PET/CT 검사 시 움직임 보정 기법의 유용성 평가 = The Correction Effect of Motion Artifacts in PET/CT Image using System

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 의료기관에서 방사성동위원소를 이용하여 암을 비롯한 여러 질환을 검사하는 PET/CT 검사에서 환자의 움직임으로 인한 영상의 질 저하와 판독 오류를 발생할 수 있는 점을 보완하기 위해 AI 기반의 Algorithm을 이용하여 개발한 Mothion Free 소프트웨어를 이용하여 호흡으로 인한 움직임의 보정 정도를 확인하고 유용성을 평가하여 임상에서의 적용을 위한 연구를 하였다. 실험 방법은 RPM Phantom을 사용하여 방사성동위원소 18F-FDG를 진공 바이알과 서로 다른 크기 NEMA IEC body Phantom의 sphere에 방사성동위원소를 주입하고 이것의 움직임을 호흡 시 움직이는 병소로 연출하여 영상을 획득하였다. 진공 바이알은 서로 다른 위치에서 움직임 정도를 다르게 하였고, 서로 다른 크기 NEMA IEC body Phantom의 sphere는 서로 다른 병소의 크기를 연출 하였다. 획득한 영상을 통하여 병소의 체적, 최대 SUV, 평균 SUV를 각각 측정하여 Mothion Free가 움직임 보정 정도를 정량적 평가를 하였다. 움직임 정도를 크게 설정한 진공 바이알 A의 평균 SUV는 23.36 %, 움직임 정도를 작게 설정한 진공 바이알 B는 29.3 % 오차율이 감소하였다. NEMA IEC body Phantom의 sphere 37 mm, 22 mm에서의 평균 SUV는 각각 29.3 %, 26.51 % 오차율이 감소하였다. 오차율을 산출한 네 가지 측정치의 평균 오차율 30.03 % 감소하여 보다 정확한 평균 SUV 값을 나타내었다. 이 연구에서는 2차원적인 움직임 만을 연출할 수 있었기에 보다 정확한 데이터를 얻기 위해서는 실제 인체의 호흡 운동을 구현할 수 있는 Phantom을 이용하고, 움직임의 범위의 다양성을 구성한다면 보다 정확한 유용성 평가를 할 수 있다고 연구된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, an AI-based algorithm was developed to prevent image quality deterioration and reading errors due to patient movement in PET/CT examinations that use radioisotopes in medical institutions to test cancer and other diseases. Using the Mothion Free software developed using, we checked the degree of correction of movement due to breathing, evaluated its usefulness, and conducted a study for clinical application. The experimental method was to use an RPM Phantom to inject the radioisotope 18F-FDG into a vacuum vial and a sphere of a NEMA IEC body Phantom of different sizes, and to produce images by directing the movement of the radioisotope into a moving lesion during respiration. The vacuum vial had different degrees of movement at different positions, and the spheres of the NEMA IEC body Phantom of different sizes produced different sizes of lesions. Through the acquired images, the lesion volume, maximum SUV, and average SUV were each measured to quantitatively evaluate the degree of motion correction by Motion Free. The average SUV of vacuum vial A, with a large degree of movement, was reduced by 23.36 %, and the error rate of vacuum vial B, with a small degree of movement, was reduced by 29.3 %. The average SUV error rate at the sphere 37mm and 22mm of the NEMA IEC body Phantom was reduced by 29.3 % and 26.51 %, respectively. The average error rate of the four measurements from which the error rate was calculated decreased by 30.03 %, indicating a more accurate average SUV value. In this study, only two-dimensional movements could be produced, so in order to obtain more accurate data, a Phantom that can embody the actual breathing movement of the human body was used, and if the diversity of the range of movement was configured, a more accurate evaluation of usability could be made.