KR20180039170A - Multi-resolution three-dimensional x-ray image reconstruction apparatus and method - Google Patents
Multi-resolution three-dimensional x-ray image reconstruction apparatus and method Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180039170A KR20180039170A KR1020187008611A KR20187008611A KR20180039170A KR 20180039170 A KR20180039170 A KR 20180039170A KR 1020187008611 A KR1020187008611 A KR 1020187008611A KR 20187008611 A KR20187008611 A KR 20187008611A KR 20180039170 A KR20180039170 A KR 20180039170A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- region
- ray image
- interest
- projection
- unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- 238000003709 image segmentation Methods 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 235000013527 bean curd Nutrition 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A61B6/14—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/51—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for dentistry
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
본 발명은 사전 설정된 관심 영역이 주변 영역보다 고해상도를 가지는 다중 해상도 3차원 엑스선 영상을 제공하는 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 피검체에 대해 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득하는 프로젝션 엑스선 영상 획득부, 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 주변 영역과 관심 영역으로 구획짓는 영상 구획부, 주변 영역을 사전 설정된 해상도로 재구성하고, 관심 영역이 주변 영역의 해상도보다 높은 고해상도를 갖도록 재구성하는 영상 재구성부 및 재구성된 주변 영상과 관심 영상을 함께 디스플레이하는 디스플레이부를 구비한다.The present invention relates to a multi-resolution x-ray image reconstruction apparatus and method for providing a multi-resolution three-dimensional x-ray image in which a predetermined region of interest has a higher resolution than a surrounding region.
To this end, the present invention relates to a method for reconstructing a subject, comprising: a projection X-ray image acquiring unit for acquiring projection X-ray image data of a subject; an image dividing unit for dividing projection X-ray image data into a peripheral region and a region of interest; An image reconstruction unit for reconstructing the ROI such that the ROI has a higher resolution than the resolution of the surrounding region, and a display unit for displaying the reconstructed neighboring image and the ROI together.
Description
본 발명은 관심 영역이 주변 영역보다 상대적으로 고해상도를 가지는 3차원 엑스선 영상을 획득할 수 있는 다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for reconstructing a multi-resolution three-dimensional x-ray image capable of acquiring a three-dimensional x-ray image having a relatively high resolution in a region of interest than a surrounding region.
일반적으로 엑스선 영상 촬영 장치는 엑스선 소스, 엑스선 센서 및 영상 처리부를 구비한다. Generally, an X-ray imaging apparatus includes an X-ray source, an X-ray sensor, and an image processing unit.
이러한 엑스선 영상 촬영 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5) 사이의 촬영 영역(FOV: field of view)(2)에 피검체를 위치시키고, 촬영영역(2)의 중심을 지나는 회전축(3)을 따라 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5)가 대향 회전하면서 엑스선 소스(4)가 엑스선을 조사하고 엑스선 센서(5)가 엑스선을 수광하여 피검체를 투과하는 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득한다. As shown in FIG. 1, such an X-ray imaging apparatus is configured to position a subject on a field of view (FOV) 2 between an
상기와 같은 방식으로 획득된 프로젝션 엑스선 영상 데이터 각각은 2차원 엑스선 영상이며, 영상 처리부에서 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 3차원 엑스선 영상으로 재구성함으로써 피검체에 대한 3차원 엑스선 영상을 획득한다. 일반적인 재구성 알고리즘으로는 BP(Back Projection), FBP(Filter Back Projection), FDK(Feldkamp, Davis 및 Kress) 등이 있다.Each of the projection X-ray image data obtained in the above-described manner is a two-dimensional X-ray image, and the image processor obtains a three-dimensional X-ray image of the subject by reconstructing the projection X-ray image data in various directions into a three-dimensional X-ray image. Common reconstruction algorithms include Back Projection (BP), Filter Back Projection (FBP), and FDK (Feldkamp, Davis, and Kress).
한편, 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 3차원 엑스선 영상으로 재구성하는데 소요되는 시간은 3차원 엑스선 영상의 기본 단위인 복셀의 크기, 촬영 영역(FOV)의 크기, 재구성에 이용되는 프로젝션 엑스선 영상 데이터의 수, 재구성에 이용되는 하드웨어의 성능, 재구성에 이용되는 재구성 알고리즘 등에 따라 각기 다르다.On the other hand, the time required to reconstruct the projection X-ray image data in various directions into the three-dimensional X-ray image is determined by the size of the voxel, the size of the imaging area (FOV) The performance of hardware used for reconstruction, and the reconstruction algorithm used for reconstruction.
