KR101110712B1 - 멀티 방사선 발생 장치를 이용한 방사선 촬영 제어 장치 - Google Patents

멀티 방사선 발생 장치를 이용한 방사선 촬영 제어 장치 Download PDF

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Abstract

방사선을 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치는, 상기 입력 디바이스에 의해 입력된 환자의 부위 또는 체격에 관한 정보에 기초하여, 복수의 방사선 발생 디바이스가 조사하는 방사선의 강도를 설정한다.
방사선, 멀티 방사선 발생 장치, 2차원 센서

Description

멀티 방사선 발생 장치를 이용한 방사선 촬영 제어 장치{RADIOGRAPHIC IMAGING CONTROL APPARATUS USING MULTI RADIATION GENERATING APPARATUS}
본 발명은 멀티 방사선 발생 장치를 이용한 방사선 촬영 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 큰 화면의 디지털 데이터를 취득하기 위하여, X선 촬영용의 이차원 X선 센서(FPD: Flat Panel Detector)가 개발되었다. 특히, 단순 촬영용에 43 cm × 43 cm의 큰 수광면을 갖는 이차원 X선 센서를 이용한 촬영 장치가 실용화되었다.
또한，이차원 X선 센서를 이용하여 삼차원 화상 데이터를 취득하는 CT 장치가 개발되었다. 이 CT 장치에서는, 이차원 X선 센서가 3차원적인 넓이를 갖는 콘 빔(cone beam)이라고 불리는 X선 빔을 수광한다.
콘 빔이 이용되는 경우, 이차원적인 넓이를 갖는 팬 빔(fan beam)을 이용한 CT 장치에 비교하여, 1회전의 주사에 의한 환자 촬영의 범위가 넓어질 수 있다. 이로 인해 촬영 효율이 향상된다.
그러나, X선 조사의 Z축 방향에서의 콘 각의 증가는 산란선(scattering ray)의 영향 및 재구성 연산(reconstruction calculation)에서의 오차를 증가시켜, 화질의 저하를 야기하는 문제가 지적되었다.
종래 기술의 방사선의 정지 화상 촬영 기술이 일본 특허 공개 2003-209746호 공보에 개시되어 있다. 일본 특허 공개 특허 공개 2003-209746호 공보에서는, 센서 출력이 포화되는 때에, 그 포화의 전 또는 후의 센서 출력의 상승에지 또는 감쇠 영역의 신호에 기초하여 해당 포화 영역에 있어서의 추정 출력이 산출된다. 이 종래 기술에서 개시된 촬영 장치는 정상 출력(steady output)과 추정 출력(estimated output)을 조합하여 화상 데이터를 생성한다.
전술한 바와 같이, 콘 빔을 이용한 CT 장치는, 1회전 내의 주사에 의한 환자 촬영의 범위를 넓힐 수 있다. 이 때문에, 회전수가 적을 수 있고, 촬영 효율이 증가될 수 있다. 그러나, X선 조사의 Z축 방향에서의 콘 각의 증가는 산란선의 영향 및 재구성 연산에서의 오차를 증가시켜, 화질의 저하를 야기하는 문제가 지적되었다.
환자는 폐와 같이 X선을 잘 투과시키는 영역과, 복부와 같이 X선을 잘 투과시키지 않는 영역을 가지고 있다. 콘 빔을 이용한 CT 장치는 각 영역마다 조사 선량(irradiation dose)을 변화시키는 것이 곤란하다.
일본 특허 공개 2003-209746호 공보에 기재되어 있는, 포화 또는 오버플로 영역에 있어서의 추정 출력을 산출하는 방법에서는, 각 투영 화상에 있어서 약간의 추정 오차라도 CT 재구성의 원리 때문에 재구성 화상에 크게 영향을 미칠 수 있다.
[발명의 개시]
본 발명의 목적은, 전술한 과제를 해소하고, 콘 각의 증가로 인한 화질 저하를 억제하고, 환자의 각 영역마다 적절한 조사 선량을 설정하는 것이 가능한 방사 선 촬영 제어 장치, 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 인접하는 방사선 발생 디바이스로부터의 방사선의 영향을 억제하는 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
전술한 목적들 중 적어도 하나를 달성하기 위하여, 본 발명의 양태에 따르면, 방사선(radiation)을 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스(radiation generating device)를 갖는 멀티 방사선 발생 장치(multi radiation generating apparatus)를 제어하는 제어 장치가 제공되고, 이 제어 장치는, 환자의 부위(part)에 관한 정보를 입력하는 입력 디바이스; 및 상기 입력 디바이스에 의해 입력된 상기 환자의 부위에 관한 정보에 기초하여 상기 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 방사선을 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치가 제공되고, 이 제어 장치는, 환자의 체격에 관한 정보를 입력하는 입력 디바이스; 및 상기 입력 디바이스에 의해 입력된 상기 환자의 체격에 관한 정보에 기초하여 상기 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 방사선을 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치가 제공되고, 이 제어 장치는, 방사선 조사 명령을 입력하는 입력 디바이스; 및 상기 방사선 조사 명령에 따라서, 상기 복수의 방사선 발생 디바이스 중, 주어진 시간에 서로 인접하는 방사선 발생 디바이스의 양쪽 모두에 의한 방사선 조사를 금지함으로써 상기 복수의 방사선 발생 디바이스에 의한 방사선 조사를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 다른 특징들은 (첨부 도면들에 관련하여) 예시적인 실시 형태들에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 X선 방사의 모식도.
도 3은 멀티 X선 발생 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 4A 내지 4D는 X선 발생 디바이스 스위칭 순서의 설명도.
