KR101158619B1 - 디지털 엑스-레이 장치(변형들)를 교정하기 위한 방법 - Google Patents

디지털 엑스-레이 장치(변형들)를 교정하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명들(변형들)은 C-암 및 U-암을 장착한 디지털 X-레이 장치들처럼 컴퓨팅된 단층촬영기들과 같은 디지털 X-레이 장치들의 교정 정확도의 개선을 위해 의도되었고, 이는 스탠드의 기계적 불안정성의 계산에 기초하였다. X-레이 장치를 위한 교정 방법은 다음과 같이 형성된다. 다른 직경의 하나 또는 두 개의 X-레이 조영 볼들이 그것의 중심을 제외한 스캐닝 필드 내에 위치하고, 다른 스탠드 회전각을 갖는 스캐닝 필드의 일련의 이미지들이 획득되며, X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 X-방향 및 Y-방향 정규 구성요소들이 볼의 투영 중심의 좌표들을 사용하여 결정되고, 스탠드의 기계적 불안정성에 대한 X-방향 및 Y-방향 교정 변형 세트들이 형성되며, 변형들은 이미지의 교정을 위해 사용되고, 디지털 X-레이 스탠드의 기계적 불안정성의 추가적인 정규 구성요소는 투영의 스케일을 사용하여 결정되며, 스탠드의 기계적 불안정성에 대한 교정 데이터 세트는 스케일 교정 변형들을 포함한다.

Description

디지털 엑스-레이 장치(변형들)를 교정하기 위한 방법{METHOD FOR CALIBRATING A DIGITAL X-RAY APPARATUS(VARIANTS)}
본 발명들의 그룹은 의학 X-레이 공학 분야에 속하고, 즉 C-암 및 U-암 타입 스탠드들을 장착한 디지털 X-레이 장치처럼 컴퓨팅된(computed) 단층촬영기(tomographs)와 같은 디지털 X-레이 장치들의 기술적 특징들을 검사 및 측정하는 기계들에 관한 것이다.
디지털 X-레이 장치 교정의 근본적인 목적은 방사선 탐사 중에 실험(환자) 중인 물체의 가장 고화질 이미지의 생산이다. 탐사하는 이미지들의 화질은 X-레이 컴퓨팅된 단층촬영기 및 디지털 X-레이 장치들의 C-암(arm) 및 U-암 스탠드들의 기계적 불안정성(mechanical instability)에 의해 많은 영향을 받는다. 따라서 예컨대, 디지털 X-레이 장치 스탠드 회전 경로의 변화들은 차광의 교정 등과 같이, 검출기(detector)의 예비 교정들의 실패를 초래할 수 있다. 검출기 예비 교정들의 실패에 덧붙여, 컴퓨팅된 단층촬영기를 위해, 단층촬영기의 스캐닝(scanning)의 경로 내의 가장 작은 변화들까지도 재구성되는 이미지의 고려할만한 악화를 초래할 수 있다. 컴퓨팅된 X-레이 단층촬영기 스탠드, 디지털 X-레이 장치들의 C-암 및 U-암 스탠드의 기계적 불안정성은 정규 및 랜덤 구성요소들을 포함한다. 본 출원 발명은 디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 정당한 양을 갖는 X-레이 장치들의 사용으로 얻어지는 이미지들의 정확한 교정을 위해 디자인되었다.
장치 기계적 불안정성의 외부 감시(monitoring) 시스템이 적용될 때, C-암 스탠드를 갖는 X-레이 장치들의 기계적 불안정성의 아래의 교정 방법들은 알려져 있다.
a) X-레이 장치에 연결되지 않은 외부 광학 스테레오 카메라를 사용하면서 특정 표시(marker)가 X-레이 튜브 상에 설치되고, 장치의 회전 경로가 추적될 때, 장치 기계적 불안정성에 대한 요구되는 교정들은 경로에 관하여 결정됨에 따른 방법[IPC A61B6/00, 2001년 12월 20일에 공개된 미국 특허 번호 2001053204에 대한 출원 발명]은 알려져 있다.
