1. 단일절편나선형 CT 스캐너의 한계(Limaittions of Single-Slice Volume CT Scanners)
1990년에 도입된 나선형스캔 기법은 그 이후, 속도와 체적 적용 범위가 중요한 역할을 하는 많은 전신 CT 영상화 응용기술에 성공적으로 활용됐다. 체적 적용 범위와 속도를 높이려면 높은 피치 비율을 사용하면 된다. 하지만 단일절편나선형 CT 스캔에서 높은 피치비율은 영상품질(z축분해능)을 저하시키고 아티팩트의 영상을 만들어낸다. 단일절편나선형 CT에서, 특히 제한된 스캔 시간에 최적의 영상품질(z축 분해능과 낮은 영상 아티팩트)로 대용량스캔을 해야 하는 임상 응용기술인 CT 혈관조영술, 3D 영상, 다중평면 재형성 혹은 재구성 그리고 최대강도투사 기술에서 검사 범위와 검사속도는 한계가 있다. 단일절편나선형 CT는 기본적으로 1열의 검출기(1차원 검추기배열)를 사용한다. X선빔이 검출기 폭에 맞추어 빔 폭이 결정되기 때문에, X선관에서 방출되는 X선 중 극히 적은 양만 영상화 과정에 사용된다. 이것을 낮은 기하하적 효율이라고 한다. 또한 단일절편나선형 CT는 360˚ 선형보간 연산과 180˚ 보간 연산을 사용할 수 있지만 360˚ LIA를 사용한다. 그런데 180˚ LIA는 디테일(절편민감도와 공간분해능)이 보전되긴 하지만 노이즈가 많이 생긴다. 또한 단일절편나선형 CT에서 정해진 검사 범위를 스캔하는 시간의 길이는 체적스캔이 진행되는 동안 환자, 특히 중환자들이 숨을 참을 수 있는 능력 그리고 X선관의 HU와 같은 여러가지 요인에 의해 제약을 받는다.
또한 단일절편나선형 CT는 검사 시간에 제한을 받는 임상검사, 이를 테면 다중위상검사등과 CT 혈관조영술 등의 요구를 충족시키기에는 한계가 있으며, 이 두 검사에서 동맥기와 정맥기는 대단히 중요한데 조영제의 양은 오히려 더 적다. 이런 문제를 해결하기 위해 상대적으로 높은 피치 비율을 사용하면 디테일이 저하된다.
2. 다중절편 CT 스캐너의 진화(Evolution of Multislice CT Scanners)
학술논문에서는 다중절편 CT를 의미하는 용어들이 여러 가지 사용된다. 이 중에는 다중단면 CT, 다중검출기 CT, 다중검출기 열 CT, 다중채널 CT가 있다. 각 용어는 각자의 독자적인 결과적 특성에 초점을 맞춘 듯하다. 예를 들어 다중절편과 다중단면은 영상에 중점을 둔 반면, 다중검출기와 다중검출기 열은 스캐닝이 진행되는 동안 사용되는 검출기에 초점을 맞춘 것이다. 마지막으로 다중채널은 자료수집장치 DAS 의 기능에 초점을 맞춘다. 그런데 다중절편 CT라는 용어가 문헌뿐 아니라 임상진료에서도 보편화됐기 때문에 이 책에서는 이 용어를 사용하기로 한다. 근본적으로 CT 검출기에는 두 가지 주요 구성부품이 있다. 하나는 포토다이오드 같은 적절한 전자기기와 연결 된 방사선감지기이며, 다른 하나는 아날로그 - 디지털변환장치 ADC이다. 방사선검출기는 X선광자를 빛으로 변환하는 반면 포토다이오드는 빛을 전류(신호)로 변환하는데, 이 전류는 디지털로 바뀌어야 컴퓨터로 전송되어 처리될 수 있다. CT 검출기의 소자(셀)에 맞추어 자료수집장치 DAS 가 배열되어 있다. 검출기는 크기가 각각 1.25mm 인 16개의 소자 혹은 셀로 구성되어 있으며, X선빔은 이들 중 4개의 셀에 도달하도록 빔 폭을 조절한다. 두께가 2.5mm인 절편이 4개인 경우에는 X선빔이 8개의 검출 소자에 도달하는데, 이곳에서 1.25mm의 소자 2개가 결합되어 2.5mm 두께의 영상을 생성한다.
3. 물리학적 원리(Physical Principles)
다중절편 CT 스캐너의 물리학적 기본과 자료의 흐름은 재래식과 나선형 CT 스캐너에서 동일하지만, 검출기 기술, 빔 geometry, 절편 선택, 다중절편영상 재구성 연산과 관련된 몇가지 신개념이 도입된다.
CT에서 자료수집은 영상품질에 영향을 미치는 중요한 두 가지 기전 중 하나이다. 여기서에는 빔 geometry와 기본 지표, 즉 빔 폭과 절편두께, 피치등과 관련하여 다중절편 CT에서의 자료수집에 대해 설명한다. 그러나 그에 앞서 순서상 단일절편 CT에서의 자료수집에 대해 설명을 할수 있다.
단일절편 CT를 위한 기본 자료수집 geometry이 있으며 이것은 z축에 위치한 1열의 검출기가 X선관과 이어져 있는 3게대 방식이다. 그다음은 빔 폭 조절과 빔, 피치, 절편두께, 빔 폭 조절, 빔 등이 있다.
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