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혁신적인 1+1 PET 영상기법핵의학분과 세부편집장, 핵의학 과장 변병현2024-02-05

“Simultaneous quantitative imaging of two PET radiotracers”의 키워드로 ChatGPT로 생성한 영상

 

  PET는 511 keV의 양전자를 방출하는 방사성동위원소가 표지된 방사성의약품을 인체에 주사한 뒤, 이 에너지에 해당하는 영상을 획득하여 방사성동위원소의 체내 분포를 평가하는 영상기법이다. 임상에서 가장 많이 이용되는 PET용 방사성의약품은 F-18 FDG로, 암의 진단, 병기설정, 반응 평가 등에 이용되고, 퇴행성 뇌질환을 감별하거나 염증질환의 원인 부위를 찾는 데 사용되기도 한다. 현재는 G-68 PSMA나 Ga-68 DOTATOC과 같이 특정 암에서는 F-18 FDG보다 우수한 진단능을 보이는 PET용 방사성의약품들이 다수 개발되어 사용되고 있고, 아밀로이드 PET이나 타우 PET과 같이 치매 진단에 중요한 역할을 하는 방사성의약품들도 임상에서 활발하게 활용되고 있다.

  이렇게 다양한 PET용 방사성의약품들이 개발됨에 따라, 한 명의 환자가 여러 종류의 PET을 촬영할 필요성이 증가하고 있다. 예를 들어, 치매의 종류를 감별하기 위해 F-18 FDG PET과 아밀로이드 PET을 촬영하거나, 내분비종양 환자의 치료방침 설정을 위해 F-18 FDG PET과 Ga-68 PSMA PET을 모두 이용하는 것은 임상 현장에서 흔한 일이다. 그런데, 현재는 2개의 PET을 촬영하려면 각각 다른 날 환자가 방문하여 PET을 촬영해야 하고, PET촬영 시마다 영상보정의 목적으로 CT를 촬영함으로써 CT에 의한 방사선피폭이 2번 이루어지는 문제점이 있다. 또한, 이 과정에서 진단과 치료과정이 몇 일이라도 지연될 수도 있다는 우려도 존재한다.

  미국과 스페인의 연구자들은 이러한 제한점을 극복하고자 2개의 PET용 방사성의약품을 주입한 뒤, 한 번의 촬영으로 2개의 PET영상을 각각 획득하는 기술을 발표하였다(Nature Biomedical Engineering volume 7, pages1028–1039 (2023)). 이 기술에서는 F-18처럼 일반적으로 PET에 이용되는 방사성동위원소와 함께, I-124와 같이 양전자를 방출하면서도 상당한 감마선을 방출하는 방사성동위원소를 사용한다. 2개의 방사성의약품을 체내에 주입한 뒤 획득한 영상을 분석, 재구성하여 F-18과 I-124에 의한 영상신호를 분리하는 것인데, 이 과정에서 I-124가 방출하는 감마선이 매우 중요한 역할을 하게 된다.

  이 기술이 놀랍고도 유망한 이유는 2개의 PET영상을 한 번에 촬영할 수 있다는 점도 있지만, 현재 임상에서 이용 중인 일반적인 PET장비를 이용하여 획득한 영상으로2개의 영상을 분리 구현해낼 수 있다는 점이다. 즉, 추가적인 장비설치 없이 영상자료를 분석하는 새로운 알고리즘을 통해 이와 같은 신기술을 구현해낸 것이다. 다만, 현재 시점에서는 이 기술을 그대로 임상에 적용할 수 있을 만큼 높은 수준의 PET영상을 보여주지는 못하고 있는 것이 제한점이기는 한데, 이 또한 AI기술을 접목하여 발전시킬 수 있는 여지가 충분하다. 이를 통해 이 기술이 임상현장에 도입되면, 2가지 방사성의약품 주입 후 단 한 번의 PET 촬영으로 임상의사에게 보다 정확하고 신속한 영상 판독결과를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

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