$^{18}F$-FDG 검사 시 한 bed 당 적정 스캔 시간을 정량 평가하기 위하여 Philips사 TF 64 PET/CT를 사용하였다. Phantom 실험과 환자를 대상으로 다양한 스캔 시간을 적용하며 평가를 하여 최적의 스캔 시간을 알고자 하였다. 20초 간격으로 총 5회의 서로 다른 bed 당 스캔 시간을 NEMA IEC body phantom과 환자들에게 적용하여 $^{18}F$-FDG 영상을 획득하였다. Phantom 실험의 경우 관심영역과 background의 방사능비를 8:1로 했다. 관심영역과 background 영역의 표준섭취계수(SUV)와 대조회복계수(CRC)가 계산되었다. 환자를 대상으로 한 연구에서는 평균$444{\pm}74$ MBq의 $^{18}F$-FDG가 환자에게 주사되었고 20명의 환자, 38개의 병소부위에서 표준섭취계수가 측정되었다. Background noise는 background 부분의 표준편차를 평균으로 나누어 계산되었다. Phantom 실험에서 두 그룹 (LT-60 [<60 sec]과 GT-60 [${\geq}60$ sec])을 비교한 결과 LT-60 그룹의 표준섭취계수(SUV)와 대조회복계수(CRC)가 (H1: 14.2 and 7.3, H2: 11.4 and 7.8, H3: 4.9 and 3.2), GT-60 그룹(H1: 8.9 and 2.8, H2: 8.2 and 5.0, H3: 2.0 and 1.6)에서 보다 높은 변이율을 보였다. 이는 한 bed 당 스캔시간이 60 sec 이상일 때 안정적인 표준섭취계수와 대조회복계수를 나타내는 것을 의미한다. 환자를 대상으로 한 연구에서 역시 표준섭취계수(SUV)와 대조회복계수(CRC)가 LT-60 그룹에서 높은 변이율을 보였다. PET/CT 영상에서 background noise는 bed 당 스캔시간이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 60 sec 이하 그룹에서는 높은 background noise로 인하여 높은 SUV와 CRC 변이율을 보였다. 따라서 PET/CT 영상의 질을 고려할 때 1 bed 당 스캔시간은 최소 60 sec 이상이어야 한다.
$^{18}F$-FDG 검사 시 한 bed 당 적정 스캔 시간을 정량 평가하기 위하여 Philips사 TF 64 PET/CT를 사용하였다. Phantom 실험과 환자를 대상으로 다양한 스캔 시간을 적용하며 평가를 하여 최적의 스캔 시간을 알고자 하였다. 20초 간격으로 총 5회의 서로 다른 bed 당 스캔 시간을 NEMA IEC body phantom과 환자들에게 적용하여 $^{18}F$-FDG 영상을 획득하였다. Phantom 실험의 경우 관심영역과 background의 방사능비를 8:1로 했다. 관심영역과 background 영역의 표준섭취계수(SUV)와 대조회복계수(CRC)가 계산되었다. 환자를 대상으로 한 연구에서는 평균$444{\pm}74$ MBq의 $^{18}F$-FDG가 환자에게 주사되었고 20명의 환자, 38개의 병소부위에서 표준섭취계수가 측정되었다. Background noise는 background 부분의 표준편차를 평균으로 나누어 계산되었다. Phantom 실험에서 두 그룹 (LT-60 [<60 sec]과 GT-60 [${\geq}60$ sec])을 비교한 결과 LT-60 그룹의 표준섭취계수(SUV)와 대조회복계수(CRC)가 (H1: 14.2 and 7.3, H2: 11.4 and 7.8, H3: 4.9 and 3.2), GT-60 그룹(H1: 8.9 and 2.8, H2: 8.2 and 5.0, H3: 2.0 and 1.6)에서 보다 높은 변이율을 보였다. 이는 한 bed 당 스캔시간이 60 sec 이상일 때 안정적인 표준섭취계수와 대조회복계수를 나타내는 것을 의미한다. 환자를 대상으로 한 연구에서 역시 표준섭취계수(SUV)와 대조회복계수(CRC)가 LT-60 그룹에서 높은 변이율을 보였다. PET/CT 영상에서 background noise는 bed 당 스캔시간이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 60 sec 이하 그룹에서는 높은 background noise로 인하여 높은 SUV와 CRC 변이율을 보였다. 따라서 PET/CT 영상의 질을 고려할 때 1 bed 당 스캔시간은 최소 60 sec 이상이어야 한다.
