01 핵의학 기본원리 (1~8) 고창순 핵의학 제4판 요약정리

01 핵의학 개론

3) 우리나라 핵의학

방사성 핵종을 이용한 치료법

혈액 질환 : 32P

악성 삼출액 치료 : 198Au

갑상선암과 갑상선기능항진증 치료 : 131I

갈색세포종 및 신경모세포종 치료 : 131I-MIBG

뼈전이 치료 : 89Sr, 223Ra

간암 치료 : 방사선색전술

림프종 치료 : 방사면역치료법(90Y)

 

표 1-1. 보건복지부 신의료기술 안정성·유효성 평가 인정 핵의학검사 및 치료

18F 플루오리드 뼈 PET : 악성 종양이 뼈 전이 진단

11C 아세트산 PET : 간암 진단

경동맥 방사선색전술 : 간암 치료

125I 영구삽입술 : 전립선암 치료

125I 안구근접 방사선 치료 : 안구 내 종양 치료

18F FLT PET : 폐암 진단

18F FP-CIT 뇌 PET : 파킨슨증 진단

123I FP-CIT 뇌 SPECT : 파킨슨증 진단

13N 암모니아 PET : 관상동맥질환 진단

방사성요오드 SPECT/CT : 분화 갑상선암 진단

11C 메치오닌 PET : 뇌종양, 부갑상선 기능항진증, 전립선암, 폐암 진단

18F 에프도파 PET : 뇌종양, 신경내분비종양 진단

68Ga DOTATOC PET : 신경내분비종양 진단

18F 플루오로미소니다졸 PET : 종양내 저산소 병변 확인

18F 플로르베타벤 뇌 PET : 인지장애 환자에서 베타아밀로이드 병리 확인

18F 플루트메타몰 뇌 PET : 인지장애 환자에서 베타아밀로이드 병리 확인

18F 플루오로에틸-L-티로신 PET : 원발성 및 재발성 뇌종양 종양

18F 플루오로콜린 PET : 전립선암 진단 및 전이 진단, 수술 전 부갑상선 선종, 증식증 병변 국소화

4) 핵의학의 최근 동향과 미래

림프종 치료에 항 CD20 단세포군 항체에 90Y를 표지하여 방사면역치료에 이용

펩타이드 수용체 방사성 핵종 치료(peptide receptor radionuclide therapy, PRRT)

68Ga PET/CT

신경내분비종양의 소마토스타틴 수용체 : 177Lu-DOTATATE

전립선특이막항원(prostate specific membrane antige; PSMA) : 177Lu-PSMA

177Lu-PSMA 치료에 반응하지 않는 경우 : 225Ac-PSMA

 

PET 시스템에는 PET 기기 외에도 양전자를 방출하는 의약품을 만들기 위한 사이클로트론이 필요하다. 화합물의 화학합성 과정이 자동화되었으며 사이클로트론의 크기도 소형화되었다. 초소형 사이클로트론과 함께 미세유체(microfluidics) 기술이 적용되어 합성과정의 소형화로 방사성의약품 생산, 품질검사까지 30 ㎥ 크기의 방에 설치 가능한 시스템이 개발되었다.

---

02 핵의학물리 및 방사선 검출기

---

03 핵의학영상 이론 및 추적자동역학

---

04 핵의학 영상기기 및 다중융합영상

(2) 핵의학 영상의 원리와 종류

 핵의학 영상을 위하여 사용되는 감마선 방출 방사성동위원소는 크게 두 종류로 분류할 수 있는데, 그 첫째는 불안정한 원자핵이 주로 알파붕괴나 베타붕괴 직후 들뜬상태의 딸핵종이 붕괴하면서 원자핵으로부터 방출하는 하나의 광자(주로 감마선)를 검출하는 것이고 또 다른 한 종류는 원자핵에서 방출된 양전자가 주변 자유전자를 만나 소멸되며 두 개의 감마선을 서로 반대 방향으로 방출하는 것이다.

가. 단일광자 영상법

 첫 번째 종류의 방사성동위원소를 이용하는 핵의학 영상기법을 단일광자영상법(single photon imaging)이를 위한 영상시스템을 통상 감마카메라(gamma camera) 또는 섬광카메라(scintillation camera)라고 한다. 이는 일정 방향으로 카메라에 입사되는 감마선만을 검출하기 위한 조준기(collimator)를 필수적으로 사용하는 특징을 가진다.

 이러한 감마카메라는 환자 주변으로 회전시키면서 여러 방향의 투사영상을 얻고 이들 투사영상에서부터 영상재구성 기법을 이용하여 단면영상을 얻는 기법을 단일광자단층촬영(single photon emission computed tomography, SPECT)이라 하며 심근이나 뇌혈류를 측정하는 등 생리적 영상에 널리 활용되고 있다.

