PET/CT 장비와 영상 재구성 차이에 따른 EQ PET을 이용한 표준섭취계수의 평가

윤석환,김병진,문일상,이홍재,Yoon, Seok Hwan,Kim, Byung Jin,Moon, Il Sang,Lee, Hong Jae 대한핵의학기술학회 2018 핵의학 기술 Vol.22 No.1

양전자 방출 단층촬영에서 정량적 평가에 통상적으로 쓰이는 표준섭취계수(SUV : Standardized Uptake Value)는 종양의 병소와 병기의 진단 그리고 치료 성적 평가에 있어서 사용되고 있는 유용한 지표이다. 하지만 SUV는 환자의 체격, 검사까지의 시간, 부분용적 효과, 관심영역의 설정, 검사장비, 영상재구성 차이 등에 따라 변화 되므로 다양한 인자의 영향을 고려하여야만 한다. 그 중에서도 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의한 SUV의 차이를 SIEMENS 사의 EQ PET을 이용하여 방사능의 차이를 보정 할 수 있게 되었다. 그러므로 본 연구에서는 phantom 실험과 FDG PET 임상영상의 SUVmax를 비교 하여 EQ PET을 적용함으로써, SUV의 변화를 평가 하고 EQ PET의 유용성에 대해서 검증해보고자 하였다. 본원의 3대의 PET/CT 장비인 Biograph true point 40, Biograph mCT 40, Biograph mCT 64 장비를 이용하여 $^{18}F-FDG$를 주입 한 NEMA IEC body phantom 영상을 획득 한 후 OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF+TOF의 알고리즘을 이용하여 영상을 재구성 하였다. 각각 재구성된 영상에서 관심영역의 방사능 농도를 측정한 후, EARL에서 권고하는 NEMA IEC body phantom의 방사능 농도의 회복계수 값을 비교하여 서로 다른 PET system 간에 방사능 농도의 차이를 줄일 수 있는 EQ filter 값을 산출 하였다. 산출한 EQ Filter 값을 장비와 영상 재구성에 따라 적용하여 팬텀의 회복계수와 61명의 폐암환자의 FDG PET 영상에서 종양의 SUVmax를 비교 분석 하였다. 3대의 PET/CT 장비에서 영상의 재구성 알고리즘을 달리하여 획득한 phantom의 영상의 6개구의 평균 변동계수는 EQ PET 적용 전 후의 값은 OSEM3D 재구성 영상에서 각각 0.05, 0.04 OSEM3D+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.03, 0.02 값을 보여 EQ PET 적용 후 팬텀의 6개 구의 평균 변동계수는 감소하였다. 임상 영상 비교 에서는 폐암환자 종양의 SUVmax는 OSEM3D, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF, OSEM3D+PSF+TOF 순으로 증가하였으며, EQ PET 적용 후 재구성 영상에 대한 SUVmax는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p=1.000). PET/CT 영상에서 서로 다른 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의해 발생하는 방사능 농도의 차이를 EQ PET을 이용하여 측정함으로서 장비와 영상 재구성별 방사능 농도의 편차가 감소되었다. PET 영상에서 정량적 평가에 이용되는 SUV의 편차를 줄일 수 있어 종양의 병소와 병기의 진단, 그리고 치료 성적평가의 정량적 평가 신뢰도가 향상 될 것으로 사료된다. Purpose Standardized uptake value(SUV) has been widely used as a quantitative metric of uptake in PET/CT for diagnosis of malignant tumors and evaluation of tumor therapy response. However, the SUV depends on various factor including PET/CT scanner specifications and reconstruction parameter. The purpose of this study is to validate a EQ PET to evaluate SUV across different PET/CT systems. Materials and Methods First, NEMA IEC body phantom data were used to calculate the EQ filter for OSEM3D with PSF and TOF reconstruction from three different PET/CT systems in order to obtain EARL compliant recovery coefficients of each spheres. The Biograph true point 40 PET/CT images were reconstructed with a OSEM3D+PSF reconstruction, images of the Biograph mCT 40 and Biograph mCT 64 PET/CT scanners were reconstructed with a OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF+TOF. Post reconstructions, the proprietary EQ filter was applied to the reconstruction data. Recovery coefficient can be estimated by ratio of measured to true activity concentration for spheres of different volume and coefficient variability(CV) value of RC for each sphere was compared. For clinical study, we compared SUVmax applying different reconstruction algorithms in FDG PET images of 61 patients with lung cancer using Biograph mCT 40 PET/CT scanner. Results For the phantom studied, the mean values of CV for OSEM3D, OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF and OSEM3D+PSF+TOF reconstructions were 0.05, 0.04, 0.04 and 0.03 respectively for RC. Application of the proprietary EQ filter, the mean values of CV for OSEM3D, OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF and OSEM3D+PSF+TOF reconstructions were 0.04, 0.03, 0.03 and 0.02 respectively for RC. Clinical study, there were no statistical significance of the difference applying EQ PET on SUVmax of 61 patients FDG PET image. (p=1.000) Conclusion This study indicates that CV values of RC in phantom were decreased after applying EQ PET for different PET/CT system and The EQ PET reduced reconstruction dependent variation in SUVs for 61 lung cancer patients, Therefore, EQ PET will be expected to provide accurate quantification when the patient is scanned on different PET/CT system.

