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CT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1. X-선 CT의 기본 원리

 

    1) 투과도

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    2) X-선 감쇄계수

         - 인체 조직의 밀도, 평균 원자번호

         - X-선의 에너지 스펙트럼

 

   3) 투영데이터

        - p=- ln [I/I 0 ]= ∫ L μ( x, y)dl

 

   4) Sinogram

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    5) CT number

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     :CT number : 물의 감쇄계수를 기준으로 하여 조직들의 감쇄계수를 확대해서 나타낸 상대적인 값
 

 

   2. X-선 CT의 발전

 

    1) 제 1세대

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           - Hounsfield가 개발한 EMI사의 scanner.

           - 한 개의 X-ray beam tube와 X-ray detector.

           - 선형운동 및 원형운동을 한다.

           - 수 십분 정도 걸린다.

    2) 제 2세대

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         - X-ray beam의 모양은 부채꼴, X-ray detector는 여러개이다.

         - 수 십초 정도 걸린다.

 

    3) 제 3세대

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       - 부채꼴 모양의 X-ray beam 각도를 크게 한다.

       - X-ray detector가 500~1000개로 늘어났다.

       - 오직 원형주사한다.

       - 수 초정도 걸린다.

 

     4) 제 4세대

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        - 360도 원주상에 detector를 배열하고, X-ray tube만 회전한다.

        - detector의 불안정성에 대한 영향이 적어진다는 장점이 있다.

 

 

  3. X-선 CT의 구성

 

     1) X-선관

        - 열용량이 높다.

        - 관전류가 연속모드(400mA)와 단속모드(1000mA)가 있다.

    2) X-선 디텍터

       - 디텍터는 섬광체와 광다이오드의 결합이다.

       - 현대식 CT에서는 약 8000개 정도까지의 디텍터가 배열되어 있는 배혈형 디텍터르 쓴다.

    3) 시준기(collimator)

        - x-ray tube앞에는 통과영역을 국한하여 필요없는 x-ray가 인체투가하는 것을 막는 시준기가 설치되어있

         다.

        - x-ray detector앞에 설치된 시준기는 산란된 x-ray를 차단하여 공간해상도를 향상시키는 역할을 한다.

 

     4) 고압발생기

       - x-ray tube에 고압의 전압을 인가한다.

 

     5) 컴퓨터

        - 영사을 재구성하기 위한 연산작업을 수행한다.

        - 현대식 CT에서는 512X512 크기의 영상으 1초 이내에 재구성한다.

 

   4. X-선 CT영상의 특성

 

    1) 영상의 크기

       - 영상의 화소(pixel) 수.

 

   2) 시야각(Field of view)

      - 영상이 표현하는 인체 부위의 물리적 크기.

 

   3) 공간해상도(Spatial resolution)

     - 얼마나 작은 부위를 영상으로 감지할 수 있는가를 나타내는 척도.

 

   4) MTF(Modulation Transfer Function)

     - 공간 주파수별 분해능을 그래프로 표현.

 

   5) 대조해상도(Contrast resolution)

     - 얼마나 작은 CT-number 차이를 구별할 수 있는가

 

   6) 잡음(Noise)

     - X-ray tube의 전압 및 관전류, 화소크기, 단면 두께, X-선 디텍터 감도, X-선량.

 

   7) 선형성

     - 물질의 감쇄계수와 CT-number사이의 선형성.

 

   8) 균일도(Uniformity)

     - 균일한 감쇄계수를 가진 물체를 촬영했을 때, 모든 화소는 같은 CT-number를 가져야 한다.

 

   9) 아티팩트(Artifact)

    - 실제로는 없는 형상이 CT-영상에 나타나는 것.

    - X-ray tube 및 X-선 디텍터의 불안정성, 회전의 불안정성

 

 

  5. Helical (Spiral CT)

 

  1) 3차원 영상을 얻기 위해 고안된 CT이다. 3차원 영상을 얻기 위해서는 2차원 단면 영상을 순차적으로

      여러 장 얻어야 한다.

 

  2) 촬영 대상체를 일정한 속도로 움직이면서 부채꼴 스캔을 한다.

 

  3) 2차원 영상을 재구성하기 위해서는 적절한 보간(interpolation)을 한 뒤 CT알고리즘을 적용해야 한다.

 

  4) 1회전마다 1장의 단면영상을 얻는다.

 

  5) 촬영속도를 높이기 위해 여러개의 detector층을 쓰기도 한다.