발목 CT 검사 시 최적 검사 조건 설정에 관한 팬텀 연구: 노이즈와 선예도 중심으로 = A Phantom Study of Optimal Examination Conditions for Ankle CT: Focusing on Noise and Sharpness

국문 초록 (Abstract)

CT 검사는 일반 X선 검사에 비해 상대적으로 많은 방사선을 사용하므로, 방사선량을 줄이면서 최적의 이미지를 얻기 위한다양한 기술이 개발되었습니다. 그 중 가장 대표적인 기술은 자동 노출 조절(Automatic Exposure Control; AEC)입니다. AEC는흉부나 복부와 같이 두께 변동이 큰 부위에서 최적의 효율을 보이지만, 상지⋅하지와 같은 비교적 작은 구조에서는 필요 이상의방사선을 조사하여 화질 저하의 가능성을 증가시킵니다. 본 연구는 발목 CT에서 고정 관전류 조건을 적용하여 대조도 분해능과공간 분해능을 정량적으로 평가하고 최적의 관전류 조건을 규명하고자 하였습니다. 연구 방법으로는 팬텀을 이용하여 50 mAs부터 시작하여 50 mAs씩 증가시키며 최대 250 mAs까지 스캔을 수행하고, 영상을 획득하였습니다. 노이즈와 대조도-노이즈 비율(Contrast-to-Noise Ratio; CNR)을 이용하여 대조도 분해능을 비교하였으며, 발목뼈 부위의 경계에서 선 프로파일(Line profile)을 추출하여 밀도 값(y축)의 25%와 75% 지점에서 각도와 거리를 측정함으로써 공간 분해능을 비교하였습니다. 연구 결과, 대조도 분해능 측면에서는 50 mAs와 250 mAs 사이에 유의미한 차이가 있었으며, 100 mAs와 150 mAs, 그리고 200 mAs와 250 mAs 사이의 차이는 상대적으로 낮았습니다. 공간 분해능 측면에서는 50 mAs와 100 mAs 사이의 차이가 가장 컸으며, 150 mAs 이상에서는 차이가 감소하는 경향을 보였습니다. 결론적으로, 50 mAs에서 200 mAs까지 50 mAs씩 증가할 때 영상의 질이 향상되었으며, 150 mAs와 200 mAs로 획득한 영상 사이에는 거의 차이가 없음을 확인하였습니다. 이는 최소한의 방사선 선량으로 좋은 영상의 화질을 얻기 위해서는 150 mAs의 조건이 적절할 것임을 시사합니다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

CT scans utilize relatively higher levels of radiation compared to conventional X-ray examinations. To address this issue and optimize imaging outcomes, various technologies have been developed, among which Automatic Exposure Control (AEC) represents a significant advancement. AEC is particularly effective in areas with considerable thickness variations, such as the thorax or abdomen; however, it may result in unnecessary radiation exposure in smaller anatomical structures, such as the extremities, which can compromise image quality. The objective of this study was to quantitatively evaluate the contrast resolution and spatial resolution under fixed tube current conditions in ankle CT scans, with the aim of identifying the optimal tube current settings. The methodology involved using a phantom to conduct scans across a range of tube currents, starting at 50 mAs and increasing in increments of 50 mAs up to 250 mAs, followed by image acquisition for subsequent analysis. Contrast resolution was assessed using Noise and Contrastto- Noise Ratio (CNR), while spatial resolution was evaluated by obtaining line profiles at the bone edges of the ankle. Measurements of angle and distance were recorded at the 25% and 75% density value points on the y-axis to facilitate comparisons of spatial resolution. The results revealed significant differences in contrast resolution between the 50 mAs and 250 mAs settings, with smaller differences noted between the 100 mAs to 150 mAs and 200 mAs to 250 mAs comparisons. Regarding spatial resolution, the most pronounced difference was observed between the 50 mAs and 100 mAs settings, with diminishing differences noted beyond the 150 mAs threshold. Consequently, image quality improved with each 50 mAs increment up to 200 mAs, with negligible differences observed between images acquired at 150 mAs and 200 mAs. These findings suggest that a tube current setting of 150 mAs may be optimal for achieving high-quality imaging while minimizing radiation exposure.

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