국내병원에 설치된 PET와 PET/CT의 영상품질관리와 방사능 피폭을 효과적으로 관리하기 위해서는 환자에게 투여하는 F-18 FDG 방사능 측정에 사용하는 방사능 측정기에 따른 정도관리가 필요하다. F-18 FDG의 정확도와 정밀도를 방사능 측정기로 방사능을 측정하기 위해 시료제조 및 방사능을 측정하였다. F-18 FDG의 방사능 측정에 사용하는 방사능 측정기의 정확도와 정밀도를 파악하여 방사능 측정기에서 측정한 방사능을 보정하였다. 국내 의료기관의 PET 시스템 10대를 시간간격으로 측정하여 한국표준과학원에서 측정한 방사능을 기준 값으로 병원에서 측정한 방사능과 비교하여 정확도와 정밀도를 산출하였다. 정확도를 이용하여 팬텀에 주입하는 방사능을 보정함으로써 팬텀에 주입하는 방사능량에 대한 신뢰성을 확보하였다. F-18 FDG의 방사능 측정기의 정확도는 -5.00%에서 +4.50%, 정밀도 0.05%에서 0.45%으로 국제기준인 정확도 ${\pm}$10%, 정밀도 ${\pm}$5%를 모두 만족하였다. PET/CT 시스템들에 대한 정량적 비교 분석 자료는 PET/CT의 진단율을 높이는 효과가 기대된다.
국내병원에 설치된 PET와 PET/CT의 영상품질관리와 방사능 피폭을 효과적으로 관리하기 위해서는 환자에게 투여하는 F-18 FDG 방사능 측정에 사용하는 방사능 측정기에 따른 정도관리가 필요하다. F-18 FDG의 정확도와 정밀도를 방사능 측정기로 방사능을 측정하기 위해 시료제조 및 방사능을 측정하였다. F-18 FDG의 방사능 측정에 사용하는 방사능 측정기의 정확도와 정밀도를 파악하여 방사능 측정기에서 측정한 방사능을 보정하였다. 국내 의료기관의 PET 시스템 10대를 시간간격으로 측정하여 한국표준과학원에서 측정한 방사능을 기준 값으로 병원에서 측정한 방사능과 비교하여 정확도와 정밀도를 산출하였다. 정확도를 이용하여 팬텀에 주입하는 방사능을 보정함으로써 팬텀에 주입하는 방사능량에 대한 신뢰성을 확보하였다. F-18 FDG의 방사능 측정기의 정확도는 -5.00%에서 +4.50%, 정밀도 0.05%에서 0.45%으로 국제기준인 정확도 ${\pm}$10%, 정밀도 ${\pm}$5%를 모두 만족하였다. PET/CT 시스템들에 대한 정량적 비교 분석 자료는 PET/CT의 진단율을 높이는 효과가 기대된다.
Obviously, the administration of the prescribed amount of activity to the patient requires proper operation of the dose calibrator, which shall be verified by implementing the required quality control on the instrument. This investigation examined the accuracy and precision of dose calibrator activi...
Obviously, the administration of the prescribed amount of activity to the patient requires proper operation of the dose calibrator, which shall be verified by implementing the required quality control on the instrument. This investigation examined the accuracy and precision of dose calibrator activity measurement of the radiopharmaceutical F-18 FDG. To investigate the status of the nuclear medicine centers in Korea for the performance of dose calibrators, 10 centers providing PET/CT system services in Korea were inspected in 2008. We measured accuracy and precision in 10 equipments in consideration of PET/CT model, installation area, and installation time. According to the results of comparative analysis of 10 dose calibrators used to measure radioactivity of F-18 FDG, accuracy was -5.00~4.50% and precision was 0.05~0.45%, satisfying the international standards, which are accuracy ${\pm}$10% and precision ${\pm}$5%. This study demonstrated that, for accurate measurements, no adjustment is necessary for a dose calibrator setting when measuring different dose calibrators of F-18 FDG activity prescriptions.
Obviously, the administration of the prescribed amount of activity to the patient requires proper operation of the dose calibrator, which shall be verified by implementing the required quality control on the instrument. This investigation examined the accuracy and precision of dose calibrator activity measurement of the radiopharmaceutical F-18 FDG. To investigate the status of the nuclear medicine centers in Korea for the performance of dose calibrators, 10 centers providing PET/CT system services in Korea were inspected in 2008. We measured accuracy and precision in 10 equipments in consideration of PET/CT model, installation area, and installation time. According to the results of comparative analysis of 10 dose calibrators used to measure radioactivity of F-18 FDG, accuracy was -5.00~4.50% and precision was 0.05~0.45%, satisfying the international standards, which are accuracy ${\pm}$10% and precision ${\pm}$5%. This study demonstrated that, for accurate measurements, no adjustment is necessary for a dose calibrator setting when measuring different dose calibrators of F-18 FDG activity prescriptions.
