선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 일반적으로 CT는 120 kV의 관전압을 사용하여 영상을 획득하는데, 140 kV의 관전압에 대한 영향을 분석한 연구는 보고되지 않았다. 이에 본 연구에서는 성인과 소아 팬텀을 이용하여 140 kV 관전압을 사용했을 때, IR 영상의 화질과 선량에 대한 영향을 연구하고자 하며, 그 결과를 120 kV 의 관전압으로 획득한 영상 및 선량과 비교하고자 한다.
제안 방법
- CT 영상은 FBP 와 IR 방법을 이용하여 재구성되었다. CT 영상 재구성을 위해 현재 널리 사용되고 있는 FBP 알고리즘은 IR 방법과 비교하기 위해 사용되었다.
- 이때 슬라이스 두께는 5 ㎜이고, 영상재구성 방법은 FBP 와 IR을 적용하였으며 관전압은 120 과 140kV 로 촬영하였다. 각 관전압에 대한 방사선량은 CTDIvol을 기준으로 10, 15, 20, 25, 30, 35 mGy 로 선량을 증가시키면서 촬영하였고, 표 1에 기술되어 있는 진단참고수준을 기준으로 비교 및 평가하였다. 촬영조건은 표 2에 기술되어 있다.
- 그림 3 의 소아 팬텀을 이용한 연구 결과에 따르면, 뼈 영상의 SNR 증강을 위해 동일한 관전압에서 IR 과FBP 영상을 비교하였고, 동일한 영상재구성 방법에서 관전압 변화에 따른 영상의 SNR 을 비교하였다. 소아의 뼈 영상에서 관전압 120 kV 와 140 kV 일 때 IR 적용 시 SNR 이 각각 17.
- 선량 감소 효과 측면을 고려하기 위해 성인의 DRL 25 mGy 와 소아의 DRL 20 mGy 을 기준으로 하고 이때 FBP 영상의 SNR 을 획득하여 이것과 비슷한 SNR 을 갖는 IR 영상의 선량이 어느 정도인지 확인하였다. 성인 팬텀의 IR 영상에서의 선량 감소효과는 뼈와 조직 영상에서 모두 40%의 선량 감소 효과를 보였다.
- 기준 DRL 에서 관전압 증가에 따른SNR 향상의 효과는 있었으나, 영상재구성 방법에 의한 SNR 향상에 비해서 그 효과는 적었다. 성인 팬텀의 조직 영상에서는 기준 DRL 일 때 동일 관전압에서 IR 의 적용에 따른 SNR 의 향상이 두드러졌으나, 관전압상승에 의한 SNR 향상의 영향은 IR 을 적용했을 때에 비교해서는 적었다. 따라서, 성인의 CT 촬영 시 뼈와 조직의 SNR 증강을 위해서는 관전압의 증가보다는 동일 관전압일 때 IR 을 적용하면 SNR 증가효과가 우수한 것으로 확인되었다.
- 성인과 소아의 CT 검사 시 환자 선량을 감소시키기 위하여 IR 방법을 적용했을 때 화질의 효과를 FBP방법과 비교하였다. 본 연구 결과에 따르면 환자 선량을 줄이기 위한 방법으로 IR 기법을 적용했을 때 선량감소효과가 증대되는 것으로 확인할 수 있었다.
- 성인과 소아의 복부를 기준으로 관전압, 선량, 영상재구성 방법에 따라 획득된 영상의 화질은 신호대잡음비 (Signal-to-noise ratio, SNR)로 평가하였다. SNR 식은 아래와 같다.
- CT 영상은 64 채널의 CT 장치 (Brilliance 64, Philips, Netherland)를 이용하여 획득하였다. 이 CT 장치의관전압은 80, 120, 140 kV를 사용할 수 있으며, 본 연구에서는 120 과 140 kV의 관전압을 사용하였다. 영상 획득용 팬텀 (Phantom kit, Philips, Netherland)를 사용하였다.
- 성인의 복부는 32 ㎝ 지름을 가진 팬텀을 촬영하였고, 소아의 복부는 16 ㎝ 지름을 가진 팬텀을 촬영하였다. 이때 슬라이스 두께는 5 ㎜이고, 영상재구성 방법은 FBP 와 IR을 적용하였으며 관전압은 120 과 140kV 로 촬영하였다. 각 관전압에 대한 방사선량은 CTDIvol을 기준으로 10, 15, 20, 25, 30, 35 mGy 로 선량을 증가시키면서 촬영하였고, 표 1에 기술되어 있는 진단참고수준을 기준으로 비교 및 평가하였다.
- 또한 소아 CT 검사가 증가하고 있는데 소아는 성인에 비해 방사선에 대한 감수성이 매우 높기 때문에 CT 검사에 주의가 필요하다. 이에 본연구에서는 참고문헌에서 권고하고 있는 DRL 을 기준으로 하여 IR 기법의 선량과 화질에 대한 영향을 확인하였고, 이 결과를 FBP 의 결과와 비교하였다
- 표 1 에 보는 바와 같이 성인과 소아의 복부에서의 CT 선량 진단참조수준 (Diagnostic Reference Level,DRL)인 Volume CT Dose Index (CTDIvol)을 기준으로 관전압, 관전류의 변화 및 영상재구성 방법에 따른 영상화질의 경향을 평가하였다 (2002). 진단참조수준에 따르면 성인은 복부 지름 32 ㎝를 기준으로 선량준위는 25 mGy 며, 소아는 복부 지름 16 ㎝를 기준으로 선량 준위는 20 mGy 다.
대상 데이터
- CT 영상은 64 채널의 CT 장치 (Brilliance 64, Philips, Netherland)를 이용하여 획득하였다. 이 CT 장치의관전압은 80, 120, 140 kV를 사용할 수 있으며, 본 연구에서는 120 과 140 kV의 관전압을 사용하였다.
- 성인의 복부는 32 ㎝ 지름을 가진 팬텀을 촬영하였고, 소아의 복부는 16 ㎝ 지름을 가진 팬텀을 촬영하였다. 이때 슬라이스 두께는 5 ㎜이고, 영상재구성 방법은 FBP 와 IR을 적용하였으며 관전압은 120 과 140kV 로 촬영하였다.
- 이 CT 장치의관전압은 80, 120, 140 kV를 사용할 수 있으며, 본 연구에서는 120 과 140 kV의 관전압을 사용하였다. 영상 획득용 팬텀 (Phantom kit, Philips, Netherland)를 사용하였다. 팬텀의 지름은 소아와 성인의 복부둘레를 기준으로 각각 16, 32 ㎝를 기준으로 설정하였다.
이론/모형
- CT 영상은 FBP 와 IR 방법을 이용하여 재구성되었다. CT 영상 재구성을 위해 현재 널리 사용되고 있는 FBP 알고리즘은 IR 방법과 비교하기 위해 사용되었다. FBP 알고리즘은 투영 과정과 역투영 과정을 거쳐서 재구성 영상을 만들 수 있고, FBP 의 투영상에 대한 알고리즘은 다음 식과 같다 (2005).
성능/효과
- 38 % 증가하였다. 120 kV 촬영 시 DRL 기준으로 FBP 의 SNR 와 비슷한 화질을 갖는 IR 의 SNR 일 때 선량은 20 mGy 에서 약 12 mGy 로 약 40% 감소하였고, 140 kV 영상에서도 선량은 20mGy 에서 14 mGy 로 약 30% 선량 감소효과를 보였다.
- 그림 2(B)는 조직에 대한 SNR 의 변화를 나타내고 있으며, 120 kV 와 140 kV 의 영상 모두에서 같은 선량지점의 IR 의 SNR 이 FBP 의 SNR 보다 증가했으며, 선량이 증가할수록 SNR 값도 증가하는 추세를 보여주고 있다. 25 mGy 의 DRL 선량을 기준으로 설정했을 때, 120 kV 와 140 kV 의 영상에서 IR 영상의SNR 이 FBP 영상에 비해 29.84 %, 33.46 % 증가함을 보였다. FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상은 120 kV 로 촬영한 영상과 비교하여 SNR 값이 각각 7.
- 87 % 증가하였다. DRL 기준 선량일 때 120kV 로 촬영하여 FBP 로 획득한 영상과 비슷한 SNR 을 갖는 IR 의 SNR 일 때 선량은 25 mGy 에서 15 mGy 로 선량이 40% 감소하였으며, 140 kV 영상에서도 선량이 25 mGy 에서 15 mGy 로 40% 선량 감소 효과를 보였다.
- 82 % 증가하였다. DRL 선량일 때 120 kV 로 촬영하여 FBP 로 획득한 영상과 비슷한 SNR 을 갖는 IR 의 SNR 에서 선량은 20 mGy 에서 10mGy 로 선량이 50% 감소하였으며, 140 kV 영상에서도 선량이 20 mGy 에서 10 mGy 로 50% 선량 감소 효과를 보였다.
- 그림 2(A)는 뼈에 대한 SNR 의 변화를 나타내고 있는데 120 kV 와 140 kV 모두에서 IR 기법의 화질이 FBP 기법에 비해서 모든 선량에 대해서 증가하는 추세이다. DRL 인 25 mGy 의 선량을 기준으로 했을 때, 120 kV 과 140 kV 영상에서 IR 의 SNR 은 FBP 의 SNR 보다 각각 27.84 %, 27.77 % 증가하였다. 또한, FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상의 SNR 은 120 kV 로 촬영한 영상의 SNR 에 비해 각각 4.
