[논문]PET/CT 검사에서 냉소 인공물 발생 시 산란 제한 보정 알고리즘 적용에 따른 영상 평가

고현수; 류재광

[국내논문] PET/CT 검사에서 냉소 인공물 발생 시 산란 제한 보정 알고리즘 적용에 따른 영상 평가
A study on evaluation of the image with washed-out artifact after applying scatter limitation correction algorithm in PET/CT exam 원문보기

핵의학기술 = The Korean journal of nuclear medicine technology, v.22 no.1, 2018년, pp.55 - 66

초록
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PET/CT 검사에서 환자의 움직임이나 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물(washed-out artifact)이 발생하여 육안적 판독 및 정량평가의 정확성을 감소시킬 가능성이 있다. GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 영상에 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복시켜주는 알고리즘이다. 본 연구의 목적은 팬텀 실험을 통해 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하였을 때 기존의 정량 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치 값을 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 환자 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 보정 전과 후의 영상을 비교 분석하고자 한다. $^{68}Ge$ 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 20 ~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 $^{18}F$ 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다. 또한 본원에서 $^{18}F-FDG$ Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 $SUV_{mean}$, 인공물이 발생한 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 $SUV_{max}$를 측정하였다. 통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다. 팬텀 실험에서는 $^{18}F$ 선원의 비방사능이 커질수록 $^{68}Ge$ 실린더 팬텀의 $SUV_{mean}$가 감소하였다. 불일치 거리가 커질수록 $SUV_{mean}$가 급격히 저하 되었지만 반대로 보정 효과는 더 크게 나타났다. 비방사능 50 kBq/ml 이하에서는 모든 조건에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 $SUV_{mean}$에도 차이가 없었다. 불일치가 없을 때와 1 cm 차이가 있을 때는 120 kBq/ml 이하부터 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 할 때 기존 $SUV_{mean}$(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm와 3 cm 차이에서는 100 kBq/ml 이하부터, 4 cm 차이에서는 80 kBq/ml 이하부터 기존 $SUV_{mean}$와 동일하게 회복 되었다. 임상 환자 34명의 영상을 분석한 결과, 불일치 평균 거리는 2.02 cm 이었고, 냉소 인공물을 발생시키는 평균 비방사능은 490.15 kBq/ml 이었다. 인공물이 발생한 단면 내 근육의 $SUV_{mean}$와 병변의 $SUV_{max}$는 보정 전 후 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었지만(t=-13.805, p=0.000) (t=-2.851, p=0.012), 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변의 $SUV_{max}$는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173, p=0.250). GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다. 냉소 인공물이 발생 하였을 때 산란제한 보정 알고리즘 적용 후 그 원인이 되는 비방사능의 수치, CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리 등을 감안하여 영상을 분석한다면 냉소 인공물 부위의 재촬영 없이, 육안적 판독 및 정량 값을 더 정확하게 평가 하는데 도움이 될 것으로 사료 된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose In PET/CT exam, washed-out artifact could occur due to severe motion of the patient and high specific activity, it results in lowering not only qualitative reading but also quantitative analysis. Scatter limitation correction by GE is an algorism to correct washed-out artifact and recover the images in PET scan. The purpose of this study is to measure the threshold of specific activity which can recovers to original uptake values on the image shown with washed-out artifact from phantom experiment and to compare the quantitative analysis of the clinical patient's data before and after correction. Materials and Methods PET and CT images were acquired in having no misalignment(D0) and in 1, 2, 3, 4 cm distance of misalignment(D1, D2, D3, D4) respectively, with 20 steps of each specific activity from 20 to 20,000 kBq/ml on $^{68}Ge$ cylinder phantom. Also, we measured the distance of misalignment of foley catheter line between CT and PET images, the specific activity which makes washed-out artifact, $SUV_{mean}$ of muscle in artifact slice and $SUV_{max}$ of lesion in artifact slice and $SUV_{max}$ of the other lesion out of artifact slice before and after correction respectively from 34 patients who underwent $^{18}F-FDG$ Fusion Whole Body PET/CT exam. SPSS 21 was used to analyze the difference in the SUV between before and after scatter limitation correction by paired t-test. Results In phantom experiment, $SUV_{mean}$ of $^{68}Ge$ cylinder decreased as specific activity of $^{18}F$ increased. $SUV_{mean}$ more and more decreased as the distance of misalignment between CT and PET more increased. On the other hand, the effect of correction increased as the distance more increased. From phantom experiments, there was no washed-out artifact below 50 kBq/ml and $SUV_{mean}$ was same from origin. On D0 and D1, $SUV_{mean}$ recovered to origin(0.95) below 120 kBq/ml when applying scatter limitation correction. On D2 and D3, $SUV_{mean}$ recovered to origin below 100 kBq/ml. On D4, $SUV_{mean}$ recovered to origin below 80 kBq/ml. From 34 clinical patient's data, the average distance of misalignment was 2.02 cm and the average specific activity which makes washed-out artifact was 490.15 kBq/ml. The average $SUV_{mean}$ of muscles and the average $SUV_{max}$ of lesions in artifact slice before and after the correction show a significant difference according to a paired t-test respectively(t=-13.805, p=0.000)(t=-2.851, p=0.012), but the average $SUV_{max}$ of lesions out of artifact slice show a no significant difference (t=-1.173, p=0.250). Conclusion Scatter limitation correction algorism by GE PET/CT scanner helps to correct washed-out artifact from motion of a patient or high specific activity and to recover the PET images. When we read the image occurred with washed-out artifact by measuring the distance of misalignment between CT and PET image, specific activity after applying scatter limitation algorism, we can analyze the images more accurately without repeating scan.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

