• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.62-68
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• 2014

치료 후 I-131 SPECT/CT는 잔류 갑상선 위치확인 및 전이유무를 판단하기 위하여 시행된다. 잔류 갑상선에 집적이 심한 경우 영상은 ringing artifact에 의하여 왜곡된다. 본 연구는 ringing artifact를 제거하고 영상의 질을 향상시키기 위한 적절한 post-filter의 적용에 대하여 제시하고자 한다. 본 실험은 hollow sphere와 아크릴통으로 구성된 phantom을 사용하여 SPECT/CT Discovery 670 (GE Healthcare, USA) 장비로 수행하였다. I-131용액을 hollow sphere에 184, 46, 9.2, 2.3 MBq/cc, 아크릴통에 46 kBq/cc을 각각 주입하였고 sphere 대 background의 비를 4000:1, 1000:1, 200:1, 50:1로 설정하였다. 데이터는 다음과 같은 조건으로 획득하였다(HEGP collimator 사용, Attenuation collection 적용, scan time 40 secs/frame, step angle 6도, scan mode non circular, evolution 적용과 미적용). 획득된 데이터는 OSEM (iteration 2, subset 10) 방식으로 재구성하였다. Post-filer의 사용에 따른 이미지의 변화를 보기 위해 3가지의 다른 post-filer들이 사용되었다(butterworth filter cut-off: 0.38, 0.43, 0.48, 0.53, 0.58, hanning filter cut-off: 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, gaussian FWHM: 3, 3.4, 4, 4.5, 5). 각각의 데이터는 MRIcro를 사용하여 contrast ratio, background variability를 분석하였고 e.soft ROI tool을 사용하여 FWHM값을 구하였다. Evolution을 적용한 경우, 모든 결과에서 contrast ratio값이 높게 나타났다. Evolution을 적용하지 않은 경우 star artifact 등 왜곡이 발생하였고 영상의 질이 현저히 낮아짐을 확인할 수 있었다. 4000:1, 1000:1, 200:1의 경우, butterworth filter 사용 시 ringing artifact가 발생하였으며 cut-off값이 커질수록 artifact가 감소하였다. Hanning filter를 사용한 경우 ringing artifact는 발생하지 않았다. Contrast ratio와 FWHM값이 butterworth filter나 hanning filter 적용 시 우수하였다. Gaussian filter경우 contrast ratio와 FWHM값에서 저조한 결과를 얻을 수 있었다. 50:1의 경우, 모든 경우에서 ringing artifact가 발생하지 않았다. Butterworth filter를 적용한 경우 가장 높은 contrast ratio와 가장 우수한 FWHM값을 나타내었다. 본 논문을 통하여 I-131 SPECT에서 ringing artifact가 발생 할 경우(thyroid remnant를 포함) hanning filter를 사용하여 영상을 재구성하고, ringing artifact가 발생하지 않을(remnant thyroid를 포함하지 않음) 경우 butterworth filter를 사용하여 재구성하는 것이 바람직하다는 사실을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제24권7호
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• pp.681-689
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• 2023

Objective: Three-dimensional rotational angiography (3D-RA) is increasingly used for the evaluation of intracranial aneurysms (IAs); however, radiation exposure to the lens is a concern. We investigated the effect of head off-centering by adjusting table height on the lens dose during 3D-RA and its feasibility in patient examination. Materials and Methods: The effect of head off-centering during 3D-RA on the lens radiation dose at various table heights was investigated using a RANDO head phantom (Alderson Research Labs). We prospectively enrolled 20 patients (58.0 ± 9.4 years) with IAs who were scheduled to undergo bilateral 3D-RA. In all patients' 3D-RA, the lens dose-reduction protocol involving elevation of the examination table was applied to one internal carotid artery, and the conventional protocol was applied to the other. The lens dose was measured using photoluminescent glass dosimeters (GD-352M, AGC Techno Glass Co., LTD), and radiation dose metrics were compared between the two protocols. Image quality was quantitatively analyzed using source images for image noise, signal-to-noise ratio, and contrast-to-noise ratio. Additionally, three reviewers qualitatively assessed the image quality using a five-point Likert scale. Results: The phantom study showed that the lens dose was reduced by an average of 38% per 1 cm increase in table height. In the patient study, the dose-reduction protocol (elevating the table height by an average of 2.3 cm) led to an 83% reduction in the median dose from 4.65 mGy to 0.79 mGy (P < 0.001). There were no significant differences between dose-reduction and conventional protocols in the kerma area product (7.34 vs. 7.40 Gy·cm², P = 0.892), air kerma (75.7 vs. 75.1 mGy, P = 0.872), and image quality. Conclusion: The lens radiation dose was significantly affected by table height adjustment during 3D-RA. Intentional head off-centering by elevation of the table is a simple and effective way to reduce the lens dose in clinical practice.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.252-260
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• 2012

