Stellar Detector를 적용한 저선량 흉부 CT의 최적 프로토콜에 관한 연구

• 영문명: Study of the optimal Low-dose chest CT protocol applied Stellar Detector
• 발행기관: 대한CT영상기술학회
• 저자명: 박혜수(Hye Su Park) 이기백(Ki Baek Lee) 구현정(Hyun Jung Ko)
• 간행물 정보: 『대한CT영상기술학회지』대한전산화단층기술학회지 제17권 제2호, 169~177쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 의약학 > 방사선과학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2015.09.30

국문 초록

목적 : 조기 발견이 중요한 폐암의 경우 일반 흉부 X선 검사의 한계로 인해 Low dose chest CT가 권장되고 있다. 고화질 영상 획득으로 신뢰성이 높으나 여전히 다른 영상 촬영법에 비해 환자 피폭에 대한 risk를 가지고 있다. 이에 적은 선량으로 고화질의 영상을 획득하기 위해 최근에는 검출기 성능을 향상시키고자 개발된 Stellar detector가 있다. 본 논문은 Stellar detector를 기존 검출기와 비교하여 성능을 평가하고 저선량 흉부 CT의 최적 프로토콜을 찾고자 한다. 대상 및 방법 : Stellar detector 기술을 반영한 128채널의 Somatom Definition Edge (Siemens, Erlangen, Germany)와 이전 모델인 128채널의 Somatom Definition AS+ (Siemens, Erlangen, Ge rmany)를 비교평가 하였다. 검사 조건으로는 관전압은 100kVp, 120kVp, 140kVp를 사용하고 관전류는 10mAs에서 50mA까지 5mAs씩 증가시켜 적용하였다. 그 외에 인자들은 Low-dose Chest CT 프로토콜과 동일하게 진행하였다. 정량적 평가를 위해 영상의 Noise와 CNR을 분석하였다. 정성적 평가는 두 가지 기준을 채택하였다. 인체 흉부 팬텀 (Lung Chest Phantom; FLUKE BIOMECAL, RS-330, CLEVELAND)을 이용한 저선량 흉부 CT 판독 소견과 AAPM performance phantom(model 76-4104130, US)의 High spatial contrast resolution 블록에 발견되는 양자잡음 (Quantom noise, 양자반점) 발생 정도를 평가하였다. 결과 : 정량적 분석에서 Edge가 AS+에 비해 모든 조건 하의 CNR 값이 높았다. 통계적으로 p<0.05가 성립되어 데이터의 차이를 확인하였다. 정성적 평가에서는 Edge의 경우 100kVp/45mAs, 120kVp/20mAs, 140kVp/20mAs가, AS+의 경우 100kVp/50mAs, 120kVp/25mAs, 140kVp/20mAs가 선량측면까지 고려하여 높은 점수를 받았다. 두 번째 정성적 평가에서 Edge는 100kVp/20mAs, 120kVp/15mAs까지 다수의 양자잡음이 발생하였고 AS+는 100kVp/25mAs, 120kVp/20mAs, 140kVp/10mAs에서 발생하였다. 결론 : 종합적인 분석에 따르면 최적의 Low-dose Chest CT 프로토콜은 Edge장비에서는 120/20mAs, AS는 120/25mAs가 적합하다고 할 수 있다. 기존 검출기에 비해 약 12%의 CNR 증가율과 약 51%의 DLP 감소율을 보여주었다. 이를 통해 Stellar detector가 적은 선량에서도 상대적으로 고화질의 영상을 구현하고 우수한 성능을 가짐을 확인 할 수 있었다.

영문 초록

Purpose : The state-of-the-art “Stellar detector” has been developed to improve detector performance for acquisition of high quality images with reduced radiation dose. The purpose of this study was to compare the performance between Stellar and the conventional detectors, and to find out the optimal low-dose chest CT protocol. Materials and Methods : 128-MDCT with newly built-in stellar detector, SOMATOM Definition Edge (Siemens, Erlangen, Germany) and 128-MDCT with conventional detector, SOMATOM Definition AS+ (Siemens, Erlangen, Germany) were used in this study. Scan settings were as follows: tube voltage of 100, 120, and 140 kVp, and tube current from 1 Oto 50 mAs in 5-mAs increment. Other parameters were the same as the standard low-dose chest CT protocol. Noise, CNR were analyzed for quantitative evaluation. For qualitative evaluation, two methods were used; radiologist’s interpretation of low-dose chest CT images of Lung Chest Phantom (FLUKE BIOMECAL, RS-330, CLEVELAND), and quantom noise appeared on the high spatial contrast resolution module of AAPM phantom. Result : In quantitative evaluation, CNR value of SOMATOM Definition Edge was higher than SOMATOM Definition AS+ under all scan settings. P-value was below 0.05 in Paired t-test. So It showed a stastically significant difference. First qualitative evaluation was assessed the image using the following 5-point score. The results of high quality image are as follows: 100kVp/45mAs, 120kVp/20mAs, 140kVp/20mA in SOMATOM Definition Edge and 100kVp/50mAs, 120kVp/25mAs, 140kVp/20mAs in SOMATOM Definition AS+. The results of second evaluation are as follows: we can find many quantum noise at 100kVp/20mAs, 120kVp/15mAs in SOMATOM Definition Edge and 100kVp/25mAs, 120kVp/20mAs, 140kVp/10mAs in SOMATOM Definition AS+. Conclusion : The optimal protocol for low-dose chest CT was found to be 120 kV/20 mAs and 120 kV/25 mAs for SOMATOM Definition Edge and AS+ scanners, respectively. It can provide 12% increase of CNR and 51% decrease of radiation dose. Stellar detector can provide high quality images with relatively lower radiation dose compared to the conventional detectors.

목차

Abstract

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 대상 및 방법

Ⅲ. 결과

Ⅳ. 고찰

Ⅴ. 결론

참고문헌

초록

키워드

Stellar detector Low dose chest CT Quantom noise Dose Optimazation SOMATOM Definition Edge,