• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제38권4호
• /
• pp.365-374
• /
• 2015

진단의 높은 정확성을 유지하기 위하여 영상 품질의 정기적인 quality assurance (QA) 검사는 필수적이다. 이 연구의 목적은 2006년부터 2015년까지 시간에 따른 (2006, 2009, 2012, 2015) computed radiography (CR) system의 modulation transfer function (MTF: 변조전달함수), the noise power spectrum (NPS: 잡음전력스펙트럼) and the detective quantum efficiency (DQE: 양자검출효율)를 측정하여 평가 하는 것이다. 우리는 edge method를 이용하여 pre-sampled MTF를 구하였고 international electrotechnical commission standard IEC: 62220-1의 RQA5가 측정에 적용되었으며, X선관 초점으로부터 CR 표면까지의 거리는 150 cm이며, 부가필터 21 mmAl을 사용하였다. 관전압은 $72{\pm}2kVp$였으며 관전압을 1~2 kVp조절하여 HVL이 $7.1{\pm}1mmAl$되도록 하였다. 연구결과는 MTF의 공간주파수 50% ($mm^{-1}$)에서 사용 기간 별로 2006년은 1.54, 2009년은 1.14, 2012년은 1.12, 2015년은 1.38 이었고 공간주파수 10% ($mm^{-1}$)에서 사용 기간 별로 2006년은 2.68, 2009년은 2.44, 2012년은 2.44, 2015년은 2.46 이었다. 각각의 노이즈 분포는 2006년이 가장 낮은 노이즈 분포를 보였으며 2015, 2009, 2012 순으로 낮은 노이즈 분포를 나타내었다. Peak DQE와 $1mm^{-1}$에서도 2006년이 가장 우수한 DQE를 보였으며 2015년, 2009년, 2012년 순으로 DQE값을 나타내었다. 정확한 진단을 위하여 주기적인 CR 시스템의 유지보수가 필요하며 본 연구는 CR 시스템의 QA 및 수행성능 평가에 기초가 될 것으로 생각된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제21권3호
• /
• pp.261-273
• /
• 2010

간접변환방식 CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) 엑스레이 디텍터 시스템의 성능 분석 및 개선을 위하여 공간주파수에 따른 DQE (detective quantum efficiency)를 모델링 하였다. 모델의 검증을 위하여 마모그라피 W/Al 선질에 대한 modulation-transfer function (MTF), noise-power spectrum (NPS)를 측정하고 이로부터 DQE를 계산하였으며, 모델과 측정된 DQE는 전체 공간주파수 영역에서 서로 잘 일치함을 확인하였다. 검증된 모델을 이용하여 형광스크린 양자효율 및 MTF, Swank 잡음, 포토다이오드 양자효율 등 CMOS 디텍터 시스템의 DQE 성능에 영향을 미칠 수 있는 다양한 디자인 파라미터의 역할을 살펴보았다. 엑스레이 디텍터 시스템의 신호 및 잡음 분석에 대해 이와 같은 선형시스템 전달을 이용한 이론적인 접근법은 이미 개발된 의료영상시스템을 이해할 수 있는 유용한 도구일 뿐만 아니라 새로운 디텍터 개발 및 최적화를 위한 도구로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제15권7호
• /
• pp.289-299
• /
• 2015

본 연구의 목적은 디지털방사선시스템의 영상 품질을 비교하고 평가함에 있다. 영상의 정량적인 분해능을 나타내는 변조전달함수, 노이즈 특성을 나타내는 잡음력 스펙트럼을 이용하여 영상 품질평가를 하였다. IEC61267 선질을 사용하여 IEC62220-1에서 제시하는 기하학적인 조건과 실제 임상에서 사용되어지는 기하학적인 조건을 사용하여 부가필터 및 그리드, 임상선량을 이용하여 edge 팬텀을 사용하여 MTF값을 측정하였다. Grid, Filter, SID, kVp, mAs에 따른 MTF 결과는 임상조건 100, 180cm 와 IEC62220-1 기하학적인 조건 150cm에서 MTF 공간주파수 측정값은 비슷하게 나타났으며, 오히려 임상조건 100, 180cm에서 공간주파수가 높은 경우도 있었다. NPS 결과는 선량이 증가함에 따라 감소함을 나타내었다. IEC61267 선질을 이용한 영상품질평가에서는 IEC62220-1기하학적인 조건을 이용한 품질평가보다 임상조건 기하학적인 조건을 사용한 영상의 품질이 좋았다. IEC 와 임상조건에서의 MTF와 NPS는 크게 차이가 나지 않았음을 알 수 있었다. 그러므로 향후 IEC 표준에서 제시하는 영상품질 평가보다는 임상 조건을 적용한 영상품질 평가방법을 적용하기 위해서 부가필터사용 유 무, 그리드사용 유 무, SID변화, 선질, 선량 등의 파라메터를 적절히 이용하여 가장 적은 선량으로 공간분해능이 좋고, NPS가 감소하는 방법들을 찾는다면 향후 실제 임상에서 사용되고 있는 디지털방사선시스템을 최적의 품질로 유지할 수 있는 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.300-305
• /
• 2007

