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문제 정의
- CT는 X선을 인체에 투과시켜 그 흡수차이를 컴퓨터로 재구성하여 단층 영상을 구현하는데 “감쇠보정(attenuation correction)”을 통하여 정확한 영상을 비교 및 판독할 수 있고 투과선원으로 감쇠보정을 하는 SPECT에 비하여 시간적으로 빠르게 검사할 수 있다. 이 연구에서는 phantom 실험 및 환자의 영상을 이용하여 CT 감쇠보정 전후 영상의 질 차이를 평가하고자 하였다.
- 감쇠보정을 이용한 SPECT/CT 영상은 우수한 의료 영상 정보를 제공하며 정확한 영상을 비교 및 판독할 수 있어서 영상의 진단적 가치가 높은 것으로 평가된다. 이 연구에서는 phantom 실험 및 환자의 영상을 이용하여 CT 감쇠보정 전후의 차이를 살펴보고자 한다. 2012년 7월부터 9월까지 본원 핵의학과에서 검사를 시행한 환자와 phantom을 이용하여 영상의 대조도와 공간분해능, 심근의 관류 점수를 연구하였다.
제안 방법
- 2012년 7월부터 9월 사이에 본원에 SPECT/CT 검사를 하기 위해 내원한 환자(131I SPECT/CT, Bone SPECT/CT, Myocardial SPECT/CT)를 대상으로 GE사의 Discovery NM/CT 670 SPECT/CT 감마카메라(Fig. 1)와 4가지 종류의 팬텀을 이용 하여 영상의 대조도, 공간분해능, 심근의 관류 점수를 평가하였다. IEC body phantom (Fig.
- 이 연구에서는 phantom 실험 및 환자의 영상을 이용하여 CT 감쇠보정 전후의 차이를 살펴보고자 한다. 2012년 7월부터 9월까지 본원 핵의학과에서 검사를 시행한 환자와 phantom을 이용하여 영상의 대조도와 공간분해능, 심근의 관류 점수를 연구하였다. NEMA IEC, Jaszczak phantom으로 영상의 대조도, triple line phantom으로 영상의 공간분해능, anthropomorphic torso phantom을 사용하여 심근의 관류 점수를 평가하였다.
- Anthropomorphic Torso phantom에서 CT 감쇠보정에 따른 심근 관류를 평가하였다. 99mTc은 간 섭취가 상대적으로 높고, 간 조직이 가까이에 위치해 있는 경우 하위벽(inferior wall)에서 인위적인 관류 결손이 종종 관찰된다.
- 1)와 4가지 종류의 팬텀을 이용 하여 영상의 대조도, 공간분해능, 심근의 관류 점수를 평가하였다. IEC body phantom (Fig. 4)과 Jaszczak phantom (Fig. 3) 은 팬텀 내의 각 구에서의 대조도비를 분석 평가하였고 또한 NEMA triple line phantom (Fig. 5)과 Anthropomorphic Torso phantom (Fig. 2)은 수직방향과 수평방향의 공간분해능 평가 및 심근 중 가장 심부에 위치하여 감쇠가 심한 심근 하벽에서의 관류 점수(Perfusion Score)를 평가하였다. SPECT/CT 감마카메라와 저에너지용 고분해능 평행 다공형 콜리메타 (LEHR)를 이용하여 데이터를 획득한 후 GE사 Xeleris 3.
- IEC body phantom의 hot sphere의 ROI를 측정하여 대조도를 평가하였다(Fig. 6).
- Jaszczak phantom에서도 cold sphere의 ROI를 측정하여 대조도를 평가하였다(Fig. 6). 위의 식을 이용하여 cold sphere와 그 외의 대조도 비를 CT 감쇠보정 전후의 차이를 비교 분석한 결과 CT 감쇠보정 후 영상의 대조도 비는 CT 감쇠보정전 영상보다 최소 9.
- 2012년 7월부터 9월까지 본원 핵의학과에서 검사를 시행한 환자와 phantom을 이용하여 영상의 대조도와 공간분해능, 심근의 관류 점수를 연구하였다. NEMA IEC, Jaszczak phantom으로 영상의 대조도, triple line phantom으로 영상의 공간분해능, anthropomorphic torso phantom을 사용하여 심근의 관류 점수를 평가하였다. 또한 환자들의 검사 영상을 통하여 CT 감쇠보정 전후를 핵의학 전공의 3명, 5년 이상 근무한 방사선사 5명의 blind test를 통하여 영상을 평가해 보았다.
- NEMA triple line phantom을 통해 CT 감쇠보정에 따른 공간분해능을 평가하였다. 수직방향과 수평방향에서 각각 측정한 결과, 수평방향에서 4.
