Flangeless Esser PET Phantom 영상 자동 분석 프로그램의 유용성 평가

남궁창경,남기표,김경식,김정선,임기천,신상기,조시만,동경래,NamGung, Chang-Kyeong,Nam, Ki-Pyo,Kim, Kyeong-Sik,Kim, Jeong-Seon,Lim, Ki-Cheon,Shin, Sang-Ki,Cho, Shee-Man,Dong, Kyung-Rae 대한핵의학기술학회 2009 핵의학 기술 Vol.13 No.1

Purpose: ACR (American College of Radiology) offers variable parameters to PET/CT quality control by using ACR Phantom. ACR Phantom was made to evaluate parameters which are uniformity, attenuation, scatter, contrast and resolution. Manual analysis method wasn't good for the use of QC because values of parameter were changed as it may user and it takes long time to analysis. Ki-Chun Lim, a nuclear scientist in AMC, developed program that automatically analysis values of parameter by using ACR Phantom to overcome above problems. In this study, we evaluated automatic analysis program's usability, through the comparing SUV of each method, reproducibility of SUV when repeated analysis and the time required. Materials and Methods: Using Flangeless Esser PET Phantom, the ideal ratio of 4 : 1 hot cylinder and BKG but it actually showed a ratio of 3.89 to 1 hot cylinder and BKG. SIEMENS Biograph True Point 40 was used in this study. We obtained images using ACR phantom at Fusion WB PET Scan condition (2 min/bed) and 120 kV, 100 mAs CT condition. Using True X method, 3 iterations, 14 subsets, Gaussian filter, FWHM 4 mm and Zoom Factor 1.0, $168{\times}168$ image size. We obtained Max. & Min. SUV and SUV Mean values at Cylinder (8, 12, 16, 25 mm, Air, Bone, Water, BKG) by automatic program and obtained SUV by manual method. After that, we compared manual and automatic method. we estimate the time required from opened the image data to final work sheet was completed. Results: Automatic program always showed same result and same the time required. At 8, 12, 16 and 25 m cylinder, manual method showed 6.69, 3.46, 2.59, 1.24 CV values. The larger cylinder size became, the smaller CV became. In manual method, bone, air, water's CV were over 9.9 except BKG (2.32). Obtained CV of Mean SUV showed BKG was low (0.85) and bone was high (7.52). The time required was 45 second, 882 second respectably. Conclusions: As a result of difference automatic method and manual method, automatic method showed always same result, manual method showed that the smaller hot cylinders became, the lager CV became. Hot cylinders mean region size, the smaller hot cylinder size becomes we had some trouble in doing ROI poison setting. And it means increase in variation of SUV. The Study showed the time required of automatic method was shorten then manual method.

PET 검사에서 Iterative 재구성 방법과 True X 재구성 방법에 따른 영상의 균일성 및 대조도 비교 평가

최재민,남궁창경,박승용,남기표,임기천,Choi, Jae-Min,NamKung, Chang-Kyeong,Park, Seung-Yong,Nam, Ki-Pyo,Lim, Ki-Cheon 대한핵의학기술학회 2009 핵의학 기술 Vol.13 No.1

