Desarrollo de herramientas para la investigación de técnicas de compensación del movimiento respiratorio en la imágen tomográfica por emisión de positrones (PET)

Abstract

Durante los últimos años, la técnica PET/CT se ha incorporado como una herramienta fundamental en la práctica clínica rutinaria de pacientes oncológicos. Esta técnica presenta una limitación importante en pacientes con lesiones tumorales localizadas en tórax y/o abdomen superior, producida por el artefacto que introduce en la imagen el movimiento respiratorio. Esto provoca una alteración en la calidad de la imagen, lo que se traduce principalmente en un emborronamiento de la lesión, ocasionando a su vez una subestimación del valor de captación estándar (Standarized Uptake Value, SUV) y una sobrestimación del volumen de la lesión. Estos parámetros influyen en el análisis cualitativo y semicuantitativo de las imágenes y, por lo tanto, en el diagnóstico y la monitorización de la respuesta al tratamiento. La reducción del impacto del movimiento respiratorio en las imágenes PET/CT es objeto de investigación. En distintos estudios llevados a cabo en los últimos años se describen varios métodos para realizar la sincronización respiratoria por medio de diferentes sistemas de sincronización del ciclo respiratorio. Además existen trabajos descritos sobre la posibilidad de compensar el movimiento respiratorio sin necesidad de un dispositivo externo, lo que supone un importante avance teniendo en cuenta el tiempo empleado para la conexión del sistema al paciente y las complicaciones y tasa de fallos que tiene durante el proceso de adquisición. Las consecuencias de evitar la necesidad de un dispositivo externo son, una disminución importante del tiempo de exploración, y una exploración más cómoda para el paciente. Este proyecto fin de carrera se enmarca dentro de un trabajo de investigación que pretende estudiar el uso de dos técnicas de sincronización diferentes que eviten el uso del dispositivo externo, y para ello en el desarrollo de este proyecto se proveerá a los investigadores con las herramientas adecuadas para ello. Tras la finalización de este proyecto se realizará la implementación y adecuación para imágenes PET de una metodología de sincronización retrospectiva previamente desarrollada y validada para imágenes CT en modelos animales en el Laboratorio de Imagen Médica del Hospital General Universitario Gregorio Marañón. Además se aplicará también en los estudios PET, una técnica desarrollada para sincronización cardíaca. Para validar la posible mejora que supongan ambos métodos se requiere comparar los estudios resultantes con los estudios que actualmente se obtienen sincronizando el escáner con el sensor de respiración. Además, dado que se trabajará con un escáner clínico utilizado en la práctica diaria, no se permite bajo ningún concepto realizar modificaciones ni de software ni de hardware a personal ajeno a la compañía fabricante. Por este motivo, es necesario trasladar los estudios al laboratorio de investigación y recrear en la medida de lo posible el mismo entorno existente en el escáner clínico, esto es, emular el software del fabricante que genera las imágenes a partir de los datos crudos de la máquina. El objetivo de este proyecto fin de carrera, por tanto, consiste en desarrollar unas herramientas que permitan, primero generar las imágenes con las que se investigará posteriormente las posibilidades de aplicación de los dos métodos de gating explicados anteriormente a fin de suprimir la utilización del sistema de sincronización respiratoria externo y segundo, organizar las imágenes obtenidas del estudio sincronizado con el dispositivo externo para que la posterior comparación de las imágenes nuevas se realice más fácilmente. Este proyecto forma parte de un estudio coordinado por una especialista en Medicina Nuclear, que surge en el marco de colaboración entre tres instituciones diferentes. La primera es el Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón (IISGM), en concreto el Laboratorio de Imagen Médica (LIM). La segunda institución es el Hospital Clínico San Carlos (HCSC), en concreto el Servicio de Medicina Nuclear, donde se realizan los estudios PET/CT que servirán como datos de entrada para todas las herramientas desarrolladas en este proyecto. Y la tercera institución es la compañía Siemens, proveedora del equipo Biograph con el que se adquieren todos los estudios PET/CT.