PET-MRI

PET-MRI
양전자 방출 단층 촬영-자기 공명 영상 촬영
PET-IRM-cabeza-Keosys.JPG
PET 영상(왼쪽 위), MRI 영상(오른쪽 위) 및 PET 데이터가 MRI 데이터(오른쪽 아래) 위에 겹쳐 있는 결합된 PET-MRI 영상을 보여주는 컴퓨터 스크린샷
목적종양학의 임상 분야에서 사용된다.

포지트론 방출 단층촬영-자기공명영상(PET–MRI)은 자기공명영상(MRI) 연조직 형태학적 영상촬영과 양전자 방출단층촬영(PET) 기능영상화를 접목한 하이브리드 영상화 기술이다.[1]

PET와 MRI의 결합은 1991년 R의 박사 논문에서 언급되었다. 레이먼.[2] PET/MR 동시 검출은 1997년에 처음 입증되었지만 임상 시스템이 상용화되기까지는 13년, 그리고 새로운 검출기 기술이 더 필요했다.[3]

적용들

현재 PET-MRI의 주요 임상 분야는 종양학,[4][5][6] 심장학,[7] 신경학,[8][9][10] 신경과학이다.[11] 현재 새로운 PET-MRI 진단방법의 장점을 파악하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 기술은 MRI가 제공하는 조직의 정교한 구조적·기능적 특성화와 신진대사의 PET 영상화, 고유하게 라벨이 붙은 세포유형이나 세포수용체 추적의 극도의 민감성을 결합한 기술이다.

제조자

여러 회사가 임상 및 임상 전 결합 PET-MR 시스템을 제공하고 있으며, 임상 시스템은 필립스, 지멘스, GE에서 이용할 수 있다. 두 기술의 조합에는 다양한 접근법이 있다. 어떤 설계는 한 스캐너에서 다른 스캐너로 환자를 옮길 수 있는 침대가 있는 한 방에 기본적으로 분리된 기계들이다.[12][13] 완전 통합 시스템은 기술적으로 달성하기가 가장 어렵지만, 동시에 정확하게 정렬된 획득을 할 수 있는 능력 측면에서 최대의 이익을 제공한다.[14][15]

임상 시스템

PEET-MRI 시스템은 필립스가 2010년 미국 마운트 시나이 메디컬 센터와 스위스 제네바 대학 병원에 설치했다. 이 시스템은 회전침대로 분리된 PET와 MRI 스캐너를 특징으로 했다.[16][17]

지멘스는 2010년 눈사태 광다이오드 검출기를 기반으로 한 첫 시스템을 설치하면서 PET/MR 동시 인수를 최초로 제공한 기업이다.[18][3]

현재 지멘스와 GE는 완전 통합형 전신과 동시 인수 PET-MRI 시스템을 제공하는 유일한 기업이다. 지멘스 시스템(Biograph mMR)은 2011년 고객 구매를 위해 CE 마크와[19] FDA 승인을[20] 받았다.

GE 시스템(SIGA PET/MR)은 2014년에 510K & CE 마크를 받았다.[citation needed]

프리클리닉 시스템

현재 양전자 방출 단층촬영(PET)과 자기공명영상촬영(MRI)을 하이브리드 영상촬영(Mixed Imaging Modality)으로 결합한 것이 새롭게 등장하는 임상 애플리케이션뿐만 아니라 임상 전 분야에서도 큰 주목을 받고 있다. 여러 가지 다른 유형의 PET 검출기 기술에 기초한 여러 가지 설계가 최근 몇 년 동안 개발되었으며, 그 중 일부는 첫 임상 전 연구에 사용되었다.[21][22][23]

여러 회사가 기존 MRI 보어에 사용할 MR 호환 프리임상 PET 스캐너 삽입물을 제공함으로써 PET/MR 영상 동시 획득이 가능하다.[24][25][26][27]

PET-CT와의 비교

PET와 X선 컴퓨터단층촬영(CT)의 결합은 보다 확립된 PET 영상기술이다. PET-CT와 PET-MR 둘 다에서 의도된 장점은 PET가 제공하는 기능성 영상과 CT 또는 MRI의 구조(원자성) 정보를 결합하는 것이다. 서로 다른 스캔 세션에서 수집된 다른 촬영장비의 영상은 영상 등록에 의해 중첩될 수 있지만, 동시 획득은 영상의 더 나은 정렬과 직접적인 상관관계를 제공한다. 한 번의 스캔 세션에서 영상 촬영 양식을 결합하면 약속 횟수가 줄어들어 환자의 편안함을 높일 수 있다는 이점도 있다.[28][29]

독립 실행형 CT 또는 MR 영상 촬영 중 선택에 영향을 미치는 동일한 임상 결정은 또한 PET-CT 또는 PET-MR이 선호되는 영역을 결정할 것이다.[14] 예를 들어 CT에 비해 MRI의 한 가지 장점은 연조직 대비가 우수하다는 점이고, CT는 MRI보다 훨씬 빠르다는 장점이 있다.

