복부 간 CT 검사에서 CareDose 4D 사용에 따른 선량 감소 및 화질 평가 Dose Reduction and Image Quality Assessment of the CareDose 4D Technique on Abdomen Liver Computed Tomography원문보기
본 연구의 목적은 128 MDCT(Multi-detector computed tomography)의 CareDose 4D 선량감소 효과와 임상적 유용성을 평가하고자 시행되었다. Phantom과 임상 복부 검사 연구라는 두 가지 방법을 통해 128 MDCTCareDose 4D 시스템 적용 전후의 피사체 피폭선량과 영상 평가를 실시하였다. Phantom 연구에서는 CareDose 4D 적용 전후의 두 그룹에 대하여 중앙과 3, 6, 9, 12시의 방향으로 ROI(Region of interest)를 위치시켰고, 임상 연구에서는 간의 각 8구획에 대하여 CareDose 4D 적용 전 후 두 그룹에 대하여 ROI를 위치하여 CT Number, Noise, DLP(Dose length product)선량을 측정하였다. 측정결과 Phantom 및 임상연구에서 CT Number는 적용 전 후 값에 차이가 없었고(p>.05), 선량관련 CTDIvol(CT dose indexvolume) 측정값 및 유효선량은 CareDose 4D 적용 후가 낮았다 (p<.05). 결론적으로 CareDose 4D를 사용하면 영상의 화질을 저하시키지 않고 최적의 영상정보를 획득하면서 환자 선량이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.
본 연구의 목적은 128 MDCT(Multi-detector computed tomography)의 CareDose 4D 선량감소 효과와 임상적 유용성을 평가하고자 시행되었다. Phantom과 임상 복부 검사 연구라는 두 가지 방법을 통해 128 MDCT CareDose 4D 시스템 적용 전후의 피사체 피폭선량과 영상 평가를 실시하였다. Phantom 연구에서는 CareDose 4D 적용 전후의 두 그룹에 대하여 중앙과 3, 6, 9, 12시의 방향으로 ROI(Region of interest)를 위치시켰고, 임상 연구에서는 간의 각 8구획에 대하여 CareDose 4D 적용 전 후 두 그룹에 대하여 ROI를 위치하여 CT Number, Noise, DLP(Dose length product)선량을 측정하였다. 측정결과 Phantom 및 임상연구에서 CT Number는 적용 전 후 값에 차이가 없었고(p>.05), 선량관련 CTDIvol(CT dose index volume) 측정값 및 유효선량은 CareDose 4D 적용 후가 낮았다 (p<.05). 결론적으로 CareDose 4D를 사용하면 영상의 화질을 저하시키지 않고 최적의 영상정보를 획득하면서 환자 선량이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.
The purpose of this study was to evaluate the clinical efficacy of 128 MDCT (multi-detector computed tomography) for reducing the CareDose 4D dose and comparing the image quality with the fixed tube current technique. For this purpose, we conducted the phantom and clinical studies to evaluate the ex...
The purpose of this study was to evaluate the clinical efficacy of 128 MDCT (multi-detector computed tomography) for reducing the CareDose 4D dose and comparing the image quality with the fixed tube current technique. For this purpose, we conducted the phantom and clinical studies to evaluate the exposure dose and image of the subject before and after applying the CareDose 4D system in abdominal examination using 128 MDCT. In the phantom study, ROI (Region of interest) was located at the center, 3, 6, 9, 12 o'clock, into two groups: group A without CareDose 4D and Group B applied were measured. In the clinical study, ROI was located at the liver 8 segments, divided into two groups too. The measured items were CT number, noise, and dose length product (DLP) dose. The result of CTDIvol (CT Dose Index volume) measurements in phantom and clinical studies were lower than those before CareDose 4D application, and dose and effective dose were also measured lower (p.05). In conclusion, using CareDose 4D, we can obtain optimal image information without deteriorating image quality while reducing patient dose.
The purpose of this study was to evaluate the clinical efficacy of 128 MDCT (multi-detector computed tomography) for reducing the CareDose 4D dose and comparing the image quality with the fixed tube current technique. For this purpose, we conducted the phantom and clinical studies to evaluate the exposure dose and image of the subject before and after applying the CareDose 4D system in abdominal examination using 128 MDCT. In the phantom study, ROI (Region of interest) was located at the center, 3, 6, 9, 12 o'clock, into two groups: group A without CareDose 4D and Group B applied were measured. In the clinical study, ROI was located at the liver 8 segments, divided into two groups too. The measured items were CT number, noise, and dose length product (DLP) dose. The result of CTDIvol (CT Dose Index volume) measurements in phantom and clinical studies were lower than those before CareDose 4D application, and dose and effective dose were also measured lower (p.05). In conclusion, using CareDose 4D, we can obtain optimal image information without deteriorating image quality while reducing patient dose.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 128 MDCT를 이용한 복부 검사에서 CareDose 4D 시스템의 적용과 수동노출조절 방법을 이용하여 영상의 품질 비교를 통해 임상적 유용성을 알아보고, 피검자의 피폭선량 변화를 비교분석하여 임상에서 피검자를 대상으로 검사 시 피폭선량 경감의 노력에 도움을 주고자 한다.
