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영어

In this study, computed tomography (CT) images were obtained using American Association of Physicists in Medicine CT performance phantom to quantitatively evaluate changes in image quality due to the application of high-pitch-based low-dose protocols using tin filters. Median modified Wiener filter algorithm and the Richardson-Lucy restoration algorithm were used fusion noise reduction algorithm, and kernel size was set from 3 × 3 to 15 × 15. We applied a fusion noise reduction algorithm from the acquired images, and quantitatively evaluated the effectiveness of reducing radiation dose and improving image quality. In addition, tin filter images without aluminum filters and low-dose protocols were obtained for comparative evaluation. As a result, the kernel size of 7 × 7 showed the best image quality, it was confirmed that images with low-dose protocols applied with optimized algorithms improved coefficient of variation values by 2.36 times and 3.95 times, contrast to noise ratio values by 4.36 times and 7.31 times, and natural image quality evaluator values by 1.43 times and 1.45 times. In conclusion, if high-pitch based low-dose protocols using tin filters can be stably used by applying the fusion noise reduction algorithm, it is expected that to reduce the exposure dose and provide patient-centered care services.

한국어

본 연구의 목적은 주석 필터를 사용한 high-pitch 기반 저선량 프로토콜이 적용된 전산화단층영상에서 발생하는 화질 저하 문제를 해결하기 위해 융합형 노이즈 제거 알고리즘을 모델링하고 그 kernel size를 최적화하는 것이다. CT 영상을 획득하기 위하여 AAPM CT performance phantom을 사용하였으며, 고주파 신호 손실 저감을 위하여 median-modified Wiener filter에 Richardson-Lucy 복원 알고리즘이 혼합된 융합형 노이즈 제거 알고리즘을 모델 링하였다. 알고리즘 적용 후의 노이즈 개선 정도를 객관적으로 평가하기 위하여 정량적 평가인자인 coefficient of variation (COV), contrast to noise ratio (CNR), 그리고 natural image quality evaluator (NIQE)를 계산하였다. 그 결과, 7 × 7의 kernel size에서 가장 우수한 영상특성을 나타내었고, 최적화된 융합형 노이즈 제거 알고리즘이 적용된 주석 필터를 사용한 high-pitch 기반 저선량 프로토콜이 적용된 영상을 알루미늄 필터 및 저선량 프로토콜이 적용되지 않은 주석 필터 영상과 비교하였을 때 COV 값은 각각 약 2.36배 및 3.95배, CNR 값은 4.36배 및 7.31배, 그리고 NIQE 값은 1.43배 및 1.45배 향상되었다. 결론적으로, 본 연구를 통해 kernel size가 7 × 7으로 최적화 된 융합형 노이즈 제거 알고리즘을 적용함으로써 주석 필터를 사용한 high-pitch 기반 저선량 프로토콜은 CT 영상의 화질 저하 문제를 해결하는 데에 있어 효과적임을 확인하였다.