몬테칼로 시뮬레이션을 이용한 광자계수기반 유방영상에서 에너지 가중법 적용에 의한 대조도 증강

Contrast enhancement through energy weighting with a photon-counting detector using Monte Carlo simulation in mammography

목 적：본 연구는 유방촬영용 에너지 분별 광자계수기반 검출기를 이용하여 에너지 가중법을 적용하여 물질의 대조도 증가 효과를 확인하는 것이다. 대상 및 방법 : 몬테칼로 시뮬레이션을 이용하여 일반적인 유방촬영방법과 에너지 가중법을 적용한 광자계수기 반 영상을 획득하였다. 광자계수기반 영상은 각각 고에너지 및 저에너지창을 설정하였다. 유방팬텀은 유방조직에 종양과 조영제가 포함되도록 제작하였고, 유방촬영 시 사용되는 X-선 스펙트럼을 사용하였다. 결과 : 종양과 조영제 영상에 대하여 일반적인 유방촬영 방식에 비해 저에너지 창에서 광자 계수기반 에너지가 중방식의 영상의 CNR이 각각 11.44, 13.55% 증가하였다. 고에너지 창에서 광자계수기반 에너지 가중방식의 영상의 CNR은 각각 48.31, 41.50% 감소하였다. 결론 : 본 연구의 결과에 따르면 에너지 가중법을 적용한 광자계수기반 영상의 대조도가 증가되었으며, 선량 감소효과도 기대할 수 있다.

Purpose : The purpose of this study was to enhance contrast materials through energy weighting with a photon-counting detector. Materials and Methods : Energy integration and energy-weighted photon-counting images were obtained with Monte Carlo simulation. In photon-counting imaging, energy bins were set for low-and high-energy. We used both X-ray spectrum and breast phantom including breast tissue, calcium, and iodine. Results : The CNR of energy weighted images in low-energy bin improved 11.44 and 13.55% for CaCO3 and iodine, respectively. Conclusion : According to the results, contrast of energy-weighted image was improved and could be expected dose reduction effect.