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박상륜 북한연구소 1998 北韓 Vol.- No.321

상·하지 뼈 SEPCT/CT 검사에서 평판형 CT의 피폭저감 영향에 관한 고찰

김지현,박훈희,이주영,남궁식,손현수,박상륜,Kim, Ji-Hyeon,Park, Hoon-Hee,Lee, Juyoung,Nam-Kung, Sik,Son, Hyeon-Soo,Park, Sang-Ryoon 대한핵의학기술학회 2013 핵의학 기술 Vol.17 No.2

SPECT/CT의 수요가 늘면서 CT에 따른 복합적 진단정보에 대한 관심이 대두되고 있으며, 그 잠재적 성능가치에 대한 연구가 다양하게 진행 중이다. 하지만 그에 따른 CT 피폭 저감에 대한 연구는 미비한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 상 하지(extremity) 뼈 SPECT/CT 검사 시 평판형(flat-panel) CT에서의 피폭저감 영향에 대해 고찰하는데 목적을 두었다. 상 하지 뼈 SPECT/CT 검사 시 평판형과 나선형(helical) CT 간의 선량 조건에 따른 영상의 질, 피폭선량 비교를 위해 BrightView XCT (Philips Healthcare, Cleveland, USA)와 Briliance 16 CT (Philips, Healthcare, Cleveland, USA)를 적용하였다. AAPM CT phantom을 대상으로 노이즈(noise), 공간 분해능(spatial resolution)을 평가하였으며, 촬영 조건은 관전압 120 kVp로 고정하고, 관전류량(mAs)는 평판형 CT의 상 하지용 촬영 조건인 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 mA를 기준으로 산출된 mAs를 두 장비에 동일 적용하였다. 각 조건별 동일 촬영거리 내에서 DLP (dose-length product)값을 산출하였다. 또한 CT의 조건변화에 따라 SPECT 영상에 미치는 영향을 확인하기 위해 NEMA IEC body phantom으로 영상을 획득하고 %contrast를 확인하였다. 산출된 정보는 SPSS ver.18로 기술통계 분석 하였다. AAPM phantom에서는 mAs의 증가에 따라 노이즈는 감소하였고, 평판형 CT가 나선형 CT보다 노이즈가 낮았으며, 그 차이는 저선량의 조건일수록 증가하였다. 분해능 평가에서 두 장비 모두 0.75 mm까지 육안으로 식별 가능하였고, 평판형 CT의 경우 선량조건(mA)의 증가에 따라 DLP값이 54-216 mGy cm까지 증가하였으며, 나선형 CT의 경우 177-709 mGy cm로 증가하였다. NEMA IEC body phantom에서는 CT 촬영 조건 변화에 따른 동일한 크기의 구(sphere)에서 측정한 결과 %contrast는 일정한 값을 유지하였다. 동일한 조건을 적용한 평판형과 나선형 CT 간의 선량 조건 변화에 따른 영상의 질은 큰 차이를 보이지 않았으며, 충분한 피폭저감의 효과를 얻을 수 있었다. 또한 SPECT 영상의 %contrast 분석을 통해 영상의 질이 유지되는 것을 확인하였다. 그러므로 촬영범위가 넓지 않고 고분해능을 요구하는 상 하지 뼈 SPECT/CT 검사에서 평판형 CT를 적용하는 것이, 나선형 CT에 비해 낮은 선량조건을 적용함에도 불구하고 유사한 영상의 질을 기대할 수 있다. 또한 이를 통해 실제 임상에서 불필요한 피폭선량 저감에 도움이 되리라 사료된다. Purpose: With the demand of SPECT/CT increasing, the interest in complex diagnostic information of CT is rising along with the expansion of various studies on potential performance value. But the study on reduction of exposure dose generated by CT is not being conducted enough. Therefore, in this study, the goal is to identify how much dose reduction exists when performing the extremity bone SPECT/CT using the flat-panel CT. Materials and Methods: The extremity bone SPECT/CT was performed with two equipments -BrightView XCT (Philips Healthcare, Cleveland, USA) and Brilliance 16 CT (Philips Healthcare, Cleveland, USA)-to identify the exposed dose and image quality resulted by changing scan parameter (mAs) applying for both equipment respectively. The noise value of image and spatial resolution were measured with AAPM CT phantom. Tube voltage (kVp) was fixed to 120 kVp, tube current (mAs) calculated at different mA (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) was applied to both equipments respectively. DLP (dose length product) were calculated at the same distance at respective mAs. Also, we acquired images and % contrast with NEMA IEC body phantom to confirm the effect on image. The output of statistics was analyzed by SPSS ver.18. Results: Regarding AAPM phantom, the noise decreased as the tube current (mAs) increased and flat-panel had less noise than Helical CT. This difference increased at lower dose exposure. As to the evaluation of spatial resolution, we can differentiate the space up to 0.75 mm with both equipments. With scan parameter (mA) growing, the value of DLP increased up to 54-216 mGy cm at flat-panel CT and up to 177-709 mGy cm at Helical CT. Regarding NEMA IEC body phantom, same sphere with varied parameter (mA) shows that similar results. Conclusion: There is no significant differences of image quality in both flat-panel and Helical CT when the scan parameter (mA) is changed respectively. Moreover, we can identify the reduction of exposure dose and confirm %contrast analysis value with maintaining image quality. Therefore, at the extremity bone SPECT/CT requiring high spital resolution without the wide ROI, the flat-panel CT is considered to be more useful and it expected to result in the similar image quality with lower exposure dose compared to Helical CT. Additionally, through this study, we expect to help the reduction of the unnecessary exposure dose.