Purpose: To verify the optimal scan time per bed for clinical application, we evaluated the quality of $^{18}F$-FDG images with varying scan times in a phantom and 20 patients with 38 lesions using a Philips (TOF) PET/CT scanner. Materials and Methods: The PET/CT images of a NEMA IEC body...
Purpose: To verify the optimal scan time per bed for clinical application, we evaluated the quality of $^{18}F$-FDG images with varying scan times in a phantom and 20 patients with 38 lesions using a Philips (TOF) PET/CT scanner. Materials and Methods: The PET/CT images of a NEMA IEC body phantom and 20 patients (16 males, 4 females) were acquired for 5 different scan times of 20-100 sec per bed with intervals of 20 sec. The activity ratio of hot spheres (diameter of 17 [H1], 22 [H2] and 28 [H3] mm) to the background region in the IEC body phantom was 8-to-1. The contrast recovery coefficient (CRC) and standard uptake value (SUV) based on ROIs of hot spheres and background region were calculated. The noise in each background region was estimated as the ratio of SD of counts to the mean counts in the background region. On the patient image, the injected dose of $^{18}F$-FDG was $444{\pm}74$ MBq and the SUVs in the 38 hot lesions were measured. Results: The two scan time groups (LT-60 [<60 sec] and GT-60 [${\geq}60$ sec]) were compared. In the phantom study, the coefficient of deviations (CVs, %) of CRC and SUV in LT-60 (H1: 14.2 and 7.3, H2: 11.4 and 7.8, H3: 4.9 and 3.2) were higher than GT-60 (H1: 8.9 and 2.8, H1: 8.2 and 5.0, H3: 2.0 and 1.6). In the patient study, the mean CV of CRC and SUV in LT-60 (4.0) was higher than GT-60 (1.2). Conclusion: This study showed that noise increased as the scan time decreased. High noise for the scan time <60 sec per bed yielded high variation of SUV and CRC. Therefore, considering PET/CT image quality, the scan time per bed in the TOF PET/CT scanner should be at least ${\geq}60$ sec.
Purpose: To verify the optimal scan time per bed for clinical application, we evaluated the quality of $^{18}F$-FDG images with varying scan times in a phantom and 20 patients with 38 lesions using a Philips (TOF) PET/CT scanner. Materials and Methods: The PET/CT images of a NEMA IEC body phantom and 20 patients (16 males, 4 females) were acquired for 5 different scan times of 20-100 sec per bed with intervals of 20 sec. The activity ratio of hot spheres (diameter of 17 [H1], 22 [H2] and 28 [H3] mm) to the background region in the IEC body phantom was 8-to-1. The contrast recovery coefficient (CRC) and standard uptake value (SUV) based on ROIs of hot spheres and background region were calculated. The noise in each background region was estimated as the ratio of SD of counts to the mean counts in the background region. On the patient image, the injected dose of $^{18}F$-FDG was $444{\pm}74$ MBq and the SUVs in the 38 hot lesions were measured. Results: The two scan time groups (LT-60 [<60 sec] and GT-60 [${\geq}60$ sec]) were compared. In the phantom study, the coefficient of deviations (CVs, %) of CRC and SUV in LT-60 (H1: 14.2 and 7.3, H2: 11.4 and 7.8, H3: 4.9 and 3.2) were higher than GT-60 (H1: 8.9 and 2.8, H1: 8.2 and 5.0, H3: 2.0 and 1.6). In the patient study, the mean CV of CRC and SUV in LT-60 (4.0) was higher than GT-60 (1.2). Conclusion: This study showed that noise increased as the scan time decreased. High noise for the scan time <60 sec per bed yielded high variation of SUV and CRC. Therefore, considering PET/CT image quality, the scan time per bed in the TOF PET/CT scanner should be at least ${\geq}60$ sec.