PET/CT 저선량 적용 시 CT 감쇠보정법에 따른 피폭선량 저감효과

정승우,김홍균,권재범,박성욱,김명준,신영만,김영헌,Jung, Seung Woo,Kim, Hong Kyun,Kwon, Jae Beom,Park, Sung Wook,Kim, Myeong Jun,Sin, Yeong Man,Kim, Yeong Heon 대한핵의학기술학회 2014 핵의학 기술 Vol.18 No.1

PET/CT에서 환자피폭 문제로 인해 저 선량의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되던 CT 데이터를 이용한 감쇠보정법인 CTAC와 새롭게 적용된 Q.AC를 환자실험과 팬텀 실험을 통해 저 선량으로 촬영 시 PET 영상에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 실험장비는 GE사의 PET/CT Discovery 710 (GE Healthcare, USA)를 사용하였으며 팬텀실험으로 감쇠보정의 정량적 평가를 위한 NEMA IEC body phantom과 균일성 평가를 위한 Uniform NU2-94 phantom을 사용하였다. 각각의 팬텀 내부에 동위원소 18-F FDG를 70.78 MBq, 22.2 MBq 주입하고 CT조건은 저 선량조건으로 80 kVp, 10 mA로부터 일반선량 조건으로 140 kVp, 120 mA 조건까지 스캔 후 CTAC와 Q.AC 두 감쇠보정법을 적용하여 재구성하였다. PET 영상에서 일반선량 조건을 기준값으로 정하고 horizomtal profile과 vertical profile을 통해 정량평가를 시행하고 기준값과의 상대적 오차를 평가하였다. 또한 환자실험으로 정상체중 환자와 과체중 환자를 구분하여 저 선량과 일반선량으로 비교 촬영한 뒤 CTAC와 Q.AC로 재구성된 PET영상에서 주요장기별 SUV에 대한 상대적 오차와 신호 대 잡음비를 비교분석하였다. 팬텀실험 결과 저선량 조건에서 CTAC와 Q.AC로 각각 재구성한 PET 영상의 profile과 상대적 오차에서 CTAC보다 Q.AC가 기준값과의 오차가 적은 그래프를 얻었다. 환자실험의 경우 일반선량 조건에서는 정상체중 환자와 과체중 환자 모두 감쇠보정법에 따른 상대적 오차값의 변화가 적었으나 저 선량 조건에서는 정상체중 환자보다 과체중 환자에서 감쇠보정법의 변경에 의한 상대적 오차의 감소폭이 커짐으로 기준값과 차이가 감소하였다. 기존의 감쇠보정법인 CTAC는 80 kVp, 10 mA의 저선량 CT를 사용하는데 있어 PET 영상의 선속경화현상이 발생한다. 이로 인해 CTAC를 이용하여 재구성된 PET 데이터는 정량화하는데 문제가 될 수 있음을 확인했다. 반면에 새로운 알고리즘이 적용된 Q.AC는 과체중 환자의 경우 80 kVp, 10 mA 정도까지는 140 kVp, 120 mA 조건으로 촬영하여 재구성한 PET 데이터 결과와 차이가 적음을 확인할 수 있었다. Q.AC를 이용한 경우 기존보다 저 선량의 CT를 이용해 PET의 재구성에 이용할 수 있으므로 환자의 피폭을 줄이는 데 큰 역할을 할 것으로 기대한다. Purpose: Low dose of PET/CT is important because of Patient's X-ray exposure. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of low-dose PET/ CT image through the CTAC and QAC of patient study and phantom study. Materials and Methods: We used the discovery 710 PET/CT (GE). We used the NEMA IEC body phantom for evaluating the PET data corrected by ultra-low dose CT attenuation correction method and NU2-94 phantom for uniformity. After injection of 70.78 MBq and 22.2 MBq of 18 F-FDG were done to each of phantom, PET/CT scans were obtained. PET data were reconstructed by using of CTAC of which dose was for the diagnosis CT and Q. AC of which was only for attenuation correction. Quantitative analysis was performed by use of horizontal profile and vertical profile. Reference data which were corrected by CTAC were compared to PET data which was corrected by the ultra-low dose. The relative error was assessed. Patients with over weighted and normal weight also underwent a PET/CT scans according to low dose protocol and standard dose protocol. Relative error and signal to noise ratio of SUV were analyzed. Results: In the results of phantom test, phantom PET data were corrected by CTAC and Q.AC and they were compared each other. The relative error of Q.AC profile was been calculated, and it was shown in graph. In patient studies, PET data for overweight patient and normal weight patient were reconstructed by CTAC and Q.AC under routine dose and ultra-low dose. When routine dose was used, the relative error was small. When high dose was used, the result of overweight patient was effectively corrected by Q.AC. Conclusion: In phantom study, CTAC method with 80 kVp and 10 mA was resulted in bead hardening artifact. PET data corrected by ultra- low dose CTAC was not quantified, but those by the same dose were quantified properly. In patients' cases, PET data of over weighted patient could be quantified by Q.AC method. Its relative difference was not significant. Q.AC method was proper attenuation correction method when ultra-low dose was used. As a result, it is expected that Q.AC is a good method in order to reduce patient's exposure dose.

PET/CT 검사 시 호흡에 따른 영상 왜곡 감소를 위한 엎드린 자세의 유용성 평가

이한울,김정열,최용훈,임한상,김재삼,Lee, Han Wool,Kim, Jung Yul,Choi, Yong Hoon,Lim, Han Sang,Kim, Jae Sam 대한핵의학기술학회 2019 핵의학 기술 Vol.23 No.1

