindrical PMMA phantom was used to calibrate the measurements performed with Jaszczak. The image quality parameters (noise coefficient, contrast, contrast-to-noise ratio and recovery coefficient) and septal penetration correction were calculated by MATLAB®. The best results for the investigated image quality parameters were obtained with an 89 keV energy window (24% wide) produced together with OSEM/MLEM reconstruction (8 subsets and 4 iterations) applying a Butterworth filter (order 10 and cutoff frequency of 0.48 cycles·cm−1). The successfully performed recovery coefficient parameter evaluation allows uptake correction for future patient dosimetry applications.
La dosimétrie individuelle basée sur l'image au dichlorure de radium-223 nécessite un protocole d'acquisition et de reconstruction optimal et des méthodes de correction d'image appropriées pour les applications théranostiques. Pour évaluer ce problème, des images SPECT au dichlorure de radium-223 ont été acquises à partir d'un simulateur Jaszczak avec une caméra gamma à double tête, un collimateur LEHR, une matrice 128x128 et une durée totale de 32 minutes. Un fantôme cylindrique en PMMA a été utilisé pour calibrer les mesures effectuées avec le simulateur Jaszczak. Les paramètres de qualité d'image (coefficient de bruit, contraste, rapport contraste/bruit et coefficient de récupération) et la correction de la pénétration septale ont été calculés par MATLAB®. Les meilleurs résultats pour les paramètres de qualité d'image étudiés ont été obtenus avec une fenêtre d'énergie de 89 keV (24 % de largeur) produite conjointement avec une reconstruction OSEM/MLEM (huit sous-ensembles et quatre itérations) appliquant un filtre de Butterworth (ordre 10 et fréquence de coupure de 0,48 cycles·cm-1). L'évaluation réussie des paramètres du coefficient de récupération permet la correction de l'absorption pour les futures applications de dosimétrie des patients.