PET-CT에서 감쇠보정 영상과 비감쇠보정 영상을 통한 Metal Artifact 보정에 대한 고찰

김준; 김재일; 이홍재; 김진의

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김준 (서울대학교병원 핵의학과) 김재일 (서울대학교병원 핵의학과) 이홍재 (서울대학교병원 핵의학과) 김진의 (서울대학교병원 핵의학과)

저널정보: 대한핵의학기술학회 핵의학기술 핵의학기술 제20권 제2호

발행연도: 2016.1

수록면: 21 - 26 (6page)

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최근엔 대부분의 PET-CT영상의 감쇠보정은 많은 강점을 가지고 있는 CT를 기반으로 사용하고 있다. 하지만 CT 검사때 metal artifact가 발생하게 된다면, PET 영상에서 영향을 주게 된다. 이에 본 논문에서는 감쇠보정 영상의 count와 비감쇠보정 영상의 count의 비를 통하여 보정계수($e^{-{\mu}x}$)을 구하였고 이를 통해 측정 SUV에 대입하여 실제 SUV를 추정하는 방법에 대하여 고찰해보았다. 실험장비로는 본원에서 사용하고 있는 Biograph mCT S(40)_SIMENS을 촬영 장비로 이용하였고, phantom은 micro phantom을 사용하였다. 팬텀 실험방법은 micro phantom에 metal artifact를 발생시켜 촬영한 뒤 감쇠보정 영상과 비 감쇠보정 영상으로 재구성하였다. 그리고 SIMENS 사의 Sygo.via VA11A 프로그램을 이용 감쇠보정 영상과 비 감쇠보정 영상의 count를 측정하고 이를 통해 보정계수를 구하여 Metal artifact 발생 부위와 Metal artifact 발생 직전 부위의 보정계수를 비교 분석해 보았다. 임상영상에서는 본원에 내원한 환자 10명($66{\pm}15$세)의 데이터를 이용하여 여러 장기의 평균 보정계수를 계산하였고, Metal artifact가 발생한 연부조직의 보정계수와 metal artifact가 발생하기 직전의 연부조직의 보정계수를 비교 분석하였다. 분석결과 phantom 실험에서는 밝은 artifact 부분에서의 보정 계수는 Metal artifact가 발생하지 않은 부분에서의 보정계수보다 평균 12%증가 되게 나타났다. 어두운 artifact 부분에서의 보정계수는 발생하지 않은 부분에서의 보정계수보다 6% 감소 되게 나타났다. 또한 phantom 실험결과 본 논문에서 사용한 식을 이용한 추정 SUV가 실제 SUV와 유의미한 차이가 없다는 것을 확인 할 수 있었다. 임상영상에서는 normal 장기의 보정계수를 계산 하였고, 이를 이용한 각 장기의 평균 보정계수를 계산하여 그래프를 작성하였다. 그리고 이 결과 값을 통해 CT number가 큰 조직 일수록 보정계수도 커지는 상호 비례 관계를 확인 할 수 있었다. 또한 metal artifact시 밝은 artifact 부분의 연부조직 보정계수는 metal artifact가 발생 하지 않은 연부조직 보정계수에 비해 평균 20% 증가, 그리고 어두운 artifact 부분은 10% 감소된 것으로 나타났다. 그래프로 작성한 soft tissue 평균값과 비교 하였을 때는 metal artifact가 발생 하지 않은 연부조직에 비해 밝은 artifact 부위는 평균 19% 증가 어두운 artifact 부위는 평균 9% 감소 된 것으로 나타났다. 즉 경우에 따라 각 개인의 보정계수를 계산 할 필요 없이 그래프로 작성한 평균값을 간편하게 활용 할 수 있을 것으로 사료된다. 이와 같이 실험결과로 보아 본 논문에서 제시하였던 감쇠보정 영상과 비 감쇠보정 영상에서의 count의 비를 통해 metal artifact가 발생하지 않는 부위의 보정계수와 발생한 부위의 보정계수를 구하고, 이를 활용하여 측정 SUV에 대입하여 실제 SUV를 추정하는 방법 역시 metal artifact 발생 부위의 더 정확한 정량분석 위하여 고려 해볼 수 있는 대안이 될 수 있을 것이라 사료 된다.

Purpose Because of many advantages, PET-CT Scanners generally use CT Data for attenuation correction. By using CT based attenuation correction, we can get anatomical information, reduce scan time and make more accurate correction of attenuation. However in case metal artifact occurred during CT scan, CT-based attenuation correction can induce artifacts and quantitative errors that can affect the PET images. Therefore this study infers true SUV of metal artifact region from attenuation corrected image count -to- non attenuation corrected image count ratio. Materials and Methods Micro phantom inserted $^{18}F-FDG$ 4mCi was used for phantom test and Biograph mCT S(40) is used for medical test equipment. We generated metal artifact in micro phantom by using metal. Then we acquired both metal artifact region of correction factor and non metal artifact region of correction factor by using attenuation correction image count -to- non attenuation correction image count ratio. In case of clinical image, we reconstructed both attenuation corrected images and non attenuation corrected images of 10 normal patient($66{\pm}15age$) who examined PET-CT scan in SNUH. After that, we standardize several organs of correction factor by using attenuation corrected image count -to- non attenuation corrected count ratio. Then we figured out metal artifact region of correction factor by using metal artifact region of attenuation corrected image count -to- non attenuation corrected count ratio And we compared standard organs correction factor with metal artifact region correction factor. Results according to phantom test results, metal artifact induce overestimation of correction factor so metal artifact region of correction factors are 12% bigger than the non metal artifact region of correction factors. in case of clinical test, correction factor of organs with high CT number(>1000) is $8{\pm}0.5%$, correction factor of organs with CT number similar to soft tissue is $6{\pm}2%$ and correction factor of organs with low CT number(-100>) is $3{\pm}1%$. Also metal artifact correction factors are 20% bigger than soft tissue correction factors which didn't happened metal artifact. Conclusion metal artifact lead to overestimation of attenuation coefficient. because of that, SUV of metal artifact region is overestimated. Thus for more accurate quantitative evaluation, using attenuation correction image count -to-non attenuation correction image count ratio is one of the methods to reduce metal artifact affect.

#PET/CT #CT attenuation correction #metal artifact #$^{18}F-FDG$

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