Текущий выпуск Номер 4, 2025 Том 17

Все выпуски

[ Switch to English ]

Определение поправочных коэффициентов при количественной оценке костных патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии

Нестерова А.В., Денисова Н.В., Минин С.М., Анашбаев Ж.Ж., Усов В.Ю.
 pdf (8101K)

При обследовании методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) пациентам с заболеваниями костной системы вводится радиофармпрепарат (РФП), который специфическим образом накапливается в патологических очагах. Количественные оценки накопления РФП в очагах важны для определения стадии заболевания, прогнозирования его течения и разработки персонализированных терапевтических стратегий. Исследования точности количественных оценок обычно проводятся на основе клинических испытаний in vitro с использованием стандартизированного вещественного фантома NEMA IEC с шестью сферами, имитирующими патологические очаги разных размеров. Однако возможности проведения таких многопараметрических экспериментальных измерений ограничены из-за высокойстоимости и лучевой нагрузки на исследователей. В данной работе развит альтернативный подход на основе имитационного компьютерного моделирования in silico с использованием цифрового двойника фантома NEMA IEC. Компьютерные эксперименты могут проводиться без ограничений с разными сценариями. По аналогии с клиническими испытаниями в численном моделировании оценивался коэффициент восстановления (RCmax), равный отношению максимального значения полученного решения в очаге к его точной величине. Условия моделирования были ориентированы на параметры клинических обследований методом ОФЭКТ/КТ с 99mTc пациентов с заболеваниями и поражениями костной системы. Впервые выполнены исследования зависимости RCmax от величины отношения «очаг/фон» и влияния постфильтрации решения. В численных экспериментах были получены краевые артефакты на изображениях очагов, аналогичные тем, которые наблюдались при измерениях на реальном фантоме NEMA IEC и в клинической практике при обследовании пациентов. Краевые артефакты приводят к нестабильности поведения решения в итерационном процессе и к ошибкам в оценке накопления РФП в очагах. Показано, что постфильтрация снижает влияние этих артефактов, обеспечивая стабильное решение. Однако при этом существенно занижаются оценки решения в небольших очагах, поэтому предложено учитывать полученные в данной работе поправочные коэффициенты при количественной оценке активности в очагах диаметром менее 20 мм.

Ключевые слова: количественная однофотонная эмиссионная компьютерная томография, математическое имитационное моделирование, коэффициент восстановления, краевые артефакты
Цитата: Нестерова А.В., Денисова Н.В., Минин С.М., Анашбаев Ж.Ж., Усов В.Ю. Определение поправочных коэффициентов при количественной оценке костных патологических очагов методом гамма-эмиссионной томографии // Компьютерные исследования и моделирование, 2025, т. 17, № 4, с. 677-696
Citation in English: Nesterova A.V., Denisova N.V., Minin S.M., Anashbaev Z.Z., Usov V.Y. Determination of post-reconstruction correction factors for quantitative assessment of pathological bone lesions using gamma emission tomography // Computer Research and Modeling, 2025, vol. 17, no. 4, pp. 677-696
DOI: 10.20537/2076-7633-2025-17-4-677-696
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3636/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2025 Институт компьютерных исследований