도 5A 및 5B는 다른 X선 발생 디바이스 스위칭 순서의 설명도.
도 6은 이차원 X선 센서의 촬상 영역의 설명도.
도 7은 투영 화상의 프레임의 설명도.
도 8은 CT 화상의 설명도.
도 9는 방사선 촬영 제어 장치의 화상 처리를 도시하는 플로우차트.
도 10은 제2 실시 형태에 따른 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 11은 X선 소스와 이차원 X선 센서의 촬상 영역과의 대응 관계의 모식도.
도 12는 투영 화상의 프레임의 설명도.
도 13은 방사선 촬영 제어 장치의 화상 처리를 도시하는 플로우차트.
도 14는 환자의 체격에 대응하는 X선의 강도 및 조사 범위를 설명하기 위한 도면.
도 15는 제1 실시 형태에 따른 시스템에서 소프트웨어를 이용하여 방사선 제 어 장치가 제어되는 때의 구성을 나타내는 도면.
도 16은 제2 실시 형태에 따른 시스템에서 소프트웨어를 이용하여 방사선 제어 장치가 제어되는 때의 구성을 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
본 발명을 도시된 실시 형태들에 기초하여 상세하게 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1은 제1 실시 형태에 따른 방사선 촬영 제어 장치를 포함하는 시스템을 나타낸다. 1차원으로 배치된 복수의 X선 발생 디바이스를 포함하는 멀티 X선 발생 장치(1)가 방사선인 X선 빔 x를 이차원 X선 센서(3)에 조사한다. 이 X선 빔(x)은 회전 장치(2) 상의 환자(물체) P을 투과하여 이차원 방사선 검출 센서로서의 이차원 X선 센서(3)에 도달한다. X선 빔(x)은 3차원적인 넓이를 갖는 콘 빔이다.
멀티 X선 발생 장치(1)에는, X선 발생 회로(4)가 내장 또는 접속되어 있다. X선 발생 회로(4)는 인터페이스 회로(5)에 접속되어 있다. 인터페이스 회로(5)는 회전 장치(2) 및 이차원 X선 센서(3)에 접속되어 있다. 인터페이스 회로(5)는 버스(7)에도 접속되어 있다.
버스(7)에는, 컨트롤러로서의 CPU(8), 메인 메모리(9), 조작 패널(10), 디스플레이(11), X선 강도 설정 회로(12), 및 화상 처리 회로(13)가 접속되어 있다. 이 유닛들은 버스(7)를 통하여 서로 데이터를 주고 받을 수 있다. 화상 처리 회로(l3)는, 투영 화상 취득 회로(14), 슬라이스 설정 회로(15), 투영 화상 추출 회로(16), 및 재구성 회로(17)를 포함한다. 이 회로들은 버스(7)에 접속되어 있다.
이 방사선 촬영 제어 장치에 있어서, 메인 메모리(9)는 CPU(8)에서의 처리에 필요한 각종의 데이터를 저장한다. 메인 메모리(9)는 또한 각 회로를 제어하기 위해 CPU(8)에 의해 실행되는 프로그램을 저장한다. 메인 메모리(9)는 CPU(8)의 작업 메모리를 포함한다. CPU(8)는 메인 메모리(9)를 이용하여 조작 패널(10)로부터의 조작에 따라서 장치 전체의 동작을 제어한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 멀티 X선 발생 장치(1)는, 1차원으로 배열된 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)을 포함한다. X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d) 각각은, X선 발생 회로(4)로부터 공급되는 전류에 따라서 조사를 위한 X선의 강도를 개별적으로 변화시킬 수 있다. X선 발생 회로(4)는, CPU(8)로부터의 제어 명령에 기초하여 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)에 공급되는 전류 값을 결정한다.
도 3은 멀티 X선 발생 장치(1)의 구체적인 구성을 나타내는 도이다. 도 3을 참조하면, X선 빔(x)은 각 X선 취출창(X-ray extraction window)(21)으로부터 출사한다. 이 예에서는, 5개의 X선 취출창(21)이 존재한다. 그러나, 창의 수는, 도 2에 도시된 멀티 X선 발생 장치(1)에서와 같이, 4개일 수도 있다. 멀티 X선 발생 장치(1)의 진공실(vacuum chamber)(22) 내의 멀티 전자 빔 발생부(23)는 복수의 전자 빔(e)을 발생시킨다. 이 전자 빔들(e)은 애노드 전극(24)에 조사하여 X선을 발생시킨다. 진공실(22)에서 발생된 X선은, 진공벽(vacuum wall)(25)에 형성된 X선 취출창(21)을 통하여 멀티 X선 빔의 X선 빔(x)으로서 대기 중에 방사된다.
멀티 전자 빔 발생부(23)는, 멀티 전자 빔 소자 기판(26) 및 그 위에 멀티 전자 빔 소자(27)이 배열된 멀티 전자 빔 소자 어레이(28)를 포함한다. 멀티 전자 빔 소자 어레이(28)로부터 취출된 전자 빔(e)은, 절연체(29)에 고정된 렌즈 전극(30)의 렌즈 작용을 받고, 애노드 전극(24)의 투과 타겟(31)의 부분에서 최종 전위 레벨로 가속된다. 고전압 도입부들(32 및 33)은, 각각, 렌즈 전극(30) 및 애노드 전극(24)에 고전압을 공급한다. 투과 타겟들(31)은 멀티 전자 빔들(e)에 대응하여 이산적으로 배치되고 있다. 투과 타겟들(31)에서 발생된 X선은, X선 취출부들(34)을 통과하고, X선 투과막들(35)을 갖는 X선 취출창들(21)로부터 대기 중에 방사된다.
