1. Radionuclide Angiography

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도련 섭
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1 제 5 장 정도관리 (Nuclear Medicine Quality Control) 1. 정도관리 (QC; quality control) 개요 1) 정의장치에대한정도관리란환자의안전과진단의정확성을위해장치의성능을평가하는계획적인측정을의미한다. 2) QC용방사선원및방사성핵종 (1) 방사선원 (radiation source) 균일선원 (flood source) : 가운데부분이 ( 반 ) 투명아크릴로되어있으며방사성액체로채워진다. 평판선원 (sheet source) : 가균등하게분포되어있는고체판 (solid dick) 으로되어있다. 점선원 (point source) : 을 syringe cap 안에넣은점형태로되어있다. (2) 사용핵종 나 가사용된다. 3) 투과팬텀 (transmission phatom) (1) Bar 팬텀 : 균일도, 직선성, 공간분해능을동시에측정할수있다. Hine Duley phantom, four-quadrat bar phantom( 사분막대팬텀 ), PLES phantom 등이있다. (2) Anger, Star phantom : 분해능측정에사용된다. (3) Smith Orthogonal hole phantom : 균등도, 감도측정사용된다. 그림 5-1. Liquid-filled planer source 그림 5-2. Solid disk flood source 그림 5-3. 투과형팬텀 (transmission phatom) A; Hine Duley bar phantom, B; Four-quadrant Bar phantom, C; PLES phantom, D; Smith Orthogonal hole phantom 55

2 2. Gamma camera의 QC 1) 내인성측정 (1) 항목 장균일도 (field uniformity) 공간분해능 (spatial resolution) 에너지분해능 (energy resolution) 공간직선성 (spatial linearity) (2) 균일도 Gamma camera의균일도는 PMT의 gain, energy 반응의차이에서발생하는방사선에대한감도차이를확인하기위한방법으로서체내의균일한방사성핵종의분포를정확하게영상화시킬수있는능력이다. 평가목적은 PMT의 balance, crystal의온전성, optic coupling 밀착여부, light pipe와 detector의성능, crystal의파손여부등검출부의각구성품이균일하게반응하는가를확인하기위한목적으로실행한다. 가. 내인성균일도 (instrinsic uniformity) NaI 결정의상태와전자회로의동작상태를평가할목적으로실시한다. 콜리메터제거후검사한다. (point, liquid flood), (solid sheet) 선원을사용한다. Point source를 crystal 직경의 4~5배정도거리에위치시킨다. 소량의방사능 (200~400μCi) 을사용함으로작업자의피폭선량이감소된다. 나. 외인성균일도 (extrinsic uniformity) 실제검사시와동일조건으로검사한다. 콜리메터를부착한상태로검사한다. (liquid flood), (solid sheet) 선원을사용한다. Flood phantom에 5mCi 정도의 를주입한후충분히혼합시킨다. 다. 불균일도원인 PMT의전압불안정 ( 부적절조정 ), Pre Amp gain의동요 섬광체, 콜리메터의결함 렌즈의불결 고계수율 PM tube의불균형 Light pipe의이격 파고분석기의식별영역 (window width) 의부적절라. 균일도평가균일도의평가는전체유효시야의 95% 에해당하는 UFOV와 75% 에해당하는 CFOV에대하여적분균일도와미분균일도를측정 (4.5% 이하 ) 하여확인을한다. 측정시균일도값이기준을벗어난경우방사성핵종 56

3 의에너지 (140keV) 를인식시켜주는 peaking 작업을시행하고각 PMT 의 gain 값을보정하는 tunning 을통해 균일도를보정하게된다 그림 5-4. Intrinsic/Extrinsic Uniformity 그림 5-5. Uniformity 그림 5-6. Non-Uniformity( 전압불안정 ) 그림 5-7. Non-Uniformity(PMT 불균형 ) 그림 5-8. Non-Uniformity(Optic coupling 밀착불량 ) (3) 공간분해능 ( 해상력 ; spatial resolution) 가. 공간분해능이란두개의분리된점 / 선선원을구별할수있는검출기의능력이다. 나. 시스템공간분해능 ( ), ; 검출기분해능, ; collimator 분해능 다. 분해능측정법 (analog 영상법 ) 57

4 점선원 (0.5~1 mci, 20~37MBq) 을유효시야 5배거리의중앙에위치하고 collimator를제거한상태에서 Four quadrant Bar phantom의중앙을검출기중심과일치시킨다. 200만 count로 phantom을 씩회전시키면서 4회영상을획득한다음 phantom을뒤집어 4회총 8개의영상을획득한다. 육안으로구분할수있는납줄또는공간의폭이나구멍의크기를결정한다. 그림 5-9. Four-quadrant Bar phantom과 spatial resolution QC 영상 (4) 에너지분해능 (energy resolution) Gamma camera에입사하는감마선을각에너지별로구별할수있는능력즉, 서로다른두개의에너지를식별할수있는능력을말한다. %FWHM으로나타내며작을수록에너지분해능은우수하다. 그림 Energy resolution 측정방법 (point source 사용 ) 그림 Flood source 을이용한 energy resolution 측정과획득영상 58