최근 Computed tomography (CT) 조사선량의 인체에 대한 부정적 영향이 부각됨에 따라 선량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있고, 이로 인하여 소 동물에 관한 연구는 점점 임상전의 연구로서 필수적으로 여겨지고 있다. 최근에는 피폭 선량을 줄일 수 있는 방법으로서 이론적으로 투영 데이터가 충분하지 않을 때 정확하게 영상을 재구성 하는 것이 가능한 Total Variation (TV) minimization 알고리즘이 각광받고 있다. 이에 본 연구에서는 micro-CT (DRGem, Harmony80H series, Korea) 시스템에서 획득한 적은 수의 투영 데이터를 가지고 TV minimization에 기초한 반복적 영상 재구성 알고리즘과 기존의 Feldkamp-Davis-Kress (FDK) 알고리즘을 사용하여 영상을 재구성하고 두 알고리즘의 영상 화질을 비교 및 평가하였다. TV minimization 알고리즘의 효과를 평가하기 위해서, 먼저 서로 다른 농도의 조영제, 물, 공기가 들어있는 원통형 팬톰을 제작하였고, micro-CT를 사용하여 영상을 획득하였다. Tube와 검출기 일회전 당 최대 400개의 투영 데이터를 획득할 수 있으며, TV minimization 알고리즘의 영상 복원의 정도를 평가하기 위해서 20, 50, 90, 180장의 적은 투영 데이터를 추출하였다. 영상 비교평가를 위한 참고 영상(FDK-reference 영상)은 마찬가지로 400개의 투영데이터를 이용하여 FDK 알고리즘으로 재구성하였고, 20, 50, 90, 180장의 투영데이터를 가지고 TV minimization 알고리즘, FDK 알고리즘을 이용하여 재구성한 영상과 FDK-reference 영상의 프로파일, Contrast-to-noise ratio (CNR), Universal quality index(UQI)를 각각 비교평가 하였다. 또한, 소 동물에 관한 연구를 위하여 mouse 영상에 관하여 프로파일과 UQI를 분석하여 비교평가 하였다. 결과적으로 90개의 투영데이터를 사용하여 재구성한 원통형 팬톰 영상을 분석하였을 때, TV minimization 영상(TV-90) 및 FDK 영상(FDK-90)의 CNR과 UQI를 비교하였을 때 FDK-90보다 TV-90에서 CNR이 0.21, UQI가 0.18 증가하였다. 원통형 팬톰 영상과 같은 조건에서 mouse 영상을 사용하였을 때, UQI는 FDK-90보다 TV-90에서 0.08 증가하였다. 결론적으로 본 연구결과는 기존의 micro-CT의 투영 데이터의 사분의 일이 되는 투영데이터를 사용하여 영상을 재구성하여 비교평가 한 결과 투영영상 데이터의 수가 제한되는 경우에 FDK 알고리즘보다 TV minimization 알고리즘이 X-ray 조사시간을 줄임으로서 피폭선량을 줄이는데 효과적으로 기여할 것으로 기대된다. 특히, 조사시간의 단축은 물체의 움직임으로 인한 영상 화질의 저하를 감소시키는데 기여할 것으로 사려된다.