In this study, we have studied the fabrication and the performance evaluation of digital radiation detector of the based on selenium (a-Se) prototype which is widely researched about recently. The detector was fabricated using amorphous selenium in the specification of active area size $7{\times}8.5"$, pixel pitch $139{\mu}m$, and 12 bit ADC. In order for the performance evaluation of the fabricated detector, we used radiation quality RQA 5 that is suggested by the International Electrotechnical Commission (IEC), and evaluated modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS), and detective quantum efficiency (DQE). Concerning MTF measurement, we used slit camera (Nuclear Associates, Model : 07-624-2222), and evaluated in the slit method. Also so as to compare the performance evaluation on the detector fabricated in this study, we used Hologic Direct-Ray (DR-1000) and GE Revolution XQ/I system, and evaluated and compared in the same method MTF, NPS, and DQE which are image quality factors. And as a result, the MTF of each detector In Nyquist frequency were evaluated to be 58% (at 3.5 lp/mm) in the case of DR-1000 and 65% (at 2.5 lp/mm) in the case of XQ/I, and that for the detector fabricated in this study was evaluated to be 36% (at 3.51 lp/mm). Also in the case of DQE(0), the detector fabricated in this study, DR-1000 of Hologic company, and XQ/I system of GE company respectively were evaluated as 36%, 32%, and 50%.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제19권1호
• /
• pp.63-72
• /
• 2008

최근 의료영상저장 및 전송 시스템(Picture Archiving and Communication System, PACS)의 발전과 함께 디지털 영상의 발전이 가속화되면서, 특히 기존의 아날로그 시스템을 활용할 수 있는 컴퓨터 X-선 촬영(Computed Radiography, CR)의 활용도가 높아졌다. 본 연구에서는 실제 임상에서 사용되고 있는 Agfa CR system (Agfa CR 2.5; Agfa, Belgium)과 Fuji CR system (FCR 9000C; Full, Japan)을 이용하여 영상의 정량적 평가에 널리 사용되고 있는 변조전달함수(Modulation Transfer Function, MTF), 잡음력 스펙트럼(Noise Power Spectrum, NPS), 양자검출효율(Detective Quantum Efficiency, DQE)를 통해 시스템간의 성능 비교 및 I.P (Imaging Plate) 크기별 픽셀 크기 차이 및 선량의 변화에 의한 화질영향을 정량적으로 평가하였다. X-선 영상 획득실험을 위하여 국제표준인 IEC 61267에서 제공하는 RQA5의 선질(Additional Filter $0.7+21Al[mm],\;71[kV_p])$을 사용하였다. 실험 결과 Agfa CR 시스템의 경우 10% 응답의 MTF는 $8{\times}10$ inch와 $14{\times}17$ inch I.P에서 각각 3.9, 2.8 cycles/mm으로 측정되었으며, Fuji CR 시스템의 경우 각각 3.4, 3.2 cycles/mm로 측정되었다 선량의 변화에 따른 MTF도 측정결과는, 두 시스템 모두 선량변화에 따른 MTF의 차이는 크지 않았으며, MTF 10% 응답 주파수 영역도 거의 같은 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 선량은 영상의 해상력 및 MTF에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. NPS의 경우 Agfa CR 시스템의 $100{\mu}m$ 픽셀 크기를 갖는 $8{\times}10$ inch I.P와 $150{\mu}m$ 픽셀 크기를 갖는 $14{\times}17$ inch I.P사이에 큰 차이가 없었다. 또한 두 시스템 모두 선량이 증가할수록 NPS가 좋아지는 결과를 나타내었다. 진단가능영역인 1.5 cycles/mm 주파수 영역에서 DQE의 효율 측정결과 Agfa CR 시스템의 $8{\times}10$ inch I.P가 11%로 측정되었으며, $14{\times}17\;inch\;I.P$는 8.8%로 측정되었다. Agfa CR 시스템의 DQE 효율 차이는 고주파수 영역에서 두드러지게 나타났다. Fuji CR 시스템의 경우 I.P 크기별 픽셀 크기는 $100{\mu}m$로 동일하였기 때문에 DQE 효율 측정결과 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 두 시스템 모두 선량이 증가할수록 DQE 효율은 감소함을 나타내었다. 화질평가의 복합적인 요소를 담고 있는 DQE 측정은 장치의 성능을 점검하고, 환자의 피폭선량을 개선시키는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 Agfa CR 시스템과 Fuji CR 시스템의 픽셀 크기별, 선량별 DQE를 측정함으로써 CR 시스템의 임상적 응용의 최적화를 위한 기초 자료로서 이용될 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.271-275
• /
• 2018

