SPECT vizsgálatok sajátosságai Sugárgyengítés-korrekció Agyi perfúzió SPECT. Varga József. Mennyiben különleges a SPECT. Testkontúr-követő pálya

Átírás

1 SPECT: single photon emission computed tomography SPECT vizsgálatok sajátosságai Sugárgyengítés-korrekció Agyi perfúzió SPECT Varga József általában 360 -os ív szív: 180 -os képek 3-6 -onként ( vetület) keresztmetszeti eloszlások kiszámolása Debreceni Egyetem OEC Nukleáris Medicina Intézet SPECT/CT febr. Mennyiben különleges a SPECT 2 Elmozdulás hatása a többi gamma-kamerás leképezéshez képest? Egyensúlyi eloszlás leképezése a vizsgálat perce alatt az eloszlás nem változhat Általában több detektoros kamerával célszerű agy, törzs: 3 detektor 120 fokonként v. 2 detektor szemben szív: (180 -os íven) 2 detektor merőlegesen Nagyon érzékeny a beteg elmozdulására A számítógépes feldolgozás elengedhetetlen része Ábra: B. Hutton, Westmead Hospital, Sydney SPECT/CT febr. 3 Speciális beállítási követelmények nov. SPECT 4 6 Testkontúr-követő pálya Jobb homogenitás kell: <3% (különben: gyűrű-műtermék) A felbontás távolságfüggése nagyobb probléma hosszabb furatú kollimátor kell Minden fej érzékenysége azonos legyen Középpont-vándorlás korrekció SPECT/CT febr. 5 Visszavetítés Felhasznált nézetek: Szűrő szerepe a visszavetítésnél SPECT/CT márc. 27. SPECT/CT márc SPECT/CT márc

2 ITERATÍV REKONSTRUKCIÓ Lépések száma: szívizom-leképezés Elv: az eloszlás becslése vetületek számolása a becsült eloszlásból a becsült vetület kivonása a mértből az eloszlás módosítása a különbséggel Módszerek: EM: expectation maximization ML-EM: maximum likelihood EM OS-EM: ordered subsets EM SPECT/CT márc SPECT/CT márc ÖSSZEHASONLÍTÁS: Rekonstrukciós módszerek Elnyelés hatása homogén hengerre Szűrt visszavetítés (FBP): egy lépéses (gyors) szűrő választható (legalább ramp) elnyelés-korrekció utólag szórás: effektív elnyelési együttható Iteratív rekonstrukció: időigényes szűrő nem szükséges (utó-szűrés?) elnyelés-korrekció belefoglalható (mért elnyelési térkép használható) szóráskorrekció belefoglalható (3D!) A mélyen levő képletek sugárzása jobban elnyelődik A (test)felszín kiemelődik Ábra: M. Nowak Lonsdale, Bispebjerg Hospital SPECT/CT márc SPECT/CT febr. 12 Elnyelés-korrekció Chang-féle elnyeléskorrekció Chang körvonalon belül egyenletes elnyelést feltételezve - agy: kétszeres koponyacsont-vastagsággal kintebb a körvonal - gastro-intestinális: célszerű Mért elnyelési térképpel: - külső sugárforrás áteresztési képe - CT - iteratív rekonstrukcióba beépítve - jobb, de lassabb - mellkas (szívizom!) t: mélység (mm) µ: elnyelési együttható (a Tc-99m 140 kev-os γ-jára, homogén lágy testszövetben: µ 0,15 /cm) C = 0 C e µ t Testkörvonal SPECT/CT márc SPECT/CT febr. 14 Mellkasi (szív-) vizsgálatok: A Chang-módszer nem alkalmazható, mert különböző elnyelésű (sűrűségű) részek vannak egy keresztmetszetben Emissziós leképezés okt SPECT/CT febr. 16

3 Mért elnyelés-korrekció SPECT elnyelés-korrekciója áteresztési ( transzmissziós ) kép, mint CT-vel a vonálforrást minden vetületben végighúzzák a látómezőn két energiaablakot használva a kibocsátási (emissziós) és áteresztési kép egyszerre készülhet Vonalforrások Gd-153, T 1/2 =242 nap, E γ =97 & 104 kev Korrigálatlan (szűrt visszavetítés) Elnyelési térkép Korrigált (OSEM) SPECT/CT febr. 17 Forrás: M. King et al. SPECT/CT febr. 18 Elnyelési térkép izotópforrással Lehetséges transzmissziós képek 200/pix 500/pix 2000/pix 10000/pix Gamma-forrás áteresztési képe röntgen (~ kvp) FBP OSTG (ordered subsets transmission gradient) magas zajszint leképezési idő kis torzítás alacsony kontraszt Forrás: P. Kinahan, University of Washington zajmentes 1 leképezési idő torzítás lehet magas kontraszt nagyobb dózis! SPECT/CT febr. 19 SPECT/CT febr. 20 Utólagos illesztés: Hibrid készülékek Eltérő pozicionálás miatt a merevtest-transzformáció pontatlan PET és CT vagy SPECT és CT egy állványon Leképezés egymás után, de a beteg változatlan testhelyzetben fekszik Forrás: T. Kuwert, Erlangen SPECT/CT febr. 21 SPECT/CT febr. 22 Hibrid leképezés 1: CT Hibrid leképezés 2: Emissziós SPECT/CT febr. 23 SPECT/CT febr. 24

