Validación de un protocolo de calidad de imagen CT para protocolos de cabeza y cuello utilizando los maniquís IQ-modules y ACR 464 y STRIATAL en el PET/CT Biograph Vision 450 del Laboratorio Ciclotrón PET/CT del CICANUM de la Universidad de Costa Rica

Abstract

La presente investigación se centra en la optimización y validación de un protocolo de tomografía computarizada (CT) para estudios de cabeza y cuello en el equipo PET/CT Biograph Vision 450, con el objetivo de maximizar la calidad de imagen y minimizar la dosis de radiación conforme al principio ALARA. Para ello, se diseñó un estudio comparativo de 12 protocolos, variando el algoritmo de reconstrucción (Reconstrucción Iterativa vs. Retroproyección Filtrada) y los espesores de adquisición y corte. El análisis de la calidad de imagen se realizó con los maniquís ACR 464 y Advanced iqModules, evaluando la uniformidad, el ruido, la resolución espacial y la relación contraste-ruido (CNR), mientras que la dosis se registró mediante el CTDIvol. Los resultados demostraron una superioridad de la Reconstrucción Iterativa (IR), la cual redujo la magnitud del ruido en más de un 50% y mejoró significativamente la CNR en comparación con la Retroproyección Filtrada (FBP), especialmente en la detección de objetos de bajo contraste. Otras pruebas como la resolución espacial de alto contraste y la exactitud del número CT se mantuvieron robustas en todas las configuraciones. Se identificó un protocolo óptimo que ofrece el mejor balance entre una alta calidad de imagen y un nivel de dosis de 28.70 mGy, valor que se encuentra muy por debajo de los niveles de referencia internacionales. En resumen, este trabajo establece un protocolo optimizado basado en evidencia para el equipo estudiado, valida su rendimiento en un maniquí antropomórfico y resalta el impacto fundamental de los algoritmos de reconstrucción. La metodología proporciona una guía valiosa para la optimización local y la mejora continua del control de calidad en equipos de CT.

This research focuses on the optimization and validation of a computed tomography (CT) protocol for head and neck studies on the PET/CT Biograph Vision 450 system, with the objective of maximizing image quality and minimizing radiation dose in accordance with the ALARA principle. For this purpose, a comparative study of 12 protocols was designed, varying the reconstruction algorithm (Iterative Reconstruction vs. Filtered Back-Projection) and the acquisition and slice thicknesses. The image quality analysis was performed using the ACR 464 and Advanced iqModules phantoms, evaluating uniformity, noise, spatial resolution, and the contrast-to-noise ratio (CNR), while the dose was recorded using CTDIvol. The results demonstrated the superiority of Iterative Reconstruction (IR), which reduced noise magnitude by more than 50% and significantly improved the CNR compared to Filtered Back-Projection (FBP), especially in the detection of low-contrast objects. Other tests, such as high-contrast spatial resolution and CT number accuracy, remained robust across all configurations. An optimal protocol was identified that offers the best balance between high image quality and a dose level of 28.70 mGy, a value well below international reference levels. In summary, this work establishes an evidence-based optimized protocol for the studied equipment, validates its performance on an anthropomorphic phantom, and highlights the fundamental impact of modern reconstruction algorithms. The methodology provides a valuable guide for local optimization and the continuous improvement of quality control in CT equipment.