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문제 정의
- 본 연구에서는 AAPM CT 성능 평가용 팬텀을 이용하여 영상을 평가하였다. 팬텀영상검사에서 규정된 합격기준은 규칙의 전 항목에서 합격되어야 검사에 합격한 것으로 판정하였다.
- 현대 의학에서 중요한 진단 도구인 CT 영상의 질 평가를 위해 필요한 정도관리 사례를 보고하고자 한다.
제안 방법
- 절편 두께 5 mm와 10 mm 를 모니터에서 실측한 결과 5 mm 절편 두께는 모든 채널에서 규칙에서 정한 범위 ±1mm 이내에 포함되었다[표 7]. 10 mm 절편 두께는 모든 기기에서 규칙의 합격기준에 포함되었다[표 8], 인공물은 물의 CT 감약계수를 측정하기 위해 사용된 영상으로 육안으로 평가하였고 선속경화 인공물(beam hardening artifacts) 현상을 제외한 인공물이 없어야 한다[그림 8], 모든 기기의 영상에서 인공물은 존재하지 않았다[표 9],
- 스캔 영상을 window width(300 ~400 HU), window level(0~100 HU) 사이로 조절한 상태에서 직사각형의 긴 변에 수직으로 두께를 측정한다. 5 mm 절편 두께 영상 1개와[그림 6] 10 mm 절편 두께 영상 1개를 모니터의 영상에서 캘리퍼를 이용하여 절편 두께를 측정하였다 [그림 7]. 절편 두께 5 mm와 10 mm 를 모니터에서 실측한 결과 5 mm 절편 두께는 모든 채널에서 규칙에서 정한 범위 ±1mm 이내에 포함되었다[표 7].
- 중앙부를 10 mm 절편 두께로 한번 스캔한다. 8 종류의 구멍을 분석하기 위해 얻어진 영상의 구멍 식별이 쉽도록 window width(300~400 HU) 과 window level(-200—HU) 을 조절한 후 모니터로부터 50 cm 이상 떨어져서 식별이 가능한 구멍의 크기를 확인하였다 [그림 4], 합격기준은 1.0 mm 이하 식별 가능해야 한다. 평가 결과 1 채널의 2006년 결과는 1.
- AAPM 팬텀에서 먼저 물의 CT 감약계수, 노이즈, 균일도, 공간분해능, 대조도 분해능, 인공물 존재 유무를 3년 동안의 결과를 평가하였다.
- CT에서 영상의 질은 결국 인체의 미세한 구조를 어느 정도 명료하고 정확하게 영상으로 나타낼 수 있는가에 의해 좌우되며, 이러한 CT 영상의 질을 결정하는 중요한 요소들을 평가하였다. 평가항목은 규칙에서 제정한 합격기준을 토대로 평가하였다.
- CT에서의 영상의 질을 결정하는 중요한 요소들을 객관적으로 평가하기 위해 AAPM CT 성능평가용 팬텀을 이용하여 물의 CT 감약계수, 노이즈, 균일도, 공간분해능, 대조도 분해능, 절편 두께 부위를 스캔하여 3년 동안 정도 관리를 평가하여 사례를 보고하였다. 공간분해능의 결과에서 1 채널이 합격기준을 미달하였지만 나머지의 모든 평가 인자들은 규칙의 합격기준을 충족하였다.
- CT의 영상의 질 평가를 위해 최근 3년 동안 AAPM CT 성능 평가용 팬텀을 1 channel(Plus4; Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany), 4 channel(MX8000; Philips Medical Systems, Netherlands), 8 channeKLightspeedUltra; GE Medical Systems, WI, USA), 16 channeKSomatom Sensation 16; Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany), 64 channeKBrillinace; Philips Medical Systems, Netherlands)등 5대의 다절편 CT 스캐너로 규칙 의 기준에 따라 CT 감약계수, 공간분해능, 대조도 분해능, 슬라이스 두께를 스캔 하였다. 촬영 조건은 50 cm의 조사야 (scan field of view, SFOV)와 25 cm 표시야 (display field of view, DFOV) 를 사용하고, 120 kVp, 250 mAs 조건을 적용하여 한번 스캔 하였다[그림 1], 절편 두께 측정을 제외한 모든 측정에서 10 mm를 적용하였고, 표준 재구성 알고리즘을 사용하여 영상을 재구성 하였다.
- 균일도는 X-선 고유의 특성에 의한 피사체 내의 CT 감약계수의 균일성을 측정하기 위해 4 X 4 cm 정사각형으로 동일한 크기를 12시(3번 정사각형), 3시(4번 정사각형), 9시(2번 정사각형) 방향에서 관심영역 기능을 이용하여 CT 계수를 측정하였다[그림 3], 팬텀의 중앙에서 부터 6시 방향으로 1/4 지점 (1번 정사각형) 에서 측정된 중심 CT 계수와 5 HU 이상 차이가 나면 안 된다[그림 3], 측정 결과 균일도는 모든 채널에서 중심부와 주변간의 차이가 5 HU 이내의 합격 기준에 포함되었다 [표 4],
- 대조도 분해능은 미세한 대조도 차이를 보이는 부위를 식별하는 능력으로 10-20 HU의 차이를 갖는 물질을 사용하며 본 연구는 20 HU 이어야 하는 규칙의 기준을 참고하였다. 대조도 분해능은 영상의 질에서 중요한 요소로 팬텀에 따라 불만족 상황을 가져오므로 철저한 준비가 필요하다[26].
- 대조도 분해능은 팬텀의 구멍에는 생리식염수와 CT 조영제(300~370 mg Vml)< 100:1내외로 혼합한 용액을 채우고, 예비로 스캔하여 구멍 내에서 측정된 용액의 감약계수가 낮으면 소량의 조영제를 추가하고 감약계수가 높으면 식염수를 추가하여 보정하였다. 대조도 분해능 측정용 블록의 중앙부를 10 mm 절편 두께로 한번 스캔 하였다.
- 또한 CT에서 영상의 질을 결정하는 중요한 요소인 공간분해능과 대조도 분해능은 평가자들의 주관 성이 가장 높이 반영되는 항목으로 주의하여 평가하기 위해진 단방사선과 전문의 2인이 동일한 평가를 내리는 경우에만 규칙에 합격하도록 하였다.
- 이용하여 측정하고 있대24]. 또한 재구성 알고리즘에 의해 영향을 미치므로 본 연구에서는 표준재구성 알고리즘을 이용하여 스캔 하였다[25]. CT 장비가 10년이 지난 1채널의 공간분해능 측정치가 1.
- 모니터에서 중앙에 위치된 알루미늄 폭을 커서를 이용하여 직접 측정한다. 스캔 영상을 window width(300 ~400 HU), window level(0~100 HU) 사이로 조절한 상태에서 직사각형의 긴 변에 수직으로 두께를 측정한다. 5 mm 절편 두께 영상 1개와[그림 6] 10 mm 절편 두께 영상 1개를 모니터의 영상에서 캘리퍼를 이용하여 절편 두께를 측정하였다 [그림 7].
- 대조도 분해능 팬텀의 구멍에는 생리식염수와 조영제(300~370 mg I/ml)를 1001내외로 혼합한 용액을 채웠다. 스캔한 영상을 window width 300—400 HU, window level 0~ 100 HU 사이에서 구멍들이 잘 보이는 조건으로 조정하였다. 모니터로부터 50 cm 이상 떨어져서 시각적으로 구분이 가능한 가장 작은 크기의 구멍을 확인하였디.
- 촬영한다. 영상을 window width(300~400 HU), window level(0~100 HU) 에서 팬텀 중앙에서부터 6시 방향으로 1/4 지점에 하나의 4 X 4cm 정사각형을 설정한 후 장비 자체의 관심영역 (region of interest, ROD 분석 기능을 이용하여 평균과 표준편차를 측정하였다 [그림 2]. 영상의 평가 결과에서 물의 CT 감약계수는 평균의 결과로 모든 채널에서 합격 기준 0±7 HU에 포함되었다[표 2].
- Polacin 등[18]은 sensitivity prolile과 영상의 노이즈를, Jessen 등[19]은 정량적 정도관리, Pomerantz 등[2이은 복부 검사에서 컴퓨터 시스템에서 정도관리를 실시하였고, Cohen 등 [21]은 선량과 영상의 질을 보고하였으나 AAPM CT 성능 평가용 팬텀을 이용한 정도관리는 보고되지 않았다. 이에 팬텀을 이용하여 영상에 중요한 영향을 미치는 물질의 감약 정도를 표현하는 CT계수의 정확도, 공간분해능, 대조도 분해능, 노이즈, 인공물을 측정하였다. Scheck 등[22]과 Rimondini 등[23]은 CT에서 영상의 질과 함께 선량에 대한 평가를 하였다.
- 두께를 스캔 하였다. 촬영 조건은 50 cm의 조사야 (scan field of view, SFOV)와 25 cm 표시야 (display field of view, DFOV) 를 사용하고, 120 kVp, 250 mAs 조건을 적용하여 한번 스캔 하였다[그림 1], 절편 두께 측정을 제외한 모든 측정에서 10 mm를 적용하였고, 표준 재구성 알고리즘을 사용하여 영상을 재구성 하였다.
- 요소들을 평가하였다. 평가항목은 규칙에서 제정한 합격기준을 토대로 평가하였다. 이 항목들에 규정한 합격기준은 국내 임상에서 사용되고 있는 조건을 채택하였고, 영상의학과 전문의 2인이 객관적으로 평가하였다 [표 1].
대상 데이터
- CT 영상의 질을 결정하는 중요한 요소들을 평가 하기 위해 AAPM(american association of physicists in medicine) CT 성능 평가용 팬텀을 이용하여 측정하였다. 현대 의학에서 중요한 진단 도구인 CT 영상의 질 평가를 위해 필요한 정도관리 사례를 보고하고자 한다.
- 아크릴과 구멍내용물 사이에 CT 감약계수차이가 20 HU(hounsfield unit)이내이어야 한다. 대조도 분해능 팬텀의 구멍에는 생리식염수와 조영제(300~370 mg I/ml)를 1001내외로 혼합한 용액을 채웠다. 스캔한 영상을 window width 300—400 HU, window level 0~ 100 HU 사이에서 구멍들이 잘 보이는 조건으로 조정하였다.
- 정도관리 평가를 위해 사용된 팬텀은 미국 AAPM에서 고안되고 Victoreeri사에서 제작된 CT 성능 평가용 팬텀 (Model 76-410; Nuclear Associates, Carle Place, NY, USA) 이었다. [그림 1]에서 팬텀은 직경이 21.
성능/효과
- 대조도 분해능 측정용 블록의 중앙부를 10 mm 절편 두께로 한번 스캔 하였다. 분석을 위해 팬텀 영상의 window width 300 HU 이상으로 설정하고, window level을 조절하면서 모니터로부터 50 cm 이상 떨어져서 시각적으로 구분이 가능한 가장 작은 크기의 구멍을 확인하였다 [그림 5], 영상의 중앙에 위치한 아크릴과 구멍 내용물의 CT 감약계수의 차이가 20 HU 이내이어야 하며, 합격 기준은 6.4 mm 이하 식별 가능해야 한다. 측정 결과구멍의 크기가 모든 채널에서 6.
- 영상을 window width(300~400 HU), window level(0~100 HU) 에서 팬텀 중앙에서부터 6시 방향으로 1/4 지점에 하나의 4 X 4cm 정사각형을 설정한 후 장비 자체의 관심영역 (region of interest, ROD 분석 기능을 이용하여 평균과 표준편차를 측정하였다 [그림 2]. 영상의 평가 결과에서 물의 CT 감약계수는 평균의 결과로 모든 채널에서 합격 기준 0±7 HU에 포함되었다[표 2].
- 4 mm 이하 식별 가능해야 한다. 측정 결과구멍의 크기가 모든 채널에서 6.4 mm가 식별 가능하여 합격 기준 기준을 통과하였고, 팬텀 구멍의 CT 감약계수는 106 HU, 아크릴의 CT 감약계수는 124 HU로 차이가 18 HU 로 합격기준 20 HU를 만족하였다[표 6], 절편 두께 삽입부위에서 장치 특성에 따라 5 mm와 10 mm 슬라이스 두께로 스캔 하였다. 모니터에서 중앙에 위치된 알루미늄 폭을 커서를 이용하여 직접 측정한다.
- 0 mm 이하 식별 가능해야 한다. 평가 결과 1 채널의 2006년 결과는 1.25 mm로 규칙의 합격기준을 초과하여 불합격되었다. 그러나 나머지 모든 채널은 1.
- 합격기준은 7 HU 이내이어야 한다. 평가 결과 모든 채널은 합격 기준은 7 HU 이하여서 기준에 합격되었다[표 3],
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