Avaliação dos parâmetros de aquisição de imagens SPECT para ítrio-90 em radiosinoviortese

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1 Avaliação dos parâmetros de aquisição de imagens SPECT para ítrio-90 em radiosinoviortese B. C. de Toledo a ; S. M. Ramos b ; F. A. Coelho b ; S. Thomas b ; S. A. de Souza b ; M. A. Pinheiro b, L. V. de Sá a a Física Médica, Instituto de Radioproteção e Dosimetria, , Rio de Janeiro-RJ, Brasil b Serviço de Medicina Nuclear, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho-Universidade Federal do Rio de Janeiro, , Rio de Janeiro-RJ, Brasil bruce.de.toledo@gmail.com RESUMO Introdução: a avaliação da distribuição de material radioativo na articulação por imagens SPECT pós radiosinoviortese (RSO) pode garantir a eficácia desta terapia. Contudo, a qualidade de imagem Bremsstrahlung possui grandes limitações, tornando necessários estudos sobre os parâmetros de aquisição de imagem SPECT e métodos de reconstrução de imagem para ítrio-90. Métodos: Foram obtidas imagens SPECT de um simulador de acrílico contendo quatro inserções cilíndricas para simular lesões captantes. As imagens foram obtidas com colimadores de alta, média e baixa (HEGP, MEGP e LEHR) energia; janela de energia de 130 kev, largura 70% e matriz 64 x 64. Os métodos de reconstrução utilizados foram: FBP e OSEM com diferentes filtros. Resultados: Foram obtidos 45 resultados. As imagens adquiridas com os colimadores MEGP e HEGP apresentaram melhores resultados do que as obtidas com o colimador LEHR. As reconstruções OSEM foram superiores, quando utilizados os colimadores MEGP e HEGP. Conclusões: A aquisição de imagens ítrio-90 SPECT com colimadores MEGP mostrou maior sensibilidade, enquanto as obtidas com colimadores HEPG apresentaram menor ruído. Os métodos de reconstrução de imagens têm importância relevante na qualidade da imagem, mostrando uma diferença significativa entre as reconstruções FBP e OSEM e entre os filtros utilizados. Palavras-chave: Radiosinoviortese, SPECT, ítrio INTRODUÇÃO

2 Toledo et. Al. IJC Radio A radiosinoviortese (RSO) é a aplicação intra-articular de um produto radiofarmacêutico betaemissor específico para tratar a membrana sinovial inflamada [1]. Entre os radionuclídeos betaemissores usados para RSO, o ítrio-90 é indicado para tratar articulações do joelho. A avaliação da distribuição e garantia de não extravasamento do material radioativo na articulação por imagens SPECT (Single Photon Emission Tomography) tem sido um método de garantia da eficácia da terapia [2,3,4,5]. Contudo, a qualidade de imagem por Bremsstrahlung é limitada por vários fatores, tais como: ampla gama de energia de fótons produzida, baixa resolução espacial da câmara gama, tipo de colimador empregado, método utilizado no processamento da imagem, entre outros [6]. Este estudo teve como objetivo avaliar diferentes parâmetros de aquisição e métodos de reconstrução de imagem para ítrio-90-hidroxiapatita em SPECT, visando otimizar o protocolo atual em uso clínico. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Foram obtidas imagens SPECT de um simulador de acrílico contendo quatro inserções cilíndricas de diferentes diâmetros para simular lesões captantes contendo 0,74 MBq / ml, sendo o corpo do simulador preenchido com água. A comparação em resolução e contagens das imagens obtidas com colimadores baixa (Low Energy High Resolution - LEHR); média (Medium Energy General Purpose - MEGP); e alta (High Energy General Purpose - HEGP) energia foi realizada através da avaliação de regiões de interesse (ROI) delineadas em cada diâmetro específico de lesão. Dois métodos de reconstrução, retroprojeção filtrada (Filtered Back Projection FBP) e iterativa (Ordered Subsets Expectation Maximization - OSEM), foram testados em cada aquisição, aplicando-se diferentes filtros (Butterwoth, Metz, Hann e Gauss) para cada arranjo. A Figura 1 mostra os diferentes parâmetros de aquisição utilizados neste estudo. Para todas as aquisições realizadas, uma janela de energia 130 kev, largura 70%, e matriz 64 x 64 foram utilizados. Figura 1. Esquema dos parâmetros de aquisição de imagens utilizados

