CT 영상의 화질 #1

 

CT에서의 영상의질(image quality) 이란?

진단적으로 중요한 해부학적 구조물의 표시능력으로, image quality의 저하시에는 진단적으로 오진을 일으킬 수 있고, 장비의 노화로 인해 정상 정격 출력이 발생되지 않을 수 있다.

 

화질에 영향을 미치는 요소

1. 환자의 움직임

2. 기하학적 요소

3. 피사체 대조도와 필름 대조도

4.기계적 사항- X선관 초점의 크기

5. Slice 두께

6. 산란선

7. 선량

등의 요소로 부터 영향을 받는다.

 

CT 영상 화질의 3가지 중요인자와 조절인자

                                                           

                                                                 Noise - mA, kV, Scan time, Patient size

 

                                           Artifact - Slice thickness, Scan time, Operating mode,   Film documentation

 

                                                             Definition - Algorithm, Image display(window setting)

 

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CT영상의 화질의 측정

(1) PSF

피사체에 있어서 한 점이 영상에서 실제의 점으로 재현되지 않을 경우 불선예도로서 나타나며 이 불 선예도는 결국 영상의 공간분해능에 영향을 미치기 때문에 이것을 측정한다.

(2) LSF

영상의 불선예도를 나타내는 것으로 이는 피사체에 하나의 선이나, 선 형태의 틈이 있는 경우 하나의 선이나 틈으로 재현시킬 수 있는 능력을 말한다.

(3) CTF

이는 대조도 응답함수(CRF)로서 한 영상에 있어서 대조도를 측정할 때 사용된다.

(4) MTF

LSF나 PSF를 퓨리에 변환(fourier transformation)하여 구하게 되며 공간분해능을 나타내는데 사용된다.

(5) Wiener spectrum(위너 스펙트럼)

노이즈(Noise)를 분석하기 위한 것으로 Noise power spectrum이라고 한다. 여러 가지 정보가 담겨 있는 신호(자기상관함수)를 퓨리에 변환한 것으로 X축에 주파수, Y축에 노이즈 크기를 나타낸다. 일반적으로 노이즈는 높은 주파수 성분을 많이 갖고 있으므로 노이즈 파워 스펙트럼에서 높은 주파수의 성분이 작은 것이 노이즈가 적은 신호라고 할 수 있다.

 

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분해능의 분류

 

1) 공간분해능(Spatial resolution)

피사체 조직과 주변조직 간의 CT number 차가 100 HU 이상인 경우 두 피사체가 근접해 있을 때, 얼마나 작은 크기를 구별해 낼 수 있는지를 말한다. 영상에서 흐림의 정도를 설명할때 이용되고, 때로는 MTF(Lp/cm), PSF 또는 LSF에 의해 표현 된다.

 

2) 대조도 분해능(Contrast resolution)

조직의 밀도가 유사한 조직이 서로 인접해 있을때 구별해 내는 능력으로, 대조도 분해능에 영향을 미치는 인자로는 관전압, 관전류, 단면두께, 피사체의 크기, 검출기의 감도, 재구성 알고리즘, 검출된 광자의 수, 노이즈, 모니터 화면의 크기, 관찰거리 등이 있다. 동일한 매개변수를 사용한다고 가정할 때 관전압과 관전류의 증가는 대조도 분해능을 증가 시킬 수 있다. 하지만 피폭선량이 증가한다.

 

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노이즈

 

CT에서의 noise란 물과 같은 동일한 물질에 X선을 조사한 후 영상을 구성하는 pixel과  pixel간의  CT number의 변동이다.

 

1) NOISE의 원인

① 검출된 광자의 수(kVp, mAs)

② 매트릭스 크기(화소의 크기)

③ 단면 두께

④ 알고리즘(algorithm)

⑤ 전자적 노이즈(electric noise)

⑥ 산란선

⑦ 피사체의 크기

⑧ 영상표시방법

노이즈와 단면두께와의 상관관계

 

노이즈와 알고리즘의 상관관계