척추 뼈 SPECT/CT검사에서 경피적 척추성형술 시행 환자의 골 시멘트로 인한 인공물과 CT보정방법의 유용성 평가

김지현,박훈희,이주영,남궁식,손현수,박상륜,Kim, Ji-Hyeon,Park, Hoon-Hee,Lee, Juyoung,Nam-Kung, Sik,Son, Hyeon-Soo,Park, Sang-Ryoon 대한핵의학기술학회 2014 핵의학 기술 Vol.18 No.1

인구의 고령화와 함께 골다공증성 척추압박골절 환자의 발병률은 매년 증가하는 추세이며 경피적 척추성형(percutaneous vertebroplasty, PVP)은 가장 많이 시행되는 표준화된 치료 방법이다. 시술 전 후의 정확한 진단평가에 있어 SPECT/CT 검사의 유용성이 우수하다는 연구 보고가 있으나 시술에 사용되는 골 시멘트(bone cement) 물질은 CT 영상에서 인공물(artifact)을 생성하여 영상품질에 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 골 시멘트가 SPECT/CT 영상에 미치는 영향을 평가하는 데 목적을 두었다. NEMA-1994 팬텀(phantom)에 배후방사능(3.6 kBq/ml), 열소(29.6 kBq/ml), 냉소(물)를 설정한 후 각 원통(cylinder)에 모형 시멘트를 삽입하여 영상 획득하였다. Astonish (Iterative: 4, Subset: 16)으로 재구성하였고, CT 보정 방법은 비감쇠보정(NAC), 감쇠보정(AC+SC-), 감쇠 및 산란보정(AC+SC+) 3가지 방법을 사용하였다. 각각의 보정방법에 따른 평균계수와 시멘트물질의 유 무에 따른 계수 변화율을 비교하고 대조도 회복 계수(contrast recovery coefficient, CRC)를 구했다. 또한, 압박골절 진단을 받은 환자 107명 중 PVP를 시행한 20명을 선별하여 추체를 골절, 정상, 시멘트로 나누고 연조직(척추기립근)을 포함 4곳의 평균 계수를 측정한 후, 뼈/연조직 간 계수 비(bone/soft tissue ratio, B/S ratio)을 구했다. NAC를 기준으로 AC+SC-, AC+SC+의 평균계수는 증가하였고, AC+SC-의 평균계수가 가장 높았으며, AC+SC+는 AC+SC-에 비해 상대적으로 낮았다. 시멘트 물질의 유 무에 따른 평균계수는 시멘트가 존재할 때 NAC, AC+SC-, AC+SC+에 따라 팬텀의 열소에서 12.4%, 6.5%, 1.5%, 냉소 75.2%, 85.4%, 102.9%, 배후방사능 13.6%, 18.2%, 9.1%, 임상영상의 골절부에서 33.1%, 41.4%, 63.5%, 정상부 53.1%, 61.6%, 67.7%, 연조직 10.0%, 4.7%, 3.6%의 증가율을 보였다. 반면 원통 내부의 시멘트 인접부에서 상대적 계수감소를 확인할 수 있었고, 병소에 대한 팬텀영상과 임상영상간의 계수 증가율은 상반된 양상을 보였다. 대조도 비를 나타내는 CRC와 B/S ratio는 NAC, AC+SC-, AC+SC+순으로 향상되었고, 팬텀의 냉소에서는 큰 변화 없이 일정하였다. 정량적 계수는 AC+SC-가, 대조도 비는 AC+SC+가 가장 높게 분석되었다. PVP 시행 환자의 척추 뼈 SPECT/CT 검사에서 AC+SC- 의 사용은 영상계수를 대폭 향상시켜 특히 병소의 농도가 높은 영상을 얻는 반면에 골 시멘트의 영향과 함께, 연부조직 및 산란영역의 영상잡음 계수까지 증가시키므로 대조도비를 향상시키는 AC+SC+의 적용을 병행한다면 임상진단에 유용할 것으로 사료된다. Purpose: With the aging of the population, the attack rate of osteoporotic vertebral compression fracture is in the increasing trend, and percutaneous vertebroplasty (PVP) is the most commonly performed standardized treatment. Although there is a research report of the excellence of usefulness of the SPECT/CT examination in terns of the exact diagnosis before and after the procedure, the bone cement material used in the procedure influences the image quality by forming an artifact in the CT image. Therefore, the objective of the research lies on evaluating the effect the bone cement gives to a SPECT/CT image. Materials