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Brain CT에서 발생하는 선속경화현상 감소방안에 관한 연구
A study of beam hardening effect reduction occur in brain CT 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.12, 2015년, pp.8479 - 8486  

김현주 (순천향대학교 부천병원 영상의학과)

초록
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본 연구는 Brain CT검사 시 영상에서 발생하는 선속경화현상의 원인과 감소방법을 알아보기 위하여 선속경화현상에 영향을 미치는 관전압, 관전류, 단면두께, 갠트리 각도, 기준선에 변화를 주었다. 사용한 장비로는 Somatom Sensation 16장비로 Bone opaque head phantom을 이용 영상영향인자에 변화를 주어 스캔하였고 획득한 영상 데이터를 이용하여, CT값 분석을 이용한 정량적 분석과 CT영상평가표를 이용한 정성적 평가를 시행하였다. 정량적 분석결과 관전압은 140kVp일 때 $31.56{\pm}2.89HU$로 측정되었고, 관전류의 경우 150mA에서 $-3.87{\pm}0.12HU$, 절편두께는 3mm에서 $2.29{\pm}0.78HU$로 측정되었으며 갠트리 각도에서 IOML이 $13.31{\pm}1.03HU$로 선속경화현상이 가장 적었다. 정성적 분석결과 대부분의 평가자들이 140kVp, 150mA, 3mm, IOML 또는 OML에서 스캔한 영상을 선속경화현상이 적게 발생한 영상으로 평가하였으며 모든 조건에서 변화 인자와 비교 시 통계학적으로 유의한 차이가 있었다.(P<0.05) 따라서, 임상적용 시 허용선량한도 범위 내에서 관전압은 높여주고 관전류는 영상 화질 저하에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 낮게 설정하며, 절편두께는 해상도 저하를 고려하여 얇은 절편두께를 사용하고, 갠트리 각도는 IOML 또는 OML을 이용한다면 선속경화현상에 의해 발생되어지는 인공물을 최소화시켜 영상 판독자와 환자에게 보다 정확한 양질의 영상을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aim is occur in brain CT cause of beam hardening effect and reducing method, We will scan Bone opaque bead phantom on variation of image on the influence factor with equipment called 'Samatom Senation 16' with following listed herein : tube voltage, tube current, slice thickness, gantry a...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 임상에서는 CT장비 사용자의 입장에서 이를 줄이기 위해서는 높은 조직밀도가 많은 부위의 검사 시 관전압(kVp)을 올리고 관전류(mAs)를 낮추거나, 단면두께를 얇게 설정 그리고 갠트리 각도나 환자 positioning을 조절하여 뼈와 같은 조직밀도가 높은 부위를 피해 스캔함으로써 인공물의 발생을 피하도록하고 있다고 한다[14]. 본 연구는 이러한 이론을 바탕으로 임상영상에서 두 개 저부 영상화질을 저하시켜 질화판독에 영향을 미치는 원인을 파악하고 한계가 있는 소프트웨어방법과 더불어 효과적인 방법을 알아보고 자 하였으며 이에 head 팬텀을 이용하여 선속경화현상이 가장 많이 발생한 부위를 선정하고 실험을 통해 가장 효과적으로 선속경화현상을 감소시킬 수 있는 스캔 파라메타를 알아보고자 하였다.
  • 영상 내에 보여 지는 진단의 정확도를 저하시키는 요소로 전산화단층촬영검사 시 항상 고려되어야 하고 그 발생 원인의 규명을 통해 이를 예방하는 것이 필요하다. 이에 연구자들은 영상을 왜곡시키는 선속경화현상을 감소시키는 방법을 알아보았다. 그 결과 CT장비에서는 소프트웨어적인 option을 적용하거나 X-선관 초점 부근에서의 pre-filtering을 하여 줄이고 있으나 인공물을 감소시키기에는 만족할 만큼 감소시키지 못한다고 한다[13].

가설 설정

  • CT를 포함한 X선을 사용하는 모든 장치에서는 선속을 각 광자에너지가 동일한 단색 X선(monochromatic X-ray)으로 가정하여 계산을 행한다. 그러나 실제 X선의 광자에너지는 다색 X선(polychromatic X-ray)의 특성을 가지므로 피사체를 투과하면 에너지가 낮은 광자는 쉽게 흡수되고 높은 에너지의 광자가 많아져 유효에너지가 높아진다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Computed Tomography는 X-ray의 문제점을 어떻게 해결할 수 있었는가? 필름상의 모든 구조물들을 겹쳐놓은 듯 투영된 평면상(중첩현상)으로 표현되기 때문에 미세한 농도의 차이를 보이는 세부 구조물들의 구별이 어렵거나 식별이 불가능하며 일반 X-ray 촬영법에서 디지털촬영시스템이 필름,증감지 시스템보다 더 많은 노출선량으로 환자가 받는 피폭선량이 많다고 한다[2]. 반면 컴퓨터단층촬영 장치에서는 X선관이 피사체를 중심으로 일정한 궤도로 회전하고 반대측에 위치한 검출기가 신호를 받아서 영상화하기 때문에 일반 X-ray 촬영법의 중복현상과 질적 한계의 문제점을 해결할 수 있었다[3]. 그러나 이러한 컴퓨터단층촬영도 영상적인 측면에서 단점이 전혀 없는 것은 아니다.
컴퓨터단층촬영의 장점은 무엇인가? 1967년 Hounsfield에 의하여 개발된 컴퓨터단층촬영(Computed Tomography)은 방사선영상진단 분야에서 인체 장기의 해부학적 구조를 정확하게 묘출할 수 있음은 물론 장기의 기능이나 상태를 영상화하여 진단목적에 따라 다양한 방법으로 고화질의 영상을 나타낼 수 있어 많이 사용되고 있다[1]. 필름상의 모든 구조물들을 겹쳐놓은 듯 투영된 평면상(중첩현상)으로 표현되기 때문에 미세한 농도의 차이를 보이는 세부 구조물들의 구별이 어렵거나 식별이 불가능하며 일반 X-ray 촬영법에서 디지털촬영시스템이 필름,증감지 시스템보다 더 많은 노출선량으로 환자가 받는 피폭선량이 많다고 한다[2].
X-ray 촬영법에서의 단점은? 1967년 Hounsfield에 의하여 개발된 컴퓨터단층촬영(Computed Tomography)은 방사선영상진단 분야에서 인체 장기의 해부학적 구조를 정확하게 묘출할 수 있음은 물론 장기의 기능이나 상태를 영상화하여 진단목적에 따라 다양한 방법으로 고화질의 영상을 나타낼 수 있어 많이 사용되고 있다[1]. 필름상의 모든 구조물들을 겹쳐놓은 듯 투영된 평면상(중첩현상)으로 표현되기 때문에 미세한 농도의 차이를 보이는 세부 구조물들의 구별이 어렵거나 식별이 불가능하며 일반 X-ray 촬영법에서 디지털촬영시스템이 필름,증감지 시스템보다 더 많은 노출선량으로 환자가 받는 피폭선량이 많다고 한다[2]. 반면 컴퓨터단층촬영 장치에서는 X선관이 피사체를 중심으로 일정한 궤도로 회전하고 반대측에 위치한 검출기가 신호를 받아서 영상화하기 때문에 일반 X-ray 촬영법의 중복현상과 질적 한계의 문제점을 해결할 수 있었다[3].
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참고문헌 (16)

  1. D. W. Kim,, H, S. Kim, S. O. Park "Textbook of Computed Tomography, pp. 7, Dae-hak Publishing co , 2010 

  2. C. H Lee, and C. S. Lim, A study on Added Filters for Reduction of Radiation Exposure Dose in Skull A-P Projection, Journal of Korean Academia-Industrial cooperation Society Vol. 12, No. 7, pp. 3117-3122 July, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2011.12.7.3117 

  3. Y. H. Ko, D. C. Kwon, K. K. Kim, "Textbook of Computed Tomography", pp. 19-22, Chung-ku Publishing co, 2009. 

  4. Massachusetts General Hospital. Result of CT scanner quality assurance, safety evaluation, and calibration. Boston. 1993. 395-397 

  5. C. H Lee, and C. S. Lim, A study on Added Filters for Reduction of Radiation Exposure Dose in Skull A-P Projection, Journal of Korean Academia-Industrial cooperation Society Vol. 12, No. 7, pp. 3117-3122 July, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2011.12.7.3117 

  6. H. L. Lee et al, The Effect of a Thyroid Shield Made of a Tissue-Equivalent Material on the Reduction of the Thyroid Exposure Dose in Panoramic Radiography Journal of Korean Academia-Industrial cooperation Society Vol. 13, No. 5,, pp. 2278-2284, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2012.13.5.2278 

  7. C. H Lee, and C. S. Lim, A study on Added Filters for Reduction of Radiation Exposure Dose in Skull A-P Projection, Journal of Korean Academia-Industrial cooperation Society Vol. 12, No. 7, pp.3117-3122 July, 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2011.12.7.3117 

  8. Y. H. Kim et al, patient exposure doses from medical X-ray examination in Korea, Journal of Korean Academia-Industrial cooperation Society Vol. 28, No. 3, pp. 241-248 September, 2011. 

  9. M. C. Kim, The latest CT imaging technology studies theory QC, Chung-ku moon hwa-sa, pp. 366-399, 2007 

  10. Wang, MW Vannier. Helical CT image noise; Analytical result. Med Phys. Vol. 20 No.6 1993;1635-1640 

  11. M. C. Kim, The latest CT imaging technology studies theory QC, Chung-ku moon hwa-sa, pp. 374, 2007 

  12. H. J. Kim, J. H. Jo, W. J. Jung Journal of the Korean Society of Radiology, Vol.5, No.2, pp.61 

  13. J. S. Kang, S. K. Ko, D. K Kwon Quality Improvement of Computed Tomography. X-ray device Quality Improvement and examination. Jung-moon Publishing co. 2000;109-128 2007 

  14. M. C. Kim,. Actual performance management of the Computed Tomography. journal of korea society council computed tomography 1st Refresher training; 53-66, 2002. 

  15. Nicholas J schneiders, Stewart C Bushong. CT quality assurance: Computer assisted slice thickness. Med Phys. vol.7,No.1.1990; 61-63 

  16. S. H. Kim et al, Development and Radiation Shield effects of Dose Reduction Fiber for Fiber for Scatter ray in CT Exams, Journal of Korean Academia-Industrial cooperation Society Vol. 14, No. 4, pp. 1871-1872, 2013 DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2013.14.4.1871 

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