МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ B ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЕ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ МЕТОДА ОФЭКТ/КТ

Аннотация:

Цель: Развитие метода математического имитационного моделирования в области ядерной медицины и его практическое применение в исследованиях, направленныхна повышение диагностической точности метода ОФЭКТ/КТ. Рассматриваются базовые принципы метода имитационного математического моделирования в ядерной медицине и основные модули программного комплекса «Виртуальная платформа для имитационных испытаний метода ОФЭКТ/КТ», созданного в Лаборатории моделирования в ядерной медицине Новосибирского государственного университета и Институте теоретической и прикладной механики им. C.A. Хри-стиановича. Материал и методы: Главными принципами развитого программного комплекса являются реалистичность математической модели виртуального пациента, точность модели описания физических процессов визуализации, а также проведение имитационных испытаний, приближенных к клинической практике. Bce исследования проводились в сотрудничестве с врачами-клиницистами Национального медицинского исследовательского центра (НМИЦ) им. академика E.H. Мешалкина (Новосибирск) и НМИЦ кардиологии им. академика Е.И. Чазова (Москва). Выполнена верификация программного комплекса путем сравнения с клиническими данными. Численные эксперименты показали близкое соответствие между результатами клинических и виртуальных исследований. B имитационных испытаниях на изображениях были получены те же артефакты, которые наблюдались на клинических изображениях. Проведены имитационные компьютерные испытания с использованием программного комплекса “Виртуальная платформа...” в области ядерной онкологии, кардиологии и неврологии, направленные на исследования точности изображений патологических очагов для оценки возможности перехода к количественной ОФЭКТ, а также на оптимизацию протокола обследования пациентов. Результаты: Имитационные испытания показали, что для перехода к количественной ОФЭКТ недостаточно ограничиться разработкой методологии калибровки систем ОФЭКТ для конкретного радионуклида. Существуют проблемы, без понимания и решения которых невозможно говорить о диагностической точности количественного метода ОФЭКТ. Такими проблемами являются краевые артефакты, возникающие на изображениях патологических очагов, и правило останова итерационного алгоритма при достижении значений активности в области интереса (патологического очага), наиболее приближенных к истинным значениям. Предложен критерий останова на основе модифицированного статистического критерия согласия Пирсона хи-квадрат. Наблюдается достоверно хорошая корреляция между предложенным критерием останова и минимумом среднеквадратичной погрешности реконструкции изображения. Результаты имитационного моделирования с целью оптимизации метода ОФЭКТ при обследовании перфузии головного мозга продемонстрировали возможность сокращения времени записи данных по сравнению со стандартным протоколом, как минимум, в два раза. Заключение: Основываясь на полученных результатах, можно сделать вывод о том, что представленный в данной работе метод компьютерного имитационного моделирования является мощным практическим инструментом в помощь клиническим исследованиям для оптимизации и разработки количественного метода ОФЭКТ. Дальнейшее развитие программного комплекса ориентировано также на применения в радионуклидной терапии и тераностике.

Авторы:

Издание: Медицинская физика
Год издания: 2023
Объем: 18с.
Дополнительная информация: 2023.-N 3.-С.45-62. Библ. 51 назв.
Просмотров: 11