fundamentos de pet/ct - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - fundamentos de petct.pdf ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/1.jpg)
Fundamentos de PET/CT
Roberto A. Isoardi, PhD
Fundación Escuela de Medicina Nuclear
Mendoza, Argentina
![Page 2: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/2.jpg)
Tipos de imágenes
René Magritte The Treachery of Images 1928
![Page 3: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/3.jpg)
Imágenes de proyección
![Page 4: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/4.jpg)
Imágenes tomográficas
Aneurisma arteria
basilar
Adquisición tomográfica reconstrucción Formar volumen
Procesamiento de imágenes
simple sofisticada
Vista transaxial o axial Vista Coronal Vista sagital
![Page 5: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/5.jpg)
Dos tipos de tomografía
‘Tomo’ + ‘grafía’ = Griego: ‘corte’ + ‘imagen’
PET: Emisión CT: Transmisión
fuente
detector
![Page 6: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/6.jpg)
radiofrecuencias micro-
ondas
TV FM AM
IR UV
Rango óptico
(not to scale)
R-X R-Gamma R-cósmicos
El espectro electromagnético
Transmisión en 10 cm de material (ej. agua)
0.0
1.0
Long de onda larga Alta energía
Región de baja resolución
(long onda larga) Región de alta
resolución
Física de PET y CT
![Page 7: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/7.jpg)
Modalidad Resolución (mm) TX o EM* Modo
R- X 0.1 – 1.0 TX Proyección
Medicina 10 – 20 EM Proyección
Nuclear
CT Rayos-X 0.5 TX Tomográfica
Ultrasonido 0.3 TX (sonido) Tomográfica
MRI 1 EM (RF) Tomográfica
SPECT 10 EM Tomográfica
PET 5 EM Tomográfica
*(TX = transmision, EM = emision)
Modalidades de Imágenes Médicas
![Page 8: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/8.jpg)
Emisión de Positrones
Decaimiento radioactivo
• Decae a una forma estable convirtiendo un proton en un neutron y expulsando un positron para conservar carga
• El positron se aniquila con un electron, produciendo dos fotones anti-colineales
• El sistema de detección es eficiente en un ~1-5% y puede cuantificarse
n p
n p
n
p n p n
p n
p
n p
p
p n
p n
p n
p
n
p n n p
n p
n
p n p n
p n
p
n p
n
p n
p n
p n
p
n
p n
~2 mm
18F 18O
~180º
E = mc2
= 511 keV
+
e-
![Page 9: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/9.jpg)
Centelleo
Fotón de alta
energía 511 keV
Fotones ópticos (~ 1eV)
centellador
(e.g. BGO Denso
pero transparente)
Pulso de
corriente
por cada
fotón UV
detectado
Tubos fotomultiplicadores (PMTs)
ganancia de ~ 106
![Page 10: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/10.jpg)
PET – Bloque detector
Cinta sello-reflectora
Dos PMTs de doble
cátodo
• Los escáneres PET se arman en bloques
• Cada bloque usa un número limitdado de PMTs para decodificar un arreglo de cristales de centelleo
Rayos Gamma
Luz de centelleo
Señal de salida a procesar
![Page 11: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/11.jpg)
Detector PET en anillo
![Page 12: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/12.jpg)
Matriz de bloques: cristales BGO
6 x 8 cristales (axial por transaxial)
Cada cristal:
6.3 mm axial
4.7 mm transaxial
Construcción del escáner
Axial:
4 bloques axialmente = 24 anillos
15.7 cm extension axial
Transaxial:
70 bloques alrededor = 560 cristales
88 cm BGO diámetro de anillo
70 cm apertura paciente
13,440 cristales individuales
Descripción: GE Discovery STE PET/CT
![Page 13: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/13.jpg)
Detección de eventos en coincidencias
Dt < 10 ns?
detector A
detector B
registrar
evento
Campo de visión
+ + e- aniquilación
Reconstruir
imagen de
radiotrazador
![Page 14: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/14.jpg)
Flujo de formación de imágenes PET
Detección
Primaria
Decodifica
ción
Corrección
detectores
Procesamiento
de
coincidencias
Data
Binning
Corrección
de datos
Reconstrucción
de imágenes
![Page 15: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/15.jpg)
Errores en las mediciones
Evento perdido Coincidencia Scatter Coincidencia Randoms
LORs incorrectas
Compton
scatter
no LOR
![Page 16: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/16.jpg)
Efectos de la atenuación: caso clínico
PET: sin corrección PET: con corrección Imagen CT (exacta)
Captación
en piel
aumentada
Captación
mediastinal
reducida
Hígado ‘no
uniforme’
Pulmones
‘calientes’
La calidad de imagen en PET es fuertemente afectada
por errores en la corrección de atenuación
![Page 17: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/17.jpg)
• Las imágenes CT se usan además para la corrección de
atenuación de la imagen de PET
• Registración automática: la visualización puede mostrarse en
forma fusionada o PET y CT lado a lado.