목적 : 최근 기존의 PET 영상에 비하여 신호 대 잡음비를 높이고, 전체 가시영역에서 우수한 공간분해능을 보이는 새로운 영상 재구성 방법이 소개되었다. 본 연구는 Siemens PET/CT장비에 새롭게 적용된 True X 재구성 방법의 임상적용에 대한 유용성 평가를 위해 현재 일반적으로 사용되고 있는 Iterative 재구성 방법과의 차이를 모형시험을 통해 영상의 균일성과 대조도를 비교 평가하였다. 실험재료 및 방법 : 본 연구를 위한 모형의 제작은 열소와 배후방사능의 비율이 4:1이 되도록 F-18을 물에 혼합하여 모형에 채웠다. 영상의 획득시간은 Bed당 2분으로 하였고 영상의 재구성 조건은 Iteration은 2,3 Subset은 14로 변경하여 재구성하였다. 재구성 방법의 차이에 따른 영상의 균일성을 평가하기 위해 Iterative와 True X로 재구성한 영상에 각각 관심 영역을 설정하여 관심영역의 변이 계수를 측정 비교하였고, 대조도 평가는 열소와 배후방사능에 관심영역을 설정하여 평균섭취 계수를 측정 비교하였다. 결과 : 균일성을 평가하기 위한 변이계수는 Iterative, 2 Iteration 14 Subset에서 13.84%, 3 Iteration 14 Subset에서는 19.04%로 측정되었다. True X, 2 Iteration 14 Subset에서 6.06%, 3 Iteration 14 Subset에서는 10.76%로 측정되었다. 대조도 평가에서 재구성 방법을 Iterative, 2 Iteration, 14 Subset으로 설정했을 때 열소의 크기 25, 16, 12, 8 mm에서 평균섭취 계수비는 각각 3.08:1, 2.89:1, 2.32:1, 1.66:1로 나타났고 평균치는 2.458:1이였다. True X에서는 25, 16, 12, 8 mm에서 각각 3.65:1, 3.53:1, 2.7:1, 1.66:1이였고 평균값은 2.882:1로 나타났다. 재구성 조건을 3Iteration, 14 Subset으로 변경하였을 때 Iterative에서는 25, 16, 12, 8 mm에서 각각 3.08:1, 2.90:1, 2.47:1, 1.87:1로 평균치는 2.596:1이였고 True X는 25, 16, 12, 8 mm에서 각각 3.5:1, 3.45:1, 2.93:1, 1.83:1로 평균 비율은 3.33:1이였다. 결론 : 균일성 비교 평가에서 True X와 Iterative 재구성 방법 모두 2 Iteration, 14 Subset이 3 Iteration, 14 Subset 보다 균일한 영상을 형성하였으며, 전반적으로 True X가 Iterative 재구성 방법보다 균일성이 고르게 나타났다. 대조도는 Iterative 재구성 방법, True X 모두 3 Iteration, 14 Subset에서 2 Iteration, 14 Subset보다 실제와 가까운 평균섭취 계수비를 나타냈다. 그러나 이러한 데이터는 모형만을 이용한 방법이므로 실제 임상에서 가장 정확하고 유용한 진단적 정보를 제공하기 위한 연구를 더 해야 하며, 임상 검사에 맞는 최적의 Iteration과 Subset 조건을 찾아야 할 필요성이 있다고 사료된다. Objective: In this study, the differences between two reconstruction methods were analyzed by comparing image uniformity and contrast according to Iteration and Subset, which were altered through the Iterative method and True X method, used in Siemens' PET/CT studies. Methods: The Phantom images were obtained by exposure for two minutes per one bed. To determine the image uniformity, the Coefficient of variance was used. Also, in order to compare the contrast value, we measured and analyzed the ratio of the SUV mean of Phantom image's hot spheres and the background. Results: Under the same reconstruction conditions (Iteration and Subset) of CV, the Iterative method was higher than the True X method. In the comparison of the SUV mean ratio of the background and hot sphere, the True X method had a closer rate than the Iterative method. Conclusion: The newly developed True X reconstruction method is better than the previously used Iterative method in terms of uniformity and contrast. However, the date for this study was only obtained using the Phantom device. In order to obtain more accurate and useful information from the experiment, further research should be conducted. Also, it is necessary to find the appropriate standards for Iteration and Subset for further experimentation.

$^{18}F$-FDG를 이용한 전신 PET 검사에서 혈당 측정 검사지의 정확한 사용에 따른 혈당 수치의 차이 분석

박순기,이남기,남궁창경,정우영,Park, Soon-Ki,Lee, Nam-Ki,NamGung, Chang-Kyung,Jung, Woo-Young 대한핵의학기술학회 2010 핵의학 기술 Vol.14 No.2

