양전자 방출 컴퓨터 단층 촬영기
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1. 개요
양전자 방출 컴퓨터 단층 촬영기(PET-CT)는 PET(양전자 방출 단층 촬영)과 CT(컴퓨터 단층 촬영)를 결합한 영상 진단 장비이다. 1990년대 초에 처음 고안되어 1998년 피츠버그 대학교 의료 센터에 병원 진단용 원형이 설치되었고, 2001년 상업용 시스템이 출시되었다. 검사 전 환자는 금식하고, 방사성 의약품(FDG 등)을 주사한 후 PET-CT 장비로 촬영하며, 획득된 PET와 CT 영상을 재구성하여 진단에 활용한다. 암 진단 및 관리, 기타 질환 진단 등에 활용되며, 영상 유도 방사선 치료에도 사용된다.
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양전자 방출 컴퓨터 단층 촬영기 | |
---|---|
PET-CT | |
![]() | |
ICD10 | 해당 없음 |
ICD9 | 해당 없음 |
MeSH ID | 해당 없음 |
OPS301 | 3-75 |
기타 코드 | 해당 없음 |
개요 | |
종류 | 의료 영상 방법 |
설명 | FDG-PET/CT를 이용한 골격 및 골격 외 결핵 평가 |
목적 | PET CT 스캔의 목적, 절차, 이점 |
2. 역사
PET-CT 시스템은 제네바 대학교의 David Townsend와 미국 테네시주 녹스빌(knoxville) CPS innovation의 Ronald Nutt에 의해 고안되었다. 1991년 R. 레이먼(R. Raylman)의 박사 학위 논문에서 PET와 CT 스캐너의 조합이 처음 제안되었다.[3] 병원 진단용 PET-CT의 원형은 미국 국립 암 연구소(NCI)에 의해서 투자되었고, 1998년에 피츠버그 대학 의학 센터에 설치되었다. 최초의 상업적 시스템은 2001년에 시장에 출시되었다.[5]
2. 1. 개발 과정
PET-CT 시스템은 1990년대 초 제네바 대학교의 데이비드 타운젠드(David Townsend)와 미국 테네시주 녹스빌(knoxville) CPS 이노베이션(CPS Innovation)의 로널드 너트(Ronald Nutt)에 의해 처음 고안되었다.[4] 1991년 R. 레이먼(R. Raylman)의 박사 학위 논문에서 PET와 CT 스캐너의 조합이 처음 제안되었다.[3] 미국 국립 암 연구소(NCI)의 지원을 받아 1998년 피츠버그 대학교 의료 센터에 최초의 병원 진단용 PET-CT 원형이 설치되었다.[5] 2001년에는 최초의 상업용 PET-CT 시스템이 출시되었고, 2004년에는 전 세계적으로 400대 이상이 설치되었다.[5]

3. FDG 이미징 절차
FDG(플루오로데옥시글루코스)를 이용한 PET-CT 촬영 절차는 다음과 같다. 먼저 환자는 검사 전 4시간 이상 공복 상태를 유지하고, 검사 당일 최소 15분 이상 누워서 휴식하며 근육 운동을 최소화한다.[6] 급속 정맥 주사를 통해 2-FDG나 3-FDG를 체중 1kg 당 0.1mCi에서 0.2mCi 주사한다.[10] 주사 후 약물이 체내에 흡수될 때까지 1~2시간 정도 기다린다.
환자는 양와위[10] 자세로 PET-CT 기계에 눕는다. 주요 관심 영역(ROI)에 따라 팔을 몸 쪽으로 뻗거나 머리 위로 올리는 자세를 취한다. 자동 침대가 환자의 머리부터 갠트리 안으로 이동시킨다. CT 스캔 전 스카우트 뷰(scout view)[11], topogram, surview라고 불리는 환자 위치 영상을 얻는다. 위쪽에 고정되어 있는 X-ray 관을 통해 전신의 시상 단면을 얻는다.
기계 작동자는 PET-CT 컴퓨터 콘솔을 사용하여 환자 정보, 스캔 범위, 변수 등을 설정하고 영상 획득을 시작한다. 환자는 자동적으로 CT 갠트리에 머리부터 들어가 X-ray tomogram을 얻는다. 이어서 PET 갠트리를 통과하며 PET 슬라이스를 획득한다. 촬영이 끝나면 환자는 기계에서 나올 수 있으며, PET-CT 소프트웨어는 PET와 CT 이미지를 결합하여 재구성한다.
