18F-FDOPA Brain PET/CT 검사의 영상 대조도 분석 및 섭취 시간에 따른 SUV변화 고찰 A Study on analysis of contrasts and variation in SUV with the passage of uptake time in 18F-FDOPA Brain PET/CT원문보기
$^{18}F$-FDOPA는 뇌 종양의 아미노산 대사를 추적하는 방사성 의약품이다. 본 연구의 목적은 뇌 종양의 아미노산 대사를 영상화 하여 악성 종양을 진단하는 $^{18}F$-FDOPA와 포도당 대사를 통한 $^{18}F$-FDG의 Brain PET/CT 검사 영상의 대조도 분석을 통해 병변의 검출 능력을 비교하고, $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT 검사에서 섭취 시간에 따른 SUV의 변화를 분석하여 최적의 영상 획득 시간을 알아보기 위함이다. $^{18}F$-FDOPA 와 $^{18}F$-FDG 두 영상에서 종양(Tumor)과 소뇌(Cerebellum)의 중심에 각각 약 $350mm^2$의 관심 영역을 설정하여 $SUV_{max}$를 측정하였고, 종양과 소뇌의 $SUV_{max}$ 비율(T/C ratio)을 산출하였고, $^{18}F$-FDOPA 투여 직후 30분 동안 획득한 리스트 수집 방식 데이터(List mode data)를 활용해 2분씩 15프레임으로 나눈 뒤 각 프레임 별로 종양과 소뇌 중심에 $SUV_{max}$를 측정하여 위와 동일한 방법으로 T/C ratio를 산출하여 분석하였다. 종양의 평균 $SUV_{max}$를 비교해 본 결과, $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT 검사에서 $4.2{\pm}0.8$, $^{18}F$-FDG Brain PET/CT 검사에서는 $5.6{\pm}0.7$ 이었다. 또한, T/C ratio는 $^{18}F$-FDOPA 검사에서 $2.1{\pm}0.7$, $^{18}F$-FDG 검사에서는 $1.1{\pm}0.4$ 이었으며, $^{18}F$-FDOPA의 $SUV_{max}$는 $^{18}F$-FDG보다 낮지만 T/C ratio는 높게 나타나 종양 구별 능력이 더욱 뛰어난 것을 알 수 있었다(t=-5.214, p=0.000). $^{18}F$-FDOPA의 섭취 시간에 따른 $SUV_{max}$와 T/C ratio를 분석한 결과, $SUV_{max}$와 T/C ratio의 Peak는 모두 6~8분에서 나타났다. 이를 토대로 본원에서 $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT 검사에서 활용하는 10~30분의 영상과 Peak가 나타나기 시작한 6~26분의 영상을 비교한 결과 SUV와 T/C ratio가 각각 0.2, 0.1 증가하였다. 추후 지속적인 연구를 통해 검사 소요시간의 단축 가능성과 추가적인 스캔 정보 활용을 통한 정확한 진단에도 도움이 될 것으로 사료된다.
$^{18}F$-FDOPA는 뇌 종양의 아미노산 대사를 추적하는 방사성 의약품이다. 본 연구의 목적은 뇌 종양의 아미노산 대사를 영상화 하여 악성 종양을 진단하는 $^{18}F$-FDOPA와 포도당 대사를 통한 $^{18}F$-FDG의 Brain PET/CT 검사 영상의 대조도 분석을 통해 병변의 검출 능력을 비교하고, $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT 검사에서 섭취 시간에 따른 SUV의 변화를 분석하여 최적의 영상 획득 시간을 알아보기 위함이다. $^{18}F$-FDOPA 와 $^{18}F$-FDG 두 영상에서 종양(Tumor)과 소뇌(Cerebellum)의 중심에 각각 약 $350mm^2$의 관심 영역을 설정하여 $SUV_{max}$를 측정하였고, 종양과 소뇌의 $SUV_{max}$ 비율(T/C ratio)을 산출하였고, $^{18}F$-FDOPA 투여 직후 30분 동안 획득한 리스트 수집 방식 데이터(List mode data)를 활용해 2분씩 15프레임으로 나눈 뒤 각 프레임 별로 종양과 소뇌 중심에 $SUV_{max}$를 측정하여 위와 동일한 방법으로 T/C ratio를 산출하여 분석하였다. 종양의 평균 $SUV_{max}$를 비교해 본 결과, $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT 검사에서 $4.2{\pm}0.8$, $^{18}F$-FDG Brain PET/CT 검사에서는 $5.6{\pm}0.7$ 이었다. 또한, T/C ratio는 $^{18}F$-FDOPA 검사에서 $2.1{\pm}0.7$, $^{18}F$-FDG 검사에서는 $1.1{\pm}0.4$ 이었으며, $^{18}F$-FDOPA의 $SUV_{max}$는 $^{18}F$-FDG보다 낮지만 T/C ratio는 높게 나타나 종양 구별 능력이 더욱 뛰어난 것을 알 수 있었다(t=-5.214, p=0.000). $^{18}F$-FDOPA의 섭취 시간에 따른 $SUV_{max}$와 T/C ratio를 분석한 결과, $SUV_{max}$와 T/C ratio의 Peak는 모두 6~8분에서 나타났다. 이를 토대로 본원에서 $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT 검사에서 활용하는 10~30분의 영상과 Peak가 나타나기 시작한 6~26분의 영상을 비교한 결과 SUV와 T/C ratio가 각각 0.2, 0.1 증가하였다. 추후 지속적인 연구를 통해 검사 소요시간의 단축 가능성과 추가적인 스캔 정보 활용을 통한 정확한 진단에도 도움이 될 것으로 사료된다.
