정상 및 병변조직 팬텀에서 스캔 파라미터 변경에 따른CT 값의 변동 분석 = Analysis of Computed Tomography number Variation in Normal and Lesion Tissue Phantoms According to Changes in Scan Parameters

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 정상조직 및 병변조직을 대상으로 전산화단층영상(Computed Tomography, CT) 스캔 인자 변경 시 CT 값 변동률, 최대 신호 대 잡음 비, 평균 제곱근 편차, 구조적 유사지수를 비교를 통해 영상 품질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 동일한 관전압·관전류 조건에서는 pitch가 증가할수록, 동일한 관전압, pitch 조건에서는 관전류가 낮을수록, 동일한 관전류, pitch 조건에서는 관전압이 낮을수록 CT 값의 표준편차가 유의하였으며 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 인체모형 팬텀 실험에서 관전압과 관전류가 높고 pitch가 낮을수록 최대 신호 대 잡음 비는 폐암 조직을 제외하고 증가하였으며, 평균 제곱근 편차는 영상 오차가 줄어드는 경향을 보였다. 그리고 구조적 유사지수 지수가 1에 근사한 것으로 나타났다. 이상의 결과는 CT 스캔 인자의 변화적용은 폐암 등 병변조직에서도 스캔 조건에 항상 비례하진 않지만, CT 값 변동으로 영상 노이즈 발생에 영향을 미쳐 진단 정확도에 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 본 연구는 정량적 영상 진단을 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 향후 재구성 인자 조정 및 인체 적용 연구를 병행한다면 임상적 적용에도 의미가 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study quantitatively analyzed the effects of varying CT (Computed Tomography) scan parameters on image quality by comparing the CT number variation, PSNR (Peak signal-to-noise ratio), RMSE (Root Mean Square Deviation), and SSIM (Structural similarity index measure) indices in both normal and pathological tissues. The analysis showed that, under identical tube voltage and tube current conditions, the CT number variation tended to increase as the pitch increased (p < 0.05). In human phantom experiments, the maximum SNR increased with higher tube voltage and tube current and lower pitch, except for lung cancer. The RMSE showed a tendency toward reduced imaging error. Furthermore, the SSIM index approached 1. These results suggest that while changes in CT scan parameters do not always proportionally affect lesion tissues like lung cancer, variations in CT values can influence image noise generation and thus impact diagnostic accuracy. This study provides foundational data for quantitative imaging diagnosis. Concurrent research on reconstruction parameter adjustment and human application could yield meaningful clinical applicability.