• 제목/요약/키워드: Pet Diagnosis

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Nuclear Medicine Physics: Review of Advanced Technology

  • Oh, Jungsu S.
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제31권3호
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    • pp.81-98
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    • 2020
  • This review aims to provide a brief, comprehensive overview of advanced technologies of nuclear medicine physics, with a focus on recent developments from both hardware and software perspectives. Developments in image acquisition/reconstruction, especially the time-of-flight and point spread function, have potential advantages in the image signal-to-noise ratio and spatial resolution. Modern detector materials and devices (including lutetium oxyorthosilicate, cadmium zinc tellurium, and silicon photomultiplier) as well as modern nuclear medicine imaging systems (including positron emission tomography [PET]/computerized tomography [CT], whole-body PET, PET/magnetic resonance [MR], and digital PET) enable not only high-quality digital image acquisition, but also subsequent image processing, including image reconstruction and post-reconstruction methods. Moreover, theranostics in nuclear medicine extend the usefulness of nuclear medicine physics far more than quantitative image-based diagnosis, playing a key role in personalized/precision medicine by raising the importance of internal radiation dosimetry in nuclear medicine. Now that deep-learning-based image processing can be incorporated in nuclear medicine image acquisition/processing, the aforementioned fields of nuclear medicine physics face the new era of Industry 4.0. Ongoing technological developments in nuclear medicine physics are leading to enhanced image quality and decreased radiation exposure as well as quantitative and personalized healthcare.

두경부종양에서 수술 및 방사선 치료 후 [$^{18}F$FDG PET의 진단적 정확도 (Accuracy of [$^{18}F$]FDG PET after Surgery and Radiotherapy in Head and Neck Cancers)

  • 양원일;최창운;이용식;김병일;이재성;임상무;심윤상;홍성운
    • 대한핵의학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.466-474
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    • 1999
  • 목적 : 본 연구는 두경부종양 환자의 병기결정 및 수술이나 방사선 치료 후 재발의 발견에 있어 [$^{18}F$]-FDG PET의 진단적 정확도를 알아보고 치료 종료 후 재발 진단을 위한 적절한 [$^{18}F$]FDG PET 시행시기를 알아보기 위하여 시행하였다. 대상 및 방법: 59명의 두경부종앙 환자를 대상으로 [$^{18}F$]FDG PET 전신촬영을 시행하였고 치료 방법에 따라 환자를 4군으로 나누었다. [ I군 (14명); 치료를 시행받지 않은 환자군, II군(17명); 수술만을 받은 환자군, III군 (9명): 방사선치료만을 받은 환자군, IV군(19명); 수술과 방사선치료 모두를 받은 환자군]. [$^{18}F$]FDG PET 결과를 임상경과, CT 및 조직학적 소견과 비교하였다. 결과: I 군의 치료받지 않은 14명의 환자에서 림프절전이를 진단하는데 있어서 [$^{18}F$]FDG PET는 100% (10/10)의 예민도와 75% (3/4)의 특이도를 CT는 80% (8/10)의 예민도와 100% (4/4)의 측이도를 보였다. 치료 후 [$^{18}F$]FDG PET를 시행한 45명의 환자를 대상으로 한 $II{\sim}IV$군에서 재발의 진단에 있어 [$^{18}F$]FDG PET의 예민도와 특이도는 각각 96.2% (25/26)와 78.9% (15/19)를 보였다(II군; 100%와 75%, III군: 80%와 50%, 그리고 IV군; 100%와 100%). 치료 전 [$^{18}F$]FDG PET 시행 군과 치료 후 [$^{18}F$]FDG PET 시행군 사이의 통계적인 차이는 없었다(P>0.1). 그러나 치료 종료 후 2개월 이내에 [$^{18}F$]FDG PET를 시행한 16명의 환자에서 [$^{18}F$]FDG PET의 예민도와 특이도는 90.9% (10/11)와 20% (1/5)로서 치료 종료 훈 2개월 이후에 PET를 시행한 29명의 환자를 대상으로 한 PET(예민도와 특이도 각각 100%)보다 특이도가 유의하게 낮았다(p<0.05) 결론: [$^{18}F$]FDG PET는 두경부종양의 병기결정 및 재발의 진단에 있어서 유용한 진단 방법이다. 또한 수술이나 방사선 조사 후 염증조직의 [$^{18}F$]FDG 섭취 증가는 재발을 진단하는 데 있어 위양성을 초래할 수가 있기 때문에 치료 종료 후 2개월 이후에 [$^{18}F$]FDG PET를 시행함으로써 염증반응으로 인한 곤란을 최소화하면서 보다 정확하게 재발을 진단할 수 있다고 생각한다.

