Impact of radiation dose reduction and iterative reconstruction type on musculoskeletal computed tomography: phantom study

Abstract

서론: 이 논문은 근골격계 컴퓨터단층촬영 영상에서 iterative reconstruction algorithm을 적용하였을 때 방사선량 감소에 미치는 영향을 평가하기 위한 인체유사모형 실험이다.

방법: 인체의 골반 모습을 본 딴 모형을 사용하여 세 레벨의 관전압 (80, 100, 120 kVp) 과 네 레벨의 관전류 (DoseRightIndex (DRI) 8, 14, 20, 고정관전류 195mAs) ,총 12가지의 다른 방사선 조사 조건에서 컴퓨터단층촬영 영상을 얻는다. 얻어진 영상들은 각각 filtered back projection (FBP), hybrid iterative reconstruction (iDose4), iterative model reconstruction (IMR) 3가지의 방법으로 재구성된다. 정량적 영상 분석은 5회 반복 측정한 신호대잡음비와 대조대잡음비로 이루어진다. 정성적 영상 분석은 두 명의 영상의학과 의사가 독립적으로 참여하며, 각각 해부학적 구조물, 잡음 그리고 인공물에 대하여 5점 지표를 사용하여 분석한다. 이원반복분산분석을 이용하여 reconstruction algorithm과 방사선량이 이미지에 정량적 정성적으로 미치는 영향을 분석하였다.

결과: 세 가지의 reconstruction algorithm을 비교하였을 때 정량적 측면과 noise 감소 면에서는 IMR이 우수하였으나, 해부학적인 구조의 표현과 인공물 감소 면에서는 기존의 FBP, iDose4가 더 우수하였다. 80 kVp에서 촬영된 영상은 해부학적 구조의 표현과 인공물 감소에 있어 유의하게 영상의 질이 감소하였다. 또한 기존보다 방사선량을 50% 미만으로 감소시킬 경우 정성적인 영상의 질이 상당부분 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

결론: 이 실험 결과에 따르면 근골격계 컴퓨터단층촬영 시 적어도 100 kVp 의 관전압 혹은 DoseRightIndex (DRI) 50% 의 관전류를 최소한의 방사선량으로 사용할 것이 추천된다. 또한 reconstruction algorithm으로는 iDose4가 추천되며, 실험에 따르면 위 조건 하에서 얻은 영상은 영상의 진단적 성능을 유의하게 저하시키지 않는 범위 내에서 영상의 noise를 줄일 수 있는 것이 확인되었다.