핵의학
안녕하세요 아들 둘 키우는 아빠 건설소장입니다. 오늘은 핵의학에 대해서 알아보겠습니다.
핵의학은 10년 전이나 지금이나 크게 변화한게 없는 검사입니다. 따라서 무조건 외우는 것이 가장 좋습니다.
방사성 의약품의 특징 : 비밀봉 방사성 동위원소와 그 표지화합물
방사능을 갖고 있음 : 방사선 관리구역에서만 사용가능
붕괴 감약
약리작용 X : 무담체이거나 비방사능이 높은 제제
장기 친화성
냉암소에 보관
핵의학에서 사용하는 방사성핵종
양전자선(β+) - PET- 양전자 방출 or 전자포획 (양성자 과잉)
베타선(β)- 치료- β입자 방출 (중성자 과잉)
감마선(ϒ)- scan- 핵이성체 전이
핵종 | 반감기 | 종류 | keV | 생산 |
|
123I | 13 h | ϒ | 159 | 사이클로트론 | 체외검사 : ϒ선계수 → 125I
only β 핵종 : β계수 32P 35S 45Ca 3H |
125I | 60 d | ϒ | 35 | 사이클로트론 | |
131I | 8 d | β, ϒ | 364 | 원자로 | |
99mTc | 6 h | ϒ | 140 | 원자로, 발생기 | |
133Xe | 5 d | β, ϒ | 88 | 원자로 | |
111In | 67 h | ϒ | 170 270 | 사이클로트론 | |
201Tl | 73 h | 특성X선, ϒ | 70(X) 130 160 | 사이클로트론 | |
67Ga | 78 h | ϒ | 90 180 290 | 사이클로트론 | |
15O | 2 m | β+ | 511 | 사이클로트론 | |
13N | 10 m | β+ | 511 | 사이클로트론 | |
11C | 20 m | β+ | 511 | 사이클로트론 | |
18F | 120 m | β+ | 511 | 사이클로트론 |
방사성핵종의 생산
원자로 : 중성자 풍부 / β, ϒ / 싸다
only ϒ : 99mTc, 51Cr
사이클로트론 : 양성자 풍부 / ϒ, β+ / 비싸다
무기가속기 | 유기가속기 | ||||
30MeV↑, ϒ | 30MeV↓,β+, (p,n)반응 | ||||
111In 201Tl 67Ga | 67h 73h 78h | 170, 270 70, 130, 160 90, 180, 290 | 15O 13N 11C 18F | 2m 10m 20m 110m | 511 |
발생기(generator) : T모>>>>T딸 / on-site / milking
방사평형이 안 일어나면 발생기 사용 못함
모핵종 | 모핵종 T | 낭핵종 | 낭핵종 T | 낭핵종 E(keV) |
99Mo | 67 h | 99mTc | 6 h | 140 |
113Sn | 115 d | 113mIn | 100 m | 393 |
87Y | 80 h | 87mSr | 3 h | 388 |
68Ge | 280 d | 68Ga | 68 m | 511(β+) |
81Rb | 5 h | 81mKr | 13 s | 190 |
82Sr | 25 d | 82Rb | 1.3 m | 511(β+) |
99mTc
ϒ선(비입자방사선) / 반감기 6h / 140keV
염화제일주석 섞는다 -> 표지를 허용하기 위해서
타액선, 맥락총, 갑상선, 위점막에 농축
Blocker : KClO4, NaClO4,, KI(루골용액)
99mTc 발생기의 정도관리
방사능 교정
화학순도시험 - 알루미늄 오염 측정 -> 크로마토그라피*
방사성핵종순도시험 - 99Mo 오염 측정
*크로마토그라피
② | TcO4 |
| TcO4 Tc-표지 | ④ | Tc-표지 % ≃ 95%
| ||||||||
① | Tc-표지 Tc-교질 |
| Tc-교질 | ③ | |||||||||
| 아세톤 |
| NS |
|
집적기전
능동운반(친화성): 내분비계, 201Tl 검사, 99mTc검사
확산: 뇌신경계, 테크가스, Tc-MIBI 심근관류, Tc-DTPA 신장, Tc 고환스캔
모세혈관 폐쇄: 폐관류(미소색전)
식균작용: 간
물리화학적 흡착: 골, 급성심근스캔
구분구획: -RBC
세포격절: 비장(-장해RBC), 림프관
촬영시간
즉시폐환기, Xe-gas 뇌관류SPECT, 뇌실단락기능검사, 복막정맥단락개존
Bolus : 뇌스캔, 삼상골, 심혈관, Angio, 레이노이드, 간혈관종, 타액선, 위장관출혈, 위점막, 동적신장, 고환
2시간↑골(3), Tc-WBC(3), 급성심근경색(3), 정적신장스캔(3), I-갑상선스캔(3), 뇌조스캔(2,4,6,24), 갑상선섭취율(24)
