[논문]블라인드 품질 평가 방법을 사용한 주석필터 사용 유무에 따른 CT 영상 특성 비교

심지나; 이영진

doi:10.7742/jksr.2021.15.3.301

블라인드 품질 평가 방법을 사용한 주석필터 사용 유무에 따른 CT 영상 특성 비교
Comparison of CT Image Performance with or without Tin Filter based on Blind Image Quality Evaluation Method 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.15 no.3, 2021년, pp.301 - 306

심지나 (세브란스 병원 영상의학과) , 이영진 (가천대학교 보건과학대학 방사선학과)

초록
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전산화단층촬영장치 (Computed tomography, CT)의 의료 방사선량을 낮추기 위한 방법으로 주석필터의 사용을 통해 직접적으로 환자의 선량을 낮추는 방법이 있다. 그러나 주석필터의 사용으로 바뀐 X선 스펙트럼으로 인해 기존의 영상과 다른 인상의 영상으로 나타나기 때문에 질병 진단에 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 흉부 저선량 CT에서 주석필터의 적용 및 high pitch에 따른 영상평가를 진행함으로써 주석필터 사용 시 영상의 변화 양상을 살펴보았다. 본 연구에서는 비교를 위해 총 3개의 그룹으로 나누어 영상을 획득하였다. Group 1은 주석필터를 사용하지 않았으며, 기존에 사용하던 pitch인 0.8의 영상을 획득하였다. Group 2는 주석필터를 사용하였고, pitch는 0.8이며 Group 3은 주석필터를 사용하였으며 pitch는 2.5이다. 영상의 화질을 비교하기 위해 no-reference 기반으로 사용되는 블라인드 품질 평가 인자 중 natural image quality evaluator (NIQE)와 blind/referenceless image spatial quality evaluator (BRISQUE)를 사용하였다. 그 결과 NIQE 수치는 Group 1, Group 3, Group 2 의 순서대로 낮게 나타났다. BRISQUE 수치는 Group 3, Group 2, Group 1 의 순서대로 낮게 나타났다. 이를 통해 흉부 저선량 CT에서 주석필터 및 high pitch 기술의 영상의 우수성을 확인함으로써 특히 호흡 조절이 어려운 흉부 저선량 CT 환자에 있어서 더 정확한 영상에 대한 기대감을 가질 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The use of tin filters as a way to reduce the medical radiation in computed tomography (CT). However, due to the changed X-ray spectrum with the use of tin filters, disease diagnosis could be affected because it appears as images of different impressions from previous images. Therefore, this study evaluates the changes in images when using tin filter and high pitch in chest low-dose CT. In this study, images were acquired in groups of three for comparison. Group 1 did not apply to tin filter, and used the existing pitch 0.8. Group 2 used a tin filter, pitch 0.8, Group 3 used a tin filter, and pitch 2.5. To compare the image quality, the natural image quality evaluator (NIQE) and the blind/referenceless image quality evaluator (BRISQUE) were used among the blind quality evaluation factors depended on a no-reference basis. As a result, the NIQE values were low in the order of Group 1, Group 3, and Group 2. BRISQUE values were low in the order of Group 3, Group 2 and Group 1. This study confirms the superiority of images of tin filter and high pitch techniques in chest low-dose CT, which is considered to be a fundamental study for acquiring accurate images of patients with difficult breathing control.

주제어

표/그림 (3)

표 Table 1. CT parameters for image acquisition based on groups
그림 Fig. 1. Acquired CT image with AAPM phantom area using (a) uniformity, (b) slice thickness, (c) linearity, (d) spatial resolution, and (e) contrast resolution measurements as function of imaging method including tin filter + high pitch condition.
그림 Fig. 2. Results of the NIQE and BRISQUE as function of imaging method including tin filter + high pitch condition.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 흉부 저선량 CT에서 주석 필터의 적용 및 High Pitch에 따른 영상평가를 진행함으로써 주석필터 사용 시 영상의 변화 양상을 살펴보았다.

제안 방법

본 연구에서는 주석필터의 적용에 대한 평가뿐만 아니라 high pitch로 얻은 영상에 따른 영상평가를 진행하였다. Group 3 에서는, 정량적 평가에서 노이즈 분석에 더 민감한 NIQE값에서 Group 2 보다 더 낮은 NIQE값을 나타내었다.
이에 high pitch 기술로 영상 획득이 가능한 장비가 개발되었으며, 흉부 부위의 질 좋은 영상 획득에 있어 기대를 얻고 있다. 본 연구에서는 흉부 저선량 CT에서 주석 필터의 적용 및 high pitch에 따른 영상평가를 진행하였다.