이 방사선 촬영 제어 장치를 이용한 촬영의 실행의 처음에, CPU(8)는 환자(물체)(P)의 촬영 부위 정보 및 체격 정보(크기 정보)에 따라서 X선 강도를 설정하도록 X선 강도 설정 회로(12)를 제어한다. 더 구체적으로는，X선 강도 설정 회로(12)는, 그의 내부 메모리에 저장된 강도 설정 테이블을 참조하고, 환자(물체)(P)의 촬영 부위 정보 및 체격 정보(크기 정보)에 대응하여 멀티 X선 발생 장치(1)의 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d) 각각의 출력 강도를 설정한다. 환자(물체)(P)의 촬영 부위 정보 및 체격 정보(크기 정보)는 조작 패널(10)을 통하여 입력된다.
메인 메모리(9)는, X선 강도 설정 회로(12)에 의해 설정된 X선 출력 강도에 관한 정보(전류값)를 유지한다. X선 강도 설정 회로(12) 내의 메모리는, 예를 들면, 표 1에 도시된 바와 같은 강도 테이블을 유지한다.
Figure 112009034799791-pct00001
예를 들면, 촬영 부위가 "흉부에서 복부까지"이고, 체격이 표준 체격인 경우, CPU(8)는, 제1 X선 발생 디바이스(1a)에 공급되는 전류값을 10 mA, 제2 X선 발생 디바이스(1b)에 공급되는 전류값을 10 mA, 제3 X선 발생 디바이스(1c)에 공급되는 전류값을 15 mA, 제4 X선 발생 디바이스(1d)에 공급되는 전류값을 20 mA로 설정한다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 적절한 X선 강도들이 상이한 복수의 부위의 화상들을 동시에 얻는 것이 가능하다.
예를 들면, 촬영 부위가 "머리부"인 경우, 머리부 이외의 부위를 조사하는 X선 발생 디바이스들(1a 및 1d)을 이용한 조사는 금지된다. 즉, 촬영 부위 이외의 부위들을 조사하는 X선 발생 디바이스들에 의한 X선 조사가 제한되기 때문에，조사 아이리스(irradiation iris) 등의 부재를 이용하는 일 없이 X선 조사 범위가 제한될 수 있다.
촬영 부위 정보 및 체격 정보는, 예를 들면, 조작자에 의해 조작 패널(10)을 통하여 수동으로 입력될 수 있다. 이 경우, 조작 패널(10)이 입력 디바이스로서 기능한다. 또한，이들 정보를, 네트워크를 통하여 방사선 촬영 제어 장치와 접속된 촬영 검사 오더 시스템(imaging inspection order system)으로부터 입력할 수도 있다. 이 경우, 네트워크 인터페이스(도시되지 않음)가 입력 디바이스로서 기능한다.
환자(물체)(P)의 체격 정보(크기 정보)는, 환자(물체)(P)를 카메라(도시되지 않음)를 이용하여 촬영하는 것에 의해 얻어지는 환자(물체)(P)의 윤곽 정보로부터 취득될 수도 있다. 촬영 부위 정보는, 이차원 X선 센서(3) 위에 배치된 환자(물체)(P)의 촬영 부위를 카메라(도시되지 않음)를 이용하여 촬영하여 얻어지는 촬영 부위의 형상으로부터 취득될 수도 있다. 이 경우, 카메라와 접속된 인터페이스(예를 들면, 인터페이스 회로(5))가 입력 디바이스가 된다.
CPU(8)는 이들 입력 신호들을 검출하고, 표 1을 참조함으로써 상기 검출된 입력 신호들에 대응하여 멀티 X선 발생 장치(1)의 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)의 출력 강도들이 메인 메모리(9)에 설정되도록 X선 강도 설정 회로(12)를 제어한다. 그 크기가 미리 규정되어 있는 물체를 촬영하는 경우에는, 촬영 부위 정보만 설정되어도 된다.
다음으로，CPU(8)는, 인터페이스 회로(5)를 통하여 회전 장치(2)를 작동시켜, 환자(P)를 회전시킨다. CPU(8)로부터의 명령에 기초하여, X선 발생 회로(4)는, 환자(P)에 대하여, 멀티 X선 발생 장치(1)의 4개의 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)을 순차적으로 스위칭하면서 X선 강도 설정 회로(12)에 의해 설정된 출력 강도로 X선 빔(x)을 방사한다. 멀티 X선 발생 장치(1)로부터 조사된 X선 빔(x)은 환자(P)를 통하여 감쇠하면서 투과하여 이차원 X선 센서(3)에 도달한다. 이차원 X선 센서(3)는 방사선을 전기적인 신호로 변환함으로써 투영 화상을 얻는다.
본 실시 형태에 있어서, 전술한 바와 같이, 멀티 X선 발생 장치(1)의 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)의 스위칭 순서는, 예를 들면 도 4A, 4B, 4C, 4D, 4A, 4B, ...와 같이 설정된다. 도 4A는 X선 발생 디바이스(1a)가 X선을 조사하는 상태를 나타내고 있다. 도 4B는 X선 발생 디바이스(1b)가 X선을 조사하는 상태를 나타내고 있다. 도 4C는 X선 발생 디바이스(1c)가 X선을 조사하는 상태를 나타내고 있다. 도 4D는 X선 발생 디바이스(1d)가 X선을 조사하는 상태를 나타내고 있다.
