Korekcja attenuacji
Attenuacja to utrata prawdziwych zdarzeń przez pochłanianie fotonów w ciele lub przez rozpraszanie poza FOV detektora. Problemy z atenuacją są znacznie gorsze w przypadku obrazowania PET niż w przypadku SPECT. Mimo że energia fotonów anihilacji jest większa niż w przypadku obrazowania jednofotonowego, w przypadku PET dwa fotony muszą uciec od pacjenta, aby zostały wykryte, a średnia droga fotonu jest dłuższa, co zwiększa prawdopodobieństwo atenuacji. U dużej osoby utrata zliczeń przypisywana tłumieniu może przekraczać od 50% do 95%.
Utrata zliczeń przez tłumienie zwiększa szumy obrazu, artefakty i zniekształcenia. Znaczące artefakty mogą wystąpić na obrazach PET całego ciała uzyskanych bez korekcji tłumienia. Obejmują one następujące zjawiska: (1) zniekształcenia obszarów o wysokiej aktywności (takich jak pęcherz moczowy) w wyniku zmiennego tłumienia w różnych kierunkach, (2) wyraźne krawędzie powierzchni ciała („gorąca skóra”) oraz (3) pozornie wysokie wskaźniki zliczeń (zwiększona aktywność) w tkankach o niskim tłumieniu, takich jak płuca. W rezultacie konieczna jest korekta atenuacji tych obrazów, zanim będzie można dokładnie określić rzeczywistą ilość radionuklidu obecnego w różnych miejscach ciała. Dotyczy to zarówno dokładnej jakościowej oceny rozkładu aktywności na obrazach regionalnych lub całego ciała, jak i precyzyjnych ilościowych pomiarów wychwytu znacznika, takich jak standaryzowane wartości wychwytu (SUV).
Metody korekcji atenuacji obejmują następujące elementy: (1) korekcję obliczoną, opartą na założeniach dotyczących obrysu ciała i stosowaną głównie do obrazowania głowy/mózgu, gdzie tłumienie jest stosunkowo jednolite; oraz (2) korekcję zmierzoną, wykorzystującą rzeczywiste dane transmisyjne, stosowaną do obrazowania klatki piersiowej, brzucha, miednicy i całego ciała, gdzie tłumienie jest zmienne. Korekcję tłumienia transmisji wykonuje się poprzez uzyskanie mapy gęstości ciała i skorygowanie pochłaniania w różnych tkankach. Następnie można określić ilość radionuklidu emitującego pozytony w określonym miejscu. Po przeprowadzeniu korekcji informacje są rekonstruowane na obrazach przekrojowych.
W skanerach PET/CT promienie rentgenowskie z tomografii komputerowej (CT) są wykorzystywane do korekcji tłumienia i do dostarczania lokalizujących informacji anatomicznych. Ponieważ stosowane promieniowanie rentgenowskie jest mniejsze niż 511 keV, dane transmisyjne są dostosowywane w celu skonstruowania mapy atenuacji odpowiedniej dla fotonów anihilacji. Mapy atenuacji można uzyskać szybko (podczas jednego wstrzymania oddechu) za pomocą skanera PET/CT, uzyskując wysokiej jakości mapy atenuacji. Ponieważ jednak mapę atenuacji uzyskaną za pomocą TK uzyskuje się znacznie szybciej niż skan PET, do którego się ją stosuje, mogą wystąpić artefakty w regionach ruchomych struktur, takich jak przepona.
Atenuacja jest bardziej prawdopodobna, gdy reakcja anihilacji zachodzi w centrum pacjenta, a mniej prawdopodobna, gdy zdarzenie zachodzi na obrzeżach ciała. Tak więc w obrazie bez korekcji atenuacji jest mniejsza aktywność w centrum ciała i większa aktywność na powierzchni skóry. Zazwyczaj do interpretacji dostarczane są zarówno obrazy z korekcją atenuacji, jak i bez korekcji atenuacji. Obrazy bez korekcji atenuacji można rozpoznać po tym, że powierzchnia ciała (lub „skóra”) i płuca wydają się zawierać znacznie zwiększoną aktywność (patrz ryc. 2-29). Na obrazach z korekcją atenuacji płuca wykazują mniejszą aktywność niż struktury znajdujące się bliżej powierzchni i wydają się fotopeniczne. Niektóre zmiany chorobowe zlokalizowane blisko powierzchni ciała są bardziej widoczne na obrazach bez korekcji, ale większość z nich będzie widoczna na obrazach skorygowanych. Artefakt błędnego ustawienia może wystąpić, gdy pacjent porusza się pomiędzy skanami transmisji i emisji. Może to powodować nadkorekcję po jednej stronie ciała i niedokorekcję po drugiej. Ponadto, bardzo wysoka gęstość (wysokie jednostki Hounsfielda) kontrastu w tomografii komputerowej może spowodować przeszacowanie stężenia 18F-FDG w tkankach, tworząc obszary pozornie zwiększonej aktywności. W związku z tym może wystąpić artefakt wynikający z wypełnienia pęcherza moczowego radionuklidem podczas akwizycji skanu PET. Powoduje to pojawienie się gorącego obszaru wokół pęcherza na obrazach z korekcją atenuacji, ale nie na obrazach bez korekcji atenuacji. Podobny efekt występuje, jeśli u pacjenta znajdują się znaczące przedmioty metalowe (implanty lub prace dentystyczne).
Specyficzny problem może wystąpić w przypadku stosowania dożylnego wstrzyknięcia bolusa kontrastu do tomografii komputerowej szyi lub klatki piersiowej. Obrazy skorygowane pod względem atenuacji mogą wykazywać ogniska artefaktycznie zwiększonej aktywności 18F-FDG w rejonie struktur żylnych, które jako pierwsze przyjęły nierozcieńczony bolus. Jeśli współrejestracja nie jest doskonała, może to zostać błędnie zinterpretowane jako nieprawidłowa aktywność w węźle chłonnym lub innej strukturze. Jednak dla celów praktycznych większość doustnych lub dożylnych schematów podawania kontrastu nie powoduje istotnych artefaktów, a ponieważ źródło artefaktów o dużej gęstości można rozpoznać w części badania wykonanej za pomocą TK, zwykle nie ma większych problemów z interpretacją. Ponadto, ponieważ artefakty te są wynikiem korekcji atenuacji, ich szczególny charakter można uzasadnić ich brakiem na przeglądanych obrazach bez korekcji atenuacji. Artefakty związane z doustnym i dożylnym podawaniem kontrastu, a także artefakty związane z metalowymi implantami zmniejszyły się w miarę jak algorytmy korekcji atenuacji stawały się coraz bardziej wyrafinowane i gdy dostępne stały się bardziej odpowiednio zaprojektowane protokoły diagnostycznej TK. Ponadto ostatnie badania nie wykazały statystycznie ani klinicznie istotnego niepożądanego wzrostu SUV, który mógłby potencjalnie zakłócać wartość diagnostyczną PET/CT wynikającą z zastosowania dożylnego jodowanego kontrastu.
.