Method of Experts' Quality Evaluation of the PET Images of the Patients

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose: To develop the method of experts’ quality evaluation of the PET images as an additional quality control method for accurate, comparable, and reproducible PET diagnostics results, and to conduct image quality evaluation in different PET departments used this method.

Material and methods: 60 PET images (without CT) of the patients who underwent whole body PET/CT with 18F-FDG were collected from 12 PET/CT scanners in 9 PET departments. Experts’ quality evaluation was conducted with questioning of the experts. Each expert evaluated the image quality by five-point scale and filled out the special form which include three image quality criteria: image clarity, artefacts, and general image quality. There were 28 experts from 8 different PET departments who have work experience in radiology from 1 to 32 years. The results of experts’ quality evaluation of the PET images were examined for correlations with parameters of acquisition and reconstruction protocols, examination methods. The results were also examined for dependance of subjective factors such as work experience and work conditions of experts. The minimum required number of experts were defined. The results were analyzed used statistical methods.

Results: The PET images obtained by 8 PET/CT scanners had mean quality value more than 4 points (good quality). PET/CT scanners, which had the lowest quality value, have the obsolete or unusual settings and reconstruction parameters. The correlations between experts’ quality evaluation of the PET images and acquisition parameters (acquisition time per bed, multiplication of injected activity and acquisition time per bed), and examination methods (injected activity and uptake time) were established. The results of experts’ quality evaluation of the PET images were dependent on work experience and work conditions of experts.

Conclusion: The method of experts’ quality evaluation of the PET images of the patients based on the questioning of the experts working in PET was developed and demonstrated in the current study. The results showed this method has the potential to compare the PET images obtained by different acquisition and reconstruction protocols, and it can be applied during the optimization of examination method and for the determination of obsolete and unusual settings of PET/CT. Experts’ evaluation of the PET images should include the opinion of at least six experts with different work experience in PET from several PET departments.

Key words: positron emission tomography, experts’ evaluation, diagnostics quality, image quality control

About the authors

A. V. Petryakova

P.V. Ramzaev Saint Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene; Saint Petersburg Hospital No 40 of the Resort District

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg; Saint Petersburg

L. A. Chipiga

P.V. Ramzaev Saint Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene; A.M. Granov Russian Research Center of Radiology and Surgical Technologies; V.A. Almazov National Medical Research Center

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg; Saint Petersburg; Saint Petersburg

M. S. Tlostanova

A.M. Granov Russian Research Center of Radiology and Surgical Technologies

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

A. A. Ivanova

A.M. Granov Russian Research Center of Radiology and Surgical Technologies

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

D. A. Vazhenina

A.M. Granov Russian Research Center of Radiology and Surgical Technologies

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

A. A. Stanzhevsky

A.M. Granov Russian Research Center of Radiology and Surgical Technologies

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

D. V. Ryzhkova

V.A. Almazov National Medical Research Center

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

V. Yu. Sukhov

A.M. Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

I. V. Boikov

S.M. Kirov Military Medical Academy

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

Yu. N. Priporova

S.M. Kirov Military Medical Academy

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

A. A. Balabanova

N.P. Bechtereva Institute of Human Brain

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

D. V. Zakhs

N.P. Bechtereva Institute of Human Brain

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

G. M. Mitusova

Saint Petersburg Hospital No 40 of the Resort District

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

E. M. Zykov

Saint Petersburg Clinical Research Center of Specialized Type of Care (Oncology)

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Saint Petersburg

A. I. Pronin

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Moscow

O. D. Ryzhova

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: nastya.petryakova@gmail.com
Moscow

