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CT사진의 원리 및 미치는 영향

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by

수아 김

on 13 June 2016

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Transcript of CT사진의 원리 및 미치는 영향

CT는 환자가 뼈에 이상이 있어 정형외과를 찾으면 우선적으로 의사는 X-ray를 촬영하자고 한다. 이때 정확한 진단을 할 수 있는 부분도 있으나 아주 미세한 실금은 종종 의사들이 X-ray만으로 찾지 못 한다. 이때 CT 촬영을 함으로써 의사들은 미세한 것 까지 찾아낼 수 있다. CT는 관찰하고자 하는 부위만을 보여주며 물리적인 밀도 차이가 1% 미만이라도 분간할 수 있다. 또한 한번 촬영으로 다양한 각도에서의 영상을 얻을 수 있고 혈관조영술처럼 침습적이지 않으며, 바륨관장보다 방사선 노출량이 적다. 이런 식으로 CT는 뼈의 미세한 손상을 확인하고 의사가 그를 보고 정확한 진단을 하게 해준다. 환자는 정확한 진단에 대한 치료를 받음으로써 완쾌를 할 수 있게 된다. 이렇듯 CT는 별 것 아닌 것 같아 보이지만 뼈의 미세한 손상을 진단하는 데에 있어서 사람들에게 큰 도움이 되는 장치이다. 그래서 우리는 CT 촬영에 대해 자세히 알아보고 원리를 파헤치기로 하였다.

역할 분담
김수아 – 자료조사 및 보고서 작성
최윤정 – 자료조사 및 보고서 작성
연구 진행 과정
CT촬영의 나머지 원리들과 CT촬영에서 적분을 활용한 그래프를 이용한 것을 조사 후, CT장치의 원리와 미적분 관계의 이해 및 정리, CT촬영의 방사능 노출도의 조사를 통한 다른 사람들이 CT촬영에 대한 오해를 바로 잡기 위한 자료 조사
연구의 필요성 및 목적
CT(Computed Tomography)란?
CT 스캐너를 이용한 컴퓨터단층촬영법으로, 엑스선이나 초음파를 여러 각도에서 인체에 투영하고 이를 컴퓨터로 재구성하여 인체 내부 단면의 모습을 화상으로 처리하는데, 종양등의 진단법으로 널리 이용되고 있다.
장점과 용도
일반 X선 사진은 사람 몸의 3차원적인 모습이 2차원의 필름에 나타나지만, CT는 선택한 단면의 모든 모습을 보여주기 때문에 일반 X선 사진으로는 알아내기 힘든 여러 가지 사실들을 정확하게 진단할 수 있다. CT는 재료를 파괴하지 않으면서 안전하게 검사할 수 있다는 장점이 있기 때문에 산업 분야에서도 내부의 모습이나 빈 공간, 그리고 밀도를 알기 위하여 이용되고 있다.
CT진단법의 개발
1979년 노벨 의학 및 생리학상은 하운스필드와 코맥이 받았다. X선 CT 진단법을 개발했다는 것이 수상 이유이다. 이들이 CT 진단법을 만들 때 중요하게 사용한 수학 이론은 ‘라돈 변환’ 이라는 것인데, 여기서 라돈은 방사성 원소 이름이 아니라 오스트리아의 수학자 라돈을 가리킨다.
사이노그램 (sinogram)
여러 각도로 X선 사진을 찍어 얻은 그래프를 시각화한 것을 사이노그램이라고 한다.
CT란?
CT속의 적분
CT사진의 원리 및 미치는 영향
개요
위쪽 그림을 예로 들어, 위와 같이 표시한 것과 같은 물건이 있다고 하자.그림에서 동그라미로 둘러쌓인 부분은 밖에서 보이지 않는다. 이때 물체의 위치 및 모양을 알아내는 것이 사이노그램의 목표이다. 바깥에서 내부를 향해 x선을 쬘때, 일정 부분은 흡수하고 나머지 부분은 통과한다고 하면, 두번째 나온 그림처럼 보일 것이다. 그렇게 1도씩 회전하면서 촬영하면 180개의 그래프를 얻을 수 있다.
사이노그램의 복원
일반적인 우리의 통념
이미 언급한 대로, 사이노그램은 근본적으로 X선이 통과하는 영역의 길이를 구하면 얻을 수 있다. 즉, 수학적으로 X선 흡수량은 적분값을 구하는 문제로 이해할 수 있다.그렇다면 원래의 영상을 구하는 것은, 적분의 역연산인 미분하면 얻을 수 있을것이다. 그렇기만 했다면야 무슨 문제가 있을까만, 놀랍게도 사이노그램으로부터 원래의 영상을 복원하는 방법은 미분이 아니라, 적분이다

라돈 변환
라돈은 ‘모든 방향에서 평면으로 자른 단면의 넓이로 입체의 모양을 복원 할 수 있다’는 수학 문제를 증명했다. 이것이 바로 CT진단법의 기초 원리이다. 라돈 변환은 푸리에 변환이라고 부르는 변환의 일종이다. 푸리에 변환은 공학이나 물리학 등에서 광범위하게 많이 등장하는 유용한 변환인데, 푸리에 변환의 역변환은 ‘적분’을 통해 얻는다. 따라서 라돈 변환의 역변환 역시 적분을 통해 얻을 수 있음을 짐작할 수 있는데, 사실도 그렇다.
CT, 방사능으로부터 안전할까?
방사선(radioactive rays)란?
방사능을 가진 원자에서 발생하는 빛 또는 물질이다. 방사선은 몸을 투과하면 분자와 공명하여 이온화되며 몸속 구조물을 살펴볼 수 있게 된다. X-ray 검사나 CT검사가 이러한 원리를 이용하여 몸 속을 살펴보는 검사이다. 하지만 방사선은 세포나 유전자를 파괴하거나 변형시킨다. 그렇다면 CT를 찍으면 방사선이 나와서 우리 몸에 해롭지 않을까?

CT, 이제 안심!
방사선은 CT검사를 할 때만 노출 되는 것이 아니다. 우리가 일상생활을 하면서도 우주로부터 오는 우주선이나 자연상에 존재하는 방사성 물질에 의해 우리는 항상 방사선에 노출이 된다. 자연상황에서 노출되는 방사선의 양은 일반적으로 연간 약 2~5mSv 정도이다. CT검사의 경우는 촬영 기법에 따라 8-15mSv 정도 피폭되며 약 8개월에서 3년간 일상에서 노출되는 정도의 방사선량이다. 최근에는 저선량 CT로 흉부 촬영 시의 방사선량을 1mSv 정도까지 낮췄다. CT검사를 받음으로 인한 방사선 노출은 방사선 노출의 위험과 CT검사를 시행함으로써 얻게 되는 이득을 따져 보았을 때, 큰 해를 유발하지 않는 정도의 양이다. CT가 기존 엑스레이 촬영보다 방사선량이 100배 이상 높지만 방사선이 무서워서 CT검사를 안하면 질병을 정확히 진단하지 못하고 이로 인한 피해가 더 커진다.
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