한편, 재구성에 소요되는 시간과 3차원 엑스선 영상의 해상도는 트레이드 오프(trade off) 관계를 가지므로 재구성에 소요되는 시간을 줄이면서 3차원 엑스선 영상의 해상도를 높게 유지하기가 쉽지 않으며, 3차원 엑스선 영상의 해상도를 높이면 하드웨어 성능에 따라서는 재구성 시간이 과도하게 소요되거나 심지어 재구성이 전혀 이루어지지 않을 수도 있다.On the other hand, since the time required for reconstruction and the resolution of the three-dimensional x-ray image have a trade-off relationship, it is difficult to maintain the resolution of the three-dimensional x-ray image high while reducing the time required for the reconstruction, If you increase the resolution of the image, depending on the hardware performance, the reconstruction time may be excessive or even no reconstruction at all.
본 발명은 엑스선 영상 재구성에 소요되는 시간을 감소시키고자 한다. 또한, 본 발명은 엑스선 영상 재구성에 소요되는 시간을 감소시키면서 사용자가 주로 보고자 하는 관심 영역에 대해 고해상도 3차원 엑스선 영상을 제공하고자 한다.The present invention aims at reducing the time required for reconstructing an x-ray image. Also, the present invention provides a high-resolution three-dimensional x-ray image for a region of interest that the user mainly views while reducing the time required for reconstructing the x-ray image.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 피검체에 대해 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득하는 프로젝션 엑스선 영상 획득부, 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 주변 영역과 관심 영역으로 구획짓는 영상 구획부, 주변 영역을 사전 설정된 해상도로 재구성하고, 관심 영역이 주변 영역의 해상도보다 높은 고해상도를 갖도록 재구성하는 영상 재구성부 및 재구성된 주변 영상과 관심 영상을 함께 디스플레이하는 디스플레이부를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus including a projection x-ray image acquiring unit for acquiring projection x-ray image data of a subject, an image dividing unit for dividing the projection x-ray image data into a peripheral region and a region of interest, An image reconstructing unit reconstructing the reconstructed image with the set resolution and having a high resolution higher than the resolution of the surrounding area, and a display unit displaying the reconstructed surrounding image and the target image together.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 피검체에 대해 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득하는 단계, 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 주변 영역과 관심 영역으로 구획짓는 단계, 주변 영역이 사전 설정된 해상도를 갖고, 관심 영역이 주변 영역의 해상도보다 높은 고해상도를 갖도록 재구성하는 단계 및 재구성된 주변 영상과 관심 영상을 함께 디스플레이하는 단계를 구비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for acquiring projection X-ray image data on a subject, dividing projection X-ray image data into a peripheral region and a region of interest, Reconstructing the ROI such that the ROI has a higher resolution than that of the surrounding region, and displaying the ROI and the ROI together.
본 발명은 촬영 영역을 관심 영역과 주변 영역으로 나누어 서로 다른 복셀 크기로 재구성함으로써 재구성에 소요되는 시간을 감소시킨다.The present invention reduces the time required for reconstruction by reconstructing the photographed region into different voxel sizes by dividing the photographed region into the region of interest and the surrounding region.
또한, 본 발명은 관심 영역을 주변 영역의 해상도보다 높은 고해상도로 재구성하여 고해상도의 관심 영역 영상을 제공한다.In addition, the present invention reconstructs a region of interest at a higher resolution than that of a surrounding region, thereby providing a high-resolution region of interest image.
도 1은 일반적인 엑스선 영상 촬영 장치의 촬영 방법을 도시한 도면,
도 2는 촬영 영역, 엑스선 소스, 및 엑스선 센서의 관계를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치를 도시한 도면,
도 4는 프로젝션 엑스선 영상 데이터 획득 방법을 도시한 도면,
도 5는 관심 영역과 관심 영역의 관계를 도시한 도면;
도 6은 관심 영역이 설정되는 구간을 도시한 도면;
도 7은 임의의 프로젝션 엑스선 영상 데이터의 재구성 과정을 나타낸 도면; 및
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로젝션 엑스선 영상 데이터 획득 방법을 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a photographing method of a general x-
2 is a view showing the relationship between an imaging region, an X-ray source, and an X-ray sensor,
FIG. 3 illustrates a multi-resolution x-ray image reconstruction apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a method of acquiring a projection X-ray image data,
Figure 5 illustrates the relationship between a region of interest and a region of interest;
6 is a diagram showing a section in which a region of interest is set;
FIG. 7 is a diagram illustrating a reconstruction process of arbitrary projection X-ray image data; FIG. And
8 is a diagram illustrating a method of acquiring projection X-ray image data according to an embodiment of the present invention.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체의 기재에 있어서 일부 구성요소들을 단수형으로 기재하였다고 해서, 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니며, 해당 구성요소가 복수 개로 이루어질 수 있음을 알 것이다.And throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between. Also, when a component is referred to as " comprising "or" comprising ", it does not exclude other components unless specifically stated to the contrary . In addition, in the description of the entire specification, it should be understood that the description of some elements in a singular form does not limit the present invention, and that a plurality of the constituent elements may be formed.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여, 먼저 촬영 영역(FOV)과 관심 영역(ROI: region of interest)을 설명한다.In order to facilitate understanding of the present invention, the FOV and the region of interest (ROI) will be described first.
