• Korean Journal of Radiology
• /
• 제19권6호
• /
• pp.1119-1129
• /
• 2018

Objective: To compare the image quality of low-tube-voltage and low-iodine-concentration-contrast-medium (LVLC) computed tomography urography (CTU) with iterative reconstruction (IR) with that of conventional CTU. Materials and Methods: This prospective, multi-institutional, randomized controlled trial was performed at 16 hospitals using CT scanners from various vendors. Patients were randomly assigned to the following groups: 1) the LVLC-CTU (80 kVp and 240 mgI/mL) with IR group and 2) the conventional CTU (120 kVp and 350 mgI/mL) with filtered-back projection group. The overall diagnostic acceptability, sharpness, and noise were assessed. Additionally, the mean attenuation, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), and figure of merit (FOM) in the urinary tract were evaluated. Results: The study included 299 patients (LVLC-CTU group: 150 patients; conventional CTU group: 149 patients). The LVLC-CTU group had a significantly lower effective radiation dose ($5.73{\pm}4.04$ vs. $8.43{\pm}4.38mSv$) compared to the conventional CTU group. LVLC-CTU showed at least standard diagnostic acceptability (score ${\geq}3$), but it was non-inferior when compared to conventional CTU. The mean attenuation value, mean SNR, CNR, and FOM in all pre-defined segments of the urinary tract were significantly higher in the LVLC-CTU group than in the conventional CTU group. Conclusion: The diagnostic acceptability and quantitative image quality of LVLC-CTU with IR are not inferior to those of conventional CTU. Additionally, LVLC-CTU with IR is beneficial because both radiation exposure and total iodine load are reduced.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제24권3호
• /
• pp.162-170
• /
• 2013

인간의 질병연구를 위한 소동물용 픽셀화 반도체 검출기 기반의 단일광자단층촬영(SPECT, single photon emission computed tomography)시스템 개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 CdTe검출기 기반의 SPECT시스템의 고해상도 및 저선량 소동물 영상화 가능성을 알아보고자 NaI(Tl) 섬광결정 검출기로 구축된 SPECT 시스템과 비교 평가하였다. CdTe 검출기는 $44.8{\times}44.8$ mm의 크기이며 $0.35{\times}0.35{\times}5$ mm크기의 픽셀로 구성되어 있다. 검출기의 내인성 분해능은 0.35 mm 이며 이는 픽셀 크기와 동일하다. GATE 시뮬레이션 방법을 통하여 두 시스템간의 성능 평가를 수행하고 비교 분석하였다. 시스템의 공간 분해능과 민감도는 10 MBq의 $^{99m}Tc$ 점 선원을 사용하여 평가하였다. 복셀화된 MOBY (mouse whole-body) 팬텀을 사용하여 정량적 평가 및 흡수선량을 계산하였다. 점선원과 조준기 사이의 거리가 30 mm 일 때, NaI(Tl) 섬광결정 검출기 기반의 SPECT의 분해능은 1.54 mm, 민감도는 83 cps/MBq였으며, CdTe검출기 기반의 SPECT시스템의 분해능은 1.32 mm, 민감도는 116 cps/MBq로 더욱 향상된 공간 분해능과 민감도를 나타내었다. 두 시스템의 정량적 통계 분석은 CNR 계산을 통해 이루어졌으며, 주입 선량을 다양하게 설정하여 두 시스템에서의 CNR을 획득하였다. Mouse brain내 striatum의 주입선량이 160 Bq/voxel일 경우, CdTe검출기 기반의 SPECT에서 획득한 CNR은 2.30이었으며 섬광결정 검출기 SPECT에서 획득한 CNR은 1.85로 CdTe검출기 기반의 SPECT에서 더욱 큰 CNR을 지니고 있었다. 또한, CdTe기반의 SPECT를 사용할 경우 NaI(Tl) 섬광결정 검출기 기반의 SPECT 시스템을 사용하는 것보다 동일한 정량적 수치획득을 위한 소동물의 피폭선량을 감소시켜줄 수 있었다. 본 연구에서는 반도체 검출기 CdTe기반의 SPECT은 NaI(Tl) 섬광결정 검출기 SPECT 시스템보다 공간 분해능과 민감도 측면에서 높은 성능을 보였음을 증명하였다. 실제 시스템과의 검증 등의 추가 연구가 필요하지만, 본 연구 결과는 향후 피폭 선량을 줄이는 동시에 영상의 질을 높일 수 있는 소동물용 SPECT 시스템 구축에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2021