제안 방법
검사자를 이용한 이미지의 분석에서는 Fig. 3과 같이 검사자의 Raw Data의 영상의 간(Liver)에서 간엽별 8구획(Segment)으로 ROI를 설정하여 측정하였다.
여기서 측정된 평균 CT Number가 “CT 감약계수”가 되며 동시에 측정된 CT Number의 표준편차가 “노이즈(Noise)”이며 이후 모니터 상에서 DLP 값을 획득했다. CareDose 4D 시스템이 영상 품질에 미치는 영향을 평가하기 위해, 고정 관전류 기법과 CareDose 4D를 적용했을 때 얻어진 영상에 ROI를 그려 영상 잡음을 측정하여 비교하였다. 여기서 얻어진 영상의 잡음 값으로 상대적 영상 잡음(Relative image noise)을 계산 하였고, 이를 CareDose 4D를 적용하지 않은 A군과, 적용한 B군으로 나누어 조사하여 CTDIvol, 유효선량, CT Number, Noise 값을 측정하였다.
이중 본 연구에서 주목한 것은 자동노출제어(Automatic exposure control, AEC) 프로그램을 활용한 검사방법이다. 본 연구에서는 MDCT 촬영에서 피폭 선량을 감소시키기 위한 AEC의 효과를 알아보기 위해 동일 촬영 조건에서 고정 관전류 기법과 Siemens사의 AEC 프로그램인 CareDose 4D의 적용에 따라 CT 선량의 지표 CT 체적 선량 지수(CT dose index volume, CTDIvol)와 선량 길이 값(dose length product, DLP)을 비교하였다.
본 연구에서는 MDCT 촬영에서 피폭 선량을 감소시키기 위한 AEC의 효과를 알아보기 위해 동일 촬영 조건에서 고정 관전류 기법과 Siemens사의 CareDose 4D 적용에 따른 CT 선량의 지표인 CTDIvol, DLP를 비교하였다.
CareDose 4D 시스템이 영상 품질에 미치는 영향을 평가하기 위해, 고정 관전류 기법과 CareDose 4D를 적용했을 때 얻어진 영상에 ROI를 그려 영상 잡음을 측정하여 비교하였다. 여기서 얻어진 영상의 잡음 값으로 상대적 영상 잡음(Relative image noise)을 계산 하였고, 이를 CareDose 4D를 적용하지 않은 A군과, 적용한 B군으로 나누어 조사하여 CTDIvol, 유효선량, CT Number, Noise 값을 측정하였다. 단, CT 검사자의 체질량지수 및 신체질량지수는 고려하지 않았다.
대상 데이터
실험에 사용된 CT 장비는 Fig. 1의 Definition AS(WCT-800-140, SIEMENS, Munich, Germany) 128 Slice이고, Phantom은 CT 정도관리용 팬텀(Calibration phantom, SIEMENS, Munich, Germany)을 이용하였다.
본 연구에서 Phantom을 통한 실험과 환자 연구대상자는 모두 동일한 복부검사 조건으로 시행되었으며, Phantom 실험은 20회 반복시행 되었다. 연구대상자는 S시 소재한 N 종합병원에 2015년 1월부터 2016년 3월까지 건강 검진을 목적으로 내원한 환자 중 복부 검사에서 CareDose 4D 적용 전 ․ 후를 모두 사용한 환자 20명을 대상으로 하였다. 대상자는 남자 15명, 여자 5명으로 남성의 평균 나이는 56.
데이터처리
획득된 이미지 중 정도관리용 Phantom을 활용한 실험에서 획득된 이미지는 Fig. 2와 같이 모니터에서 팬텀 영상의 중앙, 3, 6, 9, 12시 방향으로 1.05 sq.cm의원형을 설정한 후 장비의 ROI(Region of interest) analysis 기능을 이용하여 커서(Cursor)내의 평균 CT Number와 CT Number의 표준편차를 측정하였다. 검사자를 이용한 이미지의 분석에서는 Fig.
0 for Windows, SPSS, USA)로 통계학적 분석을 실행하였다. CareDose 4D 적용 전 ․ 후의 CTDIvol, 유효선량, CT Number, Noise의 평균 값 비교를 위해 대응표본 T 검정(paired t-test)을 사용하였다. 그리고 CareDose 4D 적용 전 · 후와 관련 있는 변수들 간의 차이를 보기 위해이분형 로지스틱 회귀분석을 하였다.
CareDose 4D 적용 전 ․ 후의 CTDIvol, 유효선량, CT Number, Noise의 평균 값 비교를 위해 대응표본 T 검정(paired t-test)을 사용하였다. 그리고 CareDose 4D 적용 전 · 후와 관련 있는 변수들 간의 차이를 보기 위해이분형 로지스틱 회귀분석을 하였다. 이 때, 통계적인 유의성은 p값 .