도 2는 촬영 영역(2), 엑스선 소스(4), 및 엑스선 센서(5)의 관계를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing the relationship between the photographing
도 2에 도시된 바와 같이, 촬영 영역(2)은 소정의 폭(w1)과 높이(t1)를 가진다. 또한, 촬영 영역(2)의 중심을 지나는 회전축(3)을 따라 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5)가 대향 회전하면서 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득하므로 촬영 영역(2)은 원통형일 수 있다. 한편, 관심 영역은 촬영 영역(2) 내부에 존재하며, 피검체의 진단에 도움이 되는 영역, 다시 말해 사용자가 관심 있게 보고자 하는 영역이다. 일례로 치과 분야에서 피검체는 두부 일 수 있고, 관심 영역은 악궁일 수 있다.As shown in Fig. 2, the photographing
일반적으로, 촬영 영역(2) 내부의 사전 마련된 위치에 피검체를 위치시킨 다음에 피검체를 엑스선 촬영하므로, 피검체는 프로젝션 엑스선 영상 데이터의 일관된 위치에 존재하게 되며, 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 재구성한 3차원 엑스선 영상에서도 피검체는 3차원 엑스선 영상의 일관된 위치에 존재하게 된다. 그에 따라, 예를 들어, 관심 영역이 악궁인 경우, 3차원 엑스선 영상에 존재하는 악궁(관심 영역)은 일관된 위치에 존재하게 된다.Generally, the subject is placed in a predetermined position in the photographing
이하에서, 상술한 특징을 이용한 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치를 설명한다.Hereinafter, a multi-resolution X-ray image reconstruction apparatus using the above-described features will be described.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a multi-resolution X-ray image reconstruction apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치는 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100), 영상 구획부(200), 영상 재구성부(300) 및 디스플레이부(400)를 구비한다. 그리고 비록 도면으로 나타내지는 않았지만 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치는 입력부, 제어부, 저장부 등을 포함할 수 있고, 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100), 영상 구획부(200), 영상 재구성부(300), 디스플레이부(400), 입력부, 제어부, 저장부 중 적어도 일부는 단일 또는 복수의 컴퓨터 장치로 구현 가능하다. 3, the apparatus for reconstructing a multi-resolution X-ray image according to an exemplary embodiment of the present invention includes a projection X-ray
참고로, 입력부는 마우스(mouse)일 수 있다. 그 외에도 입력부는 컴퓨터의 키보드(keyboard), 키패드(keypad), 터치패드(touchpad) 등을 포함할 수 있으나 입력부의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 입력부는 전술한 입력부를 이용하여 제어 가능한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface)를 포함할 수도 있다. For reference, the input unit may be a mouse. In addition, the input unit may include a keyboard, a keypad, a touchpad, and the like of the computer, but the type of the input unit is not limited thereto. For example, the input unit may include a graphical user interface that can be controlled using the input unit described above.
제어부는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치의 동작을 전반적으로 제어하는 중앙처리장치에 해당된다. 일 실시예에서 제어부는 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits: ASICs), 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processors: DSPs), 디지털 신호 처리 소자(Digital Signal Processing Devices: DSPDs), 프로그램 가능 논리 소자(Programmable Logic Devices: PLDs), 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Arrays: FPGAs), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers) 및 마이크로 프로세서 (microprocessors) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 제어부는 또한 전술한 하드웨어 플랫폼(platform) 상에서 실행 가능한 펌웨어(firmware)/소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 이 경우, 펌웨어/소프트웨어 모듈은 적절한 프로그램(program) 언어로 쓰여진 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 애플리케이션(software applications)에 의해 구현될 수 있다.The control unit corresponds to a central processing unit that controls overall operation of the multi-resolution X-ray image reconstruction apparatus according to an embodiment of the present invention. In one embodiment, the control unit may include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices Devices: PLDs), Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, micro-controllers, and microprocessors. . The control unit may also be implemented as a firmware / software module executable on the aforementioned hardware platform. In this case, the firmware / software module may be implemented by one or more software applications written in an appropriate program language.