나. 양전자단층촬영

 두 번째 종류인 양전자 소멸에 이어 발생하는 감마선 쌍을 동시계측회로를 이용하여 측정하는 영상 방식을 양전자단층촬영(PET; positron emission tomography)이라 하며 각종 에너지원의 대사영상 및 신경수용체 시스템 영상에 널리 쓰이는데 그 사용이 최근 들어 급격히 증가하고 있다.

 

2) 감마카메라(섬광카메라)

(1) 시스템 구성

① 조준기(collimator)

② 섬광결정(scintillation crystal)

③ 광전자증배관(photomultiplier tube)

④ 파고분석기(pulse height analyzer)

⑤ 위치 검출회로(position logic circuit)

 

조준기의 종류

① 평행구멍조준기(parallel-hole collimator)
② 바늘구멍조준기(pinhole collimator)
③ 집속형조준기(converging collimator)
④ 확산형조준기(diverging collimator)

+) 부채살(fan beam) 조준기

 

3) 단일광자단층촬영(SPECT)

SPECT/CT

 SPECT/CT는 방사성추적자를 투여한 후 CT 촬영을 먼저 하고 이어서 SPECT 영상을 얻는 순서로 이루어진다. CT 촬영을 하는 동안에도 방사성추적자에서 감마선이 방출되지만 CT에서 사용하는 X-선 양에 비하면 그 양이 적어 CT 영상에 영향을 주지 않는다. 두 영상을 동시에 얻지 못하는 이유는 상대적으로 양이 많은 X-선이 SPECT 영상에 영상을 주기 때문이다.

 

소동물 SPECT

 소동물 영상 전용의 고해상도, 고민감도 시스템이 활용되고 있는데 대부분의 시스템들은 민감도를 향상시키기 위하여 다중헤드 감마카메라를 사용하며, 각 감마카메라에 대해서는 다중바늘구멍조준기를 사용한다.

 

2. 양전자단층촬영(PET)

표 4-1. PET에 이용되는 방사성동위원소

방사성동위원소	반감기(분)	양전자 최대에너지(MeV)	평균 비정거리(mm)
11C	20.4	0.96	1.1
13N	9.96	1.20	1.5
15O	2.03	1.74	2.5
18F	109.8	0.63	0.6
68Ga	68.3	1.90	2.9
82Rb	1.25	3.40	5.9
124I	6000	2.13	-

 현재 가장 널리 사용되는 PET용 방사성동위원소들인 18F, 11C, 13N 등은 표 4-1에서와 같이 반감기가 짧은 것이 특징이고, 이들은 대부분 인체이 필수불가결한 원소여서 이를 표지한 방사성추적자의 생화학적 특성이 매우 우수하다. 그러나 양전자방출 방사성 핵종의 반감기가 짧기 때문에 양성자나 중양자와 같은 하전입자를 가속시키고 이를 각종 표적에 충돌시켜 불안정동위원소를 생성하는 사이클로트론과 이들 동위원소를 추적화합물에 빠른 시간 내에 표지할 수 있는 자동화된 방사성동위원소 표지화합물 생성장치를 갖추어야 하는 단점이 있다. 반면 반감기가 110분인 18F과 발생기(generator)에서 얻을 수 있는 82Rb, 68Ga 등은 사이클로트론을 설치하지 않고도 사용할 수 있다.

 

PET/MRI

 MRI는 PET나 SPECT가 제공하는 기능 및 생리적 정보와 CT가 지닌 우수한 공간 해상도의 장점을 고루 갖춘 영상 진단 기기로서 CT에 비해 MRI가 갖는 여러 장점들(다양한 생화학적 특성의 영상을 얻을 수 있고, 방사선피폭이 없으며 연조직 대조도가 높은 점 등)과 전신 MRI의 빠른 발전 등에 힘입어 임상용 PET/MRI 기술이 개발되었다. 그러나 PET에서 전통적으로 사용되고 있는 광전자증배관은 자장에 매우 민감하여 PET을 MRI와 결합하는 것은 PET/CT보다 어려운 문제이다. 광전자증배관을 자장 영향이 없는 MRI실 외부에 설치하고, 섬광결정에서 발생한 가시광선을 광섬유를 이용하여 광전자증배관에 전달해 주는 방법과 자장의 영향을 받지 않는 반도체 광전소자를 이용하는 방법 등이 일체형 PET/MRI 개발을 위한 연구가 활발히 이루어졌다.

 임상요 PET/MRI 시스템으로는 1) 광전자증배관을 이용한 PET과 MRI를 같은 촬영실 안에 분리하여 설치하고 두 스캐너 사이를 셔틀 베드가 이동하는 방식과 2) APD나 SiPM과 같은 반도체 광다이오드 기반의 PET을 MRI 내부에 설치하여 두 영상을 동시에 얻는 방식이 사용되고 있다.

