| 의료영상 | |||||||
| <colbgcolor=#dcdcdc,#383b40> 원리 | 방사선 | 방사성 동위원소 ( 핵의학) | 자기장 | 초음파(광음향) | |||
| 진단법 | CT | X선 | PET | SPECT | MRI | fMRI | 초음파 영상 |
| 형태 | 3D | 2D | 3D | ||||
| 방사능 | 높음 | 낮음 | 매우 높음 | 없음 | |||
| 용도 | 해부학적 진단 | 생리학적 진단 | 해부학적 진단 | 생리학적 진단 (뇌) | 해부학적 진단 | ||
| 뇌영상기법 | ||||
| 영상 | 생체신호를 영상화 | |||
| PET | fMRI | fNIRS | 뇌파 | 뇌자도 |
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| 지멘스의 Biograph mCT |
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1. 개요
陽 電 子 放 出 斷 層 撮 影 / Positron Emission Tomography핵의학과에서 사용하는 기능적 영상진단[1] 기술 중 하나로, 생체 내 특정 대사 작용이 활발한 정도의 3차원 분포를 영상화한다. 주로 약칭 PET으로 부르며, 보통 해부학적 진단 방법인 CT 또는 MRI와 동시에 시행하기 때문에 PET/CT, PET/MR 이라고 부른다. PET만 시행하는 경우는 연구목적을 제외하고는 거의 없다고 보아도 좋다. 이와 비슷한 방식으로 단일광자단층촬영 혹은 SPECT란 방식이 있다.
2. 활용
주로 포도당 분해가 활발한 곳을 표지하는 데 쓰인다. 간략히 말해 밥 많이 먹는 세포를 찾는 기술이다. 이를 통해 암의 전이 범위[2], 뇌의 활동, 심장의 활동 정도를 알아볼 수 있다. 다른 핵의학 검사처럼 예민도가 뛰어난 편이지만 특정 암종은 표지가 되지 않는 경우가 있으므로 다른 영상 검사, 혹은 임상 정보와 함께 종합하여 분석된다.포도당 대사 외에도 방사능 물질을 표지하는 것에 따라 아미노산 대사 등 다양한 대사 작용에 대한 정보를 얻을 수 있다. 참고로 치매가 온 것인지 확인할 때도 쓰이며, 파란 색이면 정상, 빨간 색이면 비정상이다. 예를 들어, 뇌가 정상이면 파란색이 뜨며 치매이면 뇌가 빨간색으로 나온다.
3. 장단점
4. 원리
가장 많이 쓰이는 물질은 18-FDG인데, 포도당 비슷한 물질(FDG)의 일부분(2'OH)을 양전자 방출 핵종(18-F)으로 치환한 것이다. FDG는 포도당과 "충분히 비슷해서" 포도당이 흡수되는 곳에 함께 흡수되지만, "충분히 달라서" 흡수된 이후 포도당이 에너지 생산을 위해 분해되는 것처럼 분해되지는 않는다. 따라서 포도당과 달리 FDG는 한번 흡수되면 양전자 방출 핵종이 붕괴하여 분자 구조가 변하기 전까지 계속해서 남아있게 되고, 핵의학 영상 기기들은 이를 촬영해 대사율이 높은 부분을 찾는 것이다. 몸 속에 주사한 뒤 이 물질이 어디에 많이 분포하는지(=양전자를 많이 방출하는지)를 알 수 있다. 양전자는 방출되면 멀리 가지 못하고 주위의 전자와 쌍소멸(Pair Annihilation)하여 511keV[3]의 에너지를 가진 양방향의 2개의 전자기파가 되고 이를 수신하여 전기 신호로 바꾸어 영상화한다. 원칙적으로는 두 전자기파가 서로 180도 각도를 이루며 수평으로 뻗어나가야 하지만 양전자와 전자가 가진 운동량이 미미하게나마 있기 때문에 아주 약간의 오차가 있다. 간단히 말하면, 몸에 반물질을 방출하는 방사성 물질을 넣고 반물질이 쌍소멸하는 흔적을 추적하는 방법이다.보통 CT와 결합하여 PET-CT 방식으로 시행하는데 여기에는 크게 두가지 목적이 있다. 하나는 PET의 정보를 CT에 매칭하여 해부학적으로 어디에 해당하는지 알기 위한 것이고, 다른 하나는 전자기파가 우리 몸을 통과하면서 감쇠작용이 일어나기 때문이 이 감쇠작용을 보정하기 위한 소스로서 CT 정보를 이용하게 된다. CT 또한 x-ray, 즉 전자기파를 수신하는 검사이다. 둘 중 감쇠보정이 더 중요한 목적이고 PET의 역사 자체는 오래되었지만 2000년대들어 CT를 통해 감쇠보정이 가능하게 되면서 정확도가 획기적으로 개선되어 대히트를 쳤다.
최근에는 PET과 MRI를 결합한 제품들이 출시되어 있지만 MRI에 쓰이는 자기장이 PET검사에 방해가 되기 때문에 기계의 부피가 사실상 두배 이상이 되고 (양전자가 전하를 띠고 있으므로 자기장에 휘둘리게 된다), 감쇠보정이 CT처럼 직접적인 방법이 아니라 간접적으로 추정하여 이루어지기 때문에 CT만큼 좋지 않다는 단점이 있다. 그러나 방사능 피폭량이 PET-CT에 비해 훨씬 적고, 다수의 외국논문에 따르면 폐 등의 일부부위를 제외하고는 PET-MR이 PET-CT에 비해 전반적인 암진단정확성이 더 높다고 한다.
PET의 주요 부품인 PMT(광전증폭관)는 수작업 생산하며, 섬광결정은 그 비싼 희토류(!)를 오랜시간 잉곳(ingot)에서 성장시켜서 만든다.