더욱 효율을 증대시키기 위해서는, 복수의 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)이 동시에 사용될 수도 있다. 그러나, X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d) 중 2개의 인접하는 것들이 동시에 사용되면，이차원 X선 센서(3)에 도달한 X선들이 중첩 영역을 형성하고 투영 화상 데이터의 보정을 복잡하게 한다. 대안적으로, X선들이 X선 센서(3)의 다이내믹 레인지를 초과할 수도 있다. X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d) 중 적어도 2개의 인접하는 것들의 동시 사용을 막기 위하여, 도 5A, 5B, 5A, 5B, ...에 도시된 바와 같이 X선 조사 순서가 설정되는 것이 바람직하다. 도 5A는 X선 발생 디바이스들(1a 및 1c)이 X선을 조사하는 상태를 나타내고 있다. 도 5B는 X선 발생 디바이스들(1b 및 1d)이 X선을 조사하는 상태를 나타내고 있다.
인터페이스 회로(5)는, 이차원 X선 센서(3)로부터 출력된 투영 화상을 전처리 회로(6)에 공급한다. 전처리 회로(6)는 투영 화상에 대하여 오프셋 보정 및 게인 보정 등의 전처리를 행한다. 이 전처리 회로(6)에 의해 전처리가 행해진 투영 화상은, CPU(8)의 제어하에, 버스(7)를 통하여 메인 메모리(9) 및 화상 처리 회로(13)에 전송된다.
본 실시 형태에서는, 이차원 X선 센서(3) 및 전처리 회로(6)는 분리되어 있다. 그러나, 이차원 X선 센서(3) 및 전처리 회로(6)은 동일한 센서 유닛 내에 형성될 수도 있다.
CPU(8)는, 회전 장치(2)를 구동하여 환자(P)를 회전시키고 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)을 순차적으로 스위칭하면서 X선 빔(x)을 방사하도록 X선 발생 회로(4)를 통하여 멀티 X선 발생 장치(1)를 제어한다. 이 동작 상태, 즉, CT 주사 상태 중에, 이차원 X선 센서(3)는 연속적으로 투영 화상을 취득하고, 취득된 투영 화상을 순차적으로 인터페이스 회로(5)에 출력한다. 예를 들면, 이차원 X선 센서(3)는 환자(P)가 360도 회전하는 사이에 1000매의 투영 화상을 출력한다. 이들 투영 화상은 인터페이스 회로(5)를 통하여 전처리 회로(6)에 입력된다. 전처리 회로(6)는 투영 화상에 대하여 전술한 처리를 행하고, 처리된 투영 화상을 화상 처리 회로(13) 및 메인 메모리(9)에 출력한다. 이 촬영 동작에 의해, 복수의 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)을 이용하여 상이한 방향으로부터 촬영된 양호한 X선 화상이 얻어진다.
화상 처리 회로(13)에 있어서 투영 화상 취득 회로(14)는 CT 주사중에 전처리 회로(6)에 의해 처리된 투영 화상을 순차적으로 취득한다. 슬라이스 설정 회로(15)는 조작 패널(10)로부터의 입력에 기초하여 CT 재구성 타겟으로서의 환자 영역을 설정한다. 투영 화상 추출 회로(16)는 슬라이스 설정 회로(15)에 의해 설정된 환자 영역에 기초하여 CT 재구성에 이용하는 투영 화상을 추출한다. 재구성 회로(17)는 추출된 복수의 투영 화상으로부터 CT 화상을 재구성한다.
도 6을 참조하면, X선 발생 디바이스들(1a, 1b, 1c, 및 1d)로부터 조사된 X선 빔들(x)은, 각각, 이차원 X선 센서(3)의 제1, 제2, 제3, 제4의 촬상 영역들(픽셀들)(3a, 3b, 3c, 및 3d)에 도달한다. 도 7을 참조하면, 투영 화상들의 프레임들(F1 내지 F4)은, CT 주사중에 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)에게 환자(P)에 대하여 X선을 조사하게 하는 것에 의해 순차적으로 취득된 화상들을 나타내고 있다. 도 8에 도시된 화상(FF)은 CT 재구성 처리에 의해 재구성된 CT 화상이다.
도 9는 화상 처리 회로(13)의 동작 처리를 도시하는 플로우차트이다. 이 플로우차트의 프로그램 코드는, 메인 메모리(9) 또는 ROM(도시되지 않음)에 저장되고, CPU(8)에 의해 읽어내어져 실행된다.
우선，CPU(8)는, 입력 디바이스인 조작 패널(10)로부터 촬영 개시 명령(X선 조사 명령)을 수신한다. 이 촬영 개시 명령에 따라서 CT 주사가 실행되고, 투영 화상 취득 회로(14)는, 버스(7)를 통하여, 전처리 회로(6)에 의해 처리된 투영 화상의 제1 프레임(F1)을 취득한다. 계속해서, 투영 화상 취득 회로(14)는, 마찬가지로 투영 화상의 제2 프레임(F2)을 취득하고, 제1000 프레임(도시되지 않음)까지 순차적으로 투영 화상을 취득한다(스텝 S1). 4개의 X선 발생 디바이스들(1a 내지 1d)에 의한 X선 빔(x)의 조사를 순차적으로 스위칭 및 제어하는 사이, 투영 화상 취득 회로(14)는 투영 화상들을 취득한다.
따라서, 예를 들면, 투영 화상의 제1 프레임(F1), 제5 프레임(F5), 및 제9 프레임(F9) 등의 제(4n+1) 프레임들(n = 0 내지 249)은 제1 X선 발생 디바이스(1a)가 X선 빔(x)을 조사하는 때에 얻어지는 투영 화상을 나타낸다. 마찬가지로, 제(4n+2) 프레임들(n = 0 내지 249)은 제2 X선 발생 디바이스(1b)가 X선 빔(x)을 조사하는 때에 얻어지는 투영 화상을 나타낸다. 제(4n+3) 프레임(n = 0 내지 249) 및 제(4n+4) 프레임(n = 0 내지 249)은 제3 및 제4 X선 발생 디바이스들(1c 및 1d)가 X선 빔(x)을 조사하는 때에 얻어지는 투영 화상들을 나타낸다.
