동적 심근관류 SPECT에서 심장의 위치 측정방법에 대한 고찰 An Optimization Method of Measuring Heart Position in Dynamic Myocardial Perfusion SPECT with a CZT-based camera원문보기
관상동맥 혈류예비능(CFR)은 관상동맥 협착에 대한 기능적 평가를 하는데 중요한 지표로 사용되고, 허혈성 심장질환(IHD)의 발생을 조기에 진단할 수 있다. 최근 도입된 Discovery NM 530c (D530c) 장비의 구조적 특성으로 인해 동적인 영상 획득이 가능해졌고, 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 측정을 할 수 있게 되었다. D530c 19개 CZT 검출기의 FOV가 교차되는 영역을 QFOV라고 하며, 영상의 질을 위해 QFOV 중앙으로부터 2 cm 이내 심장을 위치시키고 촬영할 것을 권고하고 있다. 동적 심근관류 SPECT 시에 심장의 위치를 선정하기 위한 최적화된 방법을 연구하였다. 심장의 위치를 측정하기 위한 도구로 이동형 초음파를 이용하였다. 환자는 parasternal long-axis view (PLAX) 스캔하였고, 심장 내 구조물이 잘 보이는 탐촉자 지점에 위치를 표시하였다. 환자의 신체에 표시한 지점과 D530c 검출기에 표시된 기준점을 서로 일치시킨 상태에서 약물부하(stress)를 하였고, 방사성동위원소를 순간주사(bolus injection) 하면서 동적 촬영을 시행하였다. 3시간 경과 후, 휴지기(rest) 촬영 시 QFOV 중앙에 심장이 위치하도록 조정하였다. 테이블 및 검출기 위치에 대하여 이동형 초음파를 이용한 dynamic stress와 QFOV 중앙에 위치시킨 rest의 좌표를 비교 분석한 결과, 모든 항목에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P > 0.05). 이동형 초음파의 이용은 비교적 사용이 간편하면서 시간 단축과 함께 공간의 제약이 없었고, 심장의 정확한 위치 선정에 도움이 되었다. 이는 영상의 질향상과 환자의 불필요한 방사선 피폭을 최소화하고, 심근혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 정량적 평가에 도움을 줌으로써 임상적 진단에 효과적일 것으로 사료된다.
관상동맥 혈류예비능(CFR)은 관상동맥 협착에 대한 기능적 평가를 하는데 중요한 지표로 사용되고, 허혈성 심장질환(IHD)의 발생을 조기에 진단할 수 있다. 최근 도입된 Discovery NM 530c (D530c) 장비의 구조적 특성으로 인해 동적인 영상 획득이 가능해졌고, 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 측정을 할 수 있게 되었다. D530c 19개 CZT 검출기의 FOV가 교차되는 영역을 QFOV라고 하며, 영상의 질을 위해 QFOV 중앙으로부터 2 cm 이내 심장을 위치시키고 촬영할 것을 권고하고 있다. 동적 심근관류 SPECT 시에 심장의 위치를 선정하기 위한 최적화된 방법을 연구하였다. 심장의 위치를 측정하기 위한 도구로 이동형 초음파를 이용하였다. 환자는 parasternal long-axis view (PLAX) 스캔하였고, 심장 내 구조물이 잘 보이는 탐촉자 지점에 위치를 표시하였다. 환자의 신체에 표시한 지점과 D530c 검출기에 표시된 기준점을 서로 일치시킨 상태에서 약물부하(stress)를 하였고, 방사성동위원소를 순간주사(bolus injection) 하면서 동적 촬영을 시행하였다. 3시간 경과 후, 휴지기(rest) 촬영 시 QFOV 중앙에 심장이 위치하도록 조정하였다. 테이블 및 검출기 위치에 대하여 이동형 초음파를 이용한 dynamic stress와 QFOV 중앙에 위치시킨 rest의 좌표를 비교 분석한 결과, 모든 항목에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P > 0.05). 이동형 초음파의 이용은 비교적 사용이 간편하면서 시간 단축과 함께 공간의 제약이 없었고, 심장의 정확한 위치 선정에 도움이 되었다. 이는 영상의 질향상과 환자의 불필요한 방사선 피폭을 최소화하고, 심근혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 정량적 평가에 도움을 줌으로써 임상적 진단에 효과적일 것으로 사료된다.
Purpose Cadmium-zinc-telluride (CZT) camera with semiconductor detector is capable of dynamic myocardial perfusion SPECT for coronary flow reserve (CFR). Image acquisition with the heart positioned within 2 cm in the center of the quality field of view (QFOV) is recommended because the CZT detector ...
