Equipe de pesquisadores desenvolvem PET cerebral de super resolução

Uma equipe francesa e americana de engenheiros da computação e investigadores de radiologia combinou o FDG-PET com uma câmera infravermelha em tempo real que rastreia o movimento e produziu varreduras de super-resolução com resolução espacial visivelmente melhor em comparação com aquisições estáticas.

15 Jun, 2021

Os pesquisadores desenvolveram um novo sistema de imagem PET que aumenta significativamente a resolução espacial e pode levar a uma melhor detecção da patologia associada à doença de Alzheimer, de acordo com um estudo apresentado em 13 de junho na reunião anual da Sociedade de Medicina Nuclear Molecular Imaging (SNMMI). Uma equipe francesa e americana de engenheiros da computação e investigadores de radiologia combinou o FDG-PET com uma câmera infravermelha em tempo real que rastreia o movimento e produziu varreduras de super-resolução com resolução espacial visivelmente melhor em comparação com aquisições estáticas. O sistema pode superar as limitações do PET relacionadas ao movimento do paciente durante a realização de imagens cerebrais, de acordo com os pesquisadores.

"Nós mostramos que é realmente possível aproveitar esse movimento geralmente indesejado para aumentar a resolução espacial no PET do cérebro usando uma técnica chamada super resolução", disse o autor principal Yanis Chemli do Gordon Center for Medical Imaging em Boston, MA.

O movimento do paciente reduz significativamente a resolução espacial no PET e torna mais difícil identificar biomarcadores patológicos no cérebro associados a doenças, como a proteína tau na doença de Alzheimer. A tecnologia de imagem de super resolução normalmente se refere a técnicas de reconstrução que sincronizam imagens de baixa resolução ou sequências do mesmo objeto para formar imagens de alta resolução. A técnica tem sido aplicada em imagens médicas com resultados variados.

Neste estudo, os pesquisadores procuraram desenvolver e avaliar uma estrutura de estimativa de super resolução para PET cerebral que mede de forma precisa e contínua os deslocamentos de objetos, tirando proveito de uma câmera infravermelha de rastreamento de movimento de alta resolução. Estudos com fantomas cerebrais Hoffman 3D e primatas não humanos (macaco rhesus) foram realizados em um scanner PET / CT (Discovery MI, GE Healthcare ). A câmera externa de rastreamento de movimento (Polaris Vega, NDI), que oferece uma precisão de rastreamento de até 0,12 mm, foi integrada ao scanner por meio de uma interface personalizada.

Os simuladores cerebrais preenchidos com F-18 FDG foram escaneados por 15 minutos no modo de lista enquanto eram submetidos a movimentos de rotação e translação contínuos. Os pesquisadores simularam o movimento da cabeça movendo a cama, deslocando e girando o objeto e movendo a matriz de reconstrução. Da mesma forma, um macaco rhesus foi injetado com F-18 FDG e escaneado por 15 minutos no modo de lista com movimento contínuo da cabeça induzido manualmente. As aquisições de PET estático de referência foram realizadas sem indução de movimento.

Para ambos os estudos de fantasmas e macacos, o sistema combinado de super resolução resultou em imagens PET com resolução espacial visivelmente aumentada, em comparação com aquisições estáticas reconstruídas usando voxels de 1 ou 2 mm. As novas imagens proporcionaram uma visualização melhorada de pequenas estruturas cerebrais corticais e subcorticais, de acordo com os pesquisadores.

No geral, o novo método obteve melhor controle de ruído do que reconstruções estáticas com o mesmo tamanho de voxel devido à interpolação de transformações de movimento contínuo durante a estimativa da imagem. Os perfis de linha confirmaram a resolução espacial aprimorada para as imagens de super resolução em ambos os estudos fantasma e animal. "Aproveitando o movimento e usando um dispositivo de rastreamento de alta resolução, podemos realmente alcançar a super resolução e reconstruir as imagens além da resolução intrínseca do scanner", disse Chemli. 

"Enquanto testamos a técnica de super resolução apenas em estudos pré-clínicos, estamos trabalhando atualmente para estendê-la a seres humanos. No futuro, esperamos melhorar a deposição de tau de imagem nos estágios iniciais da doença de Alzheimer com os scanners clínicos atuais", concluiu.

Imagem: Resultado do estudo do fantasma cerebral de Hoffman. Linha superior: mesma fatia PET reconstruída com maximização de expectativa de subconjunto ordenado estático de 2 mm (OSEM), (B) OSEM estático de 1 mm, método de super resolução proposto (SR) e fatia de TC correspondente (observe que a imagem de TC pode ser tratada como uma referência de alta resolução). (Linha do meio) Aplique zoom na região de interesse para as imagens correspondentes. (Linha inferior) Perfis de linha para os dados correspondentes. Imagem cortesia de Yanis Chemli.

Fonte: https://www.auntminnie.com/index.aspx?sec=sup&sub=mol&pag=dis&ItemID=132673

 

 

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