DOI QR코드

DOI QR Code

디지털 흉부영상에서 자동노출제어 및 감도변화를 이용한 영상품질의 정량적인 평가

Quantitative Evaluation of Image Quality using Automatic Exposure Control & Sensitivity in the Digital Chest Image

  • 이진수 (부산가톨릭대학교 대학원 방사선학과) ;
  • 고성진 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) ;
  • 강세식 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) ;
  • 김정훈 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) ;
  • 김동현 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) ;
  • 김창수 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과)
  • 투고 : 2013.04.30
  • 심사 : 2013.06.10
  • 발행 : 2013.08.31

초록

자동노출제어장치를 사용하는 흉부 후전 검사는 이온전리조의 선택에 따라 환자가 받는 피폭선량이 달라진다. 본 논문에서는 자동노출제어장치의 이온전리조의 선택에 따른 최적의 진단 영상을 획득하면서 피폭선량을 최소화하는 방안에 대해 연구하였다. 실험방법은 흉부 후전 검사와 동일한 조건으로 자동노출제어장치의 이온전리조 선택과 감도변화에 따라 실험하였다. 이온전리조의 상단 2개, 하단 1개의 센서를 on/off 선택에 따라 7가지의 경우로 나누어 각각 5회씩 측정하여 평균값을 구하고 피폭선량을 산출하였다. 영상평가는 변조전달함수, 최대신호 대 잡음비, 평균제곱근, 신호 대 잡음비, 대조도 대 잡음비, 평균대표준편차비를 각각 측정하여 평가를 시행하였다. 실험결과 피폭선량 평가에서 이온전리조 상단 2개를 선택한 경우가 다른 조합에 비해 가장 낮은 선량을 나타내었고, 해상력 평가결과로는 감도 625(High)에서 상단2개를 선택한 영상이 두 번째로 높은 공간주파수 1.343 lp/mm를 나타내었다. 상단 2개를 선택한 영상의 평균제곱근 결과값이 두 번째로 낮게 나타났으며, 신호 대 잡음비, 대조도 대 잡음비, 평균 대 표준편차비는 두 번째로 높은 결과값을 나타내었다. 그리고 감도가 증가함에 따라 피폭선량은 감소하였으며, 영상품질 측면에서도 보다 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 따라서 피폭선량을 최소화하고, 최적의 의료 영상을 얻기 위해서는 감도 625(High)에서 이온전리조 상단 2개를 선택하는 것이 임상적으로 유용할 것으로 사료된다.

The patient radiation dose is different depending on selection of Ion chamber when taking Chest PA which using AEC. In this paper, we studied acquiring the best diagnostic images according to selection of Ion chamber on AEC mode as well as minimizing patient radiation dose. Experimental methods were selection of Ion chamber and change of sensitivity under the same conditions as Chest PA projection. At AEC mode, two upper ion chambers sensors and one lower ion chamber sensor were divided into 7 cases according to selection of on/off. after measuring five times respectively, we obtained average value and calculated exposure dose. Image assessment was done with measured Modulation Transfer Function, Peak Signal to Noise Ratio, Root Mean Square, Signal to Noise Ratio, Contrast to Noise Ratio, Mean to Standard deviation Ratio respectively. In exposure assessment results, selection of two upper chambers was the lowest. In resolution assessment results, image of two upper chambers had the second high spatial frequency at sensitivity at 625(High) was 1.343 lp/mm. RMS value of image selecting two upper chambers was low secondly. SNR, CNR, MSR were the high value secondly. As the sensitivity was increased, radiation dose was decreased but better image could be obtained on image quality. In order to obtain the best medical images while minimizing the dose, usage of two upper ion chambers is considered to be clinically useful at sensitivity 625(High).

