본 실험의 목적은 두부 팬텀 MDCT에서 5 종류의 환자고정자 패드를 이용하여 노이즈, 신호대 잡음비, 선량에 대하여 방사선감수성이 민감한 안와 와 기저핵 부위를 기준으로 영상의 질을 평가하고자 하였다. 영상의 노이즈는 AP가 가장 높게 나타났으며, 신호대 잡음비는 가장 낮게 나타났다. 환자고정자 재료 5(UP, RP, PP SP, AP) 종류 중 신호대 잡음비가 가장 높은 것은 UP 이었지만 RP, PP와 더불어 통계적 유의성이 없었고(p>0.05), UP, RP, PP와 SP, AP는 통계적 유의성이 있었다(p<0.05). 이러한 원인은 방사선을 입사했을 때 SOML의 기준선에 따른 검출기의 흡수선량정도와 각각의 재질의 성분에 따라 방사선 흡수선량이 다르기 때문에 노이즈 차이를 발생하게 된다. 안와 기저핵의 CTDIvol(mGy)와 DLP 값은 각각 56.95, 911.50로 환자고정자 재료에 따라 선량의 차이는 없었다. 결론적으로, 5 종류의 환자고정자 패드는 각각의 차이를 구별할 수 있었으며 SP, AP 보다 UP, RP, PP 사용은 임상적으로 유용한 정보를 제공할 수 있다.
본 실험의 목적은 두부 팬텀 MDCT에서 5 종류의 환자고정자 패드를 이용하여 노이즈, 신호대 잡음비, 선량에 대하여 방사선감수성이 민감한 안와 와 기저핵 부위를 기준으로 영상의 질을 평가하고자 하였다. 영상의 노이즈는 AP가 가장 높게 나타났으며, 신호대 잡음비는 가장 낮게 나타났다. 환자고정자 재료 5(UP, RP, PP SP, AP) 종류 중 신호대 잡음비가 가장 높은 것은 UP 이었지만 RP, PP와 더불어 통계적 유의성이 없었고(p>0.05), UP, RP, PP와 SP, AP는 통계적 유의성이 있었다(p<0.05). 이러한 원인은 방사선을 입사했을 때 SOML의 기준선에 따른 검출기의 흡수선량정도와 각각의 재질의 성분에 따라 방사선 흡수선량이 다르기 때문에 노이즈 차이를 발생하게 된다. 안와 기저핵의 CTDIvol(mGy)와 DLP 값은 각각 56.95, 911.50로 환자고정자 재료에 따라 선량의 차이는 없었다. 결론적으로, 5 종류의 환자고정자 패드는 각각의 차이를 구별할 수 있었으며 SP, AP 보다 UP, RP, PP 사용은 임상적으로 유용한 정보를 제공할 수 있다.
The purpose of this experiment intend to evaluate the quality of the image based on the orbit and basal ganglia with high radiosensitivity for the noise, SNR and dose using the five kinds patient fixing pad in brain phantom MDCT(BrillianceTM CT 64 slice, PHILIPS, Netherward). The noise had a higher ...
The purpose of this experiment intend to evaluate the quality of the image based on the orbit and basal ganglia with high radiosensitivity for the noise, SNR and dose using the five kinds patient fixing pad in brain phantom MDCT(BrillianceTM CT 64 slice, PHILIPS, Netherward). The noise had a higher values in AP than those of others, but the SNR was lower in AP than those of others. The SNR was higher in UP than those of RP, PP, SP and AP. The UP, RP and PP were no statistically significant(p>0.05), whereas it was significant difference between UP, RP, PP and SP, AP(p<0.05). This is causes of the noise difference is generated due to the differences in the radiation absorption dose in accordance with each the component of the absorbed dose level of the detector according to the reference line and each of SOML when the radiation exposured. The CTDIvol(mGy) and DLP of orbit and basal ganglia were 56.95, 911.50, respectively. There is no difference between both mean dose. In conclusion, it is possible to distinguish among a kind of 5 patient fixing pad by using brain phantom MDCT. Overall, patient fixing pad of UP, RP and PP based on a brain phantom MDCT can provide useful information.