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문제 정의
F-FDG 검사 시 한 bed 당 적정 스캔 시간을 정량 평가하기 위하여 Philips사 TF 64 PET/CT를 사용하였다. Phantom 실험과 환자를 대상으로 다양한 스캔 시간을 적용하며 평가를 하여 최적의 스캔 시간을 알고자 하였다.
궁극적으로 영상 데이터 잡음이 줄어들고, 노이즈 대비하여 높은 대조도 회복 계수를 보인다고 알려져 있다. 또한 PET/CT 제조사에서는 18F-FDG 전신 스캔 검사 시 bed 당 1분의 스캔 시간을 권고하고 있으므로 phantom 실험과 환자를 대상으로 다양한 스캔 시간을 적용하며 평가를 하여 최적의 스캔 시간을 알고자 하였다.
제안 방법
NEMA IEC body phantom을 사용하였으며 17, 22, 28mm sphere를 이용하여 열소를 구하였다. 20초 간격으로 20, 40, 60, 80, 100초 총 5회의 서로 다른 bed 당 스캔 시간을 phantom에 적용하여 18F-FDG 영상을 획득하였다. 영상 획득 시 phantom의 위치 변화에 의한 오차를 제거하기 위하여 plan scan method를 사용하여 연속하여 영상을 얻었다.
20초 간격으로 총 5회의 서로 다른 bed 당 스캔 시간을 NEMA IEC body phantom과 환자들에게 적용하여 18F-FDG 영상을 획득하였다. Phantom 실험의 경우 관심영역과 background의 방사능비를 8:1로 했다.
PET/CT 장비는 GEMINI TF 64 (Philips Healthcare, Cleveland, USA)를 이용하였으며 LYSO (Lutetium Yttrium Orthosilicate) 섬광체를 사용하였으며 3D 영상 획득 방법을 이용하였다.
Phantom 실험에서 17, 22, 28 mm 열소에서 평균 계수치를 얻었고 배후 방사능도 함께 구하였다. 따라서 CRC를 구하는 공식은 다음과 같다.
대상 데이터
2010년 8월부터 12월까지 본원을 방문한 암환자 20명을 대상으로 하였다. 대상 환자의 성별은 남자 12명, 여자 8명이며 평균 연령은 58세였다.
NEMA IEC body phantom을 사용하였으며 17, 22, 28mm sphere를 이용하여 열소를 구하였다. 20초 간격으로 20, 40, 60, 80, 100초 총 5회의 서로 다른 bed 당 스캔 시간을 phantom에 적용하여 18F-FDG 영상을 획득하였다.
Phantom 실험에서는 Fig. 1과 같이 17, 22, 28 mm 열소 각각에서 SUV를 구하였고 환자 실험에서는 38개의 병소부위 에서 SUV를 구하였다.
2010년 8월부터 12월까지 본원을 방문한 암환자 20명을 대상으로 하였다. 대상 환자의 성별은 남자 12명, 여자 8명이며 평균 연령은 58세였다. 환자를 대상으로 한 연구에서는 평균 444±74 MBq의 18F-FDG가 환자에게 주사되었고 20명의 환자, 38개의 병소부위에서 표준섭취계수가 측정되었다.
이론/모형
18F-FDG 검사 시 한 bed 당 적정 스캔 시간을 정량 평가하기 위하여 Philips사 TF 64 PET/CT를 사용하였다. Phantom 실험과 환자를 대상으로 다양한 스캔 시간을 적용하며 평가를 하여 최적의 스캔 시간을 알고자 하였다.
환자를 대상으로 한 연구에서는 평균 444±74 MBq의 18F-FDG가 환자에게 주사되었고 20명의 환자, 38개의 병소부위에서 표준섭취계수가 측정되었다. Phantom 실험과 마찬가지로 영상 획득 시 phantom의 위치 변화에 의한 오차를 제거하기 위하여 plan scan method를 사용하여 연속하여 영상을 얻었다. Background noise는 background 부분의 표준편차를 평균으로 나누어 계산되었다.
