심근영상의 SPECT(Single Photon Emission Computed tomography)검사는 감마선을 방출하는 방사성의약품을 환자에게 정맥주사한 후 이 의약품이 심장에 고루 퍼지면 관심부위를 촬영하여 질병으로 인한 변화를 컴퓨터를 이용하여 진단하는 검사법이다. 기능적인 정보를 담고 있는 심근관류 영상은 비침습적인 심근질환 검사에 유용한 방법이지만, 물리적 인자들에 의해 잡음과 낮은 해상도는 판도하는데 어려움을 주게 된다. 본 논문은 심근영상을 레벨 셋 알고리즘을 이용하여 영상을 분할하고 분할된 영역을 3차원으로 구현하여 판독에 도움을 주는 방안을 제안하였다. 판독의 어려움을 해결하기 위하여 레벨 셋을 이용하여 관심부위인 좌심실 영역을 분할하였고 분할된 영역을 3차원영상으로 모델링 하였다.
반복법을 사용한 영상재구성은 기존의 여과역투사 방법에 비해 윌등한 장점을 가지고 있으므로 방출 전산화단층촬영에 있어 매우 중요한 역할을 해왔다. 그러나, 반복법을 사용한 영상재구성법은 데이터의 투사 및 역투사 계산의 반복으로 이루어져 있으므로 한 영상을 재구성하는데 필요한 계산량은 알고리즘의 구현을 위해 사용된 투사기 및 역투사기의 성능에 크게 좌우된다. 본 연구에서는 투사기 및 역투사기를 구현하기 위한 대표적 방법들의 성능을 정량적으로 비교한다. 각 구현방법에 있어서 투사-역투사 계산에 필요한 연산량을 줄이기 위해 이전에 계산된 결과들을 재사용함으로써 불필요하게 반복되는 연산들을 최소화하도록 하는 방법에 고찰한다. 실험결과에 의하면 선추적법은 연산속도 면에서 다른 방법에 비해 우수할 뿐 아니라, 정확성이 높은 개선된 영상을 제공하는 것으로 나타났다.
The purpose of this study is to model and optimize the block-matching and 3D filtering (BM3D) algorithm and to evaluate its applicability in brain single-photon emission computed tomography (SPECT) images using a fan beam collimator. For quantitative evaluation of the noise level, the coefficient of variation (COV) and contrast-to-noise ratio (CNR) were used, and finally, a no-reference-based evaluation parameter was used for optimization of the BM3D algorithm in the brain SPECT images. As a result, optimized results were derived when the sigma values of the BM3D algorithm were 0.15, 0.2, and 0.25 in brain SPECT images acquired for 5, 10, and 15 s, respectively. In addition, when the sigma value of the optimized BM3D algorithm was applied, superior results were obtained compared with conventional filtering methods. In particular, we confirmed that the COV and CNR of the images obtained using the BM3D algorithm were improved by 2.40 and 2.33 times, respectively, compared with the original image. In conclusion, the usefulness of the optimized BM3D algorithm in brain SPECT images using a fan beam collimator has been proven, and based on the results, it is expected that its application in various nuclear medicine examinations will be possible.
Vinay Kumar Banka;Young Ju Kim;Yun-Sang Lee;Jae Min Jeong
대한방사성의약품학회지
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제6권2호
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pp.75-91
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2020
[99mTc]Tc-Hexamethylpropylene amine oxime (HMPAO) is currently used as a regional cerebral blood flow imaging agent for single photon emission computed tomography (SPECT). The HMPAO ligand exists in two isomeric forms: d,l and meso showing different properties in vivo. Later studies indicated that brain uptake patterns of 99mTc-complexes formed from separated enantiomers differed. Separation of enantiomers is difficult by fractional crystallizations method. Usually, the substance is obtained in low chemical yield in a time-consuming procedure. Furthermore, the final product still contains some impurity. So we have developed new efficient route for synthesis of R,R- and S,S-HMPAO enantiomeric compounds in 6-steps. Nucleophilic substitution (SN2) reactions of 2,2-dimethylpropane-1,3-diamine either with S- (1a) or R-methyl2-chloropropanoate (1b) were performed to produce compounds R,R- (2a) or S,S-isomer (2b) derivatives protected with benzylchloroformate (Cbz), respectively. And then Weinreb amide and methylation reaction using Grignard reagent, oxime formation with ketone group and deprotectiion of Cbz group by hydrogenolysis gave S,S- (7a) or R,R-HMPAO (7b), respectively. Entaniomeric compounds were synthesied with high yield and purity without any undesired product. The 7a or 7b kits containing 10 ㎍ SnCl2-2H2O were labeled with 99mTc with high radiolabeling yield (90%).