알려진 방법이 사용될 때, 아래의 기술적 결과를 얻기 위한 장애물은 광학 스테레오 카메라 시야의 차단이 가능하고 게다가, 주어진 방법 적용의 값이 비쌈 및 복잡도를 포함한다(표시는 환자의 테이블이 카메라와 표시 사이에 있을 때, 또는 의료 스태프가 카메라 시야로 침입할 때 장치가 회전하는 동안 카메라에 보이지 않게 된다). 따라서, 진단 데이터의 일부분은 환경이 획득되는 X-레이 이미지들의 악화를 초래할 경우, 장치의 기계적 불안정성을 위한 교정 없이 얻어질 수 있다.
b) 초음파 이미터들(emitters)이 X-레이 튜브 및 X-레이 검출기 상에 설치될 때, 이미터 신호들은 적어도 두 개의 초음파 수신기들에 의하여 기록됨에 따른 방법[IPC A61B6/00, 2000년 12월 19일에 공개된 미국 특허 번호 6,120,180 발명]은 알려져 있다. 초음파 검출기들에 의해 수신된 신호들은 프로세싱되고, 장치의 회전 경로는 그들을 사용함으로써 결정된다. 장치의 기계적 불안정성에 대한 교정들은 경로에 따라서 결정된다.
알려진 방법이 사용될 때, 아래의 기술적 결과를 얻기 위한 장애물은 주어진 방법 적용의 값 비쌈 및 복잡도에 덧붙여, 초음파 방사선 특징들이 그것이 전파하는 매질의 온도에 의존한다는 사실을 포함한다. 이는 X-레이 튜브, X-레이 센서 및 주위의 공기의 온도가 다르기 때문에, 초음파 데이터 수신기들에 의해 수신되는 정보의 교정 및 복잡한 계산의 필요성을 야기한다.
실험 중인 물체의 각각의 노출에 대한 스캐닝 필드에 위치됨에 따른 컴퓨팅된 X-레이 단층촬영기에 대한 교정 방법[IPC A61B6/00, 1998년 10월 13일에 공개된 미국 특허 번호 5,822,396 발명]은 알려져 있다(X-레이 장치가 의료에 사용될 때, 환자). 데이터가 스탠드 기계적 불안정성의 실시간 보상에 사용될 때, 관찰되는 및 이상적인 위치들 사이의 분기량은 각각의 뢴트겐사진에 대한 변위를 계산하도록 한다.
알려진 방법이 사용될 때, 아래의 기술적 결과를 얻기 위한 장애물은 이 방법의 시험 물체들이 일반적으로 메탈과 같은 X-레이 조영 재료(contrast material)로 만들어진다는 사실을 포함한다. 이러한 물체들 각각이 노출되는 동안, 상기 물체들의 존재는 재구성되는 이미지 상에 인공물의 형성 및 X-레이 단층촬영기 검사시에 부정확함을 야기한다.