다음으로，CPU(8)는, 예를 들면, 조작 패널(10)로부터 입력된 슬라이스 타겟 위치의 좌표에 기초하여, 입력 좌표에 대응하는 CT 화상을 생성하는 CT 재구성 처리를 슬라이스 설정 회로(15)에 설정한다(스텝 S2). 슬라이스 타겟 위치(범위)는, 예를 들면, 디스플레이(11)에 표시된 임의의 투영 화상에 대하여 포인팅 디바이스를 이용하여 입력될 수도 있다.
투영 화상 추출 회로(16)는, 상기 처리 스텝 S2에서 설정된 슬라이스 위치에서, 도 8에 도시된 것과 같은, CT 화상(FF)을 재구성하기 위하여 필요한 투영 화상을 추출한다(스텝 S3 및 S4).
처리 스텝 S2에서 설정된 슬라이스 위치가 이차원 X선 센서(3)의 제1 촬상 영역(3a)에 속하면，투영 화상 추출 회로(16)는, 투영 화상의 제1 프레임(F1) 및 제5 프레임(F5) 등의 제(4n+1) 프레임(n = 0 내지 249)을 추출한다(스텝 S4a). 슬라이스 위치가 제2, 제3, 및 제4 촬상 영역들(3b, 3c, 및 3d)에 속할 경우에, 투영 화상 추출 회로(16)는, 투영 화상의 제(4n+2) 프레임, 제(4n+3) 프레임, 및 제(4n+4) 프레임(n = 0 내지 249)을 추출한다(스텝 S4b 내지 S4d).
마지막으로, 재구성 회로(17)는 추출된 투영 화상으로부터 CT 화상(FF)을 재구성하고(스텝 S5), 화상 처리 회로(13)의 동작이 종료된다. 투영 화상으로부터 재구성에 의해 CT 화상을 취득하는 방법은 주지이기 때문에, 그의 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 환자(P)가 회전한다. 대신에, 환자(P) 주위를 멀티 X선 발생 장치(1)와 이차원 X선 센서(3)가 회전하는 경우에도, 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 따르면, 멀티 X선 발생 장치(1)를 이용하여 환자(P)에 대하여 각 영역에 대응하는 최적의 조사 선량을 방사하는 것이 가능하다. 그 때문에，화질을 유지하면서 조사 선량을 저감하는 효과 또는 조사 선량을 유지하면서 화질을 향상시키는 효과가 얻어질 수 있다. 또한，X선 빔(x)의 방사 콘 각을 작게 할 수 있다. 그 결과, 산란선의 영향 및 재구성 연산에 있어서의 오차를 저감하고 화질의 저하를 억제할 수 있다.
CPU(8)는, 도 1에 도시된 전처리 회로(6), X선 강도 설정 회로(12), 투영 화상 취득 회로(14), 슬라이스 설정 회로(15), 투영 화상 추출 회로(16), 및 재구성 회로(17)의 기능들을 소프트웨어에 의해 실행할 수도 있다.
도 15에 도시된 방사선 촬영 제어 장치는, 전처리 회로(6), X선 강도 설정 회로(12), 투영 화상 취득 회로(14), 슬라이스 설정 회로(15), 투영 화상 추출 회로(16), 및 재구성 회로(17)의 기능들을 CPU(8)의 기능들로서 실행한다. 도 15를 참조하면, CPU(8)에 의해 실행되는 기능으로서의 전처리부(6'), X선 강도 설정부(12'), 투영 화상 취득부(14'), 슬라이스 설정부(15'), 투영 화상 추출부(16'), 및 재구성부(17')는, 각각, 도 1의 전처리 회로(6), X선 강도 설정 회로(12), 투영 화상 취득 회로(14), 슬라이스 설정 회로(15), 투영 화상 추출 회로(16), 및 재구성 회로(17)에 대응한다. 도 15에 도시된 형태에 있어서, 메인 메모리(9)는 CPU(8)에게 전술한 기능들을 실행하게 하는 프로그램을 저장한다.
[제2 실시 형태]
도 10은 제2 실시 형태에 따른 방사선 촬영 제어 장치의 구성을 나타내고 있다. 제1 실시 형태의 방사선 촬영 제어 장치와의 차이는, 멀티 X선 발생 장치(1')의 X선 발생 디바이스들이 이차원으로 배치되고, X선 소스들의 수가 이차원 X선 센서(3')의 촬상 영역들의 수와 같다는 것이다. 또한, 화상 처리 회로(13)는 투영 화상 추출 회로(16)를 구비하고 있지 않다.
도 11은 멀티 X선 발생 장치(1')에 이차원으로 배치된 X선 발생 디바이스들(1a', 1b', 1c', ...) 및 이차원 X선 센서(3')의 촬상 영역들(3a', 3b', 3c', ...)의 기하학적 배치의 모식도이다. X선 발생 디바이스들(1a', ...) 및 촬상 영역들(3a', ...)은 일대일 대응하고 있다. X선 발생 디바이스들(1a', 1b', ...) 각각은 매우 가는 X선 빔(x), 즉 연필 빔(pencil beam)을 방사한다. 조사된 X선 빔(x)은 환자(P)를 투과하여 이차원 X선 센서(3')의 촬상 영역들(3a', 3b', ...) 중 대응하는 하나에 도달한다.
