CT 기반의 감쇠보정에 따른 Hybrid SPECT-CT 영상 평가

Evaluation of Hybrid SPECT-CT Imaging Based on CT-Based Attenuation Correction

SPECT-CT 융합 영상을 재구성하는 과정에서 SPECT에서 이용하는 방사성 추적자의 감마선과 CT에서 이용하는 엑스선의 광자 에너지 차이가 감쇠보정에 미치는 영향을 팬텀실험을 통해 분석하고 평가하였다. 140 keV의 저에너지 감마선을 방출하는 99mTc (281.20 M㏃)과 364 keV의 고에너지 감마선을 방출하는 131I (98.42 M㏃)을 방사성 추적자로 선정하여, Jaszczak SPECT 팬텀을 제작하였으며, SPECT-CT 스캐너를 이용하여 영상을 획득하였다. 이후 감쇠보정 전과 감쇠보정 후의 영상을 영상분석 프로그램을 이용하여 Total Uniformity와 Center to Edge Ratio의 항목으로 구분하였으며, Total Uniformity는 팬텀의 모든 단면을 합친 영상에 관심영역을 설정하여 분석하였고, Center to Edge Ratio은 Total ROI와 Inner ROI의 크기는 2 ㎝ 지름의 차이로 설정하여 분석하였다. 실험결과 99mTc 팬텀영상의 Total Uniformity는 감쇠보정 전은 87.42±1.26이었고, 감쇠보정 후는 96.28±0.42으로 CT 스캐너를 이용한 감쇠보정에 따라 10.13% 향상되었다. 또한 Center to Edge Ratio는 감쇠보정 전은 1.07이었으며, 감쇠보정 후는 1.02로 CT 스캐너를 이용한 감쇠보정에 따라 4.67% 개선되었다. 131I 팬텀영상의 Total Uniformity는 감쇠보정 전은 91.56±1.48이었고, 감쇠보정 후는 91.55±2.64으로 CT 스캐너를 이용한 감쇠보정에 따라 0.01% 저하되었다. 또한 Center to Edge Ratio는 감쇠보정 전은 1.02이었으며, 감쇠보정 후는 1.09로 CT 스캐너를 이용한 감쇠보정에 따라 6.86% 저하되었다. Hybrid SPECT-CT는 방사성 추적자에서 방출되는 방사선의 에너지, 종류 및 방사성 추적자의 방사능과 물리적 반감기 등 물리적 특성에 따른 엑스선 감쇠보정은 영상의 균일도를 향상 시킬 수 있다.

In the process of reconstructing SPECT-CT fusion images, we analyzed and evaluated the effect of the photon energy difference between the gamma rays used in SPECT and the X-rays used in CT on attenuation correction through phan- tom experiments. We selected 99mTc (281.20 M㏃), which emits low-energy gamma rays of 140 keV, and 131I (98.42 M㏃), which emits high-energy gamma rays of 364 keV, as radioactive tracers. A Jaszczak SPECT phantom was created, and images were acquired using a SPECT-CT scanner. Afterward, using an image analysis program, we classified the images into categories based on Total Uniformity and Center to Edge Ratio before and after attenuation correction. Total Uniformity was analyzed by setting a region of interest (ROI) in the image of all the phantom slices combined, while the Center to Edge Ratio was analyzed by setting a 2 ㎝ diameter difference between the Total ROI and the Inner ROI. The results showed that the Total Uniformity of the 99mTc phantom image improved by 10.13%, from 87.42±1.26 before attenuation correction to 96.28±0.42 after. Additionally, the Center to Edge Ratio improved by 4.67%, from 1.07 before attenuation correction to 1.02 after. The Total Uniformity of the 131I phantom image decreased by 0.01%, from 91.56±1.48 before attenuation correction to 91.55±2.64 after. Furthermore, the Center to Edge Ratio decreased by 6.86%, from 1.02 before attenuation correction to 1.09 after. The attenuation correction of X-rays based on the physical properties of the energy, type, radioactivity, and physical half-life of radioactive tracers in Hybrid SPECT-CT can improve image uniformity.