10 주차
SPECT(single photon emission computed tomography)
5. SPECT(Single Photon Emmission Computed Tomography)
체내의 방사성 핵 물질의 분포를 체축과 수직인 여러 방향(360°)에서 측정하여 이들의 데이터를 합성함으로써 체축의 수직인 단층면의 방사성 핵 물질의 분포를 구하는 방법
1) SPECT의 장치와 영상 처리과정 (1) 장치
검출기 회전형, 검출기 고정형, step and shoot(단계별 수집법), continuous(연속수집법), Collimator의 선택, matrix size, 투영 수, 회전반경 등에 따라 분해능 과 감도의 차이가 있다.
(2) 영상처리과정
① Acquisition(수집) : 수집 화소(Matrix)의 크기, 수집시간 , 투영상의 각, ② Prepricessing(전처리 필터)
(a) low-pass filter(저역통과필터) :
주로 고주파잡음을 감쇄하여 영상의 질을 향상.차단주파수(cutoff frequency)가 낮을수록 영상이 퍼짐효과가 심하고 높게하면 경계윤곽이 선명하나 잡음제거 효과가 적다
=> Butterworth, Shepp-Logan , Hamming, hanning, Gaussian
(b) high-pass filter(고역통과필터) :
고주파 성분만이 남아 화소 값이급격히 변하여 경계부분이 강조된 영상.
- 여과후역투사(filtered backprojection) 영상재구성에서 재구성된 영상이 지나치게 퍼지는 것을 방지 => Ramp filter
(c) band-pass filter(대역통과필터) :
저주파와 고주파영역은 억제하고 특정 중간주파수 대역만을 통과시키는 것.③ Reconstruction Method(재구성 방법)
분석(analytical)법 : 정확한 수학적 풀이를 기본.
반복(iterative)법 : 연속적인 근사함수로 분포도를 평가.
- FBP( filtered backprojection) : 여과후 역투영법
- two-dimensional Fourier conversion : 2차원 푸리에 변환법 - Iterative integral : 반복 적분법
- 축차근사법( Iteration method)
=> 투영상의 크기, 즉 화소(pixel)의 수가 작은 경우에는 ILST(iterative least teachnique),
ART(algebraic recontruction teachnique), SIRT(simultaneous iterative teachnique), EM(estimation maximization), MLE(maximum likelihood estimation)
MEM(maximum entropy method)등의 반복적인 방법을 사용.
=> 현재 임상에는 Iterative recontruction OSEM( Order Subset Expectation Maximation) 방식을 많이 사용한다.
∵ - 저계수 영역 S/N비 증가
- 고계수 영역에서 방사형 artifact 감소 - 물리적 요인의 불선예의 보정
- 해상도증가
Sorenson Method : 재구성 전 보정법
투영 데이터를 가산 평균한 후 지수함수로 감약을 고려한 계수보전계수를 곱하여 필터 역 투영법에 의해 재구성
=> 계산시간이 짧으나 영상 중앙으로 갈수록 감도 저하
Chang Method : 재구성 후 보정법
각 화상에 있어 모든 방향에서 보았을 때의 흡수선량을 산출하여 작성한 보정 matrix를 곱하여 보정
=> 흡수체의 직경이 20cm 이상이 되면 중심이 솟아 오른다
SPECT 영상의 질에 영향을 주는 인자
QC-이차원 영상의 질에 영향을 주는 인자
균일성,해상도,직선성,감도 등
- 회전중심(COR)의 일치성
- 자료획득 인자-매트릭스 크기, 투영각의 수, 설정계수 - 중심축과 검출기와의 거리-가능한 가깝게
- 감쇄보정(attenuation correction)의 적용 방법 - 적용 필터의 종류와 컴퓨터에서의 영상처리기법
감약 보정 전 감약 보정 후
SPECT의 성능평가와 품질관리
- 공간분해능 : PSF(점상강도분포함수), LSF(선상강도분포), MTF(변조전달함수),
FWHM(반치폭), 각종 특수한 팬톰.
- slice 두께 : 검출기의 분해능은 거리가 멀수록 저하.
- 불균일성 : ring articfact의 원인, 상대적 불균일도를 3% 이내.
- 잡음(Noise) : S/N비는 투영데이타의 count수가 많으면 개선 , 분해능 ↑ - 위치 의존성 : 검출기의 회전반경을 되도록 작게.
