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압축센싱(compressed-sensing)기법을 적용한 spiral CT의 영상재구성 알고리즘 및 화질특성에 관한 연구

Other Titles
 Study on the implementation of spiral CT using CS (compressed-sensing) and image characteristics 
Authors
 이선화 
Issue Date
2013
Description
방사선학과/석사
Abstract
나선형 컴퓨터 단층촬영(spiral computed tomography, spiral CT)은 대면적 검출기를 사용하여 360도 회전하는 기존 Cone-beam CT(CBCT)와는 달리 선형 검출기 및 slip-ring 기술을 사용하여 다중 회전하여 3차원 영상을 구현하는 기법으로, 기존 CBCT의 cone-beam artifacts 및 신호 대 잡음비 등을 향상시킬 수 있다. 영상재구성은 주로 해석적 방법인 filtered-backprojection(FBP) 기법을 사용하고 있으나 X-선의 물리학적 특성을 반영하지 못해 선속경화 현상(beam-hardening effect) 등에 의하여 아티팩트가 발생하며 Nyquist 샘플링 이상의 데이터를 필요로 하여 선량을 높이는 주요인이 되고 있다. 최근 CBCT에서의 선량을 대폭 낮출 수 있는 압축센싱(compressed-sensing) 기법을 기반으로 하는 반복적 영상재구성 알고리즘 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있어 차세대 CT 영상재구성 기법으로서 기대되고 있다. 압축센싱 기법은 Nyquist 샘플링 이하에서도 완전하게 원래의 신호를 재생할 수 있는 수학적인 연산방법이다. 본 논문에서는 압축센싱 기법 중 total-variation(TV)을 기반으로 하여 나선형 컴퓨터 단층촬영 기법에 적용하기 위해 그 영상재구성 알고리즘을 Matlab 프로그래밍 언어로 구현하였으며 이를 바탕으로 다양한 실험 조건에서 시뮬레이션을 수행하였다. 구현한 알고리즘의 화질특성을 정량적으로 평가하기 위하여 UQI (universal-quality-index), RMSE(root-mean-square) 등의 평가지표를 사용하여 BP(backprojection), FBP 기반의 재구성 영상과 비교 분석하였다. 또한 지그재그 궤도를 따라 스캔하는 치과용 CT 영상 시스템을 제안하였다. 이 구조는 선형 검출기를 사용하므로 Cone beam artifact를 줄이고, slip-ring 기술 없이 스캔하므로 비용을 절감할 수 있으며, 압축센싱기반 영상재구성을 함으로써 저 선량인 동시에 좋은 화질로 재구성하는 치과용 CT 영상 시스템이다. 제안된 알고리즘의 정량적인 평가를 위해 UQI 화질평가인자를 사용하여 결과를 분석하였다.
URI
https://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/134712
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2. Thesis / Dissertation (학위논문) > 5. Others (기타) > Others (기타)
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