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Pruebas de aceptación del sistema digital PET-CT Philips VEREOS. Comparación con Philips GEMINI TF. Itziar Valverde-Pascual [email protected] Resident R2, Servei de Radiofísica y Radioprotecció Hospital de la Santa Creu i Sant Pau Hospital Clinic, Barcelona. 8 Noviembre 2018 VIII Jornada de residentes de la SCFM 1
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Pruebas de aceptación del sistema
digital PET-CT Philips VEREOS.
Comparación con Philips GEMINI TF.
Itziar Valverde-Pascual [email protected]
Resident R2, Servei de Radiofísica y Radioprotecció
Hospital de la Santa Creu i Sant Pau
Hospital Clinic, Barcelona. 8 Noviembre 2018
VIII Jornada de residentes de la SCFM
1
Índice
1. Pruebas de aceptación.
Pruebas NEMA NU 2-20121
2. Resultados Philips VEREOS
Comparativa VEREOS- GEMINI
3
3
1.Pruebas aceptación.
Pruebas NEMA NU 2-20121
4
I. Resolución espacial
• Material y actividad
Se utilizan 3 fuentes puntuales (Øint
<1mm) de 18F-FDG (1,95MBq)
– La tasa de eventos aleatorios <5%
– tasa de pérdidas por tiempo muerto < 5% de la tasa
total de eventos
• Objetivo
Determinar la FWHM y la FWTM
de la PSF.
Capacidad de distinguir entre dos puntos después de la
reconstrucción de la imagen.
4
Imágenes. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET and PET/CT
Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
5
I.Resolución espacial
Análisis
Perfiles en las 3 direcciones
anchura 2*FWHM
Ajuste parabólico del máximo
• Método
La prueba se realiza imaginando la
medición de fuentes puntuales en
aire y posterior reconstrucción.
Se mide la resolución espacial en
dirección radial, tangencial y axial.
100.000 cuentas como mínimo
(3*106 cuentas)
Sin filtro post-reconstrucción.
Posición de las fuentes
5
Imagen. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET and PET/CT
Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
6
II.Sensibilidad
• Material y actividad
Fuente lineal de 700±2 mm de
de18F-FDG (4,68MBq)
– La tasa de pérdidas por tiempo muerto < 1%
– Tasa de eventos aleatorios debe < 5% de la tasa
total de eventos
5 camisas cilíndricas de aluminio
• Objetivo
Deteminar el ratio de coincidencias
verdaderas por unidad de
concentración de radioactividad
(sin efectos de atenuación,
dispersión y falsos positivos)
Relación entre la tasa de cuentas registrada por el equipo y la
actividad dentro de FoV.
6
Imagen. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET and PET/CT
Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
7
II.Sensibilidad
• Método
Suspender el maniquí centrado con
el eje del FoV.
Realizar adquisiciones añadiendo
sucesivamente las camisas de
aluminio. (2 min)
Repetirlo con la fuente 10 cm fuera
de eje.
7
• Análisis
Utilizar el single slice rebinning
Para cada espesor y corte,
obtener la tasa total de cuentas
corregidas por desvanecimiento
en el límite de no atenuación
mediante un ajuste lineal.
Obtener la sensibilidad total y el
perfil axial de sensibilidad.
8
III.Fracción de dispersión, pérdidas y eventos aleatorios.
• Material y actividad
Maniquí L:700±5mm Ø:203±3mm con un orificio paralelo al eje central a 45±
1mm donde colocar la fuente
Fuente lineal L> 800mm de18F-
FDG con actividad superior al pico
NEC.(1425 MBq)
• Objetivo
Medir la sensibilidad relativa del
equipo a la radiación dispersa y
medir los efectos del tiempo muerto
y los eventos aleatorios con distintas
actividades.
Calcular la tasa de cuentas total, real,
aleatorias de dispersión y de ruido equivalente.
Fracción de dispersión (SF): cociente entre la tasa de eventos de dispersión
y la tasa total de eventos cuando la tasa de eventos aleatorios es despreciable
Noise Equivalent Count rate (NEC): magnitud que cuantifica la eficiencia
del PET en función de la concentración de actividad. La actividad del valor de
NEC pico es aquella que maximiza la eficiencia del PET.
