ABSTRACT
Abstract Metal artifacts are common in clinical images. Many methods for artifact reduction have been published to overcome this problem. In this work, animage smoothing method for artifact reduction (ISMAR) is proposed for image quality improvement in patients with hip prosthesis and dental fillings, which caused metal artifacts. ISMAR was evaluated and compared with three well-known methods for metal artifact reduction (linear interpolation (LI), normalized metal artifact reduction (NMAR) and frequency split metal artifact reduction (FSMAR)). The new method is based on edge-preserving smoothing via L0 Gradient Minimization filter. Image quality was evaluated by two experienced radiologists completely blinded to the information about if the image was processed or not to suppress the artifacts. They graded image quality in a five points-scale, where zero is an index of clear artifact presence, and five, a whole artifact suppression. The new method had the best results and it was statistically significant respect to the other tested methods (p < 0.05). This new method has a better performance in artifact suppression and tissue feature preservation.
Resumen Los artefactos metálicos son comunes en las imágenes clínicas. Muchos métodos para la reducción de los artefactos han sido publicados para superar este problema. En el presente trabajo, un método de suavizado de imágenes para la reducción de artefactos (ISMAR) es propuesto para mejorar la calidad de la imagen en pacientes con prótesis de cadera y empastes dentales, los cuales causaron artefactos metálicos. ISMAR fue evaluado y comparado con otros tres métodos reconocidos por su desempeño en la reducción de los artefactos metálicos (Interpolación lineal (LI), reducción de artefactos de metal normalizados (NMAR) y reducción de artefactos de metal divididos en frecuencia (FSMAR)). El nuevo método se basa en el suavizado y conservación de bordes, utilizando para ello el filtro de minimización de gradiente L0. La calidad de la imagen fue evaluada por dos radiólogos experimentados completamente ciegos a la información sobre si la imagen fue procesada o no para suprimir los artefactos. Ellos calificaron la calidad de la imagen en una escala de cinco puntos, donde el cero indica la presencia de artefactos, y el cinco, una supresión total de los artefactos. El nuevo método tuvo los mejores resultados y fue estadísticamente significativo con respecto a los otros métodos probados (p < 0.05). Este nuevo método tiene un mejor rendimiento en la supresión de artefactos y en la conservación de las características de los tejidos.
ABSTRACT
Abstract Clinical Computed Tomography (CT) imaging is supported by a patient - technology - observers system. Such system involves dosimetric quantities associated with image quality descriptors, where operational factors are predictors. Knowledge of quantitative association between CT dosimetric and image quality quantities with systemic factors, provides the basis to devise scanner-specific optimization strategies. Kerma indexes were measured with a pencil ionization chamber free in air C a,100 and in phantom C pmma,x (x changes into c and p for center and periphery respectively). Polymethyl Methacrylate (PMMA) standard phantoms were used (diameters of 16 and 32 cm). Several operational factors of a Siemens Sensation 64 Cardiac were considered: estimated spectrums, tube potential F 8 (80 - 140 kV), tube current x time product F 1 (40 - 350 mAs) and total collimation at isocenter F 3 (2,7 - 19,2 mm). The water equivalent radius R w , an important factor for patient Size Specific Dose Estimators (SSDE), was estimated by taking into account the spectrums in each phantom. Average pixel noise was measured from Regions of Interest (ROIs) in water phantoms with radius of 2,5; 3; 6; 8 and 11,5 cm. A linear association was found between C pmma,p and C pmma,c . A dose reduction of C pmma,c = 2 mGy per tube rotation can be obtained from data analysis (head mode), with F 1 = 50 mAs, F 3 = 19,2 mm, resulting in average pixel noise of 20 Hounsfield Units (HU). Knowledge of noise association with C pmma,c provides a straightforward tool for quantitative optimization, considering a systemic approach, which includes patient - technology - observer factors.
