동적 F-18-FDG PET을 이용한 정량적 대뇌 포도당대사율 측정을 위한 연구

Abstract

F-18-FDG (F-18-Fluoro-2-deoxy-D-glucose) PET(Positron Emission Tomography)을 이용하여 체내 조직의 포도당 대사정도를 관찰할 수 있다. 그러므로 종양, 심근경색, 뇌질환 진단에 FDG PET이 널리 사용되어 왔으며, 동적 FDG PET 촬영으로 관심부위의 포도당 이용율을 정량적으로 측정할 수가 있다. FDG는 포도당과 비슷한 과정으로 조직내로 흡수되나 똑같은 비율로 흡수되지 않아 FDG를 이용한 포도당 이용율 측정시 이러한 차이를 보정해 주기 위한 총괄상수(Lumped Constant; LC)가 필요하다. 기존의 포도당 이용율 측정 연구에서는 LC를 고정된 상수로 사용하였으나, 최근에는 고정된 값이 아닌 조직별 LC를 사용해야 한다는 연구가 보고되었다. 따라서 본 연구에서는 고정된 LC와 영역별 LC의 사용이 포도당 이용율 측정에 어떤 영향을 미치는지 조사해보았다. 먼저 컴퓨터 모의 실험을 통하여 FDG의 속도 상수(rate constant)들이 변함에 따라 고정된 LC와 영역별 LC로 계산된 포도당 이용율의 차이를 비교하였다. 또한 시력에 문제가 있는 약시와 피질맹환자 그리고 정상인 그룹에 대하여 각각 고정된 LC와 영역별 LC로 포도당 이용율을 계산하였다. 모의 실험 결과, 속도상수를 감소시킴에 따라 포도당 이용율 변화의 기울기가 영역별 LC를 사용했을 때보다 고정된 LC를 사용했을 때 더 컸다. 또한 영역별 LC로 계산된 포도당 이용율이 실제 포도당 이용율과 일치함을 보였다. 정상인과 환자그룹의 후두엽 포도당 이용율은 고정된 LC를 사용했을 때와 영역별 LC를 사용했을 때 두 그룹모두에서 t-검정 결과 유의한 차이가 있었으며, 환자그룹에서는 영역별 LC를 썼을 때 포도당 이용율이 고정된 LC를 썼을 때 보다 높다는 결과를 보였다. 따라서 정확한 포도당 이용율 계산을 위해서는 고정된 LC보다는 영역별 LC를 쓰는 것이 좋다고 본다.;By using the dynamic F-18-fluoro-2-deoxyglucose (FDG) positron emission tomography (PET), the glucose metabolic utilization (GMU) rate can be estimated. Therefore the dynamic F-18-FDG PET has been widely used to diagnose cancer, myocardial infarction, and brain disease. FDG behaves like glucose in our body but the uptake ratio of FDG to glucose into the tissue is not the same. To compensate for this difference, the lumped constant (LC) is needed. Usually a fixed LC has been used regardless of the characteristics of tissue in the previous study. Recently, however, it has been reported that a regional LC should be introduced for a more exact estimation of GMU rate. In this study, the effect of using fixed LC or regional LC to the estimation of GMU rate was investigated. First, computer simulation study was performed with various rate constants (K₁~k₃) of FDG to investigate the difference between GMU rates by fixed LC and regional LC. Moreover GMU rates of the amblyopia and the blind with sight problem were also estimated with fixed LC and regional LC respectively. In the result of computer simulation study, the slope of GMU rate with fixed LC was higher than that with regional LC as rate constants decreased. GMU rates by regional LC were much closer to GMU rates by the original input value than those by fixed LC. In the result of patients data analysis, it is found that there was a tendency that GMU rates by regioanl LC were higher than those by fixed LC and it was validated statistically by a paired t-test. From these results, we conclude that a regional LC is more suitable for the quantitative estimates of GMU rate.