用于术中外科应用的有限角度飞行时间正电子发射断层扫描：概念验证与首批实验数据
医学物理
2022-01-26 v1
摘要
术中伽马探针（IPG）仍是目前癌症患者前哨淋巴结识别和肿瘤切除的金标准手段。然而，即便配合光学染料，它们也未能达到美国临床肿瘤学会（ASCO）建议的关键指标——低于5%的假阴性率（FNR）要求。我们旨在通过将飞行时间（TOF）PET探测器技术应用于有限角度几何系统来降低FNR，该系统仅使用两个符合探测桶，其中一个小面积探测器置于患者上方，另一个具有较大探测面积的探测器置于患者床下方。为进行概念验证，我们使用了两个滨松（Hamamatsu）TOF PET探测器模块（C13500-4075YC-12），其具有12×12阵列的4.2×4.2×20 mm³ LFS晶体像素，每个晶体像素与硅光电倍增管（SiPM）像素一一耦合。整个探测器的符合时间分辨率（CTR）测得为271 ps FWHM。我们3D打印了含有直径2–10 mm球体的病灶体模以代表淋巴结，并将其置于10升温背景水体模内。实验结果表明，在亚分钟数据采集下，当病灶体模与背景的活度比为10:1时，图像中可识别出直径6 mm的球体。模拟结果与实验数据吻合良好：在25 cm深、活度比10:1的背景水体模中，60秒采集时间即可分辨直径6 mm的病灶。模拟中图像质量随CTR改善而提升，实验中则随背景水体模深度或病灶与背景活度比的减小而改善。基于本文呈现的结果，我们得出结论：有限角度TOF PET探测器是术中应用的重要进步，其改善的病灶可检测性超越了传统基于伽马和近红外（NIR）探针所能达到的水平。
引用
@article{arxiv.2104.03257,
title = {Limited-angle TOF-PET for intraoperative surgical applications: proof of concept and first experimental data},
author = {S. Sajedi and L. Blackberg and S. Majewski and H. Sabet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03257},
year = {2022}
}