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양전자 단층촬영(PET)은 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 이용하여 인체에 대한 생리, 화학적, 기능적 영상을 3차원으로 나타낼 수 있는 핵의학 검사 방법 중 하나이다.

현재 각종 암을 진단하는 데 주로 활용되고 있으며 암에 대한 감별 진단, 병기 설정, 재발 평가, 치료 효과 판정 등에 유용한 검사로 알려져 있다. 이외에도 양전자 단층촬영(PET)을 이용해 심장 질환, 뇌 질환 및 뇌 기능 평가를 위한 수용체 영상이나 대사 영상도 얻을 수 있다.

음(-) 전하를 가지고 있는 전자와 물리적 특성이 유사하지만 정반대로 양(+) 전하를 가지고 있는 것을 양전자라고 한다. 이러한 양전자는 방사선의 한 종류로서, C-11, N-13, O-15, F-18 등의 방사성 동위원소에서 방출되며, 이러한 원소들은 생체 물질의 주요 구성 성분이기 때문에 이들을 이용하여 특정 생리, 화학적, 기능적 변화를 반영하는 추적자(tracer)인 방사성 의약품을 만들 수 있다.

일례로, 가장 흔히 이용하는 방사성 의약품인 F-18-FDG는 포도당 유사 물질이어서, 이를 주사하면 몸 안에서 암과 같이 포도당 대사가 항진된 부위에 많이 모이게 된다.

방사성 동위원소에서 방출된 양전자는 방출 후 아주 짧은 시간 동안에 자체 운동에너지를 모두 소모하고 이웃하는 전자와 결합하여 소멸하게 되는데, 이때 180°의 각도로 2개의 소멸 방사선(감마선)을 방출하게 된다.

원통형으로 만들어진 양전자 단층촬영(PET) 스캐너는 동시에 방출되는 2개의 소멸 방사선을 검출할 수 있는 장치이다. 이렇게 검출된 방사선을 이용해 영상을 재구성하면, 신체의 어떤 부위에 방사성 의약품이 얼마나 모여 있는지를 3차원 단층영상으로 나타낼 수 있다.

최근에는 양전자 단층촬영(PET) 스캐너와 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캐너를 하나로 결합시킨 양전자/컴퓨터단층촬영(PET/CT) 스캐너가 널리 보급되어 있다. 양전자/컴퓨터단층촬영(PET/CT)은 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캐너의 첨가로 해부학적 정보 제공과 함께 좀더 정확한 영상 보정이 가능하여 기존 양전자 단층촬영(PET)에 비해 영상 화질이 한층 우수하다.

양전자/컴퓨터 단층촬영(PET/CT) 스캐너

PET에 사용되는 방사성 의약품의 종류는 다음과 같다.

F-18-FDG(Fluorodeoxy glucose)/ F-18-FLT(Fluorothymidine). F-18-FP-CIT(Fluoropropyl carbomethoxy-3b-(4-iodophenyltropane))/ C-11-Methionine

C-11-Acetate/C-11-PIB(Pittsburgh compound B)/N-13-Ammonia/ Rb-82

▶암의 진단

암을 진단하기 위해서는 암에 축적되어 모이는 방사성 의약품을 사용하며, 양전자 단층촬영(PET) 영상에서 방사성 의약품이 집적되어 비정상적으로 강한 신호를 보이는 부분을 암으로 진단한다. 이러한 영상 진단을 위해서는 방사성 의약품의 특성을 잘 이해하고 정상적인 섭취증가 부위와 비정상적인 축적을 구분할 수 있어야 한다.

대표적인 암 진단 양전자 단층촬영(PET) 방사성 의약품인 F-18-FDG는 포도당 유사 물질로서 에너지 대사가 항진된 암 부위에 축적되며, 정상적으로 섭취 증가를 보일 수 있는 부위는 뇌, 심장, 근육, 위장관, 요로계 등이 있다. 최근에는 개별 암별로 특성이 다른 것이 많이 밝혀져 있어, 여러 종류의 방사성 의약품을 이용한 양전자 단층촬영(PET)을 통해 암의 특성을 파악하고 이를 바탕으로 개인별 맞춤 치료를 시도하고 있다.

▶기타 질환의 진단

여러 질환에서 다양한 방사성 의약품을 이용하여 얻은 양전자 단층촬영(PET) 영상을 진단에 이용한다. 예를 들어 치매 진단에 이용하는 C-11-PIB는, 알츠하이머 치매의 원인으로 생각되고 있는 아밀로이드 경화반에 결합하여 축적되며 따라서 섭취가 비정상적으로 증가된 경우 알츠하이머 치매로 진단할 수 있다.

협심증과 같은 심혈관질환에서는 혈류를 반영하는 Rb-82나 N-13-ammonia를 이용하면 혈류가 떨어진 곳에 섭취가 저하되는 것을 볼 수 있다. `

폐암 양전자 단층촬영

▶뇌질환 양전자 단층촬영

부작용 양전자 단층촬영(PET) 영상에 이용하는 방사성 의약품은 민감도가 매우 높아 컴퓨터 단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI)에서 이용하는 조영 물질에 비하여 극미량만이 체내에 투여되며, 이에 따라 약리적 효과가 발생하지 않기 때문에 거의 모든 검사에서 특별한 부작용은 보고된 바 없다.

다만, 일반적인 방사선 이용 검사에서 수반될 수 있는 소량의 방사선 피폭이 있으며(F-18-FDG 양전자 단층촬영의 경우 5~10 mSv), 이는 일반적인 컴퓨터 단층촬영(CT)에서와 비슷한 수준이다. 일부 양전자 단층촬영(PET) 검사에서 특정 처치(부하 검사 등)가 필요한 경우 해당 처치에 따른 부작용이 있을 수 있다.

관련 검사법 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI)

진단질병폐암, 대장암, 직장암, 식도암, 위암, 치매, 파킨슨병, 정신질환, 협심증, 심근경색

1) 각종 암: 폐암, 대장암, 직장암, 식도암, 위암, 두경부암, 자궁경부암, 난소암, 유방암, 악성 흑색종, 악성 림프종, 갑상선암, 간암, 담도계 종양, 췌장암, 전이성 뇌종양, 뇌신경교종, 육종, 신경아세포종, 윌름스종양, 원발 부위 미상암 등

2) 부분성 간질

3) 뇌신경질환: 치매, 파킨슨병, 정신질환 등

4) 허혈성 심질환: 협심증, 심근경색 등

제공: 전남대학교병원