양전자방출 단층촬영술

요약 인체의 생화학적 변화를 영상화할 수 있는 핵의학 분야의 새로운 영상기술.

대부분의 질병은 해부학적인 형태 변화가 생기기 전에 기능적인 변화와 생화학적인 변화가 일어나고 양전자방출단층촬영술(PET)은 생화학적인 변화 이상을 찾아낼 수 있어 각종 질병의 조기 진단 및 미세한 변화를 알 수 있다.

영상의 원리 및 기기

여러 기본 대사물질에 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 표시하여 인체에 투여한 후 양전자와 물질간의 상호작용으로 발생하는 소멸방사선(annihilation radiation)을 체외에서 검출하여 단층촬영 영상을 만든다.

PET는 스캐너와 입자가속기 및 표시화합물 생성장치, 컴퓨터 시스템으로 구성한다. 체내 대사과정에 관여하는 원소인 C-11, N-13, O-15, F-18 등의 양전자 방출 방사선 핵종을 의료용 소형 입자가속기에서 생성하고 포도당·아미노산·핵산·암모니아 및 여러 수용체 결합물질에 표시하여 사용한다.

임상이용

⑴ 뇌신경계질환

① 간질(epilepsy): 국소간질의 발작 중에는 PET 영상상 발작 원인 부위에 뇌대사율 및 혈류의 증가가 관찰되나 발작 사이(interictal period)에서는 그 부위의 대사율 및 혈류의 감소를 보인다.

② 뇌혈관 질환(cerebrovascular diseases): 뇌동맥혈전증이나 전색증의 초기에 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기(磁氣)공명영상법(MRI)보다 먼저 PET로 이상 소견을 발견할 수가 있고, 이때 나타나는 대사이상은 CT나 MRI보다 더 넓은 영역이다.

③ 알츠하이머(Alzheimer)병 및 기타 치매: PET에 의한 기능영상은 CT나 MRI 검사보다 초기에 국소적인 변화를 찾아내는 데 더 예민하다. 알츠하이머병에서는 특징적으로 뇌의 두정엽 및 측두엽에서 뇌혈류 및 산소이용, 당대사가 주로 감소한다. 다경색 치매에서는 당대사의 저하 부위가 여러 장소에 흩어져 나타난다.

⑵ 심장질환

① 관상동맥질환: 관상동맥의 협착을 진단할 수 있는 예민도는 95%이다. PET가 가장 유용한 점은 임상적으로 비가역적인 심근손상이라고 생각되는 경우에 생존능(viable) 가능성이 있는 심근을 찾아내는 데 있다. 심근관류가 저하된 부위에 포도당 섭취가 증가되면 생존능이 있는 조직이다.

② 심근병증: 비후성심근병증(hypertrophic cardiomyopathy)에서는 혈류는 감소되고, 지방산대사는 정상이나 포도당대사는 감소한다. 확장성심근병증(dilated cardiomyopathy)에서는 전체적으로 비균일적으로 지방산의 섭취가 감소한다.

⑶ 종양

악성 종양세포는 산소의 존재하에서 당분해작용(glycolysis)이 특징적으로 항진한다. 따라서 양전자 방출 핵종을 표시한 포도당을 주사하고 전신 PET를 촬영하면 암 부위에 섭취가 뚜렷이 증가한다. 뇌종양·유방암·폐암·림프종 등 각종 종양의 원발 부위 및 전이 부위의 진단에 쓰이고 종양의 악성 정도, 종양의 예후 및 치료 후 종양의 재발을 찾아내는 데 임상적으로 유용하다.