• 한국방사선학회논문지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.55-63
• /
• 2019

고농도의 산소를 흡입하는 경우에 자기공명영상의 FLAIR(fluid attenuated inversion-recovery, FLAIR) 영상에서 뇌척수액에서 신호가 억제되지 않고 고신호로 나타나는 경우가 있다는 보고가 있었다. 본 연구는 아가 젤로 고정한 팬텀을 제작하여 산소를 주입한 생리식염수와 조영제를 희석한 생리식염수의 신호를 FLAIR 기법의 반전시간(TI : inversion time)을 변화하여 영상을 획득하고, 분석하여 기초자료를 마련 하고자 하였다. 부산 P병원의 Philips Achieva MR 3.0T를 이용한 결과에서 자기공명영상의 FLAIR 기법에서 산소가 주입된 생리식염수의 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)는 산소가 주입되지 않은 생리식염수 보다 증가되었다. 하지만 희석된 조영제보다는 높지 않았다. 반전시간 1,800ms에서는 산소에 의한 신호 증강이 없는 영상을 획득할 수 있었다. 산소가 주입된 생리식염수와 조영제의 대조도 대 잡음비(contrast to noise ratio)에서도 임상에서 주로 사용하는 반전시간 2,800ms보다 1,800ms에서 높게 증가되었다. 본 실험의 결과가 자기공명영상의 FLAIR 기법에서 산소 주입에 따른 뇌척수액의 신호 변화 연구에 기초자료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.81-86
• /
• 2019

X-선 영상에서 필터를 통한 여과의 역할은 영상 형성에 유용한 광자를 이용해 환자의 피폭량을 낮춤과 동시에 영상의 대조도를 높이는 것이다. 영상을 형성하는 데 있어서 저에너지 X-선은 환자 조직의 최초 몇 cm 부위에서 흡수되고 고에너지 부분만을 통과하여 형성되므로, 방사선 여과는 여과물질을 삽입하여 저에너지 X-선을 여과물질로 하여금 흡수시켜 환자의 피폭량을 낮추고 영상의 질을 높인다. 본 연구의 목적은 시뮬레이션을 통해 이상적인 환경에서 부가 필터가 방사선 영상 촬영 시 영상의 화질에 미치는 영향을 확인하고, 실제 방사선 영상을 촬영할 경우와 비교하는 것이다. 이를 위해 시뮬레이션 프로그램인 Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE)를 이용해 Polymethylmethacrylate (PMMA) Phantom의 실제 크기, 모양과 재질을 모사하고 부가 필터의 사용유무 및 필터의 두께에 따른 촬영 조건을 설정하여 시뮬레이션 결과 영상을 얻어냈다. 또한, Digital Radiography (DR)장비로 실제 PMMA Phantom을 필터가 없는 경우와 필터가 있을 때 그 두께를 변화시키며 촬영했다. 시뮬레이션의 결과 영상과 실제 실험을 통해 얻은 영상을 각각 Image J 프로그램을 이용해 Contrast-to-noise ratio (CNR) 평가를 실행한 뒤, 시뮬레이션 결과 영상과 최종적으로 도출된 두 영상의 변화 추이를 비교 측정했다. 실험 결과 DR장비와 시뮬레이션 영상 모두 CNR이 감소하는 추세를 보였으며, 이는 결국 영상에서의 대조도 감소로 인해 나타난 결과였다. 이론적으로 관전압 (kVp)이 증가하면 대조도가 감소하고, 이를 통해보았을 때 필터는 저에너지부의 X-선을 흡수하면서 전체적인 선량을 감소시키지만, X-선의 평균에너지를 증가시키는 역할을 한다는 것을 알아볼 수 있었다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
• /
• 제15권2호
• /
• pp.102-110
• /
• 2015

The main source of noise in computed tomography (CT) images is a quantum noise, which results from statistical fluctuations of X-ray quanta reaching the detector. This paper proposes a neural network (NN) based hybrid filter for removing quantum noise. The proposed filter consists of bilateral filters (BFs), a single or multiple neural edge enhancer(s) (NEE), and a neural filter (NF) to combine them. The BFs take into account the difference in value from the neighbors, to preserve edges while smoothing. The NEE is used to clearly enhance the desired edges from noisy images. The NF acts like a fusion operator, and attempts to construct an enhanced output image. Several measurements are used to evaluate the image quality, like the root mean square error (RMSE), the improvement in signal to noise ratio (ISNR), the standard deviation ratio (MSR), and the contrast to noise ratio (CNR). Also, the modulation transfer function (MTF) is used as a means of determining how well the edge structure is preserved. In terms of all those measurements and means, the proposed filter shows better performance than the guided filter, and the nonlocal means (NLM) filter. In addition, there is no severe restriction to select the number of inputs for the fusion operator differently from the neuro-fuzzy system. Therefore, without concerning too much about the filter selection for fusion, one could apply the proposed hybrid filter to various images with different modalities, once the corresponding noise characteristics are explored.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제29권4호
• /
• pp.150-156
• /
• 2018