Purpose $^{18}F$-FDOPA using amino acid is particularly attractive for imaging of brain tumors because of the high uptake in tumor tissue and the low uptake in normal brain tissue. But, on the other hand, $^{18}F$-FDG is highly uptake in both tumor tissue and normal brain tissu...
Purpose $^{18}F$-FDOPA using amino acid is particularly attractive for imaging of brain tumors because of the high uptake in tumor tissue and the low uptake in normal brain tissue. But, on the other hand, $^{18}F$-FDG is highly uptake in both tumor tissue and normal brain tissue. The purpose of study is to evaluate comparison of contrasts in $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT and $^{18}F$-FDG Brain PET/CT and to find out optimal scan time by analysis of variation in SUV with the passage of uptake time. Materials and Methods A region of interest of approximately $350mm^2$ at the center of the tumor and cerebellum in 12 patients ($51.4{\pm}12.8yrs$) who $^{18}F$-FDG Brain PET/CT and $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT were examined more than once each. The $SUV_{max}$ was measured, and the $SUV_{max}$ ratio (T/C ratio) of the tumor cerebellum was calculated. In the analysis of SUV, T/C ratio was calculated for each frame after dividing into 15 frames of 2 minutes each using List mode data in 25 patients ($49.{\pm}10.3yrs$). SPSS 21 was used to compare T/C ratio of $^{18}F$-FDOPA and T/C ratio of $^{18}F$-FDG. Results The T/C ratio of $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT was higher than the T/C ratio of $^{18}F$-FDG Brain, and show a significant difference according to a paired t-test(t=-5.214, p=0.000). As a result of analyzing changes in $SUV_{max}$ and T/C ratio, the peak point of $SUV_{max}$ was $5.6{\pm}2.9$ and appeared in the fourth frame (6 to 8 minutes), and the peak of T/C ratio also appeared in the fourth frame (6 to 8 minutes). Taking this into consideration and comparing the existing 10 to 30 minutes image and 6 to 26 minutes image, the $SUV_{max}$ and T/C ratio increased by 0.2 and 0.1 each, compared to the 10 to 30 minutes image for 6 to 26 minutes image. Conclusion From this study, $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT is effective when reading the image, because the T/C ratio of $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT was higher than T/C ratio of $^{18}F$-FDG Brain PET/CT. In addition, in the case of $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT, there was no difference between the existing 10 to 30 minutes image and 6 to 26 minutes image. Through continuous research, we can find possibility of shortening examination time in $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT. Also, we can help physician to accurate reading using additional scan data.