20초 간격으로 20, 40, 60, 80, 100초 총 5회의 서로 다른 bed 당 스캔 시간을 phantom에 적용하여 18F-FDG 영상을 획득하였다. 영상 획득 시 phantom의 위치 변화에 의한 오차를 제거하기 위하여 plan scan method를 사용하여 연속하여 영상을 얻었다. Phantom 실험의 경우 관심영역과 background의 방사능비를 8:1로 했다.
성능/효과
본 연구에 사용된 GEMINI TF 64 (Philips Healthcare, Cleveland, USA)의 경우 최신 기법인 TOF가 이용된 최초의 PET/CT 장비로서 Philips사에서는 bed 당 스캔시간을 1분으로 권장하고 있다. 본 연구는 bed 당 스캔시간 1분에 대한 영상의 질(표준섭취계수와 대조회복계수)을 평가하여 스캔시간의 적정성 여부를 알아보기 위한 연구이며 연구 결과는 bed 당 스캔시간이 60초 미만인 경우 background noise가 심하고 표준섭취계수와 대조회복계수의 변이율이 높아 임상에 적용하기 부적절하나 60초 이상인 경우, 낮은 background noise와 안정된 표준섭취계수, 대조회복계수를 얻을 수 있으므로 환자 편의성과 검사 시간 단축을 위한 최소한의 bed 당 스캔시간은 60초가 적절하다는 점을 실험을 통하여 증명하였다.
환자 실험에서 두 그룹 (LT-60 [<60 sec]과 GT-60 [≥60 sec])을 비교한 결과 LT-60 그룹의 표준섭취계수(SUV)가 GT-60 그룹보다 높은 변이율을 보였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
TOF 기술은 어떠한 특징이 있는가?
이 논문에서 거론되는 time-of-flight (TOF) 역시 더욱더 향상된 PET 영상에 크게 기여하였다. TOF 기술은 스캐 너가 측정하는 감마선 검출 시간을 이용해 소멸 원점의 위치를 보다 정확히 파악할 수 있고 동시에 발생하는 두 감마선의 검출기 도달 시간의 실제 차이를 정확히 측정할 수 있다. 궁극적으로 영상 데이터 잡음이 줄어들고, 노이즈 대비하여 높은 대조도 회복 계수를 보인다고 알려져 있다.
PET 시스템이 지난 30년간 발전을 거듭하면서, 어떠한 기법전환이 있었는가?
중요한 발전은 영상과 정량적 분석의 정확성을 결정하는데 중요한 검출기, 하드웨어, 영상 처리부분에서 이루어져 왔다. 특히 새로운 형광체의 개발, 높은 공간 분해능과 민감도를 가지는 검출기, septa를 가지는 2D 시스템으로부터 3D 시스템 으로의 진화, 그리고 역투과 재구성알고리즘(filtered backprojection algorithms) 으로부터 영상과 정량적 분석의 향상을 가져온 fully 3D 중첩(Iterative) 기법으로의 전환이 있어 왔다. 이 논문에서 거론되는 time-of-flight (TOF) 역시 더욱더 향상된 PET 영상에 크게 기여하였다.
지난 30년간, PET 시스템은 어떠한 부분에서 중요한 발전을 이루어냈는가?
지난 30년간 PET 시스템의 상당한 발전이 있어왔다. 중요한 발전은 영상과 정량적 분석의 정확성을 결정하는데 중요한 검출기, 하드웨어, 영상 처리부분에서 이루어져 왔다. 특히 새로운 형광체의 개발, 높은 공간 분해능과 민감도를 가지는 검출기, septa를 가지는 2D 시스템으로부터 3D 시스템 으로의 진화, 그리고 역투과 재구성알고리즘(filtered backprojection algorithms) 으로부터 영상과 정량적 분석의 향상을 가져온 fully 3D 중첩(Iterative) 기법으로의 전환이 있어 왔다.
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