저장부는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치의 동작 제어를 위한 각종 이미지나 변수값 또는 최초의 프로젝션 엑스선 영상 데이터, 최종 처리된 3차원 엑스선 영상 데이터, 및 중간 처리된 엑스선 영상 데이터 등을 저장하는 기능을 하게 된다. 일 실시예에서 저장부는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드(MultiMedia Card: MMC), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD(Secure Digital) 카드 또는 XD(eXtream Digital) 카드 등), RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광 디스크 중 어느 하나의 저장 매체로 구현될 수 있으나, 당업자라면 저장 장치의 구현 형태가 이에 한정되는 것이 아님을 알 수 있을 것이다.The storage unit stores various images or variable values or first projection X-ray image data, final processed three-dimensional X-ray image data, and intermediate processed X-ray image data for controlling the operation of the multi-resolution X-ray image reconstruction apparatus according to an embodiment of the present invention. And so on. In one embodiment, the storage unit may be a flash memory type, a hard disk type, a MultiMedia Card (MMC), a card type memory (for example, SD (Secure Digital) card or XD (Random Access Memory), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory) , A magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk, but those skilled in the art will recognize that the embodiment of the storage device is not limited thereto.
디스플레이부(400)는 영상을 출력할 수 있는 영상 출력 장치이다. 상기 디스플레이부(400)는 LCD 디스플레이, LED 디스플레이, AMOLED 디스플레이, CRT 디스플레이 등의 다양한 디스플레이 장치를 포함할 수 있고, 특히 터치 디스플레이 장치일 수 있으며, 이 경우 입력부는 터치 디스플레이 장치로 대체가 가능하다.The
그리고 제어부 또는 저장부 중 적어도 하나에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치의 주요부로서 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100), 영상 구획부(200), 영상 재구성부(300)가 탑재될 수 있다. In at least one of the control unit and the storage unit, a projection X-ray
각각을 상세히 살펴본다. Let's look at each in detail.
먼저, 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100)는 피검체에 대한 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득한다.First, the projection X-ray
이를 위해 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100)는 엑스선 소스(110) 및 엑스선 센서(130)를 포함하는 엑스선 촬영장치를 포함하거나 엑스선 촬영장치와 유무선으로 연결될 수 있다. 여기서 엑스선 촬영장치는 일례로 치과용 CBCT(Cone Beam CT) 장치 일 수 있다. To this end, the projection X-ray
도 4에 도시된 바와 같이, 엑스선 촬영장치는 피검체가 놓여진 촬영 영역을 사이에 두고 서로 대향하는 엑스선 소스(110)와 엑스선 센서(130)를 포함한다. 엑스선 소스(110)와 엑스선 센서(130)는 촬영 영역을 사이에 두고 촬영 영역의 실질적인 중심을 지나는 회전축(150)을 중심으로 회전하면서 엑스선 소스(110)가 엑스선을 조사하고, 엑스선 센서(130)가 엑스선을 수광함으로써 촬영 영역에 대한 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득한다.As shown in FIG. 4, the X-ray imaging apparatus includes an
그리고 촬영영역에 대한 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치의 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100)로 전달된다.The projection X-ray image data in various directions with respect to the imaging region are transmitted to the projection X-ray
다음으로, 영상 구획부(200)는 촬영 영역을 관심 영역(190)과 그 외의 주변 영역으로 구분하고, 촬영 영역을 투과한 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 관심 영역(190)과 주변 영역으로 구분한다.Next, the
여기에서, 관심 영역(190)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 피검체의 관심 부위(170)를 포함하도록 사전 설정된다. 일례로 관심 부위(170)는 악궁일 수 있고, 관심 영역(190)은 악궁을 포함하는 말굽 모양 일 수 있다. 이때, 관심 영역(190)은 사용자에 의해 설정되는 것도 가능하며, 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100)가 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득하기 전후로 입력부를 통해 설정 및 조절될 수 있다.Here, the region of
그리고 영상 구획부(200)는 CT 등 3차원 엑스선 촬영 등에서 피검체의 관심 부위(170)가 촬영 영역 내의 일관된 위치에 존재하는 특징을 이용하여, 촬영 영역에서 피검체의 관심 부위(170)를 포함하는 관심 영역(190)의 프로젝션 엑스선 영상 데이터을 관심 영역(190)과 주변 영역으로 구분한다.The
예를 들어, 피검체의 관심 영역(190)이 악궁을 포함하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 관심 영역(190)은 말굽 모양으로 설정될 수 있다. 그리고 영상 구획부(200)는 모든 프로젝션 엑스선 영상 데이터에 대해 말굽 모양의 영역에 대응하는 관심 영역(190)과 그 외의 영역에 대응하는 주변 영역으로 구획짓는다. For example, if the region of
한편, 말굽 모양은 예시를 위한 것일 뿐, 적어도 하나의 다각형, 원형, 타원형, 또는 그들의 조합을 이용한 어떠한 모양도 무방하다. On the other hand, the horseshoe shape is for illustrative purposes only, and any shape using at least one polygon, circle, ellipse, or a combination thereof is acceptable.
