誤登録アーチファクトのない新しいデータ駆動型ゲートPET/CT

New Data-Driven Gated PET/CT Free of Misregistration Artifacts.

抄録

目的:

CTとDDG PETのレジストレーションを改善するために、新しいデータ駆動ゲート（DDG）ポジトロン断層撮影（PET）/コンピュータ断層撮影（CT）を開発した。

PURPOSE: We developed a new data-driven gated (DDG) positron emission tomography (PET)/computed tomography (CT) to improve the registration of CT and DDG PET.

方法:

CTとPETデータ間のミスレジストレーションを軽減するために、PET/CTを10回、シネCTを35回繰り返し撮影した。また、DDG PETの減弱補正のために、DDG CTとして終末期CTを導出した。放射線被曝、体格指数（BMI）、スキャン範囲、および実効線量を、PET/CTとシネCTの繰り返し検査で比較した。35例のシネCT患者のうち14例（全腫瘍59例）について、平均PET/CT（平均CTによるベースラインPETの減弱補正）、DDG PET（ベースラインCTによるDDG PETの減弱補正）、DDG PET/CT（DDG CTによるDDG PETの減弱補正）の間で、DDG PETのスキャン時間を増加させることなくレジストレーションと定量化を比較した。

METHODS: We acquired 10 repeat PET/CT and 35 cine CT scans for the mitigation of misregistration between CT and PET data. We also derived end-expiration phase CT as DDG CT for attenuation correction of DDG PET. Radiation exposure, body mass index (BMI), scan coverage, and effective radiation dose were compared between repeat PET/CT and cine CT. Of the 35 cine CT patients, 14 (capturing 59 total tumors) were compared among average PET/CT (baseline PET attenuation correction by average CT), DDG PET (DDG PET attenuation correction by baseline CT), and DDG PET/CT (DDG PET attenuation correction by DDG CT) for registration and quantification without increasing the scan time for DDG PET.

結果:

反復PET/CTと比較して、シネCTはスキャン範囲（32.5±11.5cm vs 15.4±4.7cm；P＜0.001）および実効線量（3.7±2.6mSv vs 1.3±0.6mSv；P＜0.01）が有意に低かった。反復PET/CTとシネCTでは、BMIおよび放射線被曝線量に有意差はなかった（P > 0.1）。シネCTはPETの再撮影が不要な分、スキャン時間を短縮した。ベースラインPET/CTに対する平均PET/CT、DDG PET、DDG PET/CTのSUV比は、それぞれ1.14±0.28、1.28±0.20、1.63±0.64（P < 0.0001）であり、SUVはベースラインPET/CTから平均PET/CT、DDG PET、DDG PET/CTへと連続して増加したことが示唆された。DDG PETによる動き補正は、平均CTによるレジストレーション改善よりも定量化に大きな影響を与えた。最も定量性が向上したのはDDG PET/CTで、レジストレーションの改善と動きの緩和の両方がみられた。

RESULTS: Compared with repeat PET/CT, cine CT had significantly lower scan coverage (32.5 ± 11.5 cm vs 15.4 ± 4.7 cm; P < .001) and effective radiation dose (3.7 ± 2.6 mSv vs 1.3 ± 0.6 mSv; P < .01). Repeat PET/CT and cine CT did not differ significantly in BMI or radiation exposure (P > .1). Cine CT saved the scan time for not needing a repeat PET. The SUV ratios of average PET/CT, DDG PET, and DDG PET/CT to baseline PET/CT were 1.14 ± 0.28, 1.28 ± 0.20, and 1.63 ± 0.64, respectively (P < .0001), suggesting that the SUV increased consecutively from baseline PET/CT to average PET/CT, DDG PET, and DDG PET/CT. Motion correction with DDG PET had a larger impact on quantification than registration improvement with average CT did. The biggest improvement in quantification was from DDG PET/CT, in which both registration was improved and motion was mitigated.

結論:

我々の新しいDDG PET/CTアプローチは、ミスレジストレーションアーチファクトを軽減し、DDG PETと比較して、定量化とレジストレーションを改善する。また、我々のDDG PET/CT法ではシネCTを使用するため、繰り返しCTと比較して実効放射線量とスキャン範囲が減少する。

CONCLUSION: Our new DDG PET/CT approach alleviates misregistration artifacts and, compared with DDG PET, improves quantification and registration. The use of cine CT in our DDG PET/CT method also reduces the effective radiation dose and scan coverage compared with repeat CT.