Avhandling: Metoder för ökad noggrannhet i mätningar från PET-bilder

Elin Wallstén, doktorand vid Institutionen för strålningsvetenskaper

BildJoakim Jonsson

– Bilddiagnostik är ett kraftfullt verktyg för att ställa rätt diagnos och följa behandlingar. Därför kan det vara av stor betydelse att förbättra precisionen i bilderna, säger Elin Wallsten, doktorand vid Umeå universitet.

kraftfullt verktyg för att ställa rätt diagnos

Positronemissionstomografi, PET, är en medicinsk teknik för bildgivande diagnostik som används för att studera molekylär funktion i kroppen. Tekniken bygger på avbildning av radioaktiva markörer som är anpassade till den funktion som ska studeras. På så sätt kan olika processer avbildas, exempelvis ämnesomsättning, genomblödning, eller tillgänglighet av dopaminreceptorer.

I kliniskt bruk används PET-bilder exempelvis för att upptäcka spridning av cancer. Bilderna kan användas kvantitativt, så att mätvärden från bilderna kan ge information om kroppens funktion, exempelvis om tumören blir mer aggressiv eller om tillgängligheten på hjärnans dopaminreceptorer förändras.

För att PET-bilder ska vara kvantitativa behöver flera korrektioner appliceras. Bland annat korrigeras att inte all signal når ut ur patienten till kameran, så kallad attenuering. När PET kombineras med en magnetkamera, PET/MR, är attenueringskorrektion tekniskt komplicerat, och dagens kliniska metod tar inte hänsyn till att ben har högre attenuering än mjukvävnad.

I sin avhandling har Elin Wallstén arbetat med korrektionsmetoder och optimering för att reducera fel i kvantitativ PET. Bland annat har hon implementerat en ny metod för attenueringskorrektion som förbättrar kvantifiering i benvävnad. Resultaten i avhandlingen visar att metoden ger mer korrekta mätvärden jämfört med den nuvarande kliniska metoden.

På sikt kan förbättrad attenueringskorrektion leda till mer korrekt behandlingsuppföljning av patienter.

En annan del av Elin Wallsténs avhandling fokuserar på att kompensera för den relativt låga skärpan i PET-kameran som gör att bilden visar en utsmetad version av den verkliga aktivitetsfördelningen. Detta leder till svårigheter i att mäta aktiviteten i små objekt, exempelvis små tumörer. Med metoderna som användes i avhandlingen går det att mäta på mindre tumörer än vad som tidigare var möjligt.

Metoden för förbättrad attenueringskorrektion implementerades på patientdata med tolv patienter från en klinisk studie om prostatacancer. Den nya metoden utvärderades mot korrektion baserad på datortomografi och jämfördes med den kliniska PET/MR-metoden. Förbättring av mätningar på mindre tumörer studerades med ett specialbyggt fantom, det vill säga ett objekt som avbildas som ersättning för en patient, som fylldes med olika koncentrationer av radioaktivitet för att efterlikna sanna tumörer. Bilderna på fantomet användes för att mäta aktivitet med och utan korrektion för låg upplösning, och jämföra med den kända aktiviteten.

Elin Wallstén kommer från Göteborg och har utbildat sig till sjukhusfysiker i Umeå. Efter disputationen kommer hon att arbeta som sjukhusfysiker och forska om prostatacancer.