Analysis of $^{99m}Tc-ECD$ Brain SPECT images in Boys and Girls ADHD using Statistical Parametric Mapping(SPM)

통계적 파라미터지도 작성법(SPM)을 이용한 남여별 ADHD환자의 뇌 SPECT 영상비교분석

  • 박성옥 (동남보건대학 방사선과) ;
  • 권수일 (경기대학교 대학원 의학물리학과)
  • Published : 2004.09.30

Abstract

Attention deficit hyperactivity disorder(ADHD)is one of the most common psychiatric disorders in childhood, especially school age children and persisting into adult. ADHD is affected 7.6% in our children, Korea. and persisting into $15{\sim}20%$ in adult. And it is characterized by hyperactivity, inattention and impulsivity. Brain imaging is one of way to diagnosis for ADHD. Brain imaging studies may be provide information two types - structural and functional imaging. Structural and functional images of the brain play an important role in management of neurologic and psyciatric disorders. Brain SPECT, with perfusion imaging radiopharmaceuticals is one of the appropriate test to diagnosis of neurologic and psychiatric diseases. Ther are a few studies about separated analysis between boys and girls ADHD SPECT brain images. Selection of Probability level(P-value) is very important to determind the abnormalities when analysis a data by SPM. SPM is a statistical method used for image analysis and determine statistical different between two groups-normal and ADHD. Commonly used P-value is P<0.05 in statistical analysis. The purpose of this study is to evaluation of blood flow clusters distribution, between boys and girls ADHD. The number of normal boys are 8(6-7y, average : $9.6{\pm}3.9y$) and 51(4-11y, average : $9.0{\pm}2.4$) ADHD patients, and normal girls are 4(6-12y, average : $9{\pm}2.4y$) and 13(2-13y, average $10{\pm}3.5y$) ADHD patiens. Blood flow tracer $^{99m}Tc-ethylcysteinate$ dimer(ECD) injected as rCBF agent and take blood flow images after 30 min. during sleeping by SPECT camera. The anatomical region of hyperperfusion of rCBF in boys ADHD group is posterior cingulate gyrus and hyperperfusion rate is 15.39-15.77% according to p-value. And girls ADHD group appears at posterior cerebellum, Lt. cerbral limbic lobe and Lt. Rt. cerebral temporal lobe. These areas hyperperfusion rate are 24.68-31.25%. Hypoperfusion areas in boys ADHD,s brain are Lt. cerebral insular gyrus, Lt. Rt. frontal lobe and mid-prefrontal lobe, these areas decresed blood flow as 15.21-15.64%. Girls ADHD decreased blood flow regions are Lt. cerebral insular gyrus, Lt. cerebral frontal and temporal lobe, Lt. Rt. lentiform nucleus and Lt. parietal lobe. And hypoperfusion rate is 30.57-30.85% in girls ADHD. The girls ADHD group's perfusion rate is more variable than boys. The studies about rCBF in ADHD, should be separate with boys and girls.

남,여 ADHD환자별 뇌혈류 상태를 비교분석하기 위하여 SPECT 영상을 획득하고, 유의수준에 따른 클러스터(cluster)의 분포변화와 혈류량 증가율과 감소율의 변화를 조사하였다. 남자 어린이 ADHD환자군 51명과 정상군 8명, 여자 어린이 ADHD환자군 13명과 정상군 4명에 대하여. Multi SPECT3 camera를 이용하여 $^{99m}Tc-ECD$를 정맥 주사후 30분에 영상을 획득하고, 뇌혈류 상태를 통계적 파라미터 지도작성법(SPM)으로 분석하였다. 정상 어린이군에 대한 남,여 환자군의 뇌혈류 증가와 감소부위의 분포를 통계적 유의수준 P<0.001부터 P<0.05 범위에서 나타내었다. 남자 어린이 ADHD환자군에서 유의수준 P<0.02에서부터 P<0.05까지 대상회전(post. cingurate gyrus)에서만 혈류가 증가되었다. 증가율의 변화는 유의수준에 영향을 받지 않았으며, 정상군보다 환자군은 평균 15.84%가 증가되었다. 여자의 경우, P<0.003에서 소뇌후엽 중앙상부, P<0.005에서 소뇌 중앙후엽과 좌측 대뇌변연엽(limbic lobe)에서 혈류증가 클러스터가 나타났다. P<0.009에서 P<0.01까지는 좌측대뇌 측두엽에서, P<0.02에서는 우측 대뇌측두엽과 좌측 대뇌 두정엽에서 혈류증가 클러스터가 나타났으며, 각 클러스터에서 평균 $24.68{\sim}31.25%$의 혈류증가율을 나타내었다. 남자 ADHD 질환군의 혈류 감소는 P<0.004에서 좌측의 대뇌 도이랑(Insula gyrus), P<0.005에서는 우측 대뇌 측두엽, P<0.007에서는 우측대뇌 전두엽, P<0.009에서 P<0.01까지는 좌측 대뇌전두엽 그리고 P<0.02에서는 대뇌전두엽 중앙이랑에서 혈류감소 클러스터가 나타났다. 혈류 감소율은 유의 수준에 의해 영향을 받지 않았으며 평균 $15.21{\sim}16.64%$의 감소율을 나타내었다. 여자어린이 ADHD환자에서는 P<0.001에서 좌측 대뇌렌즈핵(lentiform nucleus)에서만 감소되었으며, P<0.003에서는 좌우 대뇌렌즈핵에서 모두 감소되었고 P<0.005에서 P<0.01까지는 좌우의 렌즈핵 외 좌측 대뇌 측두엽이랑등 3개의 감소 클러스터가 나타났다. P<0.03에서는 좌측 대뇌두정엽과 전두엽에서 감소되었고, 평균 $30.57{\sim}30.84%$의 혈류감소율을 나타내었다. 혈류감소율은 유의수준의 변화에 영향을 받지 않았다. ADHD환자의 뇌혈류증가, 감소율이 남자보다 여자환자에서 2배 정도가 많았고, 혈류 증가와 감소클러스터분포의 차이가 있는 것으로 나타나, ADHD환자의 분석은 남, 여별로 구분하여야 할 필요가 있다고 판단된다.

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