Radioactive spheres without inactive wall for lesion simulation in PET

With the growing importance of PET and PET/CT in diagnosis, staging, therapy monitoring and radiotherapy planning, appropriate tools to simulate lesions in phantoms are important. Normally hollow spheres, made of plastic or glass, which can be filled with radioactive solutions, are used. As these spheres have an inactive wall they do not reflect the real situation in the patient and lead to quantification errors in the presence of background activity. We propose spheres made of radioactive wax, which are easy to produce, give a high flexibility to the user and a more accurate quantification. These wax spheres were evaluated for their applicability in PET phantoms and it was found that the activity is not diffusing into the surrounding water in relevant quantities, that they show a sufficient homogeneity, and that their attenuation properties are equivalent to water for photons of PET energies. Recovery coefficients for the wax spheres were measured and compared with those obtained for fillable plastic spheres for diameters of 28, 16, 10, and 6 mm in the presence of background activity. Recovery coefficients of the wax spheres were found to be up to 21% higher than for the fillable spheres.

ZusammenfassungMit der wachsenden Bedeutung von PET und PET/CT für Diagnose, Staging, Therapieverlaufskontrolle und Strahlentherapieplanung ist es wichtig, adäquate Werkzeuge zur Verfügung zu haben um Läsionen in Phantomen zu simulieren. Normalerweise werden dazu durchsichtige Plexiglaskugeln verwendet, die mit einer aktiven Lösung gefüllt werden können. Da diese Kugeln eine nicht aktive Wand haben, stellen sie nicht die tatsächliche Situation im Patienten dar und können bei aktivem Hintergrund zu Fehlern bei der Quantifizierung führen. Wir zeigen in dieser Studie die Anwendung von Kugeln aus radioaktivem Wachs. Diese Kugeln sind leicht herzustellen, geben dem Anwender ein hohes Maß an Flexibilität und führen zu einer verbesserten Quantifizierung. Diese Wachskugeln wurden auf ihre Anwendbarkeit in PET-Phantomen hin untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass keine relevanten Aktivitätsmengen aus dem Wachs in das umgebende Wasser diffundieren, dass die Kugeln eine ausreichend homogene Aktivitätsverteilung aufweisen und die Schwächungseigenschaften für Photonen mit PET-Energien entsprechend denen von Wasser sind. Die Recovery-Koeffizienten für Wachskugeln mit einem Durchmesser von 28, 16, 10 und 6 mm wurden bei aktivem Hintergrund bestimmt und mit denen von füllbaren Plastikkugeln verglichen. Dabei fanden sich in den Wachskugeln um bis zu 21% höhere Recovery-Koeffizienten im Vergleich zu den füllbaren Kugeln.