또한, 피검체의 관심 영역(190)이 악궁을 포함하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 관심 영역(190)은 피검체의 턱(171)과 부비동(173) 사이에 존재한다. 따라서, 도 5 및 도 6을 참고하면, 관심 영역(190)은 말굽 모양의 기둥 형태가 될 것임을 알 것이다.6, the region of
다음으로, 영상 재구성부(300)는 영상 구획부(200)에서 구획된 관심 영역(190)을 상대적으로 작은 복셀 크기의 고해상도로 재구성 하고, 영상 구획부(200)에서 구획된 주변 영역을 그보다 큰 복셀 크기의 상대적으로 저해상도로 재구성한다. 예를 들어, 엑스선 센서의 단위 픽셀 크기가 0.1mm라 가정하면, 관심 영역(190)은 각 변이 0.1mm 이상인 일정 크기의 복셀로 재구성하고, 주변 영역은 각 변이 관심 영역(190)의 복셀 보다 상대적으로 큰 0.1mm 초과, 바람직하게는 0.4mm 정도인 일정 크기의 복셀로 재구성한다. 그리하여, 영상 재구성부(300)는 관심 영역(190)이 주변 영역보다 높은 고해상도를 가지는 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득할 수 있다. 한편, 프로젝션 엑스선 영상 데이터의 재구성에 이용되는 알고리즘은 BP(Back Projection), FBP(Filter Back Projection), FDK(Feldkamp, Davis 및 Kress) 등이 사용될 수 있다. Next, the
좀 더 구체적으로, 도 7은 임의의 프로젝션 엑스선 영상 데이터의 재구성 과정을 나타낸 모식도이다. 편의상 촬영 영역(FOV)은 관심 영역(190)을 포함하는 일부만 나타내었고, 이해를 돕기 위해 관심 영역(190)의 일부를 투과하여 엑스선 센서의 제1, 2 픽셀(P1, P2)에 각각 수광되는 프로젝션 엑스선 영상 데이터의 일부만을 살펴본다.More specifically, FIG. 7 is a schematic diagram showing a reconstruction process of arbitrary projection X-ray image data. For convenience, the photographing area FOV includes only a part including the area of
먼저, 엑스선 소스에서 조사된 엑스선이 피검체를 투과하여 엑스선 센서(130)에 수광되고, 이로 인해 엑스선 센서(130)의 제1, 2 픽셀(P1, P2)로부터 각각 제1,2 값(p1,p2)이 생성된다. 이 같은 픽셀 값의 2차원 배열이 프로젝션 엑스선 영상 데이터의 값이 되고, 각각의 프로젝션 엑스선 영상 데이터는 프로젝션 엑스선 영상 획득부(100)로 전달된다. First, the X-rays irradiated from the X-ray source are transmitted through the subject and received by the
그리고 영상 구획부(200)는 촬영 영역을 관심 영역(190)과 그 외의 주변 영역으로 구분하고, 촬영 영역을 투과한 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 관심 영역(190)과 주변 영역으로 구분한다. The
그리고 영상 재구성부(300)는 관심 영역(190)을 상대적으로 작은 복셀 크기의 고해상도로 재구성하고, 영상 구획부(200)에서 구획된 주변 영역을 그보다 큰 복셀 크기의 상대적으로 저해상도로 재구성한다. 편의상 관심 영역(190)의 복셀 크기가 엑스선 센서(130)의 1개 픽셀 크기에 대응되고, 주변 영역의 복셀 크기가 엑스선 센서(130)의 2개 픽셀 크기에 대응된다고 가정하면, 영상 재구성부(300)는 관심 영역을 이루는 복셀 R1, R2에는 각각 제1,2 픽셀(P1, P2)의 제1, 2 값(p1, p2)을 할당하고, 주변 영역을 이루는 복셀 B1에는 제1,2 픽셀(P1, P2)의 제1, 2 값(p1, p2)의 평균치, 즉 제1,2 픽셀(P1, P2)을 비닝(binning)한 제1, 2 값(p1, p2)의 평균치를 할당한다. Then, the
다시 말해, 프로젝션 엑스선 영상 데이터는 각 방향에 대한 엑스선 센서(130)의 복수 픽셀 값의 2차원 배열을 포함하는바, 영상 재구성부(300)는 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터에 대해 각각 주변 영역의 제 1 복셀에는 상대적으로 많은 n개(단 n은 1 초과)의 제 1 픽셀 값을 할당하고, 관심 영역의 제 2 복셀에는 상대적으로 적은 m개(단 m은 0 이상 m 미만)의 제 2 픽셀 값을 할당하는 방식으로 재구성을 한다. 이때, 제 1 복셀의 사이즈는 제 2 복셀의 사이즈보다 크고, 제 1, 2 픽셀값은 각각 n, m개 픽셀값의 평균치 또는 n, m개 픽셀값 중 어느 하나의 값을 나타낼 수 있다.In other words, the projection X-ray image data includes a two-dimensional array of a plurality of pixel values of the
