The influence of number of counts in the myocardium in the determination of reproducible functional parameters in gated-SPECT studies simulated with GATE / Influencia del número de cuentas en el miocardio, en la determinación de los parámetros funcionales en los estudios de Gated-SPECT, simulados con GATE

Myocardial perfusion gated-single photon emission computed tomography (gated-SPECT) imaging is used for the combined evaluation of myocardial perfusion and left ventricular (LV) function. The aim of this study is to analyze the influence of counts/pixel and concomitantly the total counts in the myocardium for the calculation of myocardial functional parameters. Material and methods. Gated-SPECT studies were performed using a Monte Carlo GATE simulation package and the NCAT phantom. The simulations of these studies use the radiopharmaceutical 99mTc-labeled tracers (250, 350, 450 and 680 MBq) for standard patient types, effectively corresponding to the following activities of myocardium: 3, 4.2, 5.4–8.2 MBq. All studies were simulated using 15 and 30 s/projection. The simulated data were reconstructed and processed by quantitative-gated-SPECT software, and the analysis of functional parameters in gated-SPECT images was done by using Bland–Altman test and Mann–Whitney–Wilcoxon test. Results. In studies simulated using different times (15 and 30 s/projection), it was noted that for the activities for full body: 250 and 350 MBq, there were statistically significant differences in parameters Motility and Thickness. For the left ventricular ejection fraction (LVEF), end-systolic volume (ESV) it was only for 250MBq, and 350MBq in the end-diastolic volume (EDV), while the simulated studies with 450 and 680 MBq showed no statistically significant differences for global functional parameters: LVEF, EDV and ESV. Conclusion. The number of counts/pixel and, concomitantly, the total counts per simulation do not significantly interfere with the determination of gated-SPECT functional parameters, when using the administered average activity of 450 MBq, corresponding to the 5.4 MBq of the myocardium, for standard patient types (AU)

La gammagrafía de perfusión miocárdica sincronizada con el eletrocardiograma (Gated-SPECT) permite la evaluación de la perfusión miocárdica y la función ventricular izquierda. El objetivo de este estudio fue analizar la influencia de las cuentas/pixel y, las cuentas totales en miocardio en la determinación de los parámetros funcionales. Material y métodos. Hemos simulado estudios Gated-SPECT, por el método Monte Carlo GATE y el uso de fantoma NCAT. Las simulaciones de estos estudios han considerado un paciente estándar utilizando un radiofármaco marcado con 99mTc, con diferentes actividades (250, 350, 450 y 680 MBq) correspondientes a las siguientes actividades en miocardio: 3; 4,2; 5,4 a 8,2 MBq. Se simularon todos los estudios con un tiempo de 15 y 30 seg/proyección. Los datos simulados fueron reconstruidos, procesados y cuantificados por el software Quantitative-Gated-SPECT. El análisis de la influencia de las cuentas en los parámetros funcionales se llevó a cabo utilizando la prueba de Bland-Altman y Mann-Whitney-Wilcoxon. Resultados. En los estudios simulados con diferentes tiempos (15 y 30 seg/proyección), se encontró que para las actividades del cuerpo entero 250 y 350 MBq hubo diferencias estadísticamente significativas en los parámetros de motilidad y espesor; para la FEVI, VTS solo para 250 MBq, y VTD solo para 350 MBq. En los estudios simulados con 450 y 680 MBq no se encontraron diferencias estadísticamente significativas para los parámetros funcionales globales: FEVI, VTD y VTS. Conclusión. Por simulación en un paciente estándar, el número de cuentas/píxel y, de forma concomitante, las cuentas totales no interfiere significativamente en la determinación de los parámetros funcionales generales de Gated-SPECT, cuando se utiliza la actividad media de 450 MBq, correspondiente a 5,4 MBq en miocardio (AU)

Monte Carlo simulation of the basic features of the GE Millennium MG single photon emission computed tomography gamma camera / Simulación de Monte Carlo de los rasgos básicos de la cámara gamma SPECT GE Millennium MG

OBJECTIVE: To describe and validate the simulation of the basic features of GE Millennium MG gamma camera using the GATE Monte Carlo platform. MATERIAL AND METHODS: Crystal size and thickness, parallel-hole collimation and a realistic energy acquisition window were simulated in the GATE platform. GATE results were compared to experimental data in the following imaging conditions: a point source of 99mTc at different positions during static imaging and tomographic acquisitions using two different energy windows. The accuracy between the events expected and detected by simulation was obtained with the Mann-Whitney-Wilcoxon test. Comparisons were made regarding the measurement of sensitivity and spatial resolution, static and tomographic. Simulated and experimental spatial resolutions for tomographic data were compared with the Kruskal-Wallis test to assess simulation accuracy for this parameter. RESULTS: There was good agreement between simulated and experimental data. The number of decays expected when compared with the number of decays registered, showed small deviation (<=0.007%). The sensitivity comparisons between static acquisitions for different distances from source to collimator (1, 5, 10, 20, 30 cm) with energy windows of 126-154 keV and 130-158 keV showed differences of 4.4%, 5.5%, 4.2%, 5.5%, 4.5% and 5.4%, 6.3%, 6.3%, 5.8%, 5.3%, respectively. For the tomographic acquisitions, the mean differences were 7.5% and 9.8% for the energy window 126-154 keV and 130-158 keV. Comparison of simulated and experimental spatial resolutions for tomographic data showed no statistically significant differences with 95% confidence interval. CONCLUSIONS: Adequate simulation of the system basic features using GATE Monte Carlo simulation platform was achieved and validated

Objetivo. Describir y validar la simulación de características básicas de la cámara gamma GE Millennium MG utilizando la plataforma GATE Monte Carlo. MATERIAL Y MÉTODOS: El tamaño y espesor del cristal, la colimación de agujeros paralelos y una ventana de adquisición de energía realista se simularon en la plataforma GATE. Los resultados GATE se compararon con los datos experimentales en las siguientes condiciones de formación de imágenes: fuente puntual 99mTc en diferentes posiciones durante la adquisición de imágenes estáticas y tomográficas utilizando 2 diferentes ventanas de energía. La precisión entre los eventos esperados y detectados por simulación se realizó utilizando la prueba de Mann-Whitney-Wilcoxon. Las comparaciones se hicieron con respecto a las medidas de los parámetros sensibilidad y resolución espacial, estáticas y tomográficas. Las resoluciones espaciales simulada y experimental de los datos tomográficos se compararon con la prueba de Kruskal-Wallis. RESULTADOS: Hubo buena concordancia entre los datos simulados y experimentales. El número de decaimientos esperado en comparación con los registrados, ha revelado una pequeña desviación (<=0,007%). Las comparaciones de sensibilidad entre las adquisiciones estáticas, para diferentes distancias desde la fuente al colimador (1, 5, 10, 20, 30 cm) con ventanas de energía de 126-154 keV y 130-158 keV, mostraron diferencias de 4,4; 5,5; 4,2; 5,5; 4,5 y 5,4; 6,3; 6,3; 5,8, y 5,3%, respectivamente. Las comparaciones entre sensibilidad tomográfica fueron 7,5 y 9,8% para la ventana de energía 126-154 keV y 130-158 eV. La comparación de resoluciones espaciales simuladas y experimentales para los datos tomográficos no ha mostrado diferencias estadísticamente significativas con un intervalo de confianza del 95%. CONCLUSIONES: Se ha conseguido efectuar y validar una simulación Monte Carlo con la plataforma GATE de características básicas de funcionamiento de una cámara gamma GE Millennium MG