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Document type: Tese
Title: Desenvolvimento de phantom antropomórfico cerebral para simulação de atividade ICTAL e imterictal utilizando a metodologia pet com flúor-18
Author: Silbermann, Karina Nique Franz
Advisor: Costa, Jaderson Costa da
First advisor-co: Teixeira, Sérgio Ribeiro
Abstract (native): Os equipamentos e processos utilizados em medicina nuclear devem estar incluídos em um programa de controle de qualidade, o que inclui uma série de testes e calibrações com periodicidade estabelecida pelas normas vigentes, baseadas nos protocolos de instituições internacionais. Os simuladores antropomórficos, pela sua capacidade de mimetizar situações realísticas, são amplamente empregados para aferir dados essenciais que garantam a qualidade nos processos geradores de imagens médicas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um phantom antropomórfico cerebral para simulação de imagens de atividade ictal em medicina nuclear, utilizando metodologia PET com Flúor-18 (18F). O phantom foi confeccionado em impressora industrial com tecnologia SLS (Selective Laser Sintering), de espessura de 4 mm, utilizando como matéria prima nylon 12. O modelo foi segmentado a partir de um estudo de ressonância magnética de um adulto normal, do sexo feminino, com 40 anos. Para a simulação de atividade ictal foram inseridos, na região correspondente ao lobo frontal direito, dois eletrodos metálicos constituídos de filme fino de 40 nm de prata (Ag). Para a aquisição das imagens, o modelo foi preenchido com água destilada e com o radioisótopo 18F. As imagens foram adquiridas em equipamento de PET-CT com protocolo específico para estudos cerebrais tomográfico e dinâmico. Foram adquiridas imagens: (1) simulador sem a inserção dos eletrodos (padrão/basal), (2) simulador com eletrodos sem aplicação de campo elétrico e (3) simulador com os eletrodos e aplicação de campo elétrico. As imagens foram comparadas entre si através dos valores de SUV máximo e do índice de captação. A abordagem estatística utilizada considerou as três condições de imagens como grupos independentes e o teste não paramétrico de Wilcoxon-Mann-Whitney foi aplicado. Houve diferença significativa entre os grupos, sendo o valor de p < 0,001 quando comparados os valores de média de SUV máximo por corte nas situações basal x sem campo elétrico e basal x com campo elétrico. Na comparação sem campo elétrico x com campo elétrico, o valor de p = 0,129 indica que a diferença entre os grupos não é significativa. Quando avaliado o índice de captação entre os grupos, todas as condições apresentaram diferença significativa, sendo p < 0,001 para os grupos basal x sem campo elétrico e basal x com campo elétrico, e p = 0,0123 na comparação sem campo elétrico x com campo elétrico. As curvas TAC (time-activity-curve) foram adquiridas para demonstrar a captação de 18F no tempo, nas condições com campo elétrico e sem campo elétrico, em estudo dinâmico de PET-CT. As imagens foram subtraídas através da metodologia SISCOM, utilizando a condição basal como referência. Os valores encontrados para p, tanto para SUV como para índice de captação, são compatíveis com os achados visualizados nas imagens obtidas. Os histogramas gerados com a metodologia SISCOM demonstram que há diferenças entre as três condições de imagem. As curvas TAC traçadas correspondem ao aumento gradativo da concentração 18F no tempo, embora exista este aumento nas condições sem campo e com campo, obtivemos a maior concentração quando o sistema está sob efeito do campo elétrico. O phantom antropomórfico desenvolvido é capaz de simular zonas análogas às de imagens de atividade ictal, porém o material utilizado como resina nos eletrodos deve ser modificado para que o produto possa ser comercializado futuramente.
Abstract (english): The equipment and processes used in nuclear medicine must be included in a quality control program that includes a series of tests and calibrations following the frequency established by current standards, which are based on international institutions protocols. The capability of anthropomorphic simulators mimic realistic situations are widely appointed to gauge essential data that guarantee the quality in medical generating processes. The purpose of this study was developing a cerebral anthropomorphic phantom for image simulation of ictal activity in nuclear medicine with 18F, PET-CT. It was made in an industrial printer with SLS (Selective Laser Sintering) technology, 4mm thick, using nylon 12. The model was segmented from a magnetic resonance study of a 40-year-old female adult. Two 40 nm thickness metal (Ag) electrodes were inserted in the right frontal lobe region to simulate ictal activity. For the images acquisition, the phantom was filled with distillated water and the 18F radioisotope. The images were acquired in PET-CT equipment with specific protocol for tomographic and dynamic cerebral studies. Images from the simulator without the insertion of the electrodes were acquired as pattern (basal), also were acquired images from the simulator with the electrodes and without electric field application, and the simulator with electric field application. The images were compared through SUV maximum values and uptake index. The non-parametric Wilcoxon-Mann-Whitney test was used as statistic approach, considering the three image conditions as independent groups. There was significant difference amongst the groups, being p < 0,001 when compared the average SUV maximum values by slices in the situations: basal x with electric field, and basal x without electric field, p = 0,129 when compared situations with electric field x without electric field, suggesting that this difference is not significant. All the groups presented significant differences for the uptake indexes obtained, being p < 0,001 in the situations basal x with electric field and basal x without electric field. The TAC (time-activity-curve) curves were obtained in A PET-CT dynamic protocol to demonstrate the 18F uptake in time, in the conditions with electric field and without electric field. The images were subtracted through SISCOM, using the basal condition as reference. The values found for p (SUV and uptake index) are compatible. The SISCOM histograms demonstrate differences for the three image comparisons. Although there are gradual raise of 18F uptake in time obtained in TAC evaluation for both with and without electric field conditions, the highest uptake visualized was when the electric field is applied. The anthropomorphic phantom developed is capable of simulating compatible zones with ictal activity, however the material used as resin in the electrodes must be modified so that the product may be commercialized in the future.
Keywords: Phantom Antropomórfico Cerebral
PET Ictal
PET Interictal
Zona Epileptogênica
SISCOM
Controle de Qualidade
Anthropomorphic Brain Phantom
Ictal PET
Interictal PET
Epileptogenic Zone
SISCOM
Quality Control
CNPQ Knowledge Areas: CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Escola de Medicina
Program: Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde
Access type: Acesso Aberto
Fulltext access restriction: Trabalho protegido via processo de patente no Escritório de Transferência de Tecnologia / PROPESQ
Time to release fulltext: 60 meses
Date to release fulltext: 13/12/2023
URI: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8379
Issue Date: 27-Aug-2018
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde

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