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PET 이용 현황 및 전망 (Current Status and Future Perspective of PET)

  • 이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.1-7
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    • 2002
  • Positron Emission Tomography (PET) is a nuclear medicine imaging modality that consists of systemic administration to a subject of a radiopharmaceutical labeled with a positron-emitting radionuclide. Following administration, its distribution in the organ or structure under study can be assessed as a function of time and space by (1) defecting the annihilation radiation resulting from the interaction of the positrons with matter, and (2) reconstructing the distribution of the radioactivity from a series of that used in computed tomography (CT). The nuclides most generally exhibit chemical properties that render them particularly desirable in physiological studies. The radionuclides most widely used in PET are F-18, C-11, O-15 and N-13. Regarding to the number of the current PET Centers worldwide (based on ICP data), more than 300 PET Centers were in operation in 2000. The use of PET technology grew rapidly compared to that in 1992 and 1996, particularly in the USA, which demonstrates a three-fold rise in PET installations. In 2001, 194 PET Centers were operating in the USA. In 1994, two clinical and research-oriented PET Centers at Seoul National University Hospital and Samsung Medical Center, was established as the first dedicated PET and Cyclotron machines in Korea, followed by two more PET facilities at the Korea Cancer Center Hospital, Ajou Medical Center, Yonsei University Medical Center, National Cancer Center and established their PET Center. Catholic Medical School and Pusan National University Hospital have finalized a plan to install PET machine in 2002, which results in total of nine PET Centers in Korea. Considering annual trends of PET application in four major PET centers in Korea in Asan Medical Center recent six years (from 1995 to 2000), a total of 11,564 patients have been studied every year and the number of PET studies has shown steep growth year upon year. We had 1,020 PET patients in 1995. This number increased to 1,196, 1,756, 2,379, 3,015 and 4,414 in 1996,1997,1998,1999 and 2000, respectively. The application in cardiac disorders is minimal, and among various neuropsychiatric diseases, patients with epilepsy or dementia can benefit from PET studios. Recently, we investigated brain mapping and neuroreceptor works. PET is not a key application for evaluation of the cardiac patients in Korea because of the relatively low incidence of cardiac disease and less costly procedures such as SPECT can now be performed. The changes in the application of PET studios indicate that, initially, brain PET occupied almost 60% in 1995, followed by a gradual decrease in brain application. However, overall PET use in the diagnosis and management of patients with cancer was up to 63% in 2000. The current medicare coverage policy in the USA is very important because reimbursement policy is critical for the promotion of PET. In May 1995, the Health Care Financing Administration (HCFA) began covering the PET perfusion study using Rubidium-82, evaluation of a solitary pulmonary nodule and pathologically proven non-small cell lung cancer. As of July 1999, Medicare's coverage policy expanded to include additional indications: evaluation of recurrent colorectal cancer with a rising CEA level, staging of lymphoma and detection of recurrent or metastatic melanoma. In December of 2001, National Coverage decided to expand Medicare reimbursement for broad use in 6 cancers: lung, colorecctal, lymphoma, melanoma, head and neck, and esophageal cancers; for determining revascularization in heart diseases; and for identifying epilepsy patients. In addition, PET coverage is expected to further expand to diseases affecting women, such as breast, ovarian, uterine and vaginal cancers as well as diseases like prostate cancer and Alzheimer's disease.

악성종양의 완전관해 후 발생한 사르코이드증 유사 반응: 림프절 전이와의 감별진단에 유용한 CT와 18F-FDG PET/CT 소견 (Sarcoid-Like Reaction after Complete Remission of Malignancy: CT and 18F-FDG PET/CT Features for the Differential Diagnosis from Lymph Node Metastasis)