3 Toledo et. Al. IJC Radio RESULTADOS E DISCUSSÕES As avaliações qualitativas das 45 imagens resultantes mostraram que as imagens adquiridas com colimadores MEGP e HEGP são significativamente melhores do que as obtidas com o colimador LEHR, de baixa energia. A avaliação do ruído e número de contagens reforça esse resultado como, por exemplo, com contagens até cinco vezes maiores para lesões de 12 mm. A Figura 2 apresenta as imagens que apresentaram melhor resultado para cada colimador. Figura 2: I - LEHR, método FBP e filtro Metz; II - MEGP, Método OSEM (d) e filtro Gauss; III - HEGP, método OSEM (d) e filtro Gauss. Todas as reconstruções pelo método OSEM foram superiores ao método FBP, obtendo melhores resultados para 10 iterações e 8 subconjuntos, para os colimadores MEGP e HEGP. Contudo, quando utilizado o colimador LEHR, o método FBP em conjunto com o filtro Metz apresentou melhores resultados para lesões maiores que 16 mm nas aquisições feitas com esse colimador, como mostra a Tabela 1. Tabela 1: Contagens e desvio padrão (DP) melhores reconstruções com o colimador LEHR.

4 Toledo et. Al. IJC Radio Tamanho da lesão (mm) OSEM(d) Butterwoth OSEM(d) Butterwoth FBP Metz Cont. DP Cont. DP Cont. DP CONCLUSÕES A aquisição de imagens ítrio-90 SPECT com colimadores MEGP mostrou maior sensibilidade, enquanto as obtidas com colimadores HEPG apresentaram menor ruído. Os métodos de reconstrução têm importância relevante na qualidade da imagem, mostrando diferença significativa entre as reconstruções FBP e OSEM e, ainda, entre diferentes filtros. O protocolo indicado para estudos SPECT com ítrio-90 seria: colimador HEGP, OSEM (10 iterações, 8 subconjuntos), filtro Gauss, janela 130 kev, largura 70%, matriz 64 x 64. REFERÊNCIAS 1. SCHNEIDER, P.; FARAHATI, J.; REINERS C. Radiosynovectomy in rheumatology, orthopedics, and hemophilia. JNucl Med, v. 46, p , CLUNIE, G.; FISCHER, M.; EANM. EANM procedure guidelines for radiosynovectomy. Eur J Nucl Med Mol Imaging, v. 30, 12 16, HEUFT-DORENBOSCH,LL.; de Vet HC, van der Linden S. Yttrium radiosynoviorthesis in the treatment of knee arthritis in rheumatoid arthritis: a systematic review. Ann Rheum Dis, v 59 p ; PIRICH, C.; SCHWAMEIS, E.; BERNECKER, P.; RADAUER, M.; FRIEDL, M.; LANG, S., et al. Influence of radiation synovectomy on articular cartilage, synovial thickness and enhancement as evidenced by MRI in patients with chronic synovitis. JNucl Med. Off PublSocNucl Med. v. 40 p ; 1999.

5 Toledo et. Al. IJC Radio JAHANGIER,ZN., van der Zant FM, Jacobs JW, Riedstra HG, Gommans GM, Verzijlbergen JF, et al. The intra-articular distribution of 90yttrium does not influence the clinical outcome of radiation synovectomy of the knee. AnnRheumDis.; v. 66 p , WRIGHTC. L., ZHANGJ., TWEEDLEM. F., KNOPPM.V., e HALL, N. C., Theranostic Imaging of Yttium-90, Hindawi, v. 2015, Article ID