PET/CT 검사 시 호흡에 따른 움직임은 영상의 인공물과 PET과 CT영상의 정합 오차를 발생시키는 요인으로 작용된다. 크기가 작거나 폐의 기저 부위에 위치한 종양일수록 호흡으로 인한 위치 변위와 왜곡의 정도가 크며 SUV(Standard Uptake Value)와 병소의 부피 측정에 영향을 미치게 된다. 본 연구는 PET/CT 검사 시 엎드린 자세가 호흡에 따른 영상 왜곡의 보정에 유용성이 있는지 알아보고자 한다. 장비는 PET/CT Discovery 600 (GE Healthcare, MI, USA)를 사용하였고, 2018년 5월부터 8월까지 폐 중엽과 하엽에 병소가 확인된 20명을 대상으로 하였다. 바로 누운 자세에서 전신 영상을 획득한 후 동일한 조건으로 엎드린 자세에서 병소 부위의 추가 영상을 획득하였다. 각 영상에서 병소의 SUVmax, SUVmean, 부피를 측정하고 PET과 CT영상에서 병소의 위치 변위를 측정하여 비교 분석하였다. 바로 누운 자세 영상에서 병소의 SUVmax는 $4.72{\pm}2.04$, SUVmean은 $3.10{\pm}1.38$, 부피는 $4.68{\pm}3.20$, 위치 변위는 $4.64{\pm}1.88$로 측정되었고, 엎드린 자세 영상에서 SUVmax는 $5.89{\pm}2.42$, SUVmean은 $3.97{\pm}1.65$, 부피는 $2.13{\pm}1.09$, 위치 변위는 $2.24{\pm}0.84$로 측정되었다. 엎드린 자세 영상의 모든 병소에서 SUVmax, SUVmean이 높게 나타났고, 병소의 부피와 위치 변위는 낮게 측정되었다(p<0.05). 본 연구에서 엎드린 자세의 PET/CT 촬영이 병소의 SUV를 증가시키고 PET과 CT영상의 불일치로 인한 호흡 인공물을 감소 시켜 영상의 질을 향상시킨다는 것을 알 수 있었다. 임상에서 폐 기저부 병소의 불일치를 보정하고 인공물을 줄이기 위한 여러가지 방법 중 경제적이고 효율적인 방법으로 진단에 도움을 줄 것이라 사료된다. Purpose The motion due to respiration of patients undergoing PET/CT is a cause of artifacts in image and registration error between PET and CT images. The degree of displacement and distortion for tumor, which affects the measurement of Standard Uptake Value (SUV) and lesion volume, is especially higher for tumors that is small or located at the base of lungs. The purpose of this study was to evaluate the usefulness of prone position in the correction of image distortion due to respiration of patients in PET/CT. Materials and Methods The imaging equipment used in this study was PET/CT Discovery 600 (GE Healthcare, MI, USA). 20 patients whose lesions were identified in the middle and lower lungs from May to August 2018 were enrolled in this study. After acquiring whole body image in the supine position, additional images of the lesion area were obtained in the prone position with the same conditions. SUVmax, SUVmean, and volume of the lesion were measured for each image, and the displacement of the lesion on PET and CT images were measured, compared, and analyzed. Results The SUVmax, SUVmean, and volume, and displacement of the lesion were $4.72{\pm}2.04$, $3.10{\pm}1.38$, $4.68{\pm}3.20$, and $4.64{\pm}1.88$, respectively for image acquired in the supine position and $5.89{\pm}2.42$, $3.97{\pm}1.65$, $2.13{\pm}1.09$, and $2.24{\pm}0.84$, respectively for image acquired in the prone position, indicating that, for all the lesions imaged, SUVmax and SUVmean were higher and volume and displacement were smaller in the images acquired in prone position compared to those acquired in supine one(p<0.05). Conclusion These results showed that the prone position PET/CT imaging improves the quality of the image by increasing the SUV of the lesion and reducing the respiratory artifacts caused by registration error between PET and CT images. It is considered that the PET/CT imaging in the prone position is helpful in the diagnosis of the disease as an economical and efficient methods that correct registration error for the lesions in basal lung and reduce artifacts.

PET/CT 영상에서의 치과재료에 의한 인공물에 관한 연구

반영각,박훈희,남궁혁,조석원,임한상,이창호,Bahn, Young-Kag,Park, Hoon-Hee,NamKoong, Hyuk,Cho, Suk-Won,Lim, Han-Sang,Lee, Chang-Ho 대한핵의학기술학회 2010 핵의학 기술 Vol.14 No.2