X선 발생 디바이스들(1a', 1b', ...)과 대향하는 촬상 영역들(3a', 3b', ...)이 일대일 대응하고 있기 때문에, 제1 실시 형태와 달리, X선 발생 디바이스들(1a', 1b', ...)을 순차적으로 스위칭하면서 X선 빔(x)이 방사될 필요는 없다. 따라서, 모든 X선 발생 디바이스들(1a', 1b', ...)이 동시에 X선 빔(x)을 촬상 영역들(3a', 3b', ...)에 방사할 수 있다. 이 때문에, 전처리 회로(6)로부터 화상 처리 회로(13)에 전송되는 투영 화상들(F1, F2, F3, ...) 각각은, 도 12에 도시된 바와 같이, 모든 촬영 영역을 포함한다.
도 11에 도시된 바와 같은 다수의 X선 발생 디바이스를 이용하여 X선 조사가 행해질 경우, 환자(P)의 체격에 따라서 X선 빔 조사 범위가 용이하게 설정될 수 있다. 이 경우, CPU(8)는 조작 패널(10)을 통하여 입력된 촬영 부위 정보 및 환자(P)의 체격 정보(크기 정보)에 기초하여 X선 빔 조사 범위 및 강도를 설정하도록 X선 강도 설정 회로(12)를 제어한다. X선 강도 설정 회로(12)에 구비된 메모리는 환자(P)의 체격에 대응하는 X선 빔 조사 범위를 고려한 X선 강도에 관한 정보를 강도 테이블로서 저장한다.
도 14는 촬영 부위가 "흉부에서 복부까지"인 경우에 이차원 X선 센서(3)에 설정된 X선 빔 조사 범위 및 강도의 예를 나타내는 것이다. 도 14에 참조 번호들(14A 내지 14C)에 의해 도시된 바와 같이, 환자(P)의 체격이 작아짐에 따라서 X선을 방사하는 X선 발생 디바이스의 수가 감소된다. 따라서, 환자(P)의 체격이 작아짐에 따라서, 보다 좁은 X선 빔 조사 범위가 설정된다. 즉, 환자(P)의 범위 외의 영역을 조사하게 되는 X선 발생 디바이스들에 의한 X선 빔 조사가 제한된다. 이에 의해 쓸데없는 X선 빔 조사가 제한된다. 환자(P)의 체격이 작아짐에 따라서, X선 발생 디바이스로부터 방사되는 X선의 강도가 보다 약하게 설정된다.
X선 강도 설정 회로(12)에 구비된 메모리는, "흉부에서 복부까지"와 마찬가지로，다른 촬영 부위에 있어서도, 환자(P)의 체격에 대응하는 X선 빔 조사 범위를 고려한 X선 강도에 관한 정보를 강도 테이블로서 저장한다.
도 13은 이 제2 실시 형태에 따른 화상 처리 회로(13)의 처리를 도시하는 플로우차트이다． CT 주사가 실행되면，화상 처리 회로(13) 내의 투영 화상 취득 회로(14)는 전처리 회로(6)에 의해 처리된 제1 내지 제1000 프레임의 투영 화상들을 순차적으로 취득한다(스텝 S11).
다음으로，슬라이스 설정 회로(15)는 조작 패널(10)로부터 입력된 CT 재구성에 의해 재구성하는 화상의 슬라이스 위치의 좌표를 설정한다(스텝 S12). 이 설정 방법은 제1 실시 형태에서와 동일하다. 마지막으로, 재구성 회로(17)를 이용하여 처리 스텝 S11에서 취득된 투영 화상으로부터 CT 화상(FF)가 재구성되고(스텝 S13), 화상 처리 회로(13)의 동작이 종료된다.
전술한 바와 같이, 제2 실시 형태에 따르면, 동수의 X선 발생 디바이스들(1a', 1b', ...) 및 이차원 X선 센서(3')의 촬상 영역들(3a', 3b', ...)이 동일한 이차원 배열로 배치된다. X선 소스들과 촬상 영역들은 일대일 대응하고 있다. 따라서, 회전축에 평행한 방향에서도 환자(P)에 대하여 각 영역에 대응하는 최적의 조사 선량을 조사하는 것이 가능하다. 그 결과, 화질을 유지하면서 조사 선량을 더욱 저감하는 효과 또는 조사 선량을 유지하면서 화질을 더욱 향상시키는 효과가 얻어질 수 있다. 또한，X선 빔(x)이 거의 평행의 빔이기 때문에, 종래 장치와 비교하여 재구성 공간(FOV)이 더 넓어질 수 있다.
CPU(8)는 도 10에 도시된 전처리 회로(6), X선 강도 설정 회로(12),투영 화상 취득 회로(14), 슬라이스 설정 회로(15), 및 재구성 회로(17)의 기능들을 소프트웨어에 의해 실행할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태들에 따르면, 표 1 및 도 14에 도시된 바와 같이 체격에 따라서 관전류(tube current)가 변화된다. 그러나, 그것은 이러한 구조들에 제한되지 않는다. 관전류 대신에, 또는 관전류에 더하여, 관전압(tube voltage)이 체격에 따라서 변화될 수도 있다.
도 16에 도시된 방사선 촬영 제어 장치는, 전처리 회로(6), X선 강도 설정 회로(12), 투영 화상 취득 회로(14), 슬라이스 설정 회로(15), 및 재구성 회로(17)의 기능들을 CPU(8)의 기능들로서 실행한다. 도 16을 참조하면, CPU(8)에 의해 실행되는 기능으로서의 전처리부(6'), X선 강도 설정부(12'), 투영 화상 취득부(14'), 슬라이스 설정부(15'), 및 재구성부(17')는, 각각, 도 1의 전처리 회로(6), X선 강도 설정 회로(12), 투영 화상 취득 회로(14), 슬라이스 설정 회로(15), 및 재구성 회로(17)에 대응한다. 도 16에 도시된 방사선 촬영 제어 장치에 있어서, 메인 메모리(9)는 CPU(8)에게 전술한 기능들을 실행하게 하는 프로그램을 저장한다.