5 (5) 공간직선도 (spatial linearity, 공간왜곡 ; distortion), 공간직선도는직선선원을직선영상으로전환시킬수있는장치의능력으로서본래의장기형태를정확하게묘사할수있는능력의의미를갖는다. 일련의평행한줄에대한직선도를관찰하는것으로서해상력측정과병행할수있다. System(Extrinsic) 공간직선도를측정하기위해서는 collimator를장착한검출기를위로향하게한다음 collimator 위에 Four-quadrant Bar phantom, PLES phantom, Orthogonal hole phantom을놓고그위에 (5mCi, 185MBq) 를채운 flood phantom이나 sheet source를놓은다음 1백만 count로설정하고영상을획득한다. 그림 Extrinsic spatial linearity(resolution) 측정과 QC 영상 2) 외인성측정 (1) 시스템감도 (system sensitivity) 감도는결정에서발생하는신호를검출할수있는능력으로노화에따른 gamma camera 의성능을평 가하는방법이다. 선원의방사능측정시정확하게측정해야하며붕괴에대한보정도필요하다. 계산된감도는종전값과비교해야하며부정확한에너지설정이나부정확한조준과검출기와선원간 거리의변동등에의해영향을받는다. 3) 총체적성능평가 임상적인조건에서표시장치, digital 영상분석기등감마카메라의전체적기능을평가하기위한것으로 thyroid phantom ( ; 200 Ci, 7.4MBq) 과 liver phantom ( ; 2mCi, 74MBq) 이사용된다. 59

6 그림 Thyroid phantom 과 QC 영상 그림 Liver slice phantom 과 QC 영상 Gamma Camera 의성능 1) 감도 : 검출효율 (1) 고유효율 ( 검출기효율 ) 에의해결정 (2) 고유감도 (collimator 제거 ) 의저하요인 고계수율에의한계수손실 PM tube의전압 (gain) 부적합 window width의부정확 (3) System 감도 (collimator 부착 ) 의저하요인 : collimator 불량 2) 공간분해능 ( 해상력 ) 향상요인 PMT 직경이작고같은크기의결정내그수가많을수록 감마선에너지가높을수록 window 폭이작을수록 결정체두께가얇을수록 계수율이낮을수록 3) 에너지분해능고계수율일수록저하 60

7 3. SPECT 장치의 QC (1) SPECT system의회전중심결정 (center of rotation; COR) 회전촬영에대한재현성을평가하는것으로서회전중심축 data를획득한후이를분석하여보정계수를구한다. 이는동일검출기로앞쪽 와뒤쪽 에서중심의점선원으로부터방출된평행방향의감마선을수집하였을때똑같은위치에존재하는가를확인하는것이다. 그림 SPECT 의 COR 측정 선선원의크기는 1 mm 이내여야하며회전중심과 Y축방향의변이가 ± ± 이내여야한다. (2) SPECT system의전체적인 QC SPECT 용 QC 모형 (image performance phantom) 을사용하며환자조건과동일조건에서획득한영상에서 artifact 여부및영상이질의변화를평가한다. SPECT 전체성능시험용 phantom : Jaszczak phantom, Derenzo phantom 등 SPECT 장기모형 phantom : Hoffman phantom, Heart phantom 등 그림 Derenzo phantom 과 Qc 영상 61

8 그림 Jaszczak phantom 과 Qc 영상 그림 Cardiac phantom 그림 Hoffman phantom 과 Qc 영상 4. Gamma camera 의 QC 시기및주기별항목 (1) 설치시정비종료후 위치분해능 시야감도균일도 영상왜곡 / 직선도 종합감도 계수율특성 에너지분해능 상축소율 유효시야 Back-ground (2) 일일검사 육안검사 Back-ground/ 오염검사 장균일도 Energy window 조정 (3) 1~2 주일검사 고유균일도 ( 가급적매일 ) 고유영상왜곡 ( 내인성공간분해능, Bar phantom 이용 ) 축소율 62

9 (4) 3 개월 ( 분기 ) 검사 고유분해능 에너지분해능 회전축 (COR) 화소크기 회전각편향 점선원재구성분해능 원통형 phantom 재구성균일도 (5) 부정기적검사 계수율특성 종합감도균일도 5. Calibrator( 검량기 ) 의 QC (1) 항상성 (constancy) 표준선원 ( ) 에대한측정값의재현성을평가하는것으로매일실시한다. 미국 NRC( 원자력규제위원회 ) 규정 : 붕괴등의보정값에대한측정값의오차범위는 ± 이다. (2) 방사능직선도 (activity linearity) 넓은범위 ( 수십 ~ 수십 ) 의방사능에대한측정치의정확성을평가하는것이다. 3 일혹은 2~3 시간간격으로 선원을사용한다. NRC 규정 : 측정방사능은예상방사능 ( 보정치 ) 의 ± 이내이다. (3) 정확도 (accuracy) 감마선에너지가다른방사성핵종의방사능에대한측정치의정확성을평가하는것이다. 최소한 2 개의표준선원 ( 하나는반드시 100~500keV) 을사용하며각각의선원에대해 3 회측정한다. NRC 규정 : 붕괴등의보정값에대한측정값의오차범위는 ± 이다. (4) 기하학적편차 (geometric variation) 방사능측정치에미치는시료의양과위치 ( 형태 ) 의영향을평가하는것이다. 20~30 의 vial( syringe) 에 를넣고방사능을측정한다. Vial 에단계적으로물의양을증가시키면서각각의방사능을측정한다. 각각의시료양에대한보정계수를구한다. 측정치에보정계수를곱하여실제방사능을산출한다. 63

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<C1A4B5B5B0FCB8AEB9AEC1A6312E687770> 1. 감마카메라영상의균일도 (Uniformity) 에서변화가생겼을때제일먼저점검하여할사항으로옳은것은? 2 1 실내온도 2 설정된광절정 (Photopeak) 3 Collimator 이상 4 장비의오염유무 2. 방사성동위원소를이용하여 Bar Phantom의분리된구조물을구분해내는성능평가로옳은것은? 3 1 균일도 (Uniformity) 2 공간적직선성 (Spatial