  • 강현지;김유경;배준영;장중현;이수현
    • 대한영상의학회지
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    • 제82권4호
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    • pp.903-913
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    • 2021
  • 목적 악성 종양의 완전 관해 후 발생한 흉강 내 림프절병증 환자에서 사르코이드증 유사 반응을 시사할 수 있는 영상의학적 특징을 알아보고자 한다. 대상과 방법 이 연구는 악성 종양의 완전 관해 상태에서 발생한 조직병리학적으로 확인된 사르코이드증 유사 반응을 보인 5명의 환자의 임상적 특징과 CT 및 18F-fluorodeoxyglucose(이하 FDG) PET/CT 소견을 분석하였다. 결과 기저 악성 종양으로는 유방암, 비인두암, 자궁내막암 및 림프종이 포함되며. 악성 종양의 완전 관해와 사르코이드증 유사 반응 진단 사이의 시간 간격은 6~78개월이었다. CT 소견으로는 양측 폐문 및 종격동 림프절병증(n = 5), 기관지혈관주위, 엽간열주위 또는 흉막하 폐결절(1~15 mm) 및 소엽내 간질비후가 포함되었다(n = 4). 18F-FDG PET/CT는 흉강 외 FDG 흡수 없이 양측 폐문 및 종격동 림프절의 대사항진을 나타냈다(n = 3). 모든 환자에서 코르티코스테로이드 치료 후 사르코이드증 유사 반응이 호전되었다. 결론 악성 종양의 완전 관해를 달성한 환자에서, 원발성 종양의 재발과 흉강 외 원격 전이 없는 상태에서 새로 발견된 양측 폐문 및 종격동 림프절병증은 림프관주위 폐결절의 유무에 관계없이 사르코이드증 유사 반응의 가능성을 시사할 수 있으며 불필요한 전신 화학요법을 예방하기 위해 림프절의 조직병리학적 확인이 필요하다.

Current Radiopharmaceuticals for Positron Emission Tomography of Brain Tumors

  • Jung, Ji-hoon;Ahn, Byeong-Cheol
    • Brain Tumor Research and Treatment
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    • 제6권2호
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    • pp.47-53
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    • 2018
  • Brain tumors represent a diverse spectrum of histology, biology, prognosis, and treatment options. Although MRI remains the gold standard for morphological tumor characterization, positron emission tomography (PET) can play a critical role in evaluating disease status. This article focuses on the use of PET with radiolabeled glucose and amino acid analogs to aid in the diagnosis of tumors and differentiate between recurrent tumors and radiation necrosis. The most widely used tracer is $^{18}F$-fluorodeoxyglucose (FDG). Although the intensity of FDG uptake is clearly associated with tumor grade, the exact role of FDG PET imaging remains debatable. Additionally, high uptake of FDG in normal grey matter limits its use in some low-grade tumors that may not be visualized. Because of their potential to overcome the limitation of FDG PET of brain tumors, $^{11}C$-methionine and $^{18}F$-3,4-dihydroxyphenylalanine (FDOPA) have been proposed. Low accumulation of amino acid tracers in normal brains allows the detection of low-grade gliomas and facilitates more precise tumor delineation. These amino acid tracers have higher sensitivity and specificity for detecting brain tumors and differentiating recurrent tumors from post-therapeutic changes. FDG and amino acid tracers may be complementary, and both may be required for assessment of an individual patient. Additional tracers for brain tumor imaging are currently under development. Combinations of different tracers might provide more in-depth information about tumor characteristics, and current limitations may thus be overcome in the near future. PET with various tracers including FDG, $^{11}C$-methionine, and FDOPA has improved the management of patients with brain tumors. To evaluate the exact value of PET, however, additional prospective large sample studies are needed.

전이성 골종양에서 $^{18}F$ FDG PET/CT를 이용한 원발성 악성 질환의 진단 (Diagnosis of Primary Malignant Lesion Using $^{18}F$ FDG PET/CT in Metastatic Bone Tumor)

  • 윤회수
    • 대한골관절종양학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.44-50
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    • 2008
  • 목적: 전이성 골종양에서 $^{18}F$ FDG (fluorodeoxyglucose) PET (positron emission tomography)/CT를 이용한 원발성 악성 종양의 진단적 유용성에 대해 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 2003년 12월부터 2007년 12월까지 $^{18}F$ FDG PET/CT를 시행받았던 5,452명을 대상으로 후향적 연구를 시행하였다. 이들중 악성 종양의 과거력이 없으며 근골격계 동통을 호소하며 단순 방사선 검사에서 경계가 불분명한 골 파괴를 보이는 환자들에 대해 $^{18}F$ FDG PET/CT를 시행하였던 환자를 대상으로 하였으며 이들중 검사 결과에서 명백히 양성(definitively positive)으로 판정된 예만을 대상에 포함시켰다. 해당기간 중 18F FDG PET/CT를 시행한 총 5,452례중 180례(3.3%)가 기준에 해당되었으며 남자 96례, 여자 84례였다. 연령 분포는 22~90세였으며 평균 연령은 59.1세였다. 이들에 대해 원발성 악성 종양의 진단율, 나이 성별에 따른 원발성 악성 종양의 발생 및 전이성 골종양의 발생 위치에 대해 분석하였다. 결과: 원발 병소를 진단한 경우는 152례(84.4%)였으며 진단된 원발성 악성 종양은 폐암이 51례(28.3%), 유방암이 36례(18.9%), 소화기계암이 30례(16.7%)의 빈도를 보였으며 원발성 악성 종양에 의한 가장 흔한 해부학적 골전이 위치는 척추였다. 결론: $^{18}F$ FDG PET/CT는 원발성 악성 종양의 과거력이 없는 전이성 골종양 환자에서 원발 병소를 검출할 수 있는 효과적인 방법으로 생각된다.

