The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

The Korea Contents Association (한국콘텐츠학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on the Quantitative Analysis Method through the Absorbed Dose and the Histogram in the Performance Evaluation of the Detector according to the Sensitivity Change of Auto Exposure Control(AEC) in DR(Digital Radiography)

DR(Digital Radiography)에서 자동노출제어장치의 감도변화에 따른 검출기 성능평가 시 흡수선량과 히스토그램을 통한 정량적 분석방법에 관한 연구

  • 황준호 (경희대학교병원 영상의학과/고려대학교 의용과학대학원 의학물리과) ;
  • 이경배 (경희대학교병원 영상의학과)
  • Received : 2017.09.27
  • Accepted : 2017.11.27
  • Published : 2018.01.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study is to suggest a method to evaluate the detector performance using change of absorbed dose and histogram according to sensitivity change of Auto Exposure Control(AEC). The experiment site is skull, abdomen pelvis and the accuracy of the detector was evaluated by measuring the absorbed dose of the detector sensitivity S200, S400, S800, S1000. Also the dynamic range of the detector was evaluated through the histogram analysis. As a result, the absorbed dose decreased gradually as the sensitivity was set higher from S200 to S1000. And through the sensitivity histogram analysis, as the sensitivity of the skull is set higher, the amount of information at both ends of the histogram is lost. Abdomen and pelvis areas showed underflow phenomena in which the amount of information in the first part of the histogram was lost as the sensitivity was set higher. In conclusion, the detector accurately implemented the sensitivity change, but the dynamic range of the image due to the sensitivity change of the AEC due to the deterioration of the detector performance can not be realized properly and it was found that the evaluation through the absorbed dose and the histogram is useful when evaluating the performance of the detector.