전신 스캔은 장비와 획득 프로토콜에 따라 5분에서 40분 정도 소요된다. FDG 이미징 프로토콜은 2mm에서 3mm 굵기의 슬라이스를 얻는다. 대사 항진된 부분은 그레이 값으로 코드화된 CT 이미지 위에 픽셀이나 복셀을 폴스 칼라로 표현하며, 표준 섭취 계수(Standardized Uptake Values, SUV)를 통해 정량화한다.
FDG는 매일 진단 영상 센터에 4~5번 검사를 수행할 수 있는 충분한 양이 하루 두 번 이상 배달된다. 암의 방사선 치료 시에는 PET-CT 촬영 전 환자 몸에 특별한 기점 마크를 표시하며, 획득된 슬라이스는 선가속도로 전송된다.
3. 1. 검사 전 준비
FDG영어 신진대사 매핑 진단을 위한 PET-CT 검사 전 준비 사항은 다음과 같다.- 검사 시작 전, 환자는 4시간 이상 금식해야 한다.[6]
- 검사 당일, 환자는 최소 15분 이상 누워서 휴식하며 근육 운동을 진정시켜야 한다.[6]
- 통상적으로 팔 정맥에 2-FDG영어 또는 3-FDG영어를 정맥 볼루스 형태로 주사한다. 복용량은 체중 1kg당 0.1mCi에서 0.2mCi 사이이다.
3. 2. FDG 주사
일반적으로 팔에 있는 정맥을 통해, 최근에 만들어진 2-FDG나 3-FDG를 1회 분량 정맥 주사한다. 투여량은 체중 1kg 당 0.1mCi에서 0.2mCi 범위이다.[10]3. 3. 촬영 과정
FDG(플루오로데옥시글루코스) 신진대사 매핑 진단을 통한 PET-CT 촬영은 다음과 같은 과정으로 진행된다.1. 검사 전 준비: 환자는 검사 4시간 전부터 공복 상태를 유지하고, 검사 당일 최소 15분 이상 누워서 휴식하며 근육 운동을 최소화한다.[6]
2. 방사성 의약품 주사: 급속 정맥 주사를 통해 2-FDG나 3-FDG를 체중 1kg 당 0.1 ~ 0.2mCi 용량으로 주사한다.
3. 약물 흡수 시간: 주사 후 약물이 체내에 흡수될 때까지 1~2시간 정도 기다린다.
4. 환자 자세: 환자는 양와위[10] 자세로 PET-CT 기계에 눕는다. 주요 관심 영역(ROI)에 따라 팔을 몸 쪽으로 뻗거나 머리 위로 올리는 자세를 취한다.
5. 영상 획득:
- 자동 침대가 환자의 머리부터 갠트리 안으로 이동시킨다.
- CT 스캔 전 스카우트 뷰(scout view)[11], topogram, surview라고 불리는 환자 위치 영상을 얻는다.
- 기계 작동자는 PET-CT 컴퓨터 콘솔을 사용하여 환자 정보, 스캔 범위, 변수 등을 설정하고 영상 획득을 시작한다.
- 환자는 자동적으로 CT 갠트리에 머리부터 들어가 X-ray tomogram을 얻는다.
- 이어서 PET 갠트리를 통과하며 PET 슬라이스를 획득한다.
6. 영상 재구성: 촬영이 끝나면 환자는 기계에서 나올 수 있으며, PET-CT 소프트웨어는 PET와 CT 이미지를 결합하여 재구성한다.
전신 스캔(보통 넓적다리 중간부터 머리 끝까지)은 장비와 획득 프로토콜에 따라 5분에서 40분 정도 소요된다. FDG 이미징 프로토콜은 2~3mm 굵기의 슬라이스를 얻는다. 대사 항진된 부분은 그레이 값으로 코드화된 CT 이미지 위에 픽셀이나 복셀을 폴스 칼라로 표현하며, 표준 섭취 계수(Standardized Uptake Values, SUV)를 통해 정량화한다.
FDG는 매일 진단 영상 센터에 4~5번 검사를 수행할 수 있는 충분한 양이 하루 두 번 이상 배달된다. 암의 방사선 치료 시에는 PET-CT 촬영 전 환자 몸에 특별한 기점 마크를 표시하며, 획득된 슬라이스는 선가속도로 전송된다.
