Rb-82를 이용한 PET 검사는 심근 관류의 임상적 평가에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 그러나 PET/CT의 dead time 때문에 count value와 방사능농도 사이의 직선성이 유지되지 않는다면 데이터를 획득할 때 좌심실 입력 함수가 과대평가되어 심근관류가 과대평가될 수 있다. 본 연구에서는 리스트 모드에서 획득한 PET data에서 방사능농도에 따른 count value의 직선성을 평가하였다. Biograph 40 True Point PET/CT를 이용하여 직경 12 cm, 길이 10.5 cm의 cylindrical phantom에 F-18 333 MBq과 물 800 mL를 채우고 7반감기동안 10min frame/bed로 리스트 모드를 이용하여 획득하였다. Raw data는 OSEM (order: 4, subsets: 8)과 FBP (Gaussian filterFWHM 5 mm) 알고리즘을 이용하여 재구성하였다. Sinogram 정보에서 prompt counts, net true counts, random counts를 측정하였다. 재구성 된 phantom 영상에 ROI를 설정하여 총 계수와 background를 측정하고 background correction을 사용하여 count value를 측정하여 직선성을 평가하였다. 리스트 모드를 이용하여 sinogram에서 측정된 prompt counts는 방사능농도에 비례하여 증가하였다. 낮은 방사능농도에서 net true counts와 random counts는 방사능농도에 따라 증가하였다. 높은 방사능농도에서는 net true counts의 증가율이 점차 감소되었고, 반면에 random counts의 증가율은 증가하였다. 그리고 OSEM과 FBP 알고리즘으로 재구성된 영상에서 측정한 count value의 차이는 없었고 방사능농도에 비례하여 count value가 증가하고 직선성이 유지되었다. Biograph 40 True Point PET/CT scanner는 재구성된 영상에서 낮은 방사능농도뿐만 아니라 높은 방사능농도(~416.25 kBq/mL)에서도 측정 된 count value와 방사능농도 사이의 직선성이 유지되는 것을 보여주었다. 따라서 실험에서 사용한 PET/CT scanner는 Rb-82, N-13, O-15, F-18을 이용한 heart dynamic PET study에서데이터의 정량적 분석에 유용할 것으로 판단된다.
Rb-82를 이용한 PET 검사는 심근 관류의 임상적 평가에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 그러나 PET/CT의 dead time 때문에 count value와 방사능농도 사이의 직선성이 유지되지 않는다면 데이터를 획득할 때 좌심실 입력 함수가 과대평가되어 심근관류가 과대평가될 수 있다. 본 연구에서는 리스트 모드에서 획득한 PET data에서 방사능농도에 따른 count value의 직선성을 평가하였다. Biograph 40 True Point PET/CT를 이용하여 직경 12 cm, 길이 10.5 cm의 cylindrical phantom에 F-18 333 MBq과 물 800 mL를 채우고 7반감기동안 10min frame/bed로 리스트 모드를 이용하여 획득하였다. Raw data는 OSEM (order: 4, subsets: 8)과 FBP (Gaussian filter FWHM 5 mm) 알고리즘을 이용하여 재구성하였다. Sinogram 정보에서 prompt counts, net true counts, random counts를 측정하였다. 재구성 된 phantom 영상에 ROI를 설정하여 총 계수와 background를 측정하고 background correction을 사용하여 count value를 측정하여 직선성을 평가하였다. 리스트 모드를 이용하여 sinogram에서 측정된 prompt counts는 방사능농도에 비례하여 증가하였다. 낮은 방사능농도에서 net true counts와 random counts는 방사능농도에 따라 증가하였다. 높은 방사능농도에서는 net true counts의 증가율이 점차 감소되었고, 반면에 random counts의 증가율은 증가하였다. 그리고 OSEM과 FBP 알고리즘으로 재구성된 영상에서 측정한 count value의 차이는 없었고 방사능농도에 비례하여 count value가 증가하고 직선성이 유지되었다. Biograph 40 True Point PET/CT scanner는 재구성된 영상에서 낮은 방사능농도뿐만 아니라 높은 방사능농도(~416.25 kBq/mL)에서도 측정 된 count value와 방사능농도 사이의 직선성이 유지되는 것을 보여주었다. 따라서 실험에서 사용한 PET/CT scanner는 Rb-82, N-13, O-15, F-18을 이용한 heart dynamic PET study에서데이터의 정량적 분석에 유용할 것으로 판단된다.