특히 CT 영상과 높은 비방사능을 갖는 PET 영상의 미세한 불일치에 의해서도 냉소 인공물이 쉽게 발생할 수 있다. 본 연구를 통해 높은 비방사능에 의해 주변으로 냉소 인공물이 발생 할 경우, 어느 정도의 비방사능이 냉소 인공물을 발생 시키는지, 산란 제한 보정 알고리즘 적용 후 기존 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치에 대해 측정 해보고자 하였다.
본 연구의 목적은 팬텀 실험으로 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 기존 정량값으로 회복 가능한 비방사능의 역치를 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 영상에도 산란 제한 보정 알고리즘을 적용해 보정 전과 후의 정량값을 비교 분석하고자 한다.
GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 영상에 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복시켜주는 알고리즘이다. 본 연구의 목적은 팬텀 실험을 통해 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하였을 때 기존의 정량 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치 값을 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 환자 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 보정 전과 후의 영상을 비교 분석하고자 한다. ⁶⁸Ge 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 ¹⁸F 선원의 비방사능이 20~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 ¹⁸F 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다.

제안 방법

본 연구의 목적은 팬텀 실험을 통해 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하였을 때 기존의 정량 값으로 회복 가능한 비방사능의 역치 값을 측정하고, 냉소 인공물이 발생한 임상 환자 영상에 산란 제한 보정 알고리즘을 적용하여 보정 전과 후의 영상을 비교 분석하고자 한다. ⁶⁸Ge 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 ¹⁸F 선원의 비방사능이 20~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 ¹⁸F 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다. 또한 본원에서 ¹⁸F-FDG Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 SUV_mean, 인공물이 발생한 단면 내병변에서의 SUV_max, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 SUV_max를 측정하였다.
이는 불필요한 CT의 피폭뿐만 아니라 검사 지연과 추가 촬영에 따른 환자의 불만 및 불편함을 초래 할 수 있다. ImPACT CT Patient Dosimetry Calculator 프로그램 Version 1.0.4(NRPB, UK)을 이용하여 CT 추가 검사 시 받는 피폭 선량을 시뮬레이션으로 산출 해 보았다. 통상적으로 재검사 시 평균 신체조건 162 cm, 62 kg(본원 2016년 1월 1일 ~ 2016년 12월31일 총 20723 건의 평균)인 환자가 2 bed 골반 영역을 추가촬영 한다고 가정 하였을 때(GE Discovery 710 기준: 140kV, 38 mA, 0.
4. PET and CT images were acquired in having no misalignment(D0) and in 1 ~ 4 cm distance of misalignment(D1~D4) respectively with 20 steps of each specific activity.
PET 영상에서 냉소 인공물(washed-out artifact)을 발생시키기 위해 임의의 ¹⁸F 선원의 비방사능(specificactivity)이 각각 20,000, 10,000, 5,000, 3,000, 2,000, 1,500, 1,000, 800, 600, 500, 400, 300, 250, 200, 150, 120, 100, 80, 50, 20 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고, ¹⁸F 선원의 CT 영상과 PET 영상에 불일치가 없을 때(D0), 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm일 때(D1, D2, D3, D4)의 영상을 획득하였다(Fig. 4)
5. SUV_mean was measured by drawing 80% ROI(Region of Interest) on the center of ⁶⁸Ge cylinder phantom before and after applying scatter limitation correction algorithm.
2 yrs)의 환자를 대상으로 영상을 분석하였다. 냉소 인공물을 발생시키는 영상의 단면에서 CT 영상과 PET 영상의 영상 불일치 거리(Distance: D), 냉소 인공물을 발생시키는 원인이 되는비방사능(Specific Activity: S.A)의 수치(kBq/ml)(Fig. 8), 인공물이 발생한 단면 내 근육(muscle)에서의 산란제한 보정 전과 후 평균 표준 섭취 계수(SUV_mean), 인공물이 발생한 단면 내 병변(lesion)에서의 산란제한 보정 전과 후 최대표준 섭취 계수(SUV_max), 인공물이 발생하지 않은 단면 내병변(lesion)에서의 산란제한 보정 전과 후 최대 표준 섭취계수(SUV_max)를 측정하였다(Fig. 9).
