脳3Dペットイメージングにおけるアトラス誘導不均一な減衰補正

組織の光子減衰は、再構築された陽電子放出断層撮影（PET）画像の視覚的定性的解釈と定量分析能力の両方を制限する主要な物理的分解因子です。この研究では、脳3D PETイメージングにおけるトランスミッションアトラス誘導減衰補正の実装と適用性を調査し、測定された伝送スキャンの獲得の必要性を排除します。患者固有の減衰マップは、正常な被験者の11スキャンを平均することによって得られた定位透過テンプレートの非線形ワーピングを介した解剖学的標準化によって導き出されます。このテンプレートは、暗い部屋でのトレーサーの取り込み中に安静時に17人の正常な被験者をスキャンすることによって構築された特別に設計されたトレーサー固有の18F- [FDG]テンプレートに対応しています。この排出テンプレートは、最初に対応し、近似計算された方法を使用して散布および減衰のために修正された被験者の予備的なPET画像に対して空間的に正規化されます。結果の変換マトリックスは記録され、送信テンプレートに再適用されます。派生した減衰マップは、被験者のPETデータを修正するために使用される減衰補正係数を生成するために前方に投影されます。臨床ルーチンで使用される標準のプレインジェクション測定された伝播方法と比較して、12の脳臨床研究が開発された減衰補正技術の評価に使用されます。統計的パラメトリックマッピング（SPM2）分析は、両方の手法を使用して得られた画像間の有意差を評価するために使用されます。主観的定性的評価は、アトラス誘導と伝送ベースの減衰補正方法の間に有意な視覚的な違いを示していません。ただし、アトラス誘導と透過ベースの減衰補正を比較する定量的ボクセルベースの分析は、左中の側頭回と左前頭葉に加えて、局所脳脳代謝活性が上前部および前腸のgyriで大幅に増加することを示唆しています。逆に、左側の副整備地域の脳梁の活動は減少します。したがって、新しい不均一な減衰補正方法が提案されています。これは、送信のないPETスキャナーの3D脳PETイメージングの研究および臨床ルーチンアプリケーションの両方に適しています。

Photon attenuation in tissues is the primary physical degrading factor limiting both visual qualitative interpretation and quantitative analysis capabilities of reconstructed Positron Emission Tomography (PET) images. This study investigates the implementation and applicability of transmission atlas-guided attenuation correction in cerebral 3D PET imaging, thus eliminating the need for acquisition of a measured transmission scan. Patient-specific attenuation map is derived by anatomic standardization through nonlinear warping of a stereotactic transmission template obtained by averaging 11 scans of normal subjects. This template is coregistered to a specially designed tracer-specific 18F-[FDG] template constructed by scanning 17 normal subjects in resting condition during tracer uptake in a dark room. This emission template is first coregistered and spatially normalized to preliminary PET images of subjects corrected for scatter and attenuation using an approximate calculated method. The resulting transformation matrices are recorded and re-applied to the transmission template. The derived attenuation map is then forward projected to generate attenuation correction factors to be used for correcting the subjects' PET data. Twelve cerebral clinical studies are used for evaluation of the developed attenuation correction technique as compared to the standard pre-injection measured transmission-based method used in clinical routine. Statistical Parametric Mapping (SPM2) analysis is used to assess significant differences between images obtained using both techniques. The subjective qualitative assessment shows no significant visual differences between atlas-guided and transmission-based attenuation correction methods. However, the quantitative voxel-based analysis comparing atlas-guided to transmission-based attenuation corrections suggest that regional brain metabolic activity increases significantly bilaterally in the superior frontal and precentral gyri, in addition to the left middle temporal gyrus and the left frontal lobe. Conversely, activity decreases in the corpus callosum in the left parasagittal region. A new non-uniform attenuation correction method is thus proposed, which is suitable for both research and clinical routine applications in 3D brain PET imaging on a transmissionless PET scanner or when a patient-specific transmission scan is not available.