The purpose of this experiment intend to evaluate the quality of the image based on the orbit and basal ganglia with high radiosensitivity for the noise, SNR and dose using the five kinds patient fixing pad in brain phantom MDCT(BrillianceTM CT 64 slice, PHILIPS, Netherward). The noise had a higher values in AP than those of others, but the SNR was lower in AP than those of others. The SNR was higher in UP than those of RP, PP, SP and AP. The UP, RP and PP were no statistically significant(p>0.05), whereas it was significant difference between UP, RP, PP and SP, AP(p<0.05). This is causes of the noise difference is generated due to the differences in the radiation absorption dose in accordance with each the component of the absorbed dose level of the detector according to the reference line and each of SOML when the radiation exposured. The CTDIvol(mGy) and DLP of orbit and basal ganglia were 56.95, 911.50, respectively. There is no difference between both mean dose. In conclusion, it is possible to distinguish among a kind of 5 patient fixing pad by using brain phantom MDCT. Overall, patient fixing pad of UP, RP and PP based on a brain phantom MDCT can provide useful information.
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문제 정의
저자가 알기에 현재 임상에서는 베개포를 비롯하여 주변에 지지대를 이용하여 환자고정을 하고 있지만 실질적으로 그러한 재질에 대해서 실험적 평가를 하지 않고 무작위로 사용하는 경우가 있기 때문에 실험에 가치가 있을 것이라고 사료되며 또한 지금까지 선행 연구도 기술적 부분에서 보고가 된 바가 없다. 따라서 본 연구는 CT 검사실 내을 비롯하여 일상생활에 접할 수 있는 다양한 종류의 재료들로 지지대를 제작하여 두부 CT 팬텀(phantom)으로 실험 후 재질에 따라서 영상의 잡음, 신호대 잡음비(signal to noise ratio) 및 선량(dose)을 정량적으로 분석하여 고정자 재료에 대한 최적의 영상정보를 제공하고자 한다.
[Table 2]는 5 종류의 pad를 이용하여 측정한 결과이며, supra orbitomeatal line(SOML)의 기준선에 따라 방사선을 입사 했을 때 안구와 소뇌부위에 방사선이 노출되는 차이에 따라 노이즈 변화를 초래하며 또한 각각의 재질에 따라서 방사선 흡수선량의 차이가 발생하기 때문이다. 따라서 임상에서는 향후 주변에 있는 재질을 이용하여 검사를 하고자 할 때에는 PP=RP=UP pad를 이용할 것을 권하고자 한다.
1 Gy/년이다[13]. 본 실험에서 정량적 분석방법으로 수정체가 포함되는 안와와 같은 단면 위치의 기저핵 부위를 선정한 이유도 방사선 감수성이 민감한 두 조직을 기준으로 재료가 영상의 질에 어떠한 영향이 있는지를 확인하고자 하였다. [Fig.
차폐체로서는 현재 3 차 의료기관을 비롯하여 종합병원에서 납(Pb) 재질을 이용하여 선량에 대한 피폭을 방어하고 있지만 영상을 묘출하는데 있어서는 다른 측면이다. 본 실험에서는 Brain CT 검사 시 영상을 묘출하는데 있어서 X-선을 수직 입사 했을 때 피폭의 영향을 많이 받는 수정체 및 기저핵(basal ganglia) 부위의 선량을 최소화 하고자 환자 고정자 실험을 하였다. 저자가 알기에 현재 임상에서는 베개포를 비롯하여 주변에 지지대를 이용하여 환자고정을 하고 있지만 실질적으로 그러한 재질에 대해서 실험적 평가를 하지 않고 무작위로 사용하는 경우가 있기 때문에 실험에 가치가 있을 것이라고 사료되며 또한 지금까지 선행 연구도 기술적 부분에서 보고가 된 바가 없다.