PET/CT 검사는 기술의 발전에 따라 감쇄보정 방법이 $^{68}Ge$이나 $^{137}Cs$등의 동위원소를 사용하지 않고, CT 기반의 감쇄보정 영상을 구현하여 검사 시간의 단축과 해부학적인 영상을 제공한다. 그러나 CT 기반의 금속에 의한 CT 영상의 인공물이 발생하여 감쇄보정된 PET 영상에 영향을 준다. 그러므로 본 연구는 임상 실험과 phantom 실험을 통해 금속 치과 임상 실험은 구강 내질환이 없는 40명의 환자(평균나이: $56{\pm}17$세)를 대상으로 하였으며, 치아에 치과보철을 매식한 환자 20명과 치과 임플란트를 매식한 환자 20명을 대상으로 PET/CT 검사를 시행했다. phantom 실험은 원형 phantom내에 치과보철과 치과 임플란트를 매식한 치아모형을 이용하여 PET/CT 검사를 시행했다. 분석방법은 같은 단층상의 PET/CT 영상에서 CT 영상의 CT 값과 PET 영상의 표준섭취계수 변화를 인공물의 영향이 없는 부분, 어둡게 인공물이 나타난 부분, 밝게 인공물이 나타난 부분, 세 부분의 관심영역을 설정하여 측정했고, 통계분석은 대응표본 t-test를 이용했다. 치아 보철을 매식한 실험에서 환자의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 19.6% (p<0.05) 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 90.1% (p>0.05) 증가했다. phantom의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은약 18.1% 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 18.0% 증가했다. 치아 임플란트를 매식한 실험에서 환자의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 19.1% (p<0.05) 증가됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 96.6% (p>0.05) 증가했다. phantom의 경우 표준섭취계수가 인공물의 영향이 없는 부분에 비해 어둡게 인공물이 나타난 부분은 약 14.4% 감소됐고, 밝게 인공물이 나타난 부분은 7.0% 증가했다. PET/CT 검사의 CT 기반 보정 영상 구현 시 금속 치과 재료로 인해 CT 값에 영향을 주어 PET 영상에서도 표준섭취계수에 영향이 미치는 것을 볼 수 있다. 그리고 치아 임플란트보다 치아 보철에서 과 보정이 된 것을 볼 수 있다. 특히, 임상 실험에서 치아 보철의 표준섭취계수가 어둡게 인공물이 나타난 부분이 19.6% 감소되어 나타난 것을 확인 할 수 있어 위 음성으로 오인할 가능성이 있다. 그러므로 금속 치아 보철이나 임플란트를 시행한 환자들의 PET/CT 검사 시 구강내 병변이 의심 된다면, CT 영상으로 보정이 되지 않은 무보정(non-attenuation correction) PET 영상을 확인하는 것이 정확한 진단에 도움을 줄 것으로 사료된다. Purpose: The X-ray attenuation coefficient based on CT images is used for attenuation correction in PET/CT. The polychromatic X-ray beam can introduce beam-hardening artifact on CT images. The aims of the study were to evaluate the effect of dental metal prostheses in phantom and patients on apparent tracer activity measured with PET/CT when using CT attenuation correction. Materials and Methods: 40 normal patients (mean age $54{\pm}12$) was scanned between Jan and Feb 2010. NEMA(National Electrical Manufactures Association) PET $Phantom^{TM}$ (NU2-1994) was filled with $^{18}F$-FDG injected into the water that insert implant and metal prostheses dental cast. Region of interest were drawn in non-artifact region, bright steak artifact region and dark streak artifact region on the same transaxial CT and PET slices. Patients and phantom with dental metal prostheses and dental implant were evaluated the change rate of CT Number and $SUV_{mean}$ in PET/CT. A paired t-test was performed to compare the ratio and the difference of the calculated values. Results: In patients with dental metal prostheses, $SUV_{mean}$ was reduced 19.64% (p<0.05) in the non-steak artifact region than the brightstreak artifact region whereas was increased 90.1% (p>0.05) in the non-steak artifact region than the dark streak artifact region. In phantom with dental metal prostheses, $SUV_{mean}$ was reduced 18.1% (p<0.05) in the non-steak artifact region than the bright streak artifact region whereas was increased 18.0% (p>0.05) in the non-steak artifact region than the dark streak artifact region. In patients with dental implant, $SUV_{mean}$ was increased 19.1% (p<0.05) in the non-steak artifact region than the bright streak artifact region whereas was increased 96.62% (p>0.05) in the non-steak artifact region than the dark streak artifact region. In phantom with dental implant, $SUV_{mean}$ was increased 14.4% (p<0.05) in the non-steak artifact region than the bright streak artifact region whereas was increased 7.0% (p>0.05) in the non-steak artifact region than the dark streak artifact region. Conclusion: When CT is used for attenuation correction in patients with dental metal prostheses, 19.1% reduced $SUV_{mean}$ is anticipated in the dark streak artifact region on CT images. The dark streak artifacts of CT by dental metal prostheses may cause false negative finding in PET/CT. We recommend that the non-attenuation corrected PET images also be evaluated for clinical use.

조영증강 $^{18}F$-FDG PET/CT가 이중에너지 X-선 흡수 계측법을 이용한 골밀도 및 체성분 측정에 미치는 영향

김성수,이선도,이남주,신용철,모은희,이춘호,Kim, Seong Su,Lee, Sun Do,Lee, Nam Ju,Shin, Yong Cheol,Mo, Eun Hee,Lee, Chun Ho 대한핵의학기술학회 2012 핵의학 기술 Vol.16 No.2

PET/CT에 사용되는 방사성의약품 FDG와 CT 조영제가 DXA를 이용하여 측정하는 BMC, BMD, TFM, LBM 등의 결과에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 2011년 12월부터 2012년 3월까지 본원 PET/CT를 시행한 환자 중 본 연구에 참여를 동의한 환자 총 22명을 대상으로 하였다. 실험은 두 집단으로 나누어 실험을 진행하였는데 첫 번째 집단은 17명으로 PET/CT 용 방사성의약품인 FDG 정맥 주사 전에 WB DXA를 시행한 다음 FDG 정맥주사 1시간 후 CT 조영제 사용 없이 PET/CT (Non-Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT)시행 후 즉시 다시 WB DXA를 진행하였다. 두 번째 집단은 총 5명으로 첫 번째 집단과 마찬가지로 FDG 정맥 주사 전 WB DXA를 시행한 다음 FDG 정맥 주사 1시간 후 CT 조영제 사용하여 PET/CT (Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT)시행 후 즉시 다시 WB DXA 진행하였다. 결과는 PET/CT 전 후 DXA에서 WB-BMC, WB-BMD, TFM 그리고 LBM 등을 측정하였고 각 항목의 변화율을 산출하여 비교하였다. Non-Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT 전 후의 골밀도 및 체성분의 변화율은 WB-BMC, +2.4%; WB-BMD, +1.8%; TFM, -6.8%; LBM, +2.2%였고 각 항목의 변화는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT 전 후의 변화율은 WB-BMC, +13.7%; WB-BMD, +9.3%; TFM, -34.1%; LBM, +13.6%였고 Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT 전과 후의 골밀도 및 체성분 측정치의 변화는 통계적으로 유의하였다. 본 연구에서 Non-Contrast Enhancement $^{18}F$ PET/CT 후에는 DXA 시행은 결과에 영향이 없어 가능할 것이라 생각되어지나 Contrast Enhancement $^{18}F$-FDG PET/CT검사 후에 시행한 DXA 검사의 결과는 신뢰도가 감소될 것으로 사료된다. Purpose : The effect of concomitant use of $^{18}F$-FDG and intravenous contrast agent (CA) on dual-energy X-ray absorptiometry (DXA), was rarely reported. We had investigated these potentially confounding effects. Materials and Methods : Twenty-two patients had undergone DXA before and immediately after $^{18}F$-FDG PET/CT scans. Two DXA and 1 PET/CT scans had performed within one-day. $^{18}F$-FDG PET/CT scans had been performed with CA in 17 patients and without CA in 5 patients. Whole body bone mineral content (BMC), whole body bone mineral density (BMD), total fat mass (TFM), and lean body mass (LBM) were measured by DXA scanner before and after the $^{18}F$-FDG PET/CT scans. Results : BMC, BMD, TFM and LBM had significantly affected by $^{18}F$-FDG PET/CT with CA (BMC, +13.7%, from $2061.3{\pm}393.7$ to $2343.4{\pm}373.3$; BMD, +9.3%, from $1.07{\pm}0.09$ to $1.17{\pm}0.08$; TFM, -34.1%, from $17052.1{\pm}4049.9$ to $11237.1{\pm}2990.3$; LBM, +13.6%, from $45834.5{\pm}5662.1$ to $52094.0{\pm}6335.4$). However, $^{18}F$-FDG PET/CT without CA had no effect on the measurement of DXA (BMC, +2.4%, from $2197.7{\pm}391.6$ to $2251.5{\pm}380.9$; BMD, +1.8%, from $1.13{\pm}0.09$ to $1.15{\pm}0.07$; TFM, -6.8%, from $14585.6{\pm}3455.9$ to $13591.3{\pm}4351.4$; LBM, +2.2%, from $47360.5{\pm}8381.8$ to $48441.1{\pm}8488.1$). Conclusion : The measurements of DXA are affected by using CA. However, DXA scans might be unaffected by the presence of $^{18}F$-FDG administered for PET/CT.