This study aims to develop an improved Feldkamp-Davis-Kress (FDK) reconstruction algorithm using anisotropic total variation (ATV) minimization to enhance the image quality of low-dose cone-beam computed tomography (CBCT). The algorithm first applies a filter that integrates the Shepp-Logan filter into a cosine window function on all projections for impulse noise removal. A total variation objective function with anisotropic penalty is then minimized to enhance the difference between the real structure and noise using the steepest gradient descent optimization with adaptive step sizes. The preserving parameter to adjust the separation between the noise-free and noisy areas is determined by calculating the cumulative distribution function of the gradient magnitude of the filtered image obtained by the application of the filtering operation on each projection. With these minimized ATV projections, voxel-driven backprojection is finally performed to generate the reconstructed images. The performance of the proposed algorithm was evaluated with the catphan503 phantom dataset acquired with the use of a low-dose protocol. Qualitative and quantitative analyses showed that the proposed ATV minimization provides enhanced CBCT reconstruction images compared with those generated by the conventional FDK algorithm, with a higher contrast-to-noise ratio (CNR), lower root-mean-square-error, and higher correlation. The proposed algorithm not only leads to a potential imaging dose reduction in repeated CBCT scans via lower mA levels, but also elicits high CNR values by removing noisy corrupted areas and by avoiding the heavy penalization of striking features.

• Imaging Science in Dentistry
• /
• 제46권3호
• /
• pp.203-210
• /
• 2016

Purpose: The purpose of this study was to investigate appropriate contrast reference values (CRVs) by comparing the contrast in phantom and clinical images. Materials and Methods: Phantom contrast was measured using two methods: (1) counting the number of visible pits of different depths in an aluminum plate, and (2) obtaining the contrast-to-noise ratio (CNR) for 5 tissue-equivalent materials (porcelain, aluminum, polytetrafluoroethylene [PTFE], polyoxymethylene [POM], and polymethylmethacrylate [PMMA]). Four panoramic radiographs of the contrast phantom, embedded in the 4 different regions of the arch-form stand, and 1 real skull phantom image were obtained, post-processed, and compared. The clinical image quality evaluation chart was used to obtain the cut-off values of the phantom CRV corresponding to the criterion of being adequate for diagnosis. Results: The CRVs were obtained using 4 aluminum pits in the incisor and premolar region, 5 aluminum pits in the molar region, and 2 aluminum pits in the temporomandibular joint (TMJ) region. The CRVs obtained based on the CNR measured in the anterior region were: porcelain, 13.95; aluminum, 9.68; PTFE, 6.71; and POM, 1.79. The corresponding values in the premolar region were: porcelain, 14.22; aluminum, 8.82; PTFE, 5.95; and POM, 2.30. In the molar region, the following values were obtained: porcelain, 7.40; aluminum, 3.68; PTFE, 1.27; and POM, - 0.18. The CRVs for the TMJ region were: porcelain, 3.60; aluminum, 2.04; PTFE, 0.48; and POM, - 0.43. Conclusion: CRVs were determined for each part of the jaw using the CNR value and the number of pits observed in phantom images.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.201-208
• /
• 2018

본 연구는 Image J 프로그램을 사용하여 유속증가 자기공명영상기법의 숙임각 변화에 따른 SNR와 CNR을 측정하여 최적의 숙임각을 알아보기 위해 연구하였다. 총 30명의 정상인 지원자를 대상으로 1.5T 자기공명영상기기(Philips, Medical System, Achieva)를 이용하여 뇌동맥검사 후 평가를 실시하였다. 분석 방법으로 유속증가 자기공명 혈관 조영술에 대하여 4 부위에 관심영역을 설정하고 SNR와 CNR을 평가하였다. 5가지 숙임각에서의 정량적 분석으로 SNR과 CNR에 대한 통계적 유의성은 일원분산분석으로 계산되었으며, 사후 분석으로는 Bonferroni 법을 적용하였고, 통계에 사용된 프로그램은 SPSS 14.0을 이용하여 p 값을 0.05 이하일 때 유의성을 두었다. 본 실험에 대한 결과로서 전교통동맥(SNR:$876.59{\pm}14.22$, CNR:$1999.7{\pm}12.5$), 후교통동맥 (SNR: $863.48{\pm}13.29$, CNR:$1870.18{\pm}12.56$), ICA(SNR: $1116.87{\pm}08.34$, CNR:$2979.37{\pm}14.69$), 중대뇌동맥(SNR:$848.66{\pm}15.25$, CNR:$2199.25{\pm}13.48$)의 값으로 $25^{\circ}$에서 가장 높은 신호강도를 보였다(p<0.05). 작은 혈관 묘출로서 a1, a2, a3, p1, p2, p3, m1, m2, m3 값 또한 동일한 결과 이었다(p<0.05). 사후분석결과로, 숙임각에서 $25^{\circ}$ 기준으로 $10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$에서 유의성 있는 결과를 얻었지만(p=0.000) $30^{\circ}$에서는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 결론적으로, 본 연구에서 $30^{\circ}$에서는 신호강도가 떨어지기 때문에 뇌혈관 자기공명조영술에서 최적의 숙임각은 $25^{\circ}$로 나타냈다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.257-265
• /
• 2024

