반복적 엣지 보존 접근 기반 저계수 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 영상 복원 기법

초록

저계수 단일광자 방출 단층촬영(SPECT) 영상은 방사선의 고유한 특성으로 인해 심한 통계적 잡음과 낮은 공간 해상도가 나타나는 경우가 많다. 본 연구의 목적은 저계수 SPECT 영상의 화질을 향상시키기 위한 영상 복원 방법을 개발하는 것이다. 제안된 방법은 반복적 영상 복원 프레임워크 내에서 잡음 억제와 해상도 보존을 통합하여 구성하였다. 간동맥 방사선 색전술 이후 획득된 Y-90 SPECT 영상과 전산모사를 통해 생성된 SPECT 영상을 입력 데이터로 사용하였다. 영상 품질 평가는 line profile 분석, 반치폭(full width at half maximum, FWHM), 그리고 대조도 대 잡음비(contrast-to-noise ratio, CNR)를 이용하여 수행하였다. 또한 전산모사를 통해 획득한 hot-rod phantom을 이용하여 공간 해상도와 구조 구분 능력을 평가하였다. 정성적 비교 결과, 제안된 방법은 기존 non-local means (NLM) 방법에 비해 구조적 세부 정보를 보존하면서 잡음을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다. Line profile 분석 결과에서도 제안된 방법은 더 작은 FWHM 값을 나타내어 공간 해상도가 향상되었음을 확인할 수 있었다. Phantom 실험에서는 제안된 방법이 각 rod 구조를 보다 명확하게 구분할 수 있었다. 정량적 평가 결과, CNR 값은 6.68과 6.75로 증가하여 noisy 영상과 NLM 영상에 비해 개선된 성능을 보였다. 이러한 결과는 제안된 영상 복원 방법이 잡음 억제, 공간 해상도 및 대비 향상 측면에서 효과적인 성능을 보이며, 저계수 SPECT 영상의 화질과 신뢰성을 향상시키는 데 활용될 수 있음을 시사한다.

키워드