• 대한영상의학회지
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• 제82권6호
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• pp.1477-1492
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• 2021

목적 Dedicated breast CT (이하 DBCT)는 유방 압박의 고통이 없는 영상 진단 기법으로 최근 주목받고 있다. 본 연구에서는 DBCT 영상에서 약하게 조영증강된 작은 병변의 검출률을 높이기 위해 피사체의 기하학적 정보를 이용하여 최적의 영상 문턱값을 제공하는 adaptive image rescaling (이하 AIR) 기법을 제안하였다. 대상과 방법 5개의 동일 크기의 구멍과 서로 다른 크기의 구멍을 가지는 두 개의 디스크를 각각 제작하고, 이를 60 kVp와 100 kVp로 스캔하여 single-energy CT (이하 SECT), dual-energy CT (이하 DECT), 그리고 AIR 영상을 생성하였다. 전임상 평가를 위해 돼지 조직 영상도 획득하였다. Image contrast (이하 IC)와 contrast-to-noise ratio (이하 CNR)로 화질을 평가하였으며, student's t test를 이용하여 영상 간 화질의 차이를 검증하였다. 결과 AIR의 평균 IC (0.70)는 DECT (0.94)의 74.5%로 나타났으며, SECT (0.22) 보다 318.2% 높았다. 또한 AIR의 평균 CNR (5.08)은 SECT (14.30)의 35.5%로 나타났고 DECT (2.28) 보다 222.8% 높게 측정되었다. 돼지 조직의 전임상 평가 결과도 비슷한 양상을 보였다. 결론 AIR은 SECT보다 높은 영상 대조도를 가지며, 50% 선량만으로도 DECT에 비견할 만한 화질 성능을 제공할 수 있음을 확인하였다. 따라서 AIR은 DBCT 영상에서 약하게 조영증강된 병변의 검출률을 개선할 수 있을 것으로 생각된다.

• 핵의학기술
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• 제18권2호
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• pp.22-27
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• 2014

PET/CT검사는 장비의 발전과 더불어 환자의 피폭을 줄이기 위하여 저 선량을 사용하는 추세에 있다. 이에 PET/CT scanner의 영상의 질을 유지하기 위하여 주입선량의 변화에 따른 적정한 bed당 획득시간을 평가하고자 한다. 모형 실험은 NEMA NU2-1994 phantom으로 hot cylinder의 농도를 3, 4.3, 5.5, 6.7 MBq/kg 으로 증가시키고 bed당 획득시간을 30 sec, 1 min, 1 min 30 sec, 2 min, 2 min 30 sec, 3 min, 3 min 30 sec, 4 min, 4 min 30sec, 5 min, 5 min 30 sec 10 min, 20 min, 30 min로 늘려가며 영상을 획득 후 hot cylinder의 농도와 배후 방사능에 4개의 ROI (Region of Interest)을 설정하고 hot cylinder의 농도 와 bed당 획득시간에 따른 변화를 최대 표준섭취계수(Standard Uptake Value maximum, $SUV_{max}$)를 측정 후 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), BKG (Background)의 표준편차를 계산하여 비교해 보았다. 또한 4.3 MBq phantom을 이용하여 검사 대기시간의 변화(15분과 1시간)에 따른 각각의 $SUV_{max}$, SNR, BKG의 표준편차를 비교하였다. 단위 질량당 방사능의 농도가 3, 4.3, 5.5, 6.7 MBq으로 증가하고 또한 각 농도의 time/bed을 1분30초에서 30분까지 늘렸을 때 hot cylinder의 $SUV_{max}$ 값은 bed당 획득시간이 각 방사능의 농도에 따라 30초에서 2분까지는 최대 18.3에서 최소 7.3까지 변화가 심했고 2분 30초에서 30분까지는 최대 8에서 최소 5.6으로 일정한 $SUV_{max}$ 값을 나타내었다. 단위 질량당 방사능의 변화에 따른 SNR은 3 MBq에서는 최소 0.41에서 최대 0.49까지 일정하였고 4.3 MBq과 5.5 MBq에서는 각각 최소 0.23, 0.39에서 최대 0.59, 0.54로 bed당 획득시간이 늘수록 상승하였다. 방사능 농도 6.7 MBq에서는 30초에서 최대 0.59로 높았지만 이후 0.43에서 0.53으로 일정하게 유지하였다. BKG (Background)의 표준편차는 3 MBq에서 2분 30초 후부터 0.38에서 0.06으로 낮아졌고 4.3 MBq과 5.5 MBq에서는 1분 30초 후부터 0.38에서 0으로 낮아졌고 6.7 MBq에서는 30초에서 30분 전 구간에서 낮은 0.33에서 0.05이었다. 4.3 MBq 팬텀으로 검사대기시간을 15분과 1시간으로 변화시킨 결과에서는 bed당 획득시간이 2분 30초부터 $SUV_{max}$값이 서로 일정한 값을 보였고 SNR은 1분 30초부터 비슷한 값을 보였다. 위 결과와 같이 단위 질량당 주입된 방사능의 농도를 3, 4.3, 5.5, 6.7 MBq으로 증가시켰을 때 bed당 획득시간이 2분 30초 이상에서는 $SUV_{max}$와 SNR의 값이 서로 일정하게 유지되고 검사 대기시간의 변화(15분과 1시간)에서도 bed당 획득시간이 2분 30초 이상에서는 $SUV_{max}$와 SNR의 값이 일정하게 유지되는 것을 알 수 있었다. 이 NEMA NU2-1994 phantom 실험의 결과에서 주입되는 방사능의 농도의 변화에도 일정한 $SUV_{max}$와 SNR의 값을 구하기 위한 최소 bed당 획득시간은 2분 30초이라는 것을 알 수 있었다. 하지만 이 획득시간은 장비의 사양과 특성에 따라 차이가 있을 수 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권2호
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• pp.135-143
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• 2022

