Attenuation Correction for Dedicated Cardiac SPECT Imaging Without Using Transmission Data.

Objectives: Attenuation correction (AC) using transmission scanning-like computed tomography (CT) is the standard method to increase the accuracy of cardiac single-photon emission computed tomography (SPECT) images. Recently developed dedicated cardiac SPECT do not support CT, and thus, scans on these systems are vulnerable to attenuation artifacts. This study presented a new method for generating an attenuation map directly from emission data by segmentation of precisely non-rigid registration extended cardiac-torso (XCAT)-digital phantom with cardiac SPECT images. Methods: In-house developed non-rigid registration algorithm automatically aligns the XCAT- phantom with cardiac SPECT image to precisely segment the contour of organs. Pre-defined attenuation coefficients for given photon energies were assigned to generate attenuation maps. The CT-based attenuation maps were used for validation with which cardiac SPECT/CT data of 38 patients were included. Segmental myocardial counts of a 17-segment model from these databases were compared based on the basis of the paired t-test. Results: The mean, and standard deviation of the mean square error and structural similarity index measure of the female stress phase between the proposed attenuation maps and the CT attenuation maps were 6.99±1.23% and 92±2.0%, of the male stress were 6.87±3.8% and 96±1.0%. Proposed attenuation correction and computed tomography based attenuation correction average myocardial perfusion count was significantly higher than that in non-AC in the mid-inferior, mid-lateral, basal-inferior, and lateral regions (p<0.001). Conclusion: The proposed attenuation maps showed good agreement with the CT-based attenuation map. Therefore, it is feasible to enable AC for a dedicated cardiac SPECT or SPECT standalone scanners. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Amaç: Transmisyon taraması benzeri bilgisayarlı tomografi (BT) kullanan atenüasyon düzeltmesi (AC), kardiyak tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECT) görüntülerinin doğruluğunu artırmada standart yöntemdir. Son zamanlarda geliştirilen özel kardiyak SPECT BT'yi desteklememektedir ve bu nedenle, bu sistemlerdeki taramalar atenüasyon artefaktlarına karşı savunmasızdır. Bu çalışmada, kardiyak SPECT görüntüleri ile birlikte rijit olmayan kayıt genişletilmiş kardiyak-gövde (XCAT)-dijital fantomun segmentasyonu yoluyla doğrudan emisyon verilerinden bir atenüasyon haritası oluşturmak için yeni bir yöntem sunulmaktadır. Yöntem: Kendi geliştirdiğimiz rijit olmayan kayıt algoritması, organların dış hatlarını hassas şekilde bölümlere ayırmak için XCAT-fantomunu kardiyak SPECT görüntüsüyle otomatik olarak hizalar. Atenüasyon haritaları oluşturmak için verilen foton enerjileri için önceden tanımlanmış atenüasyon katsayıları atanmıştır. Otuz sekiz hastanın kardiyak SPECT/CT verilerinin dahil edildiği doğrulama için CT tabanlı atenüasyon haritaları kullanıldı. Bu veritabanlarından alınan 17 segmentli bir modelin segmental miyokardiyal sayımları, eşleştirilmiş örneklem t-testi ile karşılaştırıldı. Bulgular: Önerilen atenüasyon haritaları ile CT atenüasyon haritaları arasındaki kadın stres fazının ortalama kare hatası ve benzerlik indeksi ölçüsü yapısal benzerlik indeksi ölçümünün ortalama ve standart sapması sırasıyla %6,99±1,23 ve %92±2,0 iken, erkek stres fazının değerleri %6,87±3,8 ve %96±1,0 idi. Mid-inferior, mid-lateral, bazal-inferior ve lateral bölgelerde ProAC ve CTAC ortalama miyokardiyal perfüzyon sayısı non-AC'ye göre anlamlı olarak yüksekti (p<0,001). Sonuç: Önerilen atenüasyon haritaları BT tabanlı atenüasyon haritasıyla iyi bir uyum gösterdi. Böylelikle, kardiyak çalışmalar özel SPECT veya sadece SPECT tarayıcıları için AC'yi etkinleştirmek mümkün olmuştur. [ABSTRACT FROM AUTHOR]