제안 방법
5 종류의 환자고정자에 관하여 orbit 와 basal ganglia을 기준으로 Noise, SNR, CTDIvol, DLP을 측정하였다. 고정자를 교체하면서 실험했을 때 평균 Noise 측정값은 orbit 와 basal ganglia에서 AP 는 (Lt: 5.
Orbit와 basal ganglia을 기준으로 SNR을 측정하였다. Orbit와 basal ganglia에서 평균 SNR 측정값은 UP는 (Lt: -0.
ROI)를 설정하여 CT number를 측정하였고, 관심영역 외의 배경노이즈의 관심영역 선정은 대각선 방향으로 80mm2 크기로 4 부위를 선정하여 평균값으로 측정하였다. 각각의 위치에서 CT number(HU)와 Noise(SD), SNR(Signal to Noise Ratio), CTDIvol과 DLP 값을 구하였다. 아래의 공식(식 1)과 같이 영상의 질을 평가하기 위해 SNR을 구하였고, CTDIvol과 DLP 값은 장비에서 제공되는 프로그램을 이용하여 측정을 하게 되었다.
반대로 infra orbitomeatal line(IOML)을 기준으로 스캔하면 안구에 직접적인 방사선의 노출이 일어나지만 소뇌부위가 넓게 나타나 영상정보를 증가 시킬 수가 있다. 따라서 두 가지 중간적인 특성을 갖기 위하여 본 실험에서 적용된 턱의 높이를 낮게 할 수 있는 고정자 중 SNR 값이 높고, Noise 가 낮은 UP, RP, PP 사용을 권장한다.
본 실험에서 사용된 장비는 64 MDCT (BrillianceTM CT 64 slice, PHILIPS, Netherward) 와 Head Phantom(CardinalHealth, USA)을 사용하여 필요한 영상을 획득하였다. 사용 된 환자고정자 재료로는 임상에서 주로 사용하고 있는 Pillow pad(PP), 보정속옷 패드를 이용하여 직접 제작한 Underwear pad(UP), 생리식염수인 Ringer pad(RP), CT 장비업체로부터 판매되는 Shoulder pad(SP), 공기를 주입하여 제작한 Air cap pad(AP) 총 5가지 종류를 실험하였다[Fig. 1].
각각의 위치에서 CT number(HU)와 Noise(SD), SNR(Signal to Noise Ratio), CTDIvol과 DLP 값을 구하였다. 아래의 공식(식 1)과 같이 영상의 질을 평가하기 위해 SNR을 구하였고, CTDIvol과 DLP 값은 장비에서 제공되는 프로그램을 이용하여 측정을 하게 되었다.
한번 스캔 후 X-선관 튜브의 부하량을 줄이기 위하여 30 초의 지연시간을 가진 후 재차 실험을 하였고, 획득 단면 수는 12개 이었다. 영상의 질을 평가를 위해서 해부학적으로 안와 와 기저핵 부위에 40mm2의 관심영역(Region Of Interest. ROI)를 설정하여 CT number를 측정하였고, 관심영역 외의 배경노이즈의 관심영역 선정은 대각선 방향으로 80mm2 크기로 4 부위를 선정하여 평균값으로 측정하였다. 각각의 위치에서 CT number(HU)와 Noise(SD), SNR(Signal to Noise Ratio), CTDIvol과 DLP 값을 구하였다.
64 MDCT 테이블 위에 Head Phantom을 정중앙에 위치시킨 후 Head Holder로 움직이지 않게 고정 시킨다. 이 후 본 실험을 위해 제작 준비한 5 종류의 환자고정자 패드(PP, UP, RP, SP, AP)를 두부와 경추 사이에 동일한부위에 하나씩 위치시키고 고정자마다 12 번 반복 CT 스캔 후 영상을 획득한다. 한번 스캔 후 X-선관 튜브의 부하량을 줄이기 위하여 30 초의 지연시간을 가진 후 재차 실험을 하였고, 획득 단면 수는 12개 이었다.
대상 데이터
본 실험에서 사용된 장비는 64 MDCT (BrillianceTM CT 64 slice, PHILIPS, Netherward) 와 Head Phantom(CardinalHealth, USA)을 사용하여 필요한 영상을 획득하였다.
이 후 본 실험을 위해 제작 준비한 5 종류의 환자고정자 패드(PP, UP, RP, SP, AP)를 두부와 경추 사이에 동일한부위에 하나씩 위치시키고 고정자마다 12 번 반복 CT 스캔 후 영상을 획득한다. 한번 스캔 후 X-선관 튜브의 부하량을 줄이기 위하여 30 초의 지연시간을 가진 후 재차 실험을 하였고, 획득 단면 수는 12개 이었다. 영상의 질을 평가를 위해서 해부학적으로 안와 와 기저핵 부위에 40mm2의 관심영역(Region Of Interest.
데이터처리
5 종류의 환자고정자 재료에 대한 정량적 분석으로 Noise, SNR에 대한 통계적 유의성은 일원배치분산분석(One-way ANOVA) 로 검정 되었으며, 통계에 사용된 프로그램은 SPSS 14.0을 이용하여 p 값이 0.05 이하 일 때 통계적 유의성을 두었다. 또한 사후분석으로 Tukey 검정을 적용하여 각각 고정자 간의 유의성을 확인하였다.
05 이하 일 때 통계적 유의성을 두었다. 또한 사후분석으로 Tukey 검정을 적용하여 각각 고정자 간의 유의성을 확인하였다.
이론/모형
Brain phantom MDCT를 시험하기 위하여 적용된 매개변수(parameter) 는 일반적으로 입상에서 Brain 검사 시 적용되는 Routine protocol를 적용하여 실험을 하였다. 매개변수는 아래와 같다[Table 1].
성능/효과
00)로 측정되었다[Table 3]. Orbit 와 basal ganglia 부위의 영상분석에서 SNR의 크기는 UP, RP, PP, SP, AP 순으로 UP 가 가장 높은 SNR 값을 나타냈다. 분산분석 결과 orbit 와 basal ganglia 의 양쪽 평균 SNR 는 F = 68.
5. 결론
결론적으로 본 실험은 5 종류의 고정자는 각각의 Noise, SNR 값의 차이를 보이는 결과를 얻었다. Brain CT 검사 시 supra orbitomeatal line(SOML)을 기준으로 스캔하면 안구의 직접적인 방사선 피폭을 피할 수 있으나 소뇌부위(후두부)에서 얻을 수 있는 영상정보가 제한된다.
50로 나타났다. 본 실험재료에 따른 영상의 선량측정에는 두 조직 간의 선량차이는 없고, 일정한 비율로 선량 측정값이 얻었으므로 재료로 인하여 영상에 인공물이 발생확률은 미미하다고 평가 되었다.
Noise 변화는 AP, SP, PP, RP, UP 순으로 AP 가 가장 높은 Noise 값을 나타냈다. 분산분석 결과 orbit 와 basal ganglia 의 양쪽 평균 Noise는 F = 27.582, p = 0.000, F =10.65, p=0.000 으로 5 개의 그룹 중 적어도 하나의 그룹에서 차이가 있는 것으로 나타났다. 사후분석 결과 AP, SP(p<0.
Orbit 와 basal ganglia 부위의 영상분석에서 SNR의 크기는 UP, RP, PP, SP, AP 순으로 UP 가 가장 높은 SNR 값을 나타냈다. 분산분석 결과 orbit 와 basal ganglia 의 양쪽 평균 SNR 는 F = 68.40, p = 0.000, F =15.54, p=0.000 으로 Nose 측정값과 같은 확률분포로 5 개의 그룹 중 하나의 그룹에서 SNR 의 차이가 있는 것으로 나타났다. 사후분석 결과 UP, RP, PP(p>0.
사후분석 결과 AP, SP(p0.05) 는 통계적 유의성이 없는것으로 나타났으며(AP>SP>PP=RP=UP), 이러한 측정 결과는 supra orbitomeatal line(SOML)의 기준선에 따라 방사선을 입사 했을 때 안구와 소뇌부위에 방사선이 노출되는 차이에 따라 노이즈 변화를 초래하며 또한 각각의 재질에 따라서 방사선 흡수선량의 차이가 발생하기 때문인 것으로 사료된다.
여러 종류의 재질을 이용한 환자고정자(PP, UP, AP, SP, RP)를 사용했을 때 Orbit 와 basal ganglia 에서 평균 선량 측정값은 CTDIvol(mGy) = 56.95, DLP = 911.50로 나타났다. 본 실험재료에 따른 영상의 선량측정에는 두 조직 간의 선량차이는 없고, 일정한 비율로 선량 측정값이 얻었으므로 재료로 인하여 영상에 인공물이 발생확률은 미미하다고 평가 되었다.
후속연구
3]에서 SNR 값이 UP 고정자로 실험 후 측정했을 때 표준편차가 높게 나타난 점, 향후 재료분석과 임상시험을 통하여 오차범위에 대하여 해결해야 될 부분이지만 CTDIvol(mGy), DLP 값이 일정하므로 재료에 따른 영상의 질에는 문제가 없다고 생각한다. 하지만, 저자는 본 실험에 대해서 후속연구로서 이러한 제한점을 보완 할 계획이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
컴퓨터 단층촬영의 장단점은?
영상 의학 검사에 있어서 X-선 검사 이후 공간 분해능(spatial resolution) 및 대조도 분해능(contrast resolution)이 우수한 인체 단층 영상을 제공해주는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography, CT)이 등장하였다[1]. 미세한 병변 감별에 용이하다는 이점이 있지만 공간분해능과 대조도 분해능이 우수한 영상을 얻기 위해서는 높은 선량이 요구되며 환자의 피폭선량 위험이 상대적으로 높아지게 된다[2,3]. CT 검사에 있어서 환자가 받는 피폭선량은 약 64% 정도이며, 일반 X-선 검사에 비해 방사선 피폭이 많기 때문에 검사 시 환자 피폭을 최소화하고 영상을 정확하게 평가 분석해야 한다[4,5].
본 실험을 통해 결론적으로 5 종류의 고정자는 각각의 Noise, SNR 값의 차이를 보이는 결과를 얻었는데 이를 통해 알 수 있는 것은?
결론적으로 본 실험은 5 종류의 고정자는 각각의 Noise, SNR 값의 차이를 보이는 결과를 얻었다. Brain CT 검사 시 supra orbitomeatal line(SOML)을 기준으로 스캔하면 안구의 직접적인 방사선 피폭을 피할 수 있으나 소뇌부위(후두부)에서 얻을 수 있는 영상정보가 제한된다. 반대로 infra orbitomeatal line(IOML)을 기준으로 스캔하면 안구에 직접적인 방사선의 노출이 일어나지만 소뇌부위가 넓게 나타나 영상정보를 증가 시킬 수가 있다. 따라서 두 가지 중간적인 특성을 갖기 위하여 본 실험에서 적용된 턱의 높이를 낮게 할 수 있는 고정자 중 SNR 값이 높고, Noise 가 낮은 UP, RP, PP 사용을 권장한다.
검사 시 환자 피폭을 최소화하고 영상을 정확하게 평가 분석해야 하는 이유는?