대상 데이터

Fig. 1은 본 연구에서 획득한 AAPM 팬텀의 CT 영상이다. Fig.
본 연구를 위해 사용된 Phantom은 AAPM CT Performance Phantom 이다. 검사에 사용된 장비는 Siemens SOMATOM Force (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany)와 Siemens SOMATOM Definition Flash (Siemens Healthcare, Forchheim, Germany)을 사용하였다.
본 연구에서는 비교를 위해 총 3개의 그룹으로 나누어 영상을 획득하였다. Group 1은 주석 필터를 사용하지 않았으며, 기존에 사용하던 pitch인 0.

성능/효과

Fig. 1 (a)부터 (e)까지는 각각 균일도, 슬라이스 두께, 직선성, 공간 분해능, 그리고 대조도 분해능을 평가할 수 있는 팬텀 영역의 단면 영상 의예이며, 모두 일반적인 CT 영상획득 프로토콜, 주석 필터 적용, 그리고 주석 필터 및 High Pitch를 적용한 영상의 결과를 보여준다. 육안평가를 수행한 결과 모든 팬텀 영역에서 Group 3 이 가장 노이즈가 심한 결과를 보여주었지만, 공간 분해능 측면에서는 경계부분이 더욱 명확하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 흉부 저선량 CT에서 AAPM phantom을 사용하여 주석필터 및 high pitch 기술의 영상의 우수성을 나타내었다. 이 연구가 특히 호흡조절이 어려운 흉부 저선량 CT 환자에 있어서 더 정확한 영상에 대한 기대감을 가질 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.
연구 결과, 육안평가와 정량적 평가는 비슷한 경향을 가지는 것을 알 수 있었다. 육안평가 중 노이즈 측면에서는 상대적으로 부정적으로 평가되었던 주석 필터를 적용한 영상이 공간분해능에서는 상대적으로 우위를 나타냈으며, 정량적 평가에서도 공간 분해능에 더 민감한 BRISQUE 값에서 주석 필터를 적용한 영상이 기존 프로토콜 영상에 비해 좋은 결과를 나타내었다.
연구 결과, 육안평가와 정량적 평가는 비슷한 경향을 가지는 것을 알 수 있었다. 육안평가 중 노이즈 측면에서는 상대적으로 부정적으로 평가되었던 주석 필터를 적용한 영상이 공간분해능에서는 상대적으로 우위를 나타냈으며, 정량적 평가에서도 공간 분해능에 더 민감한 BRISQUE 값에서 주석 필터를 적용한 영상이 기존 프로토콜 영상에 비해 좋은 결과를 나타내었다.
1 (a)부터 (e)까지는 각각 균일도, 슬라이스 두께, 직선성, 공간 분해능, 그리고 대조도 분해능을 평가할 수 있는 팬텀 영역의 단면 영상 의예이며, 모두 일반적인 CT 영상획득 프로토콜, 주석 필터 적용, 그리고 주석 필터 및 High Pitch를 적용한 영상의 결과를 보여준다. 육안평가를 수행한 결과 모든 팬텀 영역에서 Group 3 이 가장 노이즈가 심한 결과를 보여주었지만, 공간 분해능 측면에서는 경계부분이 더욱 명확하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
또한 BRISQUE 에서는 다른 두 영상보다 더 낮은 BRISQUE값을 나타내었다. 이 결과는 흉부 CT에서 high pitch의 긍정적인 가능성을 나타내었으며 실제 호흡조절이 어려운 환자를 대상으로 영상을 얻었을 시 주석 필터를 적용한 high pitch 영상이 기존 프로토콜 영상에 비해 더 좋은 영상을 얻을 것이라 예상할 수 있다.

후속연구

본 논문의 제한점으로는 팬텀영상을 통해 평가를 진행함으로써 high pitch 기술로 얻은 영상의 평가를 정확하게 하지 못한 점이다. 다음 연구에서 환자를 통한 high pitch 영상을 평가한다면 더욱 정확한 영상평가가 가능할 것으로 기대된다.
본 논문의 제한점으로는 팬텀영상을 통해 평가를 진행함으로써 high pitch 기술로 얻은 영상의 평가를 정확하게 하지 못한 점이다. 다음 연구에서 환자를 통한 high pitch 영상을 평가한다면 더욱 정확한 영상평가가 가능할 것으로 기대된다.
본 연구에서는 흉부 저선량 CT에서 AAPM phantom을 사용하여 주석필터 및 high pitch 기술의 영상의 우수성을 나타내었다. 이 연구가 특히 호흡조절이 어려운 흉부 저선량 CT 환자에 있어서 더 정확한 영상에 대한 기대감을 가질 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

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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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