의료용 카메라 장치_감마 카메라-PET

핵 의학 영상과 감마선 카메라_섬광 카메라

(분자영상/진단영상)

 낮은 농도의 핵 의학 Probe를 이용하여 영상을 만드는 방법으로 핵 의학적 바이오 이미징에 이용되는 영상장비로는 감마카메라와 양전자방출단층촬영(Positron emission tomography; PET)이 있다.

 감마카메라는 외부에서 X선을 발생시켜 개체를 통과하게 하는 X선 검사, CT와 달리, 먼저 감마선을 방출하는 방사성동위원소나 방사성동위원소가 표지된 화합물을 환자의 체내에 투여한 후 방출되는 감마선을 이용하여 영상을 만드는 방법이다. 각 개체에서 방출되어 나온 감마선을 이용하여 광자를 만들고, 이를 다시 광전자로 변환 및 증폭시켜 영상신호를 만들어서 컴퓨터를 이용하여 얻어진 영상신호를 재구성한다.

다양한 종류의 바이오 이미징

(A: microPET, B: microCT, C: microSPECT, D: 형광영상, E: animal MRI, F: 발광영상)

핵 의학 기기용 일반적인 섬광검출기(Scintillation detector) 구성도

- 핵 의학용 감마선 카메라 장치_섬광 카메라 -

Collimation Scheme

Co 57 Decay Scheme & BGO crystal Scintillation

 

양전자방출 단층촬영장치

  양전자방출단층촬영(PET; positron emission tomography)은 양전자를 방출하는 방사선의약품을 체내에 투여한 후 PET 촬영기를 이용하여 그 물질의 분포를 영상화하는 기법이다. PET용 방사성동위원소는 생물학적 주요 구성 성분인 불소(18F), 탄소(11C), 산소(15O), 질소(13N) 등으로 화학적 성질의 변화 없이 체내 성분대사, 약물대사, 수용체 영상화가 가능하다. 그 중 임상에서 가장 많이 사용되는 18F-FDG (18F-fluorodeoxyglucose) PET는 포도당 대사를 영상으로 나타내며 전신영상을 얻을 수 있어 종양의 진단, 병기판정, 재발판정, 치료평가에 사용되며, 그 밖에 간질, 퇴행성 뇌질환, 생존심근의 평가에 이용되고 있다(대한내과학회지 : 제 74 권 부록 2 호 2008 “암 진단에서의 PET의 유용성”).

PET – Scintillation Detectors

 

  단일광자방출컴퓨터단층촬영(Single photon emission computed tomography; SPECT)은 감마선을 방출하는 핵종을 이용하여 감마카메라로 영상을 얻는 것이다.  SPECT는 PET와 달리 양방향의 감마선이 생성되지 않으므로 바늘구멍 조준기를 이용하여 검출하기 때문에 민감도가 PET보다 낮은데 이를 보정하기 위하여 다중 바늘구멍을 이용하여 검출하는 장비가 개발되었다.

출처:식품 의약품 안전평가원 “신약개발에 활용되는 바이오이미징 기법”

 

 해부학적 구조물뿐만 아니라, 다양한 종류의 프로브를 이용하여 약물-표적 상호작용을 포함하여 다양한 기능적 영상을 관찰할 수 있다. CT, MRI 등에 비하여 낮은 해상도가 단점이었으나, 최근 PET/CT, SPECT/CT등 다양한 융합장비의 등장으로 높은 해상도의 해부학적 구조 관찰이 용이해졌다.

 방사능안전측면에서 인간이 1년 동안 자연으로부터 받는 자연방사능노출량은 2.5 mSv/yr이며, 흉부 CT 1회 촬영 시 8 mSv, 복부 및 골반부 CT 1회 촬영시 10-20mSv 인 것과 비교하여 볼 때, fluorodeoxyglucose(FDG) PET 1회 촬영은 7 mSv 정도로 방사능 노출량이 높지 않다. 출처:식품 의약품 안전평가원 “신약개발에 활용되는 바이오이미징 기법”