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문제 정의
측정의 목적은 측정하고자 하는 특정한 양의 값을 결정하는 것이다. 측정을 하기 위해서는 측정량, 측정방법, 측정절차 등을 적절히 정의하고 사용하여야 한다.
가설 설정
A형 표준불확도는 추정 표준편차는 양(+)의 제곱근으로, 반복 측정값의 빈도분포에 근거한 확률밀도함수에서 구하고, B형에 의해 산출되는 분산의 추정값은 알려진 정보를 이용한다. 이때 추정표준편차를 B형 표준불확도이며 기존의 정보 및 문헌을 통해 측정값이 가질 수 있는 확률밀도함수를 가정하여 구한다. 이 두 가지 방법은 확률에 근거를 둔 것이다.
제안 방법
F-18 FDG의 정확도와 정밀도를 방사능 측정기로 방사능을 측정하기 위해 시료제조 및 방사능 측정을 위해 계획하였다(Fig. 1).
PET/CT를 이용한 검사에서 환자들에게 방사능 피폭을 효과적으로 관리하기 위해 한국표준과학원에서 측정한 F18 FDG 방사능과 의료기관에서 사용하는 방사능 측정기로 측정한 F-18 FDG 방사능을 비교하여 정확도(accuracy)와 정밀도(precision)를 계산하였다.
국가표준의 소급성(traceability)을 확보하고 있는 한국표준과학원에서 측정한 방사능을 기준 값으로 하고 각각의 병원에서 측정한 방사능과 비교하여 정확도와 정밀도를 산출하였다. 정확도를 이용하여 팬텀에 주입하는 방사능을 보정함으로써 팬텀에 주입하는 방사능량에 대한 신뢰성을 확보하였다.
국가표준의 소급성(traceability)을 확보하고 있는 한국표준과학원에서 측정한 방사능을 기준 값으로 하고 각각의 병원에서 측정한 방사능과 비교하여 정확도와 정밀도를 산출하였다. 정확도를 이용하여 팬텀에 주입하는 방사능을 보정함으로써 팬텀에 주입하는 방사능량에 대한 신뢰성을 확보하였다.
2). 팬텀에 주입할 F-18 FDG의 방사능 측정에 사용하는 방사능 측정기의 정확도와 정밀도를 파악하여 방사능 측정기에서 측정한 방사능을 보정하기 위해 표준과학연구원에서 시료주입 전의 용기무게 측정하였다(Table 1). F-18 FDG와 증류수를 희석하여 무게 13.
한국표준과학원에서 바이알(vial)을 중심으로 대칭적으로 놓인 3개의 광전자증배관에서 발생하는 이중동시계수율과 삼중계수율 사이의 비율을 측정하고, 용액선원 방사능을 절대 측정하는 TDCR (triple to double coincidence ratio) 검출기를 이용하여 측정하였다. F-18 FDG 시료의 단위질량당 방사능은 20.
대상 데이터
F-18 FDG와 증류수를 희석하여 무게 13.4215±0.1123 g인 10 ml 유리바이알에 용액이 4.1312±0.0394 g이 되도록 시료 10개를 제조하였다(Table 2).
서울, 충청, 호남, 부산의 8개 병원에 설치된 CRC-15 PET 8대, CRC-15Beta 1대, CRC-712MH 1대의 방사능 측정기에서 시간 간격 1분 이상, 측정 횟수 5회, 측정시간은 2008년 9월 2일 12시에서 17시 사이에 측정하였다(Table 3).
데이터처리
이 두 가지 방법은 확률에 근거를 둔 것이다.9) 본 연구에서는 정확도와 정밀도가 측정된 평균값과 참값의 차이와 평균제곱근오차를 이용한 측정 값 등을 이용하여 측정하여 A형 표준불확도를 이용하였다.
방사능 측정기의 정밀도 측정은 감마선 에너지에 대한 방사능의 세기를 측정할 때 발생할 수 있는 변이의 정도로 측정값의 평균에 대한 통계적 차이(측정값의 통계적 요동)로 원인은 방사성핵종 붕괴의 통계적 현상으로 방사선과 물질과의 상호작용의 통계적 현상이다. 정밀도는 평균제곱근오차(RMSE: root mean square error)를 이용하여 구하였다.
성능/효과
10) 대사의 변화는 형태적 변이를 일으키고, 정상적인 세포보다 질병세포가 포도당 유도체를 잘 흡수하여 FDG의 분포를 파악하여 암을 진단할 수 있다. 병변 부위를 정확히 감별하고 평가하기 위해 정량분석이 필요하다.
6%가 과다하게 측정되어 calibration의 필요성을 주장하였다.15) Australian National Medical Cyclotron(NMC)의 Capintec CRC-712MH에서는 6.2%로 불확실하게 측정되어 교정의 필요성을 주장하였다.16) 이는 방사능의 변동으로 환자에게 피폭의 영향을 미치므로 장비의 측정은 표준을 사용하고, 조정하여 국가적, 세계적인 측정기준으로 표준화 하는 과정인 교정(calibration)을 통해 선량관리가 필요하다.