그 기술적 본질과 관련된 본 출원 발명의 변형들 모두와 가장 가까운 같은 목적의 발명은 [Fahrig R. Holdsworth D. W., Three-dimensional computed tomographic reconstruction using a C-암 mounted XRⅡ: image-based correction of gantry motion nonidealities. Medical Physics, 2000, V. 27(1), p. 30~38]에 주어진 컴퓨팅된 X-레이 단층촬영기를 위한 교정 방법이다. 방법은 X-레이 장치의 스캐닝 필드 내에 설치된 스틸 볼(steel ball)(또는 여러 볼들)을 사용하는 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 정규 구성요소를 위한 예비 교정의 데이터 획득을 포함한다. 방법은 다른 스탠드 회전각(stand rotation angles) φi의 일련의 N 뢴트겐 사진들의 획득을 의미한다. 뢴트겐 사진들은 디지털 형태로 얻어지고 프로세싱된다. 각 뢴트겐 사진에 있어서, 볼(또는 여러 볼들) 투영(projection) 중심 좌표들(coordinates)이 구해진다. 구해진 좌표들을 이용하여, X-레이 장치 스탠드 기계적 불안정성의 정규 구성요소는 결정된다. 방법에 있어서, 주도적 역할은 X-레이 장치 스탠드 기계적 불안정성의 X-방향 및 Y-방향 교정 데이터에 속하고, 알려진 방법을 사용하여 아래의 기술적 결과를 얻기 위한 장애물들은, 알려진 방법에 있어서, 디지털 X-레이 장치 스탠드의 정규 구성요소, Z-방향 기계적 불안정성(스케일(scale) 교정 데이터)은 결정되지 않는다는 사실을 포함한다. 심지어 1200mm의 촛점 거리(focus distance)와 100mm 사이즈의 실험 물체의 경우에 있어서, 스케일 교정 데이터는 절대값들 내에서 상대적으로 작고, 10mm Z-방향 쉬프트가 실험 중의 물체의 1.7% 투영 사이즈 변화를 야기하며(실험중의 물체가 X-레이 튜브 및 검출기 사이의 중앙에 위치한다면), 측정값의 높은 정확성이 요구된다면 이것은 실험 내에서 부적당하다(계산된 단층촬영기, 도관 보철 혈관조영술(vessels prosthetics angiography) 등). (스케일에 영향을 주는) 상기 스탠드 기계적 불안정성의 Z-방향 구성요소는 X-방향 및 Y-방향 교정 데이터를 결정하는 동안 에러(error)를 야기할 수 있다.
본 발명의 목적은 X-레이 장치들을 위한 높은 정확도의 교정 방법을 제공하는 것이다.
제 1 및 제 2 변형들에 따른 본 발명의 기술적 결과는 스케일 교정 데이터의 정당한 양을 가진 기계적 불안정성의 스탠드 정규 구성요소를 위한 교정 데이터 세트의 형성으로 인한 디지털 X-레이 장치 교정 정확도를 개선하는 것이고, 본 출원 방법들을 사용하는 경우에 X-레이 장치 스탠드 회전의 기계적 정확도의 오차 허용도를 개선하는 것이다. 제 2 변형에 있어서, X-레이 장치의 기계적 불안정성의 정규 구성요소에 대한 교정 데이터의 결정 정확도는, 교정하는 동안, 다른 직경의 적어도 두 개의 볼들의 사용으로 인해 제 1 변형의 정확도보다 더 높다. X-레이 이미지들에 대한 교정 데이터의 적용은, 의료 X-레이 진단에 있어서, 예컨대, 더 이른 단계에서 악성 종양들을 검출하는 것이 가능하기 때문에, 제 차례에 X-레이 장치의 저-선명도 및 고-선명도 뢴트겐 사진들의 해상도를 개선하고, 이미지 노이즈를 감소시킨다.
본 발명의 제 1 변형에 있어서, 상기 기술적 결과는 디지털 X-레이 장치에 대한 교정 방법에 있어서, 그것의 중심을 제외한 스캐닝 필드에서 적어도 하나의 X-레이 조영 볼(contrast ball)이 설치되고, 스캐닝 필드 이미지들이 획득되며, 스탠드의 기계적 불안정성의 X-방향 및 Y-방향 정규 구성요소가 볼의 투영 중심의 좌표들(coordinates)에 의해 결정되고, 스탠드의 X-방향 및 Y-방향 기계적 불안정성의 한 세트의 교정 데이터가 획득되며, 여기서 본 발명에 따른 이미지들의 변형을 사용함으로써 데이터가 형성되고, 따라서 더욱이, 디지털 X-레이 스탠드의 기계적 불안정성의 스케일 정규 구성요소가 결정되며(스케일 계수 SK), X-방향, Y-방향 및 스케일 교정 데이터를 포함하는 스탠드의 기계적 불안정성의 한 세트의 교정 데이터는 형성된다는 것을 함축하는 사실로 인해 획득된다.