3. 3. 1. CT 촬영
FDG 신진대사 매핑 진단을 통한 PET-CT 촬영 과정은 다음과 같다.# 검사 전, 환자는 4시간 이상 공복 상태를 유지해야 한다.[6]
# 검사 당일, 환자는 최소 15분 이상 누워서 휴식을 취하여 근육 운동을 진정시킨다.
# 급속 정맥 주사를 통해 2-FDG나 3-FDG를 주사한다. 복용량은 체중 1kg 당 0.1mCi에서 0.2mCi이다.
# 1~2시간 후, 환자는 양와위[10] 자세로 PET-CT 기계에 들어간다. 주요 관심 영역(ROI)에 따라 팔을 몸 쪽으로 뻗거나 머리 위로 올린다.
# 자동 침대가 머리부터 갠트리 안으로 들어가게 한다. CT 스캔 전에 환자 위치 영상을 얻는다. 이를 스카우트 뷰(scout view)[11], topogram, surview라고 부른다. 위쪽에 고정된 X-ray 관을 통해 전신의 시상 단면을 얻는다.
# 기계 작동자는 PET-CT 컴퓨터 콘솔을 사용하여 환자를 파악하고 검사한다. 스카우트 뷰에서 전신 위쪽과 아래쪽 범위를 정하고, 스캐닝 변수를 선택하고 이미지 획득을 시작한다.
# 환자는 자동적으로 CT 갠트리에 머리가 먼저 들어가고, x-ray tomogram을 얻는다.
# PET-CT 소프트웨어는 PET와 CT 이미지를 맞춰서 재구성한다.
전신 스캔(보통 넓적다리 중간부터 머리 끝까지)은 장비와 획득 프로토콜에 따라 5분에서 40분 정도 걸린다. FDG 이미징 프로토콜은 2~3mm 굵기의 슬라이스를 얻는다. 대사 항진된 부분은 그레이 값으로 코드화된 CT 이미지 위에 픽셀이나 복셀을 false color(폴스 칼라)로 표현한다. 표준 섭취 계수(Standardized Uptake Values, SUV)는 이미지 상에서 감지된 대사 항진된 부분을 소프트웨어로 계산한 것이다. 기능성 이미징은 정확한 해부학적 예측을 하지 못하기 때문에 병소의 양자화된 크기만 나타낸다. 병이 난 부위가 영상에서 가시화되었을 경우에 CT를 쓸 수 있다. (대사 항진된 부위에서 해부학적 변화가 일어나지 않을 때는 그렇지 않다.)
FDG 제조자는 매일 진단 이미지 센터에 4~5번의 검사를 수행할 만큼 충분한 양의 FDG를 하루에 두 번 이상 보낸다.
암의 방사선 치료를 할 때는, PET-CT 촬영을 하기 전에 특별한 기점 마크를 환자의 몸에 놓는다. 이렇게 얻어진 슬라이스들은 선가속도(높은 에너지 양자를 이용하여 타겟 부분에 정확하게 쏘기 위해 사용됨, radiosurgery)로 디지털화되어 전송된다.
3. 3. 2. PET 촬영
FDG(플루오로데옥시글루코스)를 이용한 신진대사 매핑 진단을 통해 PET-CT가 작동하는 순서는 다음과 같다.# 공복: 검사 시작 전, 환자는 4시간 이상 공복 상태를 유지해야 한다.