and Methods: The images were acquired by inserting a model cement to each cylinder, after setting the background (3.6 kBq/mL), hot cylinder (29.6 kBq/mL) and cold cylinder (water) to the NEMA-1994 phantom. It was reconstructed with Astonish (Iterative: 4 Subset: 16), and non attenuation correction (NAC), attenuation correction (AC+SC-) and attenuation and scatter correction (AC+SC+) were used for the CT correction method. The mean count by each correction method and the count change ratio by the existence of the cement material were compared and the contrast recovery coefficient (CRC) was obtained. Additionally, the bone/soft tissue ratio (B/S ratio) was obtained after measuring the mean count of the 4 places including the soft tissue(spine erector muscle) after dividing the vertebral body into fracture region, normal region and cement by selecting the 20 patients those have performed PVP from the 107 patients diagnosed of compression fracture. Results: The mean count by the existence of a cement material showed the rate of increase of 12.4%, 6.5%, 1.5% at the hot cylinder of the phantom by NAC, AC+SC- and AC+SC+ when cement existed, 75.2%, 85.4%, 102.9% at the cold cylinder, 13.6%, 18.2%, 9.1% at the background, 33.1%, 41.4%, 63.5% at the fracture region of the clinical image, 53.1%, 61.6%, 67.7% at the normal region and 10.0%, 4.7%, 3.6% at the soft tissue. Meanwhile, a relative count reduction could be verified at the cement adjacent part at the inside of the cylinder, and the phantom image on the lesion and the count increase ratio of the clinical image showed a contrary phase. CRC implying the contrast ratio and B/S ratio was improved in the order of NAC, AC+SC-, AC+SC+, and was constant without a big change in the cold cylinder of the phantom. AC+SC- for the quantitative count, and AC+SC+ for the contrast ratio was analyzed to be the highest. Conclusion: It is considered to be useful in a clinical diagnosis if the application of AC+SC+ that improves the contrast ratio is combined, as it increases the noise count of the soft tissue and the scatter region as well along with the effect of the bone cement in contrast to the fact that the use of AC+SC- in the spine SPECT/CT examination of a PVP performed patient drastically increases the image count and enables a high density of image of the lesion(fracture).