Compensation basée sur un modèle pour l'imagerie cérébrale SPECT quantitative de 123I

Auparavant, nous avons développé une méthode basée sur un modèle qui peut estimer avec précision la contamination par downscatter des photons à haute énergie dans l'imagerie de 123I. Dans ce travail, nous avons combiné la méthode basée sur le modèle avec des compensations par reconstruction itérative pour d'autres facteurs dégradants d'image tels que l'atténuation, le scatter, la fonction de réponse détecteur-collimateur (CDRF) et les effets de volume partiel pour former une méthode complète pour réaliser la reconstruction d'image SPECT quantitative de 123I. Dans la méthode d'estimation du downscatter basée sur le modèle, le scatter des photons à l'intérieur de l'objet a été modélisé en utilisant la technique d'estimation de scatter de source efficace (ESSE), incluant les contributions de toutes les émissions de photons. Les CDRF, y compris les composants de pénétration et de scatter dus aux photons à haute énergie de 123I, ont été estimés à l'aide de simulations de Monte Carlo (MC) de sources ponctuelles dans l'air à différentes distances de la face du collimateur. La contamination par downscatter a ensuite été compensée lors de la reconstruction itérative en ajoutant les résultats estimés aux étapes de projection. La compensation par downscatter basée sur le modèle (MBDC) a été évaluée en utilisant des données de projection simulées par MC et acquises expérimentalement. À partir de la simulation MC, nous avons constaté qu'environ 39 % des comptages totaux dans la fenêtre d'énergie de 123I étaient attribués à la contamination par downscatter, ce qui réduisait le contraste de l'image et entraînait une surestimation des activités de 1,5 % à 10 % dans diverses structures cérébrales. Les estimations basées sur le modèle de la contamination par downscatter étaient en bon accord avec les données simulées. La compensation utilisant MBDC a éliminé la contamination et amélioré le contraste de l'image et la précision quantitative à celle des images obtenues à partir des photons de 159 keV. Les erreurs en quantification absolue ont été réduites à +/-3,5 %. Le potentiel de liaison spécifique striatal calculé sur la base du rapport d'activité par rapport au fond a également été amélioré après MBDC. Les erreurs ont été réduites de -4,5 % à -10,93 % sans compensation à -0,55 % à 4,87 % après compensation. La méthode basée sur le modèle a fourni une estimation précise du downscatter et, lorsqu'elle a été combinée avec des compensations par reconstruction itérative, une quantification précise a été obtenue avec une perte minimale de précision.