Abstract
Consecutive brain 〔Tc-99m〕ECD SPECT studies before and after acetazolamide (Diamox) administration have been performed with patients for the evaluation of cerebrovascular hemodynamic reserve. However, the quantitaitve potential of SPECT Diamox imaging is limited as a result of degrading fractors such as finite detector resolution, attenuation, scatter, poor counting statistics, and methods of data analysis. Making physical measurements in phantoms filled with known amounts of radioactivity can help characterize and potentially quantify the sensitivities. However, it is often very difficult to make a realistic phantom simulating patients in clinical situations. By computer simulation, we studied the sensitivities of ECD SPECT before and after Diamox administration. The sensitivity is defined as ($\Delta$N/N)/($\Delta$S/S)$\times$100％, where $\Delta$N denotes the differences in mean counts between post-and pre-Diamox in the measured data, N denotes the mean counts before Diamox in the measure data, $\Delta$S denotes the differences in mean counts between post-and pre-Diamox in the model, and S denotes the mean counts before Diamox in the model. In clinical Diamox studies, the percentage changes of radioactivity could be determined to measure changes in radioactivity concentration by Diamox after subtracting pre-from post-Diamox data. However, the optimal amount of subtraction for 100％ sensitivity is not known since this requires a thorough sensitivity analysis by computer simulation. For consecutive brain SPECT imaging model before and after Diamox, when 30％ increased radioactivity concentrations were assingned for Diamox effect in model, the sensitivities were measured as 51.03, 73.4, 94.00, 130.74％ for 0, 100, 150, 200％ subtraction, respectively. Sensitivity analysis indicated that the partial voluming effects due to finite detector resolution and statistical noise result in a significant underestimation of radioactivity measurements and the amount of underestimation depends on the. ％ increase of radioactivity concentration and ％ subtraction of pre-from post-Diamox data. The 150％ subtraction appears to be optimal in clinical situations where we expect approximately 30％ changes in radioactivity concentration. The computer simulation may be a powerful technique to study sensitivities of ECD SPECT before and after Diamox administration.
Acetazolamide (Diamox) 사용전후 〔Tc-99m〕ECD SPECT를 이용한 연속 뇌촬영은 뇌혈관의 혈역학 예비를 평가하기 위하여 사용되고 있다. 그러나 SPECT Diamox 영상의 정량적 평가 가능성은 검출기의 해상도, 감쇄, 산란, 노이즈, 그리고 데이타 분석 방법들에 의해 제한되고 있다. 알고 있는 양의 방사능을 채운 팬텀을 측정함으로써 민감도를 측정하거나 또는 분석할 수도 있다. 그러나 임상환경에서 환자를 시뮬레이션하는 현실성 있는 팬텀을 만드는 것은 매우 어렵다. Diamox 사용전후 ECD SPECT의 민감도가 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 측정되었다. 민감도는 ($\Delta$N/N)/($\Delta$S/S)$\times$100%로 정의되고 $\Delta$N 은 측정된 데이타에서 Diamox 사용후와 사용전의 평균값 차이이고, $\Delta$N은 측정된 데이타에서 Diamox 사용전 평균값이고, $\Delta$S 는 모형에서 Diamox 사용후와 사용전의 평균값이고, S는 모형에서 Diamox 사용전 평균값이었다. Diamox를 이용한 임상연구에서는 Diamox 후에서 Diamox 전 데이타를 감산한 후 Diamox 에 의한 방사능 양의 변화를 측정함으로써 방사능의 변화율이 결정 될 수 있다. 그러나 100% 민감도를 위한 최적의 감산 양은 알려져 있지 않고 이것은 컴퓨터 시뮬레이션을 이용 철저한 민감도 분석을 요한다. Diamox 사용전후 연속 뇌 SPECT 영상 모형을 위하여 30% 증가된 방사능 양을 Diamox 영향으로 했을때 민감도는 0, 100, 150, 200% 감산에 대해 각각 51.03, 73.40, 94.00, 130.74%로 측정되었다. 민감도분석은 검출기의 해상도에 의한부분용적 효과와 통계적 노이즈는 방사능측정의 과소 평가가 된다는 것을 보였고 과소 평가 되는 양은 방사능 양이 몇 % 증가했는가 또는 Diamox 후 데이타에서 Diamox 전 데이타를 몇 % 감산 했는가에 의존된다는 것을 보였다. 임상에서 방사능 양의 변화가 약 30% 라 기대했을때 150%의 감산이 최적인 것으로 나타났다. 컴퓨터 시뮬레이션은 Diamox 전후의 ECD SPECT 민감도를 연구하는데 매우 중한 기술로 생각된다.