PET 기기의 보급이 급속도로 증가하고 있으며 여러 임상 및 연구 분야에서 그 유용성이 입증되어 널리 이용되고 있다. 이 가운데서도 종양 진단 분야에서 PET의 활용도는 매우 높아 대부분의 PET검사를 종양 검사가 차지하고 있으며 특히 양성과 악성종양의 감별, 종양의 치료효과 판정 및 종양의 재발진단 등에 널리 이용되고 있다. 최근에는 PET과 CT를 결합한 PET-CT의 사용이 증가됨에 따라 방사선치료분야에서 PET의 활용에 대한 관심이 커지고 있다. 방사선치료를 위한 종양의 경계를 결정하기 위하여 해부학적인 영상인 CT를 이용하는 것이 보편적이나 이 경우 실제 암조직에 상관없이 모양만을 기준으로 삼으므로 암조직에 대한 방사선 치료 용량이 많거나 적을 수 있어 적절한 치료가 되지 않을 수 있다. 따라서 PET을 이용한 기능적이고 살아 있는 암조직의 정확한 용적 측정은 적절한 치료 지표를 줄 수 있어 매우 중요한 일이나 상대적으로 낮은 공간해상도에 의해 정확한 경계를 결정하기 어려운 문제가 있다. 이 연구에서는 실제 종양의 용적을 구할 수 있는 영상화소 값의 역치가 변변의 크기, PET 기기의 공간해상도, 병변 대 주변 섭취비에 어떠한 영향을 받는지를 평가하기 위한 컴퓨터 모의실험을 수행하였다.
PET 기기의 보급이 급속도로 증가하고 있으며 여러 임상 및 연구 분야에서 그 유용성이 입증되어 널리 이용되고 있다. 이 가운데서도 종양 진단 분야에서 PET의 활용도는 매우 높아 대부분의 PET검사를 종양 검사가 차지하고 있으며 특히 양성과 악성종양의 감별, 종양의 치료효과 판정 및 종양의 재발진단 등에 널리 이용되고 있다. 최근에는 PET과 CT를 결합한 PET-CT의 사용이 증가됨에 따라 방사선치료분야에서 PET의 활용에 대한 관심이 커지고 있다. 방사선치료를 위한 종양의 경계를 결정하기 위하여 해부학적인 영상인 CT를 이용하는 것이 보편적이나 이 경우 실제 암조직에 상관없이 모양만을 기준으로 삼으므로 암조직에 대한 방사선 치료 용량이 많거나 적을 수 있어 적절한 치료가 되지 않을 수 있다. 따라서 PET을 이용한 기능적이고 살아 있는 암조직의 정확한 용적 측정은 적절한 치료 지표를 줄 수 있어 매우 중요한 일이나 상대적으로 낮은 공간해상도에 의해 정확한 경계를 결정하기 어려운 문제가 있다. 이 연구에서는 실제 종양의 용적을 구할 수 있는 영상화소 값의 역치가 변변의 크기, PET 기기의 공간해상도, 병변 대 주변 섭취비에 어떠한 영향을 받는지를 평가하기 위한 컴퓨터 모의실험을 수행하였다.
The utilization of PET has been increased so fast since the usefulness of the PET has been proved in various clinical and research fields. Among the many applications, the PET Is especially useful in oncology and most of the clinical PET scans are peformed for the oncologic examination Including the...
The utilization of PET has been increased so fast since the usefulness of the PET has been proved in various clinical and research fields. Among the many applications, the PET Is especially useful in oncology and most of the clinical PET scans are peformed for the oncologic examination Including the different diagnosis of malignant and benign tumors and assessment of the treatment effects and recurrent tumors. As the PET-CT scanners are widely available, there is Increasing interest in the application of the PET Images to the radiation treatment planning. Although the CT images are conventionally used for the target volume determination in the radiation treatment planning, there are fundamental limitation In use of only the anatomical information. Therefore, the volume determination of the functionally active tumor region using the PET would be important for the treatment planning. However, the accurate determination of the tumor boundary is not simple in PET due to the relatively low spatial resolution of the currently available PET scanners. In this study, computer simulations were peformed to study the relationship between the lesion size, PET resolution, lesion to background ratio and the threshold of Image Intensity to determine the true tumor volume.
The utilization of PET has been increased so fast since the usefulness of the PET has been proved in various clinical and research fields. Among the many applications, the PET Is especially useful in oncology and most of the clinical PET scans are peformed for the oncologic examination Including the different diagnosis of malignant and benign tumors and assessment of the treatment effects and recurrent tumors. As the PET-CT scanners are widely available, there is Increasing interest in the application of the PET Images to the radiation treatment planning. Although the CT images are conventionally used for the target volume determination in the radiation treatment planning, there are fundamental limitation In use of only the anatomical information. Therefore, the volume determination of the functionally active tumor region using the PET would be important for the treatment planning. However, the accurate determination of the tumor boundary is not simple in PET due to the relatively low spatial resolution of the currently available PET scanners. In this study, computer simulations were peformed to study the relationship between the lesion size, PET resolution, lesion to background ratio and the threshold of Image Intensity to determine the true tumor volume.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
가설 설정
그런데 이러한 역치는 병 변 대 배경 섭치비, 병변의 크기, 스캐너의 해상도에 따라 달라질 것이다. 따라서 이 연구에서는 중심의 병변과 배경 부로 이루어진 구 형태의 수학적 팬텀을 가정하고 Table 1과 같이 이러한 변수들을 다양하게 변화시켜가며 핵의학영상을 Matlab 언어 (Mathworks, Natick, USA)를 이용하여 시뮬레이션하였다. 해상도를 2 mm에서 8 mm로 다양하게 한 것은 현재 뇌전용 PET의 경우 영상 재구성 방법에 따라 해상도가 약 2 mm 정도까지도 향상된 점과, 실제 임상 환 경에서 영상재구성 시간을 줄이기 위하여 충분히 작은 화 소 크기로 재구성하지 않는 경우 약 8 mm 정도까지도 해 상도가 나빠지는 점을 고려한 것이다.
