Summary
A gating respiratória ideal baseada em amplitude (ORG) remove efetivamente o desfoque de movimento induzido respiratório das imagens clínicas 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) de emissão de pósitrons (PET). A correção das imagens FDG-PET para esses artefatos de movimento respiratório melhora a qualidade da imagem, o diagnóstico e a precisão quantitativa. A remoção de artefatos de movimento respiratório é importante para o manejo clínico adequado dos pacientes que utilizam PET.
Abstract
A tomografia de emissão de pósitrons (PET) combinada com tomografia computadorizada de raios-X (TC) é uma importante plataforma de imagem molecular necessária para diagnóstico preciso e estadiamento clínico de uma variedade de doenças. A vantagem da imagem PET é a capacidade de visualizar e quantificar uma miríade de processos biológicos in vivo com alta sensibilidade e precisão. No entanto, existem vários fatores que determinam a qualidade da imagem e a precisão quantitativa das imagens PET. Um dos principais fatores que influenciam a qualidade da imagem pet no tórax e abdômen superior é o movimento respiratório, resultando em desfoque de movimento induzido pela respiração de estruturas anatômicas. A correção desses artefatos é necessária para fornecer a qualidade da imagem ideal e a precisão quantitativa das imagens PET.
Várias técnicas de gating respiratória foram desenvolvidas, tipicamente contando com a aquisição de um sinal respiratório simultaneamente com dados PET. Com base no sinal respiratório adquirido, os dados PET são selecionados para a reconstrução de uma imagem livre de movimento. Embora esses métodos tenham sido mostrados para remover efetivamente artefatos de movimento respiratório de imagens PET, o desempenho depende da qualidade do sinal respiratório que está sendo adquirido. Neste estudo, discute-se o uso de um algoritmo de gating respiratório ideal (ORG) baseado em amplitude. Em contraste com muitos outros algoritmos de gating respiratório, o ORG permite que o usuário tenha controle sobre a qualidade da imagem versus a quantidade de movimento rejeitado nas imagens PET reconstruídas. Isso é conseguido através do cálculo de uma amplitude ideal com base no sinal de substituto adquirido e em um ciclo de dever especificado pelo usuário (a porcentagem de dados PET usados para reconstrução de imagem). O intervalo de amplitude ideal é definido como a menor amplitude ainda contendo a quantidade de dados PET necessários para a reconstrução da imagem. Mostrou-se que o ORG resulta na remoção efetiva da imagem induzida pela respiração em imagens PET do tórax e abdômen superior, resultando em melhor qualidade de imagem e precisão quantitativa.
Introduction
A Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) em combinação com a tomografia computadorizada de raios-X (TC) é uma ferramenta de imagem amplamente aceita na prática clínica para diagnóstico preciso e estadiamento clínico de uma variedade de doenças1. A vantagem da imagem PET é a capacidade de visualizar e quantificar uma miríade de processos biológicos in vivo com alta sensibilidade e precisão2. Isso é conseguido através da administração intravenosa de um composto radioativamente rotulado, também conhecido como radiotracer, ao paciente. Dependendo do radiotracer utilizado, características teciduais como metabolismo de glicose, proliferação celular, grau de hipóxia, transporte de aminoácidos e expressão de proteínas e receptores, podem ser visualizadas e quantificadas2.
Embora vários radiotracers tenham sido desenvolvidos, validados e usados na prática clínica, o análogo de glicose radioativa 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) é o radiotracer mais utilizado na prática clínica. Dado que o FDG se acumula predominantemente em células com uma taxa glicóltica elevada (ou seja, células com elevada absorção de glicose e conversão para piruvato para produção de energia), é possível discriminar tecidos com diferentes estados metabólicos. Semelhante à glicose, o primeiro passo da absorção do FDG é o transporte do espaço extracelular sobre a membrana plasmática para o espaço intracelular, que é facilitado pelos transportadores de glicose (GLUT)3. Uma vez que o FDG esteja no espaço intracelular, a fosforilação por hexoquinases resultará na geração de FDG-6-fosfato. No entanto, em contraste com a glicose-6-fosfato, fDG-6-fosfato não pode entrar no ciclo Krebs para mais dissimilação aeróbica devido à ausência de um grupo de hidroxila (OH) na segunda (2') posição de carbono. Dado que a reação reversa, a desfosforilação do FDG-6-fosfato de volta ao FDG, dificilmente ocorre na maioria dos tecidos, o FDG-6-fosfato é preso intracelularmente3. Portanto, o grau de absorção de FDG depende da expressão do GLUT (em particular GLUT1 e GLUT3) na membrana plasmática, e da atividade enzimática intracelular de hexokinases. O conceito desta absorção contínua e captura de FDG é referido como armadilha metabólica. O fato de o FDG se acumular preferencialmente em tecidos com uma atividade metabólica elevada é mostrado na Figura 1a, demonstrando a distribuição fisiológica do FDG em um paciente. Esta imagem FDG-PET mostra maior absorção nos tecidos cardíacos, cerebrais e hepáticos, que são conhecidos por serem órgãos metabolicamente ativos em condições normais.
A alta sensibilidade para detectar diferenças no estado metabólico dos tecidos faz do FDG um excelente radiotracer para discriminar o normal de tecidos doentes, dado que um metabolismo alterado é uma marca importante para muitas doenças. Isso é prontamente retratado na Figura 1b, mostrando uma imagem FDG-PET de um paciente com câncer de pulmão de células não pequenas estágio IV (NSCLC). Há aumento da absorção no tumor primário, bem como em lesões metastáticas. Além da visualização, a quantificação da captação de radiotracer desempenha um papel importante no manejo clínico dos pacientes. Os índices quantitativos derivados de imagens PET que refletem o grau de captação de radiotracer, como o valor de absorção padronizado (SUV), volumes metabólicos e glicolise total da lesão (TLG), podem ser usados para fornecer informações prognósticas importantes e medir a resposta ao tratamento para diferentes grupos de pacientes4,5,6. Nesse sentido, a imagem FDG-PET está sendo cada vez mais utilizada para personalizar a radioterapia e o tratamento sistêmico em pacientes oncológicos7. Além disso, foi descrito o uso de FDG-PET para monitoramento da toxicidade induzida pelo tratamento agudo, como a esofagite induzida por radiação8,pneumonite9 e respostas inflamatórias sistêmicas10,e fornece informações importantes para a tomada de decisões de tratamento orientadas por imagem.
