KR100923094B1 - Method for revise truncation artifact - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치과용 엑스 레이 씨티 장치로 대상물, 즉, 환자의 두부를 촬영하는 경우 두부의 일부분이 관심 영역에서 벗어난 상태로 촬영되는데 이러한 두부의 일부분이 관심 영역에서 벗어남으로써 재구성된 영상의 가장자리가 강조되는 트렁케이션 아티팩트(Truncation artifact)를 LSF 기법으로 보정하는 방법을 제시하는 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법에 관한 것이다.According to the present invention, when photographing an object, ie, the head of a patient with a dental X-ray device, a portion of the head is taken out of the region of interest, and the edge of the reconstructed image is emphasized by the portion of the head deviating from the region of interest. The present invention relates to a method for correcting truncation artifacts, which suggests a method for correcting truncated artifacts by LSF technique.
치과용 CT, 트렁케이션 아티팩트 보정, LSF 기법 Dental CT, Trunk Artifact Correction, LSF Technique
Description
본 발명은 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 대상물의 일부분이 관심 영역에서 벗어난 상태로 CT 촬영되는 경우 발생되는 트렁케이션 아티팩트를 LSF 기법으로 보정하여 선명한 촬영 영상을 획득할 수 있도록 하는 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for correcting truncation artifacts, and more particularly, to obtain a clear image by correcting the truncation artifacts generated when the CT image is taken out of the region of interest by the LSF technique It relates to a method for correcting truncation artifacts.
오늘날 환자의 상태를 보다 정확히 진단하기 위하여 의료 영상을 획득하는 장비들이 개발되었다.Today, devices for acquiring medical images have been developed to more accurately diagnose a patient's condition.
그 중에서도 엑스 레이 씨티 장치(X-ray computed tomography)와 같은 3차원 단층촬영 시스템(Three-dimensional tomographic system)은 정확한 3차원 영상을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 상기와 같은 이유로 엑스 레이 씨티 장치와 같은 3차원 단층촬영 시스템은 의료 영상을 획득하는 장비 중 가장 널리 사용되는 것 중의 하나가 되었다.Among them, three-dimensional tomographic systems such as X-ray computed tomography have an advantage of obtaining accurate three-dimensional images. For this reason, three-dimensional tomography systems, such as X-ray systems, have become one of the most widely used equipment for acquiring medical images.
한편, 상기 엑스 레이 씨티 장치를 치과용 엑스 레이 씨티 장치로 이용하는 경우 환자의 치아를 중점적으로 촬영하게 된다.On the other hand, when the X-ray Citi device is used as a dental X-ray Citi device to take a photograph of the patient's teeth.
이때, 상기 엑스 레이 씨티 장치가 촬영하는 영역을 관심 영역이라 하는데, 도 1에 도시한 바와 같이 관심 영역이 대상물(이때 대상물은 환자의 두부 전체를 말함)의 일부분에 해당하는 경우, 대상물의 일부분은 관심 영역 밖에 존재하게 된다.In this case, an area photographed by the X-ray Citi apparatus is referred to as a region of interest. When the region of interest corresponds to a portion of the object (in which the object refers to the entire head of the patient), as shown in FIG. It will be outside the region of interest.
이로 인해 상기 관심 영역의 가장자리, 특히 상기 대상물이 짤리는 영역에서 강조되는 현상이 발견되는데 이러한 현상을 트렁케이션 아티팩트(truncation artifact)(100)라 한다.This results in a phenomenon where the edges of the region of interest, in particular the region where the object is cut, are highlighted, which is called
상기 트렁케이션 아티팩트가 발생된 촬영 영상은 그 가장 자리가 강조된 영상을 제공하게 되어 선명하지 못한 촬영 영상을 제공하게 된다.The photographed image in which the truncation artifact is generated provides an image whose edge is emphasized, thereby providing an unclear photographed image.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대상물의 일부분이 관심 영역에서 벗어난 상태로 CT 촬영되는 경우 발생되는 트렁케이션 아티팩트를 LSF 기법으로 보정하여 선명한 촬영 영상을 획득할 수 있도록 하는 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the prior art, a sharp image taken by correcting the truncation artifacts generated when the CT is photographed with a part of the object out of the region of interest by the LSF technique It is an object of the present invention to provide a method for correcting truncation artifacts that can be obtained.
