Analysis of the ESD and DAP According to the Change of the Cine Imaging Condition of Coronary Angiography and Usefulness of SNR and CNR of the Images: Focusing on the Change of Tube Current

The purpose of this study was to investigate the effect of the change in the X-ray condition on the entrance surface dose (ESD) and dose area product (DAP) in the cine imaging of coronary angiography (CAG), and to analyze the usefulness of the condition change on the dose relation and image quality by measuring and analyzing the Signal to Noise Radio (SNR) and Contrast to Nois Ratio (CNR) of the angiographic images taken by the Image J program. Data were collected from 33 patients (24 males and 9 females) who underwent CAG at this hospital from November 2017 to March 2018. In terms of imaging condition and data acquisition, the ESD and DAP of group A with a high tube current of 397.2 mA and group B with a low tube current of 370.7 mA were retrospectively obtained for comparison and analysis. For the SNR and CNR measurement and analysis via Image J, the result values were derived by substituting the obtained data into the formula. The correlations among ESD and DAP according to the change in the imaging condition, SNR, and CNR were analyzed by using the SPSS statistical analysis software. The relationships of groups A and B, having a difference in the imaging condition, mA, with ESD ($A:483.5{\pm}60.1$; $B: 464.4{\pm}39.9$) and DAP ($A:84.3{\pm}10.7$; $B:81.5{\pm}7$) were not statistically significant (p>0.05). In the relationships with SNR and CNR based on Image J, the SNR ($5.451{\pm}0.529$) and CNR ($0.411{\pm}0.0432$) of the images obtained via the left coronary artery (LCA) imaging of group B showed differences of $0.475{\pm}0.096$ and $-0.048{\pm}0.0$, respectively, from the SNR ($4.976{\pm}0.433$) and CNR ($0.459{\pm}0.0431$) of the LCA of group A. However, the differences were not statistically significant (p<0.05). In the SNR and CNR obtained via the right coronary artery (RCA) imaging, the SNR ($4.731{\pm}0.773$) and CNR ($0.354{\pm}0.083$) of group A showed increased values of $1.491{\pm}0.405$ and $0.188{\pm}0.005$, respectively, from the SNR ($3.24{\pm}0.368$) and CNR ($0.166{\pm}0.033$) of group B. Among these, CNR was statistically significant (p<0.05). In the correlation analysis, statistically significant results were shown in SNR (LCA) and CNR (LCA); SNR (RCA) and CNR (RCA); ESD and DAP; ESD and sec; DAP and CNR (RCA); and DAP and sec (p<0.05). As a result of the analyses on the image quality evaluation and usefulness of the dose change, the SNR and CNR were increased in the RCA images of the CAG obtained by increasing the mA. Based on the result that CNR showed a statistically significant difference, it is believed that the contrast in the image quality can be further improved by increasing the mA in RCA imaging.

관상동맥 조영술(Coronary Angiography)의 씨네(cine) 촬영조건 변화에 따른 입사표면선량(ESD)과 흡수선량(DAP) 및 영상의 SNR·CNR 유용성 분석: 관전류 변화를 중점으로

관상동맥 조영술(CAG)의 씨네(Cine) 촬영에서 엑스선 촬영 조건의 변화가 입사 표면 선량(ESD)과 흡수선량(DAP)에 미치는 관계를 알아보고자 하였고 image J 프로그램을 통해 촬영된 혈관 조영 영상의 SNR과 CNR을 측정 분석하여 조건 변화가 선량관계 및 영상의 질에 미치는 유용성을 분석하고자 하였다. 2017년 11월부터 2018년 3월까지 본원에서 CAG를 시행한 33명(남24, 여9)의 데이터를 대상으로 하였고, 연령대는 37-76세(평균 $59{\pm}10$세), 몸무게53-104kg (평균 $72{\pm}10kg$), 키150-185cm (평균 $166.82{\pm}9.5kg$), BMI 18.3-33.2(평균 $25.8{\pm}3.2$)이었다. 촬영조건 및 데이터 획득은 관전류(mA)를 높게 한 A그룹(397.2mA)과 mA를 낮게 한 B그룹(370.7mA)의 ESD와 DAP를 후향적으로 획득하여 비교 분석 하였고 Image J를 통한 SNR과 CNR 측정 분석은 획득한 데이터를 공식에 대입하여 결과 값을 도출하였다. 통계프로그램은 SPSS (PASW)를 사용하여 촬영조건 변화에 따른 ESD와 DAP 및 SNR CNR의 상관관계 등을 분석하였다. 촬영조건의 mA에 변화를 주어 촬영한 A그룹과 B그룹의 ESD($A:483.5{\pm}60.1$, $B: 464.4{\pm}39.9$)와 DAP($A:84.3{\pm}10.7$, $B:81.5{\pm}7$)간의 관계는 통계적으로 유의하지 않았다(p>0,05). Image J를 통한 SNR과 CNR의 관계에선 B그룹의 좌심장동맥(LCA)을 촬영해 얻은 영상의 SNR($5.451{\pm}0.529$), CNR($0.411{\pm}0.0432$)이 A그룹 좌심장동맥(LCA)의 SNR($4.976{\pm}0.433$), CNR($0.459{\pm}0.0431$)보다 SNR $0.475{\pm}0.096$, CNR $-0.048{\pm}0.0$로 차이가 있었으나 통계적으로 유의하지는 않았다(p<0.05). 우심장동맥(RCA)을 촬영해 획득한 SNR과 CNR에선 A그룹의 SNR($4.731{\pm}0.773$)과 CNR($0.354{\pm}0.083$)이 B그룹의 SNR($3.24{\pm}0.368$), CNR($0.166{\pm}0.033$)보다 SNR $1.491{\pm}0.405$, CNR $0.188{\pm}0.005$로 증가된 수치를 나타냈으며 그 중 CNR이 통계적으로 유의했다(p<0.05). 상관관계 분석 결과에서는 SNR (LCA) & CNR (LCA), SNR (RCA) & CNR (RCA), ESD & DAP, ESD & sec, DAP & CNR (RCA), DAP & sec간에 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(p<0.05). SNR과 CNR이 높을수록 선명하고 좋은 화질을 나타냄을 의미하는데 화질평가 및 선량변화 유용성에 관한 분석 연구를 진행한 결과 mA를 증가시켜 촬영 한 CAG의 RCA영상에서 SNR과 CNR이 증가된 수치를 보였다. 특히, CNR이 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 것을 보았을 때 RCA촬영 시 mA를 향상시켜 촬영 할 경우 영상의 질 중 대조도가 한층 더 향상 될 수 있을 것으로 사료된다.