Purpose: Quantification of myocardial blood flow (MBF) using dynamic PET imaging has the potential to assess coronary artery disease. Rb-82 plays a key role in the clinical assessment of myocardial perfusion using PET. However, MBF could be overestimated due to the underestimation of left ventricula...
Purpose: Quantification of myocardial blood flow (MBF) using dynamic PET imaging has the potential to assess coronary artery disease. Rb-82 plays a key role in the clinical assessment of myocardial perfusion using PET. However, MBF could be overestimated due to the underestimation of left ventricular input function in the beginning of the acquisition when the scanner has non-linearity between count rate and activity concentration due to the scanner dead-time. Therefore, in this study, we evaluated the count rate linearity as a function of the activity concentration in PET data acquired in list mode. Materials & methods: A cylindrical phantom (diameter, 12 cm length, 10.5 cm) filled with 296 MBq F-18 solution and 800 mL of water was used to estimate the linearity of the Biograph 40 True Point PET/CT scanner. PET data was acquired with 10 min per frame of 1 bed duration in list mode for different activity concentration levels in 7 half-lives. The images were reconstructed by OSEM and FBP algorithms. Prompt, net true and random counts of PET data according to the activity concentration were measured. Total and background counts were measured by drawing ROI on the phantom images and linearity was measured using background correction. Results: The prompt count rates in list mode were linearly increased proportionally to the activity concentration. At a low activity concentration (30 kBq/mL), the increasing rate of the prompt net true rates was slightly decreased while the increasing rate of random counts was increased. There was no difference in the image intensity linearity between OSEM and FBP algorithms. Conclusion: The Biograph 40 True Point PET/CT scanner showed good linearity of count rate even at a high activity concentration (~370 kBq/mL).The result indicates that the scanner is useful for the quantitative analysis of data in heart dynamic studies using Rb-82, N-13, O-15 and F-18.
Purpose: Quantification of myocardial blood flow (MBF) using dynamic PET imaging has the potential to assess coronary artery disease. Rb-82 plays a key role in the clinical assessment of myocardial perfusion using PET. However, MBF could be overestimated due to the underestimation of left ventricular input function in the beginning of the acquisition when the scanner has non-linearity between count rate and activity concentration due to the scanner dead-time. Therefore, in this study, we evaluated the count rate linearity as a function of the activity concentration in PET data acquired in list mode. Materials & methods: A cylindrical phantom (diameter, 12 cm length, 10.5 cm) filled with 296 MBq F-18 solution and 800 mL of water was used to estimate the linearity of the Biograph 40 True Point PET/CT scanner. PET data was acquired with 10 min per frame of 1 bed duration in list mode for different activity concentration levels in 7 half-lives. The images were reconstructed by OSEM and FBP algorithms. Prompt, net true and random counts of PET data according to the activity concentration were measured. Total and background counts were measured by drawing ROI on the phantom images and linearity was measured using background correction. Results: The prompt count rates in list mode were linearly increased proportionally to the activity concentration. At a low activity concentration (30 kBq/mL), the increasing rate of the prompt net true rates was slightly decreased while the increasing rate of random counts was increased. There was no difference in the image intensity linearity between OSEM and FBP algorithms. Conclusion: The Biograph 40 True Point PET/CT scanner showed good linearity of count rate even at a high activity concentration (~370 kBq/mL).The result indicates that the scanner is useful for the quantitative analysis of data in heart dynamic studies using Rb-82, N-13, O-15 and F-18.