8
9
III.Fracción de dispersión, pérdidas y
eventos aleatorios. • Método
Con el maniquí centrado se
realizan medidas consecutivas
espaciadas un tmax=T1/2,
tadquisición>(1/4) T1/2, (pérdidas por
tmuerto sean <1%),
500.000cuentas. (15h50min)
9
• Análisis I
Determinar SF, NEC y las tasas de
los eventos totales, real, por
dispersión y aleatorios.
Calcular la actividad presente en
cada adquisición.
Imágenes. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET
and PET/CT Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
10
IV.Exactitud: Corrección por cuentas perdidas y eventos aleatorios
• Material y actividad
El montaje experimental es el
expuesto en el apartado anterior.
• Objetivo
Comprobar la capacidad del equipo
de corregir las pérdidas por tiempo
muerto y eventos aleatorios en
imágenes.
10
• Método
Reconstruir los 65 cm centrales del
FoV axial.
Aplicar correcciones de cuentas
perdidas, eventos aleatorios y
tiempo muerto, pero sin tener en
cuenta el decaimiento de la fuente.
Análisis
Reconstruir con el algoritmo
estándar de cuerpo completo.
Reportar el algoritmo de
reconstrucción.
11
V.Calidad de imagen. Precisión de la atenuación y corrección de la dispersión.
• Objetivo
Evaluar la calidad de imagen
mediante el contraste entre esferas
calientes y frías de distintos
tamaños y un fondo uniforme.
Evaluar la variabilidad del fondo
uniforme.
Estimar la precisión de las
correcciones de atenuación y de
dispersión.
Determinar la exactitud de la
cuantificación de la concentración
de actividad.
11
• Material y actividad
Maniquí de calidad de imagen IEC
Standard 61675-1.
Actividad de fondo de 18F-FDG de
5.3±0.27 kBq/ml (≈10 mCi). (5,4kBq/ml)
En las 2 esferas de mayor diámetro,
frías, agua.
Esferas calientes, actividad con
respecto al fondo de 4:1 y 8:1 (en dos
estudios independientes).
Maniquí para simular actividad fuera del
FoV, con una concentración de
actividad de 18F de 5.3 kBq/ml.
Imagen. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET and PET/CT
Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
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V.Calidad de imagen. Precisión de la
atenuación y corrección de la dispersión • Método
La duración debe reproducir una
adquisición de cuerpo entero de
100 cm en 60 min.
Utilizar el protocolo de adquisición
estándar para cuerpo entero.
• Colocar el maniquí como se indica
en el diagrama
12
• Análisis
Realizar el análisis de las esferas
en el corte central, con una ROI
ajustada al diámetro interno de
las mismas.
Dibujar 6 ROIs concéntricas con
los mismos diámetros que las
esferas en la zona homogénea
del fondo.
12 ROIs de 37mm diámetro
separada de las esferas y de
límite del maniquí en el fondo
homegéneo.
Replicar estos 12 conjuntos en
los cortes más próximos a ±1 cm
y ±2 cm.
Imagen. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET and PET/CT
Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
13
V.Calidad de imagen. Precisión de la
atenuación y corrección de la dispersión.
13
• Análisis
Calcular el contraste
para esferas calientes,
esferas frías y la
variabilidad de la
actividad de fondo.
Determinar la precisión
de la corrección de
atenuación y de
dispersión.
Evaluar la exactitud de
la cuantificación de la
concentración de
actividad de la zona
homogénea.
Imagen. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET and PET/CT
Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
14
2.Resultados Philips VEREOS.
Comparativa VEREOS - GEMINI
14
15
VEREOS Vs. GEMINI
15
Resolución espacial
4,8 4,8 4,8 4,8
4,2 4,2
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
GEMINI Surti et al 2007
GEMINI Muzic and Kolthammer 2006
vereos
axial
FWH
M 1
cm
(m
m)
transversal
9,7 9,6
8,4 8,8
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
Transversal axial
FWT
M 1
cm
(m
m)
•Resultados Philips VEREOS basados en el estandar NEMA NU2-2012
3Performance evaluation of the Philips Vereos PET/CT System according to the NEMA NU2-2012 standard
Ivo Rausch, Agustin Ruiz, Itziar Valverde-Pascual, Jacobo Cal-González, Thomas Beyer and Ignasi Carrio
•Resultados Philips GEMINI basados en el estándar NEMA NU2-2001.