 

PET 감쇠 현상의 특징

 감마선은 에너지가 높을수록 물질에 대한 투과율이 높다. 따라서 511 keV 에너지를 갖는 감마선을 사용하는 PET에서 감쇠현상은 보다 낮은 에너지를 사용하는 단일광자 영상에 비해서 감쇠현상에 의한 영향이 적을 것이라 생각할 수 있다. 실제로 하나의 감마선에 대한 감쇠 정도는 단일광자 영상에 비해서 적다. 그러나 PET은 두 개의 감마선이 모두 검출되어야 동시계수가 성립되므로 둘 중 하나의 감마선만 소실되어도 감쇠된 것으로 봐야 하므로 감쇠현상이 단일광자 영상에 비해서 더 심하고 따라서 감쇠보정이 필수적이다.

---

11401. Collimator에서 찍고자 하는 대상과 크기가 똑같이 나오는 것?

정답: 평행구멍조준기

풀이:
조준기(Collimator)의 종류
- 평행구멍조준기
- 바늘구멍조준기 – 작은 피사체를 확대, 갑상선 영상
- 집속형조준기 – field of view는 줄어드나 해상도가 향상
- 확산형조준기 – 카메라보다 큰 피사체, 해상도가 감소
- 부채살조준기 – 주로 뇌 SPECT 영상
고창순 핵의학 제4판 1-4 p.85

11308. 본스캔 사진이 주어지고 (흐릿) 같은 날 어떤 조치를 했더니 image quality가 좀더 나아짐. 어떤 조작을 한 것인가

정답: 아마 Tc-99m에 맞는 collimator로 바꾸었다 or photo peak을 잘못 맞춘거.

-> 내 생각에는 감쇠보정 내용인 듯.

고창순 핵의학 제4판 1-4 p.96~97, 119 그림 4-69

---

05 방사약학

1. 서론

 치료용으로 사용하는 방사성의약품은 암과 같은 특정 조직에만 방사선을 조사하여야 하므로 비정이 짧은 방사선을 방출하여야 한다. 따라서 알파선이나 베타선이 적당하다. 알파선은 비정이 매우 짧고 세포를 죽이는 힘이 매우 크므로 치료용 핵종으로서 이상적이지만, 수급의 어려움, 낮은 표지 효율, 표지 후 안정성 문제, 강한 독성 등 단점들이 있어서 현재 임상 사용은 제한적이다. 따라서 치료용으로는 베타선을 방출하는 핵종이 널리 사용되고 있다. 베타선은 감마선에 비하여 투과력은 약하고 세포를 죽이는 힘은 크므로 축적된 조직 부위의 세포만 죽이는 효과가 있다. 베타선과 동시에 감마선을 방출하는 131I, 188Re, 177Lu 등과 같은 핵종도 사용이 되고 있는데, 이 경우 베타선은 치료에, 감마선은 영상을 얻는데 사용된다. 에너지가 높은 베타선을 방출하는 90Y은 매우 적은 분획이지만 양전자를 방출하므로 PET 영상을 얻기도 한다.

 반감기로 보면 대체로 치료용이 진단용보다 길다. 진단용은 영상을 얻은 후 가급적 빨리 붕괴되는 것이 좋지만, 치료용은 병소에 방사성의약품이 축적된 후 충분한 시간이 지나야 그 부위의 세포를 죽일 수 있기 때문이다.

 

2. 의학용 방사성동위원소의 생산

1) 원자로

131I, 99mTc, 113In, 99Mo, 32P, 14C, 166Ho, 186Re, 188Re

2) 사이클로트론

① 감마선 방출핵종 : 67Ga, 123I, 111In, 201Tl
② 양전자방출 핵종 : 15O, 13N, 11C, 18F

3) 발생기

99Mo-99mTc 발생기, 68Ge-68Ga 발생기, 81Rb-81mKr 발생기, 113Sn-113mIn 발생기, 82Sr-82Rb 발생기, 188W-188Re 발생기, 62Zn-62Cu 발생기

 

3. 99mTc 표지 방사성의약품

 핵의학에서 쓰이는 진단방사성의약품의 약 80%을 99mTc으로 표지된 방사성의약품이 차지하고 있다. 섬광카메라(scintillation camera)로 영상을 만들 때 사용되는 여러 방사성동위원소들 중 99mTc은 가장 이상적인 체내 영상용 방사성의약품의 조건을 충족하며, 다른 동위원소들에 비해 99mTc 발생기(99Mo-99mTc generator)로부터 값싸고 손쉽게 구할 수 있기 때문에 핵의학에서 가장 널리 사용되고 있는 방사성동위원소이다.

 반감기 6시간이고 140 keV의 감마선을 방출하는 99mTc

 

(1) 신경계 99mTc 표지 방사성의약품

① 뇌혈류영상용 99mTc 표지 방사성의약품

 정확한 뇌 머무름 효과에 대한 기전은 규명되지 않았으나, 99mTc-HMPAO가 뇌에서 글루타치온과 반응하여 수용성 화합물로 대사되어 뇌에서 더 이상 배출되지 않는다는 가설이 제안되어 있다. 이러한 99mTc-HMPAO는 가장 많이 이용되고 있는 뇌혈류 SPECT 방사성의약품 중의 하나로 상대적 국소뇌혈류평가를 할 수 있다.

