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문제 정의
- 그러나 최저 계수치를 제외한 평가 기준이 마련되어 있지 않다. 따라서, 본 연구에서 전신 뼈검사에서 정량적인 평가 지표를 나타낼 수 있는 방법을 분석해보고자 하였다.
- 그러나, 이러한 최저계수치를 제외한 평가 기준이 마련되어 있지 않다. 이에 본 연구에서는 신호 대 잡음비와 대조도 대 잡음비를 이용하여, 전신 뼈검사의 적절한 평가지표를 분석해보고자 한다.
- 일반적으로 전신 뼈 검사는 핵의학과에서 가장 흔히 시행하는 검사이며, 추적검사 시 영상의 질의 비일관성은 판독 및 진단적 가치의 저하를 초래할 수 있으므로, 영상의 질의 유지하는 것은 중요하다. 전신 뼈검사 영상에서의 계수치가 영상의 질을 의미하지 않는 것을 본 논문을 통해 알 수 있다. 따라서, 새로운 정량적인 평가지표가 마련되어야 할 것이다.
제안 방법
- 같은 조건에서 검사를 진행하기 위하여, 99mTc-HDP를 1,110 MBq (30 mCi) 정맥 주사 후 3시간 뒤에 검사를 실시하였으며, 동일한 감마카메라 장비(Infinia)를 사용하여, 환자의 테이블의 이동 속도를 분당 16 cm으로 고정하여, 전신 검사를 실시하였다. 주사 후, 탈수에 의한, 영상의 질 감소를 방지하기 위해 500 ㎖ 이상의 수분 섭취를 권하였으며, 영상에서의 방광내 소변에 의한 불필요한 계수의 증가를 방지하기 위해 검사 직전, 환자들에게 배뇨를 실시하였다.
- 따라서, 육안적 영상의 질이 좋지 않은 환자들 5명을 대상으로 하여, 1시간 추가 지연검사를 실시 하였으며, 검사 사이에는 직전검사와 동일하게, 충분한 수분 섭취와 검사 직전 배뇨를 실시하였다. 검사 후, 영상의 계수치, CNR 및 SNR을 비교하였다.
- 3세였다. 검사는 99mTc-HDP 1,110 MBq (30 mCi)를 정맥 주사 후, 체내 정상 분포를 위해 3시간 후에 진행하였으며, 환자 모두에게 500 ㎖ 이상의 수분 섭취를 권하였다. 영상은 저에너지 고분해능용 조준기를 장착한 Infinia (GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin, USA) 장비를 사용하였고, 화소수는 256×1024, 에너지창의 크기 및 폭은 140 keV±20%를 적용하고, 확대율은 1로 설정하며, Auto body counter 기능을 이용하여 획득하였다(Fig.
- 환자의 전신계수와 허리뼈를 관심영역으로 하여, 계수치를 측정하였으며, 허리뼈 각각의 신호평균 값과 표준편차를 구하여, 대조도 대 잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR), 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 산출하였고, 팬텀 실험을 통해 검사 속도 변화에 따른 각각의 수치와 조직등가물질을 이용하여 복부 두께에 따른 수치를 비교하였다. 그리고, 판독의 2명과 5년 이상의 경력을 가진 숙련된 방사선사 5명이 각각 10점 척도로 하여, Blind test로 육안적인 분석치와 정량적인 산출치 간의 상관관계를 분석하였다.
- 따라서, 본 논문에서는 전신 뼈검사 영상에서 다른 뼈열소부위 겹치지 않고, 환자의 체형에 대한 변화를 나타낼 수 있는 허리뼈를 기준으로 설정하였다. 대조도 대 잡음비 (Contrast to Noise Ratio)와 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)은 1번부터 4번까지의 허리뼈를 각각 관심영역으로 설정하고, 같은 크기의 백그라운드 영역을 다른 열소 부위와 겹치지 않는 복부에 설정하여, 계수치를 구한 뒤, 다음과 같은 공식으로 계산하였다(Fig. 3).
- 뼈전이는 척추에서 약 40%가 전이되며, 갈비뼈와 복장뼈에 약 30%, 골반뼈에 10% 가량이 전이된다. 따라서, 본 논문에서는 전신 뼈검사 영상에서 다른 뼈열소부위 겹치지 않고, 환자의 체형에 대한 변화를 나타낼 수 있는 허리뼈를 기준으로 설정하였다. 대조도 대 잡음비 (Contrast to Noise Ratio)와 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)은 1번부터 4번까지의 허리뼈를 각각 관심영역으로 설정하고, 같은 크기의 백그라운드 영역을 다른 열소 부위와 겹치지 않는 복부에 설정하여, 계수치를 구한 뒤, 다음과 같은 공식으로 계산하였다(Fig.