⁶⁸Ge 실린더 팬텀 영상에 냉소 인공물을 발생시키기 위해 임의의 ¹⁸F 선원의 비방사능이 20~ 20,000 kBq/ml 가 되도록 20 단계로 분주하고 ¹⁸F 선원의 CT 영상과 PET 영상간에 불일치(mis-registration) 정도가 없을 때, 불일치가 각각 1, 2, 3, 4 cm 일 때의 영상을 획득하였다. 또한 본원에서 ¹⁸F-FDG Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 SUV_mean, 인공물이 발생한 단면 내병변에서의 SUV_max, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 SUV_max를 측정하였다. 통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다.
또한 영상 획득 및 재구성 조건은 다음과 같으며(Table 3), 냉소 인공물 제거 효과 및 정량 분석 비교를 위해 재구성옵션에서 scatter limitation 효과를 ʻOnʼ 으로 한 후(Fig. 7) 영상을 재구성(Image reconstruction) 하였다.
서울아산병원 정도 관리(Quality control) 표준 작업 절차서(Standard Operation Procedure)에 따라 PET 영상의 균일도(uniformity)를 측정하기 위해 주마다(weekly) 사용하는 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀을 이용하여 냉소 인공물(washed-out artifact) 발생시 균일도를 비교 평가하였다. 사용된 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀 선원의 정보는 다음과 같다(Fig.
6을 이용하였다. 이때 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀 실험에서는 평균 표준섭취 계수(SUV_mean)를 소수 둘째 자리까지 측정 하였고, 임상 환자 영상에서는 인공물 내 근육의 평균 표준 섭취계수(SUV_mean)와 병변의 최대 표준 섭취 계수(SUV_max)를 소수 첫째 자리까지 측정하였다. 또한 냉소 인공물을 발생시키는 선원의 비방사능은 장비 workstation의 Dynamic VUE 분석 tool을 이용하여 단위 부피당 방사능(kBq/ml)을 측정하였다(Fig.
획득된 영상에서 중심으로부터 80 % 크기의 관심 영역(Region of Interest: ROI)를 설정하여 산란 제한 보정 알고리즘 적용 전과 후의 평균 표준 섭취 계수(SUV_mean)를 측정하였다(Fig. 5).

대상 데이터

2016년 1월부터 2017년 6월까지 본원에서 GE 사의 Discovery 710, Discovery 690, Discovery 690 Elite 3대의 장비를 이용하여 18F-FDG Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중에서, 유치 도뇨관(foleycatheter line) 내 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명(남: 17명, 여: 17명, 평균 나이 63.4 ± 17.2 yrs)의 환자를 대상으로 영상을 분석하였다.
68Ge 실린더 팬텀 실험에 사용 된 장비는 GE 사의 Discovery 710으로, 성능은 다음과 같다(Fig. 6)(Table 2).

데이터처리

0% 증가하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교 하기 위해 대응 표본 t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 있었다(t=-2.851, p=0.012).
1% 증가하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교 하기 위해 대응 표본t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173, p=0.250).
3% 크게 증가 하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 있었다(t=-13.805, p=0.000).
또한 본원에서 ¹⁸F-FDG Fusion Whole Body PET/CT 검사를 시행한 환자 중 유치 도뇨관 내에 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명의 환자를 대상으로, CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(cm), 인공물을 발생시키는 원인이 되는 비방사능의 수치(kBq/ml), 인공물이 발생한 단면 내 근육에서의 SUV_mean, 인공물이 발생한 단면 내병변에서의 SUV_max, 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변에서의 SUV_max를 측정하였다. 통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다. 팬텀 실험에서는 ¹⁸F 선원의 비방사능이 커질수록 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀의 SUV_mean가 감소하였다.
통계는 인공물 내 근육에서의 평균 표준 섭취 계수(SUV_mean), 인공물 내 병변 및 인공물 외에 존재하는 병변에서의 최대 표준 섭취 계수(SUV_max)의 산란 제한 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 SPSS ver. 21(IBM company, USA)을 이용하여 대응 표본 t 검정을 시행하였다.