본 연구는 자동노출제어 흉부 방사선 검사 시 신체 기능 일부를 대체 보조하거나 의약품 등을 주입하는 인체 이식형 의료기기가 흉부 영상의 선량과 화질에 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 제조회사와 모델이 다른 3대의 디지털 X선 발생장치와 인체모형 팬텀을 사용하여 흉부 검사와 동일한 방법으로 위치잡이를 선정 후 선행 연구에서 선량의 변화가 관찰된 인공심장박동기(Pacemaker), 심장 재동기화 치료기(CRT), 케모포트(Chemoport) 3개의 HIMD(Human Implantable Medical Device)를 상단 이온전리조센서에 부착한 후 Monte Carlo 방법론 기반의 프로그램 PCXMC 2.0을 사용하여 실험에서 도출된 DAP(Dose Area Product) 값을 입력하여 유효선량을 측정하였다. 또한 흉부 영상의 화질 평가를 하기 위해 가슴 부위에 관심 영역 3곳과 잡음영역 1곳을 설정하고 신호대잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio), 대조도대잡음비(CNR; Contrast to Noise Ratio)를 측정하였다. 연구 결과는 유효선량의 유의미한 차이를 보여주었으며 AEC 적용과 미적용 그룹을 비교하였을 때 Pacemaker와 CRT는 유의한 차이가 있었다. (p<0.05) AEC 적용 시 Pacemaker에서 37%, CRT에서 52% 유효선량이 증가하였다. Chemoport는 유효선량의 10% 차이는 있었지만, 유의미한 차이를 보이지 않았다. (p>0.05) 영상 품질 평가에서는 모든 HIMD 삽입과 AEC 적용 유무에 따른 SNR, CNR의 유의미한 차이를 보이지 않았다. (p>0.05) 최종 결론은 AEC 적용 후 HIMD가 삽입된 환자의 흉부 X-ray 검사 시 유효선량이 증가하였으며 AEC 적용 유무에 따른 흉부 영상의 품질 차이는 없음을 알 수 있었다. 이는 HIMD가 삽입된 환자의 흉부 검사 시 AEC 미사용이 환자의 선량을 낮추는 타당성을 확인한 것이며 과피폭을 주의하고 피폭 저감화를 위한 다양한 방법을 모색하여야 한다.

• 핵의학기술
• /
• 제18권1호
• /
• pp.134-139
• /
• 2014

ASIR기법은 statistical noise modeling을 사용하여 CT image를 reconstruction하는 방법으로, mA를 낮춰도 이미지 질을 보전하며 noise reduction 효과가 있다고 알려져 왔다. 본 논문은 본원에서 주로 하는 bone SPECT/CT에 ASIR 기법을 적용하여 이미지를 평가하였다. GE의 Discorvery 670을 이용하여 120 kVp, 100 mA를 기준으로 mA를 변화시켜서 ASIR의 적용 전과 적용 후 영상을 비교하였다(ASIR level: 20-80%). Anthropomorphic phantom으로 ASIR (%)의 변화에 따른 SPECT image의 감쇠 보정 정도를 측정하였다. 두번째로 ACR phantom으로 CT image의 CNR, image noise, spatial resolution을 평가하였다. 세 번째로 lower torso phantom을 이용하여 spine에 최적화할 수 있는 ASIR level을 선택한 후 2명의 bone SPECT/CT follow up 환자에게 ASIR를 적용하여 영상을 획득한 후 5년 이상의 경험이 있는 10명의 방사선사에게 blind test를 시행하였다. SPECT의 영상의 감쇠 보정 정도는 ASIR의 변화와는 무관하게 모두 유의한 차이가 없었다(P>0.05). ASIR을 적용했을 때 CT image의 noise는 mA의 변화에 따라 최소 17%에서 최대 52%까지 감소하였다. ASIR를 적용하지 않았을 때 CNR은 40 mA에서 0.42를 보여준 반면 ASIR를 적용한 40 mA (ASIR 60%)에서도 0.8 이상을 유지하였다. High contrast 영역의 비교에서는 ASIR 적용과 상관없이 40 mA까지 12 lp/cm 영역을 구별할 수 있었다. Lower torso phantom의 spine image에서 100 mA image와 육안적으로 비슷한 ASIR level은 60% (40 mA) 정도였고, bone SPECT/CT에 적용한 후 blind test에서 육안적으로 ASIR를 적용하지 않았을 때와 차이를 구별하지 못하였다. 본 논문의 결과는 SPECT/CT에서 ASIR 기법을 사용했을 때 SPECT와 CT image의 특별한 영상의 질 저하 없이 radiation dose를 줄일 수 있다는 것을 보여준다. 또한 관심부위가 bone에 한정되어 있는 bone SPECT/CT 특성상 더 높은 ASIR level도 가능할 것으로 사료된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
• /
• pp.86-89
• /
• 2015

