안면부 CT검사 시 치아교정용 충전물과 주변 해부학적 구조와의 밀도차이에 의해 발생한 화질 저하 정도와 화질개선 방향을 실험을 통해 정량 및 정성적 분석방법을 통해 알아보고자 하였다. 실험은 64-MDCT(Discovery 750 HD, GE HEALTH CARE, Milwaukee, USA)를 사용하여 치아 충전물로 교정한 치아를 스캔하였으며 관전압 변화, 실리콘 적용, MAR 알고리즘 적용 유무에 따라 비교하였다. 그 결과 관전압 변화 시 140 kVp에서 10.36 % CT value가 감소하였으며, Silicon 물질 적용 시 약 5.81 %가 감소하여 감소율이 가장 적었다. 정성적 평가결과 MAR 알고리즘 적용 시 관찰자 10명 중 Equivalent가 7명, Acceptable로 3명이 평가하여 MAR 알고리즘 적용 시 상대적으로 가장 화질 개선 효과가 있다고 평가되었다. 따라서 현재 임상에서 사용하고 있는 검사 파라미터와 더불어 고밀도 인공물을 감소시킬 수 있는 다양한 알고리즘을 적용하여 스캔 한다면 방사선 피폭선량에 대한 불필요한 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고밀도 인공물을 감소시켜 영상 데이터의 소실을 줄여 보다 많은 영상정보를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.
안면부 CT검사 시 치아교정용 충전물과 주변 해부학적 구조와의 밀도차이에 의해 발생한 화질 저하 정도와 화질개선 방향을 실험을 통해 정량 및 정성적 분석방법을 통해 알아보고자 하였다. 실험은 64-MDCT(Discovery 750 HD, GE HEALTH CARE, Milwaukee, USA)를 사용하여 치아 충전물로 교정한 치아를 스캔하였으며 관전압 변화, 실리콘 적용, MAR 알고리즘 적용 유무에 따라 비교하였다. 그 결과 관전압 변화 시 140 kVp에서 10.36 % CT value가 감소하였으며, Silicon 물질 적용 시 약 5.81 %가 감소하여 감소율이 가장 적었다. 정성적 평가결과 MAR 알고리즘 적용 시 관찰자 10명 중 Equivalent가 7명, Acceptable로 3명이 평가하여 MAR 알고리즘 적용 시 상대적으로 가장 화질 개선 효과가 있다고 평가되었다. 따라서 현재 임상에서 사용하고 있는 검사 파라미터와 더불어 고밀도 인공물을 감소시킬 수 있는 다양한 알고리즘을 적용하여 스캔 한다면 방사선 피폭선량에 대한 불필요한 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고밀도 인공물을 감소시켜 영상 데이터의 소실을 줄여 보다 많은 영상정보를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.
The purpose of this study was to investigate the degree of image degradation and the improvement of image quality caused by the density difference between the orthodontic filling material and the surrounding anatomical structure during the examination of the facial CT by quantitative and qualitative...
The purpose of this study was to investigate the degree of image degradation and the improvement of image quality caused by the density difference between the orthodontic filling material and the surrounding anatomical structure during the examination of the facial CT by quantitative and qualitative analysis. The teeth were scanned using 64-MDCT (Discovery 750 HD, GE HEALTH CARE, Milwaukee, USA). The teeth were scanned and compared according to tube voltage, silicone application, and MAR application. As a result, 10.36% CT value decreased at 140 kVp and 5.81% decrease at the application of silicon material. As a result of the qualitative evaluation, it was evaluated that 7 of the 10 observers and 3 of the acceptors were applied to the MAR algorithm. Therefore, it is possible to reduce the unnecessary burden on the radiation exposure dose as well as to reduce the loss of image data by reducing the high density artifacts, as well as the inspection parameters used in the current clinical application and various algorithms that can reduce the high density artifacts. It can be expected to provide a lot of image information.
The purpose of this study was to investigate the degree of image degradation and the improvement of image quality caused by the density difference between the orthodontic filling material and the surrounding anatomical structure during the examination of the facial CT by quantitative and qualitative analysis. The teeth were scanned using 64-MDCT (Discovery 750 HD, GE HEALTH CARE, Milwaukee, USA). The teeth were scanned and compared according to tube voltage, silicone application, and MAR application. As a result, 10.36% CT value decreased at 140 kVp and 5.81% decrease at the application of silicon material. As a result of the qualitative evaluation, it was evaluated that 7 of the 10 observers and 3 of the acceptors were applied to the MAR algorithm. Therefore, it is possible to reduce the unnecessary burden on the radiation exposure dose as well as to reduce the loss of image data by reducing the high density artifacts, as well as the inspection parameters used in the current clinical application and various algorithms that can reduce the high density artifacts. It can be expected to provide a lot of image information.
