Avaliação e optimização de métodos de correcção de atenuação em PET

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica(IBEB/FCUL) e com a Fundação Champalimaud (FC).

A Tomografia por Emissão de Positrões (do inglês, Positron Emission Tomography, PET) é uma técnica imagiológica que se destina a obter imagens funcionais das mais diversas áreas do corpo humano. Recentemente, aliou-se a esta tecnologia a Tomografia Computorizada (do inglês, Computed Tomography, CT), originando sistemas híbridos (PET/CT) com os quais se pode, por um lado, mapear a distribuição de uma molécula radioactiva no organismo e, por outro, adquirir informação de cariz anatómico. A qualidade de uma imagem PET pode ser afectada por alguns fenómenos característicos da própria física associada à emissão de positrões. Um desses fenómenos é a atenuação de fotões por meio de absorção e dispersão destas partículas. Em consequência, a capacidade da imagem reproduzir correctamente a distribuição do radiofármaco fica comprometida e, por isso, a viabilidade de estudos quantitativos a partir desta técnica é mais problemática. Várias estratégias foram desenvolvidas para lidar com este problema. Actualmente, os sistemas comerciais de PET/CT integram esquemas de correcção baseados nos coeficientes de atenuação calculados a partir da imagem de CT. Com este trabalho pretende-se optimizar a correcção de atenuação em exames dinâmicos de PET da região pélvica, nos quais alguns órgãos em estudo (nomeadamente, a bexiga) podem sofrer alterações morfológicas e volumétricas. A metodologia proposta consiste na segmentação das imagens de PET não corrigidas, no cálculo do volume da região segmentada e na posterior modelação dos volumes obtidos. Constatou-se que o ajuste à função sigmóidal de Botzmann é a abordagem que melhor descreve a evolução temporal da forma e de volume do órgão, sendo a informação provida pelo ajuste utilizada na construção de pseudo-CTs. No total as imagens de PET foram reconstruídas e corrigidas em 4 abordagens distintas: com as CT adquiridas no início e no final do exame, com a média das duas e com as CTs resultantes da modelação. De ambos os métodos utilizados para comparar as imagens obtidas, ou seja, da análise de Altman & Bland e da avaliação local por Regiões de Interesse, verificou-se que as imagens corrigidas apenas pela CT inicial são aquelas que apresentam maior concordância com as obtidas pelo ajuste sigmóidal.