심장 기능 시각화를 위한 SPECT 및 CT 이미징 결합

SPECT/CT 이미징은 두 개의 별도 이미징 양식인 SPECT 및 CT를 활용하여 전반적인 진단 능력을 향상시키기 위해 기능및 해부학 정보를 모두 얻습니다. CT에서, 다중 2D 엑스레이 심상은 환자의 또는 동물의 해부학의 3D 모형을 만들기 위하여 수집됩니다. 이 CT 모델은 방사성 추적기를 사용하여 내부 장기 (즉, 뇌 또는 심근)의 기능적 평가를 제공하는 SPECT와 결합됩니다. CT와 마찬가지로 SPECT는 획득한 2D 이미지를 사용하여 3D 모델을 만듭니다. SPECT/CT는 해부학적 랜드마크와 초기 진단에 사용하거나 질병 진행을 특성화하는 기능성 평가를 제공합니다.

CT 이미징의 기초는 2D X 선 이미지의 모음입니다. 이미징 중에 X선은 소스에서 방출됩니다. 엑스레이가 환자를 통해 이동으로, 엑스레이의 몇몇은 흡수됩니다. 일반적으로 고밀도 재료는 저밀도 재료보다 더 많은 X 선을 흡수합니다. 그 때문에, 뼈는 연조직 보다는 더 많은 엑스레이를 흡수하는 경향이 있습니다. X선이 신체를 통과한 후, 나머지(흡수되지 않은) 엑스레이는 Hounsfield Units에서 X선의 강도를 결정할 수 있는 검출기에 의해 수집됩니다. 이렇게 하면 슬라이스라고 하는 2D 이미지가 생성됩니다. 그런 다음 X선 소스와 검출기가 지정된 각도로 회전하여 다른 슬라이스를 획득하도록 변환됩니다. 스캔이 진행됨에 따라 소스와 검출기가 더 많은 2D 슬라이스를 획득하여 회전하여 다양한 방향에서 투영 모음을 만듭니다(그림 1). 그런 다음 슬라이스를 재구성하여 3D 모델을 만듭니다.

그림 1: 완전한 2D 이미지를 만들기 위해 X선 소스 및 검출기의 단일 X선 프로젝션 및 b) 회전을 보여주는 다이어그램입니다. 그런 다음 전체 설정을 변환하여 볼륨 데이터를 만들 수 있습니다.

SPECT는 CT와 유사하게 작동하지만 X선 대신 감마선의 방출을 얻습니다. 이 핵 화상 진찰 기술에서는 방사성 추적자가 환자에게 주입됩니다. 시간이 지남에 따라 추적자가 감마선을 방출하여 부패합니다. 감마 카메라는 감마 방사선을 이미지하여 2D 이미지를 생성합니다. CT와 마찬가지로 카메라는 다양한 위치에서 2D 이미지를 수집합니다. 이미징 후 슬라이스를 재구성하여 3D 데이터 집합을 만듭니다. CT와 SPECT의 볼륨은 해부학 및 기능 평가를 모두 제공하기 위해 공동 등록됩니다.

쥐에서 ^99mTc 기반 추적자를 이용한 대표적인 결과는 도 2에서입증된다. SPECT/CT를 획득하면 CT 데이터(회색 음영으로 표시됨)에 오버레이된 SPECT 데이터(그림에 노란색/주황색 음영으로 표시됨)가 표시되어야 합니다. SPECT 모델 내에서, 생리 활성의 정도는 색상의 강도에 의해 입증된다. 따라서 노란색 영역은 주황색 영역보다 활동이 더 큽습니다. 그림의 SPECT 데이터는 30개의 1분 이미지를 수집하여 획득했습니다. 결과 해상도는 0.8 mm입니다.