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위암환자의 술 전 병기 결정에서 PET-CT의 유용성 (Effectiveness of Positron Emission Tomography in the Pre-operative Staging of Gastric Cancer)

  • 박신영;배정민;김세원;김상운;송선교
    • Journal of Gastric Cancer
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    • 제9권3호
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    • pp.110-116
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    • 2009
  • 목적: 위암환자의 수술 전 병기 결정에 있어서 PET의 유용성을 알아보기 위해 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 2006년 2월부터 2008년 8월까지 본원에서 위암으로 진단받고 수술 전 병기 결정을 위해 복부 컴퓨터 단층촬영(CT) 및 PET-CT를 모두 시험한 환자 70명을 대상으로 복부 CT 및 PET-CT 영상 자료에 의한 림프절 전이 판정과 수술 후 병리 조직검사에 의한 림프절 전이판정으로 민감도, 특이도, 양성예측도, 음성예측도 및 정확도를 조사하였고 위암의 형태, 조직학적 분류, 크기 등과 FDG섭취 정도와의 차이 등을 알아보았다. 결과: 조기 위암 23예의 경우 복부 CT에서 병변이 진단된 경우는 4명(17.4%), PET-CT에서는 12명(52.1%)이었으며, 진행 위암 47예의 경우 CT에서 26명(56.5%), PET-CT에서 45명(95.7%)으로 PET-CT에서 진단율이 높게 나타났다. 병변의 크기에 따른 분류에서도 복부 CT보다 PET-CT에서 진단율이 높은 것으로 나타났으며, 조기 위암의 경우 진행 위암에 비해 FDG 섭취 정도가 낮았지만 3 cm 이상의 조기 위암의 경우 3 cm 미만의 조기 위암에 비해 FDG가 섭취되는 경우가 더 많았다. CT에서 림프절 병기 결정의 민감도는 40.0%, 특이도는 85.7%, 양성예측도는 85.7%, 그리고 음성예측도는 40.0%였으며, PET-CT에서는 각각 55.6%, 81.0%, 86.2%, 45.9%였다. PET-CT를 통해서만 발견된 전이 병소는 1예(간전이)였으며, 중복암은 직장암 1예와 췌장암 1예가 있었다. 또한 세포조직형에 따른 분류에서도 분화영, 미분화형 모두 PET-CT에서 진단율이 높은 것으로 나타났다. 결론: CT에 비해 PET-CT에서 원발 병소의 진단, 림프절 전이 모두 진단율이 높은 것으로 나타났으며 PET-CT는 전이 병소와 중복암의 발견 등 다른 영상 진단법에 비하여 유리한 점이 있다.

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PET/CT 저선량 적용 시 CT 감쇠보정법에 따른 피폭선량 저감효과 (Effect of the Dose Reduction Applied Low Dose for PET/CT According to CT Attenuation Correction Method)

