Abstract
Purpose Auto exposure control (AEC) in SPECT/CT automatically controls the exposure dose (mA) according to patient's shape and size. The aim of this study was to evaluate the effect of AEC in SPECT/CT on exposure dose reduction and image quality. Materials and Methods The model of SPECT/CT used in this study was Discovery 670 (GE, USA), Smart mA for AEC; and $^{99m}Tc$ as a radioisotope. To compare SPECT and CT images by CT exposure dose variation, we used a standard technique set at 80, 100, 120, 140 kVp, 10, 30, 50, 100, 150, 200, 250 mA, and AEC at 80, 100, 120, 140 kVp, 10-250 mA. To evaluate resolution and contrast of SPECT images, triple line phantom and flangeless Esser PET phantom were used. For CT images, noise and uniformity were checked by anthropomrphic chest phantom. For dose evaluation to find DLP value, anthropomorphic chest phantom was used and the CT protocol of torso was applied by standard technique (120 kVp, 100 mA) and AEC (120 kVp, 10-250 mA). Results When standard and AEC were applied, the resolutions at SPECT images with attenuation correction (AC) were the same as FWHM by center 3.65 mm, left 3.48 mm, right 3.61 mm. Contrasts of standard and AEC showed no significant difference: standard 53.5, 29.8, 22.5, 15.8, 6.0, AEC 53.5, 29.6, 22.4, 15.7, 6.1 In CT images, noise values at standard and AEC were 15.4 and 18.5 respectively. The application of AEC increases noise but the value of coefficient variation were 33.8, 24.9 respectively, obtaining uniform noise image. The values of DLP at standard and AEC were 426.78 and 352.09 each, which shows that the application of AEC decreases exposure dose more than standard by approximately 18%. Conclusion The results of our study show that there was no difference of AC in SPECT images based on the CT exposure dose variation at SPECT/CT images. It was found that the increased CT exposure dose leads to the improvement of CT image quality but also increases the exposure dose. Thus, the use of AEC in SPECT/CT contributes to obtaining equal AC SPECT images, and uniform noise in CT images while reducing exposure dose.
SPECT의 기능적인 영상과 CT의 해부학적 영상을 융합하여 영상 진단의 시너지 효과를 창출하는 SPECT/CT는 부가적인 CT의 사용으로 환자의 피폭선량을 증가시킨다. SPECT/CT를 사용함으로서 불가피한 피폭선량에 대한 선량감소 효과를 위해 CT의 방사선 노출 시 선량이 환자의 크기와 모양에 따라 자동조절 되는 CT장비의 자동노출제어(Automatic exposure control, AEC)시스템을 SPECT/CT에 적용함으로써 피폭선량의 감소효과와 영상의 질의 변화를 비교 및 평가하고자 하였다. 실험에 사용된 SPECT/CT는 GE사의 Discovery 670이며, AEC 기법으로는 Smart mA를 선원은 $^{99m}Tc$을 사용하였다. CT선량 변화에 따른 SPECT영상과 CT영상의 질을 비교하기 위해 CT의 조건을 첫 번째 관전압 80, 100, 120, 140 kVp, 관전류 10, 30, 50, 100, 150, 200, 250 mA, 두 번째 AEC기법은 (10-250 mA)로 설정하여 실험하였으며, SPECT영상의 resolution과 contrast를 평가하기 위해 triple line phantom과 Flangeless Esser PET phantom을 사용하였으며, CT영상과 선량을 평가하기 위해서 anthropomorphic chest phantom을 이용하였다. Torso protocol (120 kVp, 150 mA)을 적용하였으며 AEC기법(120 kVp, 10-200 mA)으로 촬영하여 noise와 uniformity를 측정하였으며, CTDI (mGy), DLP (mGycm)값을 구하였다. 관전압, 관전류의 변화와 AEC 적용에 대한 감쇠보정 한 SPECT영상에서의 Resolution은 FWHM [mm] left 3.48 mm, center 3.65 mm, right 3.60 mm로 일정한 값을 보였다. Contrast의 결과 값은 cold spot에 대한 감쇠물질 정도에 따른 공기, 물에 대해서는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 뼈에 대해서는 관전압이 증가할수록 감소하는 값을 보였다. Hot spot에 대해서는 관전압과 관전류의 변화 그리고 AEC를 적용 시 큰 차이를 보이지 않았다. CT영상에서의 noise값을 각각 비교한 결과 15.4, 18.5으로 AEC적용 시 noise 값은 증가하였지만 noise값의 coefficient variation (CV)값은 각각 33.8, 24.9으로 AEC 사용 시 노이즈 값의 변동이 작아 uniformity한 영상을 얻을 수 있었다. 선량평가를 위한 비교에서 DLP[mGy-cm]값은 426.78, AEC 적용 시 352.09의 값을 보여 AEC적용 시 피폭선량이 약 18% 감소함을 알 수 있었다. 본 실험을 통하여, SPECT/CT 영상에서 CT선량변화에 따른 SPECT 영상의 감쇠보정은 차이가 없음을 확인 할 수 있었으며, CT선량의 증가는 CT영상의 질은 향상되지만, 피폭선량이 증가하므로 피폭선량을 줄이기 위해 AEC기법을 적용하여 동일한 감쇠 보정된 SPECT영상과 noise가 균일한 CT영상을 획득할 수 있으며 피폭선량이 감소할 수 있을 것으로 기대된다.