전산화단층촬영(computed tomography;CT)이란 기존의 X선 영상법과 컴퓨터를
결합시킨 것으로 인체 각 조직의 감약계수 차이를 이용하여 영상화한다.
X선관이 인체의 한 단면주위를 돌아가면서 X선 beam을 조사하고 인체의 횡단면을 투과하여
감소되는 X선량을 검출기에서 측정하여 빛과 전기신호로 변환한 후 컴퓨터에 수학적인 방법을 이용하여
횡단면 영상을 재구성한 후 필요한 영상처리를 통해 모니터에 전시하거나 하드카피(Film)하는 시스템이다.
CT는 얻어진 횡단면 영상을 이용하여 다방면의 2차원적인 영상으로 변형하여 나타내거나
3차원적인 입체영상의 재구성이 많이 시행되고 있다.
1. X선 발생장치에 의한 X선이 발생
2. 목적부위의 횡단면 주사
3. 각 부위를 통과하여 나오는 방사선량을 검출기가 수집
4. 검출기가 수집한 자료를 컴퓨터가 흡수차를 연산 및 처리
5. 영상을 재구성하여 모니터나 Film에 전시 및 묘출시킨다.
CT장치의 분류
Scanning geometry란 X선을 발생시켜 인체에 투과시키는 형태와 감약된 X선 에너지를 검출기에서 획득하는 방식을 일컫는 용어이다. 이는 CT의 발달과정과 밀접한 관계를 가지고 있어 세대(generation)와 비슷한 의미이다.
CT장치의 분류는 이러한 scanning geometry, 장치의 움직인 그리고 검출기의 수를 기초로 하여 이루어지고 있따.
(1) 1세대 장치
Parallel beam geometry는 서로 평행한 일련의 X선들이 피사체를 투과하여 projection profile을 얻어내는 방법이다.
1세대의 두부전용 CT장치에서 사용되었으며 갠트리 내에는 1~2개의 검출기가
내경이 좁은 실린더 콘(cone)이 부착된 X선관과 마주보고 위치하고 있다.
X선관과 검출기가 직선 운동에 X선을 노출하고 직선 운동이 끝난 후 다음 노출을 위해 1도정도 회전한다.
이러한 운동을 환자 주위로 180도까지 반복하여 각 방향에서의 데이터를 획득한다.
이러한 스캔 방법을 rectilinear pencil beam scanning이라고 하며 한 슬라이스를 얻기 위해 약 5분의 시간이 소모되었다.
(2) 2세대 장치
1세대 장치의 결점을 보완하고자 하는 목적에서 개발된 2세대 CT장치는
좁은 부채형 선속(narrow fan beam)을 사용하고 수십 개의 검출소자를 사용하였다.
1세대의 장치와 마찬가지로 직선운동과 회전운동을 하지만 1세대의 1도정도 회전에 비해
10도정도 넓게 하여 180도 까지 반복하여 스캔한다.
부채형 선속의 사용으로 1세대에 비해 영상의 질적향상과 더불어 스캔시간이
많이 단축되었으나 한 슬라이스를 얻기 위해서는 약 1분의 스캔시간이 필요하였다.
그러나 부채형 선속의 사용으로 산란선이 증가되어 이를 줄이기 위해 나비형 필터(bowtie filter)가 사용되기 시작하였다.
(3) 3세대 장치
환자를 가운데 두고 X선관과 검출기가 마주보고 위치한 상태에서 360도 회전하면서 스캔하는 방식이다.
200~900개의 detector element가 사용되어 영상의 분해능이 향상되었으며,
한 영상을 얻기 위한 스캔 시간이 1~10초로 단축되어 움직임이나 호흡에 의한 아티팩트의 감소를 가능케 하였다.
넓은 부채꼴 선속(40~50도)을 사용하고, 스캔 시 X선관에 연결된 고압케이블이 감기는 것을 방지하기 위해서
한번은 시계방향으로, 또 한번은 시계 반대방향으로 회전하면서 영상을 획득한다.
(4) 4세대 장치
4세대 CT장치의 X선속은 고정되어 있는 원형의 검출기 내에 X선관이 위치하며,
데이터 획득 시 X선관만 회전운동을 한다.
넓은 부채형선속을 가지며 1,000~5,000개의 검출기를 갖는다.
4세대 장치에서는 360도의 스캔시 검출소자의 수가 view의 수를 결정한다.
최근의 4세대 CT장치는 5,000개 이상의 검출소자를 갖고 있다.
일반적으로 4세대 장치는 X선관의 부하를 줄이기 위해 3세대 장치보다 넓은 경사도의 fan beam을 사용한다.
4세대 장치는 기존의 3세대 장치보다 훨씬 짧은 스캔시간이 가능하다.
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