본 발명의 제 2 변형에 있어서, 상기 기술적 결과는 디지털 X-레이 장치 교정 방법의 사용으로 인해 얻어지고, 이는 X-레이 조영 볼들이 그것의 중심을 제외한 스캐닝 필드로 위치되며, 스캐닝 필드 이미지들이 획득되고, 스탠드의 기계적 불안정성의 정규 구성요소가 볼의 투영 중심의 좌표들(coordinates)을 사용하여 결정되며, 이미지들의 교정에 사용되는 X-방향 및 Y-방향 교정 데이터의 세트가 획득되고, 디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 X-방향 및 Y-방향 정규 구성요소들이 더 작은 직경의 볼의 투영 중심의 좌표들을 사용하여 결정되며, 여기서 디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 스케일 정규 구성요소(스케일 계수 SK)는 더 큰 직경의 볼의 투영 중심의 좌표들을 사용하여 결정되고, 얻어진 X-방향, Y-방향 및 스케일 데이터에 기초한 스탠드의 기계적 불안정성에 대한 한 세트의 교정 데이터는 형성된다는 것을 함축한다.
구성의 다양한 새로운 세부항목과 부분들의 조합, 및 다른 이점들을 포함하는 본 발명의 상기한 및 다른 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명되고 첨구범위에 의해 나타나게 될 것이다. 본 발명에 실시예에서 특정한 방법 및 장치는 실시예의 방법에 의해 나타나고 본 발명을 제한하는 것은 아니라고 이해될 것이다. 본 발명의 원리 및 특징들은 본 발명의 범위 내에서 다양하고 수많은 실시예들에서 사용될 것이다.
도 1은 디지털 X-레이 장치의 레이아웃(layout)을 나타낸 도면(X축을 따르는 시점),
도 2는 디지털 X-레이 장치의 레이아웃을 나타낸 도면(Y축을 따르는 시점),
도 3은 볼의 투영 중심의 X-좌표의 수치 시퀀스(numerical sequence) 및 그것의 가장 근사한 사인곡선을 나타낸 도면,
도 4는 디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 X-방향 정규 구성요소를 나타낸 도면,
도 5는 디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 5 개의 계산된 X-방향 정규 구성요소의 세트를 나타낸 도면,
도 6은 본 출원 방법 변형들에 따라 얻어진 교정 데이터를 사용하여 X-레이 이미지 교정의 플로우 스킴(scheme)을 나타낸 도면,
도 7은 스탠드의 Z-방향 기계적 불안정성 없이 데이터에 기초하여 얻어진 (시험 물체의) 균일한 수학적 팬텀(phantom)의 재구성을 나타낸 도면,
도 8은 Z축을 따라 1cm 스탠드의 쉬프트와 같은 양의 투영 스케일의 인공 변형 도중에 얻어진 균일한 수학적 팬텀의 재구성을 나타낸 도면이다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 각 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 제 1 변형에 따른 방법은 장치에 의해 실행된다(도 1, 2). 도 1, 2는 X-레이 장치의 레이아웃을 도식적으로 나타낸다.
여기서,
1 - X-레이 튜브,
2 - 검출기,
3 - X-레이 조영 재료의 볼,
4 - 스캐닝 경로의 중심,
5 - X-레이 조영 재료의 볼의 투영,
제 2 변형에 있어서, 적어도 2 개의 볼들은, 예컨대 스틸과 같은, 교정 물체로서 사용되는 그것의 중심을 제외한 스캐닝 필드 내에 위치한 다른 직경의 X-레이 조영 재료로 만들어진다.
