KR101307673B1 - Images obtaining method synchronized with respiration for computed tomography scanner - Google Patents

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주식회사 나노포커스레이
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Abstract

PURPOSE: A respiration-synchronized image acquisition method for computed tomography (CT) scanner is provided to analyze a photographed CT image without external factors, thereby preventing the deterioration of accuracy of photographing caused by the external factor. CONSTITUTION: A respiration-synchronized image acquisition method for CT scanner comprises the steps of: rotating and moving a gantry; obtaining sequentially a plurality of CT images by an X-ray detector while the gantry rotates (S12); generating a difference image between each of the plurality of CT images and a previous CT image adjacent to each of the plurality of CT images (S13); outputting a respiration synchronization signal if similarity between the difference images is more than a predetermined reference value, and setting a CT image corresponding the difference image in response to the respiration synchronization signal as a respiration synchronization image (S15-S17); and completing the photographing if a plurality of respiration synchronization images for a subject is obtained at all predetermined angles (S18,S19). [Reference numerals] (AA) Start; (BB,DD) No; (CC,EE) Yes; (FF) End; (S11) Set an area of interest; (S12) Obtain sequentially a plurality of CT images; (S13) Generate a difference image between a previous angle image and the current angle image; (S14) Calculate a similarity level between difference images; (S15) Decide whether the similarity level is larger than a reference value; (S16) Output a respiration synchronization signal; (S17) Set a respiration synchronization image; (S18) Decide if a plurality of respiration synchronization images for a subject is obtained at all predetermined angles; (S19) Complete the photographing

Description

전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득 방법{IMAGES OBTAINING METHOD SYNCHRONIZED WITH RESPIRATION FOR COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER}Respiratory Synchronization Image Acquisition Method of Computerized Tomography System {IMAGES OBTAINING METHOD SYNCHRONIZED WITH RESPIRATION FOR COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER}

본 발명은 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법에 관한 것으로, 특히 외부 요소를 배제하고, 전산화 단층 촬영장치의 촬영 영상만을 이용하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for acquiring a respiratory synchronous image of a computerized tomography apparatus, and more particularly to a method for acquiring a respiratory synchronous image of a computerized tomography apparatus using only a captured image of a computerized tomography apparatus, excluding external factors.

일반적으로 X-선 전산화 단층 촬영 장치(computerized tomography scanner: CT 스캐너)를 이용한 단층 영상 촬영은 서로 마주보는 X-선 조사기와 X-선 검출기를 탑재한 갠트리(gantry)가 X-선 조사기와 X-선 검출기 사이에 배치된 침상(couch) 위에서 호흡운동을 하는 마취된 동물이나 사람을 중심으로 회전하는 동안 촬영을 수행하여 단층 영상을 획득한다.In general, tomography imaging using a computerized tomography scanner (CT scanner) is performed by using an X-ray irradiator and a gantry equipped with an X-ray detector. A tomography image is obtained by performing imaging while rotating around an anesthetized animal or a person breathing on a couch disposed between line detectors.

X-선 전산화단층촬영장치가 동물이나 사람을 촬영하는 동안, 피사체인 동물이나 사람의 호흡운동에 기인하여 움직임이 발생하면 획득한 단층 영상에 모션 아티팩트(motion artifact)가 유발된다. 여기서, 모션 아티팩트는 영상이 제대로 보이지 않고 흐릿하면서 흔들린듯하게 나타나는 음영이다.While the X-ray computed tomography apparatus photographs an animal or a person, motion artifacts are caused in the acquired tomography image when movement occurs due to the breathing movement of the animal or the person. Here, motion artifacts are shades in which the image does not look right but appears blurred and shaken.

이러한 단층 영상의 모션 아티팩트는 X-선 전산화 단층 촬영장치의 공간해상도(Special resolution)와 신호대잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio)를 저하시키는 주된 원인이 된다.The motion artifacts of such tomographic images are a major cause of lowering the spatial resolution (special resolution) and the signal to noise ratio (SNR) of the X-ray computed tomography apparatus.

도1 은 종래의 기술에 따른 전산화 단층 촬영장치의 일예를 나타낸다.Fig. 1 shows an example of a conventional CT apparatus.

도1 을 참조하면, 전산화 단층 촬영장치(100)는 X-선 조사기(110), 침상(130), 갠트리(140), 갠트리 모터(150), 카메라(160), 침상 지지대(170), 상판(171), 호흡 영상 표시부(180), 호흡 영상 처리부(190) 및 호흡 인식부(190a)를 포함한다.1, the computed tomography apparatus 100 includes an X-ray irradiator 110, a needle bed 130, a gantry 140, a gantry motor 150, a camera 160, a bed support 170, A breathing image display unit 180, a breathing image processing unit 190, and a breathing recognition unit 190a.