Dado o importante papel do PET para o manejo clínico dos pacientes, a qualidade da imagem e a precisão quantitativa são importantes para orientar adequadamente as decisões de tratamento com base em imagens PET. No entanto, existem inúmeros fatores técnicos que podem comprometer a precisão quantitativa das imagens PET11. Um fator importante que pode influenciar significativamente a quantificação de imagem no PET está relacionado aos tempos mais longos de aquisição do PET em comparação com outras modalidades de imagem radiológica, tipicamente vários minutos por posição de cama. Como consequência, os pacientes geralmente são instruídos a respirar livremente durante a imagem PET. O resultado é que as imagens PET sofrem de movimento induzido respiratório, o que pode levar a uma indefinição significativa dos órgãos localizados dentro do tórax e abdômen superior. Essa indefinição de movimento induzida por respiratórios pode prejudicar significativamente a visualização adequada e a precisão quantitativa da captação de radiotracer, o que pode afetar o gerenciamento clínico dos pacientes ao usar imagens PET para diagnóstico e estadiamento, definição de volume-alvo para aplicações de planejamento de tratamento de radiação e monitoramento da resposta terapêutica12.
Vários métodos de gating respiratório foram desenvolvidos na tentativa de corrigir imagens PET para artefatos de movimento respiratório13. Esses métodos podem ser categorizados em estratégias prospectivas, retrospectivas e baseadas em dados. Técnicas prospectivas e retrospectivas de gating respiratório normalmente dependem da aquisição de um sinal de barriga de aluguel respiratório durante a imagemPET 14. Esses sinais de barriga de aluguel respiratório são usados para rastrear e monitorar o ciclo respiratório do paciente. Exemplos de dispositivos de rastreamento respiratório são a detecção de excursões na parede torácica usando sensores de pressão12 ou sistemas de rastreamento óptico (por exemplo, câmeras de vídeo)15, termopares para medir a temperatura do ar respirado16, e espirômetros para medir o fluxo de ar e, assim, estimando indiretamente mudanças de volume nos pulmões do paciente17.
A gating respiratória é então tipicamente realizada através da gravação contínua e simultânea de um sinal de substituto (designado S(t)), com os dados PET durante a aquisição de imagem. Utilizando o sinal de substituto adquirido, os dados PET correspondentes a uma determinada fase respiratória ou amplitude (gating à base de amplitude) podem ser selecionados12,13,18. A gating baseada em fase é realizada dividindo cada ciclo respiratório em um número fixo de portões, como descrito na Figura 2a. A gating respiratória é então realizada selecionando dados adquiridos em uma fase específica durante o ciclo respiratório do paciente para ser usado para reconstrução de imagem. Da mesma forma, a gating baseada em amplitude depende da definição de uma amplitude do sinal respiratório, conforme mostrado na Figura 2b. Quando o valor do sinal respiratório estiver dentro do intervalo de amplitude definido, os dados correspondentes do modo de lista PET serão usados para reconstrução de imagem. Para abordagens retrospectivas de gating, todos os dados são coletados e o re-binning dos dados PET é realizado após a aquisição de imagens. Embora os métodos prospectivos de gating respiratório usem os mesmos conceitos que abordagens retrospectivas de gating para re-binning de dados PET, esses métodos dependem da coleta de dados prospectivamente durante a aquisição de imagens. Quando uma quantidade suficiente de dados PET for coletada, a aquisição de imagens será finalizada. A dificuldade de tais abordagens prospectivas e retrospectivas é manter a qualidade de imagem aceitável sem prolongar significativamente os tempos de aquisição de imagens quando ocorre respiração irregular13. Nesse sentido, os métodos de gating respiratório baseados em fase são particularmente sensíveis aos padrões respiratórios irregulares13,19, onde quantidades significativas de dados PET podem ser descartadas devido à rejeição de gatilhos inadequados, resultando em uma redução considerável da qualidade da imagem ou no alongamento inaceitável do tempo de aquisição de imagens. Além disso, quando os gatilhos inadequados são aceitos, o desempenho do algoritmo de gating respiratório e, assim, a eficácia da rejeição de movimento das imagens PET pode ser reduzida devido ao fato de que os portões respiratórios são definidos em diferentes fases do ciclo respiratório, como retratado na Figura 2a. De fato, foi relatado que a gating respiratória à base de amplitude é mais estável do que abordagens baseadas em fases em caso de irregularidades no sinal respiratório13. Embora os algoritmos de gating respiratório baseados em amplitude sejam mais robustos na presença de frequências respiratórias irregulares, esses algoritmos são mais sensíveis à deriva da linha de base do sinal respiratório. A deriva do sinal de linha de base pode ocorrer devido a inúmeras razões quando a tensão muscular do paciente (ou seja, a transição de um paciente para um estado mais relaxado durante a aquisição de imagem) ou mudanças no padrão respiratório. Para evitar essa deriva da linha de base do sinal, deve-se tomar cuidado para anexar com segurança os sensores de rastreamento ao paciente e realizar um monitoramento regular do sinal respiratório.
Embora esses problemas sejam conhecidos, os algoritmos tradicionais de gating respiratório só permitem controle limitado sobre a qualidade da imagem e geralmente requerem um alongamento significativo do tempo de aquisição de imagens ou quantidades aumentadas de radiotracer a serem administrados ao paciente. Esses fatores resultaram na adoção limitada desses protocolos na rotina clínica. A fim de contornar esses problemas relacionados à qualidade variável das imagens do portão respiratório, foi proposto um tipo específico de algoritmo de gating baseado em amplitude, também conhecido como gating respiratório ideal (ORG), foi proposto18. O gating respiratório com org permite ao usuário especificar a qualidade da imagem das imagens do portão respiratório, fornecendo um ciclo de dever como entrada para o algoritmo. O ciclo de serviço é definido como uma porcentagem dos dados adquiridos do modo de lista PET que são usados para reconstrução de imagem. Em contraste com muitos outros algoritmos de gating respiratório, este conceito permite ao usuário determinar diretamente a qualidade da imagem das imagens PET reconstruídas. Com base no ciclo de trabalho especificado, calcula-se uma amplitude ideal, que leva em conta as características específicas de todo o sinal de substituto respiratório18. A amplitude ideal para um ciclo de dever específico será calculada a partir de uma seleção de valores diferentes para o limite de amplitude inferior, designado (L), do sinal respiratório. Para cada limite inferior selecionado, o limite de amplitude superior, designado (U), é ajustado de tal forma que a soma dos dados PET selecionados, definida como dados adquiridos quando o sinal respiratório se enquadra na faixa de amplitude (L
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Protocol
Todos os procedimentos realizados envolvendo participantes humanos estavam de acordo com os padrões éticos do conselho interno de revisão (IRB) do centro médico da Universidade Radboud e com a declaração de Helsinque de 1964 e suas alterações posteriores ou padrões éticos comparáveis. O algoritmo ORG é um produto específico do fornecedor e está disponível na família de scanners PET/CT da Siemens Biograph e modelos pet/CT mais recentes.
1. Preparação do paciente
- Anamnese paciente
- Verifique o nome e a data de nascimento do paciente. Os critérios de inclusão são semelhantes à varredura pet não-fechada de rotina. Não são necessários critérios adicionais de in ou exclusão.
- Verifique o rótulo entregue com a seringa contendo o radiotracer (nome, data de nascimento e quantidade de atividade).