PET-CT와 비교했을 때 PET-MR의 한 가지 분명한 장점은 총 이온화 방사선량이 더 낮다는 것이다. 신체 PET-CT 애플리케이션의 경우, 검사의 CT 부분은 방사선량의 약 60-80%를 구성하며, 나머지 방사선량은 PET 방사선 의약품이 원인이다.[30] 이와는 대조적으로, MRI로부터 어떤 이온화 방사선량도 얻어지지 않는다. 따라서 PET-MR은 특히 종양학이나 만성 염증 조건에 사용되는 연속 추적 검사의 경우 어린이들에게 매력적이다.[31]

감쇠 보정

PET-MRI 시스템은 독립형 PET 또는 PET-CT 시스템과 달리 감쇠 지도를 얻을 수 있는 직접적인 방법을 제공하지 않는다.[32][33]

독립형 PET 시스템의 감쇠 보정(AC)은 511 keV에서 광자 감쇠를 직접 측정하는 Ge(게르마늄-68) 회전 로드 소스를 사용하여 획득한 전송 스캔(무 지도)을 기반으로 한다.[32][34] PET-CT 시스템은 AC에 저선량 CT 스캔을 사용한다. X선은 511 keV 이하의 에너지 범위를 가지므로 AC 값은 Hounsfield 단위에서 근사치를 나타낸다.[35]

MR 영상 강도와 전자 강도 사이에는 상관관계가 없으므로 MR 영상을 감쇠 지도로 변환하는 것은 어렵다.[36][32][34] 이것은 연구의 활발한 영역이며 다양한 접근법이 개발되었다. 한 가지 방법은 Dixon MRI 시퀀스를 사용하고, 그 결과 영상을 지방과 물로 분할하며, 사전 설정된 감쇠 계수를 사용한다. 이 방법의 단점으로는 뼈 감쇠의 부족과 감쇠 인자의 실제 연속적인 범위의 상실이 있다. 그러나 종양학 목적을 위한 PET-CT 감쇠 지도와의 비교는 이것이 사용 가능한 기법임을 보여주었다.[34] 딕슨 방법은 초음파 초음파 시간(UTE) 시퀀스와 결합하여 뼈를 더 잘 식별하고 분할을 위한 조직의 가능한 클래스를 증가시킬 수 있다. 시퀀스가 많을수록 MRI 획득 시간이 증가하며, 따라서 동작 아티팩트의 위험이 증가한다.[37]

예측 가능한 구조가 있는 신체 부위(예: 머리), 분할(MRI 영상 데이터를 사용하여 조직을 분류하는 부위) 또는 "아틀라스" 방법을 사용할 수 있다. 지도책 방법에서 관련 CT 감쇠 데이터가 있는 표준 MR 영상은 실제 환자 해부학적 구조에 맞도록 뒤틀릴 수 있다. 이 방법의 단점으로는 비정상적인 해부학과의 어려움, 적절한 이미지 라이브러리의 필요성, MR 코일 감쇠에 대한 설명 필요성 등이 있다.[34] MRI의 데이터와 같은 CT를 생성하기 위한 합성 또는 대체 CT(substitute CT) 방식도 방사선 치료 계획에 관심이 있으며, 주로 머리에 있는 부위를 대상으로 조사되어 왔다. 이들 중 일부는 아틀라스 기법을 사용하지만, 많은 사람들은 전자 밀도 값을 할당하기 위해 실제 복셀 강도(대비 데이터)가 머신러닝(MR/CT 데이터로 교육)과 결합하여 사용되는 복셀 접근법을 취한다.[34][38][39]

위의 많은 방법에서 MRI 아티팩트(예: 생리적 움직임에서 오는)는 감쇠 보정 정확도에 영향을 줄 수 있다.[34][40]

참고 항목

참조

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