전산화단층촬영장치 (computed tomography, CT)는 다른 방사선 촬영 장치와 비교하면 피폭이 많다는 문제점이 있다. 이러한 피폭을 감소하기 위하여 저선량 촬영을 하게 되면 영상에 잡음이 증가하게 된다. 이를 보완하기 위해 환자의 피폭선량은 감소시키면서 영상의 화질을 향상하는 다양한 잡음 제거 알고리즘이 개발되었으며, 그 중 우수한 시간 분해능을 가진 CT 장치에 효과적으로 적용할 수 있는 median modified Wiener filter (MMWF) 알고리즘이 제시되었다. 본 연구의 목적은 MMWF 알고리즘의 마스크 크기를 최적화하고, 기존의 알고리즘들에 대한 MMWF 알고리즘의 잡음 제거의 우수성을 보는 것이다. MATLAB 프로그램을 이용하여 획득한 Gaussian 잡음이 부가된 MASH 팬텀 복부 영상들로부터 각각의 마스크 크기가 설정된 MMWF 알고리즘을 적용한 후 root mean square error (RMSE), peak signal-to-noise ratio (PSNR), coefficient correlation (CC) 그리고 universal image quality index (UQI) 값을 비교하였다. 그 결과 5 × 5 마스크 크기에서 RMSE 값이 가장 낮고, PSNR, CC, UQI 값이 가장 높았다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 최적화된 마스크 크기로 Gaussian 필터, median 필터, Wiener 필터에 대한 MMWF의 RMSE, PSNR, CC, UQI 값을 비교하였으며 그 결과 MMWF 알고리즘에서 가장 개선된 RMSE, PSNR, CC, UQI 값을 얻을 수 있었다.

• Imaging Science in Dentistry
• /
• 제47권3호
• /
• pp.141-147
• /
• 2017

Purpose: The objective of this study was to compare the outcomes of surgical mini-implant placement when potential mini-implant sites were scanned using a lower-dose $180^{\circ}$ acquisition protocol versus a conventional $360^{\circ}$ acquisition protocol. Materials and Methods: Ten dentate human skulls were used to provide sites for potential mini-implant placement. The sites were randomly divided into 2 groups: $360^{\circ}$ and $180^{\circ}$ cone-beam computed tomography (CBCT) acquisition protocols. A small-volume $180^{\circ}$ CBCT scan and a $360^{\circ}$ CBCT scan of each site were acquired using a Morita Accuitomo-170 CBCT machine and then a mini-implant was placed. A follow-up $360^{\circ}$ CBCT scan was done as a gold standard to evaluate the location of the mini-implant and root perforation. Two raters evaluated the scans. Results: Ninety-eight percent of the mini-implants placed did not perforate any root structure. Two percent of the sites had an appearance suggestive of perforation. On a Likert scale, both raters agreed that their subjective evaluation of the diagnostic quality of the protocols, ability to make and read measurements of the sites, and preferences for the specified diagnostic task were comparable. The Cohen kappa showed high inter-rater and intrarater agreement. Conclusion: In this ex vivo study, we found that the $180^{\circ}$ rotational acquisition was as effective as the conventional $360^{\circ}$ rotational acquisition for the preoperative evaluation of potential mini-implant sites.

