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본 연구의 목적은 CT장비의 품질관리를 위해 시행하는 CT표준팬텀을 이용한 정도관리 시 정성적 평가를 시행하는 대조도 분해능과 공간 분해능 항목을 정량화하기 위함이다. 이를 위해 다양한 디지털영상처리 기법을 기반으로 한 정량적인 분석법을 제시하고 CT정도관리에 기존과 다른 방법을 제시하고자 한다.
현재, 미국에서는 CT표준팬텀으로 수행하는 정도관리 시 기존의 정성적 평가를 하는 대조도 분해능 항목을 정량적인 평가로 바꾸었다. 또한, CT를 체계적으로 관리하기 위해 ACR CT인증프로그램이라는 테스트가 있는데, 이 안에는 표준팬텀을 이용한 품질관리 시 영상의 질과 ...

본 연구의 목적은 CT장비의 품질관리를 위해 시행하는 CT표준팬텀을 이용한 정도관리 시 정성적 평가를 시행하는 대조도 분해능과 공간 분해능 항목을 정량화하기 위함이다. 이를 위해 다양한 디지털영상처리 기법을 기반으로 한 정량적인 분석법을 제시하고 CT정도관리에 기존과 다른 방법을 제시하고자 한다.
현재, 미국에서는 CT표준팬텀으로 수행하는 정도관리 시 기존의 정성적 평가를 하는 대조도 분해능 항목을 정량적인 평가로 바꾸었다. 또한, CT를 체계적으로 관리하기 위해 ACR CT인증프로그램이라는 테스트가 있는데, 이 안에는 표준팬텀을 이용한 품질관리 시 영상의 질과 환자 선량을 모두 고려할 수 있게 구성이 되어 있다. 임상의 각 병원에서 실제 사용하는 성인과 소아 프로토콜을 이용하여 영상의 질을 평가하며, 병원과 장비별 선량을 일정한 수준 이하로 맞추기 위해서 노력한다. 그러나 우리나라는 현재 120 kVp, 250 mAs라는 한 가지 조건만을 사용하며, 이는 장비마다 다른 선량이 부여될 수도 있고, 현재 ACR의 방식과는 차이가 있는 것이다. 또한, 각 제조사의 다른 CT장비의 성능을 비교할 때 여러 연구에서 선량을 기준으로 진행하는데 이를 고려하여 본 연구에서는 선량 기준(20 mGy)으로 기존에 이용하는 mAs를 대체하여 4개의 제조사(Siemens, GE, Philips, Toshiba)의 다양한 CT장비들을 이용하여 연구를 진행하였다.
그리고, 대조도 분해능 항목 평가 시 우리나라의 정도관리 시 사용하는 AAPM팬텀은 정해진 조영제의 혼합액이 없고, 배경과의 차이가 10 HU이하가 되게 만든다. 그러나 이 때, 장비 별 영상을 표현하는 능력이 조금씩 달라 조영제를 담당자가 직접 멸균증류수와 조영제를 혼합해야 한다. 반면에 미국에서 사용하는 ACR팬텀 및 CT 정도관리 시 영상의 질을 평가하기 위해 연구들에 보편적으로 사용되는 Catphan팬텀의 경우 모두 배경과 차이를 만드는데 고정된 물질을 사용하고 있다. 그렇기에 본 연구는 AAPM팬텀을 사용 시 기준이 될 수 있는 조영제의 혼합 농도도 찾기 위해 노력하였다.
대조도 분해능 항목의 조영제 농도의 기준을 마련하기 위해 조영제의 농도는 10, 15, 20, 25 cc로 다르게 하여 모든 장비에서 영상을 획득하여 정량화를 시도하였다. 또한, 공간 분해능 항목에서는 각 장비 별 정상과 비정상적인 영상들을 각각 획득하여 정량적 평가를 진행하였다. 대조도 분해능과 공간 분해능의 정량화를 위한 방법으로는 디지털 영상처리 기법 중 질감 분석(Texture analysis)을 이용하였다. 질감 분석을 할 수 있는 다양한 방법 중 히스토그램의 통계적인 수치들을 기반으로 하는 first-order method를 사용하여 밝기, 콘트라스트(대조도), 부드러움, 비대칭도, 균일성, 랜덤성을 수치를 획득하여 분석하였다.
대조도 분해능의 경우, 총 4가지의 조영제 농도를 질감 분석으로 평가해 본 결과, 적절한 조영제의 농도는 15, 20 cc 두 가지로 나타났다. 그리고 각 장비에서 이 두 가지 농도 중 배경과의 대조도가 더 적은 농도의 영상에서 콘트라스트 수치는 29.5 ± 10 or 15%, 부드러움의 수치는 0에 가까울수록 좋은데 0.0170 이하의 값을 획득하면 정상 합격 영상이라고 범위를 정할 수 있었다.
공간 분해능의 경우는 정상과 비정상 영상들의 질감 분석 수치들이 통계적으로 유의한 차이가 있었고(P=0.00), 질감 분석으로 구분이 가능했다. 그리고 획득한 정상적인 합격 영상들의 질감 묘사자들은 장비 별 통계적으로 유의한 차이가 없었기 때문에(P>0.05), 합격을 판별하는 기준으로 사용할 수 있었다. 그 중 가장 관련이 있는 질감 묘사자는 콘트라스트, 부드러움, 비대칭도 수치라는 것이 확인되었다. 결과적으로 콘트라스트 수치는 29.0 ± 10 or 15%, 부드러움은 0.0140 이하, 비대칭도의 경우 -1.85 이상의 값을 합격 기준으로 설정할 수 있었다.
본 연구에서는 현재 CT정도관리를 수행하는 방법 중 기존 육안으로만 시행되던 대조도 분해능과 공간 분해능의 정성적 평가를 다양한 디지털 영상처리 기법들을 기반으로 질감 분석을 수행 후 정량적 수치를 제시하였다. 결과적으로 새로운 방법을 이용한 정도관리의 정량화는 모든 CT장비에 통용될 수 있는 가능성을 제시하였으며, 이를 토대로 진행을 한다면 정성적 평가를 보완하며 효율적으로 장비의 관리를 도와 줄 수 있을 것으로 판단된다.

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