본 발명의 상기 목적은 대상물을 촬영하여 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; 상기 프로젝션 데이터에서 정상 영역과 트렁케이션 영역을 설정하는 단계; 상기 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터로부터 LSF 기법을 이용하여 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; 상기 정상 프로젝션 데이터와 예측 프로젝션 데이터를 연결하여 통합 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 통합 프로젝션 데이터를 재구성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법에 의해 달성된다.The object of the present invention comprises the steps of acquiring projection data by photographing an object; Setting a normal area and a truncation area in the projection data; Obtaining predictive projection data of the truncation region from the normal projection data of the normal region by using an LSF technique; Concatenating normal projection data and predictive projection data to obtain integrated projection data; And reconstructing the integrated projection data. A method of correcting a truncation artifact, comprising: a.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 LSF 기법은 상기 정상 프로젝션 데이터의 마지막 점을 지나야한다는 제1조건, 상기 LSF 기법을 이용하여 획득한 예측 프로젝션 데이터는 항상 양수이여야 한다는 제2조건 및 상기 LSF 기법에 의해 도출된 함수는 수렴하여야 한다는 제3조건을 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법에 의해서도 달성된다.In addition, the object of the present invention is the first condition that the LSF technique must pass through the last point of the normal projection data, the second condition that the prediction projection data obtained by using the LSF technique must always be positive and the LSF technique The function derived is also achieved by a method of correcting the truncation artifact, characterized in that it satisfies all third conditions of convergence.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 LSF 기법에 의해 도출된 함수는 2차 식인 것을 특징으로 하는 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법에 의해서도 달성된다.The above object of the present invention is also achieved by a method for correcting truncation artifacts, characterized in that the function derived by the LSF technique is a quadratic equation.
본 발명의 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법은 엑스 레이 씨티 촬영 장치로 대상물의 일부분을 촬영할 때 발생되는 트렁케이션 아티팩트를 보정하여 선명한 촬영 영상을 제공하는 효과가 있다.The method for correcting the truncation artifacts of the present invention has the effect of providing a clear image by correcting the truncation artifacts generated when photographing a portion of the object with the X-ray Citigraphy apparatus.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Details of the above objects and technical configurations and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention. Like numbers refer to like elements throughout.
우선, 엑스 레이 씨티 촬영 장치를 이용하여 3차원 영상을 획득하는 방법을 간략하게 설명한다.First, a method of acquiring a 3D image by using an X-ray imaging apparatus will be briefly described.
먼저 엑스 레이 씨티 촬영 장치에 구비된 엑스 레이 소오스(X-ray source) 및 디텍터(detector) 사이에 대상물을 위치시키고 상기 엑스 레이 소오스에서 발생된 엑스 레이를 상기 대상물을 조사하고 상기 디텍터로 수광하여 데이터들을 획득하여 2차원 영상이 프로젝션 데이터를 획득한다.First, the object is placed between an X-ray source and a detector provided in the X-ray Citigraphic apparatus, and the X-ray generated by the X-ray source is irradiated to the object and received by the detector to receive data. These two-dimensional images obtain projection data.
그리고 상기 엑스 레이 소오스 및 디텍터는 동일한 각도씩 이동하며 360도까지 원형 궤적을 회전하는 스캔하면서 상기 프로젝션 데이터를 복수 개 획득한다.The X-ray source and the detector acquire a plurality of projection data while scanning by rotating the circular trajectory up to 360 degrees while moving by the same angle.
