Journal of Radiation Protection and Research

The Korean Association for Radiation Protection (대한방사선방어학회)
권호 표지

Clinical Apply of Dual Energy CT (kVp switching) : A Novel Approach for MAR(Metal Artifact Reduction) Method

듀얼에너지 CT(kvp switching)의 임상 적용: MAR(Metal Artifact Reduction) 알고리즘의 적용

  • Received : 2011.03.08
  • Accepted : 2011.06.15
  • Published : 2011.06.30
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Abstract

OThe purpose of this article was to measure and compare the value of the metal artifact reduction (MAR) algorithm by Dual energy(kVp switching) CT (Computed Tomography) for non using MAR and we introduced new variable Dual energy CT applications through a clinical scan. The used equipment was GE Discovery 750HD with Dual-Energy system(kVp switching). CT scan was performed on the neck and abdomen area subject for patients. Studies were from Dec 20 2010 to Feb 10 2011 and included 25 subject patients with prosthesis. We were measured the HU (Hounsfield Unit) and noise value at metal artifact appear(focal loss of signal and white streak artifact area) according to the using MAR algorithm. Statistical analyses were performed using the paired sample t-test. In patient subject case, the statistical difference of showing HU was p=0.01 and p=0.04 respectively. At maximum black hole artifact area and white streak artifact area according to the using MAR algorithm. However noise was p=0.05 and p=0.04 respectively; and not the affected black hole and white streak artifact area. Dual Energy CT with the MAR algorithm technique is useful reduce metal artifacts and could improve the diagnostic value in the diagnostic image evaluation of metallic implants area.

본 논고의 목적은 듀얼 에너지 시스템의 금속 인공물 감약 (MAR) 기법을 팬텀과 환자를 대상으로 적용하여보고 그 유용성에 대해서 알아보고자 한다. 사용한 장비는 GE사(社)의 750HD CT이고 AW 4.5 볼륨 share 4 워크스테이션에서 영상 분석을 하였다. 팬텀으로는 victoreen사(社)의 사람 모형 흉부팬텀을 사용하였고 사람 대상은 2010년 12월 20일부터 2011년 2월 10일까지 금속물질이 삽입된 환자 25명을 대상으로 목 부위와 복부 부위에 MAR 알고리즘을 적용하였다. 사용한 파라미터는 복부검사의 경우 GSI-4Body-Large 0.9 sec 40 mm이고 목 부위에서는 GSI-3Body-Medium 0.5 sec 40 mm를 선택하여 시행하였다. 영상시험은 국립암센터 CT영상실에서 기본적으로 시행하고 있는 프로토콜에 MAR 옵션을 적용하여 동일하게 시행하였다. 영상분석은 MAR기법을 적용한 영상과 적용하지 않은 영상에서 검은색 인공물과 줄무늬 인공물이 있는 부위에 관심부위 (ROI)를 설정한 후 hounsfield unit(HU)과 노이즈를 이용한 정량적 평가를 하였고 임상 경험이 풍부한 의사와 방사선사가 CT영상에 대한 평가를 하여 MAR 알고리즘에 대한 유용성을 비교하였다. 환자 대상 시험 결과 MAR 알고리즘을 적용함으로서 금속 인공물이 있는 부위에서의 검은색 인공물(금속이 있는 부위) 과 줄무늬 인공물이 있는 영상에서 HU의 p값이 각각 p=0.01과 p=0.04를 보였지만 금속 인공물의 영향에서 벗어난 부위에서의 노이즈는 오히려 증가하는 모습을 보였다(p=0.05). 그리고 그 외의 영상(금속이 있는 부위에서 1 cm 떨어진 단면 영상) 에서 검은색 인공물과 줄무늬 인공물 부위의 HU와 노이즈의 p값에 대해서는 통계적 유의성은 만족하지 못하였지만 대체적으로 MAR알고리즘을 적용함으로서 금속인공물 발생이 감약 되는 결과를 보였다. 결론적으로 금속 물질이 삽입된 환자의 경우에 MAR 알고리즘을 적용함으로서 조직의 선예도가 적용하지 안했을 때보다 증가하였고 검은색 인공물 발생 또한 개선되는 모습을 보였다.

Keywords

References

  1. 임흥선, 김기홍, 김명구, 김승철, 김영근, 김정삼, 김현수, 대창민, 민관홍, 박병래 외 15명. Scan Protocol. 아카데미아, 2009.
  2. Brown CL, Hartman RP, Dzyubak OP, Takahashi N, Kawashima A, McCollough CH, Bruesewitz MR, Primak AM, Fletcher JG. Dual-energy CT iodine overlay technique for characterization of renal masses as cyst or solid a phantom feasibility study. European Journal of Radiology 2009;19(5):1289-1295. https://doi.org/10.1007/s00330-008-1273-6
  3. Joshi M, Aluri S, Procknow K, Langan DA, Sahani DS. Effective atomic number accuracy for kidney stone characterization using spectral CT. Medical Imaging 2010 : Physics of Medical Imaging 2010; Proc. SPIE 7622:76223K1-76223K12.
  4. Liu PT, Pavlicek WP, Peter MB, Spangehl MJ, Roberts CC, Paden RG. Metal artifact reduction image reconstruction algorithm for CT implanted metal orthopedic devices a work in progress. Skeletal Radiol. 2009;38(8):797-802. https://doi.org/10.1007/s00256-008-0630-5
  5. Prell D, Kalender WA, Kyriakou Y. Development, implementation and evaluation of a dedicated metal artefact reduction method for interventional flat-detector CT. British Journal of Radiology 2010; 83(996):1052-1062. https://doi.org/10.1259/bjr/19113084
  6. Yanagawa M, Tomiyama N, Honda O, Kikuyamya A, Sumikawa H, Ionoue A, Tobino K. Multidetector CT of the Lung: Image Quality with Garnet-based Detectors. Radiology 2010;255:944-954. https://doi.org/10.1148/radiol.10091010
  7. Alberto Santamaria-pang, Sandeep Dutta, Sokratis Makroqiannis, Amy Hara, William Pavlic다, Alvin Silva, Brian Thomsen, Scott Robertson, Darin Okerlund, David A, Langan. Automated liver lesion characterization using fast kvp switching dual energy computed tomography imaging. Medical Imaging. 2010;doi:10.1117/12.844059.
  8. Naveen C and David AL. Gemstone Detector: Dual Energy Imaging via Fast kvp Switching. Medical Radiology 2011;35-41.
  9. Sablayrolles JL, Feignoux J, Izzilio R, Barrau V, Rodallec M, Ayestaran P. CT Spectral imaging in cardio vascular imaging. AFIM 2010.
  10. Takahashi N, Hartman RP, Vrtiska TJ, Kawashima A, Primak AN, Dzyubak OP, Mandrekar JN, Fletcher JG, McCollough CH. Dual-Energy CT iodine-subtraction Virtual Unenhanced Technique to Detect Urinary Stones in an Iodine-Filled Collecting System: A Phantom Study. AJR. 2008;190(5):1169-1173. https://doi.org/10.2214/AJR.07.3154
  11. Karacaaltincaba M, Aktas A. Dual-energy CT revisited with multidetector CT: review of principles and clinical applications. Diagn. Interv. Radiol. 2010;doi:10.4261/1305-3825.
  12. Muller J, Buzug TM. Spurious structures created by interpolation-based CT metal artifact reduction. Medical Imaging 2009 : Physics of Medical Imaging 2009;Proc.SPIE 7258:72581Y1 -72581Y8.