CT

안녕하세요 이번에는 CT에 대해서 공부 하도록 하겠습니다.

 CT는 학교에서 배우는 것과 실제 임상 검사 및 공부와는 큰 갭이 있어서 공부하는 것이 조금 어렵습니다. 따라서 책으로만 공부 하는것이 어렵고 수업 시간에 교수님 강의만으로는 이해가 어려우므로 문제집과 요약 본 등 다양하게 공부하는 것이 좋을 것 같습니다. 

Computed Tomography

2교시 <영상진단기술학> 7문항 / 3교시 <방사선 실기> 3문항

 

 

세대분류

X선관과 검출기 선속 검출기 수 특징 1세대 회전 / 직선 단일 연필형 1~2 직선→1°회전(180°), 5분/slice 2세대 회전 / 직선 좁은 부채형 20~60 직선→10°회전(180°), 1분/slice, Bowtie Filter 3세대 회전 / 회전 넓은 부채형 300~1000 360°회전, 1~10초/slice, ring artifact 4세대 회전 / 고정 넓은 부채형 1200~4000   EBT 전자총,고정/고정 넓은부채형 전자선속 1296 5세대 CT장치 0.05~0.1초(혈류검사에 유용) MDCT 회전or고정/회전 넓은 부채형 10000~40000

CT의 하드웨어

Generator : 고전압 발생장치 ※ CT의 고관전압(120kVp이상) 사용이유? 피사체를 투과하여 검출기에 도달하는 X선량 증가 -> 검출기 반응성(검출효율) 최대화 X선속의 경화작용(beam hardening)에 의한 artifact 최소화 각 조직의 에너지 의존성 최소화 -> 연부조직에 대한 뼈의 대조도 감소 연부조직 내의 근소한 감약계수 차이 감지

PUD : 전압분배장치

Gantry : scan담당부분 -X선관, detector, DAS포함 X선 tube : 5~10 MHU Detector DAS : 검출기의 빛 신호 -> 아날로그 전기신호로 변환한 후 ADC를 통해 디지털화하여 컴퓨터로 전송

Bowtie Filter : 환자를 통과한 빔이 위치에 관계없이 균일하게 detector에 도달 - off-axis X선 감약

Collimator X선관측 collimator - slice 두께 조절(1~10mm) 검출기측 collimator - slice 두께유지, 산란선 감소

Detector

Detector 검출과정 : X선 → 피사체 → 감약X선 → 섬광체 → 빛신호 → 광다이오드 → 전기신호

Detector 종류 Scintillation Crystal Photomultiplier Detector 형광체 : CdWO4, Gd-based Ceramic사용 - 예전엔 NaI, CsI, CaF2, BGo 장점 : 검출효율 우수 단점 : 크기 크고 안정성 저하, 감응성이 정비례하지 않아 선속 에너지의 제한 Scintillation Crystal Photodiode Detector 형광체 : CdWO4, Gd2O2S, rare-earth Ceramic 장점 : 검출효율 높음(80~95%) -> 낮은 노출조건 사용가능 단점 : 기하학적 효율이 낮음, 산란선에 의한 화질저하 Xe gas Detector 장점 : 기하학적 효율이 높음, 잔광X, 뛰어난 방향성(산란선에 의한 화질저하적음) 단점 : 검출효율이 낮음 -> 보상위해 높은 조건 필요

Detector 구비조건 효율성이 클 것 검출소자수가 많을 것 직선성이 좋을 것 일관성 및 재생성이 좋을 것. 검출소자 사이의 불감영역이 적을 것감응시간(response time) 이 짧을 것(잔광이 짧을것) 안정성이 좋을 것

CT Number

감약의 영향인자 X선 에너지 조직의밀도 조직의 원자번호 물질의 단위중량당 전자수

CT Number (Hunsfield Number) 기준 : 물(0) CT Number = k  k : 확대상수 μ : 조직의 감약계수 μw : 물의 선감약계수 주요 CT Number (-) : air, fat, mammo 0 : water (+) : 연부조직(20~60), blood(70)

Window Width & Level

Gray level : 디지털화(수치화)되어진 pixel들의 흑백 명암값 Gray scale : gray level에 의해 흑백으로 나타난 pixel들의 단계적 회색농도 범위 CT 장치의 gray scale : 12비트 총 4,096단계(-1000~3095) 모니터의 gray scale : 8비트 총 256단계(0~255)

Window width : CRT에 표시되는 CT number의 범위 (contrast에 관여) Window level : gray scale의 중앙치(명암에 대한 준위, density에 관여) ※ WW를 줄이면? → 식별능↑ 단, 너무 줄이면 흑백의 단조로운 상 ※ WW가 넓으면? → 대조도↓

Image Parameter

Beam Collimation : Slice Thickness slice thickness감소 → noise 증가(대조도 분해능 감소) ↳ 공간해상능 향상, 작은 병변 감지능 향상, Streak artifact 감소, volume averaging 감소 ※ thin slice : HRCT, Temporal bone

mAs : X선의 양(환자선량, noise에 영향)mAs가 많으면? : 노이즈감소 → 대조도 분해능 증가

kV : X선의 질(출력, noise에 영향) kV가 높으면? : 노이즈감소

FOV ① SFOV : 데이터 획득 범위 ← effective detector 수 결정 ② DFOV : display상에 나타나는 묘사범위 ← slice thickness, algorithm, resolution에 영향 ↳ Matrix, pixel size결정

Rotation Time

Algorithm : standard / soft / bone(high) / edge....

Conventional & Spiral CT

Conventional CT Spiral CT (Helical CT) X선tube와 detector의 회전에 400°로 제한 한 방향 회전 후 반대방향으로 회전 interscan delay발생 Slip ring과 brush를 통해 동력과 데이터 전달 tube가 나선형으로 연속적인 회전, 동시에 테이블 이동 interscan delay X

Duty Factor = 가동시간 = scan time 전체시간 (scan time + scan delay time)

Pitch

Pitch → Z축 분해능과 관련

Single CT Pitch = tube 1회전 당 테이블 이동거리(mm) slice 두께 (mm) MDCT Beam Pitch = tube 1회전 당 테이블 이동거리(mm) beam collimation Pitch 값이 증가하면? → 환자의 피폭 감소, scan time 감소

Pixel

Pixel : 영상의 최소단위 Pixel size =  Pixel이 작아지면? : image quality↑

※Voxel? : 피사체 내의 조직의 volume

Filter

Filter 저E영역 제거를 통한 선질의 균일화≠ collimator : 산란선 제거, slice 조절, 피폭감소 고유filter : glass housing 부가filter : bowtie filter

Reconstruction

영상재구성 : filtered back projection

CT 3D Reconstruction SSD 문턱값, 빠른 영상처리 MPR reformation (axial영상 → coronal, sagittal) MIP 최대값만 표현 ※MinIP : 최소값만 표현 VRT 3D영상

CT Contrast Media

CT 조영제 : 농도차 강조(증강)

조영제 구비조건 비이온성 친수성 점도: 낮을수록 좋다 ※ 조영제 체온정도로 보관이유? : 점도를 낮춰 빠르게 주입 삼투: 등장성(IOCM, 약 300)

Noise

Noise : CT number의 표준편차 Noise Level(%) =  ※ noise가 꼭 불필요 한 것은 아님 -> noise ∝ image detail

Noise 영향인자 선량(mAs) ↓noise =  slice 두께 ↓=> Noise 증가 피사체 크기 ↑ 산란선 ↑ 관전압, 알고리즘, Matrix 수(pixel사이즈) 등과 관련

Noise 감소 방법 mAs, kVp, FOV, Thickness 증가

Artifact

Motion Artifact : Respiratory Artifact 등 Metal Artifact Partial Volume Artifact : Thickness를 얇게 함으로서 해결 Beam Hardening Artifact : 선속 경화에 의한 Artifact -> Filter, thickness 얇게, 고 kVp 등으로 해결 Streaking Artifact : 팔에 의한 Artifact (Beam Hardening의 일종) Zebra Artifact : Z축 분해능의 저하로 reformation할 때(MPR) 얼룩말 무늬 - coronal plan Cone Beam Artifact : isocenter에서 멀어지면서 반음영 증가로 생긴 Artifact Ring Artifact: detector의 data 결손-> 3세대 CT장치

 

 

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