컴퓨터방사선촬영 시스템이 도입되면서 영상판은 분명 우리에게 많은 정보, 정밀한 디지털이미지 제공, 재촬영률 감소 등 상당한 이점으로 다가왔다. 컴퓨터방사선촬영 시스템의 영상판을 이용한 의료 영상 획득시 좋은 영상을 얻기 위해서는 영상판의 보관 장소 및 발광시간의 응답 특성과 잠상퇴행 현상을 인지함과 동시에 효과적인 정도관리와 화질 향상을 위해 체계적인 관리와 노력을 해야 할 것으로 판단한다. 본 연구에서는 컴퓨터방사선촬영 시스템의 영상판을 이용한 영상획득 과정에서 발생할 수 있는 자연 환경에 의한 잡음에 대하여 알아보았다. 실험 결과 시간이 지남에 따라 영상판에 잡음이 생성되며 영상의 신뢰성이 떨어지게 됨을 확인하였다. 영상판을 사용할 경우에는 4시간 이상 보관된 영상판에 대해서는 잠상소거를 반드시 실시해서 사용하고, 2회 이상 잠상소거 하는 것이 가장 좋은 방법일 것이라고 판단한다. 본 연구는 임상에서 영상판 관리 및 사용 시 정량적인 참고자료가 될 것이다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제23권1호
• /
• pp.26-32
• /
• 2012

확대촬영은 일반촬영뿐 아니라 미세골촬영, 유방촬영 및 다른 진단 영역에서 널리 사용되고 있다. 유한한 X선 초점의 크기로 인해 확대촬영은 분해능, 노이즈, 대조도 등 영상 시스템 전체에 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 유효검출양자효율(effective detective quantum efficiency, eDQE)을 이용하여 영상시스템에 있어서 확대도와 초점크기의 영향을 알아보고자 함이다. 전체적인 영상 시스템 특성을 반영하는 eDQE는 초점에 의한 흐림 현상, 확대, 산란 그리고 격자 반응 등의 영향을 고려한다. 본 실험에서는 Food and Drug Administration (FDA)에서 고안된 흉부 팬텀을 사용하여 실제 가슴 촬영조건에서 측정된 유효변조전달함수(effective modulation transfer function, eMTF), 유효잡음력스펙트럼(effective noise power spectrum, eNPS), 산란율(scatter fraction, SF) 및 투과율(transmission fraction, TF)을 통해 eDQE 값을 도출하였다. 연구 결과를 통해 살펴보면 소초점을 사용했을 경우, eMTF의 값이 10%일 때의 공간주파수는 확대도가 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0일때 각각 2.76, 2.21, 1.78, 1.49 그리고 1.26 lp/mm이었다. 대초점을 사용했을 경우, MTF의 값이 10%일 때의 공간주파수는 확대도가 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0일 때 각각 2.21, 1.66, 1.25, 0.93 그리고 0.73 lp/mm이었다. 확대도가 증가할수록 eMTF 값이 떨어지고, 소초점을 사용했을 때가 대초점을 사용했을 때보다 eMTF가 전체적으로 높다는 것을 확인할 수 있었다. 초점의 크기에 따른 zero frequency에서의 eDQE 값의 변화는 크게 보이지 않았다. 그러나 대초점을 사용했을 경우, 소초점을 사용했을 때보다 저 주파수에서 고 주파수로 갈수록 eDQE가 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 일반적으로 확대촬영은 작은 병변을 확대시키고 낮은 유효잡음과 air-gap에 의한 산란선의 감소로 인해 대조도를 증가시킨다. 이로 인해 크기가 작은 병변을 고대조도로 확대시킴으로써 진단율을 높일 수 있다. 그러나 초점 크기로 인한 흐림 현상이 확대도에 따라 공간 분해능에 더 큰 영향을 미친다. 이러한 결과를 바탕으로, 디지털 일반촬영 시스템에서의 확대촬영을 시행하기 위한 적절한 초점크기와 확대도가 확립되어야 한다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제11권7호
• /
• pp.663-669
• /
• 2017

진단목적의 방사선 의료 영상의 활용의 증가에 따라 환자의 피폭 선량 증가와 의료영상의 진단적 가치 저하에 기여하는 산란선의 관리 및 저감을 위한 연구는 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 관전압 증가에 따른 산란선의 증감이 영상 화질에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 ANSI 흉부 팬텀을 이용하여, 관전압 변화에 따른 산란선 발생 비율을 측정하고, 산란선의 발생에 따른 화질 영향을 RMS(Root Mean Square) 입상성 평가, RSD(Relative Standard Deviation) 및 NPS(Noise Power Spectrum) 분석을 통해 고찰하였다. 관전압 증가에 따른 산란선 발생비율은 73 kV 관전압에서 48.8%, 93 kV 관전압 인가시 80.1%로 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 관전압 증가에 따른 산란선 증가의 화질 영향을 분석하기 위한 RMS 분석 결과, 관전압 증가에 따른 RMS 값이 증가하는 것으로 나타나 영상의 입상성이 떨어지는 결과로 도출되었다. 공간주파수 2.5 lp/mm에서의 NPS 값 또한 관전압 73 kV 인가에 비해 93kV 관전압 증가시 20% 정도 영상의 잡음이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 관전압 변화에 따른 산란선 발생이 화질에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 이러한 연구 결과는 의료영상 품질 개선을 위한 연구의 기초 자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.253-259
• /
• 2004

본 연구에서는 디지털 X-선 영상시스템의 최적화 설계를 위하여 몬테카를로 방법을 이용한 영상모의실험용 코드를 visual $C^{++}$ 프로그래밍 언어를 사용하여 개발하였다. 디지털 X-선 영상시스템으로 Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체 및 광센서 어레이를 고려하였으며, 일반적인 실험 환경을 모사하기 위해 2차원 평행 그리드를 포함시켰다. X-선과 피사체, 그리드 및 섬광체와의 반응, 그리고 섬광체에서 발생된 빛의 거동 및 광센서 어레이에서의 수집을 몬테카를로 방법을 이용하여 모사하였다. Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체의 두께는 66$\mu\textrm{m}$로 설정하였으며, 광센서 어레이의 픽셀 피치는 48$\mu\textrm{m}$ 그리고 픽셀의 포맷은 256${\times}$256으로 가정하였다. 다양한 모의실험조건에서 X-선 영상을 획득한 후 객관적인 영상시스템의 성능평가 지표인 SNR(signal-to-noise ratio), MTF(modulation transfer function), NPS(noise power spectrum), DQE(detective quantum efficiency) 등을 계산하였으며, 이를 통해 화질을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 영상모의실험 코드는 다양한 디지털 X-선 영상시스템에 대해 여러 설계변수들에 대한 성능을 예측함으로써 영상시스템 최적설계에 활용될 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.5-9
• /
• 2008

전산화단층촬영(CT)에 있어서 생기는 artifact를 제거하기 위해서 영상재구성 과정에 다양한 필터를 사용하고 있다. 이러한 artifact는 영상재구성 과정에 사용되는 수학적 오차와, 투영이미지와 실제 해부학적 구조간의 오차, 혹은 데이터 획득과정에서의 오차 등으로 인해 필연적으로 생길 수 밖에 없다. 본 연구에서는 Hann필터를 사용하였을 때 CT 영상에서의 artifact 제거효과를 정량적으로 분석하였다. Cut-off 주파수가 0.1인 경우에서 0.2씩 증가시키며 0.9까지에 대한 다양한 cut-off 주파수의 Hann필터에 대한 artifact제거 효과에 대한 결과를 보였다. 재구성 영상에서의 artifact에 대한 정량적 분석을 위해서 white image에 대한 CT 영상의 Noise Power Spectrum을 비교하였다.