이와 같이 영상 재구성부(300)는 각각의 프로젝션 엑스선 영상 데이터에 대해 관심 영역(190)을 상대적으로 작은 복셀 크기의 고해상도로 재구성하고, 영상 구획부(200)에서 구획된 주변 영역을 그보다 큰 복셀 크기의 상대적으로 저해상도로 재구성한다.As described above, the
한편, 이상의 설명은 예시에 지나지 않는바, 엑스선 센서(130)의 픽셀 크기, 관심 영역과 주변영역의 복셀 크기 등은 다양하게 변형 가능하며, 주변 영역은 그와 대응되는 적어도 하나의 픽셀값 평균치를 할당하는 것 이외에도 임의의 픽셀값을 대표값으로 할당하는 것도 가능하다.The pixel size of the
마지막으로, 디스플레이부(400)는 영상 재구성부(300)에서 생성된 3차원 엑스선 영상, 즉, 서로 다른 복셀 크기로 재구성된 주변 영역과 관심 영역(190)으로 이루어진 3차원 엑스선 영상을 사용자에게 디스플레이한다.Finally, the
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 방법에 대한 흐름도로서, 그 구체적인 실시 예는 도 3의 다중 해상도 엑스선 영상 재구성 장치에 대한 설명에서 상세히 전술한 바 있으므로, 여기서는 그 동작 과정에 대하여 간략하게 설명하기로 한다.FIG. 8 is a flowchart of a method for reconstructing a multi-resolution X-ray image according to an embodiment of the present invention, and a specific embodiment thereof has been described in detail in the description of the multi-resolution X-ray image reconstruction apparatus of FIG. The process will be briefly described below.
먼저, 피검체에 대해 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 획득한다(S510).First, projection X-ray image data of various directions are acquired for a subject (S510).
다음으로, 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 주변 영역과 관심 영역(190)으로 구획짓는다(S530). 예를 들어, 관심 영역(190)은, 피검체의 관심 영역을 포함하도록 사전 설정될 수 있다. Next, the projection X-ray image data is partitioned into a peripheral region and a region of interest 190 (S530). For example, the region of
다음으로, S530 단계에서 구획된 주변 영역을 상대적으로 큰 복셀 크기의 사전 설정된 저해상도로 재구성한다(S550).Next, the neighboring region partitioned in step S530 is reconstructed to a predetermined low resolution of a relatively large voxel size (S550).
다음으로, S530 단계에서 구획된 관심 영역(190)이 주변 영역의 해상도보다 높은 해상도를 갖도록 상대적으로 작은 복셀 크기의 고해상도로 재구성한다(S570). Next, in step S570, the region of
S550 단계 및 S570 단계는, 예를 들어, 관심 영역(190)은 각 변이 0.1mm 이상의 복셀로 재구성하고, 주변 영역은 각 변이 0.4mm 이상의 복셀로 재구성하는 것으로 이루어질 수 있다. 그리하여, 관심 영역(190)이 주변 영역의 해상도보다 높은 고해상도를 가지는 다중 해상도의 3차원 엑스선 영상을 획득할 수 있다.In steps S550 and S570, for example, the
마지막으로, S550 단계 및 S570 단계에서 서로 다른 해상도의 주변 영역과 관심 영역(190)으로 이루어진 다중 해상도의 3차원 엑스선 영상을 디스플레이한다(S590).Finally, in steps S550 and S570, a multi-resolution three-dimensional x-ray image composed of a peripheral region and a region of
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various permutations, modifications and variations are possible without departing from the spirit of the invention.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.
