Nörodejeneratif hastalıklarda beyin 18-F FDG PET çalışmalarında voksel bazlı kısmi hacim düzeltmesinin görsel değerlendirmeye ve sayısal analiz sonuçlarına etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of effect of voxel-based partial volume correction to visual assessment and quantitative analysis results in brain 18-F FDG PET studies in neurodegenerative diseases
- Tez No: 987213
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT ÖZGÜR AKDEMİR
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Radyoloji ve Nükleer Tıp, Radiology and Nuclear Medicine
- Anahtar Kelimeler: Florodeoksiglükoz, Nörodejeneratif hastalıklar, Pozitron emisyon tomografi, Fluorodeoxyglucose, Neurodegenerative diseases, Positron-emission tomography
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Tıp Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Beyin 18-F FDG PET nörodejeneratif hastalık tanı ve ayırıcı tanısında kritik bir öneme sahiptir. Bu sebeple bu hastalık grubunda beyin 18-F FDG PET ile tanısal doğruluğu artırmak oldukça önemli bir yer tutar. Normal kortikal gri cevher kalınlığının yaklaşık 2-3 mm olduğu göz önüne alındığında, rezolüsyonun 5 mm olduğu son teknoloji PET cihazlarında tanısal doğruluğu artırmak için bazı yöntemlere başvurulmalıdır. Bunlardan biri nörodejeneratif hastalıklara bağlı nöron dejenerasyonu ya da kortikal atrofi izlenen durumlarda kısmi hacim etkisinin düzeltilmesidir. Çalışmamızın hipotezi nörodejeneratif hastalıklarda beyin 18-F FDG PET çalışmalarında voksel bazlı kısmi hacim etkisi düzeltmesi (PVC) sonucu, görsel değerlendirme ve sayısal analiz sonuçlarının iyileceği yönündedir. Çalışmamızda nörodejeneratif hastalık şüphesi ile kliniğimize yönlendirilen 65 hastanın beyin 18-F FDG PET görüntüleri ve daha önce kliniğimizde oluşturulan 44 hastanın normal beyin 18-F FDG PET görüntüleri dahil edilmiştir. Bu görüntülere voksel bazlı Müller-Gärtner metodu ile PVC yapılmıştır. Sayısal değerlendirme için normal hasta grubunun ortalama ve standart sapma değerleri kullanılarak, PVC öncesi (noPVC) ve PVC görüntülerin z-skorları hesaplanmıştır. Görsel değerlendirmede; PVC-noPVC 130 görüntü üç farklı okuyucu tarafından birbirlerinden bağımsız olarak genel görüntü kalitesi, patern değişikliği ve bölgesel hipometabolizma değerlendirilmiştir. Veri madenciliği kullanılarak yapay zeka tabanlı iki kümeleme algoritması kullanılmış, iki algoritmanın oluşturduğu kümeler ile görüntü paternleri arasındaki dağılım ve uyum incelenmiştir. Sayısal analizde PVC görüntülerin bölgesel ve total z-skorlarının, noPVC bölgesel ve total z-skorlarından daha yüksek olduğu ve bu farkın istatistiksel olarak anlamlı olduğu görülmüştür. -1,96 ve -1,65 eşik değerlerinde bölgesel z-skorlarının birbirleri ile uyum ve farklılıkları değerlendirildiğinde, her iki eşik değeri içinde noPVC ve PVC görüntülerinden elde edilen z-skorlarının yüksek düzeyde uyum ve anlamlı istatistiksel fark gösterdiği, böylece PVC'nin sayısal analiz sonuçlarında hipometabolizmayı belirginleştirdiği dikkati çekmektedir. Görsel değerlendirmede okuyucuların çoğu, PVC görüntülerde genel görüntü kalitesinin, noPVC ile karşılaştırıldığında benzer düzeyde ya da bir miktar iyileştiğini belirtmişlerdir. Patern değişikliği değerlendirmesinde, her üç okuyucu içinde PVC sonrası görüntüyü herhangi bir paterne yerleştirme oranlarının bir miktar arttığı izlenmektedir. Bölgesel hipometabolizma görsel değerlendirmesinde, her üç okuyucu PVC sonrası elde edilen görüntülerde %90'nın üzerinde hipometabolizma skorlarının aynı kaldığı ya da arttığı belirtmektedir. Bölgesel değerlendirmede ayrıca noPVC ve PVC görüntüler arasındaki her üç okuyucunun kendi içinde ve birbirleri ile uyum ve istatistiksel farklılığına bakılmış olup, okuyucuların kendi içlerinde ve birbirleri arasında Cohen's kappa analizinde orta-yüksek düzeyde uyum ve Pearson ki-kare testinde istatistiksel olarak anlamlı farklılık izlenmiştir (p<0,001). Sonuç olarak PVC'nin görsel okumayı anlamlı olarak değiştirdiği sonucu çıkarılabilir. K-means kümeleme algoritması sonucunda, algoritmalar ile bölgesel z-skorları toplanmasıyla elde edilen patern karşılaştırmaları sonucu hem noPVC hem de PVC görüntülerde %60-65 arası uyum izlenmiştir. Nörodejeneratif hastalıklarda, beyin 18-F FDG PET çalışmalarında PVC yapılmasının sayısal analiz ve görsel değerlendirmeyi iyileştirdiği izlenmektedir. Nörodejeneratif hastalık erken ve ayırıcı tanısında, beyin 18-F FDG PET çalışmalarında tanısal doğruluğu artırmak için PVC yöntemlerinin kullanılması önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