이론/모형

이때 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀 실험에서는 평균 표준섭취 계수(SUV_mean)를 소수 둘째 자리까지 측정 하였고, 임상 환자 영상에서는 인공물 내 근육의 평균 표준 섭취계수(SUV_mean)와 병변의 최대 표준 섭취 계수(SUV_max)를 소수 첫째 자리까지 측정하였다. 또한 냉소 인공물을 발생시키는 선원의 비방사능은 장비 workstation의 Dynamic VUE 분석 tool을 이용하여 단위 부피당 방사능(kBq/ml)을 측정하였다(Fig. 10).

성능/효과

34명의 환자 중 인공물이 발생하지 않은 단면 내에 병변이 존재한 환자는 31명 이었고, 그 병변(lesion)의 SUV_max는산란 제한 보정 전 평균 7.11 에서 보정 후 7.12 로 0.1% 증가하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교 하기 위해 대응 표본t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.
34명의 환자 중 인공물이 발생하지 않은 단면 내에 병변이 존재한 환자는 31명 이었고, 그 병변(lesion)의 SUV_max는산란 제한 보정 전 평균 7.11 에서 보정 후 7.12 로 0.1% 증가하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교 하기 위해 대응 표본t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.
34명의 환자 중 인공물이 발생한 단면 내에 병변이 존재한 환자는 17명 이었고, 그 병변(lesion)의 SUV_max는 산란 제한 보정 전 평균 6.59 에서 보정 후 8.11 로 23.0% 증가하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교 하기 위해 대응 표본 t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 있었다(t=-2.
68Ge 실린더 팬텀 실험에서는 CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도(D0, D1, D2, D3, D4)에 관계없이 ¹⁸F 선원의 비방사능이 커질수록 SUV_mean가 모두 감소하였다. 또한 CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도가 커질수록 SUV_mean는급격히 감소 하였다.
CT 영상과 PET 영상의 모든 불일치 거리(D0 ~ D4)에서 ¹⁸F 선원의 비방사능이 커질수록 SUV_mean가 감소하였다. 또한 CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리가 커질수록(D0 →D4) SUV_mean가 급격히 감소하였다.
이는 비방사능이 최소 50 kBq/ml 를 초과 하여야만 냉소 인공물을 발생시키는 비방사능의 역치로 평가 할 수 있다. CT 영상과 PET 영상의 불일치가 없을 때(D0_SL_on)와 1cm 차이가 있을 때(D1_SL_on)는 ¹⁸F 선원의 비방사능이 120kBq/ml 이하 일 때부터 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 할 때 기존 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀의 SUV_mean(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm(D2_SL_on) 와 3 cm(D3_SL_on) 차이에서는 100 kBq/ml 이하 일 때, 4 cm(D4_SL_on) 차이에서는 80kBq/ml 이하 일 때 0.95 와 동일하게 회복 되었다. 따라서 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 하면 불일치 거리가 0 cm와 1 cm 일 때는 비방사능이 120 kBq/ml, 2 cm와 3 cm 일 때는 비방사능이 100 kBq/ml, 4 cm 일 때는 비방사능이 80 kBq/ml의 역치 비방사능을 갖는다고 평가 할 수 있다(Fig.
Ge 실린더팬텀 영상에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 정량분석 표준 섭취 계수에도 차이가 없었다. 그리고 산란 제한 보정 알고리즘을 적용한 결과 CT 영상과 PET 영상의 불일치가 없을 때(D0_SL_on)와 1 cm 차이가 있을 때(D1_SL_on)는 ¹⁸F 선원의 비방사능이 120 kBq/ml 이하 일 때부터 기존 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀의 SUV_mean(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm(D2_SL_on) 와 3 cm(D3_SL_on) 차이 에서는 100 kBq/ml 이하 일 때, 4 cm(D4_SL_on) 차이에서는 80 kBq/ml 이하 일 때 기존 SUV_mean와 동일하게 회복 되었다(Fig. 11).