그림 2: 심장 기능을 보여주는 대표적인 이미지. 왼쪽의 뷰는 전체 SPECT/CT 모델이며, 오른쪽의 세 뷰는 심장의 관상, 처진 및 횡단 평면의 확대된 이미지를 보여줍니다. 회색 음영은 CT의 음영이며 골격 구조를 나타내고 주황색 / 노란색 음영은 SPECT의 음영입니다. 활동 정도는 흰색이 검정보다 큰 색상의 강도에 의해 표시됩니다. 이미지 제공: 슈앙 리우 박사

SPECT/CT는 해부학 적 및 기능 정보를 제공하는 데 사용되었습니다. 일반적인 절차는 방사성 핵종의 주입을 관련시켰습니다, 화상 진찰, 그리고 데이터의 재건. 작은 동물 화상 진찰의 맥락에서 토론된 이 절차는 임상으로 행해지는 것과 유사합니다. 그러나, 작은 동물의 사용은 간과해서는 안 몇 가지 추가 기술적 뉘앙스를 추가합니다. 작은 동물 모델은 추측 할 수 있듯이 이미징에서 더 높은 해상도의 사용을 필요로합니다. 또한, 작은 동물은 더 빠른 화상 진찰을 요구하는 심박수 및 호흡 비율을 증가시켰습니다. 호흡과 심장 박동은 이미징 중에 동물의 움직임을 유발할 수 있으므로 정확한 데이터를 얻기가 어렵습니다. 이러한 잠재적인 문제를 보완하기 위해 심장 및 호흡 게이팅을 구현할 수 있습니다. 게이팅을 통해 기계는 동물의 심장 및 호흡 주기에 비해 특정 시간에 이미지를 얻을 수 있습니다. 예를 들면, 화상 진찰은 동물의 호흡 사이 그리고 그것의 심장 주기의 특정 부분에서 생깁니다. 이러한 수정은 작은 동물 모델의 향상된 이미징을 가능하게합니다.

작은 동물 모형의 SPECT/CT 화상 진찰을 위한 일반적인 절차는 입증되었습니다. 결과 데이터는 해부학의 맥락에서 증가 된 신진 대사의 영역을 보여, 따라서 더 나은 진단및 질병 특성을 가능하게.

SPECT/CT 이미징은 심장학, 종양학 및 염증을 포함한 다양한 분야에 걸친 널리 적용되는 기술입니다. 심장학의 영역에서 심근 관류 연구는 SPECT/CT를 사용하여 심장 근육을 통해 혈액이 얼마나 잘 흐르는지 보여 줌으로써 관상 동맥의 막힘을 진단합니다. 심근 관류 연구를 겪고 있는 환자는 심장 스트레스를 유도하기 위하여 운동할 것입니다. 환자는 그 때 바디를 통해 혈액 이동과 혼합하는 방사성 추적자로 주입될 것입니다. 혈액관상 동맥의 막힘으로 인해 심장의 특정 부위에 도달 할 수없는 경우 추적자도 마찬가지입니다. SPECT/CT 이미지는 운동 후, 그리고 나중에 환자가 휴식을 취한 후에 촬영됩니다. SPECT/CT 이미징 동안 혈액에 도달할 수 없는 영역은 잠재적인 관상 동맥 막힘 또는 경색을 나타내는 어두운 것으로 나타납니다.

종양학 및 염증과 같은 다른 응용 분야에서 방사성 추적자는 생물학적 분자를 선택적으로 표적으로 삼을 수 있습니다. 종양학의 경우 방사성 추적자는 종양에서 발견되는 특정 세포 표면 수용체를 대상으로합니다. 이어서, SPECT/CT 이미징 중 방사성 추적자의 섭취는 종양의 존재를 암시한다. 마지막으로, 염증의 경우 방사성 추적자는 정확한 해부학 적 위치를 제공하면서 감염이나 염증을 표적으로 할 수 있습니다. 이것은 뼈의 감염인 골수염의 정도를 진단할 때 귀중합니다. 요약하자면 SPECT/CT는 두 가지 기술을 결합하여 해부학 적 및 기능적 정보를 비침습적으로 제공하는 다목적 이미징 접근법입니다.