臨床F-FDG PET/CTにおいて、データ駆動型の呼吸ゲーティングが装置ベースのゲーティングを上回る

Data-Driven Respiratory Gating Outperforms Device-Based Gating for Clinical F-FDG PET/CT.

抄録

最近、PETにおける呼吸ゲーティングのためのデータ駆動法が商業的に開発された。われわれは、このアルゴリズムの性能を、腫瘍F-FDG PET/CT撮像用の外部装置ベースのシステムと比較しようとした。 合計144件の全身F-FDG PET/CT検査を、外部装置ベースの呼吸ゲーティングシステムにより記録された呼吸ゲーティング波形で取得した。各検査において、肝臓と肺底部をカバーするベッドポジションのうち2つを6分間で取得した。静止期ゲーティングで約50％の一致を保持することで、これら2つのベッド位置について有効時間3分の画像を作成し、他のベッド位置と一致させることができた。各検査について、データ駆動型ゲーティング（DDG）（この用語は、メーカー製品で利用可能なリアルタイムRしきい値ベースのDDGアプリケーションを使用しなかったことを区別するために使用した）、外部装置ベースのゲーティング（リアルタイム位置管理（RPM）-ゲーティング）、ゲーティングは行わず最初の3分間のデータのみを使用（ゲーティングなし-マッチング）、すべての一致を保持するゲーティングなし（ゲーティングなし-フル）の4つの再構成を行い、比較した。画像中の病変を定量化し、データ処理方法をマスクした放射線科医が画質を採点した。 他の再構成オプションと比較して、DDG-retroはSUVを増加させ、閾値定義病変体積を減少させた。RPM-gatedと比較して、DDG-retroではSUVが平均0.66±0.1g/mL増加した（＝87、＜0.0005）。マスク画像評価の結果はほとんど同等であったが、13％の検査でRPM-gatedよりもDDG-retroが好まれた。これはDDG-retroの有意な選好であった（= 0.008, = 121）。肝病変は23の検査で同定された。このデータのサブセットを考慮すると、DDG-retroは23例中6例（26％）でungated-fullより優れていた。外部装置を用いたゲート再構成では16％の検査で失敗したが、DDG-retroでは常に臨床的に許容できる画像が得られた。 この臨床評価では、DDG-retroは外部装置ベースのシステムよりも優れた性能を示した。ほとんどの検査で性能は同等であったが、13%の検査でDDG-retroの方が優れており、全体的に有意な優越性を示した。

A data-driven method for respiratory gating in PET has recently been commercially developed. We sought to compare the performance of the algorithm with an external, device-based system for oncologic F-FDG PET/CT imaging. In total, 144 whole-body F-FDG PET/CT examinations were acquired, with a respiratory gating waveform recorded by an external, device-based respiratory gating system. In each examination, 2 of the bed positions covering the liver and lung bases were acquired with a duration of 6 min. Quiescent-period gating retaining approximately 50% of coincidences was then able to produce images with an effective duration of 3 min for these 2 bed positions, matching the other bed positions. For each examination, 4 reconstructions were performed and compared: data-driven gating (DDG) (we use the term to distinguish that we did not use the real-time R-threshold-based application of DDG that is available within the manufacturer's product), external device-based gating (real-time position management (RPM)-gated), no gating but using only the first 3 min of data (ungated-matched), and no gating retaining all coincidences (ungated-full). Lesions in the images were quantified and image quality scored by a radiologist who was masked to the method of data processing. Compared with the other reconstruction options, DDG-retro increased the SUV and decreased the threshold-defined lesion volume. Compared with RPM-gated, DDG-retro gave an average increase in SUV of 0.66 ± 0.1 g/mL ( = 87, < 0.0005). Although the results from the masked image evaluation were most commonly equivalent, DDG-retro was preferred over RPM-gated in 13% of examinations, whereas the opposite occurred in just 2% of examinations. This was a significant preference for DDG-retro ( = 0.008, = 121). Liver lesions were identified in 23 examinations. Considering this subset of data, DDG-retro was ranked superior to ungated-full in 6 of 23 (26%) cases. Gated reconstruction using the external device failed in 16% of examinations, whereas DDG-retro always provided a clinically acceptable image. In this clinical evaluation, DDG-retro provided performance superior to that of the external device-based system. For most examinations the performance was equivalent, but DDG-retro had superior performance in 13% of examinations, leading to a significant preference overall.