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Evaluation of GSI(Gemstone Spectral Imaging) Mode for Contrast Reduction in Chest CT
소은섭(Eun-Sup So),심지나(Ji-Na Shim),김홍식(Hong-Sik Kim),윤수정(Soo-Jung Yoon),김윤국(Yoon-Kook Kim),박순규(Soon-Kyu Park) 대한CT영상기술학회 2019 대한CT영상기술학회지 Vol.21 No.2
목적: 조영증강 CT 검사는 CT의 발전과 함께 증가하고 있는 추세이다. 그러나 조영증강 CT 검사에서 조영제 사용으로 인한 조영제 부작용이 발생하고 있으며, 부작용을 최소화 하기 위한 다양한 연구도 계속되고 있다. 이에 조영제 사용량을 줄이기 위하여, dual energy CT를 이용한 GSI 모드의 영상을 활용하여 각 에너지 영역대에서 조영제가 영상에서 나타나는 특성에 대해 알아보고, 이를 통해 조영제를 감소시킬 수 있는 방법에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 이 연구는 phantom study와 patient study로 구분하였다. Phantom study에서는, 조영제와 생리식염수를 1:5로 희석하여 자체 제작한 phantom을 이용하여 dual energy 검사인 GSI(Gemstone spectral imaging) 모드를 이용하여 각 에너지 영역의 monochromatic 영상을 획득하였고, 또한 동일한 CTDIvol 값을 가지는 조건으로 single source를 이용한 polychromatic 영상을 얻은 후 각 영상의 HU, SNR, CNR 값을 비교하였다. Patient study에서는 본원에서 GSI모드로 Chest CT를 검사한 BMI 정상 군에 속해있는 환자 30명을 대상으로 각 에너지 영역의 monochromatic 영상에서 6부위의 HU값을 비교하였다. 결과: Phantom study에서 저에너지 영역으로 갈수록 높은 HU 값을 나타내었고, 50keV monochromatic 영상에서 SNR, CNR이 가장 높았으며 single source 영상의 값보다 각각 1.71배, 1.40배 높았다. 또한 그때 HU값은 1.92배 높았다. Patient study에서 뼈를 제외한 주변 조직이나 장기의 HU 값은 40~140 keV monochromatic 영상에서 에너지의 변화에 따른 HU값의 변화가 나타나지 않았으며, 조영제의 HU값은 40~70 keV monochromatic 영상에서 큰 변화를 보인다. 결론: 조영제를 주입한 Chest CT에서 GSI 모드를 통해 50 keV로 재구성함으로써, 현재 single source 영상과 비슷한 영상의 퀄리티를 가지고 공기를 포함하고 있는 폐 실질이나 기관지, 그리고 근육과 같은 조직은 HU 값을 유지하면서 조영제의 HU 값은 증가한 영상을 얻을 수 있다. 따라서 GSI 모드를 통한 chest CT는 조영제 투여량을 감소시킬 수 있으며 이는 조영제 부작용을 감소하는데 큰 기여를 할 것으로 사료된다. PURPOSE: Contrast-enhanced CT is on the increase with the development of CT. However, the use of contrast has caused side effects, and various studies have been conducted to minimize side effects. In order to reduce the amount of contrasts used in dual energy CT, we investigated the characteristics of the contrast in each energy region using GSI mode image, and the ways to minimize the use of contrast. MATERIAL AND METHODS: We performed both phantom and patient study. In the phantom study, monochromatic images of each energy region were obtained by GSI (gemstone spectral imaging) mode in a dual energy CT using phantom which consist of contrast and normal saline in a ratio of 1:5. In addition, the polychromatic images using a single source under the same CTDIvol were obtained and compared with HU, SNR, and CNR values of images in GSI mode. In the patient study, we compared the HU values at six-ROI in monochromatic images of each energy region. The subject of patient study was 30 patients in normal BMI group who underwent chest CT in GSI mode at Yonsei medical center. RESULT: In phantom study, high HU value was observed in the low energy region. The SNR and CNR of 50 keV monochromatic images were higher than those of single source images by 1.71 times and 1.40 times, respectively. At that time, the HU value of GSI mode was higher than single source by 1.92 times. In the patient study, the HU values of peripheral tissues or organs except for bones were not changed by 40 ~ 140 keV monochromatic images, and the HU values of the contrast showed large changes in 40 ~ 70keV monochromatic images. CONCLUSIONS: The quality of reconstructed image with GSI mode in 50 keV was similar to that of single source image. In addition, HU values of contrast increased while keeping HU values of muscles, bronchi, and lung parenchyma which contain air. Therefore, chest CT using GSI mode can decrease the dose of contrast so it might contribute to the reduction of contrast side effects.
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