Purpose $^{18}F$-FDOPA using amino acid is particularly attractive for imaging of brain tumors because of the high uptake in tumor tissue and the low uptake in normal brain tissue. But, on the other hand, $^{18}F$-FDG is highly uptake in both tumor tissue and normal brain tissue. The purpose of study is to evaluate comparison of contrasts in $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT and $^{18}F$-FDG Brain PET/CT and to find out optimal scan time by analysis of variation in SUV with the passage of uptake time. Materials and Methods A region of interest of approximately $350mm^2$ at the center of the tumor and cerebellum in 12 patients ($51.4{\pm}12.8yrs$) who $^{18}F$-FDG Brain PET/CT and $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT were examined more than once each. The $SUV_{max}$ was measured, and the $SUV_{max}$ ratio (T/C ratio) of the tumor cerebellum was calculated. In the analysis of SUV, T/C ratio was calculated for each frame after dividing into 15 frames of 2 minutes each using List mode data in 25 patients ($49.{\pm}10.3yrs$). SPSS 21 was used to compare T/C ratio of $^{18}F$-FDOPA and T/C ratio of $^{18}F$-FDG. Results The T/C ratio of $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT was higher than the T/C ratio of $^{18}F$-FDG Brain, and show a significant difference according to a paired t-test(t=-5.214, p=0.000). As a result of analyzing changes in $SUV_{max}$ and T/C ratio, the peak point of $SUV_{max}$ was $5.6{\pm}2.9$ and appeared in the fourth frame (6 to 8 minutes), and the peak of T/C ratio also appeared in the fourth frame (6 to 8 minutes). Taking this into consideration and comparing the existing 10 to 30 minutes image and 6 to 26 minutes image, the $SUV_{max}$ and T/C ratio increased by 0.2 and 0.1 each, compared to the 10 to 30 minutes image for 6 to 26 minutes image. Conclusion From this study, $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT is effective when reading the image, because the T/C ratio of $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT was higher than T/C ratio of $^{18}F$-FDG Brain PET/CT. In addition, in the case of $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT, there was no difference between the existing 10 to 30 minutes image and 6 to 26 minutes image. Through continuous research, we can find possibility of shortening examination time in $^{18}F$-FDOPA Brain PET/CT. Also, we can help physician to accurate reading using additional scan data.
본 연구의 목적은 악성 종양 진단 시, 아미노산 대사를 영상화 하는 18F-FDOPA와 포도당 대사를 영상화 하는 18F-FDG의 Brain PET/CT 검사 영상의 대조도 분석을 통해 병변의 검출 능력을 비교하고, 18F-FDOPA Brain PET/CT 검사에서 섭취 시간에 따른 SUVmax의 변화를 분석하여 스캔 시간의 단축과 추가 스캔 정보 획득의 가능성을 알아보기 위함이다.
제안 방법
18F-FDG Brain PET/CT 검사와 18F-FDOPA Brain PET/CT 검사의 종양(Tumor)이 위치한 절편(Slice)에서 종양의 최대 표준섭취계수(SUVmax)가 가장 크게 나타난 위치에 약 350mm2크기의 관심영역(Region Of Interest: ROI)을 설정하여 두 검사에서 종양의 SUVmax를 측정하였고(Fig. 3), 두 검사의 소뇌 (Cerebellum)가 위치한 Slice에서 소뇌의 중심 위치에 ROI를설정하여 두 검사에서 종양의 SUVmax를 측정하였다(Fig. 4).이후, 종양(Tumor)과 소뇌(Cerebellum)의 SUVmax의 비율(T/C ratio)을 다음 계산식[1]을 통해 산출하였다.
본원에서 18F-FDOPA Brain PET/CT 검사의 영상 수집은 프레임 당 5분(5 min/frame)으로, 총 6프레임이다. 섭취 시간 동안의 세부적인 변화를 관찰하기 위하여 List mode data를활용하여 프레임 당 2분(2 min/frame)으로 총 15프레임으로 재구성한 뒤 각 프레임 별로 뇌종양(Tumor)과 소뇌(Cerebellum) 의 중심에 SUVmax를 측정하여 T/C ratio를 산출하였다. 이후 T/C ratio가 가장 큰 프레임으로부터 20분 동안 획득한 영상을 재구성하였고, 본원에서 기존에 판독을 위해 사용하던 18F-FDOPA 섭취시간 10~30분의 영상과 비교하였다.
섭취 시간 동안의 세부적인 변화를 관찰하기 위하여 List mode data를활용하여 프레임 당 2분(2 min/frame)으로 총 15프레임으로 재구성한 뒤 각 프레임 별로 뇌종양(Tumor)과 소뇌(Cerebellum) 의 중심에 SUVmax를 측정하여 T/C ratio를 산출하였다. 이후 T/C ratio가 가장 큰 프레임으로부터 20분 동안 획득한 영상을 재구성하였고, 본원에서 기존에 판독을 위해 사용하던 18F-FDOPA 섭취시간 10~30분의 영상과 비교하였다.
