금속성 인공음영(Metal artifact) 감소 기법 적용 image의 iterative reconstruction strength에 따른 화질에 관한 연구 Study on the quality of image according to the iterative reconstruction strength of image by metallic artifact reduction method원문보기
목적: CT 검사에서 금속 물질이 삽입된 경우 금속 인공음영을 제거하기 위한 MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘을 적용한 후 관전압, 관전류, 거리의 변화와 FBP, IR Strength의 단계에 따라 발생하는 영상의 화질 변화를 알아보고자 한다.
대상 및 방법: 본 연구에 사용된 장비는 SIEMENS사의 SOMATOM Definition Edge를 사용하였으며, 대상 팬텀으로는 재질이 Solid acrylic인 CT 선량 측정용 성인 head 팬텀을 사용하였다. 사용되어 진 물질로는 머리 혈관 ...
목적: CT 검사에서 금속 물질이 삽입된 경우 금속 인공음영을 제거하기 위한 MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘을 적용한 후 관전압, 관전류, 거리의 변화와 FBP, IR Strength의 단계에 따라 발생하는 영상의 화질 변화를 알아보고자 한다.
대상 및 방법: 본 연구에 사용된 장비는 SIEMENS사의 SOMATOM Definition Edge를 사용하였으며, 대상 팬텀으로는 재질이 Solid acrylic인 CT 선량 측정용 성인 head 팬텀을 사용하였다. 사용되어 진 물질로는 머리 혈관 동맥류 시술에 사용하는 Platinum 성분의 고밀도 물질인 GDC Coil이다. 실험 조건은 관전압 변화 (80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp), 관전류 변화(150 mA, 200 mA, 250 mA, 300 mA), 동일 조건에서 metal 중심에서 주변부의 거리 변화(1cm, 2cm, 3cm, 4cm)를 설정하여 100mm helical scan 한 후 금속 물질이 없는 영상과 금속 물질이 있는 영상은 MAR 알고리즘을 적용시켜 FBP 와 IR strength 단계에 따라 각각의 HU 값과 SD 값을 측정하고 SNR을 계산하였다. 또한, 통계적 방법으로는 단계에 따라 차이의 여부를 위해 비모수방법인 Kruskal-Wallis를 사용하였고 사후분석은 시행하지 않았다. 모든 통계학적 유의수준은 0.05로 설정하였다. 결과: 금속의 유·무에 따라 MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘을 적용한 영상을 FBP 와 IR strength 단계에 따라 비교하여 화질을 측정한 결과 관전압 변화의 경우 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp 모두 Non metal 영상과 비교하여 HU 값이 증가하였지만 FBP 와 IR strength 단계에 따라서는 HU 값의 변화는 거의 없었다. 같은 IR 단계에서는 관전압이 높아질수록 감소하였다. SD 값은 각각의 관전압에서 Non metal 영상과 비교하여 모두 증가하였고 FBP와 IR strength 단계에 따라 감소하였다. 같은 IR 단계에서는 관전압이 높아질수록 SD 값도 감소하였다. SNR은 각각의 관전압 모두 Non metal 영상에 비해 감소하였지만 FBP와 IR strength 단계에 따라 증가하였다. 관전류 변화에서는 150 mA, 200 mA, 250 mA, 300 mA 모두 Non metal 영상과 비교하여 HU 값은 약간 증가하였지만 FBP와 IR strength 단계에 따라서는 변화가 없었다. 같은 IR 단계에서도 관전류에 따라서 변화는 없었다. SD 값은 Non metal 영상에 비해 100% 이상 증가하였다. 각 관전류에서 FBP보다 IR strength 단계에 따라 SD 값이 감소하였고, 같은 IR 단계에서는 관전류가 높아질수록 SD 값도 감소하였다. SNR은 관전류와 IR strength 단계가 높아질수록 증가하였다. 거리 변화에 따른 결과는 금속과 멀어질수록 HU 값이 감소하였다. 같은 거리에서 Non metal 영상과 비교하여 HU 값은 증가하였지만 FBP와 IR strength 단계에 따라서는 거의 변화가 없었다. SD 값은 Non metal 영상과 비교하여 증가하였지만 IR strength 단계에 따라서는 감소하였다. SNR은 거리가 멀어지고 IR strength 단계가 높아질수록 증가하였다.
결론: 금속 물질이 있는 환자의 CT 검사 시 관전압과 관전류를 조정하고 적절한 IR strength 단계를 이용한 후 MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘을 적용시키면 금속 인공물로 인한 영상의 질 저하를 줄일 수 있고 환자가 받는 선량도 감소할 수 있을 것이다.
목적: CT 검사에서 금속 물질이 삽입된 경우 금속 인공음영을 제거하기 위한 MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘을 적용한 후 관전압, 관전류, 거리의 변화와 FBP, IR Strength의 단계에 따라 발생하는 영상의 화질 변화를 알아보고자 한다.
대상 및 방법: 본 연구에 사용된 장비는 SIEMENS사의 SOMATOM Definition Edge를 사용하였으며, 대상 팬텀으로는 재질이 Solid acrylic인 CT 선량 측정용 성인 head 팬텀을 사용하였다. 사용되어 진 물질로는 머리 혈관 동맥류 시술에 사용하는 Platinum 성분의 고밀도 물질인 GDC Coil이다. 실험 조건은 관전압 변화 (80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp), 관전류 변화(150 mA, 200 mA, 250 mA, 300 mA), 동일 조건에서 metal 중심에서 주변부의 거리 변화(1cm, 2cm, 3cm, 4cm)를 설정하여 100mm helical scan 한 후 금속 물질이 없는 영상과 금속 물질이 있는 영상은 MAR 알고리즘을 적용시켜 FBP 와 IR strength 단계에 따라 각각의 HU 값과 SD 값을 측정하고 SNR을 계산하였다. 또한, 통계적 방법으로는 단계에 따라 차이의 여부를 위해 비모수방법인 Kruskal-Wallis를 사용하였고 사후분석은 시행하지 않았다. 모든 통계학적 유의수준은 0.05로 설정하였다. 결과: 금속의 유·무에 따라 MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘을 적용한 영상을 FBP 와 IR strength 단계에 따라 비교하여 화질을 측정한 결과 관전압 변화의 경우 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp 모두 Non metal 영상과 비교하여 HU 값이 증가하였지만 FBP 와 IR strength 단계에 따라서는 HU 값의 변화는 거의 없었다. 같은 IR 단계에서는 관전압이 높아질수록 감소하였다. SD 값은 각각의 관전압에서 Non metal 영상과 비교하여 모두 증가하였고 FBP와 IR strength 단계에 따라 감소하였다. 같은 IR 단계에서는 관전압이 높아질수록 SD 값도 감소하였다. SNR은 각각의 관전압 모두 Non metal 영상에 비해 감소하였지만 FBP와 IR strength 단계에 따라 증가하였다. 관전류 변화에서는 150 mA, 200 mA, 250 mA, 300 mA 모두 Non metal 영상과 비교하여 HU 값은 약간 증가하였지만 FBP와 IR strength 단계에 따라서는 변화가 없었다. 같은 IR 단계에서도 관전류에 따라서 변화는 없었다. SD 값은 Non metal 영상에 비해 100% 이상 증가하였다. 각 관전류에서 FBP보다 IR strength 단계에 따라 SD 값이 감소하였고, 같은 IR 단계에서는 관전류가 높아질수록 SD 값도 감소하였다. SNR은 관전류와 IR strength 단계가 높아질수록 증가하였다. 거리 변화에 따른 결과는 금속과 멀어질수록 HU 값이 감소하였다. 같은 거리에서 Non metal 영상과 비교하여 HU 값은 증가하였지만 FBP와 IR strength 단계에 따라서는 거의 변화가 없었다. SD 값은 Non metal 영상과 비교하여 증가하였지만 IR strength 단계에 따라서는 감소하였다. SNR은 거리가 멀어지고 IR strength 단계가 높아질수록 증가하였다.
결론: 금속 물질이 있는 환자의 CT 검사 시 관전압과 관전류를 조정하고 적절한 IR strength 단계를 이용한 후 MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘을 적용시키면 금속 인공물로 인한 영상의 질 저하를 줄일 수 있고 환자가 받는 선량도 감소할 수 있을 것이다.
Purpose: In the CT scan of patients with metallic materials, we investigate the changes in image quality due to changes in tube voltage, tube current, distance, FBP and the stage of IR Strength after applying MAR (Metal Artifact Reduction) algorithm to remove metal artifacts. Materia...