CT영상에서 인공물은 물리적인 요인인 X-선속의 경화현상, 부분체적 효과, 장치의 하드웨어적인 기능 이상, 영상처리 과정에서 발생되는 인공물 그리고 환자에 기인된 치과용 고정 용구, 정형 외과적 보정기구 외 액세서리 등에 의해 발생될 수 있다.[8] 이러한 이론적 지식을 바탕으로 우리는 안면부 CT검사 시 환자로부터 기인되어 화질감소에 원인이 되는 치아 충전물로 인한 인공물이 화질에 영향을 미치는 정도를 임상에서 적용되는 스캔 조건과 더불어 화질 개선 가능성이 있는 프로토콜을 적용하여 실험을 통해 분석하고, 이러한 원인으로 저하된 화질을 개선하는 방안을 연구하여 안면부 CT영상의 질을 향상시키는 방안을 실험을 통해 알아보고자 하였다.
제안 방법
실험은 치아교정 기구 중 다양한 밀도차이가 있는 브라켓(Bracket), 크라운(Crown), 밴드(Bands), 아말감(Amalgam)으로 교정한 치아와 일반치아를 이용하여 지지체는 파라핀을 이용하였고 파라핀을 정사각형의 틀에 부어 일정간격으로 치아삽입용 공간을 만들어 경기도에 위치한 S대학병원 임상의학연구센터에 의뢰하여 받은 일반 치아와 교정치아를 삽입하여 제작하였다. 관전압 변화, 실리콘 물질 적용유무, MAR 알고리즘 적용유무에 따라 교정 기구가 CT영상 화질에 영향을 미치는 정도를 정량 및 정성적으로 분석하고 가장 효과적인 화질개선 방법을 실험을 통해 알아보고자 한다. 실험에 적용한 장비는 64-MDCT (Discovery 750 HD, GEHEALTH CARE, Milwaukee, USA)을 이용하였고 스캔 조건은 자동 관전류(Smart mA)조정(Auto mA control, 150∼350 mA range)모드로 스캔 하였다.
대상 데이터
실험은 치아교정 기구 중 다양한 밀도차이가 있는 브라켓(Bracket), 크라운(Crown), 밴드(Bands), 아말감(Amalgam)으로 교정한 치아와 일반치아를 이용하여 지지체는 파라핀을 이용하였고 파라핀을 정사각형의 틀에 부어 일정간격으로 치아삽입용 공간을 만들어 경기도에 위치한 S대학병원 임상의학연구센터에 의뢰하여 받은 일반 치아와 교정치아를 삽입하여 제작하였다. 관전압 변화, 실리콘 물질 적용유무, MAR 알고리즘 적용유무에 따라 교정 기구가 CT영상 화질에 영향을 미치는 정도를 정량 및 정성적으로 분석하고 가장 효과적인 화질개선 방법을 실험을 통해 알아보고자 한다.
데이터처리
37 mm/rot)이며 Reconstruction type은 Standard Algorithm을 적용하였다. 스캔한 후 획득한 자료를 AW 4 . 6 Volume Share 4(GE Healthcare. Co.)로 전송 후 화질개선을 위해 적용한 일반치아와 교정치아의 영상에 임의의 동일한 지점에 관심부위(ROI ; Region Of Interesting)를 설정하여 그려 CT value를 측정 정량적으로 비교분석하였고, 정량적분석에 사용한 통계 프로그램은 SPSS 18.0(for Windows : SPSS. Chicago, IL)을 이용하였다. 정성적 평가는 주관적 평가로 안면부 판독전문의 및 CT전문 방사선사 등 총 10 명의 관찰자가 영상의 질 저하 유무, 이미지 노이즈, 고밀도(금속) 인공물 의한 Streak artifact 등 미세부분의 차이를 3단계(Equivalent, Acceptable, Unacceptable)로 평가하였다.
Chicago, IL)을 이용하였다. 정성적 평가는 주관적 평가로 안면부 판독전문의 및 CT전문 방사선사 등 총 10 명의 관찰자가 영상의 질 저하 유무, 이미지 노이즈, 고밀도(금속) 인공물 의한 Streak artifact 등 미세부분의 차이를 3단계(Equivalent, Acceptable, Unacceptable)로 평가하였다.
성능/효과
이에 이번 연구에서는 일반적으로 안면부 CT검사 시 치료 또는 영구적 교정으로 인해 제거가 불가능한 경우 이러한 고밀도 충전물에 의해 발생한 화질저하의 원인을 파악하고 감소방안을 관전압 변화, Silicone 물질 적용 유무, MAR 알고리즘 적용 유무에 따라 비교하여 가장 유용한 방법을 알아보고자 하였다. 그 결과에 의하면 관전압을 기본 적용 관전압 보다 높였을 경우 관전압을 높이지 않았을 때 보다 약 8.69 % CT value의 차이가 있었으며, Silicon 물질 적용 시 약 5.81 %, MAR 알고리즘 적용 시 약 7.24 % 차이가 있어 모든 방법에서 고밀도 인공물의 감소효과는 있었으나 silicon으로 고밀도 성분 주위를 가렸을 경우 다른 방법에 비해 상대적으로 좀 더 인공물 감소효과가 있는 것으로 평가되었다. 또한 정성적 평가의 경우 MAR 알고리즘 적용 시 관찰자 10명 중 Equivalent 7명, Acceptable 3명으로 평가하여 MAR 알고리즘 적용 시 상대적으로 좀 더 화질이 개선되었다고 평가하였다.