마지막으로 상기 복수 개의 프로젝션 데이터들을 3차원 영상으로 재구성함으로써 상기 대상물의 3차원 영상을 획득한다.Finally, the 3D image of the object is obtained by reconstructing the plurality of projection data into a 3D image.
이때, 상기 3차원 영상 재구성은 여러 기법들이 있으나 본 발명에서는 Feldkamp, Davis 및 Kress(FDK)가 제안한 필터 백-프로젝션 알고리즘(filtered back-projection algorithm) 기법을 사용하였다.At this time, the 3D image reconstruction has various techniques, but in the present invention, the filter back-projection algorithm proposed by Feldkamp, Davis, and Kress (FDK) was used.
상기 필터 백-프로젝션 알고리즘은 하기와 같은 방법에 따라 처리된다.The filter bag-projection algorithm is processed according to the following method.
우선 전처리 및 필터링을 실시한다. 엑스 레이 씨티 촬영 장치에서 획득된 프로젝션 데이터들을 하나씩 로딩한다.First, preprocessing and filtering are performed. The projection data acquired by the X-ray Citigraphy apparatus are loaded one by one.
그리고 프로젝션 데이터에 자코비안 웨이팅(jacobian weighting) 처리를 행한다.Then, the Jacobian weighting process is performed on the projection data.
이때, 상기 자코비안 웨이팅 처리는 수학적인 처리 과정 중 극 좌표계(polar coordinates)와 사각 좌표계(rectangular coordinates) 사이에서의 값의 변화를 보정해 주기 위한 과정이다.In this case, the Jacobian weighting process is a process for correcting a change in a value between polar coordinates and rectangular coordinates during a mathematical process.
그리고 상기 프로젝션 데이터를 필터를 이용하여 필터링한다.The projection data is filtered using a filter.
이때, 상기 필터링은 필터 백-프로젝션 알고리즘 기법의 핵심이 된다. 상기 필터링을 행하지 않았을 때는 재구성 결과로 도출된 물체 부분의 형상이 흐릿하고 불문명하게 보이게 된다. 이를 해결하기 위하여 원래의 물체의 형상에 가깝게 될 수 있도록 프로젝션 데이터 각각에 필터링 처리를 해준다. 상기 필터링 과정은 상 기 자코비안 웨이팅 과정과 이후 설명될 백-프로젝션 과정의 중간에 행해 준다.At this time, the filtering becomes the core of the filter bag-projection algorithm technique. When the filtering is not performed, the shape of the object part derived as a result of the reconstruction appears blurred and unclear. In order to solve this problem, each projection data is filtered so that the shape of the original object can be approximated. The filtering process is performed in the middle of the Jacobian weighting process and the back-projection process to be described later.
이어서, 백-프로젝션을 실시한다. 상기 프로젝션 데이터의 대상점 데이터를 거리에 따른 웨이팅 팩터(weighting factor)를 계산한다.Then back-projection is performed. The weighting factor of the target point data of the projection data according to the distance is calculated.
그리고 상기 프로젝션 데이터를 이용하여 보간법(interpolation)을 행하여 3차원 볼륨(volume)의 각 대상점의 값을 정한다. 그리고 상기 대상점의 값을 저장한다.Then, interpolation is performed using the projection data to determine the value of each target point of the three-dimensional volume. And the value of the target point is stored.
이어서, 재구성 단면(slice)를 저장한다.The reconstructed slice is then stored.
상기 각각 프로젝션 데이터들 모두를 상기 전처리 및 필터링 처리, 백-프로젝션 처리 및 재구성 단면 저장을 순차적으로 처리한 후 단면으로 재구성 결과를 저장한다.Each of the projection data is sequentially processed through the preprocessing and filtering processing, the back-projection processing, and the reconstruction section storage, and then the reconstruction result is stored in the section.
