초록
목적 : Siemens사의 Flash 3D(Pixon(R) method, 3D OSEM)는 검사 시간을 단축하면서 재구성을 통해 영상의 질을 높일 수 있도록 개발된 소프트웨어 프로그램으로써 핵의학 단층 촬영 시 유용하게 적용되고 있는 영상처리기법이다. 그러나 감산된 영상을 Flash 3D로 재구성하여 시행하는 뇌 혈류 부하 검사 시에 영상 획득시간을 짧게 하여 검사를 시행하면 재구성된 감산 영상의 신호 대 잡음비가(SNR, signal to noise ratio) 기저 영상에 비해 낮아지는 문제점이 있었다. 감산 영상의 SNR을 높이기 위해 LEAP 검출기를 사용하였고, 뇌혈관의 해상력보다는 혈관 확장의 예민도에 더 중점을 두었다. 본 실험은 뇌혈관 부하 단층 촬영 시 LEAP 검출기의 적용 가능성을 확인하고, Flash 3D를 이용한 적정 수준의 재구성 매개 변수를 파악하는 데 목적이 있다. 실험재료 및 방법 : (1) 팬텀 평가: $^{99m}Tc$을 넣은 Hoffman 3D Brain $Phantom^{TM}$을 이용하였다. LEAP와 LEHR 검출기로 첫 번째 영상을(부하 영상에 해당) 획득하고 $^{99m}Tc$의 반감기인 6시간 후 동일한 방법으로 두 번째 영상을(기저 영상에 해당) 획득하였다. 또한, 각각의 기저 영상과 감산 영상의 SNR 및 백질과 회백질의 비를 측정하였다. (2) 환자 영상의 평가: 2008년 5월부터 2009년 1월까지 LEAP 검출기로 촬영하여 정상으로 판독된 15명과 LEHR 검출기로 촬영하여 정상으로 판독된 13명의 환자를 대상으로 영상을 정성분석 하였다. Phantom에서 얻은 재구성 매개 변수를 대입하여 평가하였다. 하루 검사 프로토콜로 시행하였으며 기저에서 925 MBq, 부하에서 925 MBq의 $^{99m}Tc$-ECD를 투여하였다. 결과 : (1) 팬텀 평가: 각 검출기에서 획득한 계수치를 측정한 결과 LEHR 기저에서는 41~46 kcount, 부하에서 79~90 kcount, 감산에서 40~47 kcount가 측정되었다. LEAP의 경우 기저에서 102~113 kcount, 부하에서 188~210 kcount, 감산에서 94~103 kcount가 측정되었다. LEHR 감산 영상의 SNR은 LEHR 기저 영상과 비교하면 37% 감소하여 나타났고, LEAP 감산 영상의 SNR은 LEAP 기저 영상과 비교하면 17% 감소하여 나타났다. 회백질과 백질의 비는 LEHR 기저에서 2.2:1 감산에서 1.9:1로 측정되었고, LEAP 기저에서는 2.4:1 감산에서 2:1로 측정되었다. (2) 환자 영상의 평가: LEHR 검출기로 획득한 계수는 기저에서 대략 40~60 kcount, 부하에서 80~100 kcount 사이였다. 기저 및 부하 영상은 FWHM을 7 mm로 (타 장비의 Cutoff에 해당), 감산 영상은 FWHM을 11 mm로 설정하는 것이 적절하였다. LEAP는 기저에서 대략 80~100 kcount, 부하에서 180~200 kcount로 측정되었다. LEAP 영상은 기저 및 부하에서 FWHM을 5 mm로, 감산에서 7 mm로 설정해야 영상의 흐림을 줄일 수 있었다. 기저 및 부하 영상은 LEHR 영상이 LEAP 영상보다 해상력이 우수했다. 그러나 감산 영상의 경우 팬텀 실험과 같이 LEHR 영상의 SNR이 떨어져 영상이 거칠게 보였다. 감산 영상은 LEAP 영상이 LEHR 영상에 비해 SNR 및 예민도가 높게 평가되었다. LEHR과 LEAP 검출기의 모든 영상에서 subset과 iteration은 8회가 적절하였다. 결론 : LEAP 검출기를 이용해 적정 수준의 필터를 사용함으로써 SNR을 높여 보다 선명한 감산 영상을 획득할 수 있게 되었다. 하루 검사 프로토콜을 적용하여 Flash 3D로 재구성하는 경우, 보다 나은 감산 영상을 얻기 위해 LEAP 검출기의 적용을 고려해 볼 수 있을 것으로 판단된다.
Purpose: Flash 3D (pixon(R) method; 3D OSEM) was developed as a software program to shorten exam time and improve image quality through reconstruction, it is an image processing method that usefully be applied to nuclear medicine tomography. If perfoming brain diamox perfusion scan by reconstructing subtracted images by Flash 3D with shortened image acquisition time, there was a problem that SNR of subtracted image is lower than basal image. To increase SNR of subtracted image, we use LEAP collimators, and we emphasized on sensitivity of vessel dilatation than resolution of brain vessel. In this study, our purpose is to confirm possibility of application of LEAP collimators at brain diamox perfusion tomography, identify proper reconstruction factors by using Flash 3D. Materials and methods: (1) The evaluation of phantom: We used Hoffman 3D Brain Phantom with $^{99m}Tc$. We obtained images by LEAP and LEHR collimators (diamox image) and after 6 hours (the half life of $^{99m}Tc$: 6 hours), we use obtained second image (basal image) by same method. Also, we acquired SNR and ratio of white matters/gray matters of each basal image and subtracted image. (2) The evaluation of patient's image: We quantitatively analyzed patients who were examined by LEAP collimators then was classified as a normal group and who were examined by LEHR collimators then was classified as a normal group from 2008. 05 to 2009. 01. We evaluate the results from phantom by substituting factors. We used one-day protocol and injected $^{99m}Tc$-ECD 925 MBq at both basal image acquisition and diamox image acquisition. Results: (1) The evaluation of phantom: After measuring counts from each detector, at basal image 41~46 kcount, stress image 79~90 kcount, subtraction image 40~47 kcount were detected. LEAP was about 102~113 kcount at basal image, 188~210 kcount at stress image and 94~103 at subtraction image kcount were detected. The SNR of LEHR subtraction image was decreased than LEHR basal image about 37%, the SNR of LEAP subtraction image was decreased than LEAP basal image about 17%. The ratio of gray matter versus white matter is 2.2:1 at LEHR basal image and 1.9:1 at subtraction, and at LEAP basal image was 2.4:1 and subtraction image was 2:1. (2) The evaluation of patient's image: the counts acquired by LEHR collimators are about 40~60 kcounts at basal image, and 80~100 kcount at stress image. It was proper to set FWHM as 7 mm at basal and stress image and 11mm at subtraction image. LEAP was about 80~100 kcount at basal image and 180~200 kcount at stress image. LEAP images could reduce blurring by setting FWHM as 5 mm at basal and stress images and 7 mm at subtraction image. At basal and stress image, LEHR image was superior than LEAP image. But in case of subtraction image like a phantom experiment, it showed rough image because SNR of LEHR image was decreased. On the other hand, in case of subtraction LEAP image was better than LEHR image in SNR and sensitivity. In all LEHR and LEAP collimator images, proper subset and iteration frequency was 8 times. Conclusions: We could archive more clear and high SNR subtraction image by using proper filter with LEAP collimator. In case of applying one day protocol and reconstructing by Flash 3D, we could consider application of LEAP collimator to acquire better subtraction image.