Computed Radiography의 영상특성에 관한 연구 = Study of Image Properties for Computed Radiographay

국문 초록 (Abstract)

X선 영상의 디지털화의 초기에 도입되어 현재까지 실제 임상에서 가장 많이 사용되고 있는 Computed Radiography (CR) System의 검출기를 포함한 종합영상 시스템으로서의 결과물인 영상 질에 대하여 객관적 평가방법으로 검토하였다. 본 연구에서는 Agfa CR system을 연구의 대상으로 하였다. 획득한 CR 영상들의 Flat Field 영역에서 150×150 Pixel의 Gray Level의 값들로부터 Signal-to-Noise Ratio (SNR)을 구하였다. 디지털화된 CR 영상의 SNR 값은 Image Plate (IP)에 인가되는 X선의 Exposure의 Log 값에 비례하여 증가한다. IP에 인가되는 Exposure가 0.2 mR 보다 작을 때는 SNR 값이 6 보다 작아 Image Pattern의 영상의 판독이 난해하고, Exposure가 0.54 mR 이상일 때 SNR 값이 10 이상 되어 선명한 영상을 보인다. 55 kVp의 X 선관전압에서 2 m 털어진 조사위치의 IP위에 Bar Pattern을 놓고 CR 영상을 얻어 Modulation Transfer Function (MTF)를 구했다. IP에 인가된 Exposure의 양이 0.54 mR일 때의 Bar Pattern CR 영상으로부터 MTF 곡선을 구하여 영상을 분석하였다. 공간주파수가 2.5 lp/mm 일 때 MTF값은 23 %이다. Noise Equivalent Modulation의 MTF를 0.1로 가정할 때 CR의 한계분해능의 공간주파수는 3.2 lp/mm이다. MTF가 50 %일 때의 공간주파수로 영상 시스템의 선예도를 평가 할 때, 이에 해당하는 공간주파수는 0.5~0.75lp/mm이다. MTFA(Modulation Transfer Function Area)는 약 1.0 lp/mm가 된다. Fuji의 CR의 MTFA값 1.1 l과 비교해보면 본연구의 Agfa CR의 MTFA는 거의 같은 수준이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Computed radiography (CR) has been widely used in the field of diagnostic radiography since digital X-ray image was introduced. The imaging performance of CR system was studied by analyzing the digital image data of the CR images which are the outcomes of the whole imaging system composed of image plate (IP), laser digitizer, analoge-digital convertor, and a given image processing unit. In this study, we used a conventional CR system made by Agfa. From the flat field image of 150150 image pixels, signal-to-noise ratio (SNR) was calculated. SNR of the CR image increases in proportion to logarithm value of the X-ray exposure irradiated on the IP. SNR is less than about 6 at the exposure below 0.2 mR and is more than 10 at the exposure above 0.54 mR. In our study, most of images obtained by the smaller exposures less than 2.0 mR can not be readable. In general, the minimum value of the SNR ranges from 3 to 5. We obtained modulation transfer function (MTF) by analyzing the bar pattern image which was made under conditions as follows: X-ray tube potential was 55 kVp, the IP exposure was 0.54 mR, and the distance between X-ray source to IP was 2 m, where bar pattern was located on the IP. MTF is 23 % at 2.5 lp/mm spatial frequency. Provided that the MTF of noise equivalent modulation is 10 %, the CR system has the limiting spatial resolution of 3.2 lp/mm. If the image sharpness is evaluated by the spatial frequency where MTF is 50 %. the corresponding spatial frequency is 0.5~0.75 lp/mm. MTFA (Modulation Transfer Function Area) is 1.0 lp/mm. Compared with the Fuji CR whose MTFA is 1.1 lp/mm, Agfa CR in this study shows almost same MTFA performance.

목차 (Table of Contents)

• I 서 언
• 1 방사선 영상 1
• 2 디지털 방사선영상의 기본 개념 1
• 3 Digital Radiography의 이점 3
• 4 연구의 목적 3
• II 디지털 방사선영상 기술
• 1 디지털 방사선영상 기술의 분류 5
• 1.1 Film 디지타이저 5
• 1.2 Charge Coupled Device (CCD) 방식 6
• 1.3 평판형 검출기(Flat Panel Detector) 6
• 1.4 Computed Radiography (CR) 11
• 2 디지털 영상검출기 특성 인자 23
• 2.1 기하학적 특성 (Geometrical haracteristics) 23
• 2.2 양자 효율 (Quantum Efficiency) 24
• 2.3 공간 분해능 (Spatial Resolution) 24
• 2.4 잡음 (Noise) 26
• 2.5 민감도 (Sensitivity) 28
• 2.6 동작 범위 (Dynamic Range) 32
• 3. 의료영상의 질과 그의 평가 33
• 3.1 의료영상의 질 33
• 3.2 의료영상의 평가 34
• 3.3 MTF (Modulation Transfer Function) 35
• 3.4 MTF 측정 방법 37
• 3.5 MTF 곡선의 분석 40
• 3.6 CR 영상에서 Bar Pattern을 이용한 MTF측정 41
• III 연구 방법 및 절차 45
• 1 연구 방법 45
• 2 실험 기자재 46
• 3 CR 영상의 획득 49
• IV 결 과 52
• 1 mAs와 mR 관계 52
• 2 CR Image 53
• 3 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio) 54
• 4 아크릴에 의한 X선의 감쇄 56
• 5 CR의 Dynamic Range 58
• 6 Modulation Transfer Function 59
• V. 결 언 64
• ** 參考 文獻 ** 67