  • 정승우;김홍균;권재범;박성욱;김명준;신영만;김영헌
    • 핵의학기술
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    • 제18권1호
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    • pp.127-133
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    • 2014
  • PET/CT에서 환자피폭 문제로 인해 저 선량의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되던 CT 데이터를 이용한 감쇠보정법인 CTAC와 새롭게 적용된 Q.AC를 환자실험과 팬텀 실험을 통해 저 선량으로 촬영 시 PET 영상에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 실험장비는 GE사의 PET/CT Discovery 710 (GE Healthcare, USA)를 사용하였으며 팬텀실험으로 감쇠보정의 정량적 평가를 위한 NEMA IEC body phantom과 균일성 평가를 위한 Uniform NU2-94 phantom을 사용하였다. 각각의 팬텀 내부에 동위원소 18-F FDG를 70.78 MBq, 22.2 MBq 주입하고 CT조건은 저 선량조건으로 80 kVp, 10 mA로부터 일반선량 조건으로 140 kVp, 120 mA 조건까지 스캔 후 CTAC와 Q.AC 두 감쇠보정법을 적용하여 재구성하였다. PET 영상에서 일반선량 조건을 기준값으로 정하고 horizomtal profile과 vertical profile을 통해 정량평가를 시행하고 기준값과의 상대적 오차를 평가하였다. 또한 환자실험으로 정상체중 환자와 과체중 환자를 구분하여 저 선량과 일반선량으로 비교 촬영한 뒤 CTAC와 Q.AC로 재구성된 PET영상에서 주요장기별 SUV에 대한 상대적 오차와 신호 대 잡음비를 비교분석하였다. 팬텀실험 결과 저선량 조건에서 CTAC와 Q.AC로 각각 재구성한 PET 영상의 profile과 상대적 오차에서 CTAC보다 Q.AC가 기준값과의 오차가 적은 그래프를 얻었다. 환자실험의 경우 일반선량 조건에서는 정상체중 환자와 과체중 환자 모두 감쇠보정법에 따른 상대적 오차값의 변화가 적었으나 저 선량 조건에서는 정상체중 환자보다 과체중 환자에서 감쇠보정법의 변경에 의한 상대적 오차의 감소폭이 커짐으로 기준값과 차이가 감소하였다. 기존의 감쇠보정법인 CTAC는 80 kVp, 10 mA의 저선량 CT를 사용하는데 있어 PET 영상의 선속경화현상이 발생한다. 이로 인해 CTAC를 이용하여 재구성된 PET 데이터는 정량화하는데 문제가 될 수 있음을 확인했다. 반면에 새로운 알고리즘이 적용된 Q.AC는 과체중 환자의 경우 80 kVp, 10 mA 정도까지는 140 kVp, 120 mA 조건으로 촬영하여 재구성한 PET 데이터 결과와 차이가 적음을 확인할 수 있었다. Q.AC를 이용한 경우 기존보다 저 선량의 CT를 이용해 PET의 재구성에 이용할 수 있으므로 환자의 피폭을 줄이는 데 큰 역할을 할 것으로 기대한다.

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알츠하이머 질병 진단을 위한 혈액 바이오마커 검출용 바이오칩 센서 개발 (Development of Biochip Sensors for Blood Biomarkers Specific to Alzheimer's Disease Diagnostics)

  • 김수희;이상혁;이혜진
    • 공업화학
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    • 제28권4호
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    • pp.397-403
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    • 2017
  • 해마다 증가하는 알츠하이머 질병에 걸린 환자 수는 전체 노인 인구의 15%에 다다르고 있다. 인지장애를 유발하는 심각한 알츠하이머 질병을 조기에 진단하는 것은 중요한 일이지만 MRI, PET, 척수액 진단법과 같은 기존 진단법은 고비용뿐만 아니라 장시간의 진단으로 환자에게 부담을 줄 수 있다. 이러한 기존 알츠하이머 질병 진단법의 단점을 극복하기 위하여 소량의 환자 시료(예 : 혈액)만으로 신속하게 알츠하이머 질병을 조기에 진단할 수 있는 다양한 바이오센싱 기술을 개발하는 연구가 지속되고 있다. 본 미니총설에서는 알츠하이머 질병 진단에 유용하게 활용될 수 있는 혈액 바이오마커를 정성 및 정량적으로 검출할 수 있는 바이오칩 기반의 센서 기술과 이를 통한 조기진단 기술에 대해 간략하게 서술하고, 이와 관련한 최신 연구현황과 발전방향에 대해 논의하고자 한다.

감염성 골질환의 핵의학 영상진단 (Nuclear Medicine Imaging Diagnosis in Infectious Bone Diseases)

  • 최윤영
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제40권4호
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    • pp.193-199
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    • 2006
  • Infectious and inflammatory bone diseases include a wide range of disease process, depending on the patient's age, location of infection, various causative organisms, duration from symtom onset, accompanied fracture or prior surgery, prosthesis insertion, and underlying systemic disease such as diabetes, etc. Bone infection may induce massive destruction of bones and joints, results in functional reduction and disability. The key to successful management is early diagnosis and proper treatment. Various radionuclide imaging methods including three phase bone scan, Ga-67 scan, WBC scan, and combined imaging techniques such as bone/Ga-67 scan, WBC/bone marrow scan add complementary role to the radiologic imaging modalities including plain radiography, CT and MRI. F-18 FDG PET imaging also has recently been introduced in diagnosis of infected prosthesis and chronic active osteomyelitis. Selection of proper nuclear medicine imaging method will improve the diagnostic accuracy of infections and inflammatory bone diseases, based on understading of pathogenesis and radiologic imaging findings.