Purpose: $^{18}F$-FDG wholebody PET is to evaluate the tumor using glucose metabolism. The blood glucose level is important factor that affects on a result of examination. High glucose levels may interfere with tumor targeting due to competitive inhibition of FDG uptake by D-glucose. The blood glucose level measurement test strips used in the blood glucose measurement are classified into the capillary blood measurement test strips and general purpose measurement test strips that can measure the venous blood and capillary blood altogether depends on cases. The purpose of the study was to compare the blood glucose measurements between simultaneously obtained capillary and venous blood samples using the capillary blood measurement test strips, general purpose measurement test strips. Materials and Methods: A total of 46 subjects (32 males, 14 females) with a mean age of $57.3{\pm}12.3$ years were enrolled. The blood glucose estimation was performed with a Optium Xceed Glucometer (Abbott). Simultaneous capillary and venous blood samples were obtained from each subject. The blood glucose levels were measured using the capillary blood measurement test strips and general purpose measurement test strips. The capillary and venous measurements were compared using a pared t-test. Results: The mean capillary and venous glucose values using the general purpose measurement test strips were $95.2{\pm}12.4$ mg/dL and $104.1{\pm}14.4$ mg/dL, giving a statistically significant difference (p<0.001) between the mean values for the capillary and venous glucose samples (9.0 mg/dL; 95% confidence interval (CI) -11.2 to -6.7). The mean capillary and venous glucose values using the capillary blood measurement test strips were $91.5{\pm}13.6$ mg/dL and $108.6{\pm}16.2$ mg/dL, giving a statistically significant difference (p<0.001) between the mean values for the capillary and venous glucose samples (16.6 mg/dL; 95% CI -20.2 to -13.0). Conclusion: When measuring the blood glucose level before $^{18}F$-FDG PET examination, since the incorrect blood glucose level can be measured, it should note to measure the blood glucose level of the venous blood by the capillary blood measurement test strips. Therefore the measurement variation can be reduced to fulfill the standardized measurement procedure with the suitable measurement test strips, the preparation of the PET examination will be able to be clearly confirmed. In addition, the standardized procedure of the following measurement on the area which is same at all times the blood area in the blood glucose measurement among a capillary or a vein will be needed. $^{18}F$-FDG PET 검사는 포도당 대사를 이용하여 전신의 종양을 평가하는 검사로 전처치 과정에서 혈당 측정의 중요성이 매우 높다. 혈당 수치가 높은 상태에서 FDG를 투여하면 FDG와 혈중 포도당이 세포 내 흡수에 서로 경쟁하게 되고 종양으로의 FDG 섭취가 감소되어 정확한 검사가 되지 않을 가능성이 있다. 혈당 측정에 사용되는 혈당 측정 검사지는 경우에 따라 모세혈관혈 전용 측정 검사지와 모세혈관혈과 정맥혈을 모두 측정 가능한 범용 측정 검사지로 구분되어 있는데, 정확한 혈당 측정 검사지(스트립)의 사용에 따른 혈당 수치의 차이를 비교 분석 하였다. 연구 대상은 2010년 3월부터 4월까지 서울아산병원 핵의학과에서 $^{18}F$-FDG whole body PET 검사를 시행한 환자 중 46명(남자: 32명, 여자: 14명, 평균연령 $57.3{\pm}12.3$세) 을 연구의 대상으로 하였다. 실험기기는 Abbott사의 Optium Xceed혈당 측정기를 이용하였고, 모세혈관혈과 정맥혈을 모두 측정 가능한 범용 측정 검사지를 사용하여 동일 환자의 모세혈관혈과 정맥혈의 혈당 수치의 차이를 분석하였다. 또한, 모세혈관혈 전용 측정 검사지를 사용하여 동일 환자의 모세혈관혈과 정맥혈의 혈당 수치의 차이를 비교 분석하였다. 분석방법은 MINITAB 통계 프로그램을 이용하여 paired t-test 검정을 시행하였다. 모세혈관혈과 정맥혈을 모두 측정 가능한 범용 측정 검사지로 측정한 동일 환자의 모세혈관혈과 정맥혈의 혈당 수치는 각각$95.2{\pm}12.4$ mg/dL, $104.1{\pm}14.4$ mg/dL (t=8.0, p<0.001)로 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 모세혈관혈 전용 측정 검사지로 측정한 동일 환자의 모세혈관혈과 정맥혈의 혈당 수치는 각각 $91.5{\pm}13.6$ mg/dL, $108.1{\pm}16.2$ mg/dL (t=9.2, p<0.001)로 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 선행연구에 의하면 모세혈관혈과 정맥혈의 혈당 수치는 여러 가지 이유로 인해 차이가 있는 것으로 보고 되었고 본 연구의 결과도 유사한 차이를 확인하였다. $^{18}F$-FDG PET 검사 전에 혈당 수치를 측정할 때 모세혈관혈 전용 측정 검사지로 정맥혈의 혈당을 측정하는 것은 부정확한 혈당 수치를 측정할 수 있으므로 주의해야 할 것이다. 그러므로 적합한 측정 검사지와 규정된 측정절차를 이행하는 것이 측정 편차를 줄일 수 있어 PET 검사의 전처치를 보다 명확하게 확인할 수 있을 것이다. 또한, 혈당 측정 시에 혈액 채취 부위를 모세혈관 또는 정맥혈관 중에서 항상 동일한 부위에서 측정하는 등의 표준화 과정이 필요할 것이다.