Resumen La tomografía computarizada (TC) clínica se basa en un sistema paciente - tecnología - observador. Dicho sistema incluye magnitudes dosimétricas asociadas a descriptores de calidad, donde los factores operacionales son predictores. Conocer la asociación cuantitativa entre magnitudes dosimétricas y de calidad de imagen con factores sistémicos, provee la base para concebir estrategias de optimización específicas por tomógrafo. Se midieron índices de kerma en aire C a,100 y en maniquí C pmma,x (x cambia a c y p para centro y periferia respectivamente) con una cámara de ionización tipo lápiz. Se utilizaron maniquíes de Polimetil Metacrilato (PMMA) con diámetros de 16 y 32 cm. Se consideraron factores operacionales de un equipo Siemens Sensation 64 Cardiac: espectros estimados, tensión del tubo F 8 (80 - 140 kV), producto corriente x tiempo de exposición F 1 (40 - 350 mAs) y colimación total en isocentro F 3 (2,7 - 19,2 mm). El radio agua-equivalente R w es un factor importante para Estimadores de Dosis Específicos del paciente (SSDE), se estimó teniendo en cuenta el espectro en cada maniquí. El ruido promedio de píxel se midió en regiones de interés (ROIs) de imágenes de maniquíes de agua con radios de 2,5; 3; 6; 8 y 11,5 cm. Se encontró una asociación lineal entre C pmma,p y C pmma,c . Se describe una reducción de dosis a C pmma,c = 2 mGy por rotación del tubo mediante el análisis de datos (modo cabeza), con F 1 = 50 mAs, F 3 = 19,2 mm, resultando en un ruido promedio de píxel de 20 Unidades Hounsfield (UH).
ABSTRACT
El SPECT/CT ha significado no solo la posibilidad de adquirir las imágenes anatómicas y funcionales en un único estudio, sino una verdadera revolución en el manejo de muchas enfermedades a partir de lo mejor que es capaz de aportar cada una de estas modalidades de imagen. El objetivo del presente trabajo es brindar una panorámica de las principales aplicaciones del SPECT/CT en el campo de la oncología, la cardiología y la neurología. Nuevos avances tecnológicos en el diseño de novedosos detectores de estado sólido y equipos dedicados han mejorado mucho las prestaciones de este tipo de modalidad dual. Esta técnica híbrida ha mostrado que mejora la sensibilidad y la especificidad de los estudios gammagráficos, a la vez que acorta los tiempos de adquisición y brinda imágenes corregistradas corregidas por atenuación que facilitan el mejor análisis de las mismas. Entre las principales aplicaciones en el estudio de las enfermedades oncológicas se pueden mencionar las siguientes: localización y seguimiento de diferentes tipos de tumores y sus metástasis, así como para la optimización de las dosis en los estudios de radioterapia. Esta técnica ha resultado muy útil en la valoración de la enfermedad de arterias coronarias al permitir una adecuada corrección de la atenuación, determinar el score de calcio y realizar estudios de angio-CT, en dependencia de la calidad de la CT. En el estudio de algunas enfermedades neurológicas también ha ido ganando terreno el SPECT-CT. La incorporación de nuevos avances tecnológicos, así como de novedosos radiofármacos augura un peso cada vez más relevante del SPECT/CT en la práctica clínica
SPECT/CT has represented not only the possibility of acquiring anatomical and functional images in one single study, but also a revolution for the clinical management of several diseases, taking the better of each one of these imaging modalities. The present work is aimed at presenting an overview of the most important applications of the SPECT/CT in the field of oncology, cardiology and neurology. New technological advances in the design of innovative solid state detectors and related equipment have had a positive effect on the performance of this kind of dual modality. This hybrid technique improves the sensitivity and the specificity of gammagraphic studies, as well as shortens the acquisition times and gives attenuation correction of co-registered images, which, in turn, makes their analysis easier. Some of the main applications for the study of oncological diseases are the following: localization and follow-up of different kinds of tumors, their metastasis and relapses, as well as the optimization of radiotherapy doses. This technique has been useful to evaluate the coronary artery disease allowing an adequate attenuation correction of images, the determination of calcium score, and performing angio-CT studies, according to the CT quality. SPECT/CT has also gained ground in the assessment of some neurological diseases. Conclusions: The introduction of new technological advances and radiopharmaceuticals thus predicting a more relevant place for SPECT/CT in clinical practice.