본 발명의 실시 형태들이 상세히 설명되었다. 본 발명은 시스템, 장치, 방법, 프로그램, 저장 매체 등의 형태의 실시 형태들을 채택할 수 있다. 본 발명은 복수의 디바이스들로 구성된 시스템, 또는 단일 디바이스로 구성된 장치에 적용될 수 있다.
본 발명은, 직접 또는 원격으로 소프트웨어 프로그램을 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 공급된 프로그램 코드를 해당 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 읽어내어 실행함으로써 상기 실시 형태들의 기능들이 달성되는 경우를 포함한다. 이 경우 공급되는 프로그램은 상기 실시 형태들에서 각각의 도시된 플로우차트들에 대응하는 것이다.
따라서, 본 발명의 기능 처리를 컴퓨터를 이용하여 구현하기 위해 컴퓨터에 설치된 프로그램 코드 자체는 본 발명을 구현한다. 다르게 표현하여, 본 발명은 본 발명의 기능 처리를 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램 자체를 포함한다.
이 경우, 프로그램의 형태는 특별히 제한되지 않고, 프로그램의 기능들을 가지고 있는 한, 객체 코드, 인터프리터에 의해 실행되는 프로그램, OS에 공급되는 스크립트 데이터 등이 이용될 수 있다.
프로그램을 공급하는 기록 매체로서는, 다음의 매체들이 이용될 수 있다. 예를 들면, 플로피？ 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 광자기 디스크, MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기 테이프, 비휘발성 메모리 카드, ROM, DVD(DVD-ROM, DVD-R) 등이 이용될 수 있다.
다른 프로그램 공급 방법으로서, 사용자는 클라이언트 컴퓨터 상의 브라우저를 이용하여 인터넷 상의 홈페이지에 접속하고, 그 홈페이지로부터 본 발명의 컴퓨터 프로그램을 하드 디스크 등의 기록 매체에 다운로드한다. 이 경우, 다운로드되는 프로그램은 자동 설치 기능을 포함하는 압축 파일일 수도 있다. 또한, 본 발명의 프로그램을 형성하는 프로그램 코드는 상이한 홈페이지들로부터 다운로드될 수 있는 복수의 파일들로 분할될 수도 있다. 즉, 본 발명은 복수의 사용자들이 본 발명의 기능 처리를 컴퓨터에 의해 구현하기 위해 필요한 프로그램 파일을 다운로드하게 하는 WWW 서버를 포함한다.
또한, 본 발명의 암호화된 프로그램을 저장하는, CD-ROM 등의 저장 매체가 사용자에게 배달될 수도 있다. 이 경우, 미리 정해진 조건을 통과한 사용자에게는 인터넷을 통하여 홈페이지로부터 상기 암호화된 프로그램을 암호해독하는 데 이용되는 키 정보를 다운로드하는 것이 허용될 수 있다. 그 사용자는 암호화된 프로그램을 다운로드된 키 정보를 이용하여 실행하여 컴퓨터 상에 프로그램을 설치한다.
전술한 실시 형태들의 기능들은 컴퓨터가 판독된 프로그램을 실행할 때 구현될 수 있다. 또한, 전술한 실시 형태들의 기능들은 그 프로그램의 명령에 기초하여 컴퓨터 상에서 가동하는 OS 등과 협력하여 구현될 수 있다. 이 경우, OS 등은 전술한 실시 형태들의 기능들을 구현하는 실체 처리의 일부 또는 전부를 실행한다.
또한, 전술한 실시 형태들의 기능들 중 일부 또는 전부는, 컴퓨터에 삽입 또는 접속된 기능 확장 보드 또는 기능 확장 유닛에 구비된 메모리에 상기 기록 매체로부터 판독된 프로그램이 기입될 때 구현될 수 있다. 이 경우, 프로그램이 상기 기능 확장 모드 또는 유닛에 기입된 후에, 상기 기능 확장 보드 또는 기능 확장 유닛에 구비된 CPU가 그 프로그램의 명령에 기초하여 실제 처리의 일부 또는 전부를 실행한다.
예시적인 실시 형태들에 관련하여 본 발명이 설명되었지만, 본 발명은 그 개시된 예시적인 실시 형태들에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 할 것이다. 다음의 청구항들의 범위는 모든 그러한 수정들 및 등가의 구조들 및 기능들을 포함하도록 최광의로 해석되어야 할 것이다.
삭제

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 각각 방사선의 콘 빔(cone beam)을 발생시켜 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치로서,
    상기 멀티 방사선 발생 장치에 의해 조사될 환자의 체격에 관한 정보를 입력하는 입력 디바이스; 및
    상기 환자의 체격에 관한 정보에 기초하여, 상기 멀티 방사선 발생 장치를 제어하고 상기 환자의 화상을 생성하는 컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 각각의 상기 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서의 상이한 부분 영역을 조사하도록 상기 방사선 발생 장치를 제어하고,
    서로 인접한 상기 상이한 부분 영역은 부분적으로 중첩하며,
    상기 컨트롤러는, 동시에 각각 하나의 방사선 콘 빔을 발생시키는 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 선택하고, 상기 방사선의 콘 빔이 서로 중첩하지 않고서 상기 이차원 센서를 조사하도록, 선택된 상기 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 제어하는 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 입력 디바이스에 의해 입력되는 상기 환자의 체격이 작아짐에 따라서, 상기 복수의 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서에 조사하는 방사선의 강도를 감소시키는 제어 장치.