NOTA: A quantidade de atividade administrada ao paciente depende da massa corporal do paciente e pode variar entre as instituições (neste protocolo é sugerida uma quantidade de 3,2 MBq/kg). - Certifique-se de que as informações clínicas no formulário de aplicação estão corretas entrevistando o paciente. Pergunte ao paciente se houve mudanças relevantes recentes no tratamento ou medicação.
- Pergunte ao paciente se ele ou ela tem diabetes mellitus (DM). Caso o paciente tenha DM, pergunte se ele ou ela seguiu a preparação adequada (ou seja, nenhuma administração de insulina de trabalho curto menos de 4 horas antes da tomografia computadorizada, ou o uso de agentes de redução de glicose no sangue (como metformina).
- Pergunte ao paciente se ele ou ela tem alguma alergia ou usa anticoagulantes.
- Meça a glicemia do paciente aplicando uma gota de sangue obtida picando a lateral da ponta do dedo do paciente em uma tira de teste dedicada (a glicose sárida não deve exceder 11,0 mmol/L).
- Explique a preparação do paciente e procedimentos de imagem ao paciente.
- Administração do radiotracer
- Garantir acesso venoso ao paciente inserindo uma cânula venosa periférica em uma das veias antecubinas.
- Conecte um sistema de galo de três vias com trava Luer a uma seringa de 20 mL contendo soro fisiológico (esta é a seringa secundária).
- Lave o sistema de galo de três vias com soro fisiológico (com o propósito de desaeração).
- Conecte o galo de três vias com seringa até o final da cânula venosa.
- Verifique se a cânula venosa é patente, lavando cuidadosamente 10 mL de soro fisiológico através da cânula (pergunte ao paciente se ele ou ela tem alguma reclamação durante a lavagem).
- Conecte a seringa contendo o radiotracer (seringa primária) ao galo de parada de três vias. Gire as válvulas do galo de três vias para de modo que a direção de fluxo do fluido através do sistema vai da seringa contendo o radiotracer à cânula venosa periférica. Administre o radiotracer empurrando lentamente o êmbolo da seringa (a seringa contendo o rastreador é colocada em um recipiente protegido por chumbo especial).
- Gire as válvulas do galo de três vias de tal forma que a seringa contendo soro fisiológico esteja conectada à seringa primária (que continha o radiotracer) e lave a seringa para enxaguar qualquer radiotracer residual da seringa.
- Gire as válvulas do galo de três vias e empurre o êmbolo da seringa primária para administrar qualquer radiotracer residual que reste na seringa para o paciente.
- Repita o passo 1.2.7. e 1.2.8. três vezes.
- Gire o galo de três vias (para evitar o fluxo de sangue da veia do paciente) e desprende a seringa primária. Conecte uma terceira seringa contendo furosemida, gire o galo de três vias novamente e administre 0,5 g/Kg de furosemida (com uma quantidade máxima de 10 mg) empurrando o êmbolo da seringa. Remova a cânula venosa periférica e aplique pressão no local da punção usando um curativo estéril. Verifique se não há sangramento significativo e do local da punção e conserte o curativo usando fita médica.
- Incubação do paciente
- Deixe o paciente descansar em uma posição confortável, de preferência em uma sala mal iluminada, por 50 minutos.
- Depois de 50 minutos, instrua o paciente a anular sua bexiga.
- Aos 55 minutos, escolte o paciente até o scanner e posicione o supino do paciente com os braços para cima na cama do scanner. Use suporte de braço adequado para torná-lo o mais confortável possível para o paciente. Se o paciente não for capaz de elevar os braços, a varredura pode ser realizada com a posição dos braços ao lado do paciente.
- Observe o padrão respiratório do paciente e fixe o cinto respiratório ao redor do tórax do paciente (geralmente, a posição logo abaixo da caixa torácica é ótima). Certifique-se de que o sensor seja colocado em um local onde a excursão da parede abdominal é identificada após inspeção visual (geralmente 5-7 cm da linha média). Fixar o cinto ao redor do paciente usando o sistema de fechamento baseado em Velcro.
- Verifique se o sinal respiratório permanece dentro dos limites do alcance mínimo e máximo (se o sinal respiratório estiver cortando, aperte ou aperte o cinto adequadamente).
- Dica: Certifique-se de que o cinto está apertado o suficiente ao redor do peito do paciente. Dado que os pacientes entram em um estado mais relaxado após algum tempo, o sinal respiratório tende a cair (deriva de linha de base do sinal). Isso evita que o sinal saia dos limites, mantendo assim uma alta qualidade de sinal de barriga de aluguel que está sendo usado para gating respiratório.
- Comece a digitalizar em 60 minutos após o tempo de incubação.
2. Aquisição e reconstrução de imagens
- Seleção de protocolos
- Selecione o protocolo do corpo inteiro no scanner. Isso pode ser feito movendo o cursor sobre a categoria de protocolo apropriada (indicado pelos círculos próximos ao ícone do paciente no cartão de exame) e clique no protocolo apropriado(Figura 3).
- O protocolo de aquisição da ORG começará com uma varredura de reconhecimento (topograma) do paciente. Para iniciar a aquisição do topograma, pressione a tecla de partida do scanner (chave redonda amarela com um sinal de radiação) na caixa de controle do scanner(Figura 4). Para interromper ou abortar a aquisição do topograma, pressione a tecla suspender ou parar, respectivamente.
- Comece planejando as posições de cama PET no topograma. Isso pode ser feito clicando no botão esquerdo do mouse no topograma e definindo o intervalo de varredura.
- Selecione as posições da cama que serão corrigidas para movimento respiratório(Figura 5).
NOTA: Estas são as posições 'fechadas' da cama que cobrem o tórax. As posições 'fechadas' da cama são registradas no modelo de lista. Dependendo da indicação clínica, as posições do leito que cobrem o abdômen superior também podem ser fechadas (por exemplo, quando a imagem é indicada para lesões hepáticas ou pancreáticas). Para as posições de cama não fechadas, é necessário apenas registrar os sinogramas para reconstrução de imagem. - Definir o tempo de gravação de imagem para as posições de cama PET(Figura 5).
NOTA: Dependendo da quantidade de atividade injetada, a duração da varredura das posições não fechadas da cama deve ser adaptada para produzir qualidade de imagem suficiente. Além disso, o tempo de gravação das posições de cama não fechadas em combinação com o ciclo de dever sendo utilizado para a reconstrução da imagem das posições do leito fechado, é determinado o tempo de gravação das posições do leito fechado. Por exemplo, para um ciclo de serviço de 35%, alongar a varredura pelo fator 3 produz estatísticas aproximadamente semelhantes para posições de cama fechadas e não fechadas. O protocolo de imagem sugerido no Radboud University Medical Center é um tempo de gravação para posições de cama não fechadas de 2 minutos, enquanto para posições fechadas o tempo de gravação de posições de cama é de 6 minutos usando um ciclo de serviço de 35% - Depois de configurar os parâmetros de aquisição, pressione e segure a tecla iniciar (botão redondo amarelo com um sinal de radiação) na caixa de controle do scanner e espere até que a cama do scanner volte para a posição inicial. Pressione novamente a tecla de partida para adquirir uma tomografia de baixa dose do paciente (cabeça aos pés). Após a aquisição da tomografia computadorizada, pressione a tecla iniciar a tomografia.