도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3c는 트렁케이션 아티팩트가 나타나는 원리를 설명하기 위한 도들이다. 이때, 도 2a 내지 도 2c는 트렁케이션 아티팩트가 나타나지 않는 경우를 도시한 도들이고, 도 3a 내지 도 3c는 트렁케이션 아티팩트가 나타나는 경우를 도시한 도들로 이를 비교함으로써 트렁케이션 아티팩트가 발생하는 원리를 알 수 있다.2A to 2C and 3A to 3C are diagrams for describing a principle in which truncation artifacts appear. 2A to 2C are diagrams illustrating cases in which truncation artifacts do not appear, and FIGS. 3A to 3C are diagrams illustrating cases in which truncation artifacts appear and compare the principle of generating truncation artifacts. Able to know.
도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명하면, 도 2a에서 도시된 바와 같이 원통형 물체인 대상물(210) 전체가 관심 영역(220) 내부에 포함되어 촬영되는 경우, 상기 도 2a의 라인(232)에 따른 컷뷰(cut view)의 프로젝션 데이터는 도 2b에 도시된 바와 같은 값들을 가지게 될 것이다.Referring to FIGS. 2A to 2C and 3A to 3C, when the
상기 프로젝션 데이터를 상기에서 상술한 3차원 재구성 방법 중 필터링 처리 과정을 행한 후의 데이터로 표시하게 되면 도 2c에 도시된 바와 같이 일정한 값을 가지게 된다.When the projection data is displayed as data after performing the filtering process in the above-described three-dimensional reconstruction method, the projection data has a constant value as shown in FIG. 2C.
그러나 도 3a에서 도시된 바와 같이 원통형 물체인 대상물(210)의 일부만이 관심 영역(220) 내에 포함되고 나머지는 상기 관심 영역(220) 외부에 있는 상태로 촬영되는 경우, 상기 도 3a의 라인(234)에 따른 컷뷰의 프로젝션 데이터를 도시한 도 3b에서 도시된 바와 같은 관심 영역의 가장자리(240)에서 그 값이 갑자기 변화되는 프로젝션 데이터를 획득하게 되고 이를 필터링 처리하게 되면 도 3c에서 도시된 바와 같이 관심 영역의 가장자리(240)에서 강조되는 필터링 결과를 얻게 된다.However, when only a part of the
도 3c에 도시된 바와 같은 필터링된 그래프를 갖는 프로젝션 데이터를 재구성하여 재구성 단면을 획득하게 되면 도 1에서 도시한 바와 같이 관심 영역의 가장자리(240)가 강조된 영상 즉, 트렁케이션 아티팩트가 발생된 영상을 획득하게 된다.When the reconstruction section is obtained by reconstructing the projection data having the filtered graph as illustrated in FIG. 3C, as shown in FIG. 1, the image in which the
도 4는 본 발명이 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of correcting truncation artifacts according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하여 설명하면, 우선, 대상물을 엑스 레이 씨티 촬영 장치로 촬영하여 프로젝션 데이터를 획득한다(S100).Referring to FIG. 4, first, an object is photographed by an X-ray Citigraphy apparatus to obtain projection data (S100).
이때, 상기 엑스 레이 씨티 촬영 장치는 엑스 레이 소오스와 디텍터를 일정 각도로 이동하면서 복 수개의 프로젝션 데이터를 획득한다.In this case, the X-ray imaging apparatus acquires a plurality of projection data while moving the X-ray source and the detector at a predetermined angle.
이때, 상기 대상물 전체가 관심 영역 내에 포함되어 있다고 한다면, 상기 복 수개의 프로젝션 데이터 각각를 전처리, 필터링 처리, 백-프로젝션 처리 및 재구성 단면 저장하여 영상을 획득할 수 있다.In this case, if the entire object is included in the ROI, the plurality of pieces of projection data may be preprocessed, filtered, back-projected, and reconstructed to store an image.
그러나 도 1에 도시된 바와 같이 대상물, 즉, 환자의 두부의 일부가 상기 관심 영역에서 벗어나 있다면 상기에서 상술한 바와 같은 트렁케이션 아티팩트가 발생한다.However, as shown in FIG. 1, if an object, ie, a portion of the head of the patient, is out of the region of interest, truncation artifacts as described above occur.
따라서 상기 필터링 처리 전에 상기 프로젝션 데이터에서 트렁케이션 아티팩트이 발생되는 것을 보정해야 한다. Therefore, it is necessary to correct the occurrence of truncation artifacts in the projection data before the filtering process.
상기 트렁케이션 아티팩트를 보정하기 위해 우선 상기 프로젝션 데이터로부터 정상 영역과 트렁케이션 영역을 설정한다(S200).In order to correct the truncation artifact, first, a normal region and a truncation region are set from the projection data (S200).
이어서 상기 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터로부터 LSF(Least squares fitting) 기법을 이용하여 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터를 획득한다(S300).Subsequently, prediction projection data of the truncation region is obtained from the normal projection data of the normal region by using a Least Squares Fitting (LSF) technique (S300).
이어서 상기 정상 프로젝션 데이터와 예측 프로젝션 데이터를 연결하여 통합 프로젝션 데이터를 획득한다(S400).Subsequently, the integrated projection data is obtained by connecting the normal projection data and the prediction projection data (S400).
마지막으로 상기 통합 프로젝션 데이터를 재구성하여 촬영 영상을 획득한다(S500).Finally, the integrated projection data is reconstructed to obtain a captured image (S500).
상기 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터로부터 LSF 기법을 이용하여 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터를 획득하는 방법은 이하 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다.A method of obtaining prediction projection data of the truncation region from the normal projection data of the normal region by using the LSF technique will be described with reference to FIGS. 5, 6A, and 6B.
도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면, 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터는 상기 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터로부터 LSF 기법을 이용 할 수 있다.Referring to FIGS. 5, 6A, and 6B, the prediction projection data of the truncation region may use the LSF technique from the normal projection data of the normal region.
상기 LSF 기법으로 상기 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터로부터 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터를 예측할 수 있는데 상기 예측은 상기 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터의 마지막 점을 이용하여 예측한다. 즉, 상기 마지막 점으로부터 상기 LSF 기법으로 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터를 획득할 수 있다.The LSF technique may predict the prediction projection data of the truncation region from the normal projection data of the normal region, and the prediction is predicted using the last point of the normal projection data of the normal region. That is, the prediction projection data of the truncation region may be obtained from the last point by the LSF technique.
우선, 상기 LSF 기법을 설명하면, 도 5에 도시한 바와 같이 어떤 점(xi, yi)에서 가장 접합한 함수 f(x)를 찾기 위해서는 yi와 f(xi)의 차이(도 5에서 e에 해당하는 부분)의 제곱 합이 가장 작게 되도록 f(x)를 정하는 것을 LSF 기법이라고 하며 다음 수학식 1과 나타낼 수 있다.First, the difference between any point (x i, y i) in order to find the best bonding a function f (x) y i, and f (x i), as will be described for the LSF technique, shown in Fig. 5 (Fig. 5 Determining f (x) so that the sum of squares of the portion corresponding to e) is the smallest is called the LSF technique can be represented by the following equation (1).
이때, 상기 αj는 함수 f(x)의 특성을 나타내는 파라메터이다.In this case, α j is a parameter representing the characteristic of the function f (x).
이때, 상기 LSF 기법을 사용하여 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터를 획득하기 위해서는 다음과 같은 세 가지 조건을 만족해야한다.In this case, in order to acquire the prediction projection data of the truncation region using the LSF method, three conditions as follows must be satisfied.
첫 번째, 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터는 상기 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터의 마지막 점을 지나야 한다.First, the prediction projection data of the truncation region must pass through the last point of the normal projection data of the normal region.
두 번째, 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터는 항상 양수이여야 한다.Secondly, the prediction projection data of the truncation region should always be positive.
세 번째, 상기 트렁케이션 영역의 예측 프로젝션 데이터는 수렴하여야 한다.Third, the prediction projection data of the truncation region should converge.
이때, 프로젝션 데이터는 일반적으로 위로 볼록한 형태를 갖는데 이러한 함수는 2차 및 4차와 같은 짝수 차 함수이다.In this case, the projection data generally has a convex shape, which is an even-order function such as quadratic and quadratic.
따라서, 상기 세 가지 조건 중 첫 번째 조건을 만족시키는 2차식 또는 4차식과 같은 짝수 차 함수가 본 발명의 예측 프로젝션 데이터를 예측하는데 사용될 수 있다.Thus, even-order functions, such as quadratic or quadratic, that satisfy the first of the three conditions can be used to predict the predictive projection data of the present invention.
우선 2차식 함수를 구해보면 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.First, the quadratic function can be expressed as
이때, 상기 yi와 f(xi)의 차이의 제곱 합이 최소가 되는 α1 및 α2를 찾기 위해 
상기 수학식 3 및 4를 정리하면 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.The
다음 4차식 함수를 상기 2차식 함수를 구하는 방법과 동일한 방법으로 구해보면 하기 수학식 6 및 7과 같이 나타낼 수 있다.If the following quadratic function is obtained by the same method as the method for obtaining the quadratic function, it can be expressed as
상기 2차식 및 4차식들을 이용하여 실제 프로젝션 데이터에 대하여 적용한 결과를 도 6a에 도시하였다.The results of applying the actual projection data using the quadratic and quadratic equations are shown in FIG. 6A.
도 6a에서 보는 바와 같이 프로젝션 데이터에서 정상 영역의 마지막 점(300)을 지나는 상기 2차식 및 4차식을 구할 수 있다.As shown in FIG. 6A, the quadratic and quadratic equations passing through the
이때, 상기 2차식은 위로 볼록한 함수의 형태를 갖고 있으나 상기 4차식은 발산하였다. 따라서 상기 4차식은 상기 세 가지 조건 중 세 번째의 조건을 만족하지 못하게 된다. 상기 4차식 이상의 짝수식은 상기 4차식과 같이 발산하게 됨으로 본 발명의 LSF 기법을 사용하기 위해서는 2차식을 사용해야 하는 것을 알 수 있다.In this case, the quadratic formula has a convex function but the quadratic formula diverges. Therefore, the quadratic formula does not satisfy the third of the three conditions. Since the even-numbered equation above the fourth-order is divergent as the fourth-order equation, it can be seen that in order to use the LSF technique of the present invention, the second-order equation should be used.
상기 도 6a에 도시한 2차식에서 상기 조건들 중 두 번째의 조건을 만족시키 위해 음수 영역은 양수로 변화시킨 결과를 도 6b에 도시하였다.6B illustrates a result of changing the negative region to a positive number in order to satisfy the second of the above conditions in the second equation shown in FIG. 6A.
따라서, 도 6b에서 보는 바와 같이 프로젝션 데이터는 실제 프로젝션 데이터즉, 정상 영역의 정상 프로젝션 데이터(310)와 상기 정상 프로젝션 데이터(310)의 마지막 점(300)에서 상기 정상 프로젝션 데이터(310)로부터 LSF 기법을 이용하여 예측한 예측 프로젝션 데이터(320)로 이루어질 수 있으며 상기 프로젝션 데이터를 이용하여 재구성하는 경우에는 상기 도 1에서와 같은 트렁케이션 아티팩터가 발생되지 않고 선명한 영상을 획득할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 6B, the projection data is actual projection data, that is, the LSF technique from the
이때, 상기 정상 프로젝션 데이터(310)와 상기 예측 프로젝션 데이터(320)를 합친 데이터를 상기에서 상술한 통합 프로젝션 데이터라 할 수 있다.In this case, the sum of the
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 피지컬 팬텀에 적용하는 결과를 보여주는 도들이다.7A to 7D illustrate results of applying a method of correcting a truncation artifact to a physical phantom according to an embodiment of the present invention.