# 검사 당일, 환자는 최소 15분 이상 누워서 휴식을 취해 근육 운동을 최소화한다.
# 급속 정맥 주사: 보통 팔에 있는 정맥을 통해, 최근에 만들어진 2-FDG나 3-FDG를 1회 분량 주사한다. 주사량은 체중 1kg 당 0.1mCi에서 0.2mCi 사이이다.
# 스캐닝: 1~2시간 후, 환자는 특정 관심 영역(ROI)에 따라 팔을 몸 쪽으로 뻗거나 머리 위로 올린 앙와위[10] 자세로 PET-CT 기계에 들어간다.
# 자동 침대가 머리부터 갠트리 안으로 들어가게 한다. CT 스캔 전에 환자 위치 영상을 얻는다. 이를 스카우트 뷰[11], 서뷰라고도 부른다. 위쪽에 고정된 X-ray 관을 통해 전신의 시상 단면을 얻는다.
# 기계 작동자는 PET-CT 컴퓨터 콘솔을 사용하여 환자를 파악하고 검사한다. 스카우트 뷰에서 전신 위쪽과 아래쪽 범위를 정하고, 스캐닝 변수를 선택한 후 이미지 획득을 시작한다.
# 환자는 자동적으로 CT 갠트리에 머리부터 들어가고, x-ray tomogram을 얻는다.
# 환자는 PET 갠트리를 통과하며 자동적으로 이동하고, PET 슬라이스가 획득된다.
# 이제 환자는 PET-CT 기계에서 나올 수 있다. PET-CT 소프트웨어는 PET와 CT 이미지를 맞춰 재구성한다.
전신 스캔(보통 넓적다리 중간부터 머리 끝까지)은 장비 기술이나 획득 프로토콜에 따라 5분에서 40분 정도 걸린다. FDG 이미징 프로토콜은 2~3mm 굵기의 슬라이스를 얻는다. 대사 항진된 부분은 그레이 값으로 코드화된 CT 이미지 위에 픽셀이나 복셀을 폴스 칼라로 표현한다. 표준 섭취 계수(SUV)는 이미지 상에서 감지된 대사 항진된 부분을 소프트웨어로 계산한 값이다. 기능성 이미징은 정확한 해부학적 예측을 하지 못하므로 병소의 정량화된 크기만 나타낸다. 병이 난 부위가 영상에서 보일 경우 CT를 사용할 수 있다. (대사 항진된 부위에서 해부학적 변화가 일어나지 않을 때는 그렇지 않다.)
FDG 제조자는 매일 진단 이미지 센터에 4~5번의 검사를 수행할 만큼 충분한 양의 FDG를 하루에 두 번 이상 보낸다.
암의 방사선 치료를 할 때는, PET-CT 촬영 전에 특별한 기점 마크를 환자 몸에 표시한다. 이렇게 얻어진 슬라이스들은 선형 가속기(높은 에너지 광자를 이용해 목표 지점에 정확하게 쏘는 방사선 수술)로 디지털 전송된다.
3. 4. 영상 재구성 및 판독
PET-CT 영상 재구성은 다음과 같은 과정을 거친다.- CT 촬영 후, PET 촬영이 진행된다.
- 환자는 PET 갠트리를 자동으로 통과하며 PET 슬라이스를 획득한다.
- PET-CT 소프트웨어는 PET와 CT 이미지를 재구성하고 정렬한다.
전신 스캔(일반적으로 허벅지 중간부터 머리 꼭대기까지)은 장비와 획득 프로토콜에 따라 5분에서 40분 정도 소요된다.[11] FDG 이미징 프로토콜은 2~3mm 두께의 슬라이스를 얻는다. 과대사 병변은 회색조로 코딩된 CT 이미지 위에 가색 코딩된 픽셀이나 복셀로 표시된다. 표준 섭취 계수(SUV)는 이미지 상에서 감지된 각 과대사 영역에 대해 소프트웨어로 계산된다. 기능성 이미징은 병변의 정확한 해부학적 예측을 하지 못하기 때문에 병소의 양자화된 크기만 나타낸다. 병변이 영상에서 가시화되었을 경우에는 CT를 쓸 수 있다. (항상 그런 것은 아니다. 대사 항진된 부위에서 해부학적 변화가 일어나지 않을 때)[10]
암의 영상 유도 방사선 치료를 할 때는, PET-CT 촬영을 하기 전에 특별한 기점 마크가 환자의 몸에 놓여져 있어야 한다. 그러므로 얻어지는 슬라이스들은 선형 가속기(높은 에너지 양자를 이용하여 타겟 부분에 정확하게 쏘기 위하여 사용됨)로 디지털화되어 전송된다.[6]
4. 활용 분야
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5. 영상 유도 방사선 치료
PET-CT 영상은 암의 정밀 방사선 치료 계획 수립에 사용된다. PET-CT를 이용한 방사선 치료 과정은 다음과 같다.
1. 환자는 검사 전 최소 4시간 이상 금식한다.
2. 검사 당일 최소 15분 이상 누워서 휴식하며 근육 운동을 진정시킨다.
3. 팔 정맥을 통해 2-FDG나 3-FDG를 주사한다. 복용량은 체중 1kg 당 0.1mCi에서 0.2mCi이다.