- Durante a aquisição da imagem, verifique regularmente o paciente e a qualidade do sinal respiratório (ajuste a correia respiratória, se necessário).
NOTA: O ajuste da correia só deve ser realizado quando não forem adquiridas posições respiratórias do leito fechado. Portanto, os ajustes devem ser feitos antes ou depois que essas posições de cama forem adquiridas. O ajuste da correia durante a aquisição da posição de cama fechada afetará a qualidade das imagens org. Uma observação cuidadosa do sinal respiratório e possível ajuste da correia respiratória antes da aquisição das posições do leito fechado é necessária para neutralizar qualquer deriva significativa da linha de base do sinal durante a varredura pet.
- Reconstrução de imagem
- Revise o sinal respiratório adquirido e selecione o ciclo de plantão adequado para as posições de cama fechadas(Figura 6).
NOTA: A amplitude utilizada para gating respiratória é sobreposta ao sinal respiratório). Verifique se há inconstancies ou derivas de linha de base no sinal respiratório que podem influenciar a qualidade do gating respiratório. - Selecione o protocolo de reconstrução de imagem otimizado para visualização(Figura 7). Este é geralmente um protocolo de reconstrução de imagem de alta resolução com tamanhos de voxel menores para detecção de pequenas lesões. É importante perceber que o algoritmo ORG calculará a amplitude ideal usando todo o sinal respiratório das posições de cama selecionadas. Embora diferentes ciclos de dever possam ser usados para diferentes posições de cama (por exemplo, para corrigir um sinal respiratório de qualidade variada), o uso de diferentes ciclos de dever para diferentes posições de cama não é aconselhável, dado que isso introduzirá variações na qualidade da imagem entre diferentes posições de cama.
NOTA: Aqui está um protocolo de reconstrução de imagem de exemplo para visualização:- Algoritmo: TrueX + TOF (UltraHD PET)
- Número de iterações:3
- Número de subconjuntos: 21
- Tamanho da matriz: 400 × 400
- Filtragem pós-reconstrução, kernel (3D Gaussian), largura total metade máxima (FWHM): 3,0 mm
- Ciclo de serviço 35%
- Além disso, reconstrua as imagens PET com um protocolo compatível com a iniciativa Research4Life (EARL) para imagens pet quantitativas. Geralmente são imagens de menor resolução com filtragem pós-reconstrução específica aplicada.
NOTA: Aqui está um protocolo de reconstrução de imagem de exemplo para quantificação de imagem:- Algoritmo: TrueX + TOF (UltraHD PET)
- Número de iterações: 3
- Número de subconjuntos: 21
- Tamanho da matriz: 256
- Filtragem pós-reconstrução, kernel (3D Gaussian), largura total metade máxima (FWHM): 8,0 mm
- Ciclo de serviço 35%
- Envie as imagens reconstruídas para o arquivo PACS. As imagens estão prontas para serem avaliadas pelo médico de medicina nuclear
- Revise o sinal respiratório adquirido e selecione o ciclo de plantão adequado para as posições de cama fechadas(Figura 6).
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Representative Results
O uso de ORG no PET resulta em uma redução global do desfoque induzido respiratório das imagens. Por exemplo, em uma avaliação clínica de pacientes com câncer de pulmão celular não pequeno (NSCLC), a ORG resultou na detecção de mais lesões pulmonares e linfonodos hilar/mediastinal20. Isso é facilmente demonstrado nas figuras 8 e 9,mostrando imagens pet não fechadas e org pet de pacientes com NSCLC.
Em particular, a ORG resultou em mudanças de manejo em pacientes com estágios iniciais da doença (I-IIB) onde a detecção de lesões adicionais de linfonodos pode afetar significativamente o tratamento prescrito e procedimentos diagnósticos adicionais necessários. Esses resultados são confirmados por um estudo realizado por van der Gucht et al. para lesões localizadas no abdômen superior21. O uso de ORG resultou na detecção de mais lesões no FDG-PET de pacientes com lesões hepáticas e perihepaticamente localizadas. Embora esses resultados apoiem que o uso de ORG possa levar a um melhor diagnóstico e estadiamento dos pacientes, o impacto clínico exato da ORG permanece incerto.
A quantificação da imagem é significativamente impactada quando a ORG foi usada para corrigir imagens pet para movimento respiratório, particularmente para lesões pulmonares localizadas perto das regiões diafragma e hilar dos pulmões. Em um estudo que investigou os efeitos da ORG em 66 pacientes com câncer de pulmão, houve um aumento estatisticamente significativo na absorção média de SUV (SUVmean)nas imagens org em relação às imagens PET não fechadas. Em comparação com as imagens PET não fechadas, as imagens org pet mostraram um aumento namédia do SUV de 6,2±12,2% (p<0,0001), 7,4±13,3% (p<0.0001), e 9,2±14,0% (p<0,0001), para ciclos de impostos de 50%, 35% e 20% respectivamente12.
Além disso, observou-se uma diminuição estatisticamente significativa nos volumes metabólicos das lesões quando a ORG foi realizada. Esses volumes foram segmentados utilizando-se de um limiar fixo de crescimento de região (40% do algoritmo de segmentação de captação máxima (SUVmax). Houve queda de 6,9±19,6% (p=0,02), 8,5±19,3% (p<0,0001), e 11,3±20,2% (p<0,0001) para ciclos de impostos de 50%, 35% e 20% respectivamente12. O aumento significativo da absorção e diminuição do volume metabólico indicam a remoção efetiva do desfoque de imagem induzido pela respiração das imagens PET quando o ORG é realizado. Além disso, mostrou-se que a influência dos artefatos do movimento respiratório na quantificação da absorção e volume da lesão dependia da localização anatômica. Houve apenas um aumento significativo namédia do SUV e diminuição do volume de lesões localizadas nos lobos pulmonares inferiores e, principalmente, lesões localizadas centralmente (particularmente hilar). O efeito da localização anatômica é prontamente demonstrado na Figura 10,mostrando duas lesões diferentes do NSCLC em um único paciente. Além disso, comparar as imagens org pet reconstruídas com um ciclo de dever de 35% com suas imagens equivalentes não fechadas mostrou que os níveis de ruído de imagem são comparáveis, demonstrando que a qualidade da imagem é mantida constante ao usar org12.
