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디지털 단층영상합성장치의 영상획득 조건에 따른 화질 분석

Analysis of Image Quality According to Imaging Parameters in Digital Tomosynthesis

한국방사선학회논문지 2020년 14권 4호 p.477 ~ 486
이다혜, 이승완, 김번영, 임도빈, 남기복, 조정효,
소속 상세정보
이다혜 ( Lee Da-Hye ) - Konyang University Department of Radiological Science
이승완 ( Lee Seung-Wan ) - Konyang University Department of Radiological Science
김번영 ( Kim Burn-Young ) - Konyang University Department of Medical Science
임도빈 ( Yim Do-Bin ) - Konyang University Department of Medical Science
남기복 ( Nam Ki-Bok ) - Konyang University Department of Radiological Science
조정효 ( Cho Jeong-Hyo ) - Konyang University Department of Radiological Science

Abstract

본 연구는 디지털 단층영상합성장치에서 재구성 필터, X-선원 이동궤적 및 이동간격이 화질에 미치는 영향을 평가하고 임상적 검증을 수행하는 것을 목적으로 한다. 필터링후역투영법 재구성 시 Ramp, Shepp-Logan, Cosine, Hamming, Hann 및 Blackman 필터를 사용하였고, X-선원 이동궤적의 변화를 위해 1 × 36, 2 × 18, 3 × 12, 4 × 9 및 6 × 6 배열 형태의 이동궤적을 모사하였다. X-선원 이동간격에 따른 영향을 평가하기 위해 X-선원간 거리를 5, 10, 20, 30 및 40 mm로 변화시켰다. 재구성 영상의 깊이분해능, 공간분해능 및 잡음을 평가하기 위해 인공물확산함수, 반치폭 및 신호대잡음비를 측정하였다. 연구결과 Ramp 및 Blackman 필터를 사용하였을 때 각각 공간분해능 및 잡음 특성이 최대화 되었으며, X-선원 이동궤적의 형태가 1 × 36일 때 깊이분해능과 잡음 특성이 가장 우수하였다. 또한 X-선원 이동간격이 증가함에 따라 깊이분해능 및 잡음 특성은 향상되었고, 공간분해능은 저하되었다. 따라서 디지털 단층영상합성장치를 통한 3차원 영상획득 시 재구성 필터, X-선원 이동궤적 및 이동간격이 화질에 미치는 영향은 각기 다르며, 진단 목적에 부합하는 조건 설정이 필요하다.

The purpose of this study was to evaluate the effects of reconstruction filters, X-ray source trajectories and intervals in the quality of digital tomosynthesis (DT) images, and the results was clinically validated. The filtered back-projection was implemented by using Ramp, Shepp-Logan, Cosine, Hamming, Hann and Blackman filters, and the X-ray source trajectories were simulated with 1 × 36, 2 × 18, 3 × 12, 4 × 9 and 6 × 6 arrays. The X-ray source intervals were 5, 10, 20, 30 and 40 mm. The depth resolution, spatial resolution and noise of DT image were evaluated by measuring artifact spread function (ASF), full width at half maximum (FWHM) and signal-to-noise ratio (SNR), respectively. The results showed that the spatial resolution and noise properties of DT images were maximized by the Ramp and Blackman filters, respectively, and the depth resolution and noise properties of the DT images obtained with a 1 × 36 X-ray source trajectory were superior to the other trajectories. The depth resolution and noise properties of DT images improved with an increase of X-ray source intervals, and the high X-ray source intervals degraded the spatial resolution of DT images. Therefore, the characteristics of DT images are highly dependent on reconstruction filters, X-ray source trajectories and intervals, and it is necessary to use optimal imaging parameters in accordance with diagnostic purpose.

키워드

디지털 단층영상합성장치 ; 재구성 필터 ; X-선원 이동궤적 ; X-선원 이동간격
Digital tomosynthesis ; Reconstruction filter ; X-ray source trajectory ; X-ray source intervals

원문 및 링크아웃 정보

등재저널 정보

KCI