95 와 동일하게 회복 되었다. 따라서 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 하면 불일치 거리가 0 cm와 1 cm 일 때는 비방사능이 120 kBq/ml, 2 cm와 3 cm 일 때는 비방사능이 100 kBq/ml, 4 cm 일 때는 비방사능이 80 kBq/ml의 역치 비방사능을 갖는다고 평가 할 수 있다(Fig. 11).
가 모두 감소하였다. 또한 CT 영상과 PET 영상간의 불일치 정도가 커질수록 SUV_mean는급격히 감소 하였다. 이는 불일치 거리가 커질수록 PET 영상의 방출 카운트를 더 많은 산란선으로 간주한다는 의미이다.
0% 증가하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교 하기 위해 대응 표본 t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 있었는데(t=-2.851, p=0.012) 이는 냉소 인공물에 의해 병변의 SUV가 실제보다 낮게 평가 될 수 있다는 것을 의미한다. 하지만 보정된 값도 냉소 인공물이 발생하지 않았을 때와 비교할 때 얼마만큼 정확하게 회복 되었는지에 대한 결과는 임상 영상을 통해 얻을 수 없었다는 것이 이 실험의 제한점이었다.
1% 증가하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교 하기 위해 대응 표본 t 검정(paired t test)을 시행한 결과, 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173, p=0.250). 이는 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 하였을 때, 냉소 인공물이 발생하지 않은 부위에도 보정 후 영상의 정량 분석에 어떠한 영향도 주지 않는지를 평가 하기 위함이었다.
팬텀 실험에서는 ¹⁸F 선원의 비방사능이 커질수록 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀의 SUV_mean가 감소하였다. 불일치 거리가 커질수록 SUV_mean가 급격히 저하 되었지만 반대로 보정 효과는 더 크게 나타났다. 비방사능 50 kBq/ml 이하에서는 모든 조건에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 SUV_mean에도 차이가 없었다.
비방사능 50 kBq/ml 이하에서는 모든 조건에서 육안적으로도 냉소 인공물이 발생하지 않았으며 SUV_mean에도 차이가 없었다. 불일치가 없을 때와 1 cm 차이가 있을 때는120 kBq/ml 이하부터 산란 제한 보정 알고리즘을 적용 할때 기존 SUV_mean(0.95)와 동일하게 회복 되었고, 2 cm와 3cm 차이에서는 100 kBq/ml 이하부터, 4 cm 차이에서는80 kBq/ml 이하부터 기존 SUV_mean와 동일하게 회복 되었다. 임상 환자 34명의 영상을 분석한 결과, 불일치 평균 거리는 2.
유치 도뇨관(foley catheter line) 내 높은 비방사능에 의해 냉소 인공물이 발생한 34명(남: 17명, 여: 17명, 평균 나이 63.4 ± 17.2 yrs)의 환자를 대상으로 영상을 분석한 결과, CT 영상과 PET 영상의 불일치 평균 거리(Dave)는 2.02cm이었고, 냉소 인공물을 발생시키는 평균 비방사능(S.Aave)은 490.15 kBq/ml 이었다.
15 kBq/ml 이었다. 인공물이 발생한 단면 내 근육의 SUV_mean와 병변의 SUV_max는 보정 전 후 각각 통계적으로 유의한 차이가 있었지만(t=-13.805, p=0.000)(t=-2.851, p=0.012), 인공물이 발생하지 않은 단면 내 병변의 SUV_max는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.173,p=0.250). GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임 뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다.
전반적인 영상의 회복 정도를 나타내는 근육(muscle)의 SUV_mean는 산란 제한 보정 전 평균 0.14에서 보정 후 0.57로 297.3% 크게 증가 하였다. 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정(paired t test)을 시행한 결과 통계적으로 유의한 차이가 있었다(t=-13.
통계는 보정 전과 후의 차이를 비교하기 위해 대응 표본 t 검정을 시행하였다. 팬텀 실험에서는 ¹⁸F 선원의 비방사능이 커질수록 ⁶⁸Ge 실린더 팬텀의 SUV_mean가 감소하였다. 불일치 거리가 커질수록 SUV_mean가 급격히 저하 되었지만 반대로 보정 효과는 더 크게 나타났다.