4 Együttes értékelés szerepe 1. Elnyelés-korrekció Gyorsabban (rövidebb ideig kell fennfeküdni a betegnek) Pontosabban (zajmentesebben) CT!!! 2. Anatómiai és funkcionális információ integrálása Lokalizálás PET, SPECT fajlagosság javítása CT érzékenység javítása PET, SPECT résztérfogat-hatás korrekciója SPECT/CT febr. 25 SPECT/CT febr. 26 Energia-viszonyok Elnyelés-korrekció röntgenforrás gammaforrás pozitronforrás Chang körvonalon belül egyenletes elnyelést feltételezve - agy: kétszeres koponyacsont-vastagsággal kintebb a körvonal - gastro-intestinális: célszerű Mért elnyelési térképpel: - külső sugárforrás áteresztési képe - CT - iteratív rekonstrukcióba beépítve - jobb, de lassabb - mellkas (szívizom!) SPECT/CT febr. 27 SPECT/CT febr. 28 A szöveti elnyelés energia-függő Elnyelés-korrekció hatása szívizom SPECT-re Elnyelés az emlőben Korrigálatlan Elnyelés a rekeszizomban Tc-99m Korrigálatlan Forrás: D.W. Townsend, University of Tennessee SPECT/CT Elnyeléskorrigált Elnyeléskorrigált Forrás: Ficaro et al, Circulation 93: 463, SPECT/CT febr. 30 Radiofarmakonok a neurológiában Agyi perfúzió SPECT menete vérátáramlás: tumor keresők: anyagcsere: vértérfogat: dopaminerg rendszer: fertőzés/tályog: benzodiazepin: Gammasugárzók: 99m Tc-HMPAO, -ECD 127 XE 201 Tl, 99m Tc-MIBI 111 In-monoclonalis ab. 99m Tc-RBC 123 I-IBZM, -beta-cit, -FP-CIT 99m Tc-,vagy 111 In-WBC Pozitron-sugárzók: 15 O-víz, 11 C-butanol 18 F-FDG, 11 C-metionin 18 F-FDG 15 O-CO-RBC 18F-fluoroDOPA 123 I-Iomazenil 18 F-Flumazenil IV kanül behelyezése nyugalom 5-15 percig MBq Tc-99m jelzett HMPAO (hexametil-propilénamin oxim) vagy ECD (etil cisztein dimer) kivárás: min SPECT begyűjtés: fej körüli szoros ív vetület 360 -os íven (2-3-4 detektoros kamerával) Rekonstrukció transzaxiális metszetek Újraszeletelés transzverzális, coronalis, sagittalis metszetek. SPECT/CT febr. 32

5 Normális agyi vérátáramlás Normális radiofarmakon-felvétel Szimmetrikus eloszlás Nagyobb radioaktivitás: szürke állomány, basalis ganglionok, occipitalis cortex, cerebellum Alacsonyabb radioactivitás: fehérállomány, kamrák SPECT/CT febr. 33 Gyakori perfúzió-rendellenességek Hiányzik infarktus trauma sebészi beavatkozás Csökkent ischemia dementia depresszió epilepszia nyugalomban Megnövekedett luxus perfúzió epilepszia roham közben Alzheimer-betegség Mindkét oldali temporo-parietális perfúzió-kiesés SPECT/CT febr. 36 Depresszió Agyi vérátfolyás Tc-99m HMPAO-val: a. cerebri ant. occlusio Mindkét oldali, szimmetrikus perfúzió-csökkenés a frontális és temporális lebenyben SPECT/CT febr. 37 3D: agyi vérátáramlás SPECT Tc-99m HMPAO agyi SPECT szerepe a cerebrovascularis betegségekben anterior jobb Méri a regionalis agyi vérkeringést (rcbf) Érzékenyen jelzi a perfúziót Cerebro-vascularis betegségek diagnózisa és Cerebro-vascularis betegségek diagnózisa és prognózisa posterior bal

6 SPECT perfúziós kép jelzi: Cerebrovascularis rezerv kapacitás Akut agyi ischemia Perfúziós defektus TIA után Cerebralis infarktus Késői ischemiás deficit subarachnoidális vérzés után Meghatározza a stroke patofiziológiai mechanizmusát Gyógyszeres és sebészi terápia monitorozása Válasz stimulációra: vasodilatátor CO2-ra vagy acetazolamidra (karboanhidráz gátló!) összehasonlítja a nyugalmi képeket és a vasodilatált képeket (20~30 perccel az acetazolamid injekció után beteg vagy magas rizikójú területek kicsi vagy hiányzó választ mutatnak. Nagyobb érzékenységgel ábrázolja a perfúzió-károsodást Becsüli az akut intervenció szükségességét a stroke-ot követően, a második stroke rizikója miatt. Csökkent rezerv kapacitás stroke után MRI: bal o. a. cerebri media stroke SPECT (alap): kis perf-csökkenés a bal elülső temporális lebenyben SPECT (Diamox): bal o. kiterjedt perf-kiesés csökkent rezerv kapacitás miatt SPECT/CT febr. 43