Optimization of Correction Factor for Linearization with Tc-99m HM PAO and Tc-99m ECD Brain SPECT

Tc-99m HMPAO와 Tc-99m ECD 뇌SPECT의 뇌혈류량 정량화에 사용되는 Linearization Algorithm의 Correction Factor 조사

We conducted this study to find the optimal correction factor(${\alpha}$) of Lassen's linearization algorithm which has been applied for correction of flow-limited uptake at a high flow range in $^{99m}Tc$ d,l-hexamethylpropy leneamine oxime(HMPAO) and $^{99m}Tc$ ethyl cysteinate dimer(ECD). Ten patients with chronic cerebral infarction were involved in this study. We obtained the corrected $^{99m}Tc$ HMPAO and $^{99m}Tc$-ECD brain SPECT(single photon emission computed tomography) using the algorithm with ${\alpha}$ values that varied from 0.1 to 10 and compared the results with regional cerebral blood flow determined by positron emission tomography (PET-rCBF). The multi-modal volume registration by maximization of mutual information was used for matching between PET-rCBF and SPECT images. The highest correlation coefficient between $^{99m}Tc$-HMPAO and $^{99m}Tc$-ECD brain uptake and PET-rCBF was revealed at ${\alpha}$ 1.4 and 2.1, respectively. We concluded that the ${\alpha}$ values of Lassen's linearization algorithm for $^{99m}Tc$-HMPAO and $^{99m}Tc$-ECD brain SPECT images were 1.4 and 2.1, respectively to indicate cerebral blood flow with comparison of PET-rCBF.

연구목적: 연구목적: $^{99m}Tc$ d,l-hexamethylpropyleneamine oxime(HMPAO)와 $^{99m}Tc$ ethyl cysteinate dimer(ECD)의 뇌세포에 의한 섭취는 뇌혈류량에 비례를 한다. 그러나 뇌혈류량이 아주 높은 경우에는 뇌세포에 의한 섭취가 그 만큼 증가를 하지 않기 때문에 뇌혈류량이 과소평가 될 수 있다. 이를 보안하기 위하여 Lassen이 linearization algorithm을 만들었다. 그러나 이 방정식은 뇌의 상태에 따라 사용되는 알파값으로 표현되는 변수가 변할 수 있다. 저자들은 뇌경색이 있는 10명의 환자를 대상으로 가장 적절한 ${\alpha}$값을 구하고자 하였다. 재료 및 방법: 10명의 환자들은 모두 0.1에서 10까지의 알파값을 이용하여 교정한 $^{99m}Tc$-HMPAO와 $^{99m}Tc$-ECD 뇌관류 단일광자방출 단층촬영(single photon emission computed tomography: SPECT) 영상을 구하고, 양전자방출단층촬영술로 뇌혈류영상을 구하였다. 그리고 상호정보의 최대화에 의한 multi-modal volume registration을 이용하는 컴퓨터프로그램으로 양전자방출단층촬영술로 구한 뇌혈류와 SPECT 영상에서 다양한 알파값을 대입하여 Lassen의 linearization algorithm으로 구한 뇌혈류값을 픽셀단위로 서로 비교하였다. 결과: Lassen의 linearization algorithm을 이용하여 구한 $^{99m}Tc$-HMPAO와 $^{99m}Tc$-ECD 뇌관류 SPECT의 국소 뇌혈류량은 알파값이 각각 1.4와 2.1일때 양전자방출전산화단층촬영술로 구한 뇌혈류량과의 상관관계가 가장 높았다. 결론: Lassen의 linearization algorithm을 이용하여 뇌혈류량을 정량화하는 경우에는 $^{99m}Tc$-HMPAO의 경우는 1.4, $^{99m}Tc$-ECD의 경우는 2.1을 사용할 때 뇌혈류량을 가장 잘 반영할 것으로 생각된다.