후속연구

GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다. 냉소 인공물이 발생 하였을 때 산란제한 보정 알고리즘 적용 후 그 원인이 되는 비방사능의 수치, CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리 등을 감안하여 영상을 분석한다면 냉소 인공물 부위의 재촬영 없이, 육안적 판독 및 정량 값을 더 정확하게 평가 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.
GE PET/CT 장비의 산란 제한 보정 알고리즘은 임상 검사에서 환자의 심한 움직임뿐만 아니라 높은 비방사능의 미세한 움직임에 의해 발생한 냉소 인공물을 제거하여 영상을 회복해 주는 알고리즘이다. 냉소 인공물이 발생 하였을 때 산란제한 보정 알고리즘 적용 후 그 원인이 되는 비방사능의 수치, CT 영상과 PET 영상의 불일치 거리 등을 감안하여 영상을 분석한다면 냉소 인공물 부위의 재촬영 없이, 육안적 판독 및 정량 값을 더 정확하게 평가 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.
모든 결과를 종합 하였을 때, 산란 제한 보정 알고리즘을 적절하게 사용한다면 영상의 질과 업무의 효율성을 향상 시킬 수 있을 것이다. 보다 더 정확한 정량적인 정보를 제공하기 위해 더 세밀한 비방사능의 단계와 더 많은 CT, PET 영상간의 불일치 거리 등 다양한 팬텀 조건을 통해 산란 제한 보정회복 계수를 산출하는 추가적인 연구가 필요 할 것으로 생각된다.
모든 결과를 종합 하였을 때, 산란 제한 보정 알고리즘을 적절하게 사용한다면 영상의 질과 업무의 효율성을 향상 시킬 수 있을 것이다. 보다 더 정확한 정량적인 정보를 제공하기 위해 더 세밀한 비방사능의 단계와 더 많은 CT, PET 영상간의 불일치 거리 등 다양한 팬텀 조건을 통해 산란 제한 보정회복 계수를 산출하는 추가적인 연구가 필요 할 것으로 생각된다.
012) 이는 냉소 인공물에 의해 병변의 SUV가 실제보다 낮게 평가 될 수 있다는 것을 의미한다. 하지만 보정된 값도 냉소 인공물이 발생하지 않았을 때와 비교할 때 얼마만큼 정확하게 회복 되었는지에 대한 결과는 임상 영상을 통해 얻을 수 없었다는 것이 이 실험의 제한점이었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PET 검사의 평가 정확성을 저하시키는 요인은?	PET 검사에서 사용되는 표준 섭취 계수(Standard Uptake Value: SUV)는 인체 조직에 섭취된 방사성의약품을 정량적으로 분석하여 조직 섭취의 객관적인 정보를 제공한다.3-4) 하지만 영상 재구성 등 데이터 분석의 오류, 시스템 자체의 문제, 스캔 영역 내의 금속 물질, 부분 체적 효과(partialvolume effect) 등에 의해 영상이 왜곡되어 나타나거나 인공물이 발생하여 영상 평가의 정확성을 저하 시킬 수 있다.5-9) 특히 임상 검사에서 환자 움직임으로 인해 CT 영상과 PET 영상 간에 불일치(misalignment)가 심하게 발생하거나 어느 한 곳의 높은 비방사능(high specific activity)에 의해 냉소 인공물(washed-out artifact)이 발생하기도 한다.
	핵의학 분야에서 사용되는 PET/CT는 어떤 검사인가?	핵의학 분야에서 사용되는 PET/CT(Positron emission tomography/computed tomography) 검사는 PET의 생리 생화학적 대사정보와 CT의 뛰어난 해부학적 영상을 하나의 장비로 동시에 진단적 정보를 제공하는 검사이다.1-2)
	PET 검사에서 사용되는 표준 섭취 계수는 무엇을 제공하는 가?	PET 검사에서 사용되는 표준 섭취 계수(Standard Uptake Value: SUV)는 인체 조직에 섭취된 방사성의약품을 정량적으로 분석하여 조직 섭취의 객관적인 정보를 제공한다.3-4) 하지만 영상 재구성 등 데이터 분석의 오류, 시스템 자체의 문제, 스캔 영역 내의 금속 물질, 부분 체적 효과(partialvolume effect) 등에 의해 영상이 왜곡되어 나타나거나 인공물이 발생하여 영상 평가의 정확성을 저하 시킬 수 있다.

참고문헌 (16)

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Dominique Delbeke, R. Edward Coleman, Milton J. Guiberteau, Manuel L. Brown, Henry D. Royal, Barry A. Siegel, David W. Townsend, Lincoln L. Berland, J. Anthony Parker, Karl Hubner, Michael G. Stabin, George Zubal, Marc Kachelriess, Valerie Cronin, and Scott Holbrook. Procedure Guideline for Tumor Imaging with $^{18}F$ -FDG PET/CT 1.0*. http://www.snm.org/guidelines.
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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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