Respiratory motion phantom을 이용한 Flash mode 검사에서 motion artifact 감소로 인한 화질개선과 선량감소에 관한 연구

• 영문명: Study on dose reduction and image quality improvement by decreasing motion artifact using Flash mode with respiratory motion phantom
• 발행기관: 대한CT영상기술학회
• 저자명: 서경진(Kyeong Jin Seo) 유흥준(Heung Joon Yoo) 서동수(Dong Soo Suh) 이기백(Ki Baek Lee)
• 간행물 정보: 『대한CT영상기술학회지』대한전산화단층기술학회지 제14권 제2호, 239~248쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 방사선과학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2012.11.30

국문 초록

목적 Chest CT는 호흡으로 인한 움직임의 영향을 많이 받기 때문에 호흡을 멈추고 검사를 한다. 호흡조절이 힘든 고령환자나 읍급중환자, 3세 이하 sedation이 필요한 소아환자의 CT검사에서 호흡에 의한 motion artifact를 줄여 질 좋은 영상을 얻는다면 더 정확한 진단과 재검사로 인한 불필요한 선량감소를 얻을 수 있다. 본 연구는 Chest CT에 Flash mode를 적용하여 빠른 tube rotation time과 pitch로 motion artifact를 줄여 image quality를 개선하고, 환자 선량을 낮출 수 있는지 알아보고자 한다. 대상 및 방법 CT 장비는 Somatom Definition Flash 128장비(Siemens, Erlangen, Germany)을 사용하였고, 팬텀은 ACR phantom(Model #462, Gamex RMI, USA과 Lung chest phantom(Model RS-330, Fluke Biomedical), 본원 방사선 종양학과에서 자체 제작한 respiratory moving phantom을 사용하였다. Spiral mode 1,1.5 pitch와 Flash mode 1.55, 2, 2.5, 3 pitch를 각각 검사하여 비교 평가하였다. Image quality 측정을 위하여 ACR phantom의 Noise, Uniformity, High contrast resolution의 visible lp/cm, MTF 10%, MTF 50%를 측정하였고, Respiratory motion phantom의 scan range는 성인은 32cm, 소아는 10cm으로 설정하였고, 호흡에 의한 움직임은 4초와 2초로 각각 설정하여 Lung chest phantom을 스캔 후 3명의 방사선사가 영상 평가를 시행하였다. 또한 Scan time과 CTDIvol도 비교하였다. 결과 Spiral과 Flash mode 각각 6가지 pitch실험에서 ACR phantom의 Noise, Uniformity, High contrast resolution visible lp/cm이 모두 허용범위 안에 있었고, MTF 10%와 MTF 50%도 큰 변화가 없었다. 하지만 Lung chest phantom의 정성적 평가에서 Flash mode의 pitch가 높아질수록 beam hardening artifacts가 심해졌다. Nodule 갯수와 선명도 폐실질 병변의 선명도 폐하부와 횡격막 사이 선명도, lung vessel의 선명도, 전체적인 image quality 등 5가지 항목에서 scan range가 32cm일 때 Spiral mode Chest 검사는 5점 만점이었으며, 성인환자의 호흡주기가 4초와 2초일 때 각각 Flash mode 1.55 pitch, 2.5 pitch 이상에서 병변 관찰이 가능하였고, 소아일 때는 Spiral mode 1.5 pitch 이상에서 병변 관찰이 용이하였다. Scan time은 32cm 검사 시 Flash mode의 pitch가 높아질수록 scan time이 짧아졌다. CTDIvol값은 Flash mode에서 19% 선량 감소가 있었다. 결론 호흡조절이 힘든 환자에서 호흡에 의한 motion artifact는 진단에 방해를 준다. ACR과 Lung chest phantom 평가에서 보았듯이 Flash mode를 사용하여 검사하면 image quality를 유지하면서 motion artifact가 줄어든 것을 확인할 수 있었고, CTDIvol이 19% 정도 줄어들어 환자 선량도 감소한 것을 알 수 있었다. 성인환자의 호흡주기가 4초와 2초일 때 모두 Flash 2.5pitch로 검사하는 것이 가장 좋았으며, 소아의 경우는 Flash의 모든 pitch에서 좋은 영상을 얻을 수 있다. Chest CT는 폐질환 진단 시 가치가 매우 뛰어나고 follow up검사가 많기 때문에 Flash mode를 적용한 Chest CT는 임상적으로도 굉장히 유용할 것이라 생각된다.

영문 초록

I. Purpose Because irregular breathing has a bad effect on, Chest CT must be conducted in holding patient’s breath. CT exam of elderly patients, acute care patient and pediatric patients below 3 years who are difficult to breath needs to decrease breath holding time. Reducing Motion artifact according to irregular breathing can acquire excellent image quality and decrease unnecessary dose due to reexamination. This study adapts to Flash mode in Chest CT exam. By reducing motion artifact with fast tube rotation time and pitch, we evaluate improvement of image quality and patient’s dose reduction II. Meterial and Methods CT scans were performed with a Somatom Definition Flash 128-slice MDCT (Siemens, Erlangen, Germany), ACR Phantom(Model #462, Gamex RMI, USA), Lung chest phantom(Model RS-330, Fluke Biomedical) and respiratory moving phantom which is made by Department of radiation oncology, Asan Medical Center. Each exam adapting spiral mode(1 and 1.5 pitch) and flash trode(1.55, 2, 2.5 and 3 pitch) was respectively evaluated. Noise, Uniformity, visible lp/cm of High contrast resolution, MTF 10% and MTF 50% were measured for image quality. Scan range of Respiratory motion phantom was 32 cm for adult and 10 cm for child and respiratory range was 4 second and 2 second respectively. Three radiologic technologist assessed image quality and scan time, CTDIvol were compared respectively. III. Result All six measurement items(Noise, Uniformity, visible lp/cm of High contrast resolution, MTF 10% and MTF 50%) using both Spiral and Flash mode were within a permissible range and there were no significant differences in MTF 10% and MTF 50%. But visible assessments of Lung chest phantom images showed a bad effect on images. The higher a pitch was increased, the worse an image were showed because of rising beam hardening artifacts. Nodule figure & visibility, visibility of lesion, resolution between lower margin of lung and diaphragm, lung vessel definition and overall image quality were evaluated. When scan range was 32 cm, Spiral mode chest exam scored five points out of five, which is the highest score recorded. When the respiratory range in adult patients was both 4 and 2 second, lesion observation was possible with Flash mode of 1.55 and 2.5 pitch and in pediatric patients, only Spiral mode over 1.5 pitch can catch lesion. The higher a pitch of Flash mode used 32cm was, the more scan time was decreased. In Flash mode, CTDIvol value was 19% dose reduction. IV. Conclusions Motion artifact of irregular breathing has a bad effect on diagnostic images. Our experiments show that when Flash mode is adapted in exam, this artifacts are remarkably decreased with high image quality. Also, there is 19% dose reduction. When the respiratory range in adult patients was both 4 and 2 second, it was the best to adapt 2.5 pitch of Flash mode. For pediatric patients, we got the best image on all pitch of Flash mode. Chest CT exam is very critical about lung disease as diagnostic image and shows a significant increase because of f/u(follow up) role. Thus, Chest CT using Flash mode is considered to be very useful in diagnostic imaging.

목차

Abstract

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 대상 및 방법

Ⅲ. 결과

Ⅳ. 고찰

Ⅴ. 결론

참고문헌

국문초록

키워드

Chest CT Flash mode motion artifact pitch