24시간↑Ga-구연산 종양스캔(24,48,72), I-전신스캔(48), I-MIBG(24,48,72), 부신피질(4일), In-혈소판·혈전(2주)
방사성의약품 외 의약품 사용
뇌관류SPECT : Diamox(Acetazolamide) - 혈관확장제
타액선 : 최타제(레몬) - 침샘자극제
심근관류SPECT: 디피리다몰, 아데노신 - 관상동맥 확장 / 도뷰타민 - 심장수축 촉진
동적신장스캔 : 캡토프릴 - 신성고혈압 / 이뇨제(Furosemide : Lasix)
부신피질 억제제: Dexamethasone
음성상 & 양성상
음성상 | 양성상 |
뇌관류 SPECT 심근관류 SPECT 폐관류스캔 간스캔 갑상선 스캔 췌장스캔 정적신장스캔 뼈스캔시 금속성물질에 의한 artifact | 뇌스캔 급성심근 경색 스캔 Ga 종양스캔 뇌종양 SPECT 위점막스캔 혈관종 스캔 부신스캔 위장관 출혈 뼈 스캔 |
핵의학의 형태적 검사의 목적
다른 장기와 방사능 농도 비교
장기내 공간점유율 유무의 확인
병소의 모양, 위치, 정상조직과의 방사능 농도 비교
장기의 깊이 확인
TAC 활용 검사
심장단락률 측정(shunt, first pass)
위배출 시간(G.E.T)
폐환기 검사
혈액순환시간 검사
레노그램
레이노드 스캔
식도통과 시간
섬광카메라 QC
선원Flood source : Tc-99m
Steet Source(평판선원) : Co-57
Point Source
고유균일성 : 조준기X, UFOV mask 설치, 점선원을 유효시야 5배거리에 위치
종합분해능 : 평행다공형 조준기 설치
고유분해능 : 조준기X
계수율측정 : 조준기X, 선원과 동흡수판 이용
직선성 : 조준기X, 납슬리트(선상선원), 점선원 이용
감도 : 조준기O, 평판선원이용
SPECT QC
균일성 검사 : ±1%
COR : ±2mm or ±0.5화소 여현곡선 이용
화소크기 : ±5%
전체적 성능평가 : SPECT팬텀 이용 - Jaszak팬텀, Derenzo팬텀
장기모형팬텀 - Hoffman팬텀, Heart팬텀 등
체내 대사검사
희석법 | 혈장량 측정(희석법) | 131I-HSA | IV | 혈액 | 20분 |
적혈구량 측정(희석법) | 51CrNa2O4 | IV | 혈액 | 30분 | |
적혈구 수명 측정 | 51CrNa2O4 | IV | 혈액 | 2~3주 | |
대사율 | 철 대사 측정 | 59Fe-구연산염(Citrate) | IV | 혈액 | 2주 |
배설율 | Schilling Test* | 57Co-B12 | 경구 | 요 | 24시간 |
지방흡수검사* | 지방 : 131I-Triolein | 경구 | 혈액 | 24시간 | |
지방산 : 131I-Oleic acid | |||||
장단백소실 측정 | 125I-HSA, 125I-PYP | IV | 분변 | 6일 |
*8시간 NPO
체외검사 (방사면역측정)
125I 이용
방사면역 측정법(RIA)
면역방사계수 측정법(IRMA)
체내검사
직선이동형 스캐너 : 초점다공형 조준기 / 이동형 장치 / 1:1 영상크기 / 단층스캔 가능
감마카메라(섬광카메라) : 고정형 장치 / 축소된 영상 / 단층스캔 불가능(SPECT,PET에서 가능)
섬광카메라(감마카메라) | ||||||||||||||||||||||
조준기(collimator) 에너지에 따른 분류 저에너지(200keV이하) 중에너지(200~300keV) 고에너지(300~400keV) , 초고에너지(511keV) 평행다중구멍 조준기(parallel multihole collimator)* 일정한 상의 크기 밀착 할수록 해상력, 대조도 상승 고에너지 : 격벽(septa)이 두꺼운 조준기 사용 저에너지 : 격벽 얇고 구멍수 많은 조준기 사용 ↳ 감도 상승 바늘구멍 조준기(pinhole collimator) 역상, 확대상 : 가까울수록 크기↑ 유효시야↓ 낮은 감도, 높은 해상력 thyroid, hip joint 집속형(converging collimator) 확대상(유효시야↓) 확산형(diverging collimator) 영상 왜곡, 저감도, 저해상력 빗살형(fanbeam collimator) Brain 관류 SPECT
*parallel multihole collimator 성능평가
| NaI(Tl) crystal Tl 혼합 이유 : 고감도 조해성 | |||||||||||||||||||||
PMT photo cathode: 광자 → 전자 dynode: 증폭 anode | ||||||||||||||||||||||
전치증폭기 낮은 전기용량, 큰 저항에 의한 감약왜곡 방지 Z → 합산회로 → PHA X,Y → 위치연산회로 → CRT | ||||||||||||||||||||||
파고분석기(PHA) 역동시 계수 회로 window width 설정 : 20% (±10%) ↳99mTc → 126 ~ 154 keV | ||||||||||||||||||||||
해상력
Rs : 전반적 시스템해상력 Ri : 고유해상력 Rc : 조준기해상력 반치폭(FWHM) : 수치가 오를수록 해상력↓ 광절정 : 좁고 길수록 좋다 | ||||||||||||||||||||||
감마카메라 모드 H-mode : normal scan L-mode : 심장 scan |
SPECT | |
촬영순서 스캔상 획득 스캔상 전송 : 감마선량, 위치정보 전송 재구성 전처리 재구성 : 여과후역투영법, 푸리에 변환 재구성 후처리 : 편평화, 영상강조 단층상 표시 | 스캔상 획득 전 고려사항 플러드 수정 - 균일도 검출기 정렬 회전중심(COR)보정 예민도변화 보정 지지대안정성 |
스캔상 획득 시 고려사항 영상수집시간 에너지 선택 매트릭스 선택 : 화소크기는 반치폭의 1/2 투영상의 수 영상 확대 여부 회전반경 & 180-360도 데이터 수집법 조준기 선택 | |
여현곡선 회전중심의 일치성 환자의 움직임 | |
장기흡수보정 sorenson → 재구성 전 chang correction →재구성 후 |
PET | |
원리 양전자방출 → 소멸복사 → 0.511MeV의 ϒ선 방출 검출기 2개 NaI(Tl), BGO, GSO, LSO, YSO 조준기 X → 감도가 좋음 동시계수회로 사용핵종 15O, 13N, 11C, 18F 18F-FDG : 당대사 이용 | PET 정량성에 영향을 주는 인자 흡수 - CT통해 흡수보정 산란선 계수손실 - 신호처리 중 다음신호 수신시 손실 우발동시계수 - 두 곳의 소멸감마선이 동시계수 부분용적효과 - 분해능에 비해 작은 구조물 통계잡음 감도변동 |
NCER(noise-equivalent count rate) NECR = T2 / (T+S+R) T : time S : 산란선 R : random | 표준흡수값 SUV SUV = 주사 / 조직 |
핵의학 영상기술
Brain | |||||||||||||||
뇌 SPECT
음성상 확산성 방사성의약품 CELAR SPECT, fan beam collimator(butterworth함수) ※뇌관류 방사성의약품의 조건 BBB 자유롭게 통과 E나 반감기의 물리적 특성이 적당해야 함 최초 뇌순환 시 뇌조직 추출효율이 높아야 함 뇌조직과 대사가 거의 일어나지 않아야 함 | 뇌 신티그라피
양성상 비확산성 의약품 : BBB 통과 못한다 | ||||||||||||||
Diamox(acetazolamide) 부하 SPECT 뇌관류와 관류예비능 평가 호프만 팬텀, LEHR collimator | |||||||||||||||
뇌실 단락기능검사 저장고(shunt reservoir)에 주입 | |||||||||||||||
뇌조 신티그라피(Cisternography) 뇌수종 감별 진단 99mTc-DTPA, 111In-DTPA 요추천자, 확산 | |||||||||||||||
201Tl-choride 뇌 SPECT 뇌종양의 진단 및 등급결정 양성상 |
<201Tl-choride Brain SPECT>
Heart | |||||||||||
심혈관촬영술(First/Single pass, Shunt study)
심장 내 단락의 유무와 단락량 측정 검사방법 RAO : 우심실 기능 LAO : 우심실 좌심실 분리, 대동맥궁 ANT : 단락 검사 단락량 측정 SVC에 ROI설정하여 bolus의 quality결정 gamma variate model(그림 137) Qp / Qs Qp : 폐순환 Qs : 체순환 순환시간 | 게이트 심장혈액풀 신티그라피(MUGA)
좌심실 평가 단위영상 분석방법 심장벽운동 좌심실(우심실) 심박출계수(EF) LVEF = 55~78% 수축율 & 이완율 기능영상 위상영상 | ||||||||||
201Tl 심근관류 신티그라피
음성상, 1번 주사, 재분배-빠른 검사 NPO ※심근 stress 약물 : 디피리다몰, 아데노신, 도뷰타민 ※극성지도 = Bull's eye | 99mTc심근관류 신티그라피