  7. 각각 방사선의 콘 빔을 발생시켜 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치로서,
    방사선 조사 명령(indication)을 입력하는 입력 디바이스; 및
    상기 복수의 방사선 발생 디바이스에 의한 방사선 조사를 제어하는 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 각각의 상기 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서의 상이한 부분 영역을 조사하도록 상기 방사선 발생 장치를 제어하고,
    서로 인접한 상기 상이한 부분 영역은 부분적으로 중첩하며,
    상기 컨트롤러는, 동시에 각각 하나의 방사선 콘 빔을 발생시키는 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 선택하고, 상기 방사선 조사 명령에 따라서, 주어진 시간에 상기 복수의 방사선 발생 디바이스 중 서로 인접하는 방사선 발생 디바이스의 양쪽 모두가 방사선을 조사하지는 않도록, 선택된 상기 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 제어하는 제어 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 각각 방사선의 콘 빔을 발생시켜 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치의 제어 방법으로서,
    상기 멀티 방사선 발생 장치에 의해 조사될 환자의 체격에 관한 정보를 입력 디바이스에 의해 입력하는 단계; 및
    상기 환자의 체격에 관한 정보에 기초하여, 컨트롤러에 의해 상기 멀티 방사선 발생 장치를 제어하고 상기 환자의 화상을 생성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 각각의 상기 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서의 상이한 부분 영역을 조사하도록 상기 방사선 발생 장치를 제어하고,
    서로 인접한 상기 상이한 부분 영역은 부분적으로 중첩하며,
    상기 컨트롤러는, 동시에 각각 하나의 방사선 콘 빔을 발생시키는 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 선택하고, 상기 방사선의 콘 빔이 서로 중첩하지 않고서 상기 이차원 센서를 조사하도록, 선택된 상기 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 제어하는 제어 장치의 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 입력 디바이스에 의해 입력되는 상기 환자의 체격이 작아짐에 따라서, 상기 복수의 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서에 조사하는 방사선의 강도를 감소시키는 제어 장치의 제어 방법.
  14. 각각 방사선의 콘 빔을 발생시켜 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치의 제어 방법으로서,
    입력 디바이스에 의해 방사선 조사 명령을 입력하는 단계; 및
    컨트롤러에 의해 상기 복수의 방사선 발생 디바이스에 의한 방사선 조사를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 각각의 상기 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서의 상이한 부분 영역을 조사하도록 상기 방사선 발생 장치를 제어하고,
    서로 인접한 상기 상이한 부분 영역은 부분적으로 중첩하며,
    상기 컨트롤러는, 동시에 각각 하나의 방사선 콘 빔을 발생시키는 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 선택하고, 상기 방사선 조사 명령에 따라서, 주어진 시간에 상기 복수의 방사선 발생 디바이스 중 서로 인접하는 방사선 발생 디바이스의 양쪽 모두가 방사선을 조사하지는 않도록, 선택된 상기 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 제어하는 제어 장치의 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 각각 방사선의 콘 빔을 발생시켜 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치의 제어 방법을 실행하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 메모리로서, 상기 제어 방법은,
    상기 멀티 방사선 발생 장치에 의해 조사될 환자의 체격에 관한 정보를 입력 디바이스에 의해 입력하는 단계; 및
    상기 환자의 체격에 관한 정보에 기초하여, 컨트롤러에 의해 상기 멀티 방사선 발생 장치를 제어하고 상기 환자의 화상을 생성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 각각의 상기 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서의 상이한 부분 영역을 조사하도록 상기 방사선 발생 장치를 제어하고,
    서로 인접한 상기 상이한 부분 영역은 부분적으로 중첩하며,
    상기 컨트롤러는, 동시에 각각 하나의 방사선 콘 빔을 발생시키는 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 선택하고, 상기 방사선의 콘 빔이 서로 중첩하지 않고서 상기 이차원 센서를 조사하도록, 선택된 상기 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 제어하는, 컴퓨터 판독가능 메모리.
  19. 삭제
  20. 제18항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 입력 디바이스에 의해 입력되는 상기 환자의 체격이 작아짐에 따라서, 상기 복수의 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서에 조사하는 방사선의 강도를 감소시키는, 컴퓨터 판독가능 메모리.
  21. 각각 방사선의 콘 빔을 발생시켜 이차원 센서에 조사하는 복수의 방사선 발생 디바이스를 갖는 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 제어 장치의 제어 방법을 실행하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 메모리로서, 상기 제어 방법은,
    입력 디바이스에 의해 방사선 조사 명령을 입력하는 단계; 및
    컨트롤러에 의해 상기 멀티 방사선 발생 장치를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 각각의 상기 방사선 발생 디바이스가 상기 이차원 센서의 상이한 부분 영역을 조사하도록 상기 방사선 발생 장치를 제어하고,
    서로 인접한 상기 상이한 부분 영역은 부분적으로 중첩하며,
    상기 컨트롤러는, 동시에 각각 하나의 방사선 콘 빔을 발생시키는 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 선택하고, 상기 방사선 조사 명령에 따라서, 주어진 시간에 상기 복수의 방사선 발생 디바이스 중 서로 인접하는 방사선 발생 디바이스의 양쪽 모두가 방사선을 조사하지는 않도록, 선택된 상기 2 이상의 방사선 발생 디바이스를 제어하는, 컴퓨터 판독가능 메모리.
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