방사성 의약품 또는 방사성 동위원소를 이용하여 동적 상태의 변화를 측정하고 핵자기 공명 영상에서 해부학적 기준 정보를 얻어 영상을 융합, 등록하고 같은 대상에서 비슷한 검사를 계속해서 비교하게 되며 해부학적 기준 정보나 다른 검사 기기 종류에서 반복되는 검사의 비교를 위해 영상 합성 연구가 유효하며 기능적 특성 때문에 단일 광자 방출 전산화 단층 촬영과 양전자 방출 단층 촬영은 해부학적 기준 정보가 필요하게 되고 같은 대상에서 이러한 해부학적 기준 정보를 얻고 기능적인 이상과 상관관계를 찾아내고 반복되는 진단에 대한 비교를 위해서 영상등록과 융합을 시행하였다. 해부학적 구조가 같은 특성을 갖는 여러 영상 시스템들을 이용하여 해부학적기준과 동적 정보를 함께 얻고 등록하기 위해 짝을 이루는 점올 이용하여 2 가지 영상 데이터에서 4 점 쌍 이상을 선택하여 등록하였다. 기준 영상과 짝을 이루는 점과 대응한 영상은 다른 색을 선택하여 영상을 구분하였으며 핵자기 공명영상을 기준영상으로 하고 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 영상, 양전자 방출 전산화 단층 촬영 영상을 기준영상에 1:1 대응하여 영상을 등록하기 위해서 변환한다. 핵자기 공명 영상이 기준 영상으로 사용되지만 인터폴레이션 에러는 주어진 영상의 공간 주파수에 따라 달라지므로 낮은 해상도를 갖는 양전자 방출 전산화 단층 촬영 영상과 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 영상의 인터폴레이션 에러는 적다. 따라서 방사성 동위원소를 이용하여 질병의 진단 및 질환의 병태 생리 생화학적 연구를 통한 신체의 동역학적 상태의 변화를 측정할 수 있는 이런 정량적이고 기능적인 정보를 해부학적 기준 정보를 주는 핵자기 공명 영상이나 컴퓨터 단층 촬영에서 반복 시행하여 검사와 진단에 용이하게 이용하고, 비교를 위해서 영상을 등록하고 융합하여 진단에 보다 좋은 결과를 얻을 수 있도록 하였다.
Objective : We retrospectively evaluated the efficacy of Gamma Knife radiosurgery (GKS) for recurrent nasopharyngeal carcinoma (NPC) in patients who previously underwent radiotherapy, and analyzed the treatment outcomes over 14 years. Methods : Ten patients with recurrent NPC who had previously received radiotherapy underwent stereotactic radiosurgery using a Gamma Knife® (Elekta Inc, Atlanta, GA, USA) between 2005 and 2018. The median target volume was 8.2 ㎤ (range, 1.7-17.8), and the median radiation dose to the target was 18 Gy (range, 12-30). The median follow-up period was 18 months (range, 6-76 months). Overall and local failure-free survival rates were determined using the Kaplan-Meier method. Results : The NPCs recurred at the primary cancer site in seven patients (70%), as distant brain metastasis in two (20%), and as an extension into brain in one (10%). The recurrent tumors in seven of the 10 patients (70%) were found on the routine follow-up imaging studies. Two patients presented with headache and one with facial pain. Local failure after GKS occurred in five patients (50%) : two of whom died eight and 6 months after GKS, respectively. No adverse radiation effects were noted after GKS. The 1- and 3-year overall survival rates after GKS were 90% and 77%, respectively. The local failure-free survival rates at 6 months, 1 year, and 3 years after GKS were 80%, 48%, and 32%, respectively. The median interval from GKS to local failure was 8 months (range, 6-12). Univariate analysis revealed that using co-registration with positron emission tomography-computed tomography (PET-CT) and magnetic resonance imaging (MRI) was associated with a lower local failure rate of recurrent NPC (p=0.027). Conclusion : GKS is an acceptable salvage treatment option for patients with recurrent NPC who previously received radiation therapy. PET-CT and MRI co-registration for dose planning can help achieve local control of recurrent NPC.
Background: Fluorine-18 deoxyglucose positron emission tomography computed tomography (18F-FDG-PET/CT) and bone scintigraphy (BS) are widely used for the detection of bone involvement. The optimal imaging modality for the detection of bone metastases in hormone receptor positive (+) and negative (-) groups of breast cancer remains ambiguous. Materials and Methods: Sixty-two patients with breast cancer, who had undergone both 18F-FDG-PET/CT and BS, being eventually diagnosed as having bone metastases, were enrolled in this study. Results: 18F-FDG-PET/CT had higher sensitivity and specificity than BS. Our data showed that 18F-FDGPET/CT had a sensitivity of 93.4% and a specificity of 99.4%, whiel for BS they were 84.5%, and 89.6% in the diagnosis of bone metastases. ${\kappa}$ statistics were calculated for 18F-FDGPET/CT and BS. The ${\kappa}$-value was 0.65 between 18F-FDG-PET/CT and BS in all patients. On the other hand, the ${\kappa}$-values were 0.70 in the hormone receptor (+) group, and 0.51 in hormone receptor (-) group. The ${\kappa}$-values suggested excellent agreement between all patient and hormone receptor (+) groups, while the ${\kappa}$-values suggested good agreement in the hormone receptor (-) group. Conclusions: The sensitivity and specificity for 18F-FDG-PET/CT were higher than BS in the screening of metastatic bone lesions in all patients. Similarly 18F-FDG-PET/CT had higher sensitivity and specificity in hormone receptor (+) and (-) groups.