• Journal of Cardiovascular Imaging
• /
• 제31권2호
• /
• pp.108-115
• /
• 2023

BACKGROUND: Minimizing contrast dose and radiation exposure while maintaining image quality during computed tomography angiography (CTA) for transcatheter aortic valve replacement (TAVR) is desirable, but not well established. This systematic review compares image quality for low contrast and low kV CTA versus conventional CTA in patients with aortic stenosis undergoing TAVR planning. METHODS: We performed a systematic literature review to identify clinical studies comparing imaging strategies for patients with aortic stenosis undergoing TAVR planning. The primary outcomes of image quality as assessed by the signal-to-noise ratio (SNR) and contrast-to-noise ratio (CNR) were reported as random effects mean difference with 95% confidence interval (CI). RESULTS: We included 6 studies reporting on 353 patients. There was no difference in cardiac SNR (mean difference, -1.42; 95% CI, -5.71 to 2.88; p = 0.52), cardiac CNR (mean difference, -3.83; 95% CI, -9.98 to 2.32; p = 0.22), aortic SNR (mean difference, -0.23; 95% CI, -7.83 to 7.37; p = 0.95), aortic CNR (mean difference, -3.95; 95% CI, -12.03 to 4.13; p = 0.34), and ileofemoral SNR (mean difference, -6.09; 95% CI, -13.80 to 1.62; p = 0.12) between the low dose and conventional protocols. There was a difference in ileofemoral CNR between the low dose and conventional protocols with a mean difference of -9.26 (95% CI, -15.06 to -3.46; p = 0.002). Overall, subjective image quality was similar between the 2 protocols. CONCLUSIONS: This systematic review suggests that low contrast and low kV CTA for TAVR planning provides similar image quality to conventional CTA.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.17-23
• /
• 2008

목 적: 선형가속기에 부착된 온보드영상장치(On-Board Imager)를 이용한 콘빔CT (Cone Beam Computerized Tomography)는 환자의 셋업 오차 확인 및 보정, 장기 및 표적의 움직임 확인이 용이한 장점이 있는 영상유도방사선 치료 장비이다. 하지만 촬영 시 받게 되는 imaging dose는 2차 암 발생위험의 원인이 된다. 이에 본 저자는 촬영조건(mAs)을 변화시킨 4가지 촬영 mode로 피부선량과 영상 품질을 비교 평가하여 적정한 촬영 mode를 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 인체 모형 팬톰(RANDO phantom)을 사용하여 열형광선량계(TLD-100, Harshaw)를 두부, 흉부, 복부로 나누어 각 부위별로 8개씩 위치시킨 후 4가지의 촬영 mode (A: 125 kvp 80 mA 25 ms, B: 125 kvp 40 mA, 25 ms, C: 125 kvp 80 mA 10 ms, D: 125 kvp 40 mA, 10 ms)로 피부선량(skin dose)을 각각 3회씩 측정한 후 그 평균값을 얻어 평가하였고 catphan 504 phantom을 이용하여 장비 제조사의 영상 품질 정도관리 protocol에 따라서 각 촬영 mode 별 영상품질(image quality)을 비교 분석하였다. 결 과: 피부선량을 측정한 결과 두부에서는 A mode: 8.96 cGy, B mode: 4.59 cGy, C mode: 3.46 cGy, D mode: 1.76 cGy였고, 흉부는 A mode: 9.42 cGy, B mode: 4.58 cGy, C mode: 3.65 cGy, D mode: 1.85 cGy가 복부에서는 A mode: 9.97 cGy, B mode: 5.12 cGy, C mode: 4.03 cGy, D mode: 2.21 cGy의 값으로 측정이 되었다. 이는 A mode를 기준으로 약 B mode는 50%, C mode 60%, D mode는 80%의 선량 감소를 나타내었다. 영상품질 평가 항목인 HU reproducibility, Low contrast resolution, Spatial resolution (high contrast resolution), HU uniformity를 분석한 결과 모든 촬영mode에서 장비제조사에서 제시하는 tolerance 이내의 값으로 평가되었다. 결 론: 콘빔CT에 있어서 좋은 영상품질을 유지하면서 imaging dose를 줄이는 것은 중요하다. 이에 본 실험결과를 바탕으로 하여 soft tissue가 관심영역일 경우는 A mode로 두부 촬영 시 bone이 관심영역일 경우 D mode가 일반적인 경우에는 B, C mode가 적용 가능하리라 생각된다. 또한 콘빔CT촬영으로 인해 증가되는 2차 암 발생위험은 낮은 mAs의 촬영조건을 선택함으로써 줄일 수 있을 것이다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.933-939
• /
• 2019