Purpose Cadmium-zinc-telluride (CZT) camera with semiconductor detector is capable of dynamic myocardial perfusion SPECT for coronary flow reserve (CFR). Image acquisition with the heart positioned within 2 cm in the center of the quality field of view (QFOV) is recommended because the CZT detector based on focused multi-pinhole collimators and is stationary gantry without rotation. The aim of this study was to investigate the optimal method for measuring position of the heart within the center of the QFOV when performing dynamic myocardial perfusion SPECT with the Discovery NM 530c camera. Materials and Methods From June to September 2018, 45 patients were subject to dynamic myocardial perfusion SPECT with D530c. For accurate heart positioning, the patient's heart was scanned with a mobile ultrasound and marked at the top of the probe where the mitral valve (MV) was visible in the parasternal long-axis view (PLAX). And, the marked point on the patient's body matched with the reference point indicated CZT detector in dynamic stress. The heart was positioned to be in the center of the QFOV in rest. The coordinates of dynamic stress and rest were compared statistically. Results The coordinates of the dynamic stress using mobile ultrasound and those taken of the rest were recorded for comparative analysis with regard to the position of the couch and analyzed. There were no statistically significant differences in the coordinates of Table in & out, Table up & down, and Detector in & out (P > 0.05). The difference in distance between the 2 groups was measured at $0.25{\pm}1.00$, $0.24{\pm}0.96$ and $0.25{\pm}0.82cm$ respectively, with no difference greater than 2 cm in all categories. Conclusion The position of the heart taken using mobile ultrasound did not differ significantly from that of the center of the QFOV. Therefore, The use of mobile ultrasound in dynamic stress will help to select the correct position of the heart, which will be effective in clinical diagnosis by minimizing the image quality improvement and the patient's exposure to radiation.
Purpose Cadmium-zinc-telluride (CZT) camera with semiconductor detector is capable of dynamic myocardial perfusion SPECT for coronary flow reserve (CFR). Image acquisition with the heart positioned within 2 cm in the center of the quality field of view (QFOV) is recommended because the CZT detector based on focused multi-pinhole collimators and is stationary gantry without rotation. The aim of this study was to investigate the optimal method for measuring position of the heart within the center of the QFOV when performing dynamic myocardial perfusion SPECT with the Discovery NM 530c camera. Materials and Methods From June to September 2018, 45 patients were subject to dynamic myocardial perfusion SPECT with D530c. For accurate heart positioning, the patient's heart was scanned with a mobile ultrasound and marked at the top of the probe where the mitral valve (MV) was visible in the parasternal long-axis view (PLAX). And, the marked point on the patient's body matched with the reference point indicated CZT detector in dynamic stress. The heart was positioned to be in the center of the QFOV in rest. The coordinates of dynamic stress and rest were compared statistically. Results The coordinates of the dynamic stress using mobile ultrasound and those taken of the rest were recorded for comparative analysis with regard to the position of the couch and analyzed. There were no statistically significant differences in the coordinates of Table in & out, Table up & down, and Detector in & out (P > 0.05). The difference in distance between the 2 groups was measured at $0.25{\pm}1.00$, $0.24{\pm}0.96$ and $0.25{\pm}0.82cm$ respectively, with no difference greater than 2 cm in all categories. Conclusion The position of the heart taken using mobile ultrasound did not differ significantly from that of the center of the QFOV. Therefore, The use of mobile ultrasound in dynamic stress will help to select the correct position of the heart, which will be effective in clinical diagnosis by minimizing the image quality improvement and the patient's exposure to radiation.
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문제 정의
국외의 선행 연구에 의하면 동적 촬영 시 대략적인 위치 확인을 위해 소량의 방사성동위원소를 투여하지만, 이는 실제 영상이나 정량 분석에 영향을 줄 수 있고, 환자의 방사선 피폭문제도 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 동적 심근관류 SPECT 시에 심장의 위치를 선정하기 위한 최적화된 방법을 연구하고자 하였다.
가설 설정
7. A: The patient was performed in the supine position using adenosine. B: Dynamic images were obtained by through bolus injection using Tl201.
4. A: The probe located approximately on the 3rd and 4thintercostal space left parasternal. The probe's index mark isdirected towards the patient's right shoulder.
제안 방법
5,6) 흉골 좌측의 3-4번째 늑간사이(intercostal space)로 초음파의 탐촉자(probe)를 위치시키고, 탐촉자의 방향 표지(marker)를 환자의 머리쪽으로 향하도록 한 후, 심장의 장축을 따라 주사하여 심장의 구조물을 관찰하였다. 이때 우심실, 심실중격, 좌심실, 좌심실 후벽, 관정맥동, 대동맥판을 포함한 기시부, 좌심방 및 승모판 전후 판엽 등의 심장 내 구조물이 잘 보이는 지점에 위치를 표시하였다(Fig.