References

  1. Onishchenko G.G., Popova A.Yu., Romanovich I.K., Vodovatov A.V., Bashketova N.S., Istorik O.A., et al. Modern Principles of the Radiation Protection from Sources of Ionizing Radiation in Medicine. Part 1. Trends, Structure of x-Ray Diagnostics and Doses from Medical Exposure. Radiatsionnaya Gigiyena = Radiation Hygiene. 2019;12;1:6-24. doi: 10.21514/1998-426X-2019-12-1-6-24 (In Russ.).
  2. Boellaard R., Delgado-Bolton R., Oyen W.J., Giammarile F., Tatsch K., Eschner W., et al. FDG PET/CT: EANM Procedure Guidelines for Tumour Imaging: Version 2.0. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2015;42;2:328-354. doi: 10.1007/s00259-014-2961-x.
  3. Mansor S., Pfaehler E., Heijtel D., Lodge M.A., Boellaard R., Yaqub M. Impact of PET/CT System, Reconstruction Protocol, Data Analysis Method, and Repositioning on PET/CT Precision: An Experimental Evaluation Using an Oncology and Brain Phantom. Med. Phys. 2017;44;12:6413-6424. doi: 10.1002/mp.12623.
  4. Chipiga L.A., Zvonova I.A., Ryzhkova D.V., Menkov M.A., Dolgushin M.B. Levels of Patients Exposure and a Potential for Optimization of The PET Diagnostics in the Russian Federation. Radiatsionnaya Gigiyena = Radiation Hygiene. 2017;10;4:31-43. doi: 10.21514/1998-426X-2017-10-4-31-43 (In Russ.).
  5. Hristova I., Boellaard R., Galette P., Shankar L.K., Liu Y., Stroobants S., et al. Guidelines for Quality Control of PET/CT Scans in a Multicenter Clinical Study. EJNMMI Phys. 2017;4;1:23. doi: 10.1186/s40658-017-0190-7.
  6. De Jong E.E.C., van Elmpt W., Hoekstra O.S., Groen H.J.M., Smit E.F., Boellaard R., et al. Quality Assessment of Positron Emission Tomography Scans: Recommendations for Future Multicentre Trials. Acta Oncol. 2017;56;11:1459-1464. doi: 10.1080/0284186X.2017.1346824.
  7. Schaefferkoetter J.D., Osman M., Townsend D.W. The Importance of Quality Control for Clinical PET Imaging. J. Nucl. Med. Technol. 2017;45;4:265-266. doi: 10.2967/jnmt.117.198465.
  8. Chipiga L.A., Vodovatov A.V., Katayeva G.V., Ryzhkova D.V., Dolgushin M.B., Menkov M.A., et al. Proposals of Quality Assurance in Positron Emission Tomography in Russia. Meditsinskaya Fizika = Medical Physics. 2019;82;2:78–92 (In Russ.).
  9. Inozemtsev K.O., Narkevich B.Ya., Menkov M.A., Dolgushin M.B. The Development of Quality Assurance Program for Combined PET/CT-scanner. Meditsinskaya Fizika = Medical Physics. 2013;57;1:65-77 (In Russ.).
  10. Klimanov V.A. Yadernaya Meditsina. Radionuklidnaya Diagnostika = Nuclear Medicine. Radionuclide Diagnostics. Textbook. Moscow, Yurayt Publ., 2018. 307 p. (In Russ.).
  11. Vinogradova Yu.N., Tlostanova M.S., Ivanova A.A., Pakhomov A.Yu., Ilin N.V. Methodological Aspects of Measuring Metabolic Tumor Volume in Patients with Diffuse B-Cell Large Cell Lymphoma by PET/CT with 18F-FDG. Onkologicheskiy Zhurnal: Luchevaya Diagnostika, Luchevaya Terapiya = Journal of Oncology: Diagnostic Radiology and Radiotherapy. 2021;4;4:28-39. doi: 10.37174/2587 7593 2021 4 4 28-39(In Russ.).
  12. NEMA Standards Publication NU 2-2018: Performance Measurements of Positron Emission Tomographs (PETS). National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Washington, 2018.
  13. Kaalep A., Sera T., Oyen W., Krause B.J., Chiti A., Liu Y., et al. EANM/EARL FDG-PET/CT Accreditation - Summary Results from the First 200 Accredited Imaging Systems. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2018;45;3:412-422. doi: 10.1007/s00259-017-3853-7.
  14. Vodovatov A.V., Kamyshanskaya I.G., Drozdov A.A. New Approach for The Determination of The Standard Patient to Be Used for The Optimization of The Medical Exposure Protection. Radiatsionnaya Gigiyena = Radiation Hygiene. 2014;7;4:104-116 (In Russ.).
  15. International Atomic Energy Agency. PET/CT Atlas on Quality Control and Image Artefacts. IAEA Human Health Series No. 27. Vienna: IAEA, 2014.
  16. International Atomic Energy Agency. Standard Operating Procedures for PET/CT: a Practical Approach for Use in Adult Oncology. IAEA Human Health Series No. 26, Vienna: IAEA, 2013.
  17. Messerli M., Stolzmann P., Egger-Sigg M., Trinckauf J., D’Aguanno S., Burger I.A., et al. Impact of a Bayesian Penalized Likelihood Reconstruction Algorithm on Image Quality in Novel Digital PET/CT: Clinical Implications for the Assessment of Lung Tumors. EJNMMI Phys. 2018;5;1:27. doi: 10.1186/s40658-018-0223-x.
  18. Sah B.R., Stolzmann P., Delso G., Wollenweber S.D., Hüllner M., Hakami Y.A., Queiroz M.A., et al. Clinical Evaluation of a Block Sequential Regularized Expectation Maximization Reconstruction Algorithm in 18F-FDG PET/CT Studies. Nucl. Med. Commun. 2017;38;1:57-66. doi: 10.1097/MNM.0000000000000604.
  19. Akamatsu G., Ishikawa K., Mitsumoto K., Taniguchi T., Ohya N., Baba S., et al. Improvement in PET/CT Image Quality with a Combination of Point-Spread Function and Time-of-Flight in Relation to Reconstruction Parameters. J. Nucl. Med. 2012;53;11:1716-1722. doi: 10.2967/jnumed.112.103861.
  20. Van Sluis J., Boellaard R., Dierckx R.A.J.O., Stormezand G.N., Glaudemans A.W.J.M., Noordzij W. Image Quality and Activity Optimization in Oncologic 18F-FDG PET Using the Digital Biograph Vision PET/CT System. J. Nucl. Med. 2020;61;5:764-771. doi: 10.2967/jnumed.119.234351.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».