파노라마방사선장비의 상층 평가 방법 및 기준의 제시

Abstract

1. 목 적 파노라마방사선장비의 동일한 촬영 부위에서 측정된 볼 왜곡률과 공간해상도 간의 연관성을 살펴보고자 하였다. 또한 두 종류(Matlab®, C#®)의 언어로 제작한 소프트웨어를 이용하여 파노라마팬텀©의 영상에서 얻어지는 금속 볼 경계의 MTF 값을 구하여 언어에 따른 MTF 값의 차이를 평가하고자 하였다. 본 연구를 통해 파노라마방사선장비의 상층 평가 방법과 상층 경계의 기준을 제시하고자 하였다.

2. 방 법 동일한 촬영 부위에서 획득된 금속 볼과 선쌍 팬텀의 영상을 이용하여 볼 왜곡률과 공간해상도 값을 측정하였다. 금속 볼 상을 얻기 위해 파노라마팬텀©을 촬영하였고, 획득 영상의 볼 인식과정에서 Matlab® 프로그램의 Ellipse detection method를 사용하였다. 공간해상도 값을 구하기 위해 파노라마해상도팬텀을 이용하여 1.88, 2.32, 2.58, 3.19lp/mm의 가로, 세로 선쌍 팬텀을 협, 설측 폭 48mm 영역에 위치시킨 영상을 획득하였고, 얻어진 영상에서 선쌍 팬텀의 판독 가능 여부가 2명의 영상치의학 전문의에 의해 2주 간격으로 2회 평가되었다. 2회의 결과 값에 대해 급내상관계수(Intraclass Correlation Coefficient)가 측정되었다. 임상적으로 판독 가능한 영상을 얻기 위한 부위별 공간해상도 기준을 만족하는 부분을 상층이라고 가정하고, 상층 부위에 위치한 볼들의 평균 왜곡률 값을 획득하였다. 마지막으로 파노라마팬텀© 영상에서 볼의 경계를 이용하여 MTF 값을 측정하는 소프트웨어를 제작하였다. 동일한 기능을 Matlab® 언어와 C#® 언어로 동시에 구현하였고, 두가지 언어로 측정한 MTF 값에 대해 단순상관분석을 시행하였다.

3. 결 과 세개의 파노라마방사선장비에 대해 동일한 촬영 부위에서 측정된 볼 왜곡률과 가로, 세로 공간해상도 값을 대응시켜 제시하였다. 판독 가능한 영상을 얻기 위한 최소 기준으로 제시된 공간해상도로 상층의 위치 및 형태를 정하였을 때, 해당 부위의 평균 볼 왜곡률은 19.47%로 측정되었다. 파노라마팬텀© 영상의 볼 경계를 Matlab® 언어와 C#® 언어로 구현한 소프트웨어를 이용하여 측정한 결과, MTF 측정 값 사이에 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보임을 확인하였다.

4. 결 론 파노라마방사선장비에서 공간해상도로 상층의 위치와 형태를 정하였을 때, 상층 부위의 평균 볼 왜곡률은 19.47%로 측정되었다. 볼의 크기와 픽셀 크기로 인한 오차를 고려하여 상층 경계의 기준으로 볼 왜곡률 20%가 제안되었다. 또한 C#® 언어로 제작된 소프트웨어를 이용하여 파노라마팬텀© 영상을 분석함으로써 Window 기반의 대중적인 컴퓨터에서 파노라마방사선장비의 MTF 값을 측정할 수 있었다.

Purpose The purpose of this study was to analyze the correlation between spatial resolution and ball distortion rate of panoramic radiography and to elucidate the minimum criterion for ball distortion rate, which is very relevant to clinical readability. And we aimed to evaluate the potential for distribution and utilization of software using C#® language that can be easily used in many dental hospitals.

Material and Methods Horizontal and vertical spatial resolution and ball distortion rates were calculated in the same position, such as the incisor, premolar, molar, and temporomandibular joint area with various object depths corresponding to 48 mm. Three devices were evaluated. A region showing spatial resolution above the reference standard was selected and the mean and standard deviation of the obtained ball distortion rates were calculated. And we produced two analysis programs for panoramic radiographs of the phantom using Matlab® and C#® programming language and compared analysis results of three devices.

Results In all devices, the horizontal line pair phantom, but not the vertical line pair phantom, was readable in all areas measured at the line pair value of at least 1.88 lp/mm. The line pair value tended to be higher toward the center and lower toward the outside. The ball distortion rate tended to decrease closer to the center and increased further away. In addition, ball distortion rates could not be measured at some areas as they were not recognized as balls due to the high degree of distortion at the outermost and innermost sides. The ball distortion rates for the same site that satisfy the reference line pair value when using the horizontal or vertical resolution phantom were extracted and the mean ball distortion rate that met any of the criteria was 19.47 ± 15.10%. The MTF values evaluated by Matlab® and C#® were not significantly different between the two software.

Conclusions Image layer of panoramic radiography could be evaluated by the spatial resolution using horizontal and vertical line pair phantoms and by assessing ball distortion rates through a ball-type panorama phantom. A ball distortion rate of 20% could be used as a threshold to evaluate the image layer of panoramic radiography. And the analyzing program for panoramic radiographs using C#® programming language could be easily used in many dental hospitals.