17) 기존연구에서 ±1.4%의 결과로 수용 가능한 허용 오차범위인 ±5% 이내에 들어 만족하였다.
5,6) 이에 따른 PET/CT 영상품질관리와 환자피폭선량 경감을 위해서는 방사성의약품에서 해당 핵종의 방사능을 측정하는 장치인 방사능 측정기(dose calibrator)로 환자에게 투여하는 F-18 FDG의 방사능을 측정하고 정밀도를 유지하기 위해서는 정도관리가 필요하다.7) 방사선의약품은 투여 전에 방사능을 확인하여 정확도가 10% 이내이어야 하고, 방사성 핵종에서 발생하는 광자로 인하여 환자에게 방사능 피폭을 경감하기 위해서는 세심하고 정밀한 정도관리를 하여야 한다.8)
국내 병원에서 많이 사용하는 PET/CT 검사할 때, 환자에 주입하는 F-18 FDG의 방사능 측정에 사용하는 9개의 방사능 측정기에 대하여 비교 측정한 결과 정확도는 −5.00%에서 +4.50%이었고, 정밀도는 0.05%에서 0.45%로 국내 및 국제기준인 정확도 ±10%, 정밀도 ±5%를 모두 만족하였다.
정확도를 백분율로 나타냈을 때 음(−)방향으로 가장 큰 정확도는 −5%이고, 양(+)의 방향으로 가장 큰 정확도는 ＋4.5%이었고, 방사능 측정기에 대한 정확도의 가장 큰 차이는 9.5%이었다.
후속연구
SUV값에 따라 암, 병기설정, 치료 후 평가 등 임상에서 많이 이용하게 되었다. 또한 수술로 제거된 비소세포폐암의 예후 예측으로 FDG-PET 최대 표준화 섭취계수의 유용성이 PET에서 측정되는 FDG 섭취가 비소세포폐암의 예후예측인자로 인정받고 있으나 최대 표준화섭취계수(maximum standardized uptake value)의 예후 예측 성능에 대해서는 충분한 연구가 이루어지지 않았지만 최대표준화섭취계수는 수술로 제거된 비소세포폐암의 재발을 예측하는 독립적인 인자이었고, FDG 섭취 정도는 기존에 알려져 있는 인자들과 함께 폐암의 예후에 대한 유용한 정보를 제공할 것으로 기대하였고,11) 최근 국내 도입되고 있는 FDG는 종양세포의 당대사활동을 이용한 기능적 영상진단 방법으로써 종양의 경우 민감도나 특이도가 상당히 높은 것으로 밝혀지고 있다.12-14) 이에 F-18 FDG는 잔여 암의 여부를 구별하여 환자의 암치료 성적에 영향을 주고, 환자에게 주사된 방사능의 측정치도 SUV의 정밀도와 정확도에 영향을 미친다.
45%로 국내 및 국제기준인 정확도 ±10%, 정밀도 ±5%를 모두 만족하였다. 임상에 사용하는 PET/CT 시스템들에 대한 정량적 비교 분석 및 환자피폭선량 감소를 위한 자료와 PET/CT의 진단율을 높이는 효과를 가져와 핵의학 발전에 기여하기를 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
PET/CT란 무엇인가?
PET/CT는 방사성동위원소를 이용하는 양전자방출단층촬영(positron emission tomography, PET)과 엑스선을 이용하는 전산화단층촬영(computed tomography, CT)을 융합시켜 PET의 기능적 영상과 CT의 해부학적 영상을 동시에 얻어 영상을 재구성하는 장비이다. PET/CT 시스템은 세계적으로도 임상에서 이용한지 오래되지 않은 분야이고, 또한 표준섭취계수를 포함하여 PET/CT 영상의 품질관리에 대한 세계적인 표준이 정해지지 않은 분야로 이에 대한 지속적인 연구 지원 및 우수 인력이 필요한 분야이다.
PET/CT 영상가 갖는 장점은?
고민감도, 고분해능의 PET/CT 영상기기의 발전은 진단 영상기기 기술 및 핵의학 발달과 더불어 여러 분야의 유기적 학문연결 및 발전에 기여해 왔으며, 특히 기초 과학 및 의학 연구발전에 많은 공헌하고 있다. PET/CT 영상을 이용하여 혈류량, 기저대사율 및 합성율과 같은 생화학적 현상을 측정할수 있을 뿐만 아니라, 신경수용체와 전달체 농도 그리고 더 나아가 유전자의 영상화도 가능하지만, 물리학, 화학, 의학, 재료공학, 전자공학, 컴퓨터공학 등 폭넓은 분야가 유기적으로 학문연결 되어야하는 융합 연구가 필요한 분야이다.
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