Claims (7)
상기 촬영영역 및 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 주변 영역과 관심 영역으로 구분하는 영상 구획부;
상기 주변 영역을 상대적으로 큰 복셀 크기의 저해상도로 재구성하고, 상기 관심 영역을 상기 주변 영역보다 상대적으로 작은 복셀 크기의 고해상도로 재구성하는 영상 재구성부; 및
상기 재구성된 주변 영상과 관심 영상을 포함하는 상기 피검체의 3차원 엑스선 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하는
다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 장치.A projection x-ray image acquiring unit for acquiring projection x-ray image data of a plurality of directions with respect to a subject in an imaging region;
An image dividing unit dividing the imaging region and the projection X-ray image data in various directions into a peripheral region and a region of interest;
An image reconstruction unit reconstructing the surrounding region with a relatively low voxel size and reconstructing the region of interest with a high resolution of a voxel size relatively smaller than the surrounding region; And
And a display unit for displaying a three-dimensional x-ray image of the subject including the reconstructed peripheral image and the interest image
Multi - resolution three - dimensional x - ray image reconstruction device.
사용자의 명령을 입력하는 입력부를 더 포함하고,
상기 촬영영역은 상기 사용자의 명령에 의해 상기 주변 영역과 상기 관심 영역으로 구분되고, 상기 영상 구획부는 상기 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 상기 사용자의 명령에 따른 상기 주변 영역과 상기 관심 영역으로 구분하는 다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an input unit for inputting a command of a user,
The imaging region is divided into the peripheral region and the ROI by the user's command, and the image partition separates the projection X-ray image data of the various directions into the peripheral region and the ROI according to the user's command Multi - resolution three - dimensional x - ray image reconstruction device.
상기 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터는 상기 촬영 영역을 사이에 두고 대향 회전하는 엑스선 소스와 엑스선 센서를 통해 획득되는 다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the projection X-ray image data in the multiple directions are acquired through an X-ray source and an X-ray sensor rotating in opposite directions with the imaging region interposed therebetween.
상기 프로젝션 엑스선 영상 데이터는 각 방향에 대한 상기 엑스선 센서의 복수 픽셀 값의 2차원 배열을 포함하고,
상기 재구성부는 상기 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터에 대해 각각 상기 주변 영역의 단위 복셀에 상대적으로 많은 수의 픽셀 값을 할당하고, 상기 관심 영역의 단위 복셀에 상대적으로 적은 수의 픽셀값을 할당하는 다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 장치.The method of claim 3,
Wherein the projection x-ray image data comprises a two-dimensional array of pixel values of the x-ray sensor for each direction,
Wherein the reconstructing unit assigns a relatively large number of pixel values to the unit voxels in the peripheral region and a relatively small number of pixel values to the unit voxels in the region of interest, Resolution three-dimensional x-ray image reconstruction device.
상기 재구성부는 상기 단위 복셀에 하나 이상 픽셀값의 평균치 또는 하나 이상 픽셀값 중 어느 하나를 할당하는 다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the reconstructing unit allocates one or more pixel values or one or more pixel values to the unit voxel.
상기 피검체는 두부이고, 상기 관심 영역은 상기 피검체의 턱과 부비동 사이에서 상기 피검체의 악궁을 포함하는 말굽 모양인 다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the subject is a head, and the region of interest is a horseshoe-like shape including the arch of the subject between the jaw and the sinus of the subject.
상기 촬영 영역 및 상기 여러 방향의 프로젝션 엑스선 영상 데이터를 주변 영역과 관심 영역으로 구분하는 단계;
상기 주변 영역을 상대적으로 큰 복셀 크기의 저해상도로 재구성하고, 상기 관심 영역을 상기 주변 영역보다 상대적으로 작은 복셀 크기의 고해상도로 재구성하는 단계; 및
상기 재구성된 주변 영상과 관심 영상을 포함하는 상기 피검체의 3차원 엑스선 영상을 디스플레이하는
다중 해상도 3차원 엑스선 영상 재구성 방법.Acquiring projection X-ray image data of a plurality of directions with respect to a subject in an imaging region;
Dividing the imaging region and the projection X-ray image data of the plurality of directions into a peripheral region and a region of interest;
Reconstructing the surrounding region with a relatively high voxel size and reconstructing the region of interest with a high resolution of a voxel size relatively smaller than the surrounding region; And
Dimensional x-ray image of the subject including the reconstructed peripheral image and the interest image
Multi - resolution three - dimensional x - ray image reconstruction method.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150131012 | 2015-09-16 | ||
KR20150131012 | 2015-09-16 | ||
PCT/KR2016/010425 WO2017048104A1 (en) | 2015-09-16 | 2016-09-19 | Apparatus and method for reconstructing multi-resolution three-dimensional x-ray image |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180039170A true KR20180039170A (en) | 2018-04-17 |
KR102167988B1 KR102167988B1 (en) | 2020-10-20 |
Family
ID=58289430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020187008611A KR102167988B1 (en) | 2015-09-16 | 2016-09-19 | 3D X-ray image display device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102167988B1 (en) |
