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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 최근에 소개된 ASIR를 적용하여 두부 검사 시 노이즈 및 화질 평가, 피폭선량의 감약 정도를 분석하여 ASIR 사용의 유용성을 평가하고자 한다.
- 따라서, 본 연구에서는 두부 CT 검사 시 ASIR 50 % 적용하여 검사 하였으며, 팬텀연구와 임상연구를 통하여 노이즈 및 화질 평가, 피폭선량의 감소에 대하여 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 5 mm 슬라이스 두께로 검사한 전체 영상 중 가운데 영상을 택하여 뇌의 좌엽(left lobe)과 우엽(right lobe) 중심부에 30 ㎟의 관심영역(ROI)을 설정 한 후, CT 값(number)을 측정하여 평균값과 표준편차를 분석하였다[Fig. 2].
- 사용한 장비는64-MDCT(LightSpe ed VCT XTe, GE Healthcare, Milwaukee, USA)를 이용하였고, 두부 CT 검사 시 이용된 파라메터는 20 mm detector coverage, Rotation time 1 sec, 관전압 120 kVp, 관전류 250 mA 조건으로 설정하였다. 검사 범위를 두부 전체가 포함되도록 두개 저부(Skull base)에서 마루점(Skull vertex)까지 하였다. 팬텀 연구와 동일한 방법으로 2개의 군으로 분류하여 검사 하였다[표 1].
- 본 연구에서 노이즈 측정은 AAPM 팬텀을 이용하여 CT 장비의 테이블에 고정 시킨 후 레이저 빔을 이용 하여 X-ray가 조사되는 중심점에 위치 시킨 후, 관전압 120 kVp에 250 mA의 조건으로 ASIR 적용하지 않은 A군과, ASIR 50 % 적용한 B군으로 나누어 스캔하였다. 팬텀 영상에 관심영역(Region of interest.
- 사용한 장비는64-MDCT(LightSpe ed VCT XTe, GE Healthcare, Milwaukee, USA)를 이용하였고, 두부 CT 검사 시 이용된 파라메터는 20 mm detector coverage, Rotation time 1 sec, 관전압 120 kVp, 관전류 250 mA 조건으로 설정하였다. 검사 범위를 두부 전체가 포함되도록 두개 저부(Skull base)에서 마루점(Skull vertex)까지 하였다.
- 임상 영상 평가표에 의한 총점 100점 만점에 일반 정보 항목 20점을 배제한 80점 만점으로 평가하였으며, 정확도를 위해 동일한 판독용 모니터를 이용하여 분석하였고, 논문과 관련된 내용은 암시하지 않았다[Table 2].
- 정량적 분석 방법으로 CT 값(number)을 측정하여 잡음(noise) 정도를 분석하였다.
- 정성적 분석 방법으로 CT의 임상 영상 검사에서 두부 부위에 실제적으로 적용하여 평가하는 두부 임상 영상 평가표를 이용하였으며, 영상 정보 항목별로 인공물 부분, 포함범위 부분, 해상도 및 대조도 부분, 영상창의 적정성 부분, 절편 두께의 적정성 부분으로 분석하였다. 영상의학과 신경영상의학 전문의 1명과 영상의학과 전공의 1명이 분석하였다.
- 피폭 선량의 측정은 ASIR 적용하지 않은 A군과 ASIR 50 % 적용한 B군을 이용하여 장치에서 자동 계산되어지는 CTDIvol 을 기록하여 분석하였다.
대상 데이터
- 2011년 12월부터 2012년 2월까지 S병원에서 건강 검진을 목적으로 두부CT 검사를 위해 내원한 60명의 성인을 대상으로 동의하에 연구를 하였다. 연령분포는 35세부터 74세 였다[Table 1].
- 노이즈 평가를 위해 사용된 팬텀은 미국 의학 물리학회(American Association of Physicists in Medicine.AA PM)에서 고안된 CT 성능 평가용 팬텀(model 76-410, Nuclear Associates LTD, Carle Place, N.Y, USA)을 사용하였다.
- 정성적 분석 방법으로 CT의 임상 영상 검사에서 두부 부위에 실제적으로 적용하여 평가하는 두부 임상 영상 평가표를 이용하였으며, 영상 정보 항목별로 인공물 부분, 포함범위 부분, 해상도 및 대조도 부분, 영상창의 적정성 부분, 절편 두께의 적정성 부분으로 분석하였다. 영상의학과 신경영상의학 전문의 1명과 영상의학과 전공의 1명이 분석하였다.
- 본 연구에서 노이즈 측정은 AAPM 팬텀을 이용하여 CT 장비의 테이블에 고정 시킨 후 레이저 빔을 이용 하여 X-ray가 조사되는 중심점에 위치 시킨 후, 관전압 120 kVp에 250 mA의 조건으로 ASIR 적용하지 않은 A군과, ASIR 50 % 적용한 B군으로 나누어 스캔하였다. 팬텀 영상에 관심영역(Region of interest. ROI)을 4 cm X 4 cm 로 하였으며, 면적은 1585 ㎟ 로 고정하였다. 중심부(6시 방향을 기준으로 1/4 저점.
데이터처리
- CT 노이즈 값을 각 3회씩 측정하여 평균값을 기록하였다[Fig. 1].
- 관심영역의 CT 값의 평균값은 대응표본검정(Paired T-test, SPSS win 18.0)을 이용하였으며, P값이 0.05 이하일 때 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 간주하였다.
- 통계방법으로는 대응표본검정(Wilcoxon, SPSS win 18.0)을 이용하였으며, P값이 0.05 이하일 때 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 간주하였다.
- 피폭선량 분석 통계방법으로는 대응표본검정(Paired T-test, SPSS win 18.0)을 이용하였으며, P값이 0.05 이하일 때 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 간주하였다.
이론/모형
- 이에 대부분의 장비회사에서는 선량을 줄이면서 진단 가치가 있는 영상을 얻기 위하여 계속적으로 노력하고 있다. 피폭선량을 줄이고 진단 가치가 있는 영상을 유지하기 위하여 ASIR 기법을 적용하여 검사하였다. ASIR 기법은 필터 보정 역투영법과 달리 통계적으로 영상을 반복 재구성하는 방법으로써 저선량 검사로도 진단적 가치가 있는 영상을 얻을 수 있게 되었다.
성능/효과
- ASIR 적용하지 않은 A군과 ASIR 50 % 적용한 B군으로 나누어 팬텀에서 3회씩 측정된 CT 노이즈 평균값의 측정결과는 A군에서 중심부(A)와 주변부(B, C, D)에서 각 각 6.28 HU, 5.77 HU, 5.93 HU, 5.72 HU로 측정되었으며, B군에서 중심부(A)와 주변부(B, C, D)에는 각 각 3.33 HU, 2.99 HU, 3.37 HU, 2.98 HU로 측정되었다[Table 3][Fig. 3].
- A군과 B군을 비교해 본 결과 B군이 A군보다 중심부(A)와 주변부(B, C, D)에서 각 각 46.9 %, 48.2 %, 43.2 %, 47.9 %가 감소되었다.
- A군과 B군을 통계적으로 분석한 결과 유의확률은 0.000(P<0.05)으로써 A군과 B군 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, A군이 B군보다 영상 잡음이 유의하게 높았다.
- A군과 B군을 통계적으로 분석한 결과 유의확률은 0.000(P<0.05)으로써 A군과 B군 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, B군이 A군에 비해 피폭선량이 47.6 % 감소하였다.
- A군과 B군을 통계적으로 분석한 결과 유의확률은 0.000(P<0.05)으로써 통계적으로 유의한 차이가 없었으며, 진단에 적절한 영상을 보였다[Table 5][Fig. 4].
- 결론적으로 두부 CT 검사 시 ASIR 50 % 적용하여 검사함으로써 영상의 질적 저하 없이 방사선 피폭선량을 47.6 % 감소 시킬수 있었다.
- 따라서, 두부 CT 검사 시 ASIR 50 %를 적용하여 검사하여도 영상의 질에는 부정적인 영향을 주지 않는다고 볼 수가 있다. 또한, ASIR 50 % 적용하여 검사함으로써 영상의 질적 저하없이 방사선 피폭선량을 47.6 % 감소 시킬수 있었다.
- 영상의 정량적 분석 결과로 영상 잡음은 A군의 우엽에서 31.87 HU, 좌엽에서 31.78 HU로 측정되였으며, B군은 우엽에서 26.6 HU, 좌엽에서 30.42 HU로 측정되었다[Table 4].
- 영상의 정성적 평가방법으로 두부 임상 영상 평가표에 의해 평가한 결과 평균값은 80점 만점에 A군의 관찰자 1의 점수는 73.17 점, 관찰자 2의 점수는 74.2점으로 평가하였으며, B군의 관찰자 1의 점수는 71.77점, 관찰자 2의 점수는 72.47 점으로 평가하였다.
- 임상 영상 평가에서 A군과 B군을 통계적으로 분석한 결과 통계적으로 유의한 차이가 없었으며, 진단에 적절한 영상을 보였다.
- 피폭선량의 분석 결과로 A군은 47.79 mGy, B군은 25.03 mGy 로 측정되였다[Table 6].
후속연구
- 본 연구 제한점은 ASIR 알고리즘이 GE 장비에 국한 되어 있으며, 건진 환자와 같은 비 질환군을 대상으로 하였다. 향후에는 질환군을 대상으로 연구 한다면 다양한 결과가 나타날 수 있을 것으로 생각된다.
- 앞으로 여러 임상 부위에 ASIR가 적용이 된다면 훨씬 더 적은 선량으로도 검사가 가능할 것으로 생각된다. 또한 검사 시에 검사자가 판단하는데 있어 긍정적인 요인이 될 것으로 생각된다.
- 본 연구 제한점은 ASIR 알고리즘이 GE 장비에 국한 되어 있으며, 건진 환자와 같은 비 질환군을 대상으로 하였다. 향후에는 질환군을 대상으로 연구 한다면 다양한 결과가 나타날 수 있을 것으로 생각된다.
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