In SPECT image, scatter count is the cause of quantitative count error and image quality degradation. This study is to evaluate the accuracy of CT based SC(CTSC) and energy window based SC(EWSC) as the comparison with existing Non SC. SPECT/CT images were obtained after filling air in order to acquire a reference image without the influence of scatter count inside the Triple line insert phantom setting hot rod(^99mTc 74.0 MBq) in the middle and each SPECT/CT image was obtained each separately after filling water instead of air in order to derive the influence of scatter count under the same conditions. For EWSC, 9 sub-energy windows were set additionally in addition to main energy window(140 keV, 20%) and then, images were acquired at the same time and five types of EWSC including DPW(dual photo-peak window)10%, DEW(dual energy window)20%, TEW(triple energy window)10%, TEW5.0%, TEW2.5% were used. Under the condition without fluctuations in primary count, total count was measured by drawing volume of interest (VOI) in the images of the two conditions and then, the ratio of scatter count of total counts was calculated as percent scatter fraction(%SF) and the count error with image filled with water was evaluated with percent normalized mean-square error(%NMSE) based on the image filled with air. Based on the image filled with air, %SF of images filled with water to which each SC method was applied is non scatter correction(NSC) 37.44, DPW 27.41, DEW 21.84, TEW10% 19.60, TEW5% 17.02, TEW2.5% 14.68, CTSC 5.57 and the scatter counts were removed the most in CTSC and %NMSE is NSC 35.80, DPW 14.28, DEW 7.81, TEW10% 5.94, TEW5% 4.21, TEW2.5% 2.96, CTSC 0.35 and the error in CTSC was found to be the lowest. In SPECT/CT images, the application of each scatter correction method used in the experiment could improve the quantitative count error caused by the influence of scatter count. In particular, CTSC showed the lowest %NMSE(=0.35) compared to existing EWSC methods, enabling relatively accurate scatter correction.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권3호
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• pp.261-268
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• 2010

