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척추경 나사못 고정술 시행 후 3차원 재구성CT영상의 유용성 평가
Evaluation on usefulness of three dimensional reconstructive computed tomography images after pedicle screws fixation 원문보기

디지털콘텐츠학회 논문지 = Journal of Digital Contents Society, v.11 no.4, 2010년, pp.553 - 559  

김현주 (순천향대학교 부천병원 영상의학과) ,  장현철 (순천향대학교 부천병원 영상의학과) ,  조재환 (경산1대학 방사선학과)

초록
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본 연구는 척추경 나사못 고정술을 시행한 환자를 대상으로 고정술 전, 후 전산화 단층촬영 영상의 원 자료(raw data)를 이용하여 다양한 재구성 기법을 적용하여 나사못의 정확한 위치파악과 수술의 정확도 등 다양한 정보를 알아보고자 하였다. 임상에서 주로 이용 하는 재구성기법인 다평면재구성(MPR), 최대강도투영(MIP), 체적묘사기법(VRT)과 변형 제적묘사기법(modifying VRT)을 적용하여 영상데이터를 각 각 정량적 방법과 정성적 방법으로 비교 분석하였다. 재구성 영상의 분석 및 평가결과 전산화 단층촬영 영상재구성 기법 중 척추경 나사못 고정술 후 나사의 정확한 위치파악과 금속에 의한 인공음영을 최소화 시키는데 가장 유용한 재구성 기법으로는 변형 체적묘사기법으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

By applying the various reformation techniques by using a circle raw data of after computed tomography image in the patient enforcing the spine screw fixation, this research tried to look into the various information including the exact location of the position of the screw spike and accuracy of an ...

주제어

#MPR   #MIP   #VRT   #Modifying-VRT   #CT values   #Opacity   #Reformation  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 접근방향을 달리하여, 가장 널리 이용하는 체적묘사 기법에 불투과도(opacity)를 조절하여 변형된 체적묘사 기법의 유용성을 다른 재구성 영상과 비교하여 장점과 한계점 등을 알아보았다. 특히, 척추경 나사못 고정술 후 전산화 단층 촬영의 목적은 대부분 나사가 척추경 벽(pedicle wall)을 뚫고 척추관이나 신경 공으로 나가서 신경을 압박하거나 자극하고 있지 않은지를 확인하는 것과 척추골절 환자에서 척추체에 후면에 위치한 골절편의 정복이 만족할 만한지를 확인하는 것이기 때문에 나사못의 위치의 정확성 파악이 무엇보다 중요하다.
  • 특히, 척추경 나사못 고정술 후 전산화 단층 촬영의 목적은 대부분 나사가 척추경 벽(pedicle wall)을 뚫고 척추관이나 신경 공으로 나가서 신경을 압박하거나 자극하고 있지 않은지를 확인하는 것과 척추골절 환자에서 척추체에 후면에 위치한 골절편의 정복이 만족할 만한지를 확인하는 것이기 때문에 나사못의 위치의 정확성 파악이 무엇보다 중요하다. 이러한 시술 후 종래에 많이 재구성을 했던 체적묘사기법의 경우 위치 파악의 한계가 나타나 저자 역시 이러한 한계점을 보안할 수 있는 방법을 찾아보고자 하였다. 연구 결과에 의하면 전산화 단층 촬영 시행 후 임상에서 가장 많이 이용하고 있는 영상 후처리 재구성방법 에는 다평면 재구성(MPR ; Multi-Planar Reformation), 최대강도 투영(MIP ; Maximum Intensity Projection), 체적묘사기법(VRT ; Volume Rendering Technique), 변형 체적묘사기법(Modify Volume Rendering Technique ; opacity변형 VRT)의 기법이 있는데 다평면 재구성의 경우 실험 결과에 의하면 잡음(noise)평가의 경우 수술 전 평균 CT값은 243.
  • [11] 이러한 불가피한 여러 원인들을 모두 파악하여 보다 질 좋은 영상을 제공하여 정확한 진단에 일조를 하기 위해 많은 연구자들은 부단한 노력을 하였지만 결과적으로 인공물을 완벽히 제거 하지 못 하고 있다. 이에 저자는 현재 전산화 단층 촬영 후 이용되고 있는 다양한 후 처리 재구성방법을 비교하여 척추경 나사못 고정술 환자의 수술 후 추적검사 시 나사못의 정확한 위치파악과 수술의 정확도 등 다양한 정보를 확인할 수 있는 재구성방법을 알아보고자 하였다.

