Pruebas técnicas de aceptación de la PET/CT del modelo Biograph Vision 450 de Siemens - Ramírez Morera, Óscar Paul (2023)
Esta tesis académica, para optar por el título de maestría académica en física médica, versa sobre las pruebas técnicas de aceptación del sistema tomográfico PET/CT BV 450, el cual pertenece al proyecto ciclotrón-PET/CT de la UCR. Dichas pruebas técnicas buscan comprobar el correcto desempeño de la PET/CT BV 450 (objeto de estudio), el cual se verifica mediante la inspección de un conjunto de parámetros técnicos de calidad de imagen y su confrontación con valores de referencia de estándares protocolarios internacionales o técnicos del fabricante Siemens Healthineers. Así, pues, el objetivo general de esta tesis académica fue verificar el desempeño correcto de la PET/CT BV 450 para la producción de imágenes médicas funcionales y anatómicas de alta calidad para la investigación científica o clínica. Ahora bien, para llevarse a cabo dicho objetivo general en esta tesis académica, se desarrollaron tres capítulos, los cuales corresponden con tres objetivos específicos: en el primer capítulo, se muestra la teoría científica pertinente para la explicación del funcionamiento de la PET/CT BV 450; en el segundo capítulo, se redacta el protocolo de pruebas técnicas de aceptación de la PET/CT BV 450 (i.e., la metodología); y, finalmente, en el tercer capítulo, se realizan los correspondientes análisis y discusión de los resultados de las mediciones de las pruebas técnicas de aceptación, confrontando dichos resultados con los criterios técnicos de aprobación protocolaria. Una vez terminados el análisis y la discusión de resultados, una síntesis de los resultados se presentará. En síntesis, los resultados de CT fueron: (1) exactitud del alineamiento del láser en el rango 0.00–1.96 mm; dichos valores son menores a 2 mm. (2) exactitud del desplazamiento de la camilla (i) horizontal en el rango -1.50–0.50 mm, (ii) vertical en el rango 0.00–1.00 mm; dichos valores son menores a 2 mm. (3) desempeño de bajo contraste (valores de CNR) de 3.821 > 1.000 (protocolo de cabeza adulta), 1.006 > 1.000 (protocolo de abdomen adulto), 0.758 > 0.700 (protocolo de cabeza pediátrica), 4.768 > 0.400 (protocolo abdomen pediátrico). (3) resolución espacial para el patrón visible de 10 barras de aluminio, el cual es mayor a 6 barras de aluminio. (4) uniformidad de los números CT (diferencias de medidas entre valores periféricos y el valor central) dada por el rango 0.000–3.676 UH; ningún valor superó las 5 UH. (5) exactitud del número CT evaluada en acrílico (120.270–132.264 UH), en agua (3.230–6.099 UH), en aire (-996.727–-991.132 UH), en polietileno (-97.373–-84.267 UH) y en teflón (864.332–966.124 UH); todos estos valores en UH se encuentran dentro de los rangos protocolarios para cada tipo de material. (6) evaluación visual de artefactos; no hubo ningún artefacto indicador de un problema sistémico. (7) dosimetría de CT (comparación de valores de CTDIVOL medidos con cámara de ionización con los valores reportados por el propio sistema tomográfico); para cuatro protocolos distintos de escaneo (cabeza y abdomen, adulto y niño), los valores de error de medición (en el rango de 0.13–6.93%) no excedieron el 20%. (8) ancho del haz de radiación (comparación entre el valor de la medición de dicho ancho y el ancho nominal según el propio sistema tomográfico); para tres colimaciones distintas del haz de rayos X, obtuvimos (i) 1×5: 1.00, 20.00%, (ii) 6×1.2: 2.80, 38.89%, (iii) 12×1.2: 3.60, 25.00%, donde se cumple que la diferencia absoluta no se excede de 3 mm o el error porcentual no supera el 30%. En síntesis, los resultados de PET y PET+CT fueron: (1) la resolución espacial resultó en el rango de valores medidos de FWHMespacial de 3.37–3.44 mm, el cual corresponde con un rango de errores porcentuales de 0.405%–8.147%; algunos de estos valores porcentuales no superan el 5% de error porcentual y algunos valores de FWHMespacial no superan los valores del fabricante (3.40, 3.70 mm). (2) la sensibilidad, cuyos valores medidos, relativos al isocentro, fueron 10.26 cps/kBq (en 0 cm) y 10.44 cps/kBq (en 10 cm); el valor medio 10.35 cps/kBq es superior al valor del fabricante (8.9 cps/kBq). (3) la fracción medida de dispersión fue 37.86% tal que 37.86% < 1.05·39% (valor del fabricante) y la estimación de las pérdidas de cuentas por tiempo muerto y por eventos aleatorios fue 156.23 kcps, el cual sólo se desvía del valor dado por el fabricante (160 kcps) por un 2.35%. (4) la evaluación de la exactitud de las correcciones, por pérdidas de cuentas (tiempo muerto) y por eventos aleatorios, resultó en un error de conteo de coincidencias verdaderas de – 3.4% (NECRmax), el cual corresponde con una tasa medida de cuentas verdaderas casi idéntica a la tasa de cuentas verdaderas de baja radioactividad (96.6% de similitud). (5) la resolución de sincronización de coincidencias de tiempo de vuelo resultó en un valor de FWHMtemporal de 213.1 ps tal que 213.1 ps < 1.05·214 ps (valor del fabricante). (6) la evaluación de la calidad de imagen resultó en el rango de valores medidos de recuperación de contraste porcentual de 29.29–83.72% y en el rango de valores medidos de variabilidad porcentual del fondo de 2.66%–3.72%; dichos rangos corresponden con valores de contraste suficientemente altos y valores de variabilidad del fondo suficientemente bajos. (7) la prueba de la exactitud del corregistro de las imágenes PET+CT resultó en diferencias de distancias entre fuentes radioactivas, medidas en la imagen CT y en la imagen PET, de 0.913 mm (línea 1-2) y 0.738 mm (línea 1-3); ninguno de estos valores medidos superó 1 mm. Las dos síntesis anteriores de los resultados de las pruebas técnicas de aceptación de la PET/CT BV 450 mencionan, para cada uno de los puntos de cada prueba técnica en particular, el correspondiente criterio técnico de aprobación al final de la redacción de cada punto. Por lo tanto, todas las pruebas técnicas de aceptación de la PET/CT BV 450, efectuadas para el desarrollo de esta tesis académica, fueron aprobadas por dicho sistema tomográfico. Por consiguiente, el sistema tomográfico PET/CT BV 450 cumplió las normas técnicas de los estándares protocolarios internacionales y de las especificaciones técnicas del fabricante Siemens Healthineers, y dicho sistema posee un excelente desempeño técnico, el cual es apropiado para su servicio clínico e investigativo. A su vez, los resultados de estas pruebas técnicas de aceptación de la PET/CT BV 450 se podrán usar como las líneas base del control de calidad rutinario en el proyecto ciclotrón-PET/CT de la UCR.