본 연구는 자동노출제어장치의 감도변화에 따른 흡수선량의 변화와 히스토그램을 이용하여 검출기 성능평가 방법을 제안하고자 하였다. 실험방법은 두개부, 복부, 골반부위 별로 검출기 감도 S200, S400, S800, S1000의 흡수선량을 측정하여 검출기의 정확성을 평가하였다. 또한 영상의 히스토그램 분석을 통하여 검출기의 감도별 동적범위를 평가하였다. 그 결과 부위 별 흡수선량은 감도가 S200에서 S1000으로 높게 설정될수록 흡수선량이 단계적으로 감소하였다. 감도 별 히스토그램을 분석한 결과 두개부는 감도가 높게 설정될수록 히스토그램의 양단의 정보량이 상실되는 결과를 보였다. 복부와 골반부는 감도가 높게 설정될수록 히스토그램의 첫부분의 정보량이 상실되는 언더플로우 현상을 보였다. 결론적으로 검출기가 감도의 변화는 정확하게 구현해 내었으나 검출기 성능저하로 인한 자동노출제어장치의 감도변화에 따른 영상의 동적범위는 제대로 구현해내지 못한다는 것을 알 수 있었고 검출기의 성능평가 시 흡수선량과 히스토그램을 통한 평가가 유용하다는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김정수, 김정민, 이영한, 서덕남, 최인석, 남소라, 윤용수, 김현지, 민혜림, 허재, 한성규, "영상의학 검사 일반촬영 분야의 촬영기법에 대한 분석," 방사선기술과학, 제37권, 제3호, pp.169-175, 2014.
  2. 권덕문, 김성수, 김영근, 김영일, 김화곤, 김흥태, 박영순, 박일영, 신영순, 양한준, 오현주, 유병규, 유장수, 이경성, 이덕규, 이만구, 이후민, 임청환, 임한영, 장영일, 홍찬규, 의료영상정보학, 대학서림, 2011.
  3. 김영일, 김기홍, 김성철, 김정민, 김창규, 박병래, 선종률, 손진현, 신정섭, 여진동, 윤철호, 이성길, 이종석, 임창선, 제재용, 지태정, 천권수, 최준구, 진단용 X선장치와 QC, 신광출판사, 2015.
  4. 김선칠, 디지털 의료영상학, 정담미디어, 2014.
  5. 홍선숙, 김호철, "Digital Radiography System에서 X선 광자 검출 방식에 따른 선량 및 화질 특성에 관한 연구," 전자공학회논문지, 제50권, 제12호, pp.247-253, 2013. https://doi.org/10.5573/ieek.2013.50.12.247
  6. 식품의약품안전처, 영상의학 검사(일반촬영)에서의 표준 촬영기법, 2014.
  7. 식품의약품안전처, 복부, 골반, 요추 영상의학 검사에서의 환자선량 권고, 2011.
  8. http://opendata.hira.or.kr/home.do
  9. 강인석, 안성민, "방사선 개인피폭선량계를 이용한 피폭선량 측정 및 유용성 평가," 한국콘텐츠학회논문지, 제14권, 제11호, pp.864-870, 2014. https://doi.org/10.5392/JKCA.2014.14.11.864
  10. 박주훈, 임인철, 동경래, 강세식, "병원 규모별 진단용 X선 발생장치의 성능평가," 방사선방어학회지, 제34권, 제1호, pp.31-36, 2009.
  11. 신성규, "골반촬영 시 내장된 필터를 이용한 환자선량 감소," 한국콘텐츠학회논문지, 제12권, 제8호, pp.233-239, 2012. https://doi.org/10.5392/JKCA.2012.12.08.233
  12. 보건복지부령 제349호, 진단용 방사선발생장치의 안전관리에 관한 규칙, 2007.
  13. 박정규, "경북 지역 의원급의 X선 발생장치의 정도관리 실태," 한국콘텐츠학회논문지, 제10권, 제9호, pp.267-275, 2010. https://doi.org/10.5392/JKCA.2010.10.9.267
  14. 허예지, 김교태, 노시철, 남상희, 박지군, "진단용 방사선 발생장치의 수시 정도관리 항목 및 기준에 관한 기초 연구," 한국방사선학회논문지, 제8권, 제3호, pp.105-110, 2014. https://doi.org/10.7742/jksr.2014.8.3.105
  15. 황준호, 이경호, 최윤봉, 강병삼, "부가필터를 이용한 kVp 측정의 실효성 평가," 방사선기술과학, 제38권, 제4호, pp.355-363, 2015.
  16. 동경래, 이선주, 권대철, 구은회, 정재은, 이규수, "1차 의료기관의 엑스선 발생장치 정도관리에 관한 현황조사:광주광역시 지역을 중심으로," 방사선방어학회지, 제35권, 제1호, pp.34-42, 2010.
  17. 이진수, 고성진, 강세식, 김정훈, 김동현, 김창수, "디지털 흉부영상에서 자동노출제어장치 및 감도변화를 이용한 영상품질의 정량적인 평가," 한국콘텐츠학회논문지, 제13권, 제8호, pp.275-283, 2013. https://doi.org/10.5392/JKCA.2013.13.08.275
  18. 이진수, 고성진, 강세식, 김정훈, 박형후, 김동현, 김창수, "변형근치유방절제술 환자의 Ion chamber 변화에 따른 디지털 흉부 영상의 화질평가," 한국콘텐츠학회논문지, 제13권, 제3호, pp.204-210, 2013. https://doi.org/10.5392/JKCA.2013.13.03.204
  19. 이진수, 박형후, "디지털 흉부 측와위 후전방향 검사 시 Ion chamber조합 설정과 관전압 변화에 따른 장기선량 및 화질 평가," 한국콘텐츠학회논문지, 제15권, 제1호, pp.316-323, 2015. https://doi.org/10.5392/JKCA.2015.15.01.316
  20. 최일홍, 노성진, 박정은, 박지군, 강상식, "고에너지 X선 선량계 작용을 위한 TiO2 첨가된 요오드화수은 반도체 검출기 제작 및 평가," 한국방사선학회논문지, 제8권, 제7호, pp.383-387, 2014. https://doi.org/10.7742/JKSR.2014.8.7.383
  21. 신영훈, 배석환, 강경환, 최은정, 김용권, "Digital Radiography용 X선 검출기의 Bad pixel 검출," CICS 2015 정보 및 제어 학술대회 논문집, pp.164-165, 2015.
  22. S. Jeff Shepard, Michael Flynn, Eric Gingold, Lee Goldman, Kerry Krugh, David L. Leong, Eugene Mah, Kent Ogden, Donald Peck, Ehsan Samei, Jihong Wang, and Charles E. Willis, "An exposure indicator for digital radiography: AAPM Task Group 116 (Executive Summary)," J. of Medical Physics, Vol.36, No.7, pp.2898-2914, 2009. https://doi.org/10.1118/1.3121505
  23. J. Anthony Seibert and Richard L. Morin, "The standardized exposure index for digital radiography: an opportunity for optimization of radiation dose to the pediatric population," J. of Pediatric Radiology, Vol.41, No.5, pp.573-581, 2011. https://doi.org/10.1007/s00247-010-1954-6
  24. 양숙, 한재복, 최남길, 이성길, "디지털 영상에서 화질관리에 관한 노출지수(EI)의 유용성 연구," 방사선방어학회지, 제38권, 제1호, pp.29-36, 2013.
  25. 황준호, 정재호, 김현수, 이경배, "Digital Radiog raphy(DR)에서 검출기의 X선 조건에 따른 흡수선량 및 영상화질 변화에 관한 연구," 한국콘텐츠학회논문지, 제17권, 제9호, pp.292-200, 2017. https://doi.org/10.5392/JKCA.2017.17.09.292
  26. 김현기, 박태진, 백민, 이재성, 이화형, 장재권, 장한기, 조건우, 한은옥, 방사선 이론과 실재(개정 7판), 2015.
  27. ICRP, ICRP Report 103, 2007.
  28. Geoff dougherty, Digital image processing for medical applications, Cambridge, 2009.