MDCT에서 인체등가형 흉부팬텀과 유리선량계를 이용하여 고해상력 및 저선량 CT로 검사하여 영상의 평가 및 흡수선량 및 유효선량을 측정하여 임상 기초자료를 제공하는데 목표를 두고자한다. 인체등가형 흉부팬텀내부에 유리선량계를 삽입하여 조직선량을 측정하였다. 64-slice CT system (SOMATOM Sensation 64, Siemens AG, Forchheim, Germany)과 CARE Dose 4D를 이용하였고, 고해상력 CT에서의 파라메터는 관전압 120 kVp, Eff. mAs 104, scan time 7.93 sec, slice 1.0 mm (Acq. 64×0.6 mm), convolution kernel (B60f sharp)의 스캔 파라메터가 사용되었고, 저선량 CT는 120 kVp, Eff. mAs 15, scan time 7.41 sec, slice 3.0 mm (Acq. 64×0.6 mm), convolution kernel B50f medium sharp의 스캔하였다. 인체등가형 흉부팬텀을 이용하여 스캔에 따른 CTDIvol은 고해상력 CT에서 8.01 mGy, 저선량 CT는 1.18 mGy로 측정되었다. 저선량 CT 검사는 고해상력 CT 검사에 비해 흡수선량이 85.49%가 감소하였고 영상의 차이는 없어 임상에서 유용하게 적용할 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제32권4호
• /
• pp.159-164
• /
• 2021

Purpose: We investigated the properties of CLEANBOLUS based on silicone with suitable characteristics for clinical use. Methods: We evaluated the characteristics of CLEANBOLUS and compared the results with the commercial product (Super-Flex bolus). Also, we conducted physical evaluations, including shore hardness, element composition, and elongation break. Transparency was investigated through the measured absorbance within the visible region (400-700 nm). Also, dosimetric characteristics were investigated with surface dose and beam quality. Finally, the volume of unwanted air gap was investigated based on computed tomography images for breast, chin, and nose using Super-Flex bolus and CELANBOLUS. Results: CLEANBOLUS showed excellent physical properties for a low shore hardness (000-35) and elongation break (>1,000%). Additionally, it was shown that CLEANBOLUS is more transparent than Super-Flex bolus. Dosimetric results obtained through measurement and calculation have an electron density similar to water in CLEANBOLUS. Finally, CLEANBOLUS showed that the volume of unwanted air gap between the phantom and each bolus is smaller than Super-Flex bolus for breast, chin, and nose. Conclusions: The physical properties of CLEANBOLUS, including excellent adhesive strength and lower shore hardness, reduce unwanted air gaps and ensure accurate dose distribution. Therefore, it would be an alternative to other boluses, thus improving clinical use efficiency.

• 대한디지털의료영상학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.15-22
• /
• 2012

The purpose of this study was to measure the absorbed dose and calculate the effective dose for cone beam computed tomography (CBCT) and panorama units and to estimate usefulness of x-ray protective. Rando phantom and glass dosimeters were used for dosimetry. The absorbed doses were measured at 15 organs and 14 remainder from correspond to ICRP 2007 recommendations. The absorbed dose was highest in salivary glands as measured CBCT 2.420mGy, panorama 0.307mGy. Absorbed dose in another organs were high in order of thyroid, brain, skin, esophagus. The effective dose was CBCT 0.100mSv, panorama 0.011mSv and effective dose of panorama was higher than that of CBCT by 10 times. In case of wearing x-ray protective, reducing effective dose of CBCT by 0.066mSv (66%) and panorama by 0.008mSv (72%). Effective dose were reduced by radiological shielding but it needs further optimization studies, where dosimetric data are analyzed in combination with image quality with keep the patients' exposure as low as possible.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제23권4호
• /
• pp.292-302
• /
• 2012

최근 방사선치료 분야에 있어서 환자 선량이 중요한 쟁점이 되고 있다. 선량 감소를 위해 선진 기술을 이용한 방사선치료 시 사용하는 진단영상 장비에 대한 평가가 이루어져야 한다. 특히 CT는 방사선치료 분야에서 널리 사용되는 영상 장비이며, 본 연구에서는 CT의 선량과 영상에 대한 평가를 실시하였다. 선량과 영상을 동시에 비교할 수 있도록 동일한 조건 하에서 평가를 실시하였다. 또한 몬테카를로 시뮬레이션 툴인 MCNPX를 이용한 선량과 영상 평가가 가능하다는 것을 확인하였다. 저 선량 CT 영상의 질을 향상시키기 위하여 MLEM기법을 이용한 반복적 영상재구성 기법을 구축하였다. 본 연구의 평가 방법을 통해 방사선 치료 분야에서의 환자 선량을 줄이는 것뿐만 아니라 산업 연구 분야에서의 영상장비들의 총체적인 평가가 가능할 것이다.