초록
본 연구는 2-D 와 3-D 호프만 뇌 모형 ,3-D 제젝 모형, 그리고 단일광자방출전산화단층촬영을 이용하여 인공산물을 일으키는 요인중 자료 획득 요소, 감쇠, 잡음, 산란 그리고 재구성 방식이 영상에 미치는 영향을 분석, 평가하였다. 자료 획득 요소 중 섬광 카메라의 회전 각도와 반경을 각각 변화시키면서 영상을 획득하였다. 이때 회전 반경의 변화가 작을수록 더 우수한 질의 영상을 얻을 수 있었고 회전중심으로부터 반경이 짧을수록 영상이 더 우수하였으며 이는 모형에서 거리가 멀어질수록 조준기의 분해능이 떨어지기 때문이다. 제젝 모형에서 균일한 부위를 각 조준기에 대해 알맞는 감쇠계수를 찾는데 이용하였다. $^{99m}$ Tc 을 사용했을 때 각 조준기에 대해 가장 알맞는 감쇠계수는 모두 0.12$cm^{-1}$ /로 나타났으며, 이 값으로 각각의 영상에 대해 감쇠 보정을 해주었다. 감쇠 보정 전의 제젝 모형의 균일한 부위는 감쇠로 인해 움푹 패인 선 프로파일 모양을 나타내었고, 감쇠 보정을 해줌으로서 평행한 선 프로파일을 얻을 수 있었다. 또한 감쇠 보정을 해줌으로서 영상의 질을 개선할 수 있었다. 각 시간에 따른 잡음의 영향을 관찰하기 위해 1분, 2분, 5분, 10분, 20분에 대하여 각각 자료를 얻었다. 결과에서 1분 영상이 잡음의 영향을 가장 많이 받아 영상의 질이 나빴으며 반면에 20분 영상은 잡음의 영향을 적게 받아 영상의 질이 상대적으로 가장 좋았다. 이는 자료 획득 시간을 길게하여 계수되는 양을 늘려줌으로서 Poisson 분포를 따르는 방사능 분포의 통계적 오차를 줄일 수 있기 때문인 것으로 생각한다. 이중-에너지 창, 즉 산란 부분과 $^{99m}$ Tc 의 봉우리 에너지인 140KeV 중심 20% 에너지 구별 영역을 각각 설정한 후, 자료를 얻어 산란 보정 전과 후의 영상을 비교하였다. 제젝 모형의 경우 냉구 부위와 바 패턴 부위가 산란 보정 이전에 비해 산란 보정 이후가 더 잘 식별되었고, 3-D 호프만 뇌모형의 경우 산란 보정후 영상의 질이 더 우수하게 나타났다. 결론적으로 SPECT 영상이 자료 획득을 위한 매개변수, 감쇠, 잡음, 산란 그리고 재구성 방식에 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며 임상 적용시 유용한 SPECT 자료를 얻기 위해서 이러한 인자들을 최적화 또는 보정해 주어야 할 것으로 생각된다.
Using the 2-D and 3-D Hoffman brain phantom, 3-D Jaszczak phantom and Single Photon Emission Computed Tomography, the effects of data acquisition parameter, attenuation, noise, scatter and reconstruction algorithm on image quantitation as well as image quality were studied. For the data acquisition parameters, the images were acquired by changing the increment angle of rotation and the radius. The less increment angle of rotation resulted in superior image quality. Smaller radius from the center of rotation gave better image quality, since the resolution degraded as increasing the distance from detector to object increased. Using the flood data in Jaszczak phantom, the optimal attenuation coefficients were derived as 0.12cm$\^$-1/ for all collimators. Consequently, the all images were corrected for attenuation using the derived attenuation coefficients. It showed concave line profile without attenuation correction and flat line profile with attenuation correction in flood data obtained with jaszczak phantom. And the attenuation correction improved both image qulity and image quantitation. To study the effects of noise, the images were acquired for 1min, 2min, 5min, 10min, and 20min. The 20min image showed much better noise characteristics than 1min image indicating that increasing the counting time reduces the noise characteristics which follow the Poisson distribution. The images were also acquired using dual-energy windows, one for main photopeak and another one for scatter peak. The images were then compared with and without scatter correction. Scatter correction improved image quality so that the cold sphere and bar pattern in Jaszczak phantom were clearly visualized. Scatter correction was also applied to 3-D Hoffman brain phantom and resulted in better image quality. In conclusion, the SPECT images were significantly affected by the factors of data acquisition parameter, attenuation, noise, scatter, and reconstruction algorithm and these factors must be optimized or corrected to obtain the useful SPECT data in clinical applications.