Purpose: In the CT scan of patients with metallic materials, we investigate the changes in image quality due to changes in tube voltage, tube current, distance, FBP and the stage of IR Strength after applying MAR (Metal Artifact Reduction) algorithm to remove metal artifacts. Materials and methods: The equipment used in this study is SOMATOM Definition Edge of SIEMENS. We used the adult head phantom for CT dose measurement, which is solid acrylic material, as the target phantom. After setting the distance change of the periphery from the center of the metal(1cm, 2cm, 3cm, 4cm) under the same conditions of tube voltage change(80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp) and tube current change(150 mA, 200 mA, 250 mA, 300 mA) and performing a 100mm helical scan, we applied the MAR algorithm for the image without metallic material and the image with metallic material, and measured the HU and SD values according to the FBP and IR strength levels and calculated the SNR. In addition, Kruskal-Wallis, non-parametric statistics, was used as a statistical method to find out whether there is a difference according to the steps and post-analysis was not performed. All statistical significance levels were set at 0.05. Result: As a result of measuring the image quality of the image by applying the MAR algorithm depending on the presence of metal comparing according to FBP and IR strength levels, in the case of tube voltage change, the HU value was increased compared with the non-metal image in 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, and 140 kVp, but there was little change in the HU value depending on the FBP and IR strength levels. In the same IR stage, the HU value decreased with increasing tube voltage. SD values were increased in comparison with non-metal images at all of tube voltages and decreased with FBP and IR strength levels. In the same IR stage, the SD value decreased with increasing tube voltage. The SNR values decreased with all of tube voltages compared with non-metal images, but increased with FBP and IR strength. The HU values were slightly increased compared to non-metal images in 150 mA, 200 mA, 250 mA, and 300 mA tube currents, but there was no change according to FBP and IR strength levels. In the same IR stage, there was no change depending on the tube current. SD values were increased more than 100% compared with non-metal images. In each tube current, the SD value decreased according to the IR strength stage rather than the FBP. In the same IR stage, the SD value decreased as the tube current increased. SNR increased with increasing tube current and IR strength As a result of distance change, the HU value decreased with distance getting farther from metal. In the same distance, the HU value was increased compared to the non-metal image, but there was little change according to the FBP and IR strength levels. SD values were increased in comparison with non-metal images but decreased according to IR strength. SNR increased with increasing distance and IR strength. Conclusion: In the CT scan of patients with metallic materials, as adjusting the tube voltage and tube current and using the appropriate IR strength levels, application of the MAR(Metal Artifact Reduction) algorithm can reduce the quality degradation of images due to metal artifacts and decrease the patient dose.
Purpose: In the CT scan of patients with metallic materials, we investigate the changes in image quality due to changes in tube voltage, tube current, distance, FBP and the stage of IR Strength after applying MAR (Metal Artifact Reduction) algorithm to remove metal artifacts. Materials and methods: The equipment used in this study is SOMATOM Definition Edge of SIEMENS. We used the adult head phantom for CT dose measurement, which is solid acrylic material, as the target phantom. After setting the distance change of the periphery from the center of the metal(1cm, 2cm, 3cm, 4cm) under the same conditions of tube voltage change(80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp) and tube current change(150 mA, 200 mA, 250 mA, 300 mA) and performing a 100mm helical scan, we applied the MAR algorithm for the image without metallic material and the image with metallic material, and measured the HU and SD values according to the FBP and IR strength levels and calculated the SNR. In addition, Kruskal-Wallis, non-parametric statistics, was used as a statistical method to find out whether there is a difference according to the steps and post-analysis was not performed. All statistical significance levels were set at 0.05. Result: As a result of measuring the image quality of the image by applying the MAR algorithm depending on the presence of metal comparing according to FBP and IR strength levels, in the case of tube voltage change, the HU value was increased compared with the non-metal image in 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, and 140 kVp, but there was little change in the HU value depending on the FBP and IR strength levels. In the same IR stage, the HU value decreased with increasing tube voltage. SD values were increased in comparison with non-metal images at all of tube voltages and decreased with FBP and IR strength levels. In the same IR stage, the SD value decreased with increasing tube voltage. The SNR values decreased with all of tube voltages compared with non-metal images, but increased with FBP and IR strength. The HU values were slightly increased compared to non-metal images in 150 mA, 200 mA, 250 mA, and 300 mA tube currents, but there was no change according to FBP and IR strength levels. In the same IR stage, there was no change depending on the tube current. SD values were increased more than 100% compared with non-metal images. In each tube current, the SD value decreased according to the IR strength stage rather than the FBP. In the same IR stage, the SD value decreased as the tube current increased. SNR increased with increasing tube current and IR strength As a result of distance change, the HU value decreased with distance getting farther from metal. In the same distance, the HU value was increased compared to the non-metal image, but there was little change according to the FBP and IR strength levels. SD values were increased in comparison with non-metal images but decreased according to IR strength. SNR increased with increasing distance and IR strength. Conclusion: In the CT scan of patients with metallic materials, as adjusting the tube voltage and tube current and using the appropriate IR strength levels, application of the MAR(Metal Artifact Reduction) algorithm can reduce the quality degradation of images due to metal artifacts and decrease the patient dose.
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