X-선 조사기(110)는 단층 영상을 촬영하기 위해 X-선을 조사한다.The X-ray irradiator 110 irradiates an X-ray to photograph a tomographic image.

X-선 검출기(120)는 X-선 조사기(110)와 서로 마주보게 배치된 상태에서 호흡동기 신호가 입력되면 촬영을 수행함으로써 X-선 조사기(110)에서 조사된 후 촬영 대상을 투과한 X-선을 검출하여 단층 영상을 획득하고 촬영 신호를 출력한다. The X-ray detector 120 is irradiated from the X-ray irradiator 110 by performing imaging when the respiratory sync signal is input in a state in which the X-ray radiator 110 is disposed to face each other. The line is detected to acquire a tomography image and output a photographing signal.

침상(130)은 X-선 조사기(110)와 X-선 검출기(120) 사이에 배치되고 촬영 대상이 고정된다. 이때, 촬영 대상은 마취된 상태로 호흡 운동을 할 수 있다.The needle bed 130 is disposed between the X-ray irradiator 110 and the X-ray detector 120, and the object to be imaged is fixed. At this time, the subject to be photographed can perform an anesthesia breathing exercise.

갠트리(140)는 상단에 X-선 조사기(110)가 고정되고, 하단에 X-선 검출기(120)가 고정되며, 지지대(141)에 의해 지지된다.An X-ray irradiator 110 is fixed to the upper end of the gantry 140, an X-ray detector 120 is fixed to the lower end thereof, and the gantry 140 is supported by a support 141.

갠트리 모터(150)는 갠트리(140)의 상단과 하단 사이 중앙 부근에 회전 가능하게 고정된 회전축(151)을 중심으로 정해진 각속도로 갠트리(140)를 회전시킨다.The gantry motor 150 rotates the gantry 140 at a predetermined angular velocity about a rotation axis 151 that is rotatably fixed near the center between the upper and lower ends of the gantry 140.

카메라(160)는 침상(130)의 일 측에 고정되고, 침상(130) 위에 고정되어 마취된 상태로 호흡운동을 하는 촬영 대상의 복부나 가슴부위를 촬영한다. 카메라(160)은 적어도 1초당 30프레임 이상으로 촬영 대상의 복부나 가슴부위를 촬영할 수 있다. 그리고 카메라(160)로는 적외선(IR) LED 조명장치를 구비한 CCD 카메라 등을 사용할 수 있다.The camera 160 is fixed to one side of the bed 130 and photographs the abdomen or chest area of the subject to be photographed, which is fixed on the bed 130 and anesthetized. The camera 160 can photograph the abdomen or the chest area of the subject to be photographed at least 30 frames per second. As the camera 160, a CCD camera having an infrared (IR) LED illumination device may be used.

침상 지지대(170)는 카메라(160)가 고정된 침상(130)을 고정하는 상판(171)을 전동 모터(M)에 의해 좌우 왕복 이송함으로써 X-선 조사기(110)와 X-선 검출기(120) 사이의 갠트리 회전 중심에 침상(130)을 위치시키거나, X-선 조사기(110)와 X-선 검출기(120) 사이에서 침상(130)을 시료(예컨대, 촬영 대상) 교환을 위한 원점 위치로 이탈시킨다. 침상 지지대(170)의 상판(171)이 도 1에 나타낸 바와 같이 전동 모터(M)에 의해 좌우 왕복 이송하는 구조는 볼 스크루나 LM 가이드 등을 이용한 왕복 이송 구조 등으로 구현될 수 있다.The needle bed support 170 supports the X-ray irradiator 110 and the X-ray detector 120 (see FIG. 1) by transferring the upper plate 171 fixing the needle bed 130 to which the camera 160 is fixed by the electric motor M, Ray source 110 and the X-ray detector 120, the needle bed 130 is placed at the origin position for exchanging the sample (for example, the object to be imaged) . The structure in which the upper plate 171 of the needle bed support 170 is reciprocated by the electric motor M as shown in Fig. 1 can be realized by a reciprocating transportation structure using a ball screw, an LM guide, or the like.

호흡 영상 표시부(180)와 호흡 영상 처리부(190) 및 호흡 인식부(190a)는 촬영 대상의 호흡을 감지하는 호흡 감지부이다.The respiration image display unit 180, the respiration image processing unit 190, and the respiration recognition unit 190a are respiration detection units for sensing respiration of the object to be imaged.

호흡 영상 표시부(180)는 침상(130) 위에 촬영 대상의 복부나 가슴부위를 카메라(160)로 실시간 촬영한 영상을 디지털 영상으로 변환하여 화면으로 표시한다.The respiration image display unit 180 converts the image of the abdomen or chest area of the subject to be imaged by the camera 160 in real time onto the bed 130, and displays the converted digital image as a screen.