미세한 병변 감별에 용이하다는 이점이 있지만 공간분해능과 대조도 분해능이 우수한 영상을 얻기 위해서는 높은 선량이 요구되며 환자의 피폭선량 위험이 상대적으로 높아지게 된다[2,3]. CT 검사에 있어서 환자가 받는 피폭선량은 약 64% 정도이며, 일반 X-선 검사에 비해 방사선 피폭이 많기 때문에 검사 시 환자 피폭을 최소화하고 영상을 정확하게 평가 분석해야 한다[4,5]. CT 검사 중에서도 45%의 많은 비중을 차지하는 검사는 두부 CT 검사이다[4, 5].
참고문헌 (15)
D. J. Brenner, E. J. Hall, "Computed tomography-an increasing source of radiation exposure", N Engl J Med, Vol. 357, No. 22, pp. 2277-2284, 2007.
Dougeni E, Faulkner K, and Panayiotakis G, "A review of patient dose and optimization methods in adult and pediatric CT scanning", Eur J Radiol, Vol. 81, No. 44, pp. 665-683, 2011.
J. Lambert, J. D. MacKenzie, D. D. Cody, R. Gould, "Techniques and tactics for optimizing CT dose in adults and children: state of the art and future advances", J Am Coll Radiol., Vol. 11, No. 3, pp. 262-266, 2014.
H. Cynthia, McCollough, N Andrew. Primak, Natalie. Braun, Kofler. James, Lifeng. Yu, and Christner. Jodie, "Strategies for Reducing Radiation Dose in CT", Radiol Clin North Am., Vol. 47, No. 1, pp. 27-40, 2009.
P. K. Cho, I. J. Choi, S. G. Chang, J. P. Chung, Hyun. L, J. S. Kim, D. C. Shin, Y. H. Kim, J. H. Choi, K. S. Lee, W. H. Lee, "Assessment of the Eye Lens Dose Reduction by Bismuth Shields in Rando Phantom Undergoing CT of the Head", Journal of the Korean Society of Radiological Technology, Vol. 31, No. 2, pp. 171-175, 2008.
Health Insurance Review and Assessment Service, "The first half of 2004 the Health Insurance Review and statistical indicators", pp. 14-25, 2004.
Di. Zhang, Chris. H. Cagnon, J. Pablo Villablanca, Cynthia H. McCollough, D. D. Cody, M. D. Stevens, M. Zank, J. John, Demarco, C. A. Turner, Maryam. Khatonabadi, and F. Michael. Gray. McNitt, "Peak Skin and Eye Lens Radiation Dose From Brain Perfusion CT Based on Monte Carlo Simulation", AJR Am J Roentgenol, Vol. 198, No. 2, pp. 412-417, 2012.
H. Cynthia. Mc Collough, N. Andrew. Primak, Natalie Braun, James Kofler, Lifeng. Yu, and Jodie Christner, "Strategies for Reducing Radiation Dose in CT", Radiol Clin North Am., Vol. 47, No. 1, pp. 27-40, 2009.
S. Y. Lee, K. L. Kim, H. K. Ha, I. C. Im, J. S. Lee, H. U. Park, B. J. Kwak, Y. S. Yu, "Evaluation of Radiation Exposure Dose for Examination Purposes other than the Critical Organ form Computed Tomography: A base on the Dose Reference Level (DRL)", Jounal of the Korean society of Radiology, Vol. 7, No. 5, pp. 121-129, 2013.
Radiation control Textbook Complication Committee, Radiation protection & safety, Chung-Gu Publisher, pp. 169-193, 2014.
R. WillIam. E. Hendee. Russell Ritenour : Medical imaging physics. Wiley-Liss. 259, 2002.
A. J. Kim, B. H. Cho, K, S. Nah, "Organ Dose, Effective Dose and Risk Assessment from Computed Tomography to Head and Neck Region", Jounal of the Korean Academy of Oral and Maxillofacial Radiology, Vol. 25, No. 1, pp. 27-38, 1995.
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