Dose Distribution and Image Quality in the Gantry Aperture for CT Examinations

슬라이스 두께(slice thickness)와 선속시준(beam collimation, BC)의 변화에 따른 CT gantry aperture 내의 선량 분포와 영상의 질을 알아보고자 하였다. CT장치로는 64-slice MDCT 스캐너(Brilliance 64, Philips, Cleveland, USA)를 사용하였다. 피사체가 없는 경우(air scan)의 선량측정을 위해 CT용 전리함을 gantry aperture내의 회전중심점(isocenter)과 12시, 3시, 6시, 9시 방향에서 회전중심점으로부터 5 cm 간격으로, 30 cm까지 BC를 변화시키면서 각각 측정 하였다. 또한 5개의 구멍(팬텀의 중심과 12시, 3시, 6시, 9시 방향)으로 구성된 CT head and body close phantom을 gantry aperture 내에 위치시키고 각 지점에서 선량을 측정하였다. Gantry apertue 내 피사체의 위치변화에 대한 영상의 노이즈를 비교하기 위해서 AAPM CT용 팬텀의 물통을 회전중심점과 12시 방향으로 5 cm와 10 cm 이동시킨 후 BC를 변화시키면서 스캔한 후 팬텀의 중심과 12시, 3시, 6시, 9시 방향의 지점에서 노이즈를 측정하였다. 이 중에서 몇 군데의 위치는 영상 영역에서 벗어나서 측정할 수가 없었다. 이대 노이즈 측정을 위해서 영상재구성의 슬라이스 두께는 5mm로 하였다. 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다: 첫째, CTDIw는 회전중심점으로부터 멀어질수록, BC가 넓어질수록 감소하였다. 둘째, BC의 넓이가 비슷한 경우는 CTDIw는 거의 유사한 값을 보였다. 즉, CTDIw는 검출기 배열의 수나 화소의 크기 보다는 전체적인 BC의 넓이에 의존하고 있음을 알 수 있었다. 셋째, air scan과 phantom scan 경우 모두에서 CTDIw는 BC가 증가될수록 감소하였다. 그러나 air scan의 경우보다 head pahntom scan 시 약 30%, body phantom scan 시 약 52% 정도 CTDIw의 값이 감소하였다. 넷째, BC와 팬텀의 위치 변화에 따른 노이즈 값은 2X0.5mm의 BC을 제외하고는 head pahntom scan한 경우 3.9~5.9, body phantom scan한 경우 5.3~7.4로 나타나, BC와 팬텀의 위치변화에 따라서 큰 차이가 없었다. 따라서 피사체의 위치가 gantry aperture 내 SFOV(scan field of view)에 포함될 경우 회전중심점에 정확하게 위치시키지 않아도 영상의 질에는 많은 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있었다.

The purpose of this study was to determine the dose distribution and image quality according to slice thichness and BC(beam collimation) in the gantry aperture. CT scans were performed with a 64-slice MDCT(Brilliance 64, Philips, Cleveland, USA) scanner. To determine the dose distribution according to BC, a ionization chamber was palced at isocenter and 5, 10, 15, 20, 25 and 30 cm positions from the isocenter in the 12, 3, 6 and 9 o'clock directions. The dose distribution for phantom scan was also measured using 12, 3, 6 and 9 o'clock directions. The image noise measurement for different BCs was performed using an AAPM CT phantom. Water-filled block of the pahntom was moved by 5 cm or 10 cm to the 12 o'clock direction, and the image noise was measured at the center of the phantom, and the points of 12, 3, 6 and 9 o'clock direction respectively. Some points were placed beyond the scan field of view (SFOV), so that measurement was not possible at that points. The results are as follows: The CTDIw showed a larger decrese as the source goes farther from the iso-center or the BC became wider. The CTDIw depends on the BC width more than the number of the channel of a detector arry. The value of CTDIW decresed with increasing BC, but the value decreased 16.6~31.9% in the lead pahntom scan in air scan and 51.0~64.5% in the body phantom scan. The value of the noise was 3.9~5.9 in the head and 5.3~7.4 in the body except for BC 2X0.5 mm regardless of the degree of deviation from the iso-center. When a subject was located within the SPOV, the position did not significantly affect image quality even if the subject was out of the center.