호흡 영상 처리부(190)는 호흡 영상 표시기(180)에 표시된 화면 중 사용자에 의해 특정 크기로 선택된 윈도우 영상의 시간변화에 따른 위치변위 데이터를 생성한다.The respiration image processing unit 190 generates position displacement data according to a temporal change of the window image selected by the user at a specific size among the images displayed on the respiratory image display unit 180.

호흡 영상 처리부(190)는 시간변화에 따라 현재 윈도우 영상의 중심 좌표와 이전 윈도우 영상의 중심 좌표를 기준으로 현재 윈도우 영상과 이전 윈도우 영상의 움직임 벡터를 추정하여 이전 윈도우 영상의 위치를 현재 윈도우 영상의 위치로 보상하고, 보상된 위치에서 현재 윈도우 영상과 이전 윈도우 영상의 유사도를 위치변위 데이터로 구하여 호흡 인식부(190a)로 전달한다.The respiration image processing unit 190 estimates the motion vector of the current window image and the previous window image based on the coordinates of the center of the current window image and the center coordinates of the previous window image, And obtains the similarity between the current window image and the previous window image at the compensated position as the positional displacement data and transmits the positional displacement data to the respiration recognition unit 190a.

호흡 인식부(190a)는 호흡 영상 처리기(190)에서 생성한 시간변화에 따른 위치변위 데이터로부터 촬영 대상의 들숨과 날숨이 반복되는 호흡 주기를 획득하고, 획득한 호흡 주기를 근거로 호흡수를 측정하여 표시하면서 호흡 운동이 일시적으로 멈춘 것으로 판단된 시점에 동기화되어 X-선 검출기(120)의 촬영이 수행되게 하는 호흡동기 신호를 발생한다.The respiration recognition unit 190a acquires a respiration cycle in which the inspiration and expiration of the object to be imaged are repeated from the positional displacement data according to the time change generated by the respiration image processor 190 and measures the respiration rate based on the acquired respiration cycle And generates a breathing synchronization signal for synchronizing the X-ray detector 120 to be photographed when the respiratory motion is temporarily stopped.

도1 의 전산화 단층 촬영장치는 모션 아티팩트를 제거하기 위해 마취된 상태로 호흡운동을 하는 피사체의 복부나 가슴을 카메라(160)로 촬영하고, 카메라(160)의 영상으로부터 실험동물의 호흡 주기를 획득하여, 피사체의 호흡이 멈추는 시점과 촬영 시점을 동기화하는 방법을 이용한다.The CT apparatus of FIG. 1 photographs the abdomen or chest of a subject breathing in an anesthesia state to remove motion artifacts with the camera 160, acquires the respiratory cycle of the animal from the image of the camera 160 A method of synchronizing the point of time when the respiration of the subject stops and the point of time of photographing is used.

그러나 카메라(160)에 의한 호흡동기 방법은 카메라의 특성상 외부 조명에 의한 영향을 크게 받아서 촬영의 불안요소가 될 수 있다는 문제가 있다.
However, there is a problem that the breathing synchronization method by the camera 160 may become anxiety factor of photography due to the influence of the external lighting due to the characteristics of the camera.

모션 아티팩트를 제거하기 위해 사용되는 다른 기술로는 인공호흡기(Ventilator)를 이용하여 피사체의 호흡과 촬영 시점을 동기화 하는 방법이 있다. 인공호흡기를 이용한 동기화 방법은 인공적으로 피사체의 호흡주기를 조절하여 호흡이 멈출 때 피사체를 촬영하는 방식이다. 인공호흡기를 이용하는 호흡동기 방법은 피사체의 호흡주기를 인공적으로 조절하므로 피사체의 상태가 정상적이 아닐 수 있다는 문제가 있다.Another technique used to remove motion artifacts is to use a ventilator to synchronize the subject's breath and the time of the shot. The synchronizing method using the ventilator is a method of photographing a subject when breathing is stopped by artificially controlling the breathing cycle of the subject. The breathing synchronization method using the artificial respirator has a problem that the state of the subject may not be normal because the breathing cycle of the subject is artificially controlled.

모션 아티팩트를 제거하기 위한 또 다른 방법으로는 마취를 이용하여 피사체의 호흡 주기를 느리게 한 후, 피사체의 복부나 가슴부위에 부착된 공기압 센서를 이용하여 호흡과 촬영을 동기화시키는 방법이 있다. 공기압 센서를 이용한 동기 방법은 피사체의 상태를 피사체의 복부나 가슴에 공기압 센서를 부착하므로 카메라를 이용한 호흡동기 기법과 마찬가지로 X-선 전산화단층촬영장치 이외의 외부 요소가 존재하여 정확한 호흡동기가 수행되지 않을 수 있다.
Another way to remove motion artifacts is to use anesthesia to slow the subject's breathing cycle, and then to synchronize breathing and imaging using an air pressure sensor attached to the subject's abdomen or chest. Synchronous method using the air pressure sