전통적으로 심근 생존능을 식별하고 심근 관류를 정확히 평가하기 위한 도구로 핵의학영상이 이용되고 있으나 경색영역을 정의하기에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 극성지도의 분포를 분석하여 특성에 맞는 적응적 임계값을 이용하여 심근경색 모델을 정량적으로 평가하고자 하였다. 쥐 심근경색 모델은 왼쪽 관상동맥을 결찰시켜 제작하였다. 소동물PET 영상은 37 MBq $^{18}F$-FDG를 쥐의 꼬리정맥에 주사한 후 60분 섭취 후 Siemens Inveon SPECT/PET 스캐너를 이용하여 20분 동안 ECG 신호와 함께 획득하였고, OSEM 2D 알고리즘을 이용하여 재구성하였다. PET 영상의 심근 극성지도는 Siemens QGS 소프트웨어에 적합한 형식으로 변환 후 자동으로 심근 벽을 설정하여 작성하였다. 심근경색영역의 기준데이터는 TTC 염색으로 설정하였으며 전체 좌심실대비 염색된 영역의 백분율로 획득하였다. 최적의 임계값 설정을 위해 절대치 설정 방법, Otsu 알고리즘, 다중가우시안혼합모델(Multi Gaussian mixture model, MGMM)을 이용하여 평가하였다. 절대치 설정 방법은 10~90%까지 10%단위로 미리 정의 된 임계값을 이용하였고, Otsu 알고리즘은 영상 내에서 두 군집의 분산을 최대로 하는 임계값으로 설정하였다. MGMM 방법은 영상의 화소 강도를 분석하여 여러 개의 가우시안 분포함수(MGMM2, $\cdots$ MGMM4)로 반복 수행하여 최적의 가우시안 분포를 구하여 적응적 임계값을 설정하였다. 극성지도 평가지표는 각각의 알고리즘에서 측정된 임계값을 이용하여 이진화하고 전체 극성지도와 경색영역의 백분율로 획득한 후, TTC 염색으로 획득된 기준데이터와의 차이를 비교하였다. 그 차이는 절대치 방법의 20%에서 $7.04{\pm}3.44%$, 30%에서 $3.87{\pm}2.09%$, 40%에서 $2.15{\pm}2.07%$이었다. Otsu 방법은 $3.56{\pm}4.16%$이었으며 MGMM 방법은 $2.29{\pm}1.94%$이었다. 소동물 PET 극성지도에서는 30% 임계값이 조직학적 데이터와 비교하여 가장 작은 차이를 보였다. 그러나 TTC 염색으로 측정한 크기가 10% 이하에서는 MGMM 방법이 절대치 방법보다 작은 차이를 보였다(MGMM: 0.006%, 절대치방법: 0.59%). 이 연구에서는 심근경색 모델 평가를 위하여 생체영상 극성지도에서 다중가우시안혼합모델을 이용하여 평가하고자 하였다. MGMM은 사용자의 선택 없이도 자동적으로 영상 특성을 고려하여 적응적 임계값을 찾아주는 방법으로 극성지도에서 심근경색을 평가하는데 도움이 될 것으로 기대된다.
Tetrofosmin is a ligand that forms a lipophilic, cationic complex with Tc-99m. Tc-99m tetrofosmin was developed as a myocardial perfusion imaging agent and also used to depict tumors. Mediastinal tumors is also detected by Tc-99m tetrofosmin. We report a case of extracardiac mediastinal activity detected by Tc-99m tetrofosmin scintigraphy, which revealed thymoma.
배경: 유전자 치료에 의한 치료적 혈관조성은 허혈성 심질환의 새로운 치료전략의 하나로 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 대동물에서 pCK 플라스미드 벡터에 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor isoform 165: VEGF165) 유전자를 삽입한 pCK-VEGF를 이용한 치료적 혈관조성의 효용성을 증명하는 것이다. 대상 및 방법: 총 21 마리의 돼지를 이용하여 좌전하행지동맥의 원위부를 결찰하여 심근경색 모델을 만든 후, 4주 후에 VEGF 유전자를 삽입한 플라스미드를 심근내에 주입하거나(VEGF군), 유전자 없이 플라스미드 만을 주입하였다(대조군). 실험 대상 동물군을 맹검하에 무작위로 VEGF군 및 대조군으로 나누어 실험을 진행하였는데, 7마리는 실험 도중 사망하였으며 결과적으로 VEGF군은 8마리, 대조군은 6마리가 최종분석에 이용되었다. 좌전하행지동맥 결찰 후 30일째에 심근 SPECT와 심장초음파검사를 시행하고 심근내에 플라스미드를 주입하였으며, 이로부터 30일째에 심근 SPECT와 심장초음파검사를 다시 시행하였다. 허혈부위의 심근관류의 변화는 심근 SPECT상의 $^{99m}Tc-MIBI$의 섭취 정도로 비교하였으며, 국소 및 전체 심근기능 및 심실리모델링 등은 심장초음파 또는 게이트SPECT 검사상의 수축시 심실벽비후화, 좌심실구출률(EF), 수축기말용적(ESV), 이완기말용적(EDV) 등으로 비교하였다. 혈관조성의 정도는 조직검사상의 미세혈관의 밀도를 측정하여 비교하였다. 결과: 미세혈관의 밀도는 VEGF군에서 유의하게 더 높았으며($386\pm110/mm^{2}\;vs.\;291\pm127/mm^{2},\;p<0.001$), 분절의 관류 정도도 VEGF군에서는 관상동맥 결찰 60일째가 30일째에 비해 더 증가한 반면(플라스미드 주입 전, 후, $48.4\pm15.2\%\;vs.\;53.8\pm19.6\%,\;p<0.001$) 대조군에서는 유의한 변화가 없었고(플라스미드 주입 전, 후, $45.1\pm17.0\%\;vs.\;43.4\pm17.7\%,\;p=0.186$), 그 변화량도 두 군간에 유의한 차이를 보였다($11.4\pm27.0\%$ 증가 vs $2.7\pm19.0\%$ 감소, p=0.003). 수축시의 심실벽비후화는 양 군 모두에서 플라스미드 주입 후 유의하게 증가하였으나 증가한 정도는 두 군간에 차이가 없었다. 심장초음파검사상 ESV은 양 군 모두에서 수술 전에 비해 관상동맥 결찰 후 유의하게 증가하였고 (VEGF군, $22.9\pm9.9\;mL\;vs.\;32.3\pm9.1\;mL,\;p=0.006;$ 대조군, $26.3\pm12.0\;mL\;vs.\;36.8\pm9.7\;mL,\;p=0.046$), EF은 유의하게 감소하였으며(VEGF군, $52.0\pm7.9\%\;vs\;46.5\pm7.4\%$, p=0.004; 대조군, $48.2\pm9.2\%\;vs\;41.6\pm10.0\%$, p=0.028), EDV은 양 군 모두에서 유의한 변화가 없었다. 플라스미드 주입 전과 후의 비교에서는 양 군 모두에서 심장초음파 및 게이트 SPECT검사상의 EF, ESV, EDV 값의 유의한 차이가 없었다. 결론: VEGF165 유전자를 삽입한 플라스미드의 심근내 주입 후 허혈성 생존 심근 부위에 혈관조성이 일어나고 심근관류가 유의하게 증가하였다. 그러나 심근 기능이나 좌심실의 리모델링 경과엔 유의한 차이가 없었다.
A 43-year-old man was presented with persistent headache for two weeks. 72 weighted MR imaging showed high signal intensity with surrounding edema in the left frontal lobe. These findings were considered with intracranial tumor such as glioma or metastasis. Tc-99m tetrofosmin SPECT showed focal radiotracer accumulation in the left frontal lobe. The operative specimen contained cerebral infarction with organizing leptomeningeal hematoma by pathologist. Another 73-year-old man was hospitalized for chronic headache. Initial CT showed ill-defined hypodensity with mass effect in the right parietal lobe. Tc-99m tetrofosmin SPECT showed focal radiotracer uptake in the right parietal lobe. These findings were considered with low-grade glioma or infarction. Follow-up CT after 5 months showed slightly decreased in size of low density in the right parietal lobe, and cerebral infarction is more likely than others. Tc-99m tetrofosmin has been proposed as a cardiotracer of myocardial perfusion imaging and an oncotropic radiotracer. Tc-99m tetrofosmin SPECT image provides a better attractive alternative agent than T1-201 as a tumor-imaging agent, with characteristics such as high-energy flux, short half-life, favorable biodistribution, dosimetry and lower background radioactivity. We have keep in mind on the analysis of Tc-99m tetrofomin imaging when cerebral infarction is being differentiated from brain tumor.