Marjolin's ulcer is a rare and often-aggressive cutaneous malignancy that arises in previously traumatized or chronically inflamed skin, particularly after burns. We experienced two cases after burns. Case I involved a forty eight year-old man who had suffered from a flame burn at the parietal scalp area, where had been initially described three years earlier as a full-thickness wound including the pericranium. The man consulted us for a persistent ulcerative and infected wound on the burned lesion during the last 24 months, which turned out on the contrast-enhanced computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) to be the squamous cell carcinoma with involving the skull and the dura mater. Although the posterior auricular lymph node was enlarged on the ipsilateral side, recent positron emission tomography (PET) CT did not show any metastatic lesion. It was impossible for us to resect the intracranial involvement of the tumor radically, and the postoperative PET CT still showed a focal fluorodeoxyglucose (FDG) uptake around the wall of the superior sagittal sinus. We think that an aggressive combined approach is essential for treatment in early stages for a high success rate, before the intracranial structures are involved because there is no consensus on the treatment for advanced disease, and the results are generally poor. Case 1 also did not involve a radical resection because of the intracranial invasion to the wall of superior sagittal sinus and the possibility of damage to the major cortical veins. He received adjuvant radiotherapy and must be followed periodically. Case 2 involved an eighty six year-old women who suffered from a painful scalp ulcer lesion after flame burns three years earlier. Unlike case 1, neither tumor infiltration into the dura nor lymph node enlargement was observed on the contrast-enhanced computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), or positron emission tomography (PET) CT. We did a radical resection of the tumor, including the involved bone, and a cranioplasty with bone cement.
목적: 악성 연부조직 종양에 대한 무계획적 절제술 후 잔여 종양의 영상학적 진단의 정확성과 임상적 위험인자를 파악하고자 하였다. 대상 및 방법: 2008년부터 2014년까지 무계획적 종양절제술을 시행 후 재절제술을 받은 98명을 대상으로 하여 분석하였다. 재수술 전 모든 환자의 환부를 조영 증강 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)을 이용해 영상의학적으로 평가하였으며 54명의 환자는 전신 양전자 방출 단층촬영(positron emission tomography [PET]/computed tomography)을 시행하였다. 모든 환자는 광범위 절제술 후 병리학적 검사를 시행하였다. 각 변수는 일변량 로지스틱 회귀와 다변량 로지스틱 회귀를 이용하여 분석하였다. 결과: 종양이 근막하에 위치한 경우 잔여 종양의 발생률이 높았다(odds ratio: 3.21, p=0.02, 95% confidence interval: 1.25-8.30). MRI는 잔여종양을 발견하는 데 높은 민감도를 보였다(sensitivity 0.79). 결론: 종양이 근막하에 위치한 경우에는 근막 상부에 위치한 경우보다 잔존암이 남을 가능성이 유의하게 높음을 알 수 있었고, MRI 및 PET 검사의 음성예측도가 매우 낮으므로 음성 판정이 나오더라도 이를 근거로 재수술을 시행하지 않는 것은 정당화될 수 없음을 알 수 있었다.
사지와 몸통의 연부조직 종양은 정형외과 의사가 직면할 수 있는 흔한 문제이다. 비록 연부조직 종양은 대부분 양성이지만 정형외과 의사는 양성과 악성 종양을 구별할 수 있는 특징을 알고 있어야 한다. 연부조직 종양의 임상적 특징 및 역학을 이해하게 되면 올바른 진단 및 수술적인 치료를 할 수 있게 된다. 종양의 크기와 깊이는 종양의 진단을 위해 가장 중요한 요소이다. 종양의 감별 진단을 하기 위해서 우선적으로 상세한 병력청취와 자세한 신체 검사가 필요하며, 이후 단순 방사선 촬영, 초음파, 자기공명영상(magnetic resonance imaging), 양전자 방출 단층촬영술(positron emission tomography), 컴퓨터 단층촬영(computed tomography), 뼈 스캔, 혈관 조영술 등의 다양한 영상 촬영법을 사용하여 종양을 진단하고 진단된 종양의 특성을 확인하여야 한다. 특히 초음파 검사는 외래에서도 쉽게 수행할 수 있어 유용하다. 그러나 검사자의 숙련도에 따라 검사 정확도의 차이가 발생할 수 있다는 단점이 있다. 종양의 생검을 통한 조직검사는 종양에 대한 모든 영상 검사를 시행한 후 최종적으로 시행하는 것이 원칙이다. 조직 검사를 시행할 때는 세심한 주의를 기울여야 하며, 최종적인 진단 후에는 치료를 위해 다각적인 접근을 시행하여야 하며 필요한 경우에는 경험 있는 근골격계 종양전문의사에게 의뢰하는 것이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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