PET 검사실 종사자의 업무 행위 별 방사선피폭 조사에 따른 피폭선량 저감화를 위한 연구

고현수,김호성,남궁창경,윤순상,송재혁,류재광,정우영,장정찬,Ko, Hyun Soo,Kim, Ho Sung,Nam-Kung, Chang Kyeoung,Yoon, Soon Sang,Song, Jae Hyuk,Ryu, Jae Kwang,Jung, Woo Young,Chang, Jung Chan 대한핵의학기술학회 2015 핵의학 기술 Vol.19 No.1

핵의학과 방사선 작업 종사자는 진단 방사선 발생장치를 사용하는 업무처럼 방사선원으로부터 완전히 격리 된 공간에서 근무하거나, 선원과의 거리를 멀게 유지하기가 쉽지 않다. 또한 종사자는 시행하고 있는 업무 행위에 대해 익숙해지고 오랫동안 업무를 하게 되면, 본인이 시행하고 있는 업무가 최적화 된 방법이라고 인식되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 방사성동위원소를 이용하는 환자 검사 및 정도 관리 행위마다 얼마만큼의 방사선피폭을 받는 지를 측정해보고, 개선 해야 할 업무 방법에 대해 모색하여 실제로 개선 하였을 경우 피폭 선량의 차이는 얼마나 되는지를 조사해 보고자 한다. PET 검사실에서 시행 되는 업무 형태를 행위 별로 장비 정도 관리, 주사, 영상획득, 기타 사항으로 크게 네 가지로 분류 하였다. 장비 정도 관리 업무 에서는 $^{68}Ge$ cylinder phantom을 이용한 일 별(Daily) 정도 관리 중 테이블을 직접 조종 하는 방법과 조종실에서 원격으로 조정하는 두 가지 방법으로, 주사 업무에서는 주사 전 안내와 주사 후 안내 두 가지 방법으로, 영상획득 업무에서는 환자 바로 옆에 있는 테이블 조종 버튼을 사용하는 방법과 멀리 떨어진 곳에서의 버튼을 사용하는 방법 두 가지로 나누어 실험하여 비교하였다. 행위 별 누적 피폭 선량을 측정하기 위해 시간 별 피폭 누적치(${\mu}Sv$) 측정이 가능한 Tracerco 사의 'PERSONAL ELECTRONIC DOSEMETER (PED)'를 사용하였다.$^{68}Ge$ cylinder phantom을 이용한 일 별정도 관리(Daily QC) 업무에서 테이블을 직접 조종 하는 경우에는 1회당 평균 $0.27{\pm}0.04{\mu}Sv$를, 조종실에서 원격으로 조정하는 경우에는 평균 $0.13{\pm}0.14{\mu}Sv$의 피폭을 받았다. 주사 업무에서는 주사 후 안내 시 한 명당 평균 $0.97{\pm}0.36{\mu}Sv$를, 주사 전 안내 시에는 $0.62{\pm}0.17{\mu}Sv$의 피폭을 받았다. 또한 영상획득 업무에서는 환자 바로 옆 테이블 조종 버튼 사용 시 한 명당 평균 $1.33{\pm}0.54{\mu}Sv$를, 멀리 떨어진 곳의 버튼 사용 시$0.94{\pm}0.50{\mu}Sv$의 피폭을 받았다. 이는 모두 통계적으로 유의 한 차이가 있었다(P<0.05). 실험을 통해 PET 검사의 업무 행위 별로 1회 시행 시 어느 정도의 피폭을 받는지를 평균적으로 확인 할 수 있었고, 행위 별로 업무 방식을 나누어 비교하여 얼마만큼의 피폭 차이가 발생하는지도 확인 하였다. 같은 업무라 하더라도 개인 성향이나 습관에 따라 업무 방식이 다를 수 있고, 피폭을 최소화 하기 위한 업무 방법이 어떤 것인지 인식하고 있음에도 그렇게 실천하지 않는 경우도 있다. 본 실험에서 비교한 업무 방법 이외에 더 추가적으로 피폭을 저감화 할 수 있는 방법을 더 모색한다면 PET 업무뿐 만 아니라 핵의학 검사에 있어 방사선 작업 종사자의 피폭을 최소화 할 수 있을 것으로 사료 된다. Purpose For nuclear medicine technologists, it is difficult to stay away from or to separate from radiation sources comparing with workers who are using radiation generating devices. Nuclear medicine technologists work is recognized as an optimized way when they are familiar with work practices. The aims of this study are to measure radiation exposure of technologists working in PET and to evaluate the occupational radiation dose after implementation of strategies to lower exposure. Materials and Methods We divided into four working types by QC for PET, injection, scan and etc. in PET scan procedure. In QC of