 99mTc-ECD는 99mTc-HMPAO와 달리 방사화학적 안정성이 뛰어나기 때문에 간질 발작과 같은 급성 신경학적 상태의 환자에게 미리 제조해 놓은 99mTc-ECD을 즉각 투여할 수 있는 장점이 있어서 급성 신경학적 질환에서 진단적 유용성이 높다. 이와 같이 99mTc-ECD는 사용이 간편하며, 뇌를 제외한 혈액 및 기타 장기로부터 빨리 제거되므로 양질의 영상을 제공할 뿐만 아니라, 선량적으로 유리한 뛰어난 국소뇌혈류영상을 제공하는 99mTc 표지 방사성의약품이다. 
② 신경수용체 영상용 99mTc 표지 방사성의약품

 TRODAT-1은 간편한 키트형의 생산방식으로 파킨슨병을 진단 평가하는 SPECT용 도파민 운반체 영상 방사성의약품으로 유용하게 이용되고 있다.

③ 뇌종양 영상용 99mTc 표지 방사성의약품

 99mTc-MIBI가 뇌종양에 섭취되는 기전은 명확하게 밝혀져 있지 않다. 다만 99mTc-MIBI 자체가 갖는 지용성 양이온 복합체 성격이 종양혈류와 종양에 의해 형성된 막전위차, 종양의 미토콘드리아 밀도에 의한 막전위에 의존하여 수동확산에 의해 섭취되는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 원리로 심근 관류영상용 방사성의약품으로 더 많이 사용되고 있다. 다만 정상적으로 맥락망총(choroid plexus)에 섭취되기 때문에 뇌실 주변의 종양을 관찰하기엔 어려움이 있다.

(2) 심혈관계 99mTc 표지 방사성의약품

① 심혈관촬영술 : 과테크네슘산, 99mTc-황교질(sulfur colloid), 99mTc-DTPA
② 심장박출량 측정 : 99mTc-적혈구(RBC), 99mTc-사람혈청알부민(HSA; human serum albumin)

 99mTc-적혈구(RBC) 표지법 : 체내표지법, 변형체내표지법, 체외표지법
③ 심근 영상용 방사성의약품 : 99mTc-Sestamibi, 99mTc-Tetrofosmin

 처음 연구시 NaK-ATPase에 의해 심근 섭취가 될 줄 알았는데, 많은 연구 결과, 이는 단순 확산에 의해 심근에 섭취되었다가 미토콘드리아의 막전위에 의해 생긴 음전하와 상호작용을 하여 미토콘드리아 막에 강하게 결합한다는 사실이 밝혀졌다. 따라서 미토콘드리아가 많은 심근에 축적이 되는 것이다. 이러한 원리를 통해 99mTc-Sestamibi는 뇌종양 영상에서도 이용되고 있다.

(3) 근골격계 99mTc 표지 방사성의약품

 MDP와 HMDP는 키트화되어서 사용할 때마다 99mTc으로 표지하여 5분 만에 조제할 수 있기 때문에 사용이 편리하며, 그중 99mTc-MDP는 투여량의 50~60%가 뼈에 섭취되고 혈중제거율도 높아 현재까지 발견된 뼈스캔 방사성의약품 중에서 가장 널리 쓰이고 있다.

(4) 소화기계 99mTc 표지 방사성의약품

 혈관으로 주입 시 혈청단백질인 옵소닌(opsonin)과 결합하여, 간, 비장, 골수 등의 망상 내피계 세포에 의하여 탐식되는 1 nm~5 um 크기의 방사성 교질인 99mTc-황교질(sulfur colloid), 99mTc-주석교질(tin colloid)과 99mTc-피틴산(phytate)이 있다.

 간 및 담도의 영상을 제공하는 99mTc 표지 방사성의약품은 99mTc-IDA (imino diacetic acid)

 1990년 후반 일본에서 개발한 수용체 결합용 간기능 영상 방사성의약품은 간세포 수용체에 인식되는 99mTc-NGA (galactosyl-neoglycoalbumin)와 99mTc-GSA (galactosyl hyman serum albumin)가 있다.

(5) 신장영상 99mTc 표지 방사성의약품

 사구체여과의 영상화 및 정량화 : DTPA

 신피질 영상 : DMSA

 신장의 세뇨관 배설 영상용 : MAG3

(6) 기타 99mTc 표지 방사성의약품

 

4. 양전자방출핵종 표지 방사성의약품

 최근에는 68Ge-68Ga 발생기를 이용하여 얻을 수 있는 양전자 방출 핵종인 68Ga이 상용화되어 여러 가지 펩타이드에 표지하고 영상을 얻는 연구가 활발히 진행 중이다.

