Определение поправочных коэффициентов при количественной оценке костных патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии | Sciact - Система учета научной деятельности ИМ СО РАН

Определение поправочных коэффициентов при количественной оценке костных патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии Научная публикация

Журнал

Компьютерные исследования и моделирование
ISSN: 2076-7633 , E-ISSN: 2077-6853

Вых. Данные

Год: 2025, Том: 17, Номер: 4, Страницы: 677–696 Страниц : 20 DOI: 10.20537/2076-7633-2025-17-4-677-696

Ключевые слова

Количественная однофотонная эмиссионная компьютерная томография, математическое имитационное моделирование, коэффициент восстановления, краевые артефакты.

Авторы

Нестерова А.В. ¹ , Денисова Н.В. ² , Минин С.М. ³ , Анашбаев Ж.Ж. ³ , Усов В.Ю. ³

Организации

1	Институт математики СО РАН им. С. Л. Соболева, Россия, 630090, г. Новосибирск, пр. Коптюга, д. 4
2	Институт теоретическойи прикладной механики им. С.А.Христиановича СО РАН, Россия, 630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, д. 4/1
3	НМИЦ им. академика Е.Н. Мешалкина Минздрава России, Россия, 630055, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, д. 15

Информация о финансировании (1)

Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН

FWNF-2024-0002

При обследовании методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) пациентам с заболеваниями костной системы вводится радиофармпрепарат (РФП), который специфическим образом накапливается в патологических очагах. Количественные оценки накопления РФП в очагах важны для определения стадии заболевания, прогнозирования его течения и разработки персонализированных терапевтических стратегий. Исследования точности количественных оценок обычно проводятся на основе клинических испытаний in vitro с использованием стандартизированного вещественного фантома NEMA IEC с шестью сферами, имитирующими патологические очаги разных размеров. Однако возможности проведения таких многопараметрических экспериментальных измерений ограничены из-за высокой стоимости и лучевой нагрузки на исследователей. В данной работе развит альтернативный подход на основе имитационного компьютерного моделирования in silico с использованием цифрового двойника фантома NEMA IEC. Компьютерные эксперименты могут проводиться без ограничений с разными сценариями. По аналогии с клиническими испытаниями в численном моделировании оценивался коэффициент восстановления (RCmax), равный отношению максимального значения полученного решения в очаге к его точной величине. Условия моделирования были ориентированы на параметры клинических обследований методом ОФЭКТ/КТ с 99mTc пациентов с заболеваниями и поражениями костной системы. Впервые выполнены исследования зависимости RCmax от величины отношения «очаг/фон» и влияния постфильтрации решения. В численных экспериментах были получены краевые артефакты на изображениях очагов, аналогичные тем, которые наблюдались при измерениях на реальном фантоме NEMA IEC и в клинической практике при обследовании пациентов. Краевые артефакты приводят к нестабильности поведения решения в итерационном процессе и к ошибкам в оценке накопления РФП в очагах. Показано, что постфильтрация снижает влияние этих артефактов, обеспечивая стабильное решение. Однако при этом существенно занижаются оценки решения в небольших очагах, поэтому предложено учитывать полученные в данной работе поправочные коэффициенты при количественной оценке активности в очагах диаметром менее 20 мм.

Нестерова А.В. , Денисова Н.В. , Минин С.М. , Анашбаев Ж.Ж. , Усов В.Ю.
Определение поправочных коэффициентов при количественной оценке костных патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии
Компьютерные исследования и моделирование. 2025. Т.17. №4. С.677–696. DOI: 10.20537/2076-7633-2025-17-4-677-696 РИНЦ OpenAlex

Поступила в редакцию:	2 апр. 2025 г.
Принята к публикации:	21 июл. 2025 г.
Опубликована в печати:	12 сент. 2025 г.
Опубликована online:	12 сент. 2025 г.

РИНЦ:	82833509
OpenAlex:	W4414038423

Пока нет цитирований