4. 1~2시간 후, 환자는 PET-CT 기계에 눕는다. 주요 관심 영역에 따라 팔을 몸 옆에 두거나 머리 위로 올린다.
5. 자동 침대가 머리부터 갠트리 안으로 들어가 단층 촬영을 한다.
6. 기계 조작자는 컴퓨터 콘솔을 사용하여 환자와 검사를 확인하고 스캔 범위를 지정하며, 스캔 매개변수를 선택하고 영상 획득을 시작한다.
7. 환자는 자동으로 CT 갠트리에 들어가고, X선 단층 촬영을 한다.
8. 환자는 PET 갠트리를 통과하며 PET 슬라이스를 획득한다.
9. PET-CT 소프트웨어는 PET와 CT 이미지를 재구성하고 정렬한다.
전신 스캔은 장비와 획득 프로토콜에 따라 5분에서 40분 정도 걸린다. FDG 영상은 두께 2~3mm의 슬라이스를 얻는다. 과대사 병변은 회색조 코딩된 CT 영상 위에 가색 코딩된 픽셀 또는 복셀로 표시된다. 표준 섭취 값은 영상에서 감지된 각 과대사 영역에 대해 소프트웨어에서 계산한다. 기능 영상은 병변의 정확한 해부학적 범위를 제공하지 않기 때문에 병변의 크기만 정량화한다.
FDG는 하루에 4~5번의 검사를 수행할 수 있는 충분한 양으로 공급업체에서 진단 영상 센터에 하루에 두 번 이상 배달된다.
암의 영상 유도 방사선 치료를 위해 PET-CT 촬영을 하기 전에 환자의 몸에 특별한 기점 마크를 배치한다. 이렇게 얻어진 슬라이스들은 선형 가속기로 디지털 전송되어 고에너지 광자(방사선 수술)를 사용하여 표적 영역을 정확하게 폭격하는 데 사용될 수 있다.
5. 1. 기점 마크(Fiducial marks) 설정
암의 영상 유도 방사선 치료를 할 때, PET-CT 촬영을 하기 전에 환자의 몸에 특별한 기점 마크를 배치한다. 그러므로 얻어지는 슬라이스들은 선형 가속기로 디지털 전송되어 고에너지 광자(방사선 수술)를 사용하여 표적 영역을 정확하게 폭격하는 데 사용될 수 있다.[11]5. 2. 선형 가속기(Linear accelerator) 연동
암의 영상 유도 방사선 치료를 위해 PET-CT 영상을 활용할 때는 촬영 전에 환자 몸에 특수한 기점 마크를 부착한다. 이를 통해 얻은 영상 슬라이스들은 선형 가속기로 디지털 전송된다. 전송된 데이터를 바탕으로, 선형 가속기는 고에너지 광자를 사용하여 종양 부위(방사선 수술)를 정밀하게 타격하는 데 사용된다.[11]참조
[1]
논문
Evaluation of Skeletal and Extra-Skeletal Tuberculosis by FDG-PET/CT with Clinical Correlation
https://zenodo.org/r[...]
2022-01-17
[2]
웹사이트
PET CT Scan: Purpose, Procedure, Benefits
https://www.medicai.[...]
[3]
학위논문
Reduction of positron range effects by the application of a magnetic field: For use with positron emission tomography.
https://deepblue.lib[...]
2020-11-19
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간행물
Combined PET/CT: the historical perspective
[5]
서적
Computed Tomography
Publicis
[6]
웹사이트
NHS Choices: PET scan
http://www.nhs.uk/co[...]
2016-11-11
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문서
암 진단과 PET-CT
네이버 지식백과 (가톨릭중앙의료원 건강칼럼, 가톨릭중앙의료원)
[8]
문서
기능적 이미지
네이버 지식백과(간호학대사전, 1996.3.1, 한국사전연구사)
[9]
문서
암 진단과 PET-CT
네이버 지식백과(가톨릭중앙의료원 건강칼럼, 가톨릭중앙의료원)
[10]
문서
앙와위 [supine position, horizontal position, 仰臥位]
네이버 지식백과(간호학대사전, 1996.3.1, 한국사전연구사)
[11]
문서
스카우트뷰(scout view)
네이버 지식백과 (간호학대사전, 1996.3.1, 한국사전연구사)
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