이동형 초음파로 심장 위치를 측정한 후 영상을 획득한 dynamic stress와 방사성동위원소가 투여된 상태에서 QFOV 중앙에 위치시킨 rest의 위치 좌표를 비교 분석하였다. 검사 창에 표시된 테이블 이동 거리, 테이블 높이, 검출기 이동 거리 항목에 대하여, 두 군간의 거리 별 차이는 각각 0.
이때, dynamic stress와 rest 촬영 시에 검사 창에 표시된 테이블 이동 거리(Table in & out),테이블 높이(Table up & down), 검출기 이동 거리(Detector in & out)에 대한 각각의 위치 좌표를 기록하였다(Fig. 8).
좌측 폐로 인한 초음파의 투과 방해를 방지하기 위하여 환자는 좌측으로 누운 자세(lateral decubitus position)로 하였고, parasternal long-axis view (PLAX) 스캔을 하였다.5,6) 흉골 좌측의 3-4번째 늑간사이(intercostal space)로 초음파의 탐촉자(probe)를 위치시키고, 탐촉자의 방향 표지(marker)를 환자의 머리쪽으로 향하도록 한 후, 심장의 장축을 따라 주사하여 심장의 구조물을 관찰하였다.
테이블 및 검출기의 위치에 대하여 이동형 초음파를 이용한 dynamic stress의 좌표와 QFOV 중앙에 심장을 위치시킨 rest의 좌표를 측정하였다. Dynamic stress와 rest의 위치 좌표, 각 군간의 평균과 표준편차를 기술통계로 분석하였다.
환자의 신체에 표시한 지점과 D530c 검출기에 표시된 기준점을 서로 일치시킨 상태에서 약물부하(stress)를 하였고, 3분 후에 Tl201 1.2 mCi (성인 70kg 기준)를 순간주사(bolus injection) 하면서 동적(dynamic) 촬영을 시행하였다. 3시간경과 후, 휴지기(rest) 촬영 시 QFOV 중앙에 심장이 위치하도록 조정하였다(Fig.
대상 데이터
2018년 6월부터 9월까지 서울아산병원 핵의학과에서 동적 심근관류 SPECT를 시행한 45명(남: 41명, 여: 4명; 평균나이 67 ± 14세)의 환자를 대상으로 하였다.
검사 장비는 GE 사의 Discovery NM 530c (General Electric Healthcare, Israel)를 사용하였다(Fig. 2). 심장의 위치를 측정하기 위한 도구로 이동형 초음파인 Vscan with Dual Probe (General Electric Healthcare, Norway)를 사용하였다(Fig.
데이터처리
테이블 및 검출기의 위치에 대하여 이동형 초음파를 이용한 dynamic stress의 좌표와 QFOV 중앙에 심장을 위치시킨 rest의 좌표를 측정하였다. Dynamic stress와 rest의 위치 좌표, 각 군간의 평균과 표준편차를 기술통계로 분석하였다. 두 군간의 차이를 비교하기 위해 SPSS ver.
Dynamic stress와 rest의 위치 좌표, 각 군간의 평균과 표준편차를 기술통계로 분석하였다. 두 군간의 차이를 비교하기 위해 SPSS ver. 12(IBM company, USA)을 이용하여 차이 검증을 시행하였고(독립표본 t 검정), P값이 0.05 미만인 경우 통계적으로 유의성이 있는 것으로 간주하였다.
이론/모형
심장의 위치 선정에 대한 정확도를 높이기 위해 PACS(Picture Archiving and Communication System)를 이용하여 흉부 X선 촬영(chest X-ray) 영상을 확인하였고, 초음파 외 추가적인 위치 측정 도구로 활용하였다. 영상의 주변 구조물을 참고하고 PACS의 ruler 기능을 사용한 계측을 통해 대략적인 테이블 이동 거리 정보는 얻을 수 있었지만, 테이블 높이와 검출기 이동 거리에 대한 정보는 제한적이었다.
2). 심장의 위치를 측정하기 위한 도구로 이동형 초음파인 Vscan with Dual Probe (General Electric Healthcare, Norway)를 사용하였다(Fig. 3).
성능/효과
3) D530c는 다중 핀홀 콜리메이터(multi-pinhole collimators)를 기반으로 19개의 CZT 검출기가 고정되어 있어, 심장을 중심으로 회전 없이 촬영이 가능하다.4) 기존 SPECT의 단점을 보완한 D530c 장비의 구조적 특성으로 인해 동적인 영상 획득이 가능해졌고, 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 측정을 할 수 있게 되었다.
3) D530c는 다중 핀홀 콜리메이터(multi-pinhole collimators)를 기반으로 19개의 CZT 검출기가 고정되어 있어, 심장을 중심으로 회전 없이 촬영이 가능하다.4) 기존 SPECT의 단점을 보완한 D530c 장비의 구조적 특성으로 인해 동적인 영상 획득이 가능해졌고, 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 측정을 할 수 있게 되었다. 19개 CZT 검출기의 FOV가 교차되는 영역을 quality field of view (QFOV)라고 하며, 영상의 질을 위해 QFOV 중앙으로부터 2 cm 이내 심장을 위치시키고 촬영할 것을 권고하고 있다(Fig.
두 군간의 차이 검증을 위해 독립표본 t 검정을 시행한 결과, 테이블 이동 거리는 통계적으로 유의한 차이가 없었고(t=-1.73, P=0.09), 테이블 높이 또한 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.70, P=0.10). 또한, 검출기 이동 거리 역시 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=-1.
후속연구
또한, 여성 환자의 경우 유방의 음영이 방해요소로 작용하여 위치 측정에 제약이 있었고, 남자와 측정 방법이 다를 것으로 예상된다. 따라서, 앞서 언급되었던 초음파를 이용한 위치 측정의 한계를 보완하고 검사 방법에 대해 좀 더 체계적인 방식으로 접근한다면, 검사에 대한 정확도가 높아질 것으로 판단된다. 또한, 동적 촬영 시 심장의 위치 측정을 위한 도구 개발 및 활용 방안을 모색하여야 할 것이라고생각된다.
따라서, 앞서 언급되었던 초음파를 이용한 위치 측정의 한계를 보완하고 검사 방법에 대해 좀 더 체계적인 방식으로 접근한다면, 검사에 대한 정확도가 높아질 것으로 판단된다. 또한, 동적 촬영 시 심장의 위치 측정을 위한 도구 개발 및 활용 방안을 모색하여야 할 것이라고생각된다.
또한, 선 자세의 PA (postero-anterior) view와 누운 자세의 AP (antero-posterior) view로 촬영된 흉부 X선 영상에 따라서 심장 확대, 폐야의 크기, 횡격막 높이 등의 차이가 발생하였다. 본 연구에서 시행한 심근관류 SPECT는 누운 자세로, 흉부 X선 촬영 영상을 통한 심장 위치 계측의 상관관계에 대해서는 추후 연구할 필요성이 있다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
양전자 방출 단층촬영의 한계점은 무엇인가?
관상동맥 혈류예비능(Coronary flow reserve : CFR)은 관상동맥 협착에 대한 기능적 평가를 하는데 중요한 지표로 사용되고, 허혈성 심장질환(Ischemic heart diseases : IHD)의 발생을 조기에 진단할 수 있다.1) 관상동맥 혈류예비능을 측정하는 비침습적인 방법 중에서 양전자 방출 단층촬영(PET)이 표준적인 절대값을 제공해주는 것으로 알려져 있지만, 비용 및 복잡한 과정으로 인해 임상에서 반복 사용하기에 많은 제한이 있다. 단일 광자 방출 단층촬영(SPECT)을 이용하여 측정한 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능은 상대적인 값이고 정확성이 떨어지는 문제가 있으며, 미만성 관동맥 심질환(balanced triple disease)에 대한 진단 성능이 떨어지는 단점이 있다.
이동형 초음파로 얻을 수 있는 임상적 진단에 따른 기대효과는 무엇인가?
이동형 초음파의 이용은 비교적 사용이 간편하면서 시간 단축과 함께 공간의 제약이 없었고, 심장의 정확한 위치 선정에 도움이 되었다. 이는 영상의 질 향상과 환자의 불필요한 방사선 피폭을 최소화하고, 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 정량적 평가에 도움을 줌으로써 임상적 진단에 효과적일 것으로 사료된다.
관상동맥 혈류예비능의 특징은 무엇인가?
관상동맥 혈류예비능(CFR)은 관상동맥 협착에 대한 기능적 평가를 하는데 중요한 지표로 사용되고, 허혈성 심장질환(IHD)의 발생을 조기에 진단할 수 있다. 최근 도입된 Discovery NM 530c (D530c) 장비의 구조적 특성으로 인해 동적인 영상 획득이 가능해졌고, 심근 혈류 및 관상동맥 혈류예비능의 측정을 할 수 있게 되었다.
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