제안 방법
왼쪽 프로파일 은 완벽한 해상도를 갖는 스캐너로 얻은 병변 대 주변 섭 취비가 5 : 1인 팬텀영상의 프로파일이며 오른쪽은 이를 5 X5X5 mn?의 fwh珮을 갖는 3차원 가우시안 필터로 중첩 적분(convolution)해서 시뮬레이션한 현실적인 핵의학 영상의 프로파일이다. 노이즈 및 다른 물리적 왜곡 현상의 영향을 배제하기 위하여 가우시안 필터로 중첩적분만을 하였다. Fig.
핵의학 영상에서 병변의 경계를 객관적으로 구하기 위해서 병변 내 최대 화소계수에 대한 특정 역치 값을 사용한다. 원래 병변의 용적과 같은 용적을 얻을 수 있는 최적의 역치를 구하기 위해서 시뮬레이션된 영상에서 병변의 최대 화소값을 구하고 Fig. 4 (실선: 시뮬레이션된 핵의학 영상 의 프로파일)와 같이 역치를 최대 화소값의 30%에서 95% 까지 5% 간격으로 변화시켜 가면서 역치 이상의 화소값을 갖는 화소들의 총 용적을 구하였다. Fig.
달라질 것이라는 것을 예측할 수 있다. 이러한 병변 대 배경 섭취비 및 병변 크기에 따른 최적 역치에 대한 기존의 연구가 저자들이 아는 한에는 보고된 바 없어 이 연구에서는 컴퓨터 모의실험을 통하여 이들 변수들과 최적 역치의 관계를 알아보았다.
5 mn?으로 고정하고 해상도를 변화시켜가며 이러한 관계를 구한 결과이다. 해상도 는 2 nun에서 8 mm까지 1 mm 간격으로 변화시켰으며 병변 대 배경 섭취비는 2/1에서 10/1까지, 병변의 직경은 5 mm에서 50 mm까지 변화시켜가며 최적 역치를 구하였다. 위에서 보인 비선형적인 최적 역치의 변화는 영상의 해상도가 나쁠 수록 심한 것을 알 수 있으며 해상도가 2 mm로 매우 이상적 인 경우 역치는 병변 크기의 영향을 많이 받지 않는 것을 알 수 있다.
대상 데이터
이 연구에서 얻은 데이터는 기기의 해상도, 병변의 크기, 병변 대 배경 섭취비.가 복합적이며 비선형적인 관계로 최적의 역치에 영향을 줌을 시사하고 있으므로 최적 역치를 구하는데 있어 이러한 변수들의 영향을 정확히 이해하는 것이 중요하고 이 연구의 결과가 개개의 경우에 참조할 만 한 데이터임을 시사한다.
후속연구
이 연구에서 제시한 데이터는 FDG PET에 의한 용적측 정기술 개발에 기초자료로 활용될 수 있을 것이며 이러한 PET을 이용한 용적측정기술개발은 악성종괴의 실질적인 방사선치료량 결정에 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 PET을 이용한 실제 잔재하는 악성종괴의 용적 측정을 통해서 치료 계속 여부, 치료량 결정 등에 이용될 수 있을 것 이다
왜냐하 면 이 연구에서는 병변의 크기를 안다고 가정하고 이들의 관계를 알아보았으나 실제로는 병변의 크기를 정확히 알 수 없기 때문이다. 또한 이 연구에서는 병변을 구로 가정하고 이러한 관계를 알아보았으나 이는 실제 임상데이터를 분석할 때 항상 적용 가능한 구조는 아니므로 병변의 형태 가 주는 영향에 대한 연구가 추가로 필요할 것이다. 잡음에 의한 병변 크기결정의 불확실성에 대한 시뮬레이션 연구 또한 유용할 것이다.
이 연구에서 제시한 데이터는 FDG PET에 의한 용적측 정기술 개발에 기초자료로 활용될 수 있을 것이며 이러한 PET을 이용한 용적측정기술개발은 악성종괴의 실질적인 방사선치료량 결정에 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 PET을 이용한 실제 잔재하는 악성종괴의 용적 측정을 통해서 치료 계속 여부, 치료량 결정 등에 이용될 수 있을 것 이다
또한 이 연구에서는 병변을 구로 가정하고 이러한 관계를 알아보았으나 이는 실제 임상데이터를 분석할 때 항상 적용 가능한 구조는 아니므로 병변의 형태 가 주는 영향에 대한 연구가 추가로 필요할 것이다. 잡음에 의한 병변 크기결정의 불확실성에 대한 시뮬레이션 연구 또한 유용할 것이다.
따라서 FDG를 주사한 후 실제 기능 적이고 살아 있는 암조직의 정확한 용적측정은 적절한 치료 지표를 줄 수 있어 매우 중요한 일이다.즉, PET검사 를 시행할 경우에 FDG 섭취정도가 종양의 부위마다 다르 기 때문에 실제 방사선치료를 시행하여야 할 부위의 크기를 보다 정확히 측정하여 불필요한 방사선 용량을 피할 수 있을 것이고 이로 인하여 효과적인 암 치료를 유도하고 방 사선치료에 유발될 수 있는 부작용을 감소시킬 수 있을 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.