Reconstrucción iterativa con un escáner PET giratorio de anillo abierto para la verificación del rango de terapia de...

Área de la Ciencia:

• Física médica
• La medicina nuclear
• Física de la radioterapia

Sus antecedentes:

• La tomografía por emisión de positrones (PET) es crucial para el monitoreo no invasivo de la terapia de protones.
• Se están desarrollando diseños de escáner de anillo abierto para PET de haz debido a limitaciones de diseño.
• El proyecto PETITION ofrece oportunidades para la administración inmediata de imágenes después de la terapia de protones.

Objetivo del estudio:

• Introducir técnicas computacionales para la reconstrucción de datos de un sistema PET de anillo abierto giratorio para la verificación de la terapia de protones.
• Para permitir la obtención de imágenes en 3D de la actividad inducida para la verificación campo por campo durante la terapia de protones.
• Evaluar la viabilidad de un dispositivo PET giratorio de anillo abierto para su aplicación clínica en la verificación del tratamiento.

Principales métodos:

• Se desarrolló un algoritmo modificado de maximización de la expectativa de probabilidad máxima (MLEM) para manejar múltiples isótopos con un sistema PET de anillo abierto giratorio.
• Se utilizaron matrices de sistema precalculadas para reconstrucciones oportunas para imágenes intercampo y post-irradiantes.
• Las simulaciones incluyeron un fantasma parecido a Derenzo y el tratamiento de una neoplasia superatentorial con tres campos.

Principales resultados:

• El diseño de anillo abierto giratorio demostró una mejor calidad de imagen en comparación con la imagen de anillo abierto de posición fija, comparable a los sistemas de anillo completo.
• El error cuadrado medio de la raíz normalizada fue 40-47% menor que la imagen de anillo abierto fijo.
• El algoritmo MLEM modificado logró una verificación de alcance dentro de 1 mm a lo largo de la dirección del haz para todos los campos.

Conclusiones:

• La obtención de imágenes con un dispositivo PET giratorio de anillo abierto ofrece un enfoque clínicamente factible para la verificación del tratamiento de terapia de protones.
• El algoritmo MLEM modificado desarrollado es adecuado para la obtención de imágenes a baja velocidad de conteo en sistemas PET rotativos.
• Esta tecnología permite una verificación precisa, campo por campo de la administración de la terapia de protones.