This review introduces advances in clinical and pre-clinical single photon emission computed tomography (SPECT) and positron emission tomography (PET) providing noninvasive functional images of biological processes. Development of new collimation techniques such as multi-pinhole and slit-slat collimators permits the improvement of system spatial resolution and sensitivity of SPECT. Application specific SPECT systems using smaller and compact solid-state detector have been customized for myocardial perfusion imaging with higher performance. Combined SPECT/CT providing improved diagnostic and functional capabilities has been introduced. Advances in PET and CT instrumentation have been incorporated in the PET/CT design that provide the metabolic information from PET superimposed on the anatomic information from CT. Improvements in the sensitivity of PET have achieved by the fully 3D acquisition with no septa and the extension of axial field-of-view. With the development of faster scintillation crystals and electronics, time-of-flight (TOF) PET is now commercially available allowing the increase in the signal-to-noise ratio by incorporation of TOF information into the PET reconstruction process. Hybrid PET/SPECT/CT systems has become commercially available for molecular imaging in small animal models. The pre-clinical systems have improved spatial resolution using depth-of-interaction measurement and new collimators. The recent works on solid state detector and dual modality nuclear medicine instrumentations incorporating MRI and optical imagers will also be discussed.
본 연구에서는 관동맥 혈류가 감소된 부위에 혈중 방사성의약품의 농도를 증가시킴으로서 심근내 섭취를 향상 시킬 수 있을 것이라는 가정 하에 관동맥조영술 시에 관동맥 내에 Tl-201를 직접 주사한 후 SPECT 영상을 얻어 심근 분절의 섭취 정도를 평가하였다. 이 심근영상을 생존심근의 진단에 이용되는 아데노신 부하-재주사 TI-201 SPECT 영상의 심근 내 방사성의약품의 섭취 정도와 비교하였다. 대상 및 방법: 심장 초음파검사에서 심벽운동의 이상이 있고, 관동맥조영술을 시행할 예정인 14명의 관동맥질환자를 대상으로 연구를 시행하였다. 남자가 11명이었고, 평균연령은 54세(36-73세)였다. 