자동노출제어장치 (AEC : Auto Exposure Control)를 사용하는 경우와 사용하지 않았을 경우, 관전압과 관전류 설정에 따른 영상의 정량적인 평가를 통하여 최적의 영상을 찾고자 한다. 이를 통해 AEC 사용유무 및 촬영조건의 조절과 영상간의 관계를 파악하여, DR의 올바른 사용방법을 제안하고자 한다. 흉부팬텀으로 조건변화에 따른 Chest PA 영상을 획득한 뒤 영상평가인자인 신호 대 잡음비 (SNR), 대조도 대 잡음비 (CNR), 최대신호 대 잡음비 (PSNR), 평균 제곱근 (RMS)을 이용하여 영상평가를 실시한다. 관전압이 감소, 관전류가 증가함에 따라 SNR, CNR, PSNR은 증가하는 경향을 보였으며, RMS는 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 고관전압, 저관전류 영역에서는 AEC를 사용하지 않았을 경우가 AEC를 사용하는 경우에 비해 SNR, PSNR이 높게 나타났으며, RMS는 낮게 나타났다. 그리고 저관전압, 고관전류영역에서는 AEC가 SNR, PSNR이 높게 나타났으며, RMS는 낮게 나타났다. 촬영조건의 변화와 AEC의 사용유무에 따라 영상의 질에서 차이를 확인할 수 있었다. 전체적인 상황과 방사선 종사자의 효율적인 업무를 위해 AEC 사용이 더 적합함을 알 수 있었다. 그러나 종사자의 무조건적인 AEC의 사용보다는 환자의 상태 및 촬영 자세 등 여러 조건을 고려한 능동적인 AEC 사용자세로 최적의 영상의 질을 얻도록 권장한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제19권4호
• /
• pp.201-208
• /
• 2008

물리적 평가(physical evaluation)가 영상품질의 객관화와 정량화를 위한 토대를 제공함에도 불구하고, 부정확하고 가변적인 특성을 지닌 주관적 평가(subjective evaluation)가 영상평가에 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 디지털 방사선 영상의 물리적 평가와 주간적 평가의 단점을 상호 보완하고 객관적 정량화를 위한 새로운 방법을 제안하고자 한다. 임상에 사용되고 있는 4대의 디지털 방사선 영상 촬영장치로부터 동일한 임상조건에서 흉부 팬톰 영상을 획득하였다. 물리적 영상평가를 위하여 디지털 흉부 팬톰 내에서 3개의 영역(폐, 심장, 그리고 복부)에 존재하는 CNR (contrast-to-noise ratio)를 측정하였고 분할(segmentation)과 정합(registration)등 다양한 영상처리기술이 적용되었다. 주관적 평가는 5명의 관찰자에 의한 저 대조도 물체의 식별 정도를 점수화 하였다. 두 평가의 특성을 보완 및 결합하고자 퍼지적분 이론이 도입되었다. 4대의 시스템으로부터의 평가결과가 비교되었으며, 물리적 평가와 주관적 평가가 항상 비례하지 않음을 보였다. 물리적 평가에서는 높은 점수를 보였던 시스템이 주관적 평가에서는 상대적으로 낮은 평가를 보였다. 본 연구에서 제안한 퍼지적분에 의한 영상평가의 정량화는 물리적 평가와 주관적 평가를 모두 포함하는 총체적인 평가 방법이며, 다양한 영상품질 평가에 유용할 것이라 사료된다.