[논문]전산화단층촬영에서 관전압과 관전류, 통계적 반복재구성법에 따른 화질과 피폭선량

차상영; 박재윤; 이용기; 김정훈; 최재호

doi:10.17946/jrst.2017.40.3.05

전산화단층촬영에서 관전압과 관전류, 통계적 반복재구성법에 따른 화질과 피폭선량
Quality of Image and Exposure Dose According to kVp, mA and Iterative Reconstruction in Computed Tomography 원문보기

방사선기술과학 = Journal of radiological science and technology, v.40 no.3, 2017년, pp.385 - 392

차상영 (인하대병원 영상의학과) , 박재윤 (인천기독병원 영상의학과) , 이용기 (동남보건대학교 방사선과) , 김정훈 (건양대학교병원 방사선종양학과) , 최재호 (안산대학교 방사선과)

초록
AI-Helper

본 연구는 전산화단층촬영에서 관전압과 관전류에 따른 화질과 피폭선량을 연구하고 None IR과 IR (Iterative Reconstruction)의 단계에 따른 영상의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 비교하여 영상 화질의 개선정도에 대하여 확인해보고자 하였다. Image J를 이용하여 화질을 측정한 결과 관전압의 증가에 따라 HU (Hounsfield units)와 BN(Background Noise)은 감소하였으며, 이와 반대로 SI (Signal Intensity)와 SNR, $CTDI_{vol}$ (CT dose in dex volume)은 관전압이 높아질수록 증가하였으며, BHU(Background Hounsfield Units)의 변화는 없었다. 관전류의 증가로 인해서 BN이 감소하였고, 반대로 SNR과 CTDI은 증가하였다. 또한 IR의 단계가 높아질수록 HU와 SI, BN이 낮아지고, SNR이 약 10~60% 향상됨을 알 수 있었다. 이를 토대로 임상에서 IR 적용 시 단계적 접근 방식으로 관전압과 관전류를 미세 조정하여 점차적으로 방사선량을 줄여 나가야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to investigate the image quality and exposure dose according to kVp and mAs in CT and to confirm improvement in image quality according to None IR and IR(Iterative Reconstruction) levels. Measurement results of image quality using Image J, HU(Hounsfield units) and BN(Background Noise) are decreased, while SNR(Signal to Noise Ratio) and $CTDI_{vol}$(CT dose index volume) are increased as the kVp increases and there was no change of BHU(Background Hounsfield units). BN was reduced due to increased kVp, while SNR and $CTDI_{vol}$ were increased. Also, the higher IR stage, the lower BN, SI(Signal Intensity) and HU while SNR was improved by about 10~60%. Based on this, when applying IR for clinical applications, it is necessary to finely adjust kVp and mA with a phased approach.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구의 목적은 관전압과 관전류에 따른 화질과 피폭선량을 연구하고 None IR과 IR 단계에 따른 영상의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 비교하여 IR 단계에 따라 영상의 화질의 개선이 어느 정도 되는지에 대하여 연구해보고자 한다.

제안 방법

각 Phantom을 스캔한 모든 영상을 Image J를 이용하여 기관분기부가 잘 묘출되는 단면을 선택하여 기관분기부 상단의 상행대동맥 위치에[12] 100 mm2의 관심영역(Region Of Interest; ROI)을 설정하여 HU, 신호강도(Signal Intensity; SI)를 측정하였으며, 또한 팬텀의 외각 중앙 부위로부터 3 cm 위치에서 100 mm2의 관심영역을 설정하여 BHU(Background Hounsfield Units)와 배경잡음(Background Noise; BN)을 구하였다[Fig. 2].

대상 데이터

본 연구를 위해 CT 장비는 최근 품질관리원에서 정도관리를 시행하여 합격한 I 병원의 Philips사의 64 Slice MDCT (Philips, Ingenuity, Israel) 장비를 사용하였으며 Phantom은 인체등가물질로 만들어진 Alderson Radiation Theraphy Phantom (ARTF-1007, Radialogy support device, Long beach, CA, USA)이 사용되었다[Fig. 1].

데이터처리

통계 분석 방법으로는 SPSS ver. 23.0 (IBM Co, Chicago, USA)을 이용하여 관전압, 관전류에 따른 화질과 피폭선량의 차이와 None IR과 IR의 단계별 화질의 차이를 비모수적 검증방법인 Kruskal wallis Test로 검증하였으며 사후분석은 시행하지 않았다.

이론/모형

각 Phantom을 스캔한 모든 영상의 선량 평가는 장비 콘솔에서 제공하는 Dose Report의 CTDI_vol (CT dose index volume) 값을 이용하여 평가하였다.

성능/효과

은 증가하였으며, BHU의 변화는 없었다. 관전류의 증가로 인해서 BN이 감소하였고, 반대로 SNR과 CTDI_vol은 증가하였다. 또한 IR 단계가 높아질수록 HU와 SI, BN이 낮아지고, 단계에 따라 SNR이약 10∼60% 향상됨을 알 수 있었다.
관전류의 증가로 인해서 BN이 감소하였고, 반대로 SNR과 CTDI_vol은 증가하였다. 또한 IR 단계가 높아질수록 HU와 SI, BN이 낮아지고, 단계에 따라 SNR이약 10∼60% 향상됨을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 임상에서 IR 적용 시 단계적 접근 방식으로 관전압과 관전류를 미세조정하여 점차적으로 방사선량을 줄여 나가야 할 것이다.
본 연구결과 관전압의 증가에 따라 HU와 BN는 감소하였으며, 이와 반대로 SI와 SNR, CTDI_vol은 증가하였으며, BHU의 변화는 없었다. 관전류의 증가로 인해서 BN이 감소하였고, 반대로 SNR과 CTDI_vol은 증가하였다.

후속연구

그러나 CT의 기종과[21] CT의 Bore size에[22] 따라서HU가 변화한다고 보고되었고 장비회사마다 각기 다른 IR 소프트웨어를 사용하고 있지만[23] 본 연구에서는 단일장비로 실험하였다는 점이 제한점으로 남는다. 추후 연구에서는 다양한 기종과 장비회사마다 다른 IR 단계에 따른 화질과 피폭선량 비교가 필요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전산화단층촬영의 특징은 무엇인가?	전산화단층촬영(Computed Tomography; CT)은 인체에 X선을 조사하여 산란과 흡수과정으로 인한 감약정보(Hounsfield Units; HU)로 변환된 후 영상재구성 과정을 거쳐 인체의 단면 영상을 제공한다[1,2].
	CT에서 HU의 특징은 무엇인가?	CT에서 HU는 표면 렌더링(Shaded Surface Display; SSD), 체적 렌더링(Volume Rendering; VR), 최대 강도 투영(Maximum Intensity Projection; MIP), 최소 강도 투영(Minimum intensity Projection; MinIP), 다평면 재구성(Multiplanar Reconstruction; MPR) 등의 다양한 디지털 영상처리의 기본 데이터가 되며[3] 또한 낭종과 종양을 감별하고 석회화 물질이나 지방성분의 유무를 판단하고 특히 골밀도를 측정하기 위한 의학적 진단도구로 매우 유용하게 활용되고 있다[4].
	CT에서 HU의 가장 널리 쓰이는 재구성 방법은 무엇인가?	이러한 HU는 영상 재구성의 방법에 따라 영향을 받기 때문에 검사 부위와 검사 목적 질환에 따라 적절한 재구성 방법을 이용하여야만 최적의 영상을 획득할 수 있다[5-7]. 가장 널리 쓰이는 재구성법은 필터 보정 역투영법(Filtered Back Projection; FBP)이 예로부터 가장 많이 쓰였으나[8] 환자의 피폭선량을 감소시키기 위하여 최근 반복재구성법(Iterative Reconstruction; IR)이 개발되어 현재 사용되고 있다[9,10].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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