PET, we compared the radiation exposure controlling next to $^{68}Ge$ cylinder phantom directly to controlling the table in console room remotely. In injection, we compared the radiation exposure guiding patient in waiting room before injection to after injection. In scan procedure of PET, we compared the radiation exposure moving the table using the control button located next to the patient to moving the table using the control button located in the far distance. PERSONAL ELECTRONIC DOSEMETER (PED), Tracerco$^{TM}$ was used for measuring exposed radiation doses. Results The average doses of exposed radiation were $0.27{\pm}0.04{\mu}Sv$ when controlling the table directly and $0.13{\pm}0.14{\mu}Sv$ when controlling the table remotely while performing QC. The average doses of exposed radiation were $0.97{\pm}0.36{\mu}Sv$ when guiding patient after injection and $0.62{\pm}0.17{\mu}Sv$ when guiding patient before injection. The average doses of exposed radiation were $1.33{\pm}0.54{\mu}Sv$ when using the control button located next to the patient and $0.94{\pm}0.50{\mu}Sv$ when using the control button located in far distance while acquiring image. As a result, there were statistically significant differences(P<0.05). Conclusion: From this study, we found that how much radiation doses technologists are exposed on average at each step of PET procedure while working in PET center and how we can reduce the occupational radiation dose after implementation of strategies to lower exposure. And if we make effort to seek any other methods to reduce technologist occupational radiation, we can minimize and optimize exposed radiation doses in department of nuclear medicine. Conclusion From this study, we found that how much radiation doses technologists are exposed on average at each step of PET procedure while working in PET center and how we can reduce the occupational radiation dose after implementation of strategies to lower exposure. And if we make effort to seek any other methods to reduce technologist occupational radiation, we can minimize and optimize exposed radiation doses in department of nuclear medicine.

The Influence of Iteration and Subset on True X Method in F-18-FPCIT Brain Imaging

최재민,김경식,남궁창경,남기표,임기천,Choi, Jae-Min,Kim, Kyung-Sik,NamGung, Chang-Kyeong,Nam, Ki-Pyo,Im, Ki-Cheon The Korean Society of Nuclear Medicine Technology 2010 핵의학 기술 Vol.14 No.1