ABSTRACT
PET significa Tomografía por Emisión de Positrones y es una técnica de medicina nuclear en la cual se emplean radiofármacos marcados con emisores de positrones que permiten obtener imágenes bioquímico-metabólicas del cuerpo humano. El PET/CT permite obtener imágenes multimodales que combinan información anatómica y metabólica y permiten realizar un diagnóstico más seguro de un tumor o de las metástasis locales o a distancia en un órgano o tejido. Otros equipos multimodales combinan las imágenes metabólicas con la resonancia magnética nuclear. El PET/CT se emplea fundamentalmente en Oncología (85-90 %), Neurología, Cardiología, Inflamación e Infección, aunque actualmente también es empleado en diferentes patologías médicas y quirúrgicas. En el presente trabajo deseamos mostrar qué es el PET/CT y su utilidad en la Oncología
PET means Positron Emission Tomography, it is a nuclear medicine technique in which radiopharmaceuticals labeled with positron emitters are used to obtain biochemical-metabolic images of the human body. The use of PET / CT contributes to obtain multimodal images that combine anatomical and metabolic information, allowing a more reliable diagnosis of a tumor or local or distant metastases in an organ or tissue. Other multimodal devices combine metabolic imaging with nuclear magnetic resonance. PET/CT is mainly used in Oncology (85-90%), Neurology, Cardiology, Inflammation and Infection although it is currently also used in different medical and surgical pathologies. The present work is aimed at showing what PET/CT is and how useful it is in Oncology
ABSTRACT
En el Departamento de Radioterapia del Instituto de Oncología y Radiobiología se ha puesto, en servicio clínico, un moderno acelerador lineal de electrones. Esto brindó la posibilidad de utilizar el dispositivo electrónico de imagen portal (EPID) para realizar los controles de calidad paciente-específico de tratamientos de radioterapia, con intensidad modulada (IMRT). Se estudió y validó el uso del EPID en la verificación de tratamientos de IMRT, modalidad de múltiples segmentos estáticos, con fotones de 6 MV de energía. Se determinó la curva dosis-respuesta del EPID para valores de dosis en agua. Se halló la profundidad de referencia en agua del EPID (Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg) mediante la determinación de su respuesta a la variación del tamaño de campo, y la comparación de esta con la variación del factor de dispersión en agua, calculado para diferentes profundidades, con un sistema de planificación de tratamientos (TPS). Se calcularon perfiles y mapas de dosis a Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg con el TPS, utilizando una configuración de haces colapsados. Los mapas de dosis y perfiles fueron comparados con los medidos, usando las imágenes procesadas del EPID para diferentes casos clínicos sencillos (campos abiertos y con cuña) y uno complejo (caso clínico de IMRT de cabeza y cuello). Se utilizó la función Gamma como herramienta de comparación. El criterio de comparación Gamma empleado fue 3 % de diferencia de dosis y 4 mm de distancia para la concordancia de la dosis. Se obtuvo una tasa de aceptación mayor del 90% para los puntos evaluados.
A modern clinical electron linear accelerator was commissioned at the Department of Radiotherapy in the Oncology and Radiobiology Institute. The use of electronic portal image device (EPID) for patient-specific intensity modulated radiotherapy (IMRT) quality assurance is assessed and validated. An IMRT step & shoot approach, using multileaf collimator was used. The EPID dose-response curve was determined for a 6MV photon beam. The EPID effective water scattering depth (Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg) was assessed through measurements of its response versus field size variation and compared with the output factor scatter at different depths, calculated with a radiotherapy treatment planning system (TPS). Dose profiles and dose maps were calculated at Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg with the TPS, using a collapsed beam setup. The dose maps and profiles were compared with the processed EPID images for simple cases (i.e. open and wedged fields) and a more complex case (a head and neck IMRT clinical case). Comparison was performed using the Gamma function. Results showed Gamma passing rates higher than 90 % for all compared points, using comparison criteria of dose difference 3% and 4mm of distance to agreement.
ABSTRACT
En este trabajo se presenta un breve resumen de la historia de la Cardiología Nuclear en Cuba; se refieren las principales causas de mortalidad en la actualidad y el valor e indicaciones de los estudios nucleares dentro de las técnicas de imagen que se emplean actualmente en cardiología, tanto lo referente al SPECT gatillado como al PET y a la imagen híbrida que combina información funcional y anatómica. Se refiere también cómo se inserta el país en la Cardiología Nuclear actual, cuál ha sido el desarrollo de la subespecialidad en los últimos años y cuáles son las perspectivas futuras, así como algunas recomendaciones de interés...
This paper is a brief summary of the Nuclear Cardiology history in Cuba, mentioning the current main mortality causes, the usefulness and results of nuclear tests among the imaging techniques nowadays used in Cardiology, including gated-SPECT, PET and hybrid imaging combining anatomical and functional information. This paper also reviews our present worldwide performance in Nuclear Cardiology, with emphasis on our development and future trends, and proposes some recommendations...
ABSTRACT
La producción de medicamentos es hoy muy demandada debido al alto rigor que imponen las regulaciones y normativas actuales. Ese rigor no es solo aplicable a las facilidades de fabricación, sino que también es exigido en la fase de investigación y desarrollo. Nuestro país se destaca actualmente por una industria biotecnológica creciente que ha puesto ya en el mercado nacional e internacional importantes medicamentos de probada eficacia en el tratamiento de patologías como el cáncer. El Centro de Isótopos es una institución, cuyas instalaciones están a disposición de esa industria, brindando una plataforma de trabajo para llevar a cabo investigaciones que permitan dar respuesta a estudios de biodistribución y farmacocinética en modelos experimentales relevantes. Durante los años de experiencia en estas actividades se ha contribuido a la investigación y desarrollo de productos de diversa naturaleza como los biotecnológicos, experimentando una evolución hacia la puesta a punto de nuevas tecnologías y a la incorporación de metodologías más adecuadas a los estándares actuales. La aplicación del marcaje de moléculas con isótopos radiactivos ha demostrado su vigencia, especialmente en su conveniencia para obtener imágenes de distribución de los fármacos y su cinética. Se dispone de técnicas para dar respuesta a las más importantes investigaciones que se demanden.
Drugs production is a highly demanding industry because of the high rigor of current regulations and standards which apply to manufacturing facilities. They are also required in the research and development stage. Our national biotechnological industry is developing and producing important drugs for national and international market to treat diseases like cancer. The Isotope Centre is an institution supporting such a development by means of a work platform to carry out researches in the field of pharmacokinetic and biodistribution in experimental models. Accumulated experience allows us to contribute to research and development of different kind of products (i.e. biotechnological), what represents a move towards the development of new technologies and the incorporation of appropriate methodologies to current standards. Radiolabeling is still a convenient choice to obtain images of drug distribution and kinetics. With the techniques currently available and those to be used in a near future, we can undertake to the most important researches required.
ABSTRACT
La tomografía de emisión de positrones (PET) es una técnica de imagen médica de gran sensibilidad y resolución, que requiere radionúclidos emisores de positrones de corta vida. Los más comúnmente usados son el 18F y el 11C. La principal dificultad de estos radionúclidos es la necesidad de instalar un ciclotrón en el sitio de uso o a distancias no muy grandes de este, por lo que se han investigado radionúclidos más convenientes como el 68Ga. Su disponibilidad a partir de los sistemas generadores de larga vida ? / 68Ga, de los que se obtiene Ga3+, utilizable durante tiempo un prolongado en sitios alejados del ciclotrón y la rica química de coordinación del 68Ga+, han posibilitado la incorporación a la práctica médica de algunos radiofármacos, así como la investigación de una variedad de complejos estables de Ga3+ acoplados ...
PET (positron emission tomography) is a technique of medical image of great sensibility and high resolution that requires short-lived positron emitting radionuclides. The most commonly used are 18F and 11C.The main difficulty of these radionuclides is the necessity to install a cyclotron in the site of use or not very far from it. Therefore convenient radionuclides have been researches, among them 68Ga. The availability of this radionuclide from long-lived ? / 68Ga generators, which can been used for along time far from the cyclotron location, and the rich coordination chemistry of 68Ga have allowed to incorporate to the medical practice some radiopharmaceuticals as well as the research of a variety of stables complexes of Ga3+ coupled to biomolecules for diagnostic imaging of cancer and cardiovascular and neurological diseases. The present work is aimed at examining the potentialities of the...
ABSTRACT
ABSTRACT In this work the mathematical simulation of photon transport in the matter was used to evaluate the potentials of a new energy-resolved X-ray radiography system. The system is intended for investigations of cultural heritage object, mainly painting. The radiographic system uses polychromatic radiation from an X-ray tube and measures the spectrum transmitted through the object with an energy-dispersive X-ray detector on a pixel-by-pixel basis. Manipulation of the data-set obtained allows constructing images with enhanced contrast for certain elements. Here the use of the absorption edge subtraction technique was emphasized. The simulated results were in good agreement with the experimental data.
RESUMEN En este trabajo se utilizó la simulación matemática del transporte de los fotones en la materia para evaluar las potencialidades de un nuevo sistema radiográfico destinado al estudio de obras del patrimonio cultural. Este sistema emplea una fuente de rayos X no monocromática y mide a nivel de píxel el espectro transmitido a través del objeto en estudio con un detector espectrométrico. El procesamiento del conjunto de datos obtenidos permite la construcción de imágenes con contraste realzado para ciertos elementos. En el presente trabajo se enfatizó en el uso de la técnica de sustracción del borde de absorción para el procesamiento de las imágenes. Los resultados de las simulaciones resultaron consistentes con las mediciones experimentales.