PET/CT 검사에 있어서 MR Torso Coil의 CT 감쇄보정에 대한 영향 평가

이승재,반영각,오신현,강천구,임한상,김재삼,이창호,서수현,박용성,Lee, Seung Jae,Bahn, Young Kag,Oh, Shin Hyun,Gang, Cheon-Gu,Lim, Han Sang,Kim, Jae Sam,Lee, Chang Ho,Seo, Soo-Hyun,Park, Yong Sung 대한핵의학기술학회 2012 핵의학 기술 Vol.16 No.2

PET과 융합된 MR 영상에서 MR coil은 PET 영상용 감쇄보정에 있어서 위치 정보 수집에 관한 오류를 극복하기 위한 노력이 시도 되어 왔다. 본원에서는 이런 문제점을 보완한 Three modality system (PET/CT +MR)을 이용하고 있다. 이 논문에서는 MR torso coil이 CT 감쇄보정에 미치는 영향을 평가하였다. MR torso coil을 장착하고 CT로 감쇄보정한 PET 영상에서 인공물에 대한 평가를 하였다. 균일도 평가용 팬텀과 1994 NEMA 실린더 팬텀을 사용하여, CT의 관전압과 관전류를 변경해가며 표준화섭취계수에 대한 변화를 추적하였다. MR torso coil안에 있는 금속 물질로 인한 줄무늬 인공물이 관찰되었다. CT 검사에 있어서 관전압과 관전류를 변화 시키면 선 감쇄계수도 일정하게 변화하였다. 관전압과 관전류의 수치가 높아짐에 따라 PET 영상에서의 표준화섭취계수가 증가하는 것을 볼 수 있었다. PET/CT 검사 시, MR torso coil은 금속으로 인한 줄무늬 인공물을 생성하며, 감쇄보정에 있어서 잠재적인 오류를 불러올 수 있다. 이와 같은 오류를 감소시키기 위해서는 첫째, 감쇄보정 알고리즘의 보완, 둘째, MR coil을 사용하지 않은 검사방법의 연구, 셋째, PET/CT 감쇄보정에 영향을 주지 않는 MR coil소재의 개발 등이 요구된다. Purpose : Combined MR/PET scanners that use the MRI for PET AC face the challenge of absent surface coils in MR images and thus cannot directly account for attenuation in the coils. To make up for the weak point of MR attenuation correction, Three Modality System (PET/CT +MR) were used in Severance hospital. The goal of this work was to investigate the effects of MR Torso Coil on CT attenuation correction for PET. Materials and Methods : PET artifacts were evaluated when the MR Torso Coil was present of CTAC data with changing various kV and mA in uniformity water phantom and 1994 NEMA cylinderical phantom. They evaluated and compared the following two scenarios: (1) The uniform cylinder phantom and the MR Torso Coil scanned and reconstructed using CT-AC; (2) 1994 NEMA cylinderical phantom and the MR Torso Coil scanned and reconstructed using CT-AC. Results : Streak artifacts were present in CT images containing the MR Torso Coil due to metal components. These artifacts persisted after the CT images were converted for PET-AC. CT scans tended to over-estimate the linear attenuation coefficient when the kV and mA is increasing of the metal components when using conventional methods for converting from CT number. Conclusion : The presence of MR coils during PET/CT scanning can cause subtle artifacts and potentially important quantification errors. Alternative CT techniques that mitigate artifacts should be used to improve AC accuracy. When possible, removing segments of an MR coil prior to the PET/CT exam is recommended. Further, MR coils could be redesigned to reduce artifacts by rearranging placement of the most attenuating materials.