Fisiología de un escáner PET/CT
Adquisición
Rayos-X
Reconstrucción
anatómica (CT)
Adquisición
PET
Imagen
CT
Trasladar energías
de CT a PET (511
keV)
Suavizar a la
resolución de PET
Corrección de
atenuación de los
datos de emisión PET
Reconstrucción
functional (PET) Imagen
PET
Visualiza
ción de
cortes
PET y
TAC
![Page 18: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/18.jpg)
Arquitectura básica PET/CT
![Page 19: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/19.jpg)
PET/CT: escáner comercial
Bloques detectores PET Barrera térmica Sistema CT rotativo
![Page 20: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/20.jpg)
Tubo Rayos X
paciente
camilla
Arreglo detectores
Gantry rotativo con tubo y detectores
Rayos X en abanico
Concepto de escáner CT
![Page 21: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/21.jpg)
CT en operación
64-slice CT, weight ~ 1 ton, speed 0.33 sec (180 rpm)
![Page 22: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/22.jpg)
Tubos para CT • Tubo de ánodo rotativo
(disipa calor para permitir corrientes más altas)
![Page 23: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/23.jpg)
Tubo de R-X actual
Paciente grande
Colector de e(-): reduce radiación fuera de foco
• Menor dosis al paciente
Blanco y pivotes de alta potencia
• Alto mA pico para rotación más rápida
Rotación(
s)
típico
mAs
mA
0.5 200 400
0.4 200 500
0.4 240 600
0.35 200 571
0.35 240 686
kVp mA pf pequeño mA pf grande
80 10-300 305-675
100 10-310 315-770
120 10-335 340-800
140 10-335 340-715
Paciente grande
![Page 24: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/24.jpg)
Qué queremos encontrar?
![Page 25: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/25.jpg)
Imágenes moleculares: metabolismo glucosa
FDG-6-PO4 queda ‘atrapado’ y es un marcador de tasa metabólica*
glucosa
glucosa 6-
fosfato
piruvato lactato
glicólisis (anaerobica, ineficiente)
ATC (oxidativa, eficiente)
HOCH2
H 18
F
H
OH H HO
H
OH
H
Flúor
radioactivo
O
[18F]fluorodeoxiglucosa (FDG)
Lo que
vemos
FDG
FDG 6-
fosfato
X
![Page 26: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/26.jpg)
Captación FDG (PET) & localización
anatómica(CT)
Función Funcion+Anatomía y
corrección de atenuación
basada en CT
Anatomía
![Page 27: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/27.jpg)
Exactitud diagnóstica de PET/CT
supera a CT o PET por separado
Weber et al. Nature Reviews Clinical Oncology 2008
![Page 28: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/28.jpg)
PET con 18F-FDG se usa para imágenes
oncológicas
• Actualmente ~ 92% de todos los estudios PET/CT se usan para diagnóstico y estadificación del cáncer
Todo lo
demás
Diagnóstico
de cáncer y
estadificación
• Neuro
• Cardio
• Planificación
de terapia
• Desarrollo de
terapia
![Page 29: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/29.jpg)
Castell and Cook, British J Cancer 2008
Pre
terapia
1 semana
terapia
imatinib
CT PET/CT
PET SUV
5 a 1.8
Respuesta a terapia de metástasis hepáticas
GIST No hay cambio morfológico en la metástasis
![Page 30: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/30.jpg)
Cuáles son las ventajas de PET/CT?
![Page 31: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/31.jpg)
Cuantificación
RM CT
PET US
Qué representan los valores de imagen?
Lineal con la posición y concentración del trazador
![Page 32: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/32.jpg)
Cuantificación
RM CT
PET CT
Qué representan los valores de imagen?