관동맥내 주사 TI-201 SPECT 영상은 관동맥조영술을 시행한 환자들을 대상으로 관동맥조영술이 끝나기 직전에 TI-201 111 MBq(3 mCi)를 나누어서 각각 좌, 우관동맥 내에 각각 직접 주사하여 얻었다. 아데노신 부하-재주사 TI-201 SPECT 영상은 TI-201 2-3mCi를 정맥주사 후 아데노신 부하영상을 얻고 4시간 후에 TI-201 1mCi를 재주사한 후 다시 영상을 얻었다. 심근분절의 섭취정도에 따라 0-3의 4등급으로 분류하였다. 정상적인 섭취를 등급 0, 경도로 감소된 섭취를 등급 1, 중등도로 감소된 섭취를 등급 2, 심하게 감소되었거나 관류결손이 나타난 분절은 등급 3으로 분류하였다. 생존된 심근의 판정은 부하영상 재주사후의 영상, 또는 관동맥주사후의 영상 모두에서 심근 분절의 섭취정도가 등급 0, 1인 경우는 생존심근으로 판정하였고, 심근 분절의 Tl-201 섭취가 정상분절 섭취의 50%이하이며 역치를 50%로 설정 한 color coding으로 black-out하였을 때, 결손으로 나타나는 등급 2, 3을 비생존 심근으로 판단하였다. 결과 총 14명의 환자 중 14%에 해당하는 2명의 관동맥내 주사 영상은 낮은 계수율로 인하여 심장의 경계가 정확하게 구분되지 않거나 분절을 명확하게 구분할 수 없을 정도로 영상이 깨끗하지 못하였으므로 본 연구의 심근분절 섭취 분석에서 제외하였고 나머지 12명의 영상에서 총 252분절을 구분하여 섭취 정도를 분석하였다. 관동맥내 주사 영상에서 0등급-1등급이었던 192개의 분절을 생존심근으로 판단하였고, 재주사 영상에서는 0등급-1등급이었던 214개의 분절이 각각 생존심근으로 나타났다. 두 영상에서의 관류등급 평가에 대한 일치율은 76.5%였으며 생존능 평가에 대한 일치율은 90.5%였다. 부하-재주사영상시 비생존심근으로 나타난 38개의 분절 중 단 1개의 분절만이 관동맥내 주사 영상에서 생존심근인 것으로 판단할 소견을 보였으며, 부하-재주사 영상에서 생존심근인 것으로 나타났던 214개의 분절 중에서는 23개의 분절은 관동맥주사 영상시 오히려 생존능이 없는 것으로 하향 평가 되었다. 결론: Tl-201 관동맥내 주사 SPECT 영상은 Tl-201 부하-재주사 SPECT 영상과 비교하였을 때, 심근의 생존능을 평가하는데 있어 어느 정도 도움을 줄 수는 있으나 우월하지 않았다. 관동맥내 주사 영상은 6시간에서 24시간이 지나 얻은 지연영상의 낮은 계수율 때문으로 좋지 않은 결과를 얻었을 것 이 라 판단되었고, 조기에 영상을 얻기가 어려운 현실에서, Tl-201 관동맥내 주사 영상의 임상적 유용성은 제한적일 것이다.
본 연구에서는 소동물의 심근에서 $^{68}Ga$-BAPEN PET 영상분석을 통해 심혈 영상 추적자로서의 적용가능성을 보고자 하였다. 소동물용 PET/CT에서 쥐 9마리를 대상으로 120분간의 $^{68}Ga$-BAPEN PET/CT 스캔을 시행하였다. 특별히 킷트를 통해 간편하고 저비용으로 $^{68}Ga$-BAPEN을 합성이 가능하였다. PET 영상은 쥐의 몸통부분에서 $^{68}Ga$-BAPEN의 생체 동적분포를 나타낸다. $^{68}Ga$-BAPEN PET 영상은 처음 수분간 대동맥과 간에서의 섭취가 나타났고 점차 심근에서의 섭취가 이루어졌다. 관심영역은 좌심근, 심혈, 폐, 간에 그렸고 시간-방사능 곡선을 얻었다. 시간-방사능 곡선에서 $^{68}Ga$-BAPEN이 쥐 심근에 잘 결합하는 것을 확인 할 수 있었다. 정확한 약동학적 파라미터 도출을 위한 최소 PET 스캔시간은 타장 기와의 영상 대조도가 일정비에 이르는 주사 후 60분이 적합하였다. 이때 심근의 섭취를 심혈, 간, 폐에서의 섭취로 나누어 얻은 영상 대조도는 각각 1.66, 0.60, 2.82였다. 결론적으로 $^{68}Ga$-BAPEN은 심근 혈류 질환을 진단하기 위한 추적자로서 적합하며 지속적인 연구가 이루어진다면 임상에서의 진단활용에 도움이 될 것이라 예상된다.