가설 설정

  • 그 방법으로는 체적묘사 기법(VRT ; Volume Rendering Technique)과 변형 체적묘사기법(modifying Volume Rendering Technique ; opacity변형 VRT) 기법 재구성 영상에 각 각 동일한 투과도 및 불투과도의 조절과 동일한 색을 주어 재구성 처리 후 그 영상데이터를 이용하여 정형외과 전문 영상의학과 판독의를 포함한 영상의학과 판독의 5명과 전산화 단층촬영 검사 경력10년 이상의 방사선사5명으로 구성하여 총 10명의 평가자에게 재구성 영상을 이용하여 나사못의 형태의 구분 유무를 등급에 따라 숫자로 평가하도록 하였다. 등급은 1. 나사못의 형태가 정확히 구분된다, 2. 나사못의 형태가 보인다, 3.
  • 등급은 1. 나사못의 형태가 정확히 구분된다, 2. 나사못의 형태가 보인다, 3. 모르겠다, 4.
  • 5점으로 평가되었고, 끝으로 절편두께의 적정성 항목 중 절편두께가 3mm이하이다. 2점, 추간판 부위에서 절편간격은 0이다. 2점으로 평가되어 총 80점 만점에 79.
  • 나사못의 형태가 보인다, 3. 모르겠다, 4. 나사못의 형태가 구분되지 않는다, 5. 나사못의 형태가 보이지 않는다.
  • 모르겠다, 4. 나사못의 형태가 구분되지 않는다, 5. 나사못의 형태가 보이지 않는다. 의 5등급으로 나누어 평가를 하였으며 정확도를 위해 동일한 판독용 모니터를 이용하였으며 평가자 논문과 관련된 내용은 암시하지 않았으며 무작위로 평가자를 선정하여 의뢰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전산화 단층 촬영 영상의 3차원의 시각화를 위해 가장 널리 사용되는 후처리 알고리즘은 무엇인가? 전산화 단층 촬영 영상의 3차원의 시각화를 위해 가장 널리 사용되는 후처리(post processing) 알고리즘은 surface rendering 과 volume rendering 이다. 이러한 3차원 영상들은 로딩 속도가 빠르고, 해부학적 묘사능력에 있어서는 우수하지만 역치값 설정의 변화에 매우 민감하고, 노이즈 등의 영향으로 자칫 실제보다 왜곡된 영상으로 나타날 수 있다는 단점을 갖고 있다.
후처리 알고리즘을 통해 얻은 전산화 단층 촬영 영상의 3차원 영상은 어떤 단점이 있는가? 전산화 단층 촬영 영상의 3차원의 시각화를 위해 가장 널리 사용되는 후처리(post processing) 알고리즘은 surface rendering 과 volume rendering 이다. 이러한 3차원 영상들은 로딩 속도가 빠르고, 해부학적 묘사능력에 있어서는 우수하지만 역치값 설정의 변화에 매우 민감하고, 노이즈 등의 영향으로 자칫 실제보다 왜곡된 영상으로 나타날 수 있다는 단점을 갖고 있다.[3,4]
현재까지 연구된 금속성 인공 음영을 감소시키기 위한 알고리즘은 무엇인가? 전산화 단층 촬영 영상에서 고밀도 인공물이 발생하는 것은 주로 투사 데이터의 손실(missing projection data)에 의한다. 현재까지 연구된 금속성 인공 음영을 감소시키기 위한 알고리즘으로는 선형보간을 이용한 여과 역투사법(filtered back projection with linear interpolation), 반복적 선예화(iterative deblurring), 웨이블렛(wavelet) 기법 등[5,6,7,8,9,10] 이 있으며, 이들은 전산화 단층 촬영기기 자체에 내장된 워크스테이션에 raw data를 이용하여 영상을 재구성하는 과정에서 작동하는 방법들이다. 이러한 재구성 기술은 전산화 단층 촬영기기 자체를 구입하여 한다.
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참고문헌 (12)

  1. Krag MH, Beynnon BD, Pope MH, Frymoyer JW, Haugh LD, Weaver DL: An internal fixator for posterior application to short segments of the thoracic, lumbar or lumbosacral spine. Clin Orthop Vol. 203, No. 1, pp. 75-98, 1986. 

  2. Roy-Camille R, Saillant G, Mazel C: Internal fixatio of the lumbar spine with pedicle screw plating. Clin Orthop Vol. 20, No. 1, pp. 7-17, 1986. 

  3. Kawamata A, Ariji Y, Langlais RP. Three-dimensional computed tomography imaging in dentistry. Dent Clin North Am Vol. 44, No. 1, pp. 395-410, 2000. 

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  5. Kalender WA, Hebel R and Ebersberger J: Reduction of CT artifacts caused by metallic implants. Radiol, Vol. 164, No. 1, pp. 576-577, 1987. 

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  8. Rohlfing T, Zerfowski D, Beier J, Hosten N and Felix R: Reduction of metal in computed tommographies for the planning and simulation of radiation therapy. In: Lemke HU, Vannier MW, Inamura K, Farman AG ed. Proceedings of the 12th international symposium and exhibition, CAR '98. Amsterdam, Elsevier pp. 57-62, 1998. 

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  11. Kawamata A, Ariji Y, Langlais 게. Three-dimensional computed tomography imaging in dentistry. Dent Clin North AM Vol. 44, No. 2, pp. 395-410, 2000. 

    상세보기

  12. JF. Barrett, N Keat. Artifact in CT: recognition and avoidance. Radiographics Vol. 24, No. 6 pp. 1679-1691, 2004. 

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