24 % 차이가 있어 모든 방법에서 고밀도 인공물의 감소효과는 있었으나 silicon으로 고밀도 성분 주위를 가렸을 경우 다른 방법에 비해 상대적으로 좀 더 인공물 감소효과가 있는 것으로 평가되었다. 또한 정성적 평가의 경우 MAR 알고리즘 적용 시 관찰자 10명 중 Equivalent 7명, Acceptable 3명으로 평가하여 MAR 알고리즘 적용 시 상대적으로 좀 더 화질이 개선되었다고 평가하였다. 의료방사선의 경우 검사 시 피폭에 의한 손해보다 환자가 얻을 수 있는 질환정보 등 이익이 더 크기 때문에 환자피폭에 대한 선량한도가 적용되지 않는다.
후속연구
결국 인공물에 의해 진단적 가치를 저하 시키고 나아가 질환판단에 혼란을 야기 시키고 있다. 따라서 현재 임상에서 사용하고 있는 검사 파라미터와 더불어 고밀도 인공물을 감소시킬 수 있는 다양한 알고리즘을 적용하여 스캔 한다면 방사선 피폭선량에 대한 불필요한 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고밀도 인공물을 감소시켜 영상 데이터의 소실을 줄여 보다 많은 정보를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.
의료방사선의 경우 검사 시 피폭에 의한 손해보다 환자가 얻을 수 있는 질환정보 등 이익이 더 크기 때문에 환자피폭에 대한 선량한도가 적용되지 않는다.[11]하지만 현재 다양한 피폭선량 감소프로그램을 장비 제조 회사에서 개발하고 있으며 현재도 많이 임상에서 적용하고 있기 때문에 정량적 분석결과의 큰 차이가 없다면 검사 조건은 현재 상태를 유지하되 장비 제조 회사에서 개발된 또는 개발되어지고 있는 다양한 고밀도 인공물 감소 알고리즘을 적용하기를 권고하며 실험에서 분석된 데이터를 필요에 따라 적절히 적용하여 검사를 한다면 방사선 피폭선량에 대한 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고밀도 인공물을 감소시켜 보다 질 좋은 영상과 많은 영상정보를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
치아교정용 충전물이 영상을 디지털화 하는 과정에서 무슨 문제를 가져오는가?
이러한 치아교정용 충전물은 대부분 밀도가 높은 성분으로 구성되어있으며 그 종류로는 Bracket, Crown, Band, Amalgam, Implant 등이 많이 사용되고 있다. 이러한 교정용구들은 대부분 방사선을 조사하여 획득한 데이터를 컴퓨터를 이용해 디지털 영상화 하는 과정에서 충전물 자체의 재질적 문제로 인해 영상의 질적 왜곡을 가져오게 된다. 특히, 최근 안면부 및 치아 질환 발생 시 3D CT를 많이 이용하고 있으며, 치아의 부정 형태, 안면기형, 암 등의 질환을 판단하기 위해 재구성의 영상을 이용하여 외과적 수술을 시행하며 그 중 구강과 하악 및 안면골의 외과적 수술 시에 더욱더 널리 이용되고 있다.
치아교정용 충전물을 구성하는 성분의 종류는?
일반적으로 안면부 CT검사 시 치아교정용 충전물은 분해능이 좋은 CT영상의 화질저하를 유발시키는 가장 큰 원인으로 작용한다. 이러한 치아교정용 충전물은 대부분 밀도가 높은 성분으로 구성되어있으며 그 종류로는 Bracket, Crown, Band, Amalgam, Implant 등이 많이 사용되고 있다. 이러한 교정용구들은 대부분 방사선을 조사하여 획득한 데이터를 컴퓨터를 이용해 디지털 영상화 하는 과정에서 충전물 자체의 재질적 문제로 인해 영상의 질적 왜곡을 가져오게 된다.
안면부 CT검사 시 치아교정용 충전물이 유발하는 문제점은?
일반적으로 안면부 CT검사 시 치아교정용 충전물은 분해능이 좋은 CT영상의 화질저하를 유발시키는 가장 큰 원인으로 작용한다. 이러한 치아교정용 충전물은 대부분 밀도가 높은 성분으로 구성되어있으며 그 종류로는 Bracket, Crown, Band, Amalgam, Implant 등이 많이 사용되고 있다.
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