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문제 정의
손실되는 카운트가 많아지면 count value와 방사능 농도 사이의 직선성이 유지되지 않아 관상동맥예비혈류량이 실제보다 낮게 평가될 수 있다. 따라서 이 검사의 신뢰성 확보를 위해 본 연구에서는 Biograph 40 True Point PET/CT (Siemens, U.S.A)를 사용하여 activity에 따른 count value를 측정하여 스캐너의 직선성을 평가하였다.
제안 방법
이 때 내부에 물방울 빈공간이 없도록 하여 오차가 최소한이 되도록 하였다. Count value를 측정하기 위하여 횡축방향과 축방향의 중심에 cylindrical phantom을 위치시키고 CT 영상을 획득한 후 7반감기(반감기는 F-18:109.77분) 동안 PET 영상을 획득하였다. 또한 영상을 획득할 때 한 bed로 설정 하고 bed 당 10분으로 하여 리스트 모드로 설정하였다.
내부의 빈 공간에 F-18 333 MBq과 물 800 mL를 넣고 prompt counts, net true counts, random counts를 구하기 위한 실험을 하였다. 이 때 내부에 물방울 빈공간이 없도록 하여 오차가 최소한이 되도록 하였다.
77분) 동안 PET 영상을 획득하였다. 또한 영상을 획득할 때 한 bed로 설정 하고 bed 당 10분으로 하여 리스트 모드로 설정하였다. 이렇게 얻은 데이터에서 sinogram을 얻었으며 dead time, attenuation, scatter, random counts에 대한 correction을 하였다.
본 연구에서는 Biograph 40 True Point PET/CT (Fig. 1)의 count value에 따른 직선성을 cylindrical phantom을 사용하여 3차원 영상 획득 모드에서 리스트 모드로 설정하여 측정하였다. 이 연구에서 사용한 Biograph 40 True Point PET/CT 시스템의 사양은 아래와 같다(Table 1).
영상을 획득한 후 방사선원의 위치와 크기에 영향을 받지않는 여과후역투사방법(filtered backprojection 이하 FBP)을 사용하여 영상을 재구성하였고, 주로 사용하는 OSEM 2D(ordered subset expectation maximization 2D) 반복적 영상 재구성 방법 (iterative reconstruction)을 사용하여 두 알고리즘에 의한 count value의 차이를 비교하고 알고리즘 외의 parameter 는 각각 동일하게 설정하였다(Table 2).
내부의 빈 공간에 F-18 333 MBq과 물 800 mL를 넣고 prompt counts, net true counts, random counts를 구하기 위한 실험을 하였다. 이 때 내부에 물방울 빈공간이 없도록 하여 오차가 최소한이 되도록 하였다. Count value를 측정하기 위하여 횡축방향과 축방향의 중심에 cylindrical phantom을 위치시키고 CT 영상을 획득한 후 7반감기(반감기는 F-18:109.
PET/CT에서 PET 영상을 얻을 때 방사선원의 양에 따라 달라지는 count rate는 3차원 모드에서 랜덤, 산란 계수의 증가로 참 계수율이 낮아지기 때문에 임상에서 영상의 정량적 분석에 중요한 인자로 사용하고 있다. 이 연구에서는 방사선 원의 양에 대하여 prompt counts, net true counts, random counts의 변화를 관찰하고 영상을 재구성하여 count value와 background를 측정하여 그 변화를 관찰하였다.
또한 영상을 획득할 때 한 bed로 설정 하고 bed 당 10분으로 하여 리스트 모드로 설정하였다. 이렇게 얻은 데이터에서 sinogram을 얻었으며 dead time, attenuation, scatter, random counts에 대한 correction을 하였다.
실험을 위하여 cylindrical phantom을 사용하였다. 이 phantom은 폴리에틸렌 재질의 원형 실린더 모형(외경 12 cm, 높이 10.
성능/효과
Total prompt counts는 방사능농도에 비례하여 증가하였다. Net true counts와 random counts는 비교적 저영역의 방사능 농도에서는 비례하여 증가하지만 방사능 농도가 높아질수록 random counts의 증가율은 방사능농도의 제곱에 비례하여 더욱 증가하는 경향을 보이고 net true counts의 증가율은 감소되었다. 이는 3D 모드에서 검출되는 감마선의 양이 매우 많아 dead time에 의한 counts의 손실이 크기 때문이다.