도 7a를 참조하면, 도 7a에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 적용하는 피지컬 팬텀(400)과 상기 피지컬 팬텀(400)을 엑스 레이 씨티 촬영 장치로 촬영할 때의 관심 영역(410)을 도식화한 것을 보여 주고 있다.Referring to FIG. 7A, FIG. 7A illustrates an interest in photographing a
이때, 상기 피지컬 팬텀(400)의 반지름은 1이고, 상기 관심 영역(410)의 반지름은 0.9이다. 그리고 상기 관심 영역(410)의 중심이 상기 피지컬 팬텀(400)의 중심으로부터 0.25만큼 떨어지게 된다면, 상기 피지컬 팬텀(400)의 일부분은 상기 관심 영역(410)에서 벗어나게 된다.In this case, the radius of the
상기와 같은 상태에서 종래의 방법으로 촬영하여 프로젝션 데이터를 획득하 고 재구성하게 되면 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 피지컬 패텀(400)이 상기 관심 영역(410)에서 벗어나는 영역에서 트렁케이션 아티팩트(420)이 발생하게 된다.When the projection data is acquired and reconstructed by the conventional method in the above state, as illustrated in FIG. 7B, the
그러나 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 적용하게 되면 도 7c에 도시된 바와 같이 상기 피지컬 패텀(400)이 상기 관심 영역(410)에서 벗어난 영역에서 벗어나는 영역에서 트렁케이션 아티팩트가 발생하지 않게 된다.However, when the method for correcting the truncation artifact according to an embodiment of the present invention is applied, as shown in FIG. 7C, the truncation artifact is located in an area in which the
도 7d는 상기 도 7b 및 도 7c에서 도시한 라인(432,434)의 컷뷰(cut view)의 필터링 처리한 후의 결과를 도시한 그래프로써 본 발명의 LSF 기법을 적용하여 예측(prediction)을 하여 예측 프로젝션 데이터를 획득하여 통합 프로젝션 데이터를 획득한 경우와 예측하지 않은 경우를 보여주고 있다.FIG. 7D is a graph illustrating a result after filtering the cut views of the
이때, 상기 LSF 기법을 이용하여 정상 프로젝션 데이터로부터 예측 프로젝션 데이터를 예측할 때 그 예측의 길이(이때 길이는 영상의 픽셀 수와 동일하다)가 길 수록 예측 프로젝션 데이터는 보다 정확해질 것이다. 예컨대, 상기 대상물(400)이 상기 관심 영역(410)으로부터 벗어난 영역이 길이가 더 길다면 상기 LSF 기법을 이용하여 예측해야할 예측 프로젝션 데이터는 더 커야 보다 정확한 영상을 획득할 수 있다.In this case, when the prediction projection data is predicted from the normal projection data using the LSF technique, the longer the prediction length (the length is equal to the number of pixels in the image), the more accurate the projection projection data will be. For example, if the area from which the
그러나 상기 예측량이 많아질수록 상기 예측하는 계산량이 증가하는 단점이 있다. 한편, Shepp-Logan filter의 필터 탭(filter tab) 중, 1≤k≤100인 구간의 합은 1≤k≤∞인 구간의 99.5%이다. 그러므로 상기 예측 프로젝션 데이터를 100 포인트 이상 해준다면 이상적인 경우와 큰 차이가 없다. 따라서, 상기 예측 프로젝션 데이터는 150 포인트 정도로 예측하는 것이 가장 바람직할 것으로 보인다.However, as the prediction amount increases, the calculation amount to predict increases. On the other hand, of the filter tabs of the Shepp-Logan filter, the sum of the sections of 1≤k≤100 is 99.5% of the sections of 1≤k≤∞. Therefore, if the prediction projection data is 100 points or more, there is no significant difference from the ideal case. Therefore, it is most preferable to predict the prediction projection data to about 150 points.