양전자단층촬영장치에서 호흡의 영향에 따른 종양의 변화 분석

Defining the Tumour and Gross Tumor Volume using PET/CT : Simulation using Moving Phantom

호흡에 의한 체내 장기의 불수의적 움직임은 방사선 치료 및 진단의 결과에 큰 영향을 주는 요소이다. 본 논문에서는 호흡에 따른 장기 또는 종양의 움직임을 모사하기 위한 움직임 팬텀을 제작하고 다양한 호흡모사 조건에서 18F-FDG PET 스캔 영상을 획득하여 호흡에 따른 종양의 움직임 범위와 종양의 크기에 따른 인공물의 수준 및 표준섭취계수 최대값(maximum standardized uptake value, SUVmax)를 분석하였다. 운영체계로 윈도우 CE(Windows CE) 6.0 기반으로 전동액추에이터, 전동액추에이터 포지셔닝 드라이버, PLC(Programmable Logic Controller)을 이용한 위치 및 속도 조절 모듈은 이동거리 0-5 cm와 왕복이동 10회, 15회, 20회에서 정상적으로 동작하였다. 지연시간 100분에서 구의 지름 10, 13, 17, 22, 28, 37mm일 때 각각 80.4, 99.5, 107.9, 113.1, 128.0, 124.8%로 측정되었다. 이동거리가 같을 때 호흡수에 따른 차이는 미미하였다. 호흡수를 20회 하고 이동거리를 1 cm, 2 cm, 3 cm, 5 cm일 때 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 이동거리가 길어질수록 구의 크기가 작은 것 부터영상의 구분 능력이 저하되었다. 정지영상에 비하여 이동거리를 5 cm로 하였을 때, 표준섭취계수의 최대값은 구의 지름이 10, 13, 17, 22, 28, 37 mm에서 각각 18.0%, 23.7%, 29.3%, 38.4%, 49.0%, 67.4%이었다.

Involuntary movement of internal organs by respiration is a factor that greatly affects the results of radiotherapy and diagnosis. In this study, a moving phantom was fabricated to simulate the movement of an organ or a tumor according to respiration, and 18F-FDG PET/CT scan images were acquired under various respiratory simulating conditions to analyze the movement range of the tumor movement by respiration, the level of artifacts according to the size of the tumor and the maximum standardized uptake value (SUVmax). Based on Windows CE 6.0 as the operating system, using electric actuator, electric actuator positioning driver, and programmable logic controller (PLC), the position and speed control module was operated normally at a moving distance of 0-5 cm and 10, 15, and 20 reciprocations. For sphere diameters of 10, 13, 17, 22, 28, and 37 mm at a delay time of 100 minutes, 80.4%, 99.5%, 107.9%, 113.1%, 128.0%, and 124.8%, respectively were measured. When the moving distance was the same, the difference according to the respiratory rate was insignificant. When the number of breaths is 20 and the moving distance is 1 cm, 2 cm, 3 cm, and 5 cm, as the moving distance increased at the sphere diameters of 10, 13, 17, 22, 28, and 37 mm, the ability to distinguish images from smaller spheres deteriorated. When the moving distance is 5 cm compared to the still image, the maximum values of the standard intake coefficient were 18.0%, 23.7%, 29.3%, 38.4%, 49.0%, and 67.4% for sphere diameters of 10, 13, 17, 22, 28, and 37 mm, respectively.