Joo Hee Kim;Hyun Jung Yoon;Eunju Lee;Injoong Kim;Yoon Ki Cha;So Hyeon Bak
Korean Journal of Radiology
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제22권1호
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pp.131-138
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2021
Objective: Iterative reconstruction degrades image quality. Thus, further advances in image reconstruction are necessary to overcome some limitations of this technique in low-dose computed tomography (LDCT) scan of the chest. Deep-learning image reconstruction (DLIR) is a new method used to reduce dose while maintaining image quality. The purposes of this study was to evaluate image quality and noise of LDCT scan images reconstructed with DLIR and compare with those of images reconstructed with the adaptive statistical iterative reconstruction-Veo at a level of 30% (ASiR-V 30%). Materials and Methods: This retrospective study included 58 patients who underwent LDCT scan for lung cancer screening. Datasets were reconstructed with ASiR-V 30% and DLIR at medium and high levels (DLIR-M and DLIR-H, respectively). The objective image signal and noise, which represented mean attenuation value and standard deviation in Hounsfield units for the lungs, mediastinum, liver, and background air, and subjective image contrast, image noise, and conspicuity of structures were evaluated. The differences between CT scan images subjected to ASiR-V 30%, DLIR-M, and DLIR-H were evaluated. Results: Based on the objective analysis, the image signals did not significantly differ among ASiR-V 30%, DLIR-M, and DLIR-H (p = 0.949, 0.737, 0.366, and 0.358 in the lungs, mediastinum, liver, and background air, respectively). However, the noise was significantly lower in DLIR-M and DLIR-H than in ASiR-V 30% (all p < 0.001). DLIR had higher signal-to-noise ratio (SNR) and contrast-to-noise ratio (CNR) than ASiR-V 30% (p = 0.027, < 0.001, and < 0.001 in the SNR of the lungs, mediastinum, and liver, respectively; all p < 0.001 in the CNR). According to the subjective analysis, DLIR had higher image contrast and lower image noise than ASiR-V 30% (all p < 0.001). DLIR was superior to ASiR-V 30% in identifying the pulmonary arteries and veins, trachea and bronchi, lymph nodes, and pleura and pericardium (all p < 0.001). Conclusion: DLIR significantly reduced the image noise in chest LDCT scan images compared with ASiR-V 30% while maintaining superior image quality.
흉부 CT 검사 조건 중 관전압을 100, 80 kVp, 재구성 알고리즘을 FBP, ASIR-V, DLIR로 변화 적용하여 검사 선량과 화질 변화를 비교 분석해 보았다. 그 결과 기존 관전압 보다 낮은 관전압인 100 kVp 에서 ASIR-V, DLIR 적용 시 선량을 낮추면서 120 kVp, FBP 적용 시와 가장 유사한 화질로 구현. 특히, DLIR 재구성 영상은 모든 관전압에서 SNR, CNR이 우수하였다. 또한, SSIM 지수가 1에 가장 근사하게 분석되어 원본 영상과 가장 유사도가 높은 것을 알 수 있었다. 따라서 반복적으로 흉부 CT 검사를 시행하는 경우 DLIR 적용은 검사 선량을 약 29.7% 감소시킬 수 있어 CT 검사의 가장 큰 문제점인 검사로 인한 피폭을 일부 해결하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
흉부 디지털토모장치는 가장 발달한 촬영방법중의 하나이지만 일반 흉부촬영방법에 비해 환자의 피폭선량이 높다는 단점이 있다. 이런 이유 때문에 본 연구는 흉부 디지털토모영상에서 부가여과를 사용하여 환자선량을 저감시키는 방법을 검토하여 보았으며, 화질의 변화도 실험하였다. 그 결과 부가여과가 없는 장치의 기본상태에서 피부입사선량, 면적선량, 실효선량은 1.95 mGy, 17.66 $dGycm^2$, 0.133 mSv로, 부가여과사용시는 0.312 mGy, 2.27 $dGy.cm^2$, 0.052 mSv로 나타나 선량이 각 각 66.2%, 73.6%, 57.4%로 감소하였다. 화질에서 병소의 검출율은 중심부 미소병소 검출율(p < .001)을 제외한 나머지 주변부, 중심부병변 및 주변부 미소병소에서는 두 방법에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 환자의 선량감소에는 큰 효과를 볼 수 있었다.