$^{18}F$-FDG PET 영상의 정량적 비교: PET/MR VS PET/CT

이무석,임영현,김재환,최규오,Lee, Moo Seok,Im, Young Hyun,Kim, Jae Hwan,Choe, Gyu O 대한핵의학기술학회 2012 핵의학 기술 Vol.16 No.2

Purpose : More recently, combined PET/MR scanners have been developed in which the MR data can be used for both anatometabolic image formation and attenuation correction of the PET data. For quantitative PET information, correction of tissue photon attenuation is mandatory. The attenuation map is obtained from the CT scan in the PET/CT. In the case of PET/MR, the attenuation map can be calculated from the MR image. The purpose of this study was to assess the quantitative differences between MR-based and CT-based attenuation corrected PET images. Materials and Methods : Using the uniform cylinder phantom of distilled water which has 199.8 MBq of $^{18}F$-FDG put into the phantom, we studied the effect of MR-based and CT-based attenuation corrected PET images, of the PET-CT using time of flight (TOF) and non-TOF iterative reconstruction. The images were acquired from 60 minutes at 15-minute intervals. Region of interests were drawn over 70% from the center of the image, and the Scanners' analysis software tools calculated both maximum and mean SUV. These data were analyzed by one way-anova test and Bland-Altman analysis. MR images are segmented into three classes(not including bone), and each class is assigned to each region based on the expected average attenuation of each region. For clinical diagnostic purpose, PET/MR and PET/CT images were acquired in 23 patients (Ingenuity TF PET/MR, Gemini TF64). PET/CT scans were performed approximately 33.8 minutes after the beginnig of the PET/MR scans. Region of interests were drawn over 9 regions of interest(lung, liver, spleen, bone), and the Scanners' analysis software tools calculated both maximum and mean SUV. The SUVs from 9 regions of interest in MR-based PET images and in CT-based PET images were compared. These data were analyzed by paired t test and Bland-Altman analysis. Results : In phantom study, MR-based attenuation corrected PET images generally showed slightly lower -0.36~-0.15 SUVs than CT-based attenuation corrected PET images (p<0.05). In clinical study, MR-based attenuation corrected PET images generally showed slightly lower SUVs than CT-based attenuation corrected PET images (excepting left middle lung and transverse Lumbar) (p<0.05). And percent differences were -8.01.79% lower for the PET/MR images than for the PET/CT images. (excepting lung) Based on the Bland-Altman method, the agreement between the two methods was considered good. Conclusion : PET/MR confirms generally lower SUVs than PET/CT. But, there were no difference in the clinical interpretations made by the quantitative comparisons with both type of attenuation map. 감쇠 보정법과 산란 보정법은 정량적인 PET검사를 하기 위한 필수적인 방법이다. PET/CT에서는 PET에서 사용하는 소멸방사선과 CT의 X선이 같은 전리 방사선이기 때문에 측정에 의한 CT의 Hounsfield Units를 감쇠 계수로 전환해서 감쇠보정, 산란보정이 가능하다. 그러나 PET/MR에서 MR는 강한 자기장을 걸어 수소밀도와 조직의 이완률차이로 되돌아오는 변화로 신호를 획득하기 때문에 CT처럼 전환하는 것은 불가능하다. Ingenuity TF PET/MR장비는 soft tissue, lung, air로 3구역을 segment하여 MR 감쇠지도를 얻는다. 이에 신호획득원리가 완전히 상이한 PET/MR과 PET/CT에 대한 정량적 평가를 하고자 한다. Phantom study로 uniform cylinder phantom에 증류수 9293 ml와 $^{18}F$-FDG 199.8 MBq를 넣고 magnetic stirrer를 이용하여 균일하게 교반한 후 60 min부터 15분 간격으로 Ingenuity TF PET/MR, Gemini TF 64, Biograph Truepoint 40를 이용하여 각각 single-bed로 2 min씩으로 영상을 얻었다. phantom의 중심부분 10개의 slice에 대한 동일한 관심영역을 그려 SUVs를 측정하고 평균, 표준편차를 구하였다. 그리고 임상적용을 위한 평가로 $^{18}F$-FDG 섭취가 정상인 환자를 대상으로 90 sec/bed씩 Ingenuity TF PET/MR을 시행한 후 Gemini TF 64 PET/CT 검사를 실시하였다. 각각의 data에서 lung, liver, spleen, bone 위치에 동일한 관심영역을 그려 SUVs 최대값과 평균값을 측정하고, %Difference를 구하였다. 또한, PET 장비들 사이에서의 일치도를 평가하기 위해 Bland-Altman plot 분석을 하였다. Phantom study에서 3가지 장비에서 측정한 SUVs 최대값과 평균값은 Biograph Truepoint 40, Gemini TF 64, Ingenuity TF PET/MR 순으로 높은 것을 확인할 수 있었다. patients study에서는 MR과 CT로 감쇠 보정한 PET장비의 SUVs 최대값과 평균값이 서로 유의미한 차이가 없었다.(p<0.05) Lung에서 left middle lobe과 transverse bone을 제외하고는 MR로 감쇠 보정한 PET의 SUVs가 대체로 낮았다. Bland Altman Plot으로 분석한 결과 대부분의 항목에서 95% 신뢰구간의 일치한계선내에서 측정되었다. PET/CT에서는 time of flight 기능을 가진 PET이 SUVs가 낮게 측정되었다. PET/MR과 PET/CT에서 알아본 SUVs차이는 MR을 이용한 분할 감쇠 보정방법이 CT를 사용한 측정 감쇠보정방법보다 SUVs가 낮게 측정되었다. 이러한 다른 감쇠 보정법에 의한 SUVs의 차이는 임상적으로는 용인할 수준에 있었지만, 향후 PET/MR와 PET/CT의 정량적인 값을 비교 분석할 때 PET 장비들간의 특성은 고려할 필요가 있다.