키워드

참고문헌

  1. 강세식, 강은보, 고성진, 권오일, 김서융, RI SRI Summary Book, Nuclear Academy, pp.343-376, 2010.
  2. J. H. Wouter, Veldkamp, and J. M. Lucia, "Dose and perceived image quality in chest radiography," European journal of Radiology, Vol.72, No.2, pp.209-217, 2009. https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2009.05.039
  3. 흉부엑스선검사에서의 환자선량 권고량 가이드라인, 식품의약품안전청, 2008.
  4. 일반영상의학검사의 환자선량 권고량 가이드라인, 식품의약품안전청, 2010.
  5. 김재인, 최원근, 장성원, 오창선, 이관섭, 하동윤, "Glass dosimeter 를 이용한 환자피폭선량에 관한 분석", 대한디지털의료영상학회논문지, 제11권, 제1호, pp.15-20, 2009.
  6. 환자 방사선량 저감화 가이드라인, 식품의약품안전청, 2011.
  7. 김유현, "입사표면선량 측정방법과 방사선사의 역할", 방사선기술과학회지, 제.28권, 제3호, pp.173-189, 2005.
  8. 김유현, 최종학, 김성수, 이창엽, 조평곤, "진단방사선영역에서 방사선장치의 이용실태 및 환자피폭선량에 관한 조사연구", 한국의학물리학회, 제 16권, 제1호, pp.10-14, 2005.
  9. 김기홍, 방사선 자동 노출제어장치에 의한 피폭선량 변화 및 이미지 개선 효과에 관한 연구, 서울산업대학교, 석사학위논문, 2003.
  10. P. Doyle and C. J. Martin, "Calibrating Automatic Exposure Control for Digital Radiography," physics in medicine and Biology, Vol.51, No.21, 2006.
  11. 이광재, 김민기, 이종웅, 김호철, "디지털 방사선 촬영 환경에서 선량의 최저화 및 영상품질에 대한 연구", 전자공학논문지, 제50권, 제2호, pp.203-209, 2013.
  12. A. K. Jones, Using Automatic Exposure Control in Digital Radiography, Department of Imaging Physics U.T. M. D. Anderson Cancer Center, Houston, TX, 2008.
  13. L. E. Antonuk, J. H. Siewerdsen, J. Yorkston, W. Huang, "Radiation response of amorphous silicon imaging array at diagnostic energy," IEEE Trans. Nuclear Science, Vol.41(Issue 4), pp.1500-1505, 1994. https://doi.org/10.1109/23.322938
  14. 석대우, MTF, NPS, DQE 측정을 통한 비정질 셀레늄 기반 디지털 방사선 검출기의 성능 평가에 관한 연구, 인제대학교, 석사학위논문, 2004.
  15. 강광수, 이준행, "MRI 영상의 PSNR 평가", 한국방사선학회지, 제3권, 제4호, pp.13-20, 2009.
  16. 김형일, 엄원용, 노용만, "Sparse 표현을 이용한 X선 흡수 영상 개선", 멀티미디어학회논문지, 제15권, 제10호, pp.1205-1211, 2012. https://doi.org/10.9717/kmms.2012.15.10.1205
  17. P Bao and L. Zhang, "Noise Reduction for Magnetic Resonance Image via Adaptive Multiscale Products Thresholding," IEEE Trans. Med. Imag., Vol.22, No.9, pp.1089-1099, 2003. https://doi.org/10.1109/TMI.2003.816958
  18. 이진수, 고성진, 강세식, 김정훈, 박형후, 김동현, 김창수, "변형근치유방절제술 환자의 Ion chamber 변화에 따른 디지털 흉부 영상의 화질 평가", 한국콘텐츠학회논문지, 제13권, 제3호, pp.204-210, 2013. https://doi.org/10.5392/JKCA.2013.13.03.204
  19. 김은경, 진단용 디지털 영상장치의 조사조건 설정 실태 및 선량과 정도관리 인식에 관한 연구, 고려대학교, 석사학위논문, 2010.
  20. ICRP Publication 103 : Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, Oxford, 2007.

피인용 문헌

  1. Evaluation on Organ Dose and Image Quality by Changing kVp and Ion Chamber Combination while Taking Digital Chest Lateral Decubitus PA Projection vol.15, pp.1, 2015, https://doi.org/10.5392/JKCA.2015.15.01.316