The influence of number of counts in the myocardium in the determination of reproducible functional parameters in gated-SPECT studies simulated with GATE

Abstract

Myocardial perfusion gated-single photon emission computed tomography (gated-SPECT) imaging is used for the combined evaluation of myocardial perfusion and left ventricular (LV) function. The aim of this study is to analyze the influence of counts/pixel and concomitantly the total counts in the myocardium for the calculation of myocardial functional parameters.

Material and methods

Gated-SPECT studies were performed using a Monte Carlo GATE simulation package and the NCAT phantom.

The simulations of these studies use the radiopharmaceutical ^99mTc-labeled tracers (250, 350, 450 and 680 MBq) for standard patient types, effectively corresponding to the following activities of myocardium: 3, 4.2, 5.4–8.2 MBq. All studies were simulated using 15 and 30 s/projection.

The simulated data were reconstructed and processed by quantitative-gated-SPECT software, and the analysis of functional parameters in gated-SPECT images was done by using Bland–Altman test and Mann–Whitney–Wilcoxon test.

Results

In studies simulated using different times (15 and 30 s/projection), it was noted that for the activities for full body: 250 and 350 MBq, there were statistically significant differences in parameters Motility and Thickness. For the left ventricular ejection fraction (LVEF), end-systolic volume (ESV) it was only for 250MBq, and 350MBq in the end-diastolic volume (EDV), while the simulated studies with 450 and 680 MBq showed no statistically significant differences for global functional parameters: LVEF, EDV and ESV.

Conclusion

The number of counts/pixel and, concomitantly, the total counts per simulation do not significantly interfere with the determination of gated-SPECT functional parameters, when using the administered average activity of 450 MBq, corresponding to the 5.4 MBq of the myocardium, for standard patient types.

Resumen

La gammagrafía de perfusión miocárdica sincronizada con el eletrocardiograma (Gated-SPECT) permite la evaluación de la perfusión miocárdica y la función ventricular izquierda. El objetivo de este estudio fue analizar la influencia de las cuentas/pixel y, las cuentas totales en miocardio en la determinación de los parámetros funcionales.

Material y métodos

Hemos simulado estudios Gated-SPECT, por el método Monte Carlo GATE y el uso de fantoma NCAT.

Las simulaciones de estos estudios han considerado un paciente estándar utilizando un radiofármaco marcado con ^99mTc, con diferentes actividades (250, 350, 450 y 680 MBq) correspondientes a las siguientes actividades en miocardio: 3; 4,2; 5,4 a 8,2 MBq. Se simularon todos los estudios con un tiempo de 15 y 30 seg/proyección. Los datos simulados fueron reconstruidos, procesados y cuantificados por el software Quantitative-Gated-SPECT. El análisis de la influencia de las cuentas en los parámetros funcionales se llevó a cabo utilizando la prueba de Bland-Altman y Mann-Whitney-Wilcoxon.

Resultados

En los estudios simulados con diferentes tiempos (15 y 30 seg/proyección), se encontró que para las actividades del cuerpo entero 250 y 350 MBq hubo diferencias estadísticamente significativas en los parámetros de motilidad y espesor; para la FEVI, VTS solo para 250 MBq, y VTD solo para 350 MBq. En los estudios simulados con 450 y 680 MBq no se encontraron diferencias estadísticamente significativas para los parámetros funcionales globales: FEVI, VTD y VTS.

Conclusión

Por simulación en un paciente estándar, el número de cuentas/píxel y, de forma concomitante, las cuentas totales no interfiere significativamente en la determinación de los parámetros funcionales generales de Gated-SPECT, cuando se utiliza la actividad media de 450 MBq, correspondiente a 5,4 MBq en miocardio.