CT 영상을 이용한 감쇠 보정 시 조영제가 PET 영상에 미치는 영향

Impact of Contrast Agent for PET Images with CT-based Attenuation Correction

본 연구에서는 PET/CT 시스템에서 CT 영상을 이용한 감쇠 보정 시 조영제가 PET 영상에 미치는 영향을 관찰하기 위해 팬텀실험과 모의실험을 수행하였다. 다양한 농도로 희석한 조영제를 채운 플라스틱 병을 스티로폼을 이용하여 전신 팬텀 내에 고정시킨 후 투과 영상을 획득하였다 모의실험을 위해 인체 기관 중간을 가진 수학적 방출 맵과 투과 맵을 각각 생성하였다. 조영제의 비균일 증강, 조영제의 다양한 농도 및 분포 크기, 잡음 정도, 영상의 해상도, 재구성 알고리듬, 조영제의 저-감쇠, 그리고 각각 다른 시간상에 대한 조영제의 분포의 차이와 같은 다양한 인자들에 대하여 평가하였다. 팬텀실험으로부터 CT의 Hounsfield 값이 조영제의 농도 및 전압 값에 의존함을 확인할 수 있었다. 모의실험으로부터 조영제가 감쇠 보정한 PET 영상에서 인공산물을 생성하고 영상의 질을 떨어뜨리는 것을 관찰할 수 있었다. 조영제의 영향은 조영제의 농도 및 분포 크기, 잡음 정도, 영상의 해상도 등에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구 결과들은 임상적 PET/CT 영상에서 조영제로 인해 발생할 수 있는 잠재적 문제를 충분히 이해하고 이를 고려해야 함을 보여 주었다.

Experiments and simulation were done to study the impact of contrast agent when CT scan was used to attenuation correction for PET Images in PET/CT system. Whole body phantom was imaged with various concentration of iodine-based contrast agent using CT. Mathematical emission and transmission density map with liver were made to simulate for whole body FDG Imaging. A variety of factors were estimated, including non-uniform enhancement of contrast agent, concentration and distribution size of contrast agent, noise level, image resolution, reconstruction algorithm, hypo-attenuation of contrast agent, and different time phases for contrast agent. Experimental studies showed that Hounsfield unit depends on the concentration of contrast agent and tube voltage. From the simulation data, contrast agents Introduced artifacts and degraded image quality on the attenuation-corrected PET images. The severity of these effects depends on a variety of factors, including the concentration and distribution size of contrast agent, the noise levels, and the Image resolution. These results Indicated that the impact of contrast agents should be considered with a full understanding of their potential problems in clinical PET/CT images.