- 인산염의 단백결합은 시간이 갈수록 적어지므로, 소변으로의 배설과 뼈 섭취가 많아져 뼈/연조직 비가 높다. 따라서, 육안적 영상의 질이 좋지 않은 환자들 5명을 대상으로 하여, 1시간 추가 지연검사를 실시 하였으며, 검사 사이에는 직전검사와 동일하게, 충분한 수분 섭취와 검사 직전 배뇨를 실시하였다. 검사 후, 영상의 계수치, CNR 및 SNR을 비교하였다.
- 저에너지 고분해능용 조준기를 장착한 Infinia (GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin, USA) 장비를 사용하였고, 에너지창의 크기 및 폭은 140 keV±20%를 적용하고, 확대율은 1로 설정 하며, Auto body counter 기능을 이용하여 최대한 밀착 하여, 영상을 획득하였다. 영상 분석은 임상 연구와 동일하게, 각 팬텀에 관심영역을 설정 후, 같은 크기의 백그라운드를 설정하여 CNR과 SNR을 산출하여, 비교 분석하였다.
- 저에너지 고분해능용 조준기를 장착한 Infinia (GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin, USA) 장비를 사용하였고, 에너지창의 크기 및 폭은 140 keV±20%를 적용하고, 확대율은 1로 설정 하며, Auto body counter 기능을 이용하여 최대한 밀착 하여, 영상을 획득하였다.
- Tc-HDP를 1,110 MBq (30 mCi) 정맥 주사 후 3시간 뒤에 검사를 실시하였으며, 동일한 감마카메라 장비(Infinia)를 사용하여, 환자의 테이블의 이동 속도를 분당 16 cm으로 고정하여, 전신 검사를 실시하였다. 주사 후, 탈수에 의한, 영상의 질 감소를 방지하기 위해 500 ㎖ 이상의 수분 섭취를 권하였으며, 영상에서의 방광내 소변에 의한 불필요한 계수의 증가를 방지하기 위해 검사 직전, 환자들에게 배뇨를 실시하였다. 또한, 주사 시, 혈관 외 누출과 같이 검사 외적으로 계수를 증가시키는 요인을 배제하도록 노력하였다.
- 추가적으로 실제 환자에서의 복부 두께를 재현하기 위해 조직등가물질(Bolus)를 팬텀 윗부분에 부착하여, 1 cm 부터 5 cm 까지 1cm 단위로 변화시켜, 두께에 따른 수치의 변화를 알아보고자 하였다(Fig. 4-B).
- 팬텀 내 선량을 고정 시키고, 테이블의 이동속도를 분당 5, 10, 15, 20, 25 cm 으로 변경시키며, 각 5회 실시하였다.
- 허리뼈를 형상화한 직사각형의 팬텀을 이용하여, 테이블의 이동속도는 분당 16 cm 으로 고정하였으며, 팬텀 내, 선량을 37, 74, 185, 370 MBq 로 변경시키며, 각 5회 실시하였다(Fig. 4-A).
- 본 연구는 2014년 4월부터 2014년 9월까지 본원을 내원한 특이 골병변소견이 없는 환자 30명을 대상으로 GE INFINIA 장비에서 진행하였다. 환자의 전신계수와 허리뼈를 관심영역으로 하여, 계수치를 측정하였으며, 허리뼈 각각의 신호평균 값과 표준편차를 구하여, 대조도 대 잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR), 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 산출하였고, 팬텀 실험을 통해 검사 속도 변화에 따른 각각의 수치와 조직등가물질을 이용하여 복부 두께에 따른 수치를 비교하였다. 그리고, 판독의 2명과 5년 이상의 경력을 가진 숙련된 방사선사 5명이 각각 10점 척도로 하여, Blind test로 육안적인 분석치와 정량적인 산출치 간의 상관관계를 분석하였다.
- 또한, 주사 시, 혈관 외 누출과 같이 검사 외적으로 계수를 증가시키는 요인을 배제하도록 노력하였다. 획득한 전신영상의 전면상과 후면상의 전체 영역과 허리뼈 영역을 관심 영역으로 직사각형으로 설정하여 계수치를 산출하였다(Fig. 2).
대상 데이터
- 본 연구는 2014년 4월부터 2014년 9월까지 본원을 내원하여 전신 뼈검사를 시행한 환자 중, 특이 골병변 질환이 없는 환자군 30명을 대상으로 진행하였다. 전체 환자 연령의 범위는 23세에서 65세였고, 평균 44.
- 본 연구는 2014년 4월부터 2014년 9월까지 본원을 내원한 특이 골병변소견이 없는 환자 30명을 대상으로 GE INFINIA 장비에서 진행하였다. 환자의 전신계수와 허리뼈를 관심영역으로 하여, 계수치를 측정하였으며, 허리뼈 각각의 신호평균 값과 표준편차를 구하여, 대조도 대 잡음비(Contrast to Noise Ratio, CNR), 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 산출하였고, 팬텀 실험을 통해 검사 속도 변화에 따른 각각의 수치와 조직등가물질을 이용하여 복부 두께에 따른 수치를 비교하였다.