A relação entre ciclo de dever e ruído de imagem foi demonstrada pelo cálculo do coeficiente de variação (COV) da absorção de FDG em parenchyma pulmonar não afetado. O COV em imagens não fechadas utilizando todos os dados disponíveis foi, em média, 26,1±6,4%, enquanto o COV em imagens ORG PET reconstruídas com um ciclo de serviço de 20% foi de 39,4±7,5%. Houve diferença não significativa no COV entre as imagens org pet reconstruídas com um ciclo de dever de 35% (32,8±6,4%) e suas imagens equivalentes não fechadas (31,8±5,6%). A Figura 11 mostra duas imagens PET org diferentes e PET não-fechadas com qualidade estatística diferente. Este número demonstra que a redução do ciclo de serviço aumenta a quantidade de ruído, enquanto a qualidade da imagem ORG PET reconstruída com um ciclo de dever de 35% e a imagem equivalente não fechada é mantida constante. Embora a ORG resulte em redução significativa do volume da lesão quantificada em imagens PET, a redução absoluta do volume não rendeu nenhuma redução significativa da dose de radiação entregue aos órgãos em risco (OARs) durante o planejamento da radioterapia, como demonstrado em outro estudo22.
O efeito desfoque do movimento respiratório também está afetando a quantificação da heterogeneidade intra-tumoral. Em uma coorte de 60 pacientes do NSCLC, a ORG resultou em diferenças estatisticamente significativas na quantificação da textura das lesões nos lobos médio e inferior23. Para as características texturais; ênfase de alta intensidade (HIE), entropia, porcentagem de zona (ZP) e dessimilaridade, o aumento relativo foi de 16,8% ± 17,2% (p = 0,006), 1,3% ± 1,5% (p = 0,02), 2,3% ± 2,2% (p = 0,002), 11,6% ± 11,8% (p = 0,006) entre as imagens ORG PET e suas imagens PET equivalentes não fechadas. A quantificação da heterogeneidade intra-tumora não foi significativamente afetada para lesões nos lobos pulmonares superiores. A redução média dessas características texturais foi de 1,0% ± 7,7% (p = 0,3), 0,35% ± 1,8% ( p = 0,3), 0,35% ± 1,8% (p = 0,3), 0,35% 1,7% ± 13,2% (p = 0,4), e 0,4% ± 2,7% (p = 0,5), por dissimilaridade, entropia, HIE, e ZP, respectivamente. Além disso, não houve diferença significativa entre as imagens PET org e não-fechadas para lesões localizadas centralmente, com aumento médio de 0,58% ± 3,7% (P = 0,6), 5,0% ± 19,0% (P = 0,4), 5,0% 0,59% ± 4,0% (P = 0,9), e 4,4% ± 27,8% (P = 0,4), para entropia, diferença, ZP e HIE, respectivamente. Embora a quantificação das características texturais tenha sido significativamente afetada para lesões localizadas nos lobos pulmonares médio e inferior, os modelos de regressão de Cox multivariados para sobrevivência não foram significativamente afetados23. Além da quantificação da heterogeneidade intra-tumora de lesões pulmonares, o movimento respiratório pode resultar em alterações significativas na quantificação da heterogeneidade intra-tumoral das lesões localizadas na região abdominal superior. Isso é facilmente demonstrado em um estudo que investiga o efeito da ORG na quantificação de pacientes com adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC)24. A remoção de artefatos de movimento respiratório de imagens PET usando org afeta consideravelmente a quantificação de características texturais em lesões PDAC. Observou-se que a correlação das características de textura calculada com a sobrevida geral foi significativamente afetada.
Figura 1: a) Distribuição fisiológica de 18F-fluorodeoxiclycose (FDG) em um paciente submetido a tomografia de emissão de pósitrons (PET). Há uma absorção significativa de FDG no coração, cérebro e fígado do paciente. b) Aumento da absorção de FDG em múltiplas metástases pulmonares, linfáticos e distâncias em um paciente com câncer de pulmão de células não pequenas estágio IV (NSCLC), demonstrando a absorção preferencial de FDG em lesões de câncer quando comparado com a maioria dos outros tecidos não afetados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Gating baseado em fase e amplitude na tomografia de emissão de pósitrons (PET). a) Gating baseado em fase, b) gating à base de amplitude e c) gating respiratório ideal (ORG). Durante a gating baseada em fase, cada ciclo respiratório é subdividido em um número fixo de portões (neste caso 4). Os dados coletados em um portão específico serão usados para reconstruir uma imagem da qual os principais componentes de movimento respiratório serão removidos. O gating baseado em amplitude baseia-se na definição de um limite de amplitude superior e inferior. As abordagens de gating respiratória baseada em amplitude normalmente dependem da especificação de uma amplitude do usuário. Os dados coletados quando os sinais respiratórios se enquadram na amplitude definida serão utilizados para a reconstrução da imagem. O algoritmo de gating respiratório ideal (ORG) usa uma abordagem baseada em amplitude e calculará uma amplitude ideal com base no ciclo de serviço (porcentagem dos dados PET necessários para a reconstrução da imagem) fornecidos. A menor amplitude que ainda contém a quantidade especificada de dados necessários para a reconstrução de imagem (soma total das áreas sombreadas em azul) é selecionada como a faixa de amplitude ideal (W). Para isso, o algoritmo org ajusta o limite superior (U) para diferentes valores do limite inferior (L). Geralmente, o aumento do número de portões ou a redução da amplitude resultarão em uma rejeição mais eficaz do movimento respiratório ao custo do aumento do ruído da imagem. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Seleção do protocolo de imagem adequado. Um protocolo de imagem predefinido pode ser selecionado selecionando um protocolo de uma categoria específica (ao hoovering o mouse sobre as categorias de protocolo (indicado pela caixa vermelha) e selecionar um protocolo no menu suspenso). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Diferentes teclas na caixa de controle dos scanners Siemens mCT e Horizon PET/CT. 1) Chave de movimento, usada para mover a mesa do paciente para a próxima posição de medição, 2) Descarregar a chave do paciente: usada para mover a mesa do paciente para a posição de descarga após a aquisição da imagem, 3) Tecla inicial: Usada para acionar uma varredura, o sinal de alerta de radiação (4) acenderá durante a aquisição da imagem, 4) Lâmpada de aviso de radiação: Indica e fornece um sinal de alerta quando o tubo de raio-X estiver ligado, 5) Suspender a chave: Usada para segurar o procedimento de varredura. Este é o método preferido para interromper uma varredura antes da conclusão. A opção de suspensão permite reiniciar o protocolo de imagem no ponto é interrompido, 6) Ouça a tecla do paciente: Pressione esta tecla para ouvir o paciente, o diodo de luz indicou que a conexão de escuta está ativa, pressione esta tecla novamente para liberar a conexão auditiva, 7) Alto-falante, 8) Ligue para a tecla do paciente: Segure esta chave enquanto fala com o microfone (10) para fornecer instruções ao paciente, 9) Pare a tecla: Usada para parar imediatamente o procedimento de varredura, usado em caso de emergência, 10) Microfone. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Após a aquisição do topograma, o tempo de aquisição de diferentes posições de cama deve ser especificado (na aba 'Rotina'). Neste exemplo, as posições do leito fechado são registradas por 6 minutos (cama 2), enquanto as posições de cama não fechadas são adquiridas em 2 minutos (cama 1 e 3). As posições de cama fechadas (destacadas em laranja no topograma) podem ser definidas definindo a opção 'Physio' para 'On' na segunda coluna. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: A forma de onda respiratória do paciente é exibida na parte superior do painel juntamente com um histograma da frequência respiratória (parte inferior) na aba 'Gatilho'. O ciclo de serviços pode ser selecionado no menu suspenso à direita (neste caso 35%). Este protocolo tem um tempo padrão de aquisição de imagem de 6 minutos por posição de cama para posições fechadas e 2 minutos para posições de cama não fechadas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7: Seleção do protocolo de reconstrução de imagens (guia 'Recon'), detalhes da reconstrução da imagem podem ser especificados para cada protocolo preenchendo os campos relevantes. Para visualização, um protocolo de reconstrução de imagem de alta resolução é aconselhado a fornecer detalhes nas imagens PET reconstruídas. Para quantificação da absorção de radiotracer em imagens PET, o uso de um protocolo de reconstrução compatível com EARL é aconselhado. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 8: Imagens não fechadas e ótimas (ORG) FDG-PET-CT de um paciente com câncer de pulmão de células não pequenas (NSCLC). Esta figura mostra imagens não-fechadas(a ) e ORG PET(b)de um linfonodo hilar na estação X em um paciente com uma lesão solitária de NSCLC no lobo inferior esquerdo. A imagem ORG PET é reconstruída com um ciclo de 35% de serviço. A redução dos efeitos embaçados do movimento respiratório teria resultado na upstaging deste paciente de cT1N0M0 para cT1N1M0 e na exigência de avaliação histológica do linfonodo hilar utilizando ultrassom endobronquial (EBUS). Este número foi modificado a partir de Grootjans et al. (Câncer de Pulmão 2015). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 9: Imagem não fechada (a) e porta-proteção respiratória ideal (ORG) (b) FDG-PET-CT de uma lesão NSCLC primária e lesão por satélite no gabaro pulmonar direito. A lesão primária é indicada por um 'p' enquanto a lesão do satélite é indicada por um 's' nesta figura. O gating respiratório neste paciente resultou em uma melhor recuperação do contraste das lesões de satélite adjacentes à lesão primária. A presença da lesão foi confirmada no seguimento da tomografia computadorizada, embora esses achados não tenham impactado significativamente o manejo clínico deste paciente, a ORG resultou na detecção de lesões pulmonares adicionais. Este número foi modificado a partir de Grootjans et al. (Câncer de Pulmão 2015). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 10: Imagens não fechadas e ótimas do portão respiratório (ORG) FDG-PET-CT de um paciente com lesões de NSCLC no lobo inferior esquerdo e no hilum pulmonar. Este exemplo mostra o efeito da indefinição do movimento induzido pela respiração na visualização e quantificação das lesões do NSCLC. a) Imagem PET não fechada representando uma lesão no lobo inferior esquerdo, b) Imagem ORG PET, reconstruída com um ciclo de dever de 35% de uma lesão no lobo inferior esquerdo, c) Imagem PET não fechada representando uma lesão no hilum pulmonar esquerdo, d) Imagem ORG PET, reconstruída com um ciclo de dever de 35% de uma lesão no hilum pulmonar esquerdo. Neste paciente, a lesão localizada no hilum pulmonar é submetida a um movimento considerável induzido pela respiração, mostrando um grande efeito na quantificação da absorção da lesão e do volume metabólico quando a ORG é realizada. Para esta lesão, observou-se aumento do valor médio de absorção padronizada (SUVmean) de 31,9% e diminuição do volume metabólico de 23,0%. O efeito do movimento respiratório na quantificação da absorção e volume da lesão foi de 5,3% e 1,9% respectivamente para a lesão no lobo pulmonar superior. Este número foi modificado a partir de Grootjans et al. (Eur Radiol 2014). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 11: Comparação de imagens pet não-respiratórias ótimas (ORG) e pet não fechadas com diferentes estatísticas de contagem em um paciente com câncer de pulmão de células não pequenas estágio IV (NSCLC). A coluna esquerda (a e c) exibe as imagens PET não fechadas reconstruídas com todas(a) e 35%(c)dos dados registrados. Comparar imagens a e c revela que os níveis de ruído são aumentados quando menos dados são usados para reconstrução de imagem, particularmente perceptível nas áreas de absorção relativamente homogênea, como o fígado (indicado com um asterisco '*'). A coluna à direita (b e d) exibe as imagens ORG PET reconstruídas com ciclo de missões de 50% e 35%. Estas imagens mostram que a quantidade de ruído é aumentada quando o ciclo de serviço é reduzido. Comparar a imagem PET não fechada (c) com seu equivalente ORG PET (d) mostra que o efeito de desfoque induzido respiratório é reduzido na imagem org, que é refletida pelo tamanho aparente da lesão metastática na glândula suprarrenal (indicada com um sinal de mais '+') e calices renais do rim esquerdo (indicado com um 'x'). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
Na comunidade de medicina nuclear, os efeitos deterioradores dos artefatos de movimento respiratório na imagem PET têm sido bem reconhecidos por muito tempo. Tem sido demonstrado em muitos estudos que o efeito desfoque dos artefatos do movimento respiratório pode influenciar significativamente a quantificação da imagem e a detectabilidade da lesão. Embora vários métodos respiratórios tenham sido desenvolvidos, a gating respiratória não está sendo amplamente utilizada na prática clínica. Isso se deve particularmente à qualidade de imagem variável resultante, à prolongamento inaceitável dos tempos de aquisição de imagens e à integração não ideal de gating respiratório em um protocolo clínico de imagem corporal completa. A vantagem do ORG é que ele permite uma integração conveniente em um protocolo padrão de imagem PET de corpo inteiro, possibilitando integrar perfeitamente várias posições de cama fechadas e não fechadas em uma única imagem. Além disso, o algoritmo org leva em conta características específicas de todo o sinal respiratório, como fases de platô, ao calcular a amplitude ideal, enquanto o usuário tem a capacidade de especificar diretamente a qualidade da imagem das imagens PET reconstruídas especificando o ciclo de tarefas. No entanto, semelhante a muitos outros métodos de gating respiratório, o ORG requer o uso de sensores externos que são usados para realizar gating respiratório. Além disso, dependendo do ciclo de serviço utilizado, uma quantidade considerável de dados PET é descartada e não é usada para a reconstrução da imagem final. Portanto, o sucesso do gating respiratório com a ORG depende do rastreamento adequado do movimento respiratório usando sensores externos e alongamento dos tempos de aquisição de imagens ou da quantidade de atividade administrada aos pacientes. A dificuldade relacionada ao uso de sensores inspirou o desenvolvimento de gating respiratório baseado em dados, ou sem sensores, se aproxima25,26,27. Essas técnicas orientadas por dados omitem a exigência de um sinal de substituto externo extraindo informações sobre o movimento respiratório dos próprios dados do modo de lista PET. Essas técnicas baseadas em dados foram desenvolvidas por vários fornecedores pet e foram propostas como alternativas clinicamente aplicáveis aos métodos baseados em sensores, facilitando a rotina de gating respiratório pet na prática clínica.