이는 3D 모드에서 검출되는 감마선의 양이 매우 많아 dead time에 의한 counts의 손실이 크기 때문이다. 그리고 FBP와 OSEM 2D 알고리즘으로 재구성하여 측정한 count value는 방사능농도에 비례하며 직성선이 유지되었고 알고리즘에 따른 count value의 차이는 거의 없었다.
25 kBq/mL)에서도 측정된 count value와 방사능 농도 사이의 직선성이 유지되는 것을 보여주었다. 따라서 실험에서 사용한 PET/CT는 많은 양의 방사성동위원소를 사용하는 Rb-82, N-13, O-15, F-18을 이용하는 heart dynamic PET study에서 데이터의 정량적 분석에 유용할 것으로 판단된다.
본 연구에서 Biograph 40 True Point PET/CT는 재구성된 영상에서 낮은 방사능농도뿐만 아니라 비교적 높은 방사능 농도(~416.25 kBq/mL)에서도 측정된 count value와 방사능 농도 사이의 직선성이 유지되는 것을 보여주었다. 따라서 실험에서 사용한 PET/CT는 많은 양의 방사성동위원소를 사용하는 Rb-82, N-13, O-15, F-18을 이용하는 heart dynamic PET study에서 데이터의 정량적 분석에 유용할 것으로 판단된다.
후속연구
리스트 모드는 발생한 각 이벤트(감마선 검출, 프레임 또는 베드의 시작 신호, 게이트를 위한 트리거 신호 등)에 대한 각종 정보(시공간적 위치, 감마선의 에너지 등)를 모두 기록하는 방식이다. 리스트 모드 데이터에 향후 필요한 모든 정보를 기록하여 두면 사용자가 원하는 다양한 형태의 프레임 모드 데이터로의 변환이 가능하다. 리스트 모드로 저장된 데이터는 보통 수 Gbyte 정도의 저장 공간을 필요로 하여 과거에는 임상적으로 쓰이지 않았으나 근래에 들어 컴퓨터 저장 매체의 용량이 커지고 데이터 전송 기술이 발전함에 따라 다양한 검사에 리스트 모드 스캔이 이용되고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
양전자단층촬영으로 무엇을 측정하는가?
양전자단층촬영은 각종 생화학적 물질의 생체 내 분포를 영상화하여 인체 내의 생리적 지표들을 정량적으로 측정할 수 있어 생화학 또는 병리 현상의 규명과 질병 진단, 치료 후 예후 판정, 치료 계획 등에 유용하게 이용되고 있으며, 그 중요성에 대한 인식이 최근에 매우 높아지고 있다.
양전자단층촬영은 어디에 이용되는가?
양전자단층촬영은 각종 생화학적 물질의 생체 내 분포를 영상화하여 인체 내의 생리적 지표들을 정량적으로 측정할 수 있어 생화학 또는 병리 현상의 규명과 질병 진단, 치료 후 예후 판정, 치료 계획 등에 유용하게 이용되고 있으며, 그 중요성에 대한 인식이 최근에 매우 높아지고 있다.
PET 스캔동안 발생한 이벤트를 기록하는 방식 중 리스트 모드는 무엇인가?
PET 스캔동안 발생한 이벤트를 기록하는 방식은 리스트 모드와 프레임 모드로 나눌 수 있다. 리스트 모드는 발생한 각 이벤트(감마선 검출, 프레임 또는 베드의 시작 신호, 게이트를 위한 트리거 신호 등)에 대한 각종 정보(시공간적 위치, 감마선의 에너지 등)를 모두 기록하는 방식이다. 리스트 모드 데이터에 향후 필요한 모든 정보를 기록하여 두면 사용자가 원하는 다양한 형태의 프레임 모드 데이터로의 변환이 가능하다.
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