Kurzfassung

Die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) bietet die Möglichkeit der Messung regionaler Anreicherung von radioaktiv markierten Tracern zur Quantifizierung von z.B. Blutfluss, Metabolismus oder Rezeptorendichte. Die begrenzte räumliche Auflösung der PET stellt dabei, vor allem im Kleintierbereich, nach wie vor einen limitierenden Faktor bei der genauen Quantifizierung kleiner anatomischer Strukturen dar und führt zum Partialvolumeneffekt. Das heißt, dass es zu einem partiellen Signalverlust in...Die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) bietet die Möglichkeit der Messung regionaler Anreicherung von radioaktiv markierten Tracern zur Quantifizierung von z.B. Blutfluss, Metabolismus oder Rezeptorendichte. Die begrenzte räumliche Auflösung der PET stellt dabei, vor allem im Kleintierbereich, nach wie vor einen limitierenden Faktor bei der genauen Quantifizierung kleiner anatomischer Strukturen dar und führt zum Partialvolumeneffekt. Das heißt, dass es zu einem partiellen Signalverlust in Strukturen kommt, die kleiner sind als das Doppelte der Bildauflösung des Tomografen, da die betroffenen Strukturen nur einen Teil der Punktabbildungsfunktion (engl. point spread function, PSF) des Scanners abdecken. Außerdem kann es zu Kontaminationen der betrachteten Struktur durch Signal aus benachbartem Gewebe kommen. Dies führt zu einer fehlerbehafteten Berechnung der regionalen Radioaktivitätskonzentration im rekonstruierten Bild. Der Partialvolumeneffekt hängt von der Bildauflösung des Scanners und von der zugrundeliegenden Gewebeinhomogenität (z.B. weiße und graue Hirnsubstanz) und –form ab.
Die im Tierexperiment untersuchten Strukturen sind klein im Vergleich zu anatomischen Strukturen im Humanbereich und im Verhältnis zur technisch realisierten Ortsauflösung des PET-Scanners. Daher hat der Partialvolumeneffekt hier einen besonders großen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der ermittelten Ergebnisse und eine Partialvolumenkorrektur ist nahezu unumgänglich.
Dem Partialvolumeneffekt kann man einerseits durch die Charakterisierung der Punktabbildungsfunktion des PET-Scanners und andererseits durch koregistrierte hoch-aufgelöste Magnetresonanztomografie (MRT)-Aufnahmen entgegentreten.
Ziel dieses Projekts ist die Implementierung einer MRT-basierten Partialvolumenkorrektur für Kleintier-PET-Untersuchungen, um eine genaue Quantifizierung von Hirn-PET-Daten auch an der Ratte zu ermöglichen. Dies erfordert die Implementierung eines automatischen Segmentierungsalgorithmus zur Klassifikation der Gewebearten graue und weiße Hirnsubstanz sowie Liquor. Weiterhin wird ein Algorithmus zur Koregistrierung von Kleintier-PET auf -MRT Daten implementiert. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines Partialvolumenkorrektur-Algorithmus.» weiterlesen» einklappen