음성상, 2번 주사, 재분배X, RI 다량 투여 가능(저E) 지방식 - 담낭, 간에 농축 | ||||||||||
심근경색 신티그라피
양성상, 전처치X 3시간 ANT, LAO30, LAO60 | 심근관류 SPECT 단면 Short Axis View Vertical Long Axis View Horizontal Long Axis View |
<Shunt Study>
| ||
<게이트 Blood Pool>
<Bull's Eye>
Bone | |||||||||||
골 신티그라피
골전이 및 골절 양성상 검사 전 다량 수분 섭취 검사 전 소변 : 방광의 피폭경감 금속성 이물질 제거 → 음성상 LEHR 조준기 ★Super Scan : 광범위 골전이 소견 | 삼상 골 신티그라피
골수염, 봉와직염 양성상 검사방법 동적영상(dynamic image) - 직후 혈액풀 영상(blood pool image) - 5분 지연연상(delayed image) - 3시간 | ||||||||||
골수 신티그라피
골수의 조혈기능평가, 골수 및 대퇴골 경색 진단 전신영상 및 정적영상(필요시 SPECT) | |||||||||||
골 SPECT 요추, 고관절, 슬관절, 두개골 및 측두하악골 ※고관절 SPECT 직전 배뇨 |
<Bone Scan>
<삼상골 Scan>
Lung | |||||||||||
폐관류 신티그라피
음성상 10~50μm 입자 누워서 IV & scan | 환기 신티그라피
wash-in → wash-out image 획득 환기스캔과 병행 시 환기스캔 → 관류스캔 | ||||||||||
폐연무 흡입 신티그라피
0.25~2.0μm 입자 이용 | 테크가스 폐흡입 신티그라피
|
<폐관류 Scan>
Kidney & Bladder & Testis | |||||||
신장 신티그라피 방사성의약품 사구체여과제제 : 99mTc-DTPA 신세뇨관제제 : 131I-OIH(히퓨란), 123I-OIH, 99mTc-MAG3 신실질제제 : 99mTc-DMSA, 99mTc-GH | 동적 신장 신티그라피
검사 30분전 수분섭취, 검사 전 배뇨(방광피폭감소) 후면상(POST) 획득 ★이식신장은 ANT 동적영상 → 정적영상 레노그람(TAC)
혈관상 - 신관류 : 급상승부 분비상 - 세뇨관축적 : 상승부 배설상 - 하향곡선 사구체여과율(GFR) : 99mTc-DTPA 유효혈장량(ERPF) : 123I-OIH, 131I-OIH 이뇨제(furosemide) : Lasix 캡토프릴(captopril) : 신혈관성고혈압 진단- basal scan | ||||||
정적 신장 신티그라피
신장형태관찰 : 신피질 영상화 음성상 촬영 전 배뇨 3시간 후 ANT, POST, RPO30, LPO30 ※마제신 : ANT | |||||||
방광촬영술 방광요관역류 평가 직접법 : 99mTcO4 직접주입 - 역류량 알 수 있음 간접법 : 99mTc-DTPA IV - 역류량 알 수 없음 | |||||||
고환 신티그라피
염전, 부고환염 진단 |
<Renal Dynamic Scan & TAC>
<Renal Static Scan>
Parathyroid Scintigraphy | Adrenal Scintigraphy | ||||||||||
감영영상법
부갑상선 과형성 진단 201Tl IV → 10분영상 → 99mTc IV → 10분영상 → 감산 201Tl : 갑상선과 부갑상선에 uptake 99mTc : 갑상선만 uptake | 부신수질 - 양성상
갈색세포종 진단 Lugol solution(KI) 123I : 저에너지 평행구멍형 조준기 131I : 고에너지 평행구멍형 조준기 | ||||||||||
99mTc-MIBI 영상법
부갑상선 선종(adenoma) 진단 | 부신피질 - 양성상 131I-NP-59, 능동이동 Lugol solution(KI) 고에너지 평행구명형 조준기 |
Liver & GB & Spleen | |||||||||||
간 신티그라피
간기능 및 공간점유병소(SOL) 존재유무 평가 음성상 전처치X | 간담도 신티그라피
급성담낭염, 담도폐쇄 6시간 NPO, 지방식 | ||||||||||
간 혈관종 신티그라피
양성상, 전처치X dynamic → static → SPECT(2h) | 비장 신티그라피
음성상 전처치X |
<Liver Scan>
<간담도 Scan>
Thyroid | ||||||||||||||||||
갑상선 신티그라피