PET/CT 검사 환자의 피폭선량 경감을 위한 연구

김봉수,표성재,조용귀,신채호,조진우,김창호,Kim, Bong-Su,Pyo, Sung-Jai,Cho, Yong-Gyi,Shin, Chai-Ho,Cho, Jin-Woo,Kim, Chang-Ho 대한핵의학기술학회 2009 핵의학 기술 Vol.13 No.3

목적 : 환자의 피폭선량 감소를 위해 PET/CT검사 시Pitch를 조절하여 환자의 피폭선량을 줄일 수 있는 방법에 대해 고려해 보고 Pitch 조정이 CT 영상과 PET의 SUV값에 영향을 주어 변화가 있는지를 살펴 보고자 한다. 방법 : Siemens사의 Biograph Positron Emission Tomography (PET) Scanner (CT 형식 : TRCT-240-130 (WCT-240-130)을 사용하였다. 환자의 피폭선량 평가로는 CT 조사선량 측정기인 PTW-DIADOS 11003/1383를 사용하여 선량을 측정하였고 Pitch 조정이 CT 영상에 미치는 영향을 알아보기 위해 AAPM Standard Phantom을 이용하여 pitch 변화에 따른 CT 영상의 공간 분해능을 측정하여 비교하였다. 그리고, PET source consists of a solid radioactive cylinder phantom을 사용하여 Pitch 변화에 따른 Fusion 영상의 SUV값을 산출하여 PET/CT 영상에서 SUV값이 변하였는지 확인하였다. 결과 : 2slice CT scanner에서는 Pitch가 0.7~1.3까지는 방사선량이 크게 떨어지나 1.5~1.9까지는 방사선량의 감소가 작아졌으며 Pitch값이 커질수록 환자의 피폭선량이 작아지는 것을 알 수 있었다. 그리고 Pitch값의 증가에 따른 SUV값의 변화는 거의 없었으며. Pitch값이 PET SUV값에 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있었다. Pitch의 변화가 CT 영상에도 크게 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 결론 : 위의 결과로 PET/CT를 사용하는 병원은 영상의 왜곡이 없고 PET SUV값에 영향을 주지 않는 범위 내에서 각 병원에 맞는 Pitch값을 찾아서 환자의 피폭 경감을 위해 노력해야 할 것이다. 그리고 Multi-detector를 가진 CT scanner인 경우에 모두 해당 될 것이라 생각되며 향후 다른 장비에서도 이와 같은 실험이 필요하다 하겠다. Purpose: As the number of patients has increased since the installation of a PET/CT, we are now examining about 2500-3000 annually. We have realized that if we properly adjust a pitch under the same condition of a CT during a PET/CT exam, radiation quantity that reaches the patient can change. In order to reduce the exposure dose of a patient, the research examines a method of reducing the exposure dose of a patient by controlling the pitch during a PET/CT exam, viewing whether the adjustment of the pitch influences CT image and PET SUV. Methods: The equipment used is a Biograph Positron Emission Tomography (PET) Scanner (CT type: TRCT-240-130 (WCT-240-130)) of Siemens company. For the evaluation of exposure dose of a patient, we measured radiation quantities using a PTW-DIADOS 11003/1383, which is a CT radiation measurement instrument used by Siemens. We measured and analyzed the space resolutions of CT images caused by the change of pitches using an AAPM Standard Phantom in order to see how the adjustment of pitches influenced the CT images. In addition, in order to obtain SUVs caused by each change of pitches using a PET source made with a solid radioactive cylinder phantom, we confirmed whether the SUVs changed in the PET/CT images by calculating the SUVs of the fusion images caused by the change of pitches after obtaining CT and PET images and finishing the test. Results: 2slice CT scanner showed that radiation quantities largely dropped when pitches ranged from 0.7 to 1.3 and that the reduction of radiation quantities were smaller when pitches ranged from 1.5 to 1.9. That is, we found that the bigger pitch values are the smaller the radiation quantities of a patient are. Moreover, we realized that there is no change of SUVs caused by the increase of pitches and that pitch values do not influence PET SUVs and the quality of CT images. It is judged that using 1.5 as a pitch value contributes to the reduction of exposure dose of a patient as long as there is no problem in the quality of an image. Conclusions: When seeing the result of the research, hospital using a PET/CT should make an effort to reduce the exposure dose of a patient seeking pitch values appropriate for their hospital within the range in which there is no image distortion and PET SUVs are not influenced from pitches. We think that the research can apply to all multi-detectors having a CT scanner and that such a research will be needed for other equipments in the future.

팬텀을 이용한 소아 PET/CT 검사 시 감쇄보정 CT 선량과 영상 평가

반영각,김정열,박훈희,강천구,임한상,이창호,Bahn, Young-Kag,Kim, Jung-Yul,Park, Hoon-Hee,Kang, Chun-Goo,Lim, Han-Sang,Lee, Chang-Ho 대한핵의학기술학회 2011 핵의학 기술 Vol.15 No.2