4 Surti S et al. Performance of Philips Gemini TF PET-CT scanner with special consideration for its time-of-flight imaging capabilities. JNM 48(3):471-480 (2007).
5 Muzic RF and Kolthammer JA. PET performance of the GEMINI TF. A time-of-flight PET-CT scanner. Conference Record of the IEEE NSS 1940-1944 (2006)
16
VEREOS Vs. GEMINI
16
•Resultados Philips VEREOS basados en el estandar NEMA NU2-2012
3Performance evaluation of the Philips Vereos PET/CT System according to the NEMA NU2-2012 standard
Ivo Rausch, Agustin Ruiz, Itziar Valverde-Pascual, Jacobo Cal-González, Thomas Beyer and Ignasi Carrio
•Resultados Philips GEMINI basados en el estándar NEMA NU2-2001.
4 Surti S et al. Performance of Philips Gemini TF PET-CT scanner with special consideration for its time-of-flight imaging capabilities. JNM 48(3):471-480 (2007).
5 Muzic RF and Kolthammer JA. PET performance of the GEMINI TF. A time-of-flight PET-CT scanner. Conference Record of the IEEE NSS 1940-1944 (2006)
Resolución espacial
5,2 5,2
4,8
5,2 5,2 5,3
4,55 4,35 4,39
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
GEMINI Surti et al 2007
Muzic and Kolthammer 2006
vereos
radial tangencial axial
FWH
M 1
0 c
m (
mm
)
10,3 10,2 9,6
8,87 8,97 9,08
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
radial tangencial axial
FWTM
10
cm
(m
m)
17
VEREOS Vs. GEMINI
17
6,6
7,25
5,1
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
GEMINI Surti et al 2007
GEMINI Muzic and Kolthammer 2006
VEREOS
sen
sib
ilid
ad (c
ps/
KB
q)
Distancia 1cm
7,56
5,2
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
Distancia 10 cm
sen
sib
ilid
ad (c
ps/
KB
q)
Sensibilidad
•Resultados Philips VEREOS basados en el estandar NEMA NU2-2012
3Performance evaluation of the Philips Vereos PET/CT System according to the NEMA NU2-2012 standard
Ivo Rausch, Agustin Ruiz, Itziar Valverde-Pascual, Jacobo Cal-González, Thomas Beyer and Ignasi Carrio
•Resultados Philips GEMINI basados en el estándar NEMA NU2-2001.
4 Surti S et al. Performance of Philips Gemini TF PET-CT scanner with special consideration for its time-of-flight imaging capabilities. JNM 48(3):471-480 (2007).
5 Muzic RF and Kolthammer JA. PET performance of the GEMINI TF. A time-of-flight PET-CT scanner. Conference Record of the IEEE NSS 1940-1944 (2006)
18
VEREOS Vs. GEMINI
18
Fracción de dispersión, pérdidas y eventos aleatorios
•Resultados Philips VEREOS basados en el estandar NEMA NU2-2012
3Performance evaluation of the Philips Vereos PET/CT System according to the NEMA NU2-2012 standard
Ivo Rausch, Agustin Ruiz, Itziar Valverde-Pascual, Jacobo Cal-González, Thomas Beyer and Ignasi Carrio
•Resultados Philips GEMINI basados en el estándar NEMA NU2-2001.
4 Surti S et al. Performance of Philips Gemini TF PET-CT scanner with special consideration for its time-of-flight imaging capabilities. JNM 48(3):471-480 (2007).