 

 사이클로트론 생산 : 11C, 13N, 15O, 18F, 64Cu, 76Br, 94mTc, 124I

 발생기 생산 : 68Ga, 82Rb

 

양전자방출 방사성의약품의 종류

(1) 뇌 영상용 PET 방사성의약품

① 뇌혈류 및 대사 영상

 [13N]암모니아, [15O]부탄올, [11C]부탄올, [18F]fluoromethane

② 뇌 신경전달물질계 영상

가. 도파민계

 도파민계의 기능을 영상화하는 대표적인 양전자방출 방사성의약품은 [18F]FDOPA로 이를 이용하여 반파킨슨증 환자에서 선조체에 섭취가 감소하며 나이가 들수록 흑질 선조체의 기능이 감소되었음이 관찰되었고, [18F]Fluorotyrosine으로는 시냅스전 도파민 기능이 평가되고 있다.

나. 세로토닌계

다. 아편 수용체 영상

라. 벤조디아제핀 수용체 영상

마. 콜린성 수용체

③ 베타아밀로이드 영상

 최근까지 실시된 대규모 임상시험에서 일반인의 뇌에 비하여 초기 알츠하이머 환자의 뇌에 [11C]PIB가 50~90% 이상 높게 섭취된다는 보고가 있다. [18F[FDDNP는 두뇌의 섭취/제거 비율이 낮아 그 사용이 제한되었으나 최근 베타아밀로이드 뿐만 아니라 타우 단백질에도 결합력을 갖는다고 보고가 있어 향후 더 깊은 연구가 필요한 상태이다. 이밖에도 [18F]AV-45, [18F]Flutemetamol 등이 미국에서 품목허가를 획득하여 현재 임상에서 사용 중이며, [18F]NAV4694이 임상 3상에 들어가 있다.

 

(2) 심장 영상용 PET 방사성의약품

① 국소심근혈류

가. [13N]암모니아(NH3) : 심근추출률 100%

나. [82Rb]Rb+ : 심근추출률 50~65%

다. [15O]물 : 심근추출률 92%

② 심근 대사 영상

 심근세포의 대사는 동맥 내 물질 농도와 호르몬 농도에 의하여 좌우된다. 밤새 공복이었을 때는 혈액 내 유리지방산 농도가 높고 포도당 농도가 낮다. 지방산 농도가 높을 때는 지방산을 주로 에너지원으로 이용한다. 식후 혈중 포도당 농도가 높아지고 인슐린 농도가 높을 때는 포도당을 주 에너지원으로 쓴다.

가. 지방산 대사 평가 : [11C]아세트산

나. 포도당 이용률 평가 : [18F]FDG

③ 심장교감신경 영상 : [11C]HED

 

(3) 종양 영상용 PET 방사성의약품

① 대사 영상

가. 포도당 대사 영상 : [18F]FDG

나. 단백질 합성 영상 : L-[methyl-11C]methionine, 2-[18F]fluorotyrosine, [18F]FMT, [18F]FET, [18F]FACBC
다. DNA 합성 영상 : [18F]FLT

라. 저산소증(Hypoxia) 영상 : [18F]FMISO, 64Cu(II)-ATSM

② 수용체 영상

가. 스테로이드 수용체 영상

 유방암 : ER - [18F]FES, PR - [18F]FENP

 전립선암 : AR - 16β-[18F]FDHT

나. 시그마(Sigma) 수용체 영상

 시그마 수용체는 흑색종, 유방암, 폐암, 전립샘암, 신경아세포종 등과 같은 사람 종양에서 높은 발현을 보이기 때문에 종양영상 방사성의약품에 대한 적절한 표적이 될 수 있다.

 [18F]FPCNE, [11C]SA4503

다. 펩타이드와 단백질을 이용한 영상

(생략)

③ 항암제를 이용한 영상

(생략)

 

5. 기타 핵종 표지 방사성

1) 방사성요오드 표지 방사성의약품

131I

 131I로 표지된 화합물로는 Na131I이 갑상선질환 진단 및 치료에 가장 많이 사용되며, 이것은 구강투여용으로는 캡슐 혹은 용액 형태로 공급된다.

 노르에피네프린 유도체인 131I-MIBG는 부신수질과 형성과 갈색세포종, 신경모세포종 등의 치료에 사용된다.

123I

 131I로 표지된 많은 방사성의약품들을 123I으로 대체하는 연구가 진행되고 있다. 123I-오르소요오드히퓨란산은 신기능분석에 사용되며, 123I-MIBG는 크롬친화세포종 및 심근의 영상화에 이용된다. 이 이외에도 지방산유도체인 BMIPP, IPPA, DMIPP와 같은 지방산유도체가 심근영상용 방사성의약품으로 개발되었으며, 123I-IMP, HIPDM 등이 ㄱ배ㅏㄹ되어 뇌혈류 영상을 얻는 데 사용되고 있다. 최근에는 여러 가지 두뇌 수용체 영상용 방사성의약품들이 개발되어 많은 연구가 되고 있다. 도파민 운반체의 영상에 β-CIT 또는 IPT, 콜린수용체의 영상에 IQNB, 벤조디아제핀 수용체 영상에 iomazenil 등이 실용화되어 있다.