Além de extrair apenas informações sobre o movimento respiratório a partir de dados PET, métodos mais novos permitem o uso de todos os dados PET sendo registrados para reconstrução de imagem28. Essas reconstruções de imagem compensadas por movimento são realizadas transformando dados PET de diferentes fases respiratórias para uma única imagem da qual os artefatos de movimento são removidos. Em comparação com a gating respiratória tradicional baseada em sensores, a reconstrução compensada por movimento não requer alongamento do tempo de aquisição de imagens e impede o uso de hardware adicional durante a gating. Esses métodos removem efetivamente o movimento respiratório das imagens PET, mantendo a qualidade da imagem29. Além disso, com o surgimento de imagens híbridas pet e ressonância magnética (MR), foram desenvolvidos diversos métodos que utilizam informações de movimento derivadas de MR para corrigir imagens PET30,31,32,33. Embora esses métodos existam há algum tempo em um ambiente de pesquisa, os primeiros métodos de gating respiratório orientados por dados entraram no mercado. No entanto, a maioria desses métodos ainda está em desenvolvimento ativo e a melhoria contínua e estudos clínicos maiores são necessários para avaliar o desempenho e robustez desses algoritmos.
Embora os métodos de gating respiratório estejam focados principalmente na correção de imagens PET para artefatos de movimento respiratório, esses algoritmos geralmente não levam em consideração os dados de tomografia adquirida. Na prática clínica, a tomografia de baixa dose (LD) é geralmente realizada sem fornecer instruções respiratórias. O registro de um LDCT adquirido quando o paciente está respirando livremente pode resultar em um significativo descompasso espacial entre PET e LDCT, especialmente para estruturas anatômicas que se movem durante a respiração34. Além de localizar com precisão a captação de radiotracer, o LDCT é usado para correção atenuante das imagens PET. Portanto, o efeito de uma incompatibilidade espacial entre PET e TC pode introduzir profundas imprecisões quantitativas no PET, particularmente quando a captação de radiotracer está localizada perto de estruturas com grandes diferenças de densidade, como tecido pulmonar e ósseo. Vários autores têm investigado diferentes métodos para sincronizar a aquisição de imagens para reduzir a incompatibilidade espacial entre imagens PET e CT. Um método proposto envolve fornecer instruções respiratórias ao paciente durante a aquisição da tomografia computadorizada. Embora as instruções de respiração padrão da CT em combinação com org não tenham rendido uma melhora na correspondência espacial entre o CT e o PET35,as instruções específicas do paciente baseadas no mesmo sinal respiratório e amplitude utilizadas para org resultaram em uma melhora geral da partida espacial entre PET e CT36. No entanto, esses métodos são sensíveis a variações nas instruções do operador e na interpretação do paciente. Os melhores resultados foram obtidos realizando sessões de treinamento com o paciente antes da imagem pet-ct. No entanto, dado que alguns pacientes têm dificuldade em cumprir estas instruções respiratórias devido a uma condição física prejudicada, o sucesso pode permanecer variável em um ambiente clínico. Outras abordagens incluem o uso de tomografia respiratória acionada, onde o sinal respiratório é usado para desencadear a aquisição da tomografiacomputadorizada 34. Essa abordagem em combinação com a ORG resultou em uma redução significativa da incompatibilidade espacial entre as imagens PET e CT. Em estudo que avaliou um protocolo de tomografia padrão mostrou um aumento namédia de SUVmax e SUV de 5,7% ± 11,2% (P < 0,001) e 6,1% ± 10,2% (P = 0,001), respectivamente. Embora o gating 4D ct completo tenha sido proposto para combinar imagens PET e CT, tais estratégias não são aplicáveis na prática clínica de rotina, dada uma exposição inaceitável à radiação ao paciente. Diferentes métodos para reduzir o descompasso espacial entre as imagens PET e CT ainda estão em avaliação por sua eficácia e utilidade clínica.
Embora o movimento respiratório influencie significativamente a quantificação da imagem das imagens PET, permanecem muitos outros fatores técnicos que devem ser levados em conta para manter a reprodutibilidade e a precisão quantitativa das imagens PET11. Esses fatores estão relacionados à preparação do paciente, configurações de aquisição de imagens e protocolos de reconstrução. É importante aderir a protocolos rígidos de aquisição, incluindo o uso de procedimentos semelhantes de preparação do paciente, avaliação da captação de radiotracer em pontos de tempo específicos e parâmetros de digitalização e reconstrução11,37. Nesse sentido, a Associação Europeia de Medicina Nuclear (EANM) fornece orientações sobre fdgpet quantitativo-CT para comparações multicêntricos. Foi demonstrado que a harmonização dos protocolos de imagem utilizando diretrizes padronizadas resulta em uma melhor comparabilidade geral das imagens PET de diferentes instituições38.
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Disclosures
Os autores não declaram conflito de interesses.
Acknowledgments
Os autores gostariam de agradecer a Richard Raghoo por fornecer as imagens PET mostradas na Figura 1.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sensor Port, sensor, black box, wave deck, elastic band, load cell sensor (complete set) | anzai medical co. | respiratory gating system AZ-733V | http://www.anzai-med.co.jp/en/product/item/az733v |
References
- Kostakoglu, L., Agress, H., Goldsmith, S. J. Clinical Role of FDG PET in Evaluation of Cancer Patients. Radiographics. 23 (2), 315-340 (2003).
- Grootjans, W., et al. PET in the management of locally advanced and metastatic NSCLC. Nature Reviews Clinical Oncology. 12 (7), 395-407 (2015).
- Croteau, E., et al. PET Metabolic Biomarkers for Cancer. Biomarkers in Cancer. 8, Suppl 2 61-69 (2016).
- Vlenterie, M., et al. Early Metabolic Response as a Predictor of Treatment Outcome in Patients With Metastatic Soft Tissue Sarcomas. Anticancer Research. 39 (3), 1309-1316 (2019).
- Barrington, S. F., Meignan, M. A. Time to prepare for risk adaptation in lymphoma by standardising measurement of metabolic tumour burden. Journal of Nuclear Medicine. 60 (8), 1096-1102 (2019).
- Grootjans, W., et al. Performance of automatic image segmentation algorithms for calculating total lesion glycolysis for early response monitoring in non-small cell lung cancer patients during concomitant chemoradiotherapy. Radiotherapy and Oncology. 119 (3), 473-479 (2016).
