Der Einfluss von Amplitudengating bei PET/CT auf die Bildqualität und die quantitative Auswertung des Standardized Uptake Value

Bei der Bildgebung mit PET/CT handelt es sich um eine kombinierte Darstellung morphologischer und funktioneller Informationen des menschlichen Körpers. CT-Untersuchungen können innerhalb weniger Sekunden ohne Atemartefakte aufgenommen werden. Während einer drei- bis vierminütigen PET-Untersuchung entsteht hingegen eine nicht vermeidbare Bildunschärfe aufgrund der physiologischen Atembewegung des Patienten. Durch die Bewegung der Lungen und angrenzenden abdominalen Organe erscheinen Strukturen vor allem in ihrer axialen Ausdehnung verzerrt. Die Größe wird folglich überschätzt. Aufbauend darauf wird der SUV (Standardized Uptake Value), ein quantitativer Parameter zur Ermittlung der Aktivitätsaufnahme von Strukturen, zu niedrig berechnet. Akzentuiert tritt diese Problematik insbesondere in basalen Lungenregionen und der Leber auf. Kleine Strukturen sind ebenfalls stärker von der Atembewegung betroffen und können aufgrund des Schmiereffekts sogar der Detektion entgehen. Ein Versuch zur Lösung des vorliegenden Problems stellt das Atemgating (Amplitudengating) dar. Mittels eines extern gewonnenen Respirationssignals und mit Hilfe eines eigens entworfenen Algorithmus von Bauer (Justus-Liebig-Universität) wurde eine retrospektive amplitudenbezogene Bildkorrektur angefertigt. Die vorliegende Arbeit belegt den Effekt von Amplitudengating auf die Bildqualität bei PET/CT. Des Weiteren zeigt sie die Auswirkungen dieses Verfahrens auf die quantitative Ermittlung des SUV. Hierfür wurde zum einen eine Messreihe von insgesamt 40 Untersuchungen mit einem Phantom erstellt, zum anderen die Bilddaten von 33 Patienten aus dem Routinealltag retrospektiv mit dem neuen Algorithmus rekonstruiert und ausgewertet. Es fand ein Vergleich der rekonstruierten Bilddatensätze zwischen originalen, nicht bearbeiteten und den atemgegateten Bildern statt. Dazu standen Kriterien wie der berechnete SUV, die ermittelte Größe einer Läsion im CT und deren genaue Lokalisation, die optische Bildqualität der PET-Bilder sowie der axiale Durchmesser einer Läsion zur Verfügung. In die Analyse flossen die Ergebnisse aus 18 Phantommessungen mit je zwei Ballons, sowie 63 Läsionen aus den Patientendaten ein. Dabei zeigten sowohl die Phantommessung als auch die Daten der Patientenstudie nach Gating einen durchschnittlichen SUV-Anstieg von 29,9% (Phantomstudie) bzw. 29,1% (Patientenstudie). Auch bei der Bewertung der Bildqualität war eine deutliche Verbesserung hinsichtlich der Bildschärfe zu vermerken. Diese spiegelte sich in einer minimierten Verzerrung sowie einer verbesserten Detektierbarkeit von Läsionen wider. Die Hypothese, dass Läsionen im Subzentimeterbereich und Läsionen in basalen Lungengebieten oder der Leber am stärksten von der Atmung betroffen sind und dadurch am meisten durch das Amplitudengating profitieren, konnte bestätigt werden. Die vorliegenden Ergebnisse bestätigen, dass Amplitudengating die Bildqualität bei PET/CT verbessert. Darüber hinaus sprechen die SUV-Anstiege für eine Verbesserung der Quantifizierbarkeit.