Caratteristiche di un tomografo PET digitale e conseguenze del suo impiego nell'imaging cerebrale PET/CT

ABSTRACT Because of its capability of providing answers to several clinical suspitions at a time by highlighting tissues’ functional properties, positron emission tomography is employed in many different clinical fields. In fact, the number of requests for this specific study is constantly increasing, not only in oncolgy, but in cardiology, neurology, rheumatology and immunology as well. Due to the growingly frequent use of this imaging technique, the need for features’ optimization has become more and more important. During the years, the developed technological improvements have made it possibile to progressively correct limitations found in the equipment in terms of geometrical structure, detection and electronic efficiency, in order to to enhance its performances in the matter of several standards, most important of which is image quality. The newest outer reach among machinery corresponds to digital PET systems commercialization. In the academic ward of Nuclear Medicine (S.C.U. Medicina Nucleare) at hospital Molinette, A.O.U. ‘’Città della Salute e della Scienza di Torino’’, PET digital scanner Philips Vereos was recently mounted (working since April 2020). This dissertation aims at describing the structural features and advantageous innovation introduced by the new equipment, highlighting the improvements it brought in comparison with analog PET systems. The solid-state detectors and Digital Photon Counting technology employed in the digital PET sanner not only result in short acquisition times, but also they guarantee a significantly enhanced quality of the images, which goes beyond analog scanners’ capabilities. Further gains in terms of of equipment features were noticed in digital Vereos system, such as the possibility of conducting low dose studies, increased sensitivity and better spatial resolution. The analysis of the new PET scanner and its comparison with previous designs has the additional purpose of observing how image quality has been affected in the matter of brain imaging. The different brain PET/CT protocols are thus described in the second part of the dissertation, as an introduction to comparing the images that were obtained with the prevoious scanner to the ones obtained when using Vereos system, for the sake of demonstrating how its highlighted tecnhical features are actually supported by visible qualitative evidence.

ABSTRACT La tomografia a emissione di positroni è un’indagine che, a causa della sua capacità di fornire risposta a diversi quesiti diagnostici insieme, evidenziando le caratteristiche funzionali dei tessuti, trova indicazione in svariati ambiti clinici. Infatti, non solo in oncologia, ma anche in cardiologia, neurologia, reumatologia, immunologia e malattie infettive, il numero di richieste per questa indagine è in costante aumento. Conseguentemente all’utilizzo sempre più frequente di tale tecnica di imaging, la necessità di ottimizzarne le prestazioni si è resa ancora più importante. I progressi tecnologici sviluppatisi negli anni hanno permesso di correggere man mano le limitazioni riscontrate nell’apparecchiatura, in termini di geometria strutturale, efficienza di detezione ed elettronica, con il fine ultimo di migliorare la performance dell’apparecchiatura in funzione di diversi parametri, più importante dei quali, la qualità delle immagini ottenute. L’ultima frontiera di innovazione delle apparecchiature è rappresentata dalla commercializzazione di tomografi PET digitali. È stato recentemente installato (in funzione dall’Aprile 2020) presso la S.C.U. Medicina Nucleare del presidio Molinette dell’A.O.U. ‘’Città della Salute e della Scienza di Torino’’, il tomografo PET Philips Vereos. L’elaborato è volto alla descrizione delle caratteristiche strutturali e delle innovazioni vantaggiose introdotte da tale macchinario, evidenziandone i miglioramenti in confronto ad un sistema PET analogico. Il tomografo PET digitale, che sfrutta rivelatori a stato solido e alla cui efficienza contribuisce la tecnologia Digital Photon Counting, consente non solo di ridurre i tempi di acquisizione, ma anche di garantire una qualità delle immagini sensibilmente maggiore rispetto a quella ottenuta con sistemi analogici. Ulteriori guadagni in termini di specifiche del macchinario sono stati evidenziati nel sistema Vereos rispetto ad un sistema analogico convenzionale, quali la possibilità di eseguire acquisizioni a bassa dose, l’aumento di sensibilità e di risoluzione spaziale. L’analisi della nuova apparecchiatura e del suo confronto con modelli precedenti ha l’ulteriore scopo di indagarne i riscontri nell’ambito dell’imaging cerebrale. Nella seconda parte dello studio vengono infatti descritti i diversi protocolli PET/CT cerebrali, come introduzione a un confronto tra le immagini ottenute con il macchinario precedente quelle ottenute con Vereos, al fine di dimostrare come le caratteristiche tecniche evidenziate in quest’ultimo siano effettivamente supportate da un riscontro qualitativo visualizzabile.