복부 CT에서 Adaptive Statistical Iterative Reconstruction과 Model-Based Iterative Reconstruction의 사용에 따른 선량 감소 및 화질 평가

• 영문명: Dose reduction and image quality evaluation with the use of Adaptive Statistical Iterative Reconstruction and Model-Based Iterative Reconstruction in abdominal CT
• 발행기관: 대한CT영상기술학회
• 저자명: 손은영(Eun young Son) 홍선숙(Sun suk Hong)
• 간행물 정보: 『대한CT영상기술학회지』대한전산화단층기술학회지 제15권 제1호, 87~97쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 의약학 > 방사선과학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2013.04.30

국문 초록

목적 본 연구는 복부 CT 검사에서 adaptive statistical iterative reconstruction 기법과 model based iterative reconstruction 기법으로 획득한 이미지를 토대로 복부 장기의 effective dose 변화 및 화질의 정량적인 분석을 통하여 최적의 영상 정보를 제공할 수 있는 iterative reconstruction을 알아보고자 한다. 대상 및 방법 본 연구를 위해 CT 장비는 GE사의 64-slice multidetector-row CT Discovery 750 HD를 사용하였고, 인체 모형 Rando phantom을 사용하였으며, 복부 장기 effective dose 측정을 위하여 유리 선량계를 사용하였다. 장비의 성능 평가를 하기 위하여 ACR phantom을 사용하였고, Image J와 Matlab program을 사용하여 noise, SNR, distortion 및 resolution 측정을 통해 화질을 정량적으로 평가, 분석하였다. 결과 DLP 및 effective dose는 인위적으로 선량을 감소하여 ASIR와 MBIR로 재구성함에 따라 그 비율대로 유사하게 선량이 감소하였다. Noise는 120 mAs-ASIR(ASIR 40%)에서 최소, 100 mAs-ASIR(ASIR 50%)부터 증가하는 것으로 나타났으며, MBIR은 dose를 감소하지 않고 reconstruction하였을 경우 최소로 측정되어 dose가 감소함에 따라 noise는 증가하는 것으로 나타났다. SNR의 경우 180 mAs-ASIR(ASIR 10%)와 140 mAs-MBIR에서 가장 높게 나타났다. 현재 복부 CT에 사용되는 조건의 영상을 기준으로 image의 distortion을 평가했을 때 80 mAs-ASIR(ASIR 70%)까지 PSNR이 30 dB을 넘게 측정되었으며, MBIR은 모두 30 dB 이하로 측정되었다. 해상력과 선예도 측정 결과에서는 100 mAs-MBIR이 100 mAs-ASIR(ASIR 50%)에 비해 sharpness는 20.58%, resolution은 33.19% 높게 측정되었다. ACR phantom을 통한 장비의 성능 평가는 모두 적합한 것으로 나타났다. 결론 본 연구는 복부 CT 검사에서 200 mAs부터 60 mAs까지 10%씩 선량을 감소하여 ASIR와 MBIR로 재구성한 이미지를 토대로 복부 장기의 effective dose 변화 및 화질을 평가하기 위하여 진행하였다. 결과 모두 환자의 선량을 감소시켜 ASIR와 MBIR로 재구성하여도 진단 가치가 있는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 기법을 복부 CT protocol에 적용한 결과 180 mAs-ASIR(ASIR 10%)에서 최적화된 정보를 얻을 수 있었다. MBIR의 경우 ASIR에 비하여 같은 선량에서 약 67%의 많은 noise를 감소하며, 해상력이 높은 것으로 나타났으나 현재 실용화하기 위해서는 고성능의 컴퓨터와 많은 재구성 시간을 요구하는 단점을 가지고 있다.

영문 초록

Ⅰ. Purpose The purpose of this study was to assess iterative reconstruction methods that provide optimal image information in abdominal CT exams. It was based on the acquired images by adaptive statistical iterative reconstruction (ASIR) and model- based iterative reconstruction (MBIR). We analyzed the change of effective dose in abdominal organs and image quality quantitatively. Ⅱ. Meterial and Methods CT scans were performed with a 64-slice multidetector-row CT Discovery 750HD and Rando phantom. Glass dosimeters were used to measure effective dose of organs. ACR phantom was used for performance evaluation of the equipment. We quantitatively evaluated and analyzed image quality by measurement of noise, SNR, distortion, and resolution by using Image J and Matlab program. Ⅲ. Result As we gradually lowered radiation dose and reconstructed with ASIR and MBIR, the value of DLP and effective dose also decreased similarly. Noise value was the lowest at 120 mAs-ASIR (ASIR 40%), and got increased from 100 mAs-ASIR (ASIR 50%). SNR value was the highest at 180 mAs-ASIR (ASIR 10%) and 140 mAs-MBIR. In evaluation of distortion of image quality based on abdominal CT protocol, PSNR showed over 30 dB up to 80 mAs-ASIR (ASIR 60%), and below 30 dB at all MBIRs. In measurement of resolution, sharpness and resolving power at 100 mAs-MBIR were respectively 20.58% and 33.19% higher than those at 180 mAs-ASIR (ASIR 10%). All performance evaluation of the equipment through ACR phantom was found to be acceptable. Ⅳ. Conclusions There’s diagnostic value with both iterative reconstruction methods, ASIR and MBIR, while reducing patient dose. In abdominal CT protocol, we can get optimal information at 180 mAs-ASIR (ASIR 10%). MBIR can provide 67% less noise and higher resolution compared to ASIR in the same dose, however, it requires high performance computer and considerable time to reconstruct.

목차

Abstract

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 대상 및 방법

Ⅲ. 결과

Ⅳ. 고찰

Ⅴ. 결론

참고문헌

국문초록

키워드

복부 CT 선량 화질 Abdominal CT adaptive statistical iterative reconstruction (ASIR) model-based iterative reconstruction (MBIR). Radiation dose Image quality