- 영상은 저에너지 고분해능용 조준기를 장착한 Infinia (GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin, USA) 장비를 사용하였고, 화소수는 256×1024, 에너지창의 크기 및 폭은 140 keV±20%를 적용하고, 확대율은 1로 설정하며, Auto body counter 기능을 이용하여 획득하였다(Fig. 1).
- 특히 환자에게 비침습적인 검사이며, 전신에 걸쳐 관찰이 용이하므로, 추적검사로 널리 사용되고 있다. 전신 뼈검사는 뼈 친화성방사성 동위원소인 99mTc-DPD (Dicarbo-xypropane diphosphonate), MDP (Methylenediphosphonate), HMDP (Hydroxymethy-lene diphosphonate)를 표지한 방사성의약품을 사용한다.
데이터처리
- 육안적 영상 해상도의 평가를 위해 핵의학과 판독의 2명과 5년 이상의 실무경험을 가진 방사선사 5명이 각각 10점 척도로 하여 blind test 방법으로 평가하여, 관심 영역의 계수치와, SNR 및 CNR의 상관관계를 SPSS, Ver. 17을 이용하여 비교 분석하였다.
성능/효과
- 4. (A) The dose in the phantom 37, 74, 185, 370 MBq is changed, and measured five times. (B) Bolus
- 1시간 추가 지연검사를 진행한 환자 5명 모두에게서, 방사성의약품의 유효 반감기로 인해 계수치는 감소하였으나, CNR 및 SNR은 다소 증가하는 경향이 나타났다(Fig. 7).
- 대조도 대 잡음비와 신호 대 잡음비는 육안적인 분석치와 유의한 상관관계를 보였다(P<0.05).
- 따라서, 새로운 정량적인 평가지표가 마련되어야 할 것이다. 본 연구에서의 허리뼈를 관심영역으로 하는 CNR 및 SNR은 영상의 질을 반영하는 좋은 정량적인 지표가 될 수 있었다.
- 영상의 계수치는 복부 및 연조직의 백그라운드가 높을수록 전체 계수치는 높아지는 경향을 보였으며, Blind test를 통한 육안적 영상 해상도와의 상관관계를 분석하였을 때, 통계적으로 유의하지 않는 것으로 나타났다(P>0.05)(Fig. 5).
- 현재 전신 뼈검사에서 최저 계수치를 제외한 평가 기준이 마련되어있지 않다. 이에 본 연구에서는 대조도 대 잡음비 및신호 대 잡음비를 이용하여 Blind test와의 유의한 상관관계를 확인 할 수 있었으며, 검사 속도가 영상의 질을 좌우하는 인자라는 것을 수치를 통해 확인하였다. 본 연구에서는 동일한 주입량, 동일한 검사 속도 등 동등한 조건에서의 평가를 진행하였지만, 환자의 생리적 기능과 수분 섭취량 등에 따라 모든 특성을 고려하는 것에 한계가 존재한다.
- 팬텀 내 선량, 검사 속도 및 조직등가물질(Bolus)의 두께의 변화에 따른 CNR의 비는 선량이 클수록, 검사 속도가 느릴수록, Bolus의 두께가 얇을수록 증가하는 선형적으로 증가함을 보였다(Fig. 8).
- 05). 팬텀 실험에서는 검사 속도가 느릴수록, 조직등가물질의 두께가 얇을수록 각수치는 향상되는 것을 보였으며, 지연검사에서 영상의 질이 향상됨을 확인하였다.
- 허리뼈를 기준으로 영상을 분석하였을 때, 복부 두께를 제외한 다른 산란 요인을 크게 줄일 수 있었으며, 환자의 나이가 어릴수록, 신기능이 정상일수록, CNR 및 SNR은 증가하는 경향을 보였으며, Blind test를 통한 육안적 영상 해상도와의 상관관계를 분석하였을 때, 통계적으로 유의한 것으로 나타났다(P<0.05)(Fig. 6).
- 환자의 전신 계수치와 관심영역의 계수치는 Blind test를 통한 육안적인 분석치와 유의한 상관관계를 보이지 않았다 (P>0.05).
후속연구
- 이에 본 연구에서는 대조도 대 잡음비 및신호 대 잡음비를 이용하여 Blind test와의 유의한 상관관계를 확인 할 수 있었으며, 검사 속도가 영상의 질을 좌우하는 인자라는 것을 수치를 통해 확인하였다. 본 연구에서는 동일한 주입량, 동일한 검사 속도 등 동등한 조건에서의 평가를 진행하였지만, 환자의 생리적 기능과 수분 섭취량 등에 따라 모든 특성을 고려하는 것에 한계가 존재한다. 그러나 객관적으로 정량적 수치를 제시하여, 유의한 평가 지표를 입증하였다는 데에 학술적 의미가 있을 것으로 사료된다.
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