Comparison Study on Projection and Backprojection Methods for CT Simulation

Image reconstruction is one of the most important processes in CT (Computed tomography) technology. For fast scanning and low dose to the objects, iterative reconstruction is becoming more and more important. In the implementation of iterative reconstruction, projection and backprojection processes are considered to be indispensable parts. However, many approaches for projection and backprojection may result severe image artifacts due to their discrete characteristics and affects the reconstructed image quality. Thus, new approaches for projection and backprojection are highly demanded these days. In this paper, distance-driven approach was evaluated and compared with other conventional methods. The numerical simulator was developed to make the phantoms, and projection and backprojection images were compared using these approaches. As a result, it turned out that there are less artifacts during projection and backprojection in parallel and fan beam geometry.

투사 및 역투사 방법에 따른 컴퓨터단층촬영 영상 비교

컴퓨터단층촬영에서 영상 재구성은 가장 중요한 과정 중 하나다. 그 중에서도 빠른 주사시간과 낮은 조사량을 위하여 반복적 재구성(iterative reconstruction)은 점점 중요시 되고 있다. 그리고 이러한 반복적 재구성을 적용하기 위해서 투사 및 역투사 과정은 필수적인 과정이 된다. 그로 인하여 최근 distance-driven approach가 투사 및 역투사 방법으로 제안되었고 주목받고 있다. 본 연구에서는 이 distance-driven approach의 특성을 이해하기 위한 여러 가지 시뮬레이션을 수행하였고 다른 두 가지의 투사 및 역투사 방법과 비교하였다. 우선, 정사각형 팬텀을 이용하여 한 각도에서 투사 및 역투사를 통한 기본적인 특성을 비교 및 분석하였다. 그 후, Shepp-Logan 팬텀을 이용하여 세 가지 투사 및 역투사 방법이 최종 재구성 영상화질에 미치는 영향을 분석하였다. 영상재구성법은 여과 후 역투사와 반복적 재구성(SART)의 두 가지 방법에 대하여 각각 세 가지 투사 및 역투사를 적용하였다. 시뮬레이션 결과 distance-driven approach는 투사 및 역투사시 최소의 아티팩트가 생가는 것을 정사각형 팬텀 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다. 그리고 이를 이용하여 Shepp-Logan 팬텀의 영상재구성 결과에 적용한 결과 여과 후 역투사와와 반복적 재구성 두 가지 방법 모두에서 distance-driven approach를 통한 재구성영상의 화질이 다른 방법에 비하여 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 distance-driven approach의 투사 및 역투사의 성능을 비교 분석 확인하였다.