CT의 역사적 배경 및 CT장비의 세대별 특징

안녕하세요. 만둥이 입니다.

오늘은 CT이론 3번째 시간 입니다.

오늘은 CT의 역사에 대해서 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

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G.N 하운스필드

 

역사적 배경

컴퓨터단층촬영법(CT)은 1895년 뢴트겐의 X선 발견 이래, 의학적 영상의 역사에 있어 가장 획기적인 진전이라고 할 수 있다. 최초의 CT 장치는 1963년 Alen Cormack의 인체조직의 X-ray 흡수에 관한 이론과 공식을 기초로 하여, 1967년 영국의 EMI사에서 G.N Hounsfiled에 의하여 만들어졌으며, 임상적으로 이용가능한 장치는 1971년 데이터 획득방식과 재구성방법이 한층 진보되어 Atkinson-Morley 병원에 설치되었다. 그해 10월에는 머리에 종양이 있는 환자의 두부를 스캔 하여 영상을 확인할 수 있었다. 그 이후 많은 과정을 거쳐 1972년 두부전용장치(Mark Ⅰ)가 EMI사에서 개발되었다. 1974년에는 전신용 장치가 개발되기에 이르렀고, 1979년 Hounsfield와 Cormack는 노벨의 학상을 수상하였다. 최초로 EMI사에서 개발한 두부 전용 장치와 영상이며 최초의 장치는 80×80 Matrix의 영상이었다.(참고문헌:대학서림;전산화단층촬영)

 

자료출처: siemens healthcare

CT의 발전속도는 엄청나게 빠른속도와 급변하는 장비의 발전, 장치의 소형화 및 최신화로 인해 비약적인 발전을 거듭해 왔다. CT의 발달로 인하여 의료, 진단학적 의학의 발전속도도 동시에 발전해 왔다. 발전속도가 그만큼 빠른편이어서 예전의 CT는 어떤CT였을까 궁금할것이다. 그래서 이번 포스팅은 CT장비의 역사에 대해서 알아보는 포스팅이 될것이다.

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X-ray projection의 한계

뢴트겐의 X선 발견후 인체내의 구조를 볼수 있다는 엄청난 발견으로 의학계는 보다 질이 높은 영상을 원했다. 그러던중 수학자 "라돈" 에 의한 수학적 기법을 바탕으로 CT의 이론이 발전을 하였다. X-ray 영상보다 중첩된 구조물의 파악이 우수하고, x선 영상보다 높은 대조도를 지닌 CT영상,등의 요구로 인해 CT는 개발이 되었다. CT 발전 과정을 통해 역사를 알아보고자 한다.

 

CT 세대별 특징

 

1세대 장비의 특징은 다음 사진과 같다.

검출기: 1~2

선속은: narrow beam (pencil beam)

X선관과 detecter의 움직임: T-R 방식

scan time: 5~30분

X선관: 고정양극관(유냉식 냉각방법)

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2세대 장비의 특성은 다음과 같다.

검출기: 20~60개

선속: narrow fan beam(좁은 부채꼴선속)

X선관과 detecter의 움직임: T-R 방식

scan time: 20~30초

X선관: 고정양극관(수냉식냉각방법)

*Bowtie filter사용

 

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3세대 장비의 특성은 다음과 같다.

검출기: 300~1000개

선속: wide fan beam(넓은 부채꼴선속)

X선관과 detecter의 움직임: R-R 방식

scan time: 1~5초

X선관: 회전양극관(유,수냉식냉각방법)

 

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4세대 장비의 특성은 다음과 같다.

검출기: 1000~5000개

선속: wide fan beam(넓은 부채꼴선속)

X선관과 detecter의 움직임: R-S 방식(x선관만 회전)

scan time: 1~2초

*Nutating Geometry (Tilting rotating x선관)

 

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5세대 장비의 특성은 다음과 같다.

초고속 전자 beam CT

촬영시간이 극히 짧음(0.05~0.1)

정지 상태의 가슴, 폐, 소화관, 움직임이 많은 심장 계통등의 촬영가능

3D image를 얻을수 있음

관상동맥 석회화 검사 

 

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나선형 CT의 특징

한방향으로만 원운동을함 

scan time을 줄이기 위해 고안

움직이는 장기를 보다 빠르게 왜곡없이 검사

Slip-ring에 의한 연속 전원공급

Brush를 통해 데이터의 전송

*Volume Data 획득

 

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지금까지 CT장비의 세대별 분류를 진행하고, 특성에 대해서 알아 보았다. 최신의 CT는 선원이 두개인 Dual source CT와 Switching tube의 Dual Energy CT 등 검사시간의 최소화와 피폭선량의 감소 등의 목적을 둔 CT들이 나온시점이다. 뿐만 아니라 AI를 이용한 Deep Learning 기술은 더욱더 많은 변화를 가져다 줄것으로 기대된다.