Author has studied for finding the method of decreasing the radiation dose and increasing diagnostic range in chest X-ray radiography. The study for the added filter thickness from half value layer to 1/8 value layer by decreasing curve and research for the exposure factors, decreasing ratio of radiation dose, ratio of scatter ray and image quality in chest X-ray radiography. The results were as follows: 1. By using the rare earth intensifying screen system at 120 Kvp, the sensitivity is increased by times and the exposure ratio is decreased 0.22 by comparison with the $CaWO_{4}$ intensifying screen system at 80 Kvp. 2. By using Al added filter of 1/8 value layer, the scatter ray is increased more than no filter, But the scatter ray is decreased more in $G_{4}/RxOG$ intensifying system than in LT-II/Rx intensifying system. 3. At 120 Kvp, the image quality value of $G_{4}/RxOG$ system is increased more than LT-II/Rx system compared with slight decreasing image quality value at 80 Kvp. Concluded that by using the added filter could decrease the radiation dose by 1/3 and obtain effective image quality with the added filter at high voltage hard exposure.
흉부 CT와 같이 조직 대조도 차이가 큰 부위의 CT 검사도 환자의 팔의 위치에 따른 아티팩트 발생과 화질저하, 과다피폭 등을 방지하기 위하여 환자의 손을 머리 위로 올리고 검사를 시행하고 있다. 흉부 CT와 같이 조직 대조도 차이가 큰 부위의 검사에서 환자 팔의 위치에 따라 화질저하, 과다피폭 등이 발생한다. 2012년 서울의 K 대학병원 흉부 CT 검사는 1,642건이었다. 이중 118건이 팔을 올리지 않고 흉부 CT검사를 시행하였다. 정상적으로 팔을 올리고 검사한 그룹은 총 DLP 값의 평균이 275 $mGy{\cdot}cm$로 나타났으며 팔을 올리지 않고 검사한 그룹의 총 DLP값 평균은 312.46 $mGy{\cdot}cm$로 나타났다. 동일 환자의 경우 후향적 조사에서 적극적으로 팔을 올리고 검사한 경우 총 DLP 값이 267.5 $mGy{\cdot}cm$로 조사되었고 팔을 올리지 않고 검사한 경우 총 DLP 값이 307.5 $mGy{\cdot}cm$로 나타났다. 흉부 CT 검사에서 검사자가 적극적으로 팔을 올리지 않고 검사하면 인체의 가장 두꺼운 부위인 어깨부위를 통과한 X-ray 광자의 부족으로 인해 선형 아티팩트가 발생하였다. 흉부 CT 검사시 적극적으로 팔을 올려서 검사하는 노력으로 적은 피폭선량과 양질의 의료영상을 환자에게 제공할 수 있는 선량 최적화의 방법이 될 것이다.
The purpose of this study is to compare the measurement result of radiation dose by using standard thoracic phantom and ionization chamber to advice proposal in the shooting condition of chest PA projection at hospitals recently. And to understand the change between radiation dose and resolution in different conditions. The period this study was from August 2010 to September 2010 and the subjects of the study was 3 general hospitals, 4 personal hospitals and 1 laboratory at the college. Finally we study with 6 DR, 1 CR, and 4 F/S equipments. Most hospitals met advice proposal, but some of the hospitals exceed advice dose from the result of our study. We can lower radiation dose about 25% when kVp is lowered about 20% in DR equipment. And we can lower radiation dose about 50% when mAs is lowered about 35%. The image quality was similar to the original in the study. Most hospitals which exceed advice dose were personal hospitals. The reason why it happened is that radiation dose for chest PA projection at personal hospitals is higher than general hospitals and the personal hospitals' equipments are older than general hospitals' equipments. We guess that patients' radiation dose of chest PA projection can be lowered from the result.
방사선 일반촬영은 크게 두 가지 유형으로 구분할 수 있는데 디지털 영상 시스템인 CR(Computed Radiography)과 DR(Digital Radiography)이 주로 활용되고 있다. 이 둘의 차이는 선량과 영상의 질 관점에서 정의할 수 있다. 본 연구에는 피부입사선량(Entrance Skin Dose, ESD)의 관점에서 환자에게 투여된 선량을 계산하고 비교하여 CR과 DR 간의 선량 차이를 연구하기 위해 8가지의 표준 영상의학적 검사(Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP)가 고려되었다. 영상화질에 대한 평가는 진단방사선학적 영상을 위한 화질 기준에 부합하는지를 보증하기 위해 영상의학과 전문의에 의해 시행되었다. DR의 ESD는 CR의 ESD보다 낮다는 것이 확인되었다. 방사선 촬영을 담당한 방사선사가 동일인 이었고 CR과 DR의 영상 화질이 유사하거나 DR에서 조금 더 우수했기 때문에 본 연구는 고려된 검사 내에서 DR이 CR보다 선량 절감 차원에서 볼 때 더 우수한 기기라는 것을 보여준다.
목적 급성호흡기질환인 코로나바이러스감염증-19 (coronavirus disease 2019; 이하 COVID-19) 환자를 대상으로 한 음압격리들것(negative presurre isolation stretcher; 이하 NPIS)을 이용한 흉부 전산화단층촬영(이하 CT) 방식에 대해 전문의들의 경험과 의견을 확인하고자 하였다. 대상과 방법 격리입원 중인 COVID-19 환자에게 NPIS를 이용한 흉부 CT 검사를 시행했던 9개 의료기관 소속 27명의 전문의들을 대상으로 1) 조영증강 흉부 CT가 필요한 경우, 2) NPIS를 이용한 흉부 CT의 영상품질, 그리고 3) CT 조영제주사를 위한 NPIS 개방과 CT 검사실의 오염을 주제로 설문조사를 진행하였다 결과 조사대상인 9개의 의료기관들은 기관당 한 해 평균 116건의 COVID-19관련 흉부 CT 검사를 NPIS와 함께 진행했으며. 전체 검사 건수 중 평균 24건(21%)이 조영증강 흉부 CT였다. 설문에 참여한 호흡기내과 전문의 9명 중 5명(56%)은 환자의 혈중 D-dimer 이상이 확인되면 조영증강 CT가 필요하다고 의견을 밝혔다. 한편 영상의학과 전문의 9명 모두는 NPIS로 인한 흉부 CT 영상의 품질은 폐렴 또는 폐혈전 진단이 가능한 수준이라 답하였다. 또한 감염내과 전문의 9명 중 5명(56%)은 NPIS의 개방으로 인한 CT 검사실의 이차감염은 소독을 통해 예방할 수 있는 수준으로 생각하고 있었다. 결론 격리입원 중인 COVID-19 환자에서 NPIS와 함께 흉부 CT를 진행하더라도 CT의 품질은 진단이 가능한 수준이며 NPIS가 CT 검사실 내에서 잠시 개방되더라도 CT 검사실의 감염확산 위험은 높지 않은 것으로 전문의들은 인식하고 있었다.
본 연구는 심전도 게이팅을 한 방법과 심전도 게이팅 없이 검사하는 방법으로 검사하여 대동맥 뿌리 영상을 비교하는 것이며 high pitch(flash) chest pain protocol 방법으로 검사한 영상들과 기존의 방식으로 심전도 게이팅 없이 검사한 환자의 대동맥 뿌리 영상의 질환 유무를 관찰하였다. High pitch(flash) chest pain protocol과 일반적인 chest pain protocol로 AAPM 팬텀을 스캔하였으며 이렇게 획득된 팬텀 영상을 가지고 동일한 영상 품질을 가지는 파라메타 값을 조절하고 방사선량, 즉 CTDI 값을 비교해 보았다. 심전도 게이팅을 함으로 해서 상행대동맥의 이미지 왜곡은 기존의 심전도 게이팅을 하지 않은 검사방법보다 월등하게 감소시킬 수 있었고 대동맥 뿌리의 영상 품질은 향상되었다. 영상 이미지 품질의 차이를 보이지 않는 파라메타 범위 내에서, high-pitch chest pain protocol로 검사하였을 때 CTDI 값이 더 낮게 나왔으므로 방사선량 감소에도 이점이 있음을 알 수 있었다. 심장과 관련된 분야에서 선량 감소 모드를 이용하여 대동맥 박리와 같은 진단 분야에 응용하여 적용한다면 획기적인 피폭선량 감소 효과뿐만 아니라 빠른 진단과 함께 신속한 치료가 필요한 환자들에게 매우 중요한 검사방법이 될 것으로 사료된다.
Chest radiograms obtained by using Fuji Computed Radiography(FCR) system were compared to conventional film/screen radiograms. The FCR images showed better image quality in diagnostic informations than the conventional chest images. In FCR, the radiation exposure to patient for chest examination could be reduced up to one tenths of conventional chest examination. The main advantages or FCR were considered to depend on the contrast processing and frequency processing properties. The use of FCR in clinical work may improve both diagnostic quality and radiation exposure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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