Lineal con la posición Lineal con la posición y concentración del trazador
![Page 33: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/33.jpg)
Mejoras / Artefactos
![Page 34: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/34.jpg)
• Fantoma de calidad de imagen NEMA NU-2 (30 cm x 23 cm sección transversal)
• Diámetros de esferas:1.0, 1.3, 1.7, 2.2, 2.8, 3.7 cm
• 4:1 relación lesion/fondo con dosis típicas clínicas
• RC = medido / verdadero
Efectos de la resolución
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 1 2 3 4
RC
Diámetro(cm)
Coeficiente de Recuperación (RC) con 2D FBP
Mean RC for ROI
Max RC for ROI
![Page 35: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/35.jpg)
Esfera 2 cm
Esfera 5 cm
33 cm
perfil
Efectos de la resolución
![Page 36: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/36.jpg)
Reconstrucción de imagen: Modelado del „borroneo‟ del detector
Scattering inter-cristal Error de paralaje
LOR verdadera
Profundidad de interacción
variable Línea de respuesta asignada
(LOR)
“Point Spread Function (PSF)” del detector: • Radialmente variable
• Asimétrica en la dirección transaxial • Simétrica alrededor del centro del FOV
Espesor del
cristal
Evento verdadero
Evento asignado en el cristal debido al scattering
centelleo (scatter Compton)
Colección de luz
fotón de aniquilación
![Page 37: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/37.jpg)
Resolución espacial variable
OSEM estándar
OSEM con modelado de „borroneo‟ del
detector
![Page 38: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/38.jpg)
Modelado físico de detectores
• En principio es posible eliminar el borroneo de
detector
![Page 39: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/39.jpg)
Desplazamiento del paciente
• Gran cambio en atenuación desde la espina al pulmón
?
![Page 40: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/40.jpg)
Artefactos de respiración: Propagación de
errors por corrección de atenuación
Los artefactos de atenuación pueden influir en errores en los valores medidos de captación de PET (SUV)
![Page 41: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/41.jpg)
Suavizado de imagen: Ruido vs.
Resolución
• Relación de compromiso entre ruido y resolución
• La elección del filtro óptimo depende de la aplicación clínica
• No hay estándares para la elección del suavizado
![Page 42: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/42.jpg)
Efectos del suavizado
10 mm 4 mm 7 mm
RC para esferas de 1 cm
0.85
0.92
0.52
0.80
0.40
0.72
Fantoma tórax SNM: RC real es 1.0
![Page 43: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/43.jpg)
Calidad de imagen
![Page 44: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/44.jpg)
Medidas tradicionales: Resolución
• Point-spread function (PSF): Mejor cuanto más estrecha
• Modulation transfer function (MTF), valor absoluto de la
transformada de Fourier de PSF: Cuanto más ancho
mejor
• FWHM, Full width half maximum
• FWTM, Full width tenth maximum
Entrada Salida del escáner
Proceso de imágenes PSF
FWHM
![Page 45: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/45.jpg)
Medidas tradicionales: Ruido
• Sensibilidad: respuesta a muy bajos niveles de
actividad
• Más cuentas -> menor ruido -> Mejor SNR
• Espectro de potencias de ruido
![Page 46: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/46.jpg)
Cómo se comparan las imágenes?
• Definir tarea
– detección
– Localización
– estimación (cuantificación)
– Discriminación de forma
– Combinaciones de lo anterior, etc.
• medir (cuantificar) la performance de una tarea
• Casi siempre tareas tediosas y difíciles de realizar
adecuadamente
• En algunos casos se pueden usar modelos computacionales de
performance humana – llamados ‘modelos’ u observadores
‘computacionales’ – que se basan en el sistema perceptual
humano.
![Page 47: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/47.jpg)
Sin ruido
lesion:fondo
1 : 1.2 : 1.5 : 2
100 kcuentas
10 kcs 2 kcs
Detectabilidad: está allí?
![Page 48: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/48.jpg)
Resolución reducida
Sin ruido 100 kcs
10 kcs 2 kcs
![Page 49: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/49.jpg)
Ruido correlacionado:
reconstrucción
Correlacionado
No
correlacionado
1M Cuentas 0.1M Cuentas
Sin ruido (reconstruído)
Objeto verdadero
![Page 50: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/50.jpg)
Simulación de abdomen humano con 2cm diámetro, lesión 2:1 contraste
Efectos en la resolución de Suavizado vs. Ruido
más cuentas (menos ruido)
Menos suavizado (más ruido)
![Page 51: Fundamentos de PET/CT - fisica.edu.uymedica.fisica.edu.uy/docs/ri/01 - Fundamentos de PETCT.pdf · Rayos Gamma Luz de centelleo Señal de salida a procesar . Detector PET en anillo](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040507/5e45f3601e084f19bc58864b/html5/thumbnails/51.jpg)
Material cortesía de Paul Kinahan, PhD Imaging Research Laboratory
University of Washington, Seattle, USA
Laguna del Diamante, Mendoza