Väitöksen tiivistelmä:

Isotooppitutkimuksissa erilaisia sairauksia ja ihmiskehon toimintaa tutkitaan radiolääkkeiden avulla. Tällaisten radioaktiivisten aineiden tiedetään jakautuvan ihmisen elimistössä eri tavoin sairailla ja terveillä ihmisillä. Isotooppilääketieteen leikekuvauksessa (ns. SPET -kuvauksessa) saadaan selville potilaalle annetun radiolääkkeen jakautuminen potilaan elimistössä. Kuvaus tapahtuu siten, että kuvauslaite kiertää potilaan ympäri. Laskentatekniikkaa, jolla radioaktiivisuuden jakauma voidaan laskea ja muodostaa poikkileikekuvia halutusta alueesta, kutsutaan rekonstruoinniksi.

Perinteinen ja edelleen käytetyin menetelmä poikkileikekuvien laskemiseksi on suodatettu takaisinprojisointimenetelmä, vaikkakin menetelmä tuottaa epätarkan ja laskentavirheitä sisältävän lopputuloksen. Tätä menetelmää on käytetty nopeutensa vuoksi, se ei myöskään vaadi tehokkaita tietokoneita. Isotooppilääketieteen leikekuvauksen diagnostista tarkkuutta voidaan parantaa käyttämällä uusia laskennallisia korjausmenetelmiä, iteratiivisia rekonstruktiomenetelmiä, joissa laskentaohjelmaa toistetaan useita kertoja tarkoituksena saada aikaan mahdollisimman laadukas poikkileikekuva. Iteratiiviset rekonstruktiomenetelmät tuottavatkin laadullisesti tarkan lopputuloksen ilman häiritseviä laskentavirheitä (kuva 1). Lisäksi näissä uusissa laskentaohjelmissa on mahdollisuus tehdä radioaktiivisen säteilyn sironta- ja vaimenemiskorjaus, jolla on myös vaikutus laadullisempaan lopputulokseen pyrittäessä.

Väitöskirjatyössä tutkittiin perinteisen suodatetun takaisinprojisointimenetelmän ja kahden uuden iteratiivisen laskentamenetelmän välisiä eroja. Menetelmävertailu suoritettiin kuvaamalla fysikaalisia testikohteita (muovisia "koepotilaita") sekä kahta erillistä potilasryhmää. Toiselta potilasryhmältä arvioitiin aivojen verenkiertoa ja toiselta aivojen hermoston välittäjäaineiden jakautumista. Potilastutkimuksissa eri laskentamenetelmillä saatujen leikekuvien tuloksia verrattiin toisiinsa.

Fysikaalisia testikohteita mitattaessa havaittiin, että kuvien yksityiskohtien tarkkuus ja kuvien laatu paranivat selvästi iteratiivisia menetelmiä käytettäessä. Iteratiivisesti lasketut leikekuvat olivat lähempänä todellisuutta kuin perinteisellä menetelmällä lasketut leikekuvat. Ero perinteiseen menetelmään oli noin kymmenen prosenttia. Potilasmittauksissa tämä ero havaittiin pienemmäksi, mutta kuitenkin samansuuntaiseksi. Menetelmien välinen ero on kuitenkin tilastollisesti merkitsevä iteratiivisen rekonstruktion eduksi.

Testikohde- ja potilasmittauksien perusteella voidaan sanoa, että iteratiivinen rekonstruktio parantaa SPET -kuvauksen laatua ja diagnostista tarkkuutta. Uudet iteratiiviset laskentamenetelmät tuottavat siis parempilaatuisia isotooppikuvia kuin nykyisin käytössä oleva laskentamenetelmä. Täten tutkimuksella on merkitystä käytännön potilastyössä pyrittäessä entistä tarkempaan lopputulokseen.

Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet 101.

ISBN 951-781-739-8