Details

Autor(en) / Beteiligte

• Lee, Benjamin C.
• Moody, Jonathan B.
• Weinberg, Richard L.
• Corbett, James R.
• Ficaro, Edward P.
• Murthy, Venkatesh L.

Titel

Optimization of temporal sampling for 82rubidium PET myocardial blood flow quantification

Ist Teil von

• Journal of nuclear cardiology, 2017-10, Vol.24 (5), p.1517-1529

Ort / Verlag

New York: Elsevier Inc

Erscheinungsjahr

2017

Quelle

SpringerNature Journals

Beschreibungen/Notizen

• Suboptimal temporal sampling of left ventricular (LV) blood pool and tissue time-activity curves (TACs) may introduce bias and increased variability in estimates of myocardial blood flow (MBF) and flow reserve (MFR) from dynamic PET myocardial perfusion images. We aimed to optimize temporal sampling for estimation of MBF and MFR. Twenty-four normal volunteers and 32 patients underwent dynamic stress/rest rubidium-82 chloride (82Rb) PET imaging. Fine temporal sampling was used to estimate the full width at half maximum (FWHM) of the LV blood pool TAC. Fourier analysis was used to determine the longest sampling interval, TS, as a function of FWHM, which preserved the information content of the blood phase. Dynamic datasets were reconstructed with frame durations varying from 2 to 20 seconds over the first 2 minutes for the blood phase and 30 to 120 seconds for the tissue phase. The LV blood pool and tissue TACs were sampled using regions of interest (ROI) and fit to a compartment model for quantification of MBF and MFR. The effects of temporal sampling on MBF and MFR were evaluated using clinical data and simulations. TS increased linearly with input function FWHM (R = 0.93). Increasing the blood phase frame duration from 5 to 15 seconds resulted in MBF and MFR biases of 6-12% and increased variability of 14-24%. Frame durations <5 seconds had biases of less than 5% for both MBF and MFR values. Increasing the tissue phase frame durations from 30 to 120 seconds resulted in <5% biases. A two-phase framing of dynamic 82Rb PET images with frame durations of 5 seconds (blood phase) and 120 seconds (tissue phase) optimally samples the blood pool TAC for modern 3D PET systems. Una subóptima adquisición temporal del contenido sanguíneo del ventrículo izquierdo así como de las curvas de actividad tiempo (CAT) tisulares pueden introducir sesgos e incremento de la variabilidad en las estimaciones del flujo sanguíneo miocárdico (FSM) y la reserva de flujo (RFM) a partir de las imágenes dinámicas de perfusión miocárdica con PET. Nuestro objetivo fue optimizar la adquisición temporal para el cálculo de FSM y RFM. 24 voluntarios normales y 32 pacientes se sometieron a un estudio PET con Cloruro de Rubidio-82 (82Rb) y protocolo estrés/reposo. Se utilizó una cuidadosa adquisición temporal para estimar el “full width at half máximum” (FWHM) de la CAT del contenido sanguíneo ventricular izquierdo. Se utilizó el análisis de Fourier para determinar el intervalo de adquisición más largo, IA, en función del FWHM, que preservó el contenido informativo de la fase sanguínea. Los conjuntos de datos dinámicos se reconstruyeron con duraciones de los cuadros que variaron de 2 a 20 segundos durante los primeros dos minutos para la fase sanguínea y de 30 a 120 segundos para la fase tisular. Las CAT tisular y del contenido sanguíneo ventricular se obtuvieron usando regiones de interés (ROI, por sus siglas en ingles) y se ajustaron a un modelo compartamental para la cuantificación de FSM y RFM. Los efectos de la adquisición temporal sobre el FSM y RFM se evaluaron utilizando datos clínicos y simulaciones. El IA aumentó linealmente con el aporte de la función FWHM (R=0.93). Aumentando la duración de los cuadros de la fase sanguínea de 5 a 15 segundos se incremento el sesgo del FSM y RFM en la fase de estrés en un 10% así como la variabilidad en el 20-25%. La duración de los cuadros menor a 5 segundos tuvo sesgos de menos del 5% para los valores de FSM y RFM. Aumentando la duración de los cuadros de la fase tisular de 30 a 120 segundos resultó en sesgos menores a 2%. Realizar las 2 fases del PET con 82Rb con duraciones de los cuadros de 5 segundos (fase sanguínea) y 120 segundos (fase tisular) es optimo para adquirir la CAT del contenido sanguíneo ventricular en los nuevos sistemas de PET 3D. 在用动态的 PET 心肌灌注影像评估心肌血流量(MBF)和血流储备(MFR)时, 对左心室血池和组织时间活动曲线(TACs)的不恰当时间采样可能会引起结果的偏差和不稳定。本研究拟优化MBF和MFR评估的时间采样方案。 24 名正常志愿者和32名患者采用动态静息/负荷铷-82氯化物(82Rb)PET成像,使用良好的时间采样来评估左心室血池TAC的半峰值处全幅宽度(FWHM)。采用傅里叶变换来确定最长采样间隔(Ts),Ts作为FWHM的一个函数反映血液相位的信息。随着帧持续时间的改变, 从超过前两分钟后的第2到20秒血液相位动态数据集被重建,以及从第30到120秒组织相位数据集被重建。对左心室血池和组织的TACs用兴趣区(ROI)进行采样,然后拟合成隔室模型,实现对MBF和MFR的量化。时间采样对MBF和MFR的影响使用临床数据和计算机模拟进行评估。 Ts 随着输入函数FWHM呈线性增加(R=0.93)。增加血液相位帧持续时间5到15秒导致负荷MBF和MFR出现10%的偏差并且增加了20%-25%的不稳定性,而小于5秒的帧持续时间导致MBF和MFR值出现小于5%的偏差。增加组织相位帧持续时间30到120秒导致MBF和MFR值小于2%的偏差。 一个两相位帧的动态(82Rb)PET图像且持续时间为5秒(血液相位)和120秒(组织相位),能够最佳地对现代3DPET系统的血池TAC采样。