본 발명의 제 1 변형에 따른 X-레이 튜브(1) 및 검출기(2)를 포함하는 디지털 X-레이 스탠드의 예비 교정은 아래의 방법으로 수행된다. 예컨대, 스틸과 같은 X-레이 조영 재료의 볼(3)은 그것의 중심(4)을 제외한 스캐닝 필드에 위치한다(볼 형성(ball fabrication)의 정확도는 디지털 X-레이 장치의 공간 해상도보다 높을 것이다). 다른 스탠드 회전각 φi을 갖는 일련의 N 뢴트겐 사진들이 얻어진다. 뢴트겐 사진들은 디지털 형태로 프로세싱되고 얻어진다. 각 뢴트겐 사진에 있어서, 볼 투영(5)의 중심 좌표 및 볼 투영(5)의 투영 직경은 알 수 있다. 이런 식으로, 스탠드 회전각 φi에 의존하는 볼의 투영 중심의 각 좌표에 대한 수치 시퀀스는 획득된다: BX(φi), BY(φi); 0°≤φi≤360°; i = 1...N; 스케일 계수의 수치 시퀀스를 계산하기 위해, 스탠드 회전각 φi에 의존하는 볼의 투영 직경의 수치 시퀀스 BD(φi)가 얻어진다.
각 수치 시퀀스 BX(φi), BY(φi), BD(φi)는 세 개의 문자의 합산으로 나타낼 수 있다(X,Y 및 D로 유사하게 나타나는):
BX(φi) = BXsin(φi) + BXreg(φi) + ns
여기서,
BXsin(φi)는 중심의 볼 위치 외곽으로부터 발생하는 주기적 구성요소이다; BXsin(φi) = a?sin(φi+ b) + c; 각 0°≤φi≤360°의 간격으로 하나의 전체 주기 안에 놓여진다;
BXreg(φi)는 정규 구성요소이다;
ns는 랜덤 구성요소이다.
주기적 구성요소 BXsin(φi)을 제거하기 위해, 파라미터들 a, b, c는 사인곡선의 형태(도 3)로 근사화하는 최소제곱법(least-squares)을 사용하여 구할 수 있다. 근사화 전에 수치 시퀀스들의 중앙값 필터링(filtering)은 오버 슈트들(overshootings)(대략적 에러)을 제거하기 위해 사용된다. 따라서, 구해진 함수의 값들은 획득을 허용하는 대응되는 포인트들 내의 (중앙값 필터에 의해 필터링되지 않은) 본래의 수치 시퀀스로부터 뺀 것이다(도 4).
SX(φi) = BX(φi) - BXsin(φi) = BXreg(φi) + ns.
교정의 설명된 프로세스는 K번 반복되고, 이는 세트 SXj(φi),j = 1...K를 제공한다(도 5). 각 φi의 대응되는 값들에서 SXj(φi)의 평균화는 랜덤 구성요소 ns를 감소시키고 BXreg(φi)의 제거를 얻는 것을 허용한다.
제 2 변형에 있어서, 디지털 X-레이 장치 스탠드의 예비 교정은 다른 직경의 적어도 두 개의 X-레이 조영 볼들을 사용하여 실행된다(볼 형성의 정확도는 디지털 X-레이 장치의 공간 해상도보다 높을 것이다). X-레이 장치의 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 교정 데이터의 추정은 본 발명의 제 1 변형에 따라 얻어지고, X-방향 및 Y-방향 교정 데이터가 더 작은 직경의 볼의 투영을 사용하여 추정됨에도 불구하고, 스케일 교정 데이터는 더 큰 직경의 볼의 투영을 사용하여 추정된다. 디지털 X-레이 장치 스탠드의 X-방향 및 Y-방향 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 교정을 위해, 볼이 더 클수록, X-방향 및 Y-방향 교정 데이터의 정확도의 감소를 야기하고, 따라서 볼 투영 중심으로부터의 볼 투영 중심 편차가 더 커지기 때문에, 볼의 작은 차원을 갖는 것이 바람직하다. 디지털 X-레이 장치 스탠드의 X-방향 및 Y-방향 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 스케일 교정을 위해, 반대로, 투영 직경의 변화, 감소에 기인한 스탠드의 상대적인 편차에 의해 스케일 교정 데이터의 결정 정확도가 제고되므로 볼 투영은 더 큰 것이 바람직하다.
