The Study of Error for Analysis in Dynamic Image from the Error of Count Rates in NaI (Tl) Scintillation Camera

This study is aimed to evaluate the effect of $T_{1/2}$ upon count rates in the analysis of dynamic scan using NaI (Tl) scintillation camera, and suggest a new quality control method with this effects. We producted a point source with $^{99m}TcO_4^-$ of 18.5 to 185 MBq in the 2 mL syringes, and acquired 30 frames of dynamic images with 10 to 60 seconds each using Infinia gamma camera (GE, USA). In the second experiment, 90 frames of dynamic images were acquired from 74 MBq point source by 5 gamma cameras (Infinia 2, Forte 2, Argus 1). There were not significant differences in average count rates of the sources with 18.5 to 92.5 MBq in the analysis of 10 to 60 seconds/frame with 10 seconds interval in the first experiment (p>0.05). But there were significantly low average count rates with the sources over 111 MBq activity at 60 seconds/frame (p<0.01). According to the second analysis results of linear regression by count rates of 5 gamma cameras those were acquired during 90 minutes, counting efficiency of fourth gamma camera was most low as 0.0064%, and gradient and coefficient of variation was high as 0.0042 and 0.229 each. We could not find abnormal fluctuation in $x^2$ test with count rates (p>0.02), and we could find the homogeneity of variance in Levene's F-test among the gamma cameras (p>0.05). At the correlation analysis, there was only correlation between counting efficiency and gradient as significant negative correlation (r=-0.90, p<0.05). Lastly, according to the results of calculation of $T_{1/2}$ error from change of gradient with -0.25% to +0.25%, if $T_{1/2}$ is relatively long, or gradient is high, the error increase relationally. When estimate the value of 4th camera which has highest gradient from the above mentioned result, we could not see $T_{1/2}$ error within 60 minutes at that value. In conclusion, it is necessary for the scintillation gamma camera in medical field to manage hard for the quality of radiation measurement. Especially, we found a tendency that count rate changes over time at this study, and we proved that it can effect $T_{1/2}$. And also, there is need of appropriate phantoms and the method of quality management like this study, because there are not any advice or limitation degrees for domestic medical purpose scintillation camera.

NaI (Tl) 신틸레이션 카메라에서 계수율 오차에 따른 동적 영상 분석치 산출 오류에 관한 연구

본 연구는 NaI (Tl) 신틸카메라를 이용하여 동적영상 분석에서 계수율 오차가 $T_{1/2}$에 미치는 영향을 알아보고, 이에 대한 점 선원을 이용한 정도관리 방법을 제안하는 것에 목적을 두었다. 18.5 MBq 부터 185 MBq 까지 2 mL 용량의 $^{99m}TcO_4^-$을 주사기에 넣어 점 선원을 제작한 후, Infinia(GE, USA) 감마카메라를 이용하여 10초부터 60초까지 각각 30프레임의 동적영상을 획득하였다. 두 번째 실험으로 5대의 감마카메라(Infinia 2대, Forte 2대, Argus 1대)를 대상으로, 74 MBq의 점 선원으로 90프레임의 동적영상을 획득하였다. 첫 번째 실험의 평균계수율을 10초 단위로 비교한 결과 18.5 MBq부터 92.5 MBq까지의 선원은 10초/프레임에서 60초/프레임까지 평균계수율 간에 유의한 차이를 보이지 않았지만(p>0.05), 111 MBq 이상의 점 선원을 60초/프레임에서 계수율이 유의하게 적게 획득되었다(p<0.01). 이에 따라 5대의 감마카메라에서 90분간 획득한 계수율을 선형 회귀분석한 결과, 4번 감마카메라의 계수 효율은 0.0064%로 가장 낮았고, 경사도와 변동 계수는 각각 0.0042, 0.229로 가장 높게 측정 되었다. 계수율을 카이제곱검정한 결과에서는 비정상적인 요동을 확인하지 못하였고(p>0.02), 분산의 동질성 검정에서 또한 모든 감마카메라의 계수율 간에는 등분산성이 확인되었다(p>0.05). 상관분석에서는 유일하게 계수 효율과 경사도간에 유의한 음의 상관관계가 있는 것으로 분석 되었다(r=-0.90, p<0.05). 마지막으로 -2.5%부터 +2.5%까지 경사도를 변화하여 $T_{1/2}$의 오차를 산출한 결과, $T_{1/2}$이 길수록, 경사도가 높을수록 오차가 커지는 것으로 나타났다. 경사도가 가장 높았던 4번 카메라에서 측정된 수치를 이 결과에 미루어 보았을 때 $T_{1/2}$ 60분까지는 오차가 발생되지 않았다. 결론적으로 의료분야에 사용되는 신틸레이션 감마카메라에 있어 방사선 계수에 대한 엄격한 정도관리가 필요하다고 생각된다. 특히 본 연구에서 계수율이 시간에 따라 변화하는 경향이 파악되었고, 이는 $T_{1/2}$에 영향을 줄 수 있음을 증명하였다. 또한 국내 의료 목적의 신틸레이션 카메라의 계수율에 관한 권고치나 제한치가 없는 점을 미루어 볼 때, 본 연구와 같은 적절한 팬텀 및 관리법의 개발이 필요하다 사료된다.