대상 데이터
2015년 7월부터 2018년 9월까지 서울아산병원 핵의학과에서 18F-FDOPA Brain PET/CT와 18F-FDG Brain PET/CT 검사를 각 1회 이상 시행한 환자 12명(평균연령 : 51.4±12.8세)을 첫 번째 연구대상으로 하였다. 이와 별도로, 신경교종(Glioma)을 진단 받고 18F-FDOPA Brain PET/CT 검사를 시행한 환자 25명(평균연령 : 49.
8세)을 첫 번째 연구대상으로 하였다. 이와 별도로, 신경교종(Glioma)을 진단 받고 18F-FDOPA Brain PET/CT 검사를 시행한 환자 25명(평균연령 : 49.1±10.3세)을 두 번째 연구 대상으로 하였다. 사용된 장비는 Discovery 690, Discovery 690 Elite, Discovery 710(GE Healthcare, Mi, USA) PET/CT scanner를사용하였으며(Fig.
데이터처리
두 방사성의약품의 T/C ratio를 비교하기 위해 SPSS ver.21(IBM company, USA)을 이용하여 대응 표본 t검정(paired t test)을 시행하였다.
성능/효과
F-FDOPA 투여 이후 6분 이후로 종양에 섭취가 최대로 이루어진 것을 알 수 있었다. 또한, 18F-FDOPA BrainPET/CT 검사의 6~26분의 영상의 SUV와 T/C ratio은 10~30분의 영상보다 증가했다. 추후 지속적인 연구를 통해 검사 소요시간의 단축 가능성과 추가적인 스캔 정보 활용을 통한 정확한 진단에도 도움이 될 것으로 사료된다.
18F-FDOPA의 섭취 시간에 따른 SUV와 T/C ratio의 변화를 관찰한 결과 18F-FDOPA 투여 이후 6분 이후로 종양에 섭취가 최대로 이루어진 것을 알 수 있었다. 또한, 18F-FDOPA BrainPET/CT 검사의 6~26분의 영상의 SUV와 T/C ratio은 10~30분의 영상보다 증가했다.
F-FDOPA는 아미노산 대사를 영상화 하여 종양을 추적하는 방사성의약품이다. 동일 환자의 종양에 측정한 18F-FDOPA의 SUV는 18F-FDG의 SUV에 비해 낮지만, 정상조직과 종양의 구별 능력을 의미하는 T/C ratio는 18F-FDOPA가 18F-FDG보다 약 2배 가까이 높았다.
후속연구
또한, 18F-FDOPA BrainPET/CT 검사의 6~26분의 영상의 SUV와 T/C ratio은 10~30분의 영상보다 증가했다. 추후 지속적인 연구를 통해 검사 소요시간의 단축 가능성과 추가적인 스캔 정보 활용을 통한 정확한 진단에도 도움이 될 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
F-FDG의 역할은?
PET 검사의 뇌 종양 판별을 위해 사용된 초기 방사성의약 품은 18F-FDG이었다.1-4) 그러나 18 F-FDG를 이용한 Brain PET/CT 검사의 경우, 정상 뇌조직의 높은 당 대사율로 인해 초기 뇌종양에 대해서는 판별력이 떨어지기 때문에 진단적 제한점이 있다.
F-FDG를 이용한 Brain PET/CT 검사의 경우 진단적 제한점은?
PET 검사의 뇌 종양 판별을 위해 사용된 초기 방사성의약 품은 18F-FDG이었다.1-4) 그러나 18 F-FDG를 이용한 Brain PET/CT 검사의 경우, 정상 뇌조직의 높은 당 대사율로 인해 초기 뇌종양에 대해서는 판별력이 떨어지기 때문에 진단적 제한점이 있다. 따라서, 뇌종양의 판별을 위해서 뇌종양(Tumor)과 백색질(White matter)간의 SUV 비율(T/W ratio)이 1.
C-methionine의 문제점과 해결 방안은?
9),10) 연구 결과로 이에 적합한 아미노산 추적자는 11C-methionine이었다. 11)그러나 11 C의 짧은 반감기(20 min)로 인해서 18 F 기반의 아미노산 대사를 활용하는 방사성의약품인 18 F-FDOPA이 개발 되었다. 12)본원에서 시행된 11C-methionine Brain PET/CT 건수는 검사를 처음 시작한 2011년 10월부터 18F-FDOPA Brain PET/CT 검사를 시작하기 전인 2016년 9월 까지 총 381건(연평균 80.
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