优化全膝关节置换成像:一种新的3D打印PET/CT人形幻影用于金属工件仿真

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 生物医学工程 生物医学工程
• 辐射科学 辐射科学

背景情况:

• 关节整形幻影,特别是全膝关节置换 (TKR) 幻影,对于评估正子发射断层扫描/计算机断层扫描 (PET/CT) 成像中的金属工件减少 (MAR) 方法至关重要.
• 现有的幽灵通常缺乏现实的解剖学和活动分布模拟在金属植入物周围.
• 3D打印为制造具有精确几何和体积的人类形象幻影提供了先进的功能.

研究的目的:

• 用3D打印来描述基于人口的可填充TKR幻影的开发和验证.
• 创建一个精确模拟人类TKR解剖学和相关PET/CT金属文物的幻影.
• 建立一个可重复和全面评估MAR技术的工具.

主要方法:

• 从10名参与者的3T MRI扫描进行细分,以创建平均男性和女性3D膝盖模型.
• 虚拟TKR手术准备植入点,然后进行3D光聚合物树脂打印.
• 用盐水,有的对比剂和18F-FDG填充隔间,用于PET/CT扫描和与文献价值进行验证.

主要成果:

• 3D打印的幽灵是紧密的流体,与人类膝盖的体积和几何相比.
• 对X射线衰减和霍恩斯菲尔德单位 (HU) 的值与皮层和椎隔间的文献数据保持一致.
• 幻影在PET/CT图像中表现出均的辐射追踪器分布,并成功地复制了临床周围假肢金属工件.

结论:

• 一个新的,可定制的3D打印的TKR幻影有效地模仿了真实的TKR几何,放射和放射追踪器分布特征.
• 幻影精确地模拟了TKR图像金属文物,这对于评估MAR方法至关重要.
• 这种幻影为未来的研究提供了有价值的工具,以改善TKR患者的PET/CT成像.