본 출원 방법 변형들에 의해 얻어진 교정 데이터를 사용하여 X-레이 이미지 교정의 실행은 도 6의 플로우 스킴에 의해 설명된다. 여기서:
6 - X-레이 실험의 시작,
7 - 스탠드 회전,
8 - 선량(exposure) 및 X-레이 이미지 획득,
9 - 회전 센서로부터 스탠드 각 위치의 해독
10 - 획득된 이미지들로 스탠드 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 교정 데이터의 적용,
11 - 이미지 획득 완료,
12 - 추가적인 이미지 프로세싱,
13 - 프로세싱된 이미지들의 디스플레이(display)
X-레이 실험의 시작(6)에 있어서, 스탠드는 원하는 위치(7)로 회전되고, 실험중의 물체의 X-레이 이미지 및 선량은 획득되며(8), 스탠드 위치 각은 회전 센서로부터 해독되고(9), 스탠드의 주어진 각과 대응되는 스탠드의 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 교정 데이터(10)는 획득된 이미지들에 적용되며, 요구된 수의 이미지들이 획득되는 경우(11), 이미지들의 보충적인 프로세싱(12)은 실행되고 스크린에서 디스플레이되며(13), 그렇지 않은 경우, 동작은 단계(7)부터 반복된다.
우리는 투영 스케일에 영향을 주는 Z축을 따르는 스탠드 편차가, 재구성되고 컴퓨팅된 단층촬영기에 의해 얻어지는 이미지에 변화를 주고, 또한 디지털 X-레이 장치의 진단 능력이 악화됨으로 인해, C-암 및 U-암 스탠드를 갖는 디지털 X-레이 장치들에 의해 얻어진 이미지들에도 변화를 준다는 것을 증명하였다. 상기 장치들을 위해 Z축을 따르는 스탠드 편차가 재구성되는 이미지에도 중요한 변화들을 주기 때문에 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 교정 데이터의 적용은 컴퓨팅된 X-레이 단층촬영기와 더욱 관련된다. 도 7에 있어서, Z축을 따라 스탠드의 기계적 불안정성 없는 데이터에 기초하여 얻어진 (시험 물체의) 균일한 수학적 팬텀의 재구성이 도시된다. 도 8에 있어서, 1cm Z축을 따라 스탠드의 분기량과 같은 양의 투영 스케일의 인공 변형 중에 얻어진 균일한 수학적 팬텀의 재구성이 도시된다. 도 8에 있어서, 우리는 스케일 불안정성이 재구성되는 이미지에 중요한 변화를 만들고, 이미지 노이즈를 증가시키며, 이미지에 보충적인 인공물을 더하고, 제 차례에 있어서, 컴퓨팅된 단층촬영기의 진단 능력을 악화시킨다는 것을 알 수 있다.
이런 식으로, 디지털 X-레이 장치에 대한 교정 정확성의 개선은 스케일 교정 데이터 계산을 받아들여서, 스탠드의 기계적 불안정성의 정규 구성요소에 대한 교정 데이터 세트를 형성하기 때문에 달성된다. 제 2 변형에 있어서, 디지털 X-레이 장치의 스탠드의 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 교정 데이터의 정확도는 교정 중에 다른 직경의 적어도 두 개의 볼들의 사용으로 인해 무슨 일이 일어나는지를 제 1 변형과 비교하여 개선된다.
제 1 및 제 2 방법들에 따라 얻어진 교정 데이터의 적용은 예컨대, 의료 X-레이 진단에 있어서, 더 이른 단계에서 악성 종양들을 검출하는 것이 가능하다는 것으로 인하여 X-레이 장치의 저-선명도 및 고-선명도 해상도를 개선한다. 출원 방법들의 실행은 재구성된 이미지 화질의 동시 개선과 함께 X-레이 스탠드 회전의 기계적 정확도에 대한 요구사항 감소를 허용한다.