Brain 18-F FDG PET has a critical role in early diagnosis and differential diagnosis of neurodegenerative diseases. Therefore, it is quite important to increase the diagnostic accuracy of brain 18-F FDG PET in this disease group. Due to the fact that thickness of normal cortical grey matter ( 2-3 mm) is below the resolution of high-tech PET devices ( around 5 mm) some methods to increase the diagnostic accuracy of PET imaging, such as partial volume correction (PVC) should be applied in patients with suspected neurodegeneration, since these patients commonly suffer neurodegeneration related cortical atrophy. The hypothesis of our study is that voxel-based PVC in brain 18-F FDG PET studies in neurodegenerative diseases will improve the results of visual assessment and quantitative analysis. In our study, brain 18-F FDG PET images of 65 patients with a clinically suspected neurodegenerative disease and a previously-obtained normal brain 18-F FDG PET database of 44 patients in our clinic are included. The voxel-based Müller-Gärtner PVC method was applied to all PET images. Z-scores were calculated for the patient group both with and without PVC (noPVC) by using the mean and the standard deviation values of the normal database. In visual assessment, three nuclear medicine specialists evaluated 130 PVC and noPVC images independently from each other in terms of general image quality, pattern change and regional hypometabolism. By using an artificial intelligence-based clustering algorithm the distribution and the consistency of the metabolic patterns were investigated. In the quantitative analysis, it was observed that the regional and the total z-scores of the PVC images had higher values than the regional and the total z-scores of noPVC and this difference was statistically meaningful. When the consistency and the difference of the regional z-scores among PVC and noPVC images were evaluated at the threshold values of -1.96 and -1.65, the z-scores obtained from noPVC and PVC images for both threshold values demonstrated high level of consistency. However, they showed statistically significant differences and z-scores were more negative for the PVC images. In visual assessment, most of the nuclear medicine specialists state that the general image quality in PVC images improved similarly or partially when it was compared with noPVC. In the evaluation of the pattern change, it was observed that for all three nuclear medicine physicians the percentage of allocating the image to a disease pattern increased partially after PVC. In the visual assessment of the regional hypometabolism, all three nuclear medicine specialists stated that more than 90% of hypometabolism scores stayed the same or increased in the images obtained after PVC. In the regional evaluation between noPVC and PVC images, there were middle-high level of intra-reader and inter-reader consistencies in Cohen's kappa analysis and statistically meaningful differences in Person's chi-square test (p<0,001). In conclusion, PVC changed the results of visual assessment meaningfully. When the results of K-means clustering algorithm and the patterns obtained by combining the regional z-scores were compared, we observed 60% and 69% compatibility between the results for noPVC and PVC images, respectively. As a conclusion, in degenerative diseases, it is observed that PVC of brain 18-F FDG PET images improves the results of quantitative analysis and the visual assessment. It is recommended to use the PVC methods to increase the diagnostic accuracy in brain 18-F FDG studies in early diagnosis and differential diagnosis of neurodegenerative diseases.
Benzer Tezler
- Bilişsel bozukluklarda nörobilişsel beceriler ile nöroradyolojik bulguların ilişkisinin incelenmesi: Retrospektif bir çalışma
Başlık çevirisi yok
MEHMET MESUT DORUKOĞLU
- Alzheimer hastalarında talamusun, nükleus kaudatusun ve putamenin metabolik aktivitesinin 18F-FDG PET/BT görüntüleme ile değerlendirilmesi
Evalution of the metabolic activity of thalamus, nucleus caudatus and putamen in alzheimer's disease patients with 18F-FDG PET/CT imaging
PELİN ŞAHİN OĞUZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Radyoloji ve Nükleer TıpSağlık Bilimleri ÜniversitesiNükleer Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ÖZGÜR KARAÇALIOĞLU
- Ankara ilindeki üç ilköğretim okulu öğrencilerinin epilepsiye yaklaşımı ve hastalık hakkındaki bilgi düzeyleri
Knowledge of epilepsy and attitudes towards the condition among three elementary schools students in Ankara
İKBAL OK BOZKAYA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıGazi ÜniversitesiÇocuk Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE SERDAROĞLU
- Parkinson ve alzheimer hastalarında bazı antioksidan parametrelerin incelenmesi
Determination of some antioxidants in serum of parkinson`s and alzheimers diseases
MURAT ÖRMEN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1997
BiyokimyaDokuz Eylül ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MERAL FADILOĞLU
- Pediyatrik yaş grubunda kalıtımsal nörodejeneratif beyin hastalıklarda proton MR spektroskopi ve difüzyon ağırlıklı görüntülemenin tanısal katkıları
Diagnostic value of proton mr spectroscopy and diffusion weighted MR imaging in inherited childhood neurodegenerative brain diseases
YELİZ PEKÇEVİK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2007
Radyoloji ve Nükleer TıpDokuz Eylül ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. HANDAN ÇAKMAKÇI