Abstract: Актуальность: На современном этапе развития ядерной медицины актуальной задачей является получение количественных оценок накопленной активности в очагах поражений. Решение этой задачи особенно важно для прогностической оценки поглощенных доз при радионуклидной терапии. И хотя основные поставщики оборудования предлагают коммерческие программные пакеты для количественных оценок SUV (Standardized Uptake Value), существуют нерешенные математические проблемы, которые привносят неуверенность в точность этих оценок. Цель исследования: Цель данной работы – прояснить для врачей-клиницистов влияние установок программного обеспечения (алгоритмов реконструкции) на точность количественных оценок накопленной активности в очагах поражений. Методы исследования: Исследования выполнены с применением первого отечественного программного комплекса (ПК) ≪Виртуальная платформа для имитационных испытаний метода ОФЭКТ/КТ≫ с использованием цифровых двойников пациентов и сканеров [1]. ПК успешно применялся для исследования реальных клинических случаев в совместных исследованиях с российскими медицинскими центрами (НМИЦ кардиологии имени академика Чазова, НМИЦ имени академика Мешалкина, НМИЦ ДГОИ имени Дмитрия Рогачева) [2,3]. Результаты: Исследовано влияние на количественную оценку следующих установок стандартного алгоритма реконструкции OSEM (Ordered Subsets Expectation Maximization): восстановлениe разрешения (Resolution Recovery - RR), учет эффекта частичного объема (Partial Volume Effect - PVE), число обновлений (iterations and subsets), постфильтрация. Показано, что учет RR приводит к неустойчивости решения и появлению краевых артефактов (эффект Гиббса) [4], что ставит под сомнение правильность широко применяемой в клинической практике количественной оценки SUVmax и может привести к неверной оценке накопленной активности и потенциально влиять на принятие клинических решений. Для преодоления этой проблемы используется постфильтрация, которая стабилизирует (регуляризирует) решение, но из-за PVE существенно занижается оценка активности в очагах малого размера. Для получения точной оценки рекомендуется использовать поправочные коэффициенты восстановления (Recovery Coefficient – RC), полученные в экспериментальных измерениях с использованием стандартизированного фантома NEMA IEC [5]. Однако в представленных в литературе значениях RC существует большой разброс из-за сильной зависимости решения от числа итераций и числа подгрупп (subsets), а также применения фильтрации. В настоящей работе выполнены широкие исследования с использованием цифрового двойника стандартизированного фантома NEMA IEC. Выводы: Результаты исследований показали, что точная количественная оценка очагов поражений методом ОФЭКТ/КТ может быть обеспечена при правильных установках алгоритма реконструкции OSEM: число обновлений больше 20, применение пост-фильтрации и поправочных коэффициентов RC [6]. Литература: 1.Денисова Н.В. Математическое имитационное моделирование в ядерной медицине для оптимизации диагностической точности метода ОФЭКТ/КТ Медицинская физика 2023 №3 с. 45-62 DOI: 10.52775/1810-200X-2023-99-3-45-62 2.Денисова Н. В., Гурко М. А., Колинко И. П., Аншелес А. А., Сергиенко В. Б. Виртуальная платформа для имитационного компьютерного моделирования радионуклидной визуализации в ядерной кардиологии. Сравнение с клиническими данными // Digital Diagnostics. — 2023. — Т. 4, № 3. — C. 492–508. 3.Денисова Н. В., Нестерова А. В., Минин С. М., Анашбаев Ж. Ж., Красильников С. Э., Усов В. Ю. Разработка программных средств математического имитационного моделирования на основе клинических данных и фантомных исследований для оценки перфузии головного мозга и повышения качества изображений при ОФЭКТ/КТ с 99mTc ГМПАО // Медицинская радиология и радиационная безопасность. — 2023. — Т. 68, № 6. — С. 106–117. 4. Nesterova A.V., Denisova N. V. and Ruzankin P. S. "Understanding edge artifacts of the OSEM algorithm in emission tomography" Journal of Inverse and Ill-posed Problems, vol. 33, no. 4, 2025, pp. 547-560.  5.Dickson J. C., Armstrong I. S., Gabiña P. M., et al. EANM practice guideline for quantitative SPECT-CT // Eur J Nucl Med Mol Imaging. — 2023. — Vol. 50. — P. 980–995. 6. А. В. Нестерова, Н.В. Денисова, С.М. Минин, Ж. Ж. Анашбаев, В.Ю. Усов 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

Cite: Денисова Н.В. , Рузанкин П.С. , Гурко М.А. , Нестерова А.В. , Кунгурцев А.Р.
«Подводные камни» при количественной оценке очагов поражений в радионуклидной диагностике и терапии
IV международный конгресс Ядерная медицина 2025 11-13 дек. 2025