- 2)은 수직방향과 수평방향의 공간분해능 평가 및 심근 중 가장 심부에 위치하여 감쇠가 심한 심근 하벽에서의 관류 점수(Perfusion Score)를 평가하였다. SPECT/CT 감마카메라와 저에너지용 고분해능 평행 다공형 콜리메타 (LEHR)를 이용하여 데이터를 획득한 후 GE사 Xeleris 3.0 Workstation을 이용하여 환자의 영상과 팬텀 모두 CT 감쇠보정 전후의 차이를 비교하여 분석하였다(Table 1).
- NEMA IEC, Jaszczak phantom으로 영상의 대조도, triple line phantom으로 영상의 공간분해능, anthropomorphic torso phantom을 사용하여 심근의 관류 점수를 평가하였다. 또한 환자들의 검사 영상을 통하여 CT 감쇠보정 전후를 핵의학 전공의 3명, 5년 이상 근무한 방사선사 5명의 blind test를 통하여 영상을 평가해 보았다. IEC phantom에서 각 구별로 CT 감쇠보정 전후의 대조도 분석 결과 감쇠보정 전보다 최소 33.
- 위의 식을 이용하여 hot sphere와 그 외의 대조도 비를 CT 감쇠보정 전후의 차이를 비교 분석하였다. CT 감쇠보정 후 영상의 대조도 비는 CT 감쇠보정 전 영상보다 최소 33.
이론/모형
- SPECT/CT가 나오기 전에도 감쇠된 영상을 보정하기 위한 방법인 Transmission scan을 이용한 영상의 감쇠보정법이 있었다. 그러나 검사시간을 단축할 수 있고 감쇠보정 후 영상의 질을 좀 더 향상시킬 수 있으며 또한 발달된 소프트웨어 (Software)로 기기학적 문제가 해결되어 검사부위의 고해상도 진단용 CT영상을 가능하게 해주고 있다.
성능/효과
- 위의 식을 이용하여 hot sphere와 그 외의 대조도 비를 CT 감쇠보정 전후의 차이를 비교 분석하였다. CT 감쇠보정 후 영상의 대조도 비는 CT 감쇠보정 전 영상보다 최소 33.6%, 최대 89.8% 향상되었다(Table 2).
- 그리고 환자를 대상으로 한 실험에서는 131I, bone SPECT/CT의 blind test 결과 감쇠보정 후 영상의 질이 향상되었음을 알 수 있었다. CT 감쇠보정을 통한 SPECT/CT 영상의 질을 평가한 결과 SPECT 영상에서 대조도와 공간분해능이 향상됨을 알 수 있었다. 따라서 CT를 이용한 감쇠보정은 병소의 해부학적 위치를 정확히 검출할 수 있고, 보다 나은 영상을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
- 그러나 검사시간을 단축할 수 있고 감쇠보정 후 영상의 질을 좀 더 향상시킬 수 있으며 또한 발달된 소프트웨어 (Software)로 기기학적 문제가 해결되어 검사부위의 고해상도 진단용 CT영상을 가능하게 해주고 있다. IEC Body, Jaszczak, NEMA triple line, Anthropomorphic Torso phantom, 환자 데이터를 통하여 대조도와 공간 분해능을 평가한 결과 모두 CT 감쇠보정한 영상의 질이 향상됨을 보였다. 영상의 공간 분해능은 비록 적은 양이 향상되었지만, 대조도는 많은 향상을 보였다.
- 또한 환자들의 검사 영상을 통하여 CT 감쇠보정 전후를 핵의학 전공의 3명, 5년 이상 근무한 방사선사 5명의 blind test를 통하여 영상을 평가해 보았다. IEC phantom에서 각 구별로 CT 감쇠보정 전후의 대조도 분석 결과 감쇠보정 전보다 최소 33.6%, 최대 89.8% 향상되었고, Jaszczak phantom의 경우 대조도가 최소 9.9%, 최대 27.8%, triple line phantom에서 수평의 경우 분해능이 4.4%, 수직의 경우 분해능이 4.6%로 평균 약 4.5%, anthropomorphic torso phantom의 경우 심근 하벽에서의 관류 점수가 29.4%로 향상된 것을 알 수 있었다. 그리고 환자를 대상으로 한 실험에서는 131I, bone SPECT/CT의 blind test 결과 감쇠보정 후 영상의 질이 향상되었음을 알 수 있었다.
- SPECT/CT는 SPECT와 CT를 결합하여 감약에 의한 왜곡된 영상을 CT의 감쇠보정을 이용하여 구현할 수 있는 장점이 있다. 감쇠보정을 이용한 SPECT/CT 영상은 우수한 의료 영상 정보를 제공하며 정확한 영상을 비교 및 판독할 수 있어서 영상의 진단적 가치가 높은 것으로 평가된다. 이 연구에서는 phantom 실험 및 환자의 영상을 이용하여 CT 감쇠보정 전후의 차이를 살펴보고자 한다.