최근 PET/CT 검사는 성인 암환자뿐만 아니라 소아 암환자에게도 많이 적용하고 있다. 그러나 소아 환자의 경우 성인에 비하여 방사성 감수성이 높아 피폭선량의 관리를 필요로 하고 있다. 그러므로 본 저자는 팬텀을 이용하여 소아 PET/CT 검사 시 감쇄보정 CT 선량과 영상을 평가하였다. 3대의 PET/CT 장비 (Discovery STe, BiographTruepoint 40, Discovery 600)로 소아 사이즈의 아크릴 팬텀과 이온 챔버 선량계 (Unfous Xi CT, Sweden)를 이용하여 CT 영상획득 조건 (10, 20, 40, 80, 100, 160 mA; 80, 100, 120, 140 kVp)을 변화시켜 심부선량과 $CTDI_{vol}$ 값을 평가하였다. 그리고 NEMA PET Phantom$^{TM}$을 이용하여 같은 CT 조건으로 PET 영상을 획득하여 감쇄보정 된 각 PET 영상을 SUV 값과 신호 대 잡음 비로 평가하였다. 심부선량은 일반적으로 소아복부 CT 조건 (100 kVp, 100 mA) 보다 최소 CT 조건 (80 kVp, 10 mA)에서의 심부선량은 약 92% 감소 되었고, $CTDI_{vol}$ 값은 약 88% 감소되었다. 각 CT 조건에 따라 감쇄 보정된 PET 영상은 SUV 값에 변화가 없었고, 신호 대 잡음 비도 영향을 받지 않았다. 팬텀을 이용한 소아 PET/CT 실험시 최저 선량 CT 조건 (80 kVp, 10 mA) 을 적용하여 감쇄보정을 진행한 PET 영상에는 영향 없었다. 소아 환자의 PET/CT 검사 시 CT 의 진단이 필요 없는 PET 영상만을 획득하고자 한다면, 소아 환자의 신체에 적절히 적용한 최저선량 CT 을 감쇄보정을 하여, 유효 선량을 성인에 비하여 약 90% 이상 감소시켜 피폭 선량 저감에 도움이 될 것이다. Purpose: To evaluate the dosimetry and image of very low does CT attenuation correction for phantom using pediatric PET/CT. Materials and methods: three PET / CT scanners (Discovery STe, BiographTruepoint 40, Discovery 600) as a child-size acrylic phantom and ion chamber dosimeter (Unfous Xi CT, Sweden) using a CT image acquisition parameters (10, 20, 40, 80, 100, 160 mA; 80, 100, 120, 140 kVp) by varying the depth dose and evaluate $CTDI_{vol}$ value. And each attenuation corrected PET/CT images used NEMA PET Phantom$^{TM}$ (NU2-1994) was evaluated by SUV. Results: Abdominal diagnosis CT dose in general pediatric (about 10 ages) parameter (100 kVp, 100 mA) than very low dose CT parameter (80 kVp, 10 mA) at the depth dose was reduced approximately 92%, $CTDI_{vol}$ was reduced to about 88%. Each CT attenuation corrected parameters PET images showed no change in the value of SUV. Conclusion: for pediatric patients, PET/CT scan can be obtained with very low dose attenuation correction CT (80 kVp, 10 mA), and such attenuation correction CT dose was reduced 100 fold than diagnosis CT dose. PET / CT scan used very low dose CT attenuation correction in pediatric patients can be helpful in reducing radiation dose.

PET/CT 검사에서 호흡법에 따른 PET과 CT 영상의 정합오차

김상언,곽동우,박현수,방성애,박영재,이인원,Kim, Sang Un,Kwak, Dong Woo,Park, Hyeon Soo,Bang, Seong Ae,Park, Yeong Jae,LEE, In Won 대한핵의학기술학회 2013 핵의학 기술 Vol.17 No.1

PET/CT 검사에서 피검자의 호흡에 의한 움직임은 PET과 CT의 정합오차를 유발하여 영상의 질 저하와 판독의 정확도를 떨어뜨리는 원인이 된다. PET/CT 검사에서 CT 영상 획득 시 자유호흡과 호기 시 잠시 멈춤 상태에서 획득하는 두 가지 호흡법을 이용하여 각 호흡법이 PET과 CT 영상의 정합결과에 끼치는 영향을 평가하였다. 환자 200명을 대상으로 두 집단으로 나누어 CT 영상 획득 시 평소대로 호흡하거나 호기 시 멈추도록 지도하였다. PET과 CT가 정합된 전신영상 관상단면에서 횡경막-간 경계의 정합오차를 길이로 측정하였으며 각 호흡법에 따른 성별, 연령, 상병의 정합오차를 비교하였다. 자유호흡과 호기 시 잠시 멈춤 상태에서 정합오차의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 호흡법에 따른 정합차이가 99%이상이 5 mm이하였다. 호흡법, 연령, 상병에 따른 정합오차의 차이가 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 본 연구를 통하여 PET/CT 검사시 호흡법에 의한 PET와 CT영상의 정합차이가 없음을 증명하였다. 호흡에 의한 motion artifact를 줄이기 위해서는 더 많은 연구가 진행되어야 할 것이다. Purpose : This study evaluated the effects of breathing protocols on matching results of PET and CT images using two breathing protocols such as free breathing and acquisition in holding the breathing after the normal expiration in acquiring CT images. Materials and Methods: Whole body FDG PET and CT images of 200 patients (mean age: 58 (range 20~84), 103 males and 97 females) using Discovery VCT (GE Healthcare, Milwaukee, USA). When taking CT images, subjects were asked to breathe freely (free breathing, n=100) or hold the breathing after the normal expiration (Hold, n=100). In the whole body image coronal section where PET and CT were matched, the matched error of the boundary between diaphragm and liver was measured in length. The matched errors were compared according to breathing protocol by age, sex and disease. The verification of statistical significance was made by SPSS 15.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) via one way ANOVA. Results: The matched error in all was 0.87 mm. According to breathing protocol, there was no significant difference in matched error as1.01 mm in free breathing and as 0.73 mm in hold breathing (p=.688). The matched error according to sex did not show significant difference as 1.08 mm of males, and 0.93 mm of females in free breathing (p=.517). In hold breathing, there was no significant difference as 0.79 mm of males and 0.66 mm of females (p=.738). There was no significant difference in matched error by age between free breathing and hold breathing (free breathing (p=.728), hold (p=.465). There was no significant difference in matched error by disease between free breathing and hold breathing (free breathing (p=.197), hold (p=.518) Conclusion: The difference in matched error between free breathing and hold breathing was less than 5 mm at 99%. There was no statistically significant difference in matched error by breathing protocol, age and disease. It was proved that there was no difference in matched error between PET and CT images according to breathing protocol during PET/CT scan.