WO (1) | WO2017048104A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020189816A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 전자부품연구원 | User interface and method for 360 vr interactive relay |
KR20220109149A (en) * | 2021-01-28 | 2022-08-04 | 주식회사 크럭셀 | Selective image processing method of x-ray image acquisition device and method, and recording medium storing program for executing the same, and computer program stored in recording medium for executing the same |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7033865B2 (en) | 2017-08-10 | 2022-03-11 | キヤノン株式会社 | Image generator, image generation method, and program |
KR102150378B1 (en) | 2020-01-30 | 2020-09-01 | (주)대주기계 | Supersonic separator |
CN115956938B (en) * | 2023-03-15 | 2023-05-19 | 有方(合肥)医疗科技有限公司 | Imaging method and device based on multi-precision reconstruction |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100702148B1 (en) * | 2004-12-30 | 2007-03-30 | 한국전기연구원 | X-ray computed tomography apparatus to acquire the tomography and three-dimension surface image |
JP2015006324A (en) * | 2013-05-27 | 2015-01-15 | 株式会社東芝 | X-ray ct apparatus, and image diagnostic apparatus |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2800189B1 (en) * | 1999-10-26 | 2002-01-11 | Ge Medical Syst Sa | METHOD FOR MULTI-RESOLUTION RECONSTRUCTION OF A THREE-DIMENSIONAL IMAGE OF AN OBJECT, IN PARTICULAR A THREE-DIMENSIONAL ANGIOGRAPHIC IMAGE |
US7734119B2 (en) * | 2004-09-21 | 2010-06-08 | General Electric Company | Method and system for progressive multi-resolution three-dimensional image reconstruction using region of interest information |
KR100687846B1 (en) * | 2005-01-21 | 2007-02-27 | 경희대학교 산학협력단 | Method for reconstructing a local high resolution x-ray ct image and apparatus for reconstructing a local high resolution x-ray ct image |
-
2016
- 2016-09-19 KR KR1020187008611A patent/KR102167988B1/en active IP Right Grant
- 2016-09-19 WO PCT/KR2016/010425 patent/WO2017048104A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100702148B1 (en) * | 2004-12-30 | 2007-03-30 | 한국전기연구원 | X-ray computed tomography apparatus to acquire the tomography and three-dimension surface image |
JP2015006324A (en) * | 2013-05-27 | 2015-01-15 | 株式会社東芝 | X-ray ct apparatus, and image diagnostic apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020189816A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 전자부품연구원 | User interface and method for 360 vr interactive relay |
KR20220109149A (en) * | 2021-01-28 | 2022-08-04 | 주식회사 크럭셀 | Selective image processing method of x-ray image acquisition device and method, and recording medium storing program for executing the same, and computer program stored in recording medium for executing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102167988B1 (en) | 2020-10-20 |
WO2017048104A1 (en) | 2017-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102167988B1 (en) | 3D X-ray image display device | |
US11361479B2 (en) | Enhancements for displaying and viewing tomosynthesis images | |
US11062487B2 (en) | System and method for image reconstruction | |
WO2014192775A1 (en) | X-ray ct scanner and diagnostic imaging apparatus | |
US20160071293A1 (en) | Artifact-reduction for x-ray image reconstruction using a geometry-matched coordinate grid | |
JP2003199737A (en) | Reconstruction method for tomosynthesis | |
US10898145B2 (en) | Image display device, image display method, and image display program | |
US20180061113A1 (en) | Systems and methods for functional imaging | |
US9311740B2 (en) | Method for enhancing reconstructed 3-D tomosynthesis volume image | |
EP3669328A1 (en) | Imaging system extended field-of-view | |
US20160307340A1 (en) | Multispectral ct imaging | |
US9652831B2 (en) | Isotropic reconstruction of image data | |
JP6114266B2 (en) | System and method for zooming images | |
US20170365076A1 (en) | Virtual projection image method | |
JP6900218B2 (en) | Image processing device and display method of radiographic image data | |
JP2006055336A (en) | Image processor and image processing method | |
US10390789B2 (en) | Two-dimensional X-ray detector, cone-beam CT apparatus and method using region-of-interest | |
US7769126B2 (en) | Computed tomography system | |
US10157481B2 (en) | Apparatus for processing medical image and method of processing medical image thereof | |
US20160086357A1 (en) | Apparatus for processing medical image and method of processing medical image thereof | |
US10950013B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program | |
JP2018143574A (en) | X-ray CT apparatus and image processing method | |
US20160027192A1 (en) | X-ray ct apparatus and image processing apparatus | |
JP6674614B2 (en) | Bone quality evaluation device and bone quality evaluation program | |
JP2005168691A (en) | Method and apparatus for three-dimensional back projection, and x-ray ct apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |