Application of Total Variation Algorithm in X-ray Phantom Image with Various Added Filter Thickness : GATE Simulation Study

• 영문명: 다양한 두께의 부가 여과판을 적용한 X-선 영상에서의 Total Variation 알고리즘 적용 : GATE 시뮬레이션 연구
• 발행기관: 한국방사선학회
• 저자명: Taeil Park(박태일) Sujong Jang(장수종) Youngjin Lee(이영진)
• 간행물 정보: 『한국방사선학회 논문지』 제13권 제5호, 773~778쪽, 전체 6쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.10.30

국문 초록

X-선을 이용한 영상은 진단에 필수적인 요소지만 영상에서의 noise발생이 불가피하다. 이를 보완하기 위해 환자의 피폭선량은 낮추면서 영상의 질은 높여주는 total variation (TV) 알고리즘이 제시되었다. 본 연구의 목적은 시뮬레이션을 통해 부가 여과판의 두께에 따라 방사선 영상 촬영 시 영상의 화질에 미치는 영향을 확인하고, TV 알고리즘의 유용성을 평가하는 것이다. 부가 여과판의 두께변화에 따른 각 알고리즘 적용 시 Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) 시뮬레이션 영상을 이용하여 Polymethylmethacrylate (PMMA) 팬텀의 실제 크기, 모양과 재질을 동일하게 하고 대조도 대 잡음비 (contrast to noise ratio, CNR)과 변동계수 (coefficient of variation, COV)값을 비교하였으며 그 결과 TV 알고리즘 적용 시 CNR 값이 가장 높고 COV 값이 가장 낮다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 모든 알고리즘에서 0 mm Al을 사용할 경우 가장 우수한 CNR과 COV값을 얻을 수 있었다.

영문 초록

Images using X-rays are essential to diagnosis, but noise is inevitable in the image. To compensate for this, a total variation (TV) algorithm was presented to reduce the patient s exposure dose while increasing the quality of the images. The purpose of this study is to verify the effect on the image quality in radiographic imaging according to the thickness of the additional filtration plate through simulation, and to evaluate the usefulness of the TV algorithm. By using the Geant4 Application for Tomographic Emissions (GATE) simulation image, the actual size, shape and material of the Polymethylmethacrylate (PMMA) phantom were identical, the contrast to noise ratio (CNR) and coefficient of variation (COV) were compared. The results showed that the CNR value was the highest and the COV the lowest when applying the TV algorithm. In addition, we can acquire superior CNR and COV results with 0 mm Al in all algorithm cases.

목차

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

Ⅲ. RESULTS AND DISCUSSION

Ⅳ. CONCLUSION

키워드

TV Algorithm Added filter GATE simulation PMMA phantom TV 알고리즘 부가 여과판 GATE 시뮬레이션 PMMA 팬텀