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 적용하지 않고 재구성한 경우와 적용한 후 재구성한 경우의 도들을 도시하고 있다.8A through 8C are diagrams illustrating a case of reconstructing without applying a method of correcting a truncation artifact and a case of reconstructing after applying a method according to an embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명하면, 도 8a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 적용하지 않고 재구성한 경우를 나타내는 도면으로 대상물, 즉 환자의 두부가 상기 관심 영역을 벗어남으로써 관심 영역의 가장자리에 트렁케이션 아티팩트(510)가 발생되어 강조된 것을 보여주고 있는 반면, 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 적용한 후 재구성한 경우를 나타내는 도면으로 대상물, 즉 환자의 두부가 상기 관심 영역을 벗어났음에도 상기 관심 영역의 가장자리에 트렁케이션 아티팩트가 발생되지 않아 관심 영역의 가장자리도 선명한 영상을 획득할 수 있는 것을 보여 주고 있다.Referring to FIGS. 8A to 8C, FIG. 8A is a diagram illustrating a case of reconfiguring without applying a method for correcting truncation artifacts according to an embodiment of the present invention. While the
도 8c는 상기 도 8a 및 도 8b에 도시된 라인들(522,524)에 따른 컷뷰에서의 필터링 후의 데이터들을 보여주고 있는데, 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 적용한 경우에는 관심 영역의 가장자리에서 데이터의 변화가 거의 없는 반면, 적용하지 않은 경우, 즉, 트렁케이션 아티팩터가 발생하는 경우에는 관심 영역의 가장자리에서 데이터의 변화가 심하게 나타나는 것을 볼 수 있다.FIG. 8C shows the data after filtering in cut view according to the
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법은 엑스 레이 씨티 촬영 장치로 대상물을 촬영할 때, 상기 대상물의 일부분이 엑스 레이 씨티 촬영 장치의 관심 영역에서 벗어나는 경우, 상기 관심 영역에서 벗어난 대상물에 의해 관심 영역의 가장자리에서 트렁케이션 아티팩트가 발생하는데 이러한 트렁케이션 아티팩트를 필터링 전에 LSF 기법을 이용하여 보정한 후 재구성함으로써 트렁케이션 아티팩트를 보정한 선명한 영상을 획득할 수 있게 한다.Therefore, in the method of correcting the truncation artifact according to an embodiment of the present invention, when photographing the object with the X-ray Citigraphy apparatus, when a portion of the object deviates from the region of interest of the X-ray Citigraphy apparatus, in the region of interest Truncation artifacts are generated at the edges of the region of interest by the objects that are out of order. These truncation artifacts are corrected using the LSF technique before filtering and then reconstructed to obtain a clear image that corrects the truncation artifacts.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above-described embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.
도 1은 트렁케이션 아티팩트를 보여주는 도이다.1 illustrates truncation artifacts.
도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3c는 트렁케이션 아티팩트가 나타나는 원리를 설명하기 위한 도들이다.2A to 2C and 3A to 3C are diagrams for describing a principle in which truncation artifacts appear.
도 4는 본 발명이 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of correcting truncation artifacts according to an embodiment of the present invention.
도 5, 도 6a 및 도 6b는 정상 프로젝션 데이터로부터 LSF 기법을 이용하여 예측 프로젝션 데이터를 획득하는 방법은 설명하는 도들이다.5, 6A, and 6B are diagrams for describing a method of obtaining predictive projection data using the LSF technique from normal projection data.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 피지컬 팬텀에 적용하는 결과를 보여주는 도들이다.7A to 7D illustrate results of applying a method of correcting a truncation artifact to a physical phantom according to an embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트렁케이션 아티팩트를 보정하는 방법을 적용하지 않고 재구성한 경우와 적용한 후 재구성한 경우의 도들을 도시하고 있다.8A through 8C are diagrams illustrating a case of reconstructing without applying a method of correcting a truncation artifact and a case of reconstructing after applying a method according to an embodiment of the present invention.
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