 

2) 기타 금속으로 표지된 방사성의약품

(1) 코발트-57(57Co)

(2) 크롬-51(57Cr)

(3) 갈륨-67(67Ga)

(4) 인듐-111(111In)

 단일클론항체에 DTPA를 공유결합시킨 다음 111In으로 표지하면 높은 수율로 표지가 되므로 이를 이용하여 각종 종양의 진단에 사용되고 있다. 예를 들어 111In-ibritumomab tiuxetan은 비호지킨림프종 환자의 검사에 사용되며 치료용으로 쓰이는 90Y-iritumomab tiuxetan (Zevalin)의 치료양을 결정하는데도 사용된다.

(5) 인-32(32P)

(6) 레늄-188(188Re)

 188Re을 표지한 항체 및 DMSA와 같은 리간드를 암 치료용으로 개발하려는 연구가 진행되고 있으며, 콜로이드에 표지하여 관절염의 치료에 사용할 수 있다는 보고가 있다. 또한 관상동맥의 쟇벼착을 방지하기 위한 관상동맥 풍선 성형술 시 풍선에 주입하는 방사성물질로 188Re perrhenate, 188Re-DTPA 등이 연구되고 있다. 또한 188Re-HEDP는 뼈전이암 통증 치료용으로 사용할 수 있는 방사성의약품이다.

(7) 셀레늄-75(75Se)

(8) 스트론튬-89(89Sr)

(9) 탈륨-201(201Tl)

 사이클로트론으로 생산하는 201Tl(반감기 73시간)은 201Tl-염화탈륨의 형태로 공급되며 심근영상에 널리 사용된다. 칼륨 유사체인 탈륨은 Na-K ATPase 시스템에 의해서 심근에 추출된다.

(10) 제논-133(133Xe)

(11) 이트리움-90(90Y)

 90Y(반감기 2.7일)은 2.3 MeV의 베타선만을 방출하는 핵종이다. 90Y 표지 교질 혹은 입자를 방사선 활액막 절제술에 이용하고자 하는 연구들이 있다. 90Y이 표지된 단일클론항체, 90Y-ibritumomab tiuxetan (Zevalin)은 CD20+ 여포형 B세포 비호지킨림프종 환자의 치료에 사용된다.

(12) 루테튬-177(177Lu)

 177Lu(반감기 6.65일)은 490 keV의 베타선을 방출하는 핵종으로 치료용 방사성동위원소로 사용되며, 소량의 감마선이 방출되어 체내분포를 감마카메라나 SPECT 등으로 평가할 수 있다. 최근에 177Lu-DOTATATE이 개발되어 내분비세포종의 펩타이드수용체 방사성동위원소 치료에 활용되고 있다.

---

11708. Radioactive iodine 중 양전자를 방출하는 동위원소의 질량수를 적으시오

정답: 124 

고창순 핵의학 제4판 1-5 p.147

---

06 방사성의약품 생산 및 품질관리

⑤ 엔도톡신시험(Endotoxin test)

 엔도톡신(Endotoxin)은 그람음성 세균의 세포벽 성분으로서 매우 적은 양으로도 강한 발열성을 나타내는 내열성 독소다. 경구 섭취 시에는 독성을 보이지 않으나 혈액으로 들어갔을 때 강한 발열성을 보인다.

 

표 6-8. 엔도톡신 시험법 종류 및 원리

분류		시험법 원리
정성법	겔화법	라이세이트 시약과의 겔 형성 유무를 지표로 하는 시험
광학적	비탁법	겔화 과정에서 나타나는 탁도 변화를 지표로 하는 시험
	비색법	합성기질의 가수분해에 의한 발색을 지표로 하는 시험

---

07 방사선 생물학

2. 방사선 선량평가

 방사선 방호 목적은 조직반응(결정론적 영향)을 방지하고 확률론적 영향의 위험을 합리적 수준으로 제한하는 것이다.

1) 방사선량(Radiation Quantities)

(1) 플루언스(Fluence, Φ) : 단위로는 m-2를 사용한다.

(2) 커마(Kerma, K) : SI 단위는 Jkg-1이지만 그레이(Gy)가 주로 사용된다.

(3) 조사선량(Exposure Dose, R) : 단위로는 렌트겐(R)을 사용하며

(4) 흡수선량(Absorbed Dose, D) : SI 단위는 Jkg-1이지만 그레이(Gy)가 주로 사용된다.