이론/모형
본 실험의 검사 프로토콜은 120 kVp, 150 mAs, FOV(Field of view) 32 cm, X-선관 회전시간은 0.5초, 절편두께와 절편간격은 각각 4.0 mm, Pitch 0.7, 필터는 표준 알고리즘으로 나선형 주사 모드(Helical scan mode)를 적용하였으며, Standard 재구성 알고리즘 등 복부검사 프로토콜을 사용하였다.
성능/효과
Liver 검사에서 CareDose 4D 적용 전․후 로지스틱 회귀분석 결과는 Table 3과 같다. CareDose 4D 적용 후 CTDIvol는 전보다 0.34배 감소되었으며 유효선량은 적용 후 0.23배 감소되었다. Noise는 CareDose 4D 적용 후 Liver 각 엽에서 최소 1.
CareDose 4D는 선량 감소 효과가 뚜렷하고, 이미지에 대한 정량적 분석 결과에서 고정 관전류 기법과 비교하여 화질에도 차이를 나타내지 않아 효율적인 임상 적용을 통한 의료피폭 감소효과를 기대할 수 있다.
이는 CareDose 4D 적용과 관련한 선행 연구에서 고정 관전류 기법을 사용했을 때보다 CareDose 4D를 사용했을 때 방사선의 선량이 20-60% 정도 감소된다는 선행연구와 동일한 방향의 결과를 나타내고 있다. [19,20] 하지만 선행연구들이 피폭선량에만 집중하여 영상에 대한 정량적 평가가 미흡했던 부분을 보완하기 위하여 본 연구에서는 선량에 대한 연구과 더불어 영상에 대한 정량적 평가를 진행하여, 연구 결과 CareDose 4D 의 사용전과 사용 후 영상의 변화가 없음을 확인할 수 있었다.
05). 결과적으로 Care Dose 4D 적용 후 선량은 감소되었으며 CT Number는 변화가 없었으나 Noise는 증가하였다.
본 연구에서 Phantom을 통한 실험과 환자 연구대상자는 모두 동일한 복부검사 조건으로 시행되었으며, Phantom 실험은 20회 반복시행 되었다. 연구대상자는 S시 소재한 N 종합병원에 2015년 1월부터 2016년 3월까지 건강 검진을 목적으로 내원한 환자 중 복부 검사에서 CareDose 4D 적용 전 ․ 후를 모두 사용한 환자 20명을 대상으로 하였다.
본 연구에서는 피폭량 감소를 위해 Siemens 사의 AEC 프로그램인 CareDose 4D를 연구하였고, 연구결과 CareDose 4D의 적용 후 검사에 필요한 선량은 감소됨을확인 할 수 있었다. 이는 CareDose 4D 적용과 관련한 선행 연구에서 고정 관전류 기법을 사용했을 때보다 CareDose 4D를 사용했을 때 방사선의 선량이 20-60% 정도 감소된다는 선행연구와 동일한 방향의 결과를 나타내고 있다.
후속연구
본 연구의 제한점은 임상 검사 시 BMI 지수 및 후방산란이 고려되지 못했다는 것이다. 하지만 본 연구를 통해서 CareDose 4D를 사용 하면 환자 선량이 감소되면서영상의 화질이 저하되지 않음을 확인했기에, 본 연구는 향후 지속적 연구를 통해 저선량을 활용한 양질 이미지를 획득을 위한 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구의 제한점은 임상 검사 시 BMI 지수 및 후방산란이 고려되지 못했다는 것이다. 하지만 본 연구를 통해서 CareDose 4D를 사용 하면 환자 선량이 감소되면서영상의 화질이 저하되지 않음을 확인했기에, 본 연구는 향후 지속적 연구를 통해 저선량을 활용한 양질 이미지를 획득을 위한 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
CareDose 4D 시스템은 어떠한 것에 기초한 방식인가?
CareDose 4D 시스템은 참조 관전류량(reference mAs)에 기초한 방식이며, 환자의 체형이나 관심부위 크기에 따라서 약함(weak), 보통(average), 강함(strong)의 세기로 강약을 조절 할 수 있게 설계되었다. [7] 설정 값이 약함/강함이면, 관전류의 변화는 얇은 부위에 대해서는 관전류가 감소하고 두꺼운 부위에서는 관전류가증가하게 된다.
다중검출기 CT는 어떠한 단점이 있는가?
1990년대 후반에 등장한 다중검출기 CT (multidetector computed tomography, MDCT)는 기존의 CT 장비에 비하여 검사시간을 단축시키고 환자의 움직임에 의한 허상(artifact)을 감소시키며, 종축의 해상도가 증가하는 장점이 있었다. [1] 그러나 높은 해상력을 가진 영상을 구현하기 위해서는 매우 얇고 많은 절편의 수가 필요해서 선량의 증가로 이어지는 단점이 있다. [2,3]
CT 의료용 검사 피폭의 감소 방안은 어떠한 방법으로 나뉘는가?
CT 의료용 검사 피폭의 감소 방안에는 크게 방사선 차폐체를 활용한 방법과 검사 시 프로그램을 활용한 방법으로 나누어 볼 수 있다. 이중 본 연구에서 주목한 것은 자동노출제어(Automatic exposure control, AEC) 프로그램을 활용한 검사방법이다.
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