F-18-FPCIT는 뇌 선조체에 주로 분포된 도파민 운반체에 강한 친화력을 보이며, 이는 파킨슨 씨 병의 진단에 유용한 진단적 정보를 제공한다. 본 연구에서는 iteration과 subset에 따른 영상의 변화를 관찰하고 적정한 iteration과 subset의 범위를 제안해 보고자 한다. 영상의 획득은 ACR 팬텀과 뇌 질환이 없는 정상인의 뇌 영상을 획득하였다. 정상인의 뇌영상은 F-18-FPCIT를 정맥주사 후 3시간째 획득하였으며, iteration과 subset의 조건을 5가지로 구분하여 영상을 재구성하였다. 영상의 분석은 동일한 위치에 같은 크기의 ROI를 그려 평균, 최대, 최소의 SUV를 측정하였고, 이를 바탕으로 표준편차, 변이계수를 계산하였다. 또한 팬텀영상에서는 각 조건별 열소와 냉소의 SUV를 비교하여 어떠한 조건에서 실제와 가장 비슷한 SUV ratio를 재현하는지 조사하였다. 위 실험에서 얻어진 값은 Spearman test를 통해 유의성을 유무를 판별하였다. 따라 SUV는 증가하였고 이러한 추세는 Spearman test에서 유의성을 나타내었다. 표준편차 역시 iteration, subset조건이 증가함에 따라 값의 증가를 보였다. 산출된 값들은 통계적으로 유의하였다. 팬텀 연구에서는 6 iteraions, 16 iterations 에서 실제와 가장 비슷한 SUV ratio를 재현하였다. 하지만 iteration, subset 조건별로 얻어진 SUV ratio들은 통계적으로 유의하지 않았다. Purpose: F-18-FPCIT that shows strong familiarity with DAT located at a neural terminal site offers diagnostic information about DAT density state in the region of the striatum especially Parkinson's disease. In this study, we altered the iteration and subset and measured SUV${\pm}$SD and Contrasts from phantom images which set up to specific iteration and subset. So, we are going to suggest the appropriate range of the iteration and subset. Materials and Methods: This study has been performed with 10 normal volunteers who don't have any history of Parkinson's disease or cerebral disease and Flangeless Esser PET Phantom from Data Spectrum Corporation. $5.3{\pm}0.2$ mCi of F-18-FPCIT was injected to the normal group and PET Phantom was assembled by ACR PET Phantom Instructions and it's actual ratio between hot spheres and background was 2.35 to 1. Brain and Phantom images were acquired after 3 hours from the time of the injection and images were acquired for ten minutes. Basically, SIEMENS Bio graph 40 True-point was used and True-X method was applied for image reconstruction method. The iteration and Subset were set to 2 iterations, 8 subsets, 3 iterations, 16 subsets, 6 iterations, 16 subsets, 8 iterations, 16 subsets and 8 iterations, 21 subsets respectively. To measure SUVs on the brain images, ROIs were drawn on the right Putamen. Also, Coefficient of variance (CV) was calculated to indicate the uniformity at each iteration and subset combinations. On the phantom study, we measured the actual ratio between hot spheres and back ground at each combinations. Same size's ROIs were drawn on the same slide and location. Results: Mean SUVs were 10.60, 12.83, 13.87, 13.98 and 13.5 at each combination. The range of fluctuation by sets were 22.36%, 10.34%, 1.1%, and 4.8% respectively. The range of fluctuation of mean SUV was lowest between 6 iterations 16 subsets and 8 iterations 16 subsets. CV showed 9.07%, 11.46%, 13.56%, 14.91% and 19.47% respectively. This means that the numerical value of the iteration and subset gets higher the image's uniformity gets worse. The range of fluctuation of CV by sets were 2.39, 2.1, 1.35, and 4.56. The range of fluctuation of uniformity was lowest between 6 iterations, 16 subsets and 8 iterations, 16 subsets. In the contrast test, it showed 1.92:1, 2.12:1, 2.10:1, 2.13:1 and 2.11:1 at each iteration and subset combinations. A Setting of 8 iterations and 16 subsets reappeared most close ratio between hot spheres and background. Conclusion: Findings on this study, SUVs and uniformity might be calculated differently caused by variable reconstruction parameters like filter or FWHM. Mean SUV and uniformity showed the lowest range of fluctuation at 6 iterations 16 subsets and 8 iterations 16 subsets. Also, 8 iterations 16 subsets showed the nearest hot sphere to background ratio compared with others. But it can not be concluded that only 6 iterations 16 subsets and 8 iterations 16 subsets can make right images for the clinical diagnosis. There might be more factors that can make better images. For more exact clinical diagnosis through the quantitative analysis of DAT density in the region of striatum we need to secure healthy people's quantitative values.