- 15 % 증가함을 보였다. FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상은 120 kV 로 촬영한 영상과 비교하여 SNR 값이 각각 7.31 %, 6.82 % 증가하였다. DRL 선량일 때 120 kV 로 촬영하여 FBP 로 획득한 영상과 비슷한 SNR 을 갖는 IR 의 SNR 에서 선량은 20 mGy 에서 10mGy 로 선량이 50% 감소하였으며, 140 kV 영상에서도 선량이 20 mGy 에서 10 mGy 로 50% 선량 감소 효과를 보였다.
- 46 % 증가함을 보였다. FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상은 120 kV 로 촬영한 영상과 비교하여 SNR 값이 각각 7.86 %, 10.87 % 증가하였다. DRL 기준 선량일 때 120kV 로 촬영하여 FBP 로 획득한 영상과 비슷한 SNR 을 갖는 IR 의 SNR 일 때 선량은 25 mGy 에서 15 mGy 로 선량이 40% 감소하였으며, 140 kV 영상에서도 선량이 25 mGy 에서 15 mGy 로 40% 선량 감소 효과를 보였다.
- 그림 2 와 3 의 연구 결과에 따르면 성인과 소아 팬텀 CT 검사 시 동일한 실험조건에서 IR 기법을 적용했을 때 SNR 값이 FBP 의 SNR 과 비교하여 증가하는 경향을 보였다. IR 방법의 효과가 증명된 부분은 동일관전압에서 IR 과 FBP 의 적용부분이고, 성인 팬텀을 이용하여 뼈 영상을 획득했을 때, 기준 DRL 에서 120kV 와 140 kV 의 영상에서 SNR 의 향상이 각각 27.84 %와 27.77 % 였다. 기준 DRL 에서 관전압 증가에 따른SNR 향상의 효과는 있었으나, 영상재구성 방법에 의한 SNR 향상에 비해서 그 효과는 적었다.
- 77 % 였다. 기준 DRL 에서 관전압 증가에 따른SNR 향상의 효과는 있었으나, 영상재구성 방법에 의한 SNR 향상에 비해서 그 효과는 적었다. 성인 팬텀의 조직 영상에서는 기준 DRL 일 때 동일 관전압에서 IR 의 적용에 따른 SNR 의 향상이 두드러졌으나, 관전압상승에 의한 SNR 향상의 영향은 IR 을 적용했을 때에 비교해서는 적었다.
- 성인 팬텀의 조직 영상에서는 기준 DRL 일 때 동일 관전압에서 IR 의 적용에 따른 SNR 의 향상이 두드러졌으나, 관전압상승에 의한 SNR 향상의 영향은 IR 을 적용했을 때에 비교해서는 적었다. 따라서, 성인의 CT 촬영 시 뼈와 조직의 SNR 증강을 위해서는 관전압의 증가보다는 동일 관전압일 때 IR 을 적용하면 SNR 증가효과가 우수한 것으로 확인되었다.
- 17 % 증가하였다. 또한, FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상의 SNR 은 120 kV 로 촬영한 영상의 SNR 에 비해 각각 15.91 %, 16.38 % 증가하였다. 120 kV 촬영 시 DRL 기준으로 FBP 의 SNR 와 비슷한 화질을 갖는 IR 의 SNR 일 때 선량은 20 mGy 에서 약 12 mGy 로 약 40% 감소하였고, 140 kV 영상에서도 선량은 20mGy 에서 14 mGy 로 약 30% 선량 감소효과를 보였다.
- 77 % 증가하였다. 또한, FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상의 SNR 은 120 kV 로 촬영한 영상의 SNR 에 비해 각각 4.86 %, 4.80 % 증가하였다. 120 kV 촬영 시 DRL 기준으로 FBP 의 SNR 와 비슷한 화질을 갖는 IR 의 SNR 일 때 선량은 25 mGy 에서 15 mGy 로 40% 감소하였고, 140 kV 영상에서도 마찬가지로 선량은 25mGy 에서 15 mGy 로 40% 선량 감소효과를 보였다.
- 성인과 소아의 CT 검사 시 환자 선량을 감소시키기 위하여 IR 방법을 적용했을 때 화질의 효과를 FBP방법과 비교하였다. 본 연구 결과에 따르면 환자 선량을 줄이기 위한 방법으로 IR 기법을 적용했을 때 선량감소효과가 증대되는 것으로 확인할 수 있었다. 성인의 CT 검사 시 뼈와 조직의 SNR 증가를 위해서는 관전압 증가보다는 IR 기법을 적용하면 화질 향상에 기여할 것으로 생각된다.
