PET의 감쇠보정 방법 및 투과스캔 시간에 따른 뇌 영상의 특성 분석

Abstract

[한글]

투과스캔을 이용한 측정감쇠보정은 정량적으로 비교적 정확한 영상을 재구성 할 수 있다. 그러나 양전자방출단층촬영(Positron Emission Tomography, PET)에서 최적의 방출스캔과 투과스캔의 시간에 관한 연구는 아직 이루어 진 바가 없다. 본 연구는 여러 가지의 다양한 팬텀을 이용하여 실제 임상조건을 모사 하여서 적절한 방출스캔과 투과스캔 시간을 조사하고자 하였다.

GE Advance PET™ 기기에서 제공하는 이차원 영상획득 프로토콜과 방사능 동위원소인 18F을 이용하여 실린더형, NEMA (National Electrical Manufacturers Association), 그리고 호프만 뇌 팬텀을 PET 스캔하였다. 실린더형 팬텀은 3.68 mCi의 18F을 채웠고 총 35장의

슬라이스들 중 23장의 슬라이스에 관심영역을 그렸다. NEMA 팬텀은 물, 공기, 그리고 테플론이 채워진 삽입물이 들어 있으며 이 세 삽입물 외부에는 8.34 mCi의 18F을 채웠으며 총 12개의 관심영역을 그렸다. 호프만 팬텀은 약 2.99 mCi를 채우고 대뇌피질에 관심영역을 그렸다. 방출스캔은 2, 5, 10, 15, 30 분의 총 다섯 개의 스캔시간에 걸쳐서, 그리고 투과스캔은 2, 3, 4, 5, 7, 10, 15, 20, 30 분의 총 아홉 개의 스캔시간에 걸쳐서 실시하였다. 영상의 감쇠보정은 측정감쇠보정을 이용하여서 재구성되었고 모든 대상 영상에 대하여 관심영역 분석을 실시하였으며 평균, 표준편차, 변이계수 그리고 퍼센트 오차 등을 측정하였다.

실린더형 팬텀 분석에서 평균 및 표준편차는 방출스캔, 투과스캔 시간에 따라 감소되었고 변이계수는 투과스캔 시간 10분 이상에서 일정하게 유지되는 경향을 보였으며 방출스캔 시간을 10분에서 15분으로 증가하였을 때와 15분에서 30분으로 증가시켰을 때의 에러 감소량이 거의 동일하였다. NEMA 팬텀에서는 세 가지 삽입물에 대한 퍼센트 오차를 모든 방출스캔 시간대에 대하여 합하였을 때 투과스캔 15분에서 가장 적은 오차를 나타내었다.

따라서 본 연구에서는 방출스캔 시간은 15분이, 투과스캔 시간은 15분이 본 연구에 사용된 영상획득조건과 투여한 동위원소 량 내에서 가장 적당함을 나타내었다.

[영문]

The measured attenuation correction with transmission (Tx) scans produced quantitatively accurate images. However, it was not clear for optimal emission (Ex) and Tx scan time in PET imaging. This study was to evaluate acceptable Ex and Tx scan time by simulating clinical situations using various phantoms. Cylindrical, NEMA, and Hoffman brain phantom were used for 18F-PET scan using 2D protocol in GE Advance PET™ scanner.

Cylindrical phantom was filled with 3.68 mCi 18F, and five region of interests (ROI) were drawn on 23 slices. NEMA phantom had three inserts containing water, air and polytetrafluoroethylene (PTFE). Outside of these inserts were filled with 8.34 mCi of 18F, and total 12 ROIs were drawn on 23 slices. Hoffman phantom was filled with 2.99 mCi 18F, and three ROIs were drawn on cerebral cortex of five slices.

Scans were carried out according to five Ex scan times: 2, 5, 10, 15, 30 min, and nine Tx scan times: 2, 3, 4, 5, 7, 10, 15, 20, 30 min. Images were reconstructed using measured attenuation correction, and ROI analyses were performed for all images, and mean, standard deviation (SD), coefficient of variation and percent errors were obtained.

For cylindrical phantom study, ROI mean and SD were decreased as Ex and Tx time increased. Coefficients of variation were stayed constant, when Tx was greater than 10 min. The amount of error decreased for increasing Ex time from 10 min to 15 min was almost the same to that from 15 min to 30 min. In NEMA phantom, Tx 15 min showed the lowest error level when the percent errors for three inserts were summed for all of the Ex times.

This study suggested that Ex 15 min and Tx 15 min were acceptable as optimum scan time for the scanning protocol and the dose of radiopharmaceuticals used in these phantom study.