고 에너지 광자선 치료 시 공동의 존재로 인한 실험적 선량분포와 치료계획상의 선량분포의 변화를 비교, 평가 하고자 하였으며, 선형가속기의 6 MV 광자선을 이용해서 폴리스틸렌 팬텀, 자체 제작한 아크릴 팬텀으로 공동을 만들고 표면에서 공동까지의 거리는 3 cm로 하고 선원-측정기간 거리는 100 cm로 고정하였고 공동의 크기는 가로 $\times$ 세로 $\times$ 높이로 정하였다. 공동의 넓이, 높이, 존재 유무, 그리고 조사면과 공동의 크기비율에 따른 깊이에 대한 선량변화를 평판형전리함과 미소전류계를 이용하여 측정하였다. 치료계획상의 선량분포는 불균질 보정을 하고 치료계획을 하여 비교하였다. 그 결과 공동의 넓이가 커짐에 따라 선량은 점차 감소하였다. 공동의 존재 시에, 공동후면 이후 깊이선량은 공동의 비존재시보다 크게 나타났다. 공동의 크기를 $5{\times}5{\times}3\;cm^3$로 고정했을 때 조사면이 $4{\times}4\;cm^2$, $5{\times}5\;cm^2$, $6{\times}6\;cm^2$일 경우에 rebuild-up이 일어났다. 그러나 조사면이 $10{\times}10\;cm^2$에서는 선량감소만이 나타났다. 또한 조사면을 $5{\times}5\;cm^2$로 고정했을 때, 공동의 넓이가 $4{\times}4\;cm^2$, $5{\times}5\;cm^2$일 경우에는 rebuild-up현상이 일어났지만, $2{\times}2\;cm^2$, $3{\times}3\;cm^2$일 경우에는 일어나지 않았다. 모든 경우에서 치료계획상의 선량분포에서 rebuild-up 현상이 나타나지 않았다. 따라서 공동이 위치한 곳에 종양이 존재할 때는 치료계획상의 선량분포에 차이가 있으므로 주의를 할 필요가 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.41-49
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• 2011

목 적: 구강암 환자의 방사선 치료시 기존 강내 충전물인 Mouth piece, Putty 인상제와 자체 제작한 Paraffin Wax를 비교하여 그 유용성을 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 재료별 충전물을 $10{\times}10{\times}1cm$의 크기로 제작하여 물(물 등가 팬텀)을 기준으로 선량 감쇠율을 측정하였으며, 구강암 환자 중 충전물별 각 2명씩을 대상으로 Aria system의 offline review 프로그램으로 DRR (Digitally Reconstructed Radiograph)과 각 5회 촬영한 Portal vision을 비교하여 고정기구로서의 재현성을 확인하였다. 원통형 팬텀(phantom)을 제작하여 치료 계획시 불가피 하게 충전물이 조사야 내에 포함되는 경우의 흡수선량 변화에 따른 MU (monitor unit) 차이를 비교하였다. 결 과: 선량감쇠율은 Mouth piece (Air) 6 MV +3.5%, 10 MV -0.7%, Paraffin 6 MV +0.34%, 10 MV +0.31%, Putty 6 MV -2.31%, 10 MV -1.76%로 측정되었다. 자세 재현성은 Mouth piece ${\pm}3mm$, Paraffin ${\pm}2mm$, Putty ${\pm}2mm$의 오차를 나타내었다. $5{\times}4{\times}2.5cm$ 크기의 충전물이 조사야 내에 포함되는 경우의 흡수선량 변화에 따른 선속의 MU 차이는 6 MV 계산시 Water 232 MU를 기준으로 백분율 환산시 Paraffin -0.9% (230 MU), Putty +7.8% (250 MU)의 증감을 나타내었다. 결 론: 기존 Mouth piece의 경우 상악과 하악을 이격시킴에는 문제가 없으나 구강내 구조물을 반영하지 못해 재현성을 확신하지 못하고 공동과 조직 사이의 계면선량이 감소하는 단점이 있었다. 그에 반해 Putty 인상제는 자세재현성이나 구강을 충전함에 있어 우수함을 알 수 있으나, 물에 비해 두께 1 cm당 약 -2.3%의 선량감쇠가 발생해 선량계획에 있어 불리하고 정상조직에 불필요한 과선량이 조사되었다. Paraffin의 경우 지방과 유사한 조직등가물질로 선량감쇠가 적고, 구강내 구조물을 반영한 맞춤형 제작이 가능해 재현성이 우수하며 강내 공동을 충분히 충전시켜 병변에 목적한 선량을 전달하는데 가장 이상적인 재료라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.845-852
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• 2018

본 연구는 심장 혈관 조영술의 투시 영상과 씨네 영상을 획득하는 데 있어서 초당 프레임 횟수를 변화함에 따라 흡수선량과 획득 영상의 화질의 추이를 살펴보는 것을 목적으로 한다. 또, FOV 확대와 Live Zoom이라는 두 가지 확대 모드에 따른 변화도 고찰 대상으로 한다. 인체모형 팬텀을 심장 혈관 조영장치 위에서 초당 프레임 횟수를 7.5, 15, 30 f/s로 설정하고 두 가지 확대 모드에 대하여 각각 5회씩 촬영하였다. 선량의 척도로서는 흡수선량과 에어 커머가 사용되었고, 화질 평가의 척도로는 잡음의 세기로서의 표준 편차(SD), 신호 대 잡음비(SNR)와 대조도 대 잡음비(CNR) 등을 활용하였다. 초당 프레임 횟수가 30부터 15, 7.5 f/s로 감소되었을 때, DAP와 에어 커머는 동일한 비율로 감소하였으나, 화질의 척도인 SD, SNR과 CNR은 거의 변화가 없었다. 확대 모드에의 의존도에 관해서는, Live Zoom이 FOV 확대와 비교하였을 때, DAP, 에어 커머와 SD에 대해서는 통계적 의미 있는 차이를 보이지 않았으나, SNR과 CNR에 있어서는 통계적 유의미한 개선을 보였다. 이러한 실험 결과에 의하여, 초당 프레임 횟수는 화질의 열화 없이 되도록 낮게 설정하는 것이 가능하며, 확대 모드도 추가적인 선량 없이 실시간 확대가 가능한 Live Zoom 모드를 적극적으로 활용 가능하며 이는 화질의 여러 척도의 저하를 가져오지 않음을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.541-549
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• 2023

본 연구는 CT 촬영 시 금속으로 인해 발생한 금속 인공물 감소를 위한 알고리즘 적용에 따른 영상 화질에 대한 정량적 비교를 하고자 한다. Spectral detected-based CT와 CT ACR 464 팬톰을 이용하여 일반적인 필터보정역투영 알고리즘을 적용한 기준 영상을 10장 획득하고, 동일 팬톰에 금속 인공물을 발생시켜 일반적인 필터보정역투영 알고리즘을 적용한 영상을 10장 획득하였다. 금속 인공물을 발생시켜 획득한 영상의 원시 데이터에 metal artifact reduction 알고리즘, 가상 단일 에너지 알고리즘, metal artifact reduction 알고리즘 적용 후 추가로 가상 단일 에너지 알고리즘을 적용한 영상을 각각 10장씩 획득하였다. 알고리즘 적용에 따른 hounsfield unit 비교를 위해 CT ACR 464 팬톰 module 1에 위치한 폴리에틸렌, 뼈, 아크릴, 공기, 물에 관심영역을 설정하고, 전체 영상 화질 평가를 위해 평균 제곱근 오차, 평균 절대 오차, 신호 대 잡음비, 최대 신호 대 잡음비, 구조적 유사도 지수 지표를 통해 알고리즘 별 비교하였다. 알고리즘 적용 영상 별 hounsfield unit 비교 결과 알고리즘 적용 영상 간 유의한 차이를 보였으며(p < .05), 아크릴을 제외한 관심영역에서 가상 단일 에너지 알고리즘 적용 영상에서 큰 변화를 나타냈다. 영상 화질 평가 지표 결과 metal artifact reduction 알고리즘 적용 영상 화질이 가장 높았으나, 구조적 유사도 지수는 metal artifact reduction 알고리즘 적용 후 추가로 가상 단일 에너지 알고리즘이 동시에 적용된 영상이 가장 높았다. CT 촬영 시 금속 인공물 감소에 metal artifact reduction 알고리즘이 가상 단일 에너지 알고리즘에 비해 효과적이었지만, 양질의 CT 영상 획득을 위해 알고리즘 적용에 따른 이점과 영상 화질 변화를 파악하고 효율적인 활용이 필요하다고 사료된다.