- Grootjans, W., Geus-Oei, L. F., Bussink, J. Image-guided adaptive radiotherapy in patients with locally advanced non-small cell lung cancer: the art of PET. Quarterly Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 62 (4), 369-384 (2018).
- Everitt, S., et al. Acute radiation oesophagitis associated with 2-deoxy-2-[18F]fluoro-d-glucose uptake on positron emission tomography/CT during chemo-radiation therapy in patients with non-small-cell lung cancer. Journal of Medical Imaging and Radiation Oncology. 61 (5), 682-688 (2017).
- Castillo, R., et al. Pre-radiotherapy FDG PET predicts radiation pneumonitis in lung cancer. Radiation Oncology. 74 (9), 1-10 (2014).
- Lee, J. W., Seo, K. H., Kim, E. S., Lee, S. M. The role of 18F-fluorodeoxyglucose uptake of bone marrow on PET/CT in predicting clinical outcomes in non-small cell lung cancer patients treated with chemoradiotherapy. European Radiology. 27 (5), 1912-1921 (2017).
- Aide, N., et al. EANM/EARL harmonization strategies in PET quantification: from daily practice to multicentre oncological studies. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 44, Suppl 1 17-31 (2017).
- Grootjans, W., et al. Amplitude-based optimal respiratory gating in positron emission tomography in patients with primary lung cancer. European Radiology. 24 (12), 3242-3250 (2014).
- Dawood, M., Büther, F., Lang, N., Schober, O., Schäfers, K. P. Respiratory gating in positron emission tomography: A quantitative comparison of different gating schemes. Medical Physics. 34 (7), 3067 (2007).
- Fayad, H., Lamare, F., Thibaut, M., Visvikis, D. Motion correction using anatomical information in PET/CT and PET/MR hybrid imaging. Quarterly Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 60 (1), 12-24 (2016).
- Nehmeh, S. A., et al. A novel respiratory tracking system for smart-gated PET acquisition. Medical Physics. 38 (1), 531-558 (2011).
- Boucher, L., Rodrigue, S., Lecomte, R., Bénard, F. Respiratory Gating for 3-Dimensional PET of the Thorax: Feasibility and Initial Results. Journal of Nuclear Medicine. 45 (2), 214-229 (2004).
- Kokki, T., et al. Linear relation between spirometric volume and the motion of cardiac structures: MRI and clinical PET study. Journal of Nuclear Cardiology. 23 (3), 475-485 (2016).
- van Elmpt, W., et al. Optimal gating compared to 3D and 4D PET reconstruction for characterization of lung tumours. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 38 (5), 843-855 (2011).
- Tsutsui, Y., et al. Accuracy of amplitude-based respiratory gating for PET/CT in irregular respirations. Annals of Nuclear Medicine. 28 (8), 770-779 (2014).
- Grootjans, W., et al. The impact of respiratory gated positron emission tomography on clinical staging and management of patients with lung cancer. Lung Cancer. 90 (2), 217-223 (2015).
- Van Der Gucht, A., et al. Impact of a new respiratory amplitude-based gating technique in evaluation of upper abdominal PET lesions. European Journal of Radiology. 83 (3), 509-515 (2014).
- Wijsman, R., et al. Evaluating the use of optimally respiratory gated 18F-FDG-PET in target volume delineation and its influence on radiation doses to the organs at risk in non-small-cell lung cancer patients. Nuclear Medicine Communications. 37 (1), 66-73 (2016).
- Grootjans, W., et al. The Impact of Optimal Respiratory Gating and Image Noise on Evaluation of Intratumor Heterogeneity on 18F-FDG PET Imaging of Lung Cancer. Journal of Nuclear Medicine. 57 (11), 1692-1698 (2016).
- Smeets, E. M. M., et al. Optimal respiratory-gated [18F]FDG PET/CT significantly impacts the quantification of metabolic parameters and their correlation with overall survival in patients with pancreatic ductal adenocarcinoma. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging Research. 9 (1), 1-10 (2019).
- Büther, F., Vehren, T., Schäfers, K. P., Schäfers, M. Impact of Data-driven Respiratory Gating in Clinical PET. Radiology. 281 (1), 229-238 (2016).
- Feng, T., et al. Self-Gating: An Adaptive Center-of-Mass Approach for Respiratory Gating in PET. IEEE Transactions on Medical Imaging. 37 (5), 1140-1148 (2018).
- Schleyer, P. J., O'Doherty, M. J., Marsden, P. K. Extenstion of a data-driven gating technique to 3D, whole body PET studies. Physics in Medicine & Biology. 56 (13), 3953-3965 (2011).
- Lamare, F., Fayad, H., Fernandez, P., Visvikis, D. Local respiratory motion correction for PET/CT imaging: Application to lung cancer. Medical Physics. 42 (10), 5903-5912 (2015).
- Lamare, F., et al. List-mode-based reconstruction for respiratory motion correction in PET using non-rigid body transformations. Physics in Medicine & Biology. 52 (17), 5187-5204 (2007).
- Manber, R., et al. Clinical Impact of Respiratory Motion Correction in Simultaneous PET/MR, Using a Joint PET/MR Predictive Motion Model. Journal of Nuclear Medicine. 59 (9), 1467-1473 (2018).
- Rank, C. M., et al. Respiratory motion compensation for simultaneous PET/MR based on highly undersampled MR data. Medical Physics. 43 (12), 6234-6245 (2016).
- Küstner, T., et al. MR-based respiratory and cardiac motion correction for PET imaging. Medical Image Analysis. 42, 129-144 (2017).
- Fayad, H., et al. The use of a generalized reconstruction by inversion of coupled systems (GRICS) approach for generic respiratory motion correction in PET/MR imaging. Physics in Medicine & Biology. 60 (6), 2529-2546 (2015).
- van der Vos, C. S., et al. Improving the Spatial Alignment in PET/CT Using Amplitude-Based Respiration-Gated PET and Respiration-Triggered CT. Journal of Nuclear Medicine. 56 (12), 1817-1822 (2015).
- van der Vos, C. S., et al. Comparison of a Free-Breathing CT and an Expiratory Breath-Hold CT with Regard to Spatial Alignment of Amplitude-Based Respiratory-Gated PET and CT Images. Journal of Nuclear Medicine Technology. 42 (4), 269-273 (2014).
- van der Vos, C. S., Meeuwis, A. P. W., Grootjans, W., de Geus-Oei, L. F., Visser, E. P. Improving the spatial alignment in PET/CT using amplitude-based respiratory-gated PET and patient-specific breathing-instructed CT. Journal of Nuclear Medicine Technology. 47 (2), 154-159 (2018).
- Houdu, B., et al. Why harmonization is needed when using FDG PET/CT as a prognosticator: demonstration with EARL-compliant SUV as an independent prognostic factor in lung cancer. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 46 (2), 421-428 (2019).
- Kaalep, A., et al. EANM/EARL FDG-PET/CT accreditation - summary results from the first 200 accredited imaging systems. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 45 (3), 412-422 (2018).