 인체의 여러 조직이나 장기의 흡수선량을 평균하고 이를 가중 합산함이 낮은 선량에서 확률론적 영향의 제한에 사용하는 방호량 정의의 기초이다. 이 접근법은 문턱 없는 선형 선량-반응 관계(LNT 모델)의 가정에 근거하며, 외부와 내부 피폭 선량을 합산할 수 있게 한다. 이 개념은 방사선방호 목적에 합당한 근사로 간주되며, ICRP 9 (ICRP 1996)에서 처음으로 ICRP가 채택했다.

 실제 적용에서 흡수선량은 종종 큰 조직 체적에 대해 평균한다.

(5) 등가선량(Equivalent Dose, HT) : SI 단위는 Jkg-1이지만, 시버트(Sv)가 주로 사용되며 시버트를 사용하면 흡수선량과 혼동을 피할 수 있다.

 방호량은 확률론적 보건 영향 발생을 허용하는 수준 미만으로 유지하고 조직반응을 방지하기 위한 선량제약치 지정에 사용된다.

(6) 유효선량(Effective Dose, E) : SI 단위는 Jkg-1이지만, 시버트(Sv)가 주로 사용된다.

 등가선량 및 유효선량은 실제로 측정할 수 있는 양이 아니며 실용량을 근거로 계산된다.

(7) 예탁선량(Committed Dose)

(8) 집단선량(Collective Dose)

(9) 실용량(Operational Quantity)

 

표7-10. 방사성의약품 투여에 의한 피검자 연령대별 유효선량

표7-13. 수유 시 영아의 유효선량과 권장되는 수유중지 기간

표7-14. 방사성의약품별 퇴원기준

---

11605. 방사선 치료에서 가장 중요한 역할을 하는 것은  

1) DNA  2) RNA  3) 미토콘드리아  4) 세포막

정답:  3) 미토콘드리아 내 생각은 1) DNA

고창순 핵의학 제4판 1-7 p.201

10906. 방사선 조사 시에 세포의 사멸 종류를 2가지만 써라.

정답: 괴사(necrosis)와 고사(apoptosis) 

풀이:

3) 세포에 대한 방사선의 효과

(1) 방사선 생물학적 세포사

 방사선 생물학적인 관점에서는 방사선조사에 따른 세포사를 조사된 세포군집에서의 물리적인 생존여부가 아닌 세포의 증식능력 상실로 정의하기도 한다. 이러한 재생능력의 상실ㄹ은 세포고사(apoptosis), 세포괴사(necrosis), 유사분열재앙(mitotic catastrophe) 또는 유도노화(induced senescence)로 발생한다. 이러한 기전들은 결국에는 세포들의 물리적인 사망으로 이어지지만 상당한 시간이 소요된다. 예를 들어 mitotic catastrophe은 몇 번의 세포분열 이후에 발생할 수 있다.

고창순 핵의학 제4판 1-7 p.205

11503. 세포 주기 중 가장 민감한 주기 
가. G2/M

정답: 가. G2/M 

고창순 핵의학 제4판 1-7 p.207

11604. 외부방사선의 종양세포에 대한 치료효과가 상대적으로 높은 세포환경은? 
A) 고산소분압 고온상태 
B) 고산소분압 저온상태 
G) 저산소분압 고온상태 
M) 저산소분압 저온상태

정답:  A) 고산소분압 고온상태
풀이:  
고창순 핵의학 제4판 1-7 p.207~

11103. 다음 중 옳게 연결된 것은? 

1) cisplatin - cell signal 전달의 변화 
2) misonidazole - DNA repair 감소 
3) paclitaxel - synchronize the cell phases 
4) fluorothymidine - growth factor expression

이런 내용 보다는 35장의 표적화 방사핵종 치료를 공부하는게 더 나을 듯

⑤ 방호제 및 민감제

고창순 핵의학 제4판 1-7 p.207~208

11504. 확률적 영향

고창순 핵의학 제4판 1-7 p.210~

11505. 방사선 조사 후 가장 먼저 감소하는 세포 
① 혈소판 ② 적혈구 ③ 림프구 ④과립구

정답:  ③ 림프구
풀이:  
가장 민감하게 숫자 감소하는 순서
 : 림프구 – 과립구 – 혈소판 – 적혈구

고창순 핵의학 제4판 1-7 이제는 없는 내용?

11704. 다음 중 치사이상이 아닌 것은?  
A.           B. 이동원체       G. 환상염색체      M. 전좌

이제는 없는 내용인가...
풀이:
치명적인 DNA 손상의 종류 3가지
 : Anaphasic bridge, 2동원체염색체(Dicentric chromosome), 환상염색체(Ring chromosome) 

11705. Radiation-induced cancer에 대한 설명 중 옳은 것은?  
A. 갑상선암은 소아가 성인에 비해 더 민감하다. 
B. 백혈병 중 CLL (chronic lymphocytic leukemia)이 가장 흔하다. 
G. 원폭피해자에서 가장 먼저 발생한 것은 유방암이다.  
M. 우라늄광산 광부들에서 골암 (bone cancer)이 가장 많이 발생한다.

