Abstract
Purpose: The aim of this study was to evaluate changes of quantitative and semi-quantitative myocardial perfusion indices and image quality by image reconstruction methods in $^{13}N$-ammonia ($^{13}N-NH_3$) myocardial perfusion PET/CT. Materials and Methods: Data of 14 (8 men, 6 women) patients underwent rest and adenosine stress $^{13}N-NH_3$ PET/CT (Biograph TruePoint 40 with TrueV, Siemens) were collected. Listmode scans were acquired for 10 minutes by injecting 370MBq of $^{13}N-NH_3$. Dynamic and static reconstruction was performed by use of FBP, iterative2D (2D), iterative3D (3D) and iterative TrueX (TrueX) algorithm. Coronary flow reserve (CFR) of dynamic reconstruction data, extent(%) and total perfusion deficit (TPD) (%) measured in sum of 4-10 minutes scan were evaluated by comparing with 2D method which was recommended by vendor. The image quality of each reconstructed data was compared and evaluated by five nuclear medicine physicians through a blind test. Results: CFR were lower in TrueX 18.68% (P=0.0002), FBP 4.35% (P=0.1243) and higher in 3D 7.91% (P<0.0001). As semi-quantitative values, extent and TPD of stress were higher in 3D 3.07%p (P=0.001), 2.36%p (P=0.0002), FBP 1.93%p (P=0.4275), 1.57%p (P=0.4595), TrueX 5.43%p (P=0.0003), 3.93%p (P<0.0001). Extent and TPD of rest were lower in FBP 0.86%p (P=0.1953), 0.57%p (P=0.2053) and higher in 3D 3.21%p (P=0.0006), 2.57%p (P=0.0001) and TrueX 5.36%p (P<0.0001), 4.36%p (P<0.0001). Based on the results of the blind test for image resolution and noise from the snapshot, 3D obtained the highest score, followed by 2D, TrueX and FBP. Conclusion: We found that quantitative and semi-quantitative myocardial perfusion values could be under- or over-estimated according to the reconstruction algorithm in $^{13}N-NH_3$ PET/CT. Therefore, proper dynamic and static reconstruction method should be established to provide accurate myocardial perfusion value.
최근 진단 분야에서 PET/CT는 종양학 분야는 물론 심장, 신경 등 여러 가지 분야에서 널리 활용되고 있다. 그 중 심장 분야에서 $^{13}N-NH_3$ 심근 관류 PET/CT는 MBF를 이용한 절대 심근 관류의 측정이 가능하며 심근 관류 SPECT에 비하여 공간 분해능과 대조도가 우수하고 CT를 이용한 보다 정확한 감쇄 보정이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 $^{13}N-NH_3$ PET/CT 검사 시 각 재구성 방법에 따른 정량적 심근 관류, 반정량 심근 관류 지표의 변화와 image quality의 변화를 비교하였다. 2013년 1월부터 11월까지 서울대학교병원에서 $^{13}N-NH_3$ PET/CT 검사를 시행받은 14명(평균연령 $60.24{\pm}7.21$세, 평균 몸무게 $71.54{\pm}7.43kg$, 남자 8명, 여자 6명)의 데이터를 분석하였다. 안정기, 부하기 각 10분 listmode scan의 data를 이용 동적, 정적 영상을 FBP, iterative2D, Iterative3D, TrueX의 재구성 방법을 이용하여 재구성하였다. 안정기, 부하기의 각 동적 영상을 이용하여 MBF에서 재구성 방법에 따른 RCA, LAD, LCX의 각 territory 별 심근관류와 global, reserve (stress/rest)값을 비교하였다. 또한 정적 영상을 이용 QPS에서 각 재구성 방법에 따른 extent와 TPD 를 비교하였으며 재구성 방법 별 정적 영상의 snapshoot을 제작하여 영상의 해상력과 노이즈, 판독의 용이성을 기반으로 핵의학과 판독의 5명의 blind test를 시행하였다. 각 재구성 방법에 따라 vendor에서 권고 되는 iterative2D 대비 정량적 심근 관류의 CFR은 최소 -18.68% (P=0.0002)에서 최대 7.91% (P<0.0001)의 변화를 보였으며, 반 정량적 지표들은 안정기에서 extent는 최소 -0.86%p (P=0.1953)에서 최대 5.36%p (P<0.0001), TPD는 최소 -0.57%p (P=0.2053)에서 최대 4.36%p (P<0.0001), 부하기에서 extent는 최소 1.93%p (P=0.4275)에서 최대 5.43%p (P=0.0003), TPD는 최소 1.57%p (P=0.4595)에서 3.93%p (P<0.0001) 증가된 값을 보였다. 영상의 해상력과 노이즈, 판독의 용이성을 기반으로 핵의학과 판독의 5명의 blind test에서는 FBP로 재구성된 영상이 최하위로 평가 되었으며 TrueX, iterative2D, iterative3D 순으로 평가되어 iterative3D로 재구성된 영상이 판독 시 가장 우수한 영상을 평가되었다. 각 병원은 장비에 따른 각 재구성 방법에 의한 정량적 심근 관류의 변화, 반 정략적 지표들의 과대 또는 과소평가되는 정도를 확인하고 병원 장비의 실정에 적합한 동적, 정적 재구성 방법을 확립하여 진단에 보다 유용하고 정확한 심근 관류 값을 제공하여야 할 것이다.
(Department of Nuclear Medicine, Seoul National University Hospital)
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