Respiratory Motion Compensation in PET Molecular Imaging

PET 分子成像中的呼吸运动补偿

基本信息

  • 批准号:
    7012359
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-04-01 至 2009-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): This research intends to increase the sensitivity and prognosis value of molecular imaging with 18FDG- PET/CT of small (<1 cm in diameter) malignant lung lesions that move significantly during respiration. The long-term objective is to provide an early and more accurate diagnosis and prognosis of malignant lung lesions than is currently available. The importance of this research is to develop and validate a practical and low cost solution to the problem of respiratory motion for the accurate interpretation and quantitation of 18FDG uptake of lung 18FDG-PET images. Currently there is no validated practical methodology that can be applied to compensate for respiratory motion in lung PET studies. The solution to this problem would improve the identification and accuracy of 18FDG uptake quantitation of small lesions. Improving the detection of a malignant lung lesion in its initial stage will positively impact the care of patients with lung cancer, a major health problem in the United States. This research will be conducted by: a) developing and validating a respiratory-gating system based on the reflection of structured light as a function of the respiratory motion, b) verifying the accuracy of the respiratory-gating system by developing and using a physical phantom that simulates the motion of the abdomen and lung lesions during the respiratory cycle, c) developing and validating a motion track computer-assisted algorithm for the integration of lung PET images at different gated time bins into a reference time bin within the respiratory cycle, and d) verifying the accuracy of the motion track algorithm for detection of lesions and 18FDG uptake quantitation by conducting experiments with the physical phantom and computer simulations using the four-dimensional (4D) NCAT computerized phantom. By integraging the counts of gated time bins into only one referenbce bin, the best compromise between noise and PET scan time can be achieved, and clinical analysis would be easier and faster. All the development and research work of this project is oriented to demonstrate the feasibility of the practical implementation of inexpensive software and hardware tools for compensating respiratory motion into the clinical setting. Results of this project will provide research tools and preliminary data for initiating clinical research oriented to the detection and identification of small (<1 cm) malignant lung lesions using 18FDG-PET. Results of this research will also be useful in planning radiation therapy of lesions that move significantly during respiration.
描述(由申请人提供):本研究旨在提高18FDG- PET/CT分子显像对呼吸过程中明显移动的肺小(直径< 1cm)恶性病变的敏感性和预后价值。长期目标是提供比目前更早期和更准确的恶性肺病变诊断和预后。本研究的重要性在于开发和验证一种实用且低成本的呼吸运动问题解决方案,以准确解释和定量肺部18FDG- pet图像的18FDG摄取。目前还没有经过验证的实用方法可以用于补偿肺PET研究中的呼吸运动。这一问题的解决将提高小病变18FDG摄取定量的识别和准确性。在早期阶段提高对恶性肺病变的检测将对肺癌患者的护理产生积极影响,肺癌是美国的一个主要健康问题。本研究将由以下人员进行:A)开发和验证基于结构光反射作为呼吸运动功能的呼吸门控系统,b)通过开发和使用模拟呼吸周期中腹部和肺部病变运动的物理模型来验证呼吸门控系统的准确性。c)开发并验证一种运动轨迹计算机辅助算法,将不同门控时间仓的肺部PET图像整合到呼吸周期内的参考时间仓中。d)通过物理模体实验和使用四维(4D) NCAT计算机模拟模体,验证运动轨迹算法检测病变和18FDG摄取定量的准确性。通过将门控时间箱的计数整合到一个参考箱中,可以实现噪声和PET扫描时间之间的最佳折衷,从而使临床分析更加容易和快速。本计划所有的发展和研究工作都是为了证明在临床环境中使用廉价的软件和硬件工具来补偿呼吸运动的可行性。本项目的研究结果将为开展18FDG-PET检测和鉴别肺小(<1 cm)恶性病变的临床研究提供研究工具和初步数据。这项研究的结果也将有助于规划在呼吸过程中显著移动的病变的放射治疗。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evaluation of amplitude-based sorting algorithm to reduce lung tumor blurring in PET images using 4D NCAT phantom.
使用 4D NCAT 体模评估基于幅度的排序算法,以减少 PET 图像中的肺部肿瘤模糊。
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