간접변환방식 DR장비에서 CsI:Tl과 Gd2O2S의 검출기 화질 평가

Abstract

본 연구의 목적은 DR (digital radiography) 장비에서 팬텀을 이용하여 간접변환방식의 CsI:Tl 검출기와 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기를 중심으로 두께가 두꺼운 흉부 팬텀과 중간 두께의 대퇴부 팬텀, 그리고 피사체의 두께가 얇은 손 팬텀의 영상을 획득하고 SNR과 CNR을 분석하여 검출기의 특성을 알아보고자 하였다. 피사체 두께 변화에 따른 SNR과 CNR을 측정한 결과 중간 두께의 대퇴부 팬텀과 두께가 얇은 손 팬텀을 촬영 하였을 때 SNR과 CNR은 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기보다 CsI:Tl 검출기에서 높게 나타났음을 확인 할 수 있었다. 그러나 두께가 두꺼운 흉부 팬텀을 사용하였을 때는 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기의 SNR이 80~125 kVp 일 때와 CNR이 80~110 kVp 일 때 CsI:Tl 검출기 보다 값이 높게 나타났고, 저관전압에서 고관전압으로 갈수록 SNR과 CNR은 모두 증가하였다. 중간 두께의 대퇴부 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 40~50 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었고, <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기의 SNR과 CNR은 40~60 kVp 일 때 증가하다 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 두께가 얇은 손 팬텀에서 CsI:Tl 검출기의 SNR과 CNR은 저관전압에서 감소하다가 고관전압으로 갈수록 증가하면서 100~110 kVp에서는 감소하였고, <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기의 SNR과 CNR은 고관전압으로 갈수록 감소하는 것을 확인하였다. MTF는 0.5~3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기보다 6.02~90.90%로 높음 보여주고 있고, DQE는 0.5~3 lp/mm에서 CsI:Tl 검출기가 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기보다 66.67~233.33% 높음 보여주고 있다. 결론적으로 MTF와 DQE의 비교에서는 CsI:Tl 검출기가 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기보다 높게 나타났지만, 두꺼운 흉부팬텀에서 일정 관전압 구간에서는 저가의 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기가 고가의 CsI:Tl 검출기보다 SNR과 CNR이 높다는 것을 확인하였다. 흉부 X선 검사 시 CsI:Tl 검출기보다 <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> 검출기를 사용하여 우수한 화질의 흉부영상을 구현함으로써 검사에 유용할 것으로 판단되어지며, 사용자 입장에서 검출기 형태를 결정 할 때 가격대비 성능을 고려 해볼 사항으로 판단된다. The purpose of this study was to investigate the features of CsI:Tl and <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detectors with an indirect conversion method using phantom in the DR (digital radiography) system by obtaining images of thick chest phantom, medium thickness thigh phantom, and thin hand phantom and by analyzing the SNR and CNR. As a result of measuring the SNR and CNR according to the thickness change of the subject, the SNR and CNR were higher in CsI:Tl detector than in <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector when the medium thickness thigh phantom and thin hand phantom were scanned. However, when the thick chest phantom was used, for the SNR at 80~125 kVp and the CNR at 80~110 kVp in the <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector, the values were higher than those of CsI:Tl detector. The SNR and CNR both increased as the tube voltage increased. The SNR and CNR of CsI:Tl detector in the medium thickness thigh phantom increased at 40~50 kVp and decreased as the tube voltage increased. The SNR and CNR of <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector increased at 40~60 kVp and decreased as the tube voltage increased. The SNR and CNR of CsI:Tl detctor in the thin hand phantom decreased at the low tube voltage and increased as the tube voltage increased, but they decreased again at 100~110 kVp, while the SNR and CNR of <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector were found to decrease as the tube voltage increased. The MTF of CsI:Tl detector was 6.02~90.90% higher than that of <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector at 0.5~3 lp/mm. The DQE of CsI:Tl detector was 66.67~233.33% higher than that of <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector. In conclusion, although the values of CsI:Tl detector were higher than those of <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector in the comparison of MTF and DQE, the cheaper <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector had higher SNR and CNR than the expensive CsI:Tl detector at a certain tube voltage range in the thick check phantom. At chest X-ray, if the <TEX>$Gd_2O_2S$</TEX> detector is used rather than the CsI:Tl detector, chest images with excellent quality can be obtained, which will be useful for examination. Moreover, price/performance should be considered when determining the detector type from the viewpoint of the user.