본 발명의 제 1 변형에 따른 X-레이 튜브(1)와 검출기(2)를 포함하는 디지털 X-레이 장치 스탠드의 예비 교정은 아래의 방법에 의해 실행된다. 50mm 직경의 스틸 볼은 스캐닝 필드에 위치하고(라디오 투과 지지체 상의), 그런 식으로, 뢴트겐 사진(측면 투영) 상의 볼 이미지가 중심으로부터 약간 쉬프트된다.
뢴트겐 사진을 생성하는 때, 1024x1024 픽셀의 해상도 매트릭스가 사용되고, X-레이 튜브의 전압은 100kW이며, 전류의 양은 1mAs이고; 80kW 전력의 고 주파수 발생기가 사용되며; 조준기(collimator)는 검출기 차원들에 따라 개방된다(1200mm의 촛점 거리에서 400x400mm).
일련의 뢴트겐 사진들(360개의 뢴트겐 사진들)은 0° 내지 360°의 다른 스탠드 회전각에 맞게 형성되고, 회전각의 정확한 값이 회전각의 센서에 의해 얻어질 때 회전 단계는 약 1°(1°이상 또는 이하)이다. 얻어진 각 뢴트겐 사진에 있어서, 컴퓨터 프로세싱에 의해, 볼의 원 이미지(circle image)는 정의되고 중심(x, y)의 좌표 및 이 원의 직경은 계산된다. (각에 의존하는) 좌표 X에 대해 얻어진 수치 시퀀스는 두꺼운 선으로 도 3에 도시된다. 그리고는, 본 출원에 설명된 방법을 사용하여, 디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 X-방향 및 Y-방향 정규 구성요소, 스케일은 결정되고, 그 후에 본 발명에 따라, 이미지들의 교정을 위해 사용되는 스탠드의 기계적 불안정성에 대한 X-방향 및 Y-방향 교정 데이터 세트 및 스케일도 마찬가지로 결정된다.
제 1 변형(방법 1)에 따른 교정의 실현의 구체적인 예의 결과들이 도 3~5에 주어져 있고, 여기서 스탠드의 회전각 φ는 수평축을 따라가며, 픽셀 내의 값은 수직축을 따라간다; 도 3에 있어서, 두꺼운 선은 의존성 BX(φ)를 나타내고, 가는 선은 구해진 BXsin(φ)를 나타낸다; 도 4는 그것의 차이 SX(φ)를 도시한다; 도 5는 세트 SXj(φ)를 도시한다. 스케일 계수 SK(φi)의 값은 볼의 투영 직경의 차이들의 정규 구성요소인 수치 시퀀스 BDreg(φi)에 기초하여 얻어진다.
본 출원의 제 2 변형에 있어서, X-레이 장치 스탠드의 예비 교정은 다른 직경의 적어도 두 개의 X-레이 조영 볼들에 의해 실현된다(볼 형성의 정확도는 디지털 X-레이 장치의 공간 해상도보다 높을 것이다). X-레이 장치의 기계적 불안정성의 정규 구성요소의 교정 데이터의 결정은 본 발명의 제 1 변형을 준수하여 실행되고, X-방향 및 Y-방향 교정 데이터가 작은 직경의 볼의 투영을 사용하여 결정됨에도 불구하고, 스케일 교정 데이터는 더 큰 직경의 볼의 투영에 의해 결정된다. 본 발명의 제 2 변형을 사용할 때, 교정 정확도는 제 1 변형과 비교하여 개선된다. 이는 더 높은 공간 해상도의 검출기를 가진 X-레이 장치를 교정할 때 더 명백해진다. 이는 좋은 공간 해상도를 가진 X-레이 장치의 교정을 위한 본 발명의 제 1 변형을 사용할 때, 볼의 투영 중심으로부터 볼의 중심의 투영 편차가 좀 더 "가시적으로(visible)" 되기 때문에 X-방향 및 Y-방향 교정 에러는 증가하고, X-레이 조영 볼의 직경이 커질수록, 이 편차도 커지게 된다는 사실에 의해 설명된다. 반면에, 교정 X-레이 조영 볼의 직경이 커질수록, 장치의 스케일 교정의 정확도는 더 높아진다.