옥소제한(I의 경우), Pinhole collimator | 갑상선 섭취율
옥소제한, NPO(I의 경우) B filter, Neck Phantom, Rate meter flat field 조준기 → 섭취율 131I 섭취율 : 15~40%
99mTcO4 섭취율 : 2~5%
| |||||||||||||||||
T3 억제시험 갑상선기능항진증 진단 | T3 자극시험 갑상선기능저하증 진단 | |||||||||||||||||
131I 전신 신티그라피
갑상선암 및 전이 평가 4시간 NPO 고E 평행구멍형 조준기 격리X (50mCi 이상일때만 격리입원) |
<Thyroid Scan>
<131I Whole Body Scan>
Blood & Lymph | |||||||||||
정맥촬영술
상하지 심부정맥혈전증(DVT)진단 99mTc-MAA는 상지에는 부적합 나비바늘, 울혈대, NS, 주사기 각 2개 필요 | 전신혈액풀 신티그라피
| ||||||||||
림프관 신티그라피
양손 or 양발 1st web space에 피하주사 | |||||||||||
레이노이드 신티그라피
공피증 진단, TAC관찰가능, both hand |
<하지 Venogram>
<Raynaud's Scan>
Digestive System | |||||||||||
타액선 신티그라피
최타제 perfusion → stimulation image → wash-out image | 위장관출혈 신티그라피(G-I bleeding)
위장관 출혈 및 위치 파악 양성상 전처치X | ||||||||||
위배출시간(G.E.T : gastric emptying time)
위 배출 기능 평가(모양을 보기 위한 검사 아님) NPO 유동식 : 검사시간 짧음 - 99mTc-DTPA, 111In-DTPA 고형식 : 검사시간 김 - 99mTc-colloid TAC | |||||||||||
위점막 신티그라피
Meckel's 게실 위치 검출 양성상 6시간 NPO | |||||||||||
식도통과 검사(transit) & 위식도 역류검사(reflux) 99mTc-DTPA, 99mTc-colloid 경구투여 transit : 식염수와 희석 / 식도통과율 : 정상 90%↑ reflux : 레몬주스와 희석 / 식도역류율 : 정상 4%↓ | |||||||||||
복막정맥 단락개존(Leveen Shunt) 99mTc-colloid, 99mTc-MAA를 이용 저장고에 직접주입 |
<Salivary gland Scan>
<G.E.T>
<G.I Bleeding Scan>
<위점막 Scan - Meckel's Scan>
Tumor | ||||||||||
67Ga 신티그라피 종양, 염증 진단 67Ga 5mCi IV 염증 - 6시간 / 종양 - 48시간 24시간 : 15% 대장배설 정상집적 : 침샘, 눈물샘, 간, 비장, 유방, 소화관, 부비동 골수 | 201Tl 신티그라피 뇌종양, 갑상선종양, 부갑상선 종양, 폐암 201Tl-chloride 5mCi IV 15분, 3시간 전신·정적영상 (필요시SPECT) | |||||||||
123I or 131I-MIBG 신티그라피 갈색세포종 - 부신수질 | ||||||||||
99mTc-MIBI 유방촬영
다약물내성(MDR)측정 병변의심 반대팔에 IV | 단세포군 항체 신티그라피 =방사면역측정 신티그라피(IMACIS)
RI와 종양표지자를 결합하여 검사 검사 전 배뇨 I 계통은 검사 전 Lugol solution : 갑상선차단 | |||||||||
201Tl / 99mTc-MIBI 뇌종양 SPECT
양성상 |
Infection | |
WBC 신티그라피 111In-oxine 표지 WBC : 폐, 간, 비장, 혈액풀, 골수 99mTc-HMPAO 표지 WBC : 폐, 간, 비장, 혈액풀, 골수 비뇨생식기, 위장관 | 항과립구 항체 신티그라피 99mTc-항과립구 IV 1시간 혈액풀 스캔 5시간 전신·정적영상 |
99mTc-HIG 신티그라피 | 67Ga 신티그라피 |
방사성핵종 치료
131I 치료
적응증
갑상선 기능항진 : 10mCi
독성 결절성 갑상선종 : 15mCi
갑상선암 수술 후 잔여조직 파괴 : 30~50mCi → 격리
전이치료 : 100mCi → 격리
치료 전 요오드포함 음식섭취 제한 → 많이 집적되라고
치료는 β선
요로 배설
3일 후 전신스캔
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