Image Processing for Quantitative Scintillation-Camera Imaging. Application to Radionuclide Therapy

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Behandling med radionuklidterapi baseras på radioaktiva läkemedel, d.v.s. läkemedel som i sig består av ett radioaktivt ämne, eller som kopplats till en radionuklid. Den strålningsenergi som avges vid de radioaktiva sönderfallen absorberas i vävnad och ger en lokalt absorberad stråldos där läkemedlet tas upp. Viktigt är härvid att upptaget är högre i patologisk vävnad än i normal, så att stråldosen till strålningskänslig normal vävnad, t.ex. benmärg, kan hållas under toxicitetsnivån, medan tumören får en tillräckligt hög stråldos. För att verifiera upptagsmönstret av läkemedlet och för att optimera läkemedels-doseringen, bör den absorberade stråldosen till viktiga vävnader och organ mätas för varje patient som genomgår behandling. Den absorberade stråldosen vid radionuklidterapi är fundamentalt beroende av fördelningen av det radioaktiva ämnet i kroppen, och hur det omfördelas över tiden. För att följa ämnets fördelning och passage genom kroppen görs mätningar med en s.k. gammakamera, vid ett antal tillfällen efter injektion, antingen som still-bilder, helkroppsscanning, eller som tomografi för att ge tre-dimensionella bilder. Ibland kombineras dessa med mätningar med röntgen-tomografi (CT), vilka kan användas för att korrigera för tekniska och fysikaliska begränsningar i gammakamerabilderna, samt ge anatomiska bilder som komplement till de funktionella bilder som resulterar från gammakamera-undersökning. Syftet med arbetet som rapporteras i denna avhandling har varit att studera och utveckla metoder för behandling och analys av gammakamerabilder, med syftet att kompensera för fysikaliska och tekniska begränsningar i bildtagningsprocessen. Speciellt har metoder för samregistrering', segmentering'' och aktivitetskvantifiering''' utvecklats. Den huvudsakliga applikationen har varit bilder tagna i samband med radionuklidterapi för B-cells-lymfom med 131-I-märkta monoklonala antikroppar, där kvantitativa bilder behövs som bas för en bestämning av fördelningen av absorberad dos. 'Samregistrering: geometrisk matchning av två bilder så att de stämmer överens anatomiskt, d.v.s. motsvarande pixlar i de två bilderna innehåller information som representerar exakt samma position i patienten. ''Segmentering: utlinjering/inringning av intressanta områden i bilderna. '''Aktivitetskvantifiering: Absolutmätning av koncentrationen av radioaktivt läkemedel.