배경: 혈관질환 환자는 관상동맥질환 및 심장질환을 많이 동반함으로 인하여 혈관 수술 후 잠재되어 있는 심장질환이 악화 또는 유발될 수 있는 가능성이 있다. 이러한 심장질환을 확인하기 위한 검사중 비교적 간단하고 비침습적인 SPECT 촬영에 대한 효용성은 아직 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 수술 전 SPECT를 촬영하고, 그 결과에 따른 검사 및 처치들이 혈관 수술 후 심장 합병증 발생에 미치는 임상적인 효과를 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 2004년 4월부터 2007년 9월까지 3년 6개월간 본 병원에서 혈관 수술 전 아데노신 부하 Tc-99m 테트로포스민 SPECT를 촬영한 63명의 환자를 대상으로 하였다. 결과: SPECT 촬영 유소견의 심장 합병증 발생 예측에 대한 민감도와 특이도는 각각 41.2%와 52.2%로 비교적 낮게 나왔다. 그러나 비정상적인 SPECT 촬영결과를 보인 환자에게 관상동맥 조영술을 시행하고 관상동맥 병변에 대한 비정상 소견이 있을 때 관상동맥 중재적 시술 및 관상동맥 우회로술 등의 적극적인 처치를 한 경우 심장 합병증의 발생률이 낮은 경향을 보였다. 결론: SPECT 촬영은 혈관수술 후 심장 합병증 발생위험을 예측하기 위한 선별검사로서 효용성이 떨어진다.
휴식 T1-20l/부하 Tc-99m MIBI 지연 T1-201 심근 SPECT는 관상동맥질환을 진단하는데 87%의 진단 정확성을 보여 기존의 부하/휴식 Tc-99m MIBI SPECT와 비교하여 비슷하거나 더 좋은 성능을 보였다. 이 연구로써 휴식 T1-201/부하 Tc-99m MIBI 심근 SPECT 방법의 관동맥질환 진단성능은 다른 방법들과 비슷함을 확인하였다. 또한 이 방법은 진정한 의미의 휴식기 영상을 얻을 수 있고 휴식기와 부하기 영상사이에 남아있던 방사능으로 인한 오차에서 벗어날 수 있으며 T1-201의 재분포영상과 24시간 지연영상으로부터 지속관류감소 부위의 생존여부에 대한 정보를 얻을 수 있고 휴식기 촬영후 바로 부하기 촬영을 하므로 전체 검사시간이 줄어 환자에게 편리하고 효율이 높아, 지연 T1-201 SPECT의 심근 생존능 판별성능이 확인되면 관동맥질환의 진단과 생존심근을 찾는 검사로 유용할 가능성이 있음을 알았다.
To evaluate the usefulness and differences in diagnosing coronary artery disease (CAD) between men and women of intravenous dipyridamole $^{99m}Tc$-MIBI myocardial SPECT, we obtained $^{99m}Tc$-MIBI myocardial SPECT and compared with the findings of coronary angiographies. Ninety eight male and 37 female patients who underwent dipyridamole $^{99m}Tc$-MIBI myocardial imaging within one month of cardiac catheterization were studied. Scans were considered abnormal if perfusion defect was detected and the defect size was more than 12% for left anterior descending artery (LAD) and circumflex (LCX) and 8% for right coronary artery (RCA) territories. Lesions${\geqq}$50% luminal diameter narrowing were considered significant CAD. Overall sensitivity for detection of CAD was 94.3% in men and 96.4% in women; specificity was 70% in men and 52.6% in women (P=not significant, ns). Vessel-matched sensitivity was 75.3% in men and 72.7% in women (P=ns): specificity was 84.6% in men and 67.9% in women (P < 0.025). For individual coronary artery, the sensitivity in men and women was 87.7%, 81.8% for LAD; 78%, 83.3% for RCA and 52.2%, 46.7% for LCX (P=ns): the specificity was 80%, 40% for LAD (P<0.01), 82.5%, 68.4% for RCA, 88.9%, 86.4% for LCX (P=ns). The hemodynamic parameter after intravenous dipyridamole in men and women were significantly changed; the heart rate was increased and systolic, diastolic blood pressure was decreased. Adverse effects were reported in 58.8% of men and 72.7% in women (P=ns). The incidence of chest pain and headache were higher in women. There was no significant difference in the incidences of nausea, abdominal pain, dizziness, facial flushing, dyspnea. In conclusion, dipyridamole $^{99m}Tc$-MIBI myocardial SPECT is a safe, noninvasive test for evaluation of CAD. There was no gender difference to detect CAD, but more false-positive rate in women especially in the territory of LAD.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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