5 Muzic RF and Kolthammer JA. PET performance of the GEMINI TF. A time-of-flight PET-CT scanner. Conference Record of the IEEE NSS 1940-1944 (2006)
Resolución temporal
19
VEREOS Vs. GEMINI
19
54
75 80
84 81
87
54
76
82 87
83 86
35
47
70 69 74
82
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10 13 17 22 28 37
VEREOS 4:1
VEREOS 8:1
GEMINI (valores medios)
CO
EFIC
IEN
TE R
ECU
PER
AC
IÓN
DE
CO
NT
RA
STE
%
DIÁMETROS ESFERAS
Calidad de imagen
•Resultados Philips VEREOS basados en el estandar NEMA NU2-2012
3Performance evaluation of the Philips Vereos PET/CT System according to the NEMA NU2-2012 standard
Ivo Rausch, Agustin Ruiz, Itziar Valverde-Pascual, Jacobo Cal-González, Thomas Beyer and Ignasi Carrio
•Resultados Philips GEMINI basados en el estándar NEMA NU2-2001.
4 Surti S et al. Performance of Philips Gemini TF PET-CT scanner with special consideration for its time-of-flight imaging capabilities. JNM 48(3):471-480 (2007).
5 Muzic RF and Kolthammer JA. PET performance of the GEMINI TF. A time-of-flight PET-CT scanner. Conference Record of the IEEE NSS 1940-1944 (2006)
20
VEREOS Vs. GEMINI
20
8,8
7,2
5,7
4,4
3,3
2,5
9,3
7,5
5,7
4,3
3,5
2,6
6,9
6,1
5,2 4,6
3,9
3,2
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
10 13 17 22 28 37
VEREOS 4:1
VEREOS 8:1
GEMINI (valores medios)
VA
RIA
BIL
IDA
D D
EL F
ON
DO
%
DIÁMETROS ESFERAS
•Resultados Philips VEREOS basados en el estandar NEMA NU2-2012
3Performance evaluation of the Philips Vereos PET/CT System according to the NEMA NU2-2012 standard
Ivo Rausch, Agustin Ruiz, Itziar Valverde-Pascual, Jacobo Cal-González, Thomas Beyer and Ignasi Carrio
•Resultados Philips GEMINI basados en el estándar NEMA NU2-2001.
4 Surti S et al. Performance of Philips Gemini TF PET-CT scanner with special consideration for its time-of-flight imaging capabilities. JNM 48(3):471-480 (2007).
5 Muzic RF and Kolthammer JA. PET performance of the GEMINI TF. A time-of-flight PET-CT scanner. Conference Record of the IEEE NSS 1940-1944 (2006)
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Conclusiones
• El Philips Vereos tiene una excelente resolución de tiempo de coincidencia
TOF
• Admite valores de concentración de actividad mayores.
• Mejora la resolución espacial.
• Sensibilidad media es ligeramente inferior.
• Las pruebas de calidad de imagen muestran una recuperación de contraste
muy superior en el Vereos (más de un 50%) tanto en esferas frías como
calientes, y especialmente en las de pequeño tamaño.
• La calidad de la imagen clínica es mejor en el Philips Vereos que en Gemini
TF, mostrando una mejor resolución y mayor detectabilidad de lesiones
pequeñas.
21
22
22
Figure 6. Maximum intensity projection of a [18F]-FDG PET/CT examination of a 68 y old patient. Imaging was first performed on (A) the
Philips Vereos PET/CT systems (69 min pi) and subsequently on (B) a Philips Gemini PET/CT system (156 min pi) following the injection of
260 MBq of [18F]-FDG.
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Referencias 1. National Electrical Manufacturers Association. Performance Measurements of
Positron Emission Tomographs. NEMA Standard NU 2-2012 NEMA,
Washington, DC (2012)
2. International Atomic Energy Agency. Quality Assurance for PET and PET/CT
Systems. IAEA HUMAN HEALTH SERIES no. 1. Vienna 2009.
3. Performance evaluation of the Philips Vereos PET/CT System according to the
NEMA NU2-2012 standard
Ivo Rausch, Agustin Ruiz, Itziar Valverde-Pascual, Jacobo Cal-González,
Thomas Beyer and Ignasi Carrio
4. Surti S et al. Performance of Philips Gemini TF PET-CT scanner with special
consideration for its time-of-flight imaging capabilities. J Nucl Med 48(3):471-
480 (2007).
5. Muzic RF and Kolthammer JA. PET performance of the GEMINI TF. A time-of-
flight PET-CT scanner. Conference Record of the IEEE NSS 1940-1944 (2006)
24
Muchas gracias.