- 그리고 감쇠량이 많은 심근 하벽쪽에선 다른 부위에 비해 많은 관류 점수의 변화량을 보여줌으로써, 영상의 질적 향상에 큰 영향을 미치는 것이 관찰되었다. 결론적으로 기능적인 영상을 얻기 유리한 기존의 SPECT에 해부학적 영상을 얻기 유리한 CT를 결합하여 영상을 얻은 SPECT/CT기기에서 대조도와 분해능이 모두 향상되었으므로 영상의 질에 대한 유용성을 확인하였다.
- 영상의 공간 분해능은 비록 적은 양이 향상되었지만, 대조도는 많은 향상을 보였다. 그리고 감쇠량이 많은 심근 하벽쪽에선 다른 부위에 비해 많은 관류 점수의 변화량을 보여줌으로써, 영상의 질적 향상에 큰 영향을 미치는 것이 관찰되었다. 결론적으로 기능적인 영상을 얻기 유리한 기존의 SPECT에 해부학적 영상을 얻기 유리한 CT를 결합하여 영상을 얻은 SPECT/CT기기에서 대조도와 분해능이 모두 향상되었으므로 영상의 질에 대한 유용성을 확인하였다.
- 4%로 향상된 것을 알 수 있었다. 그리고 환자를 대상으로 한 실험에서는 131I, bone SPECT/CT의 blind test 결과 감쇠보정 후 영상의 질이 향상되었음을 알 수 있었다. CT 감쇠보정을 통한 SPECT/CT 영상의 질을 평가한 결과 SPECT 영상에서 대조도와 공간분해능이 향상됨을 알 수 있었다.
- NEMA triple line phantom을 통해 CT 감쇠보정에 따른 공간분해능을 평가하였다. 수직방향과 수평방향에서 각각 측정한 결과, 수평방향에서 4.4%, 수직방향에서 4.6% 만큼 CT 감쇠보정 후 증가하여 평균 4.5%가 향상되었다(Table 4).
- 99mTc은 간 섭취가 상대적으로 높고, 간 조직이 가까이에 위치해 있는 경우 하위벽(inferior wall)에서 인위적인 관류 결손이 종종 관찰된다. 심근 전면, 측면, 첨부, 심근벽, 하벽을 각각 측정한 결과 다른 부위에선 감쇠가 크게 일어나지 않아 비슷하게 나온 반면, 심근 하벽에서 차이가 있었고 CT 감쇠보정 후 29.4%의 향상을 보였다 (Table 5).
- 9)을 비교 분석한 결과 CT 감쇠보정 후 영상이 CT 감쇠보정 전 영상보다 영상의 질이 향상됨을 알 수 있었다. 영상 평가는 핵의학과 교수 1명, 전문의 3명, 5년 이상 근무한 방사선사 5명이 평가한 결과 양호하다는 결과를 얻었다.
- IEC Body, Jaszczak, NEMA triple line, Anthropomorphic Torso phantom, 환자 데이터를 통하여 대조도와 공간 분해능을 평가한 결과 모두 CT 감쇠보정한 영상의 질이 향상됨을 보였다. 영상의 공간 분해능은 비록 적은 양이 향상되었지만, 대조도는 많은 향상을 보였다. 그리고 감쇠량이 많은 심근 하벽쪽에선 다른 부위에 비해 많은 관류 점수의 변화량을 보여줌으로써, 영상의 질적 향상에 큰 영향을 미치는 것이 관찰되었다.
- 6). 위의 식을 이용하여 cold sphere와 그 외의 대조도 비를 CT 감쇠보정 전후의 차이를 비교 분석한 결과 CT 감쇠보정 후 영상의 대조도 비는 CT 감쇠보정전 영상보다 최소 9.9%, 최대 27.8% 향상되었다(Table 3).
- 환자를 통한 임상 실험에서 131I 흉부 SPECT/CT (Fig. 7)와 Myocardial Perfusion SPECT/CT의 심근관류영상(Fig. 8), 뼈 L-Spine SPECT/CT의 영상(Fig. 9)을 비교 분석한 결과 CT 감쇠보정 후 영상이 CT 감쇠보정 전 영상보다 영상의 질이 향상됨을 알 수 있었다. 영상 평가는 핵의학과 교수 1명, 전문의 3명, 5년 이상 근무한 방사선사 5명이 평가한 결과 양호하다는 결과를 얻었다.
후속연구
- CT 감쇠보정을 통한 SPECT/CT 영상의 질을 평가한 결과 SPECT 영상에서 대조도와 공간분해능이 향상됨을 알 수 있었다. 따라서 CT를 이용한 감쇠보정은 병소의 해부학적 위치를 정확히 검출할 수 있고, 보다 나은 영상을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
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