정답: A. 갑상선암은 소아가 성인에 비해 더 민감하다. 

풀이:

A. 갑상선암은 소아가 성인에 비해 더 민감하다. 

-> 특히 성장하고 있는 소아에서는 세포들이 활발하게 분열을 하고 있기 때문에 방사선에 더 민감하다. 또한 남은 생애가 길어 잠복기를 거쳐 암 발생이 나타날 가능성이 더 높고, 추후 성장과정 및 성인이 된 이후 외상, 건강검진, 질병으로 여러 차례 방사선에 더 피폭될 가능성이 높아 특히 유의해야 한다. 환자가 어릴수록 방사선에의한 위험이 크며 여자아이들이 남자아이들보다 2배 정도 방사선에 민감하다. 더욱 문제가 되는 것은 어린이는 성인보다 체격이 작아 성인과 같은 촬영조건으로 검사를 시행할 경우 장기선량(organ dose)이 더 높고 피폭에 의한 위험이 어른보다 높기 때문이다[7]. 
https://synapse.koreamed.org/Synapse/Data/PDFData/0119JKMA/jkma-54-1277.pdf

B. 백혈병 중 CLL (chronic lymphocytic leukemia)이 가장 흔하다. 

-> 백혈병 중 CLL은 방사선 피폭으로 인한 업무상 질병으로 인정되지 않는다. 

G. 원폭피해자에서 가장 먼저 발생한 것은 유방암이다.  

-> 원폭피해자에서 가장 먼저 발생한 것은 백혈병이다? 

M. 우라늄광산 광부들에서 골암 (bone cancer)이 가장 많이 발생한다.
-> 우라늄광산 광부에 흔한 것은 라돈 흡입에 의한 폐암이다.

---

08 분자영상

3. 분자영사의 실제

1) 핵의학 리포터 영상

2) 나노영상 (Molecular Imaging Using Nanoparticles)

3) 세포추적영상(Cell Trafficking Imaging)

4) 혈관신생 분자영상

 αvβ3 인테그린 표적용 추적자로는 이를 결합 모티브로 인식하는 arg-gly-asp (RGD) 펩티드가 이용되고 있다.

 18F-galacto-RGD, 68Ga-NOTA-RGD

 αvβ3 인테그린 외에 혈관신생 영상용 표적으로 vascular endothelial growth factor (VEGF) 수용체도 연구되고 있다.

5) 세포고사 분자영상

 지금까지 개발된 세포고사 영상 프로브 중에서는 99mTc-Annexin V (AnxA5)가 가장 많이 연구되었다.

6) 항체 이용 분자영상(Antibody Based Molecular Imaging)

 표적치료제로서 표지성장인자수용체(epidermal growth factor receptor, EGFR), 혈관내피세포성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF) HER2(human epidermal growth factor receptor 2), CD20 등 바이오마커를 표적으로 하는 항체 치료제가 속속 개발되고 일부는 임상에서 사용하고 있다.

 HER2를 표적으로 하는 항체치료제 trastuzumab (Herceptin®)에 89Zr을 표지하여 전이성 유방암 환자에서 PET 영상을 얻었을 때 주사 후 4~5일째 촬영한 영상이 가장 종양섭취 대비 혈액섭취가 가장 좋았다. 원발암의 전이암의 바이오마커의 발현이 다른 경우가 있어 치료계획에 치료용 항체를 이용한 전신영상이 중요하다. 원발부위 HER2가 음성인 유방암환자에서 89Zn-trastuzumab PET 영상에서 전이암에 양성으로 나오기도 한다. 89Zn-trastuzumab PET 영상은 또한 trastzumab에 항암제 DM-1을 표지한 TDM-1 항체-약물 복합체(antibody-drug conjugate, ADC)의 치료효과를 예측하였다.

 항체영상은 진단목적뿐만 아니라 치료용 방사성동위원소 표지항체의 방사성 흡수량을 측정하기 위해 사용하기도 한다. B 세포의 표면에 발현되는 CD20 항원에 대한 항체에 방사성동위원소를 표지하여 비호지킨씨 림프종을 치료하는 Zevalin (90Y-ibritumomab)을 환자에 투여하기 전에 111In-ibritumomab의 영상을 얻어 방사성 흡수량을 측정한다.

---

11005. 옳게 연결된 것 고르시오 

① apoptosis – 18F RGD 펩티드 
② 혈관신생 – annextin V 
③ 줄기세포이동 - VEGF 
④ 리포터유전자 - FIAU

분자영상 파트...
풀이: 
① apoptosis – 18F RGD 펩티드 -> angiogenesis – 18F RGD 펩티드
② 혈관신생 – annextin V -> apoptosis – annextin V
③ 줄기세포이동 – VEGF  -> angiogenesis – VEGF 
④ 리포터유전자 - FIAU  -> (○)