- 선량 감소 효과 측면을 고려하기 위해 성인의 DRL 25 mGy 와 소아의 DRL 20 mGy 을 기준으로 하고 이때 FBP 영상의 SNR 을 획득하여 이것과 비슷한 SNR 을 갖는 IR 영상의 선량이 어느 정도인지 확인하였다. 성인 팬텀의 IR 영상에서의 선량 감소효과는 뼈와 조직 영상에서 모두 40%의 선량 감소 효과를 보였다. 소아 팬텀의 IR 영상에서는 최소 30 %에서 최대 50% 선량 감소 효과를 보였다.
- 또한, 선량이 증가할수록 SNR 값도 증가하는 추세를 보여주고 있다. 소아 팬텀의 DRL 인 20 mGy 선량을 기준으로 설정했을 때, 120 kV 와 140 kV 의 영상에서 IR 영상의SNR 이 FBP 영상의 SNR 과 비교했을 때 26.73 %, 26.15 % 증가함을 보였다. FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상은 120 kV 로 촬영한 영상과 비교하여 SNR 값이 각각 7.
- 성인 팬텀의 IR 영상에서의 선량 감소효과는 뼈와 조직 영상에서 모두 40%의 선량 감소 효과를 보였다. 소아 팬텀의 IR 영상에서는 최소 30 %에서 최대 50% 선량 감소 효과를 보였다. 이는 IR 방법은 DRL 이하의 선량으로도 FBP 방법을 적용했을 때의 기준 DRL 에서의 영상과 동일한 화질을 얻을 수 있는 효과가 있다.
- 그림 3(A)는 뼈에 대한 SNR 의 변화를 나타내고 있으며 동일한 관전압과 같은 선량에서 IR 기법의 SNR 이 FBP 기법의 SNR 에 비해서 높은 값을 보였다. 소아의 DRL 인 20 mGy 의 선량을 기준으로 했을 때, 120 kV 과 140 kV 영상에서 IR 의 SNR 은 FBP 의 SNR 보다 각각 17.70 %, 18.17 % 증가하였다. 또한, FBP 와 IR 영상에서 140 kV 로 촬영한 영상의 SNR 은 120 kV 로 촬영한 영상의 SNR 에 비해 각각 15.
- 그림 3 의 소아 팬텀을 이용한 연구 결과에 따르면, 뼈 영상의 SNR 증강을 위해 동일한 관전압에서 IR 과FBP 영상을 비교하였고, 동일한 영상재구성 방법에서 관전압 변화에 따른 영상의 SNR 을 비교하였다. 소아의 뼈 영상에서 관전압 120 kV 와 140 kV 일 때 IR 적용 시 SNR 이 각각 17.70 %, 18.17 % 증가하였고, IR 과 FBP 영상에서 관전압을 140 kV 를 사용했을 때 SNR 이 각각 15.91 %, 16.38 % 증가하였다. 소아의 뼈영상에서 동일 관전압에서 IR 영상과 동일 영상재구성 방법에서의 140 kV 영상의 SNR 향상 효과는 비슷하게 증가하였다.
- 사람의 평균수명이 늘어나고 있고 건강에 대한 사람들의 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 CT 를 이용한 검사가 증가하였고, 환자가 받는 피폭선량 또한 큰 폭으로 증가하였다. 또한 소아 CT 검사가 증가하고 있는데 소아는 성인에 비해 방사선에 대한 감수성이 매우 높기 때문에 CT 검사에 주의가 필요하다.
후속연구
- 본 연구 결과에 따르면 환자 선량을 줄이기 위한 방법으로 IR 기법을 적용했을 때 선량감소효과가 증대되는 것으로 확인할 수 있었다. 성인의 CT 검사 시 뼈와 조직의 SNR 증가를 위해서는 관전압 증가보다는 IR 기법을 적용하면 화질 향상에 기여할 것으로 생각된다. 소아 CT 검사 시 조직의 화질 향상은 IR 기법을 적용하는 것의 효과가 크지만, 소아의 뼈 검사 시 IR 기법을 사용하거나 관전압을 140kV 로 증가시키면 화질 향상에 기여할 것으로 사료된다.
- 성인의 CT 검사 시 뼈와 조직의 SNR 증가를 위해서는 관전압 증가보다는 IR 기법을 적용하면 화질 향상에 기여할 것으로 생각된다. 소아 CT 검사 시 조직의 화질 향상은 IR 기법을 적용하는 것의 효과가 크지만, 소아의 뼈 검사 시 IR 기법을 사용하거나 관전압을 140kV 로 증가시키면 화질 향상에 기여할 것으로 사료된다.
- 하지만, 소아 팬텀의 조직의 경우 동일 관전압에서의 IR 영상의 SNR 향상이 동일 재구성방법에서의 140 kV 관전압 효과보다 SNR 향상 측면에서 더 많은 증가폭을 보이고 있다. 소아 조직 영상의 경우 동일 선량에서 관전압의 증가보다는 IR 방법의 적용이 화질 개선에 더 많은 역할을 할 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.