따라서, 디지털 검출기가 상대적으로 낮은 공간 해상도를 갖는 X-레이 장치의 기계적 불안정성에 대해 본 출원의 교정 방법을 사용할 때, 상기 기술적 결과를 얻기 위하여 본 발명의 제 1 변형을 사용하는 것이 가능하다. 디지털 검출기가 좋은 공간 해상도를 갖는 X-레이 장치의 기계적 불안정성에 대해 본 출원의 교정 방법을 사용하는 경우에 있어서는, 본 발명의 제 2 변형을 사용하는 것이 필요하다.
산업적 응용
출원 방법 변형들에 의해 얻어진 교정 데이터를 사용하여 X-레이 이미지 교정의 실현은 도 6의 플로우 스킴에 의해 설명되고, 알려진 기술적 공정을 이용하여 실행될 수 있다. 예컨대, 의료 X-레이 진단에 있어서, 더 이른 단계에서 악성 종양들을 검출하는 것이 가능함으로 인해, 제 1 및 제 2 방법들에 따라 얻어진 교정 데이터의 응용은 X-레이 장치의 저-선명도 및 고-선명도 해상도를 개선한다. 출원 방법들의 실행은 X-레이 컴퓨팅된 단층촬영기의 기계적 불안정성의 교정을 이용하여, 재구성된 이미지들의 화질의 동시 개선과 함께 X-레이 장치 스탠드 회전의 기계적 정확도에 대한 요구사항들의 감소를 허용한다.
한편, 본 발명은 여기의 선행된 실시예들과 관련하여, 특정되도록 도시하고 설명하였으며, 본 분야의 기술을 가진 자에 의해 형태 및 세부항목의 다양한 변화는 첨부된 청구범위에 포함된 본 발명의 범위에 벗어나지 않게 이루어질 수 있다고 이해될 것이다.

Claims (2)

  1. 스캐닝 경로(scanning path)의 중심을 제외한 스캐닝 필드에 적어도 하나의 X-레이 조영 볼(contrast ball)을 위치시키는 단계;
    스캐닝 필드의 이미지들을 획득하는 단계;
    X-방향 및 Y-방향을 따라 디지털 X-레이 장치의 기계적 불안정성의 정규 구성요소를 결정하기 위해 볼의 투영 중심의 좌표들(coodinates)을 사용하는 단계;
    디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 스케일(scale) 정규 구성요소를 결정하기 위해 볼의 투영 직경을 사용하는 단계; 및
    스탠드의 기계적 불안정성에 대한 교정 데이터 세트를 형성하는 단계;를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 X-레이 장치의 교정 방법.
  2. 스캐닝 경로의 중심을 제외한 장치의 스캐닝 필드에 다른 직경의 적어도 두 개의 X-레이 조영 볼들을 위치시키는 단계;
    스캐닝 필드의 이미지들을 획득하는 단계;
    X-방향 및 Y-방향을 따라 디지털 X-레이 장치의 기계적 불안정성의 정규 구성요소를 결정하기 위해 더 작은 볼의 투영 중심의 좌표들을 사용하는 단계;
    디지털 X-레이 장치 스탠드의 기계적 불안정성의 스케일 정규 구성요소를 결정하기 위해 더 큰 볼의 투영 직경을 사용하는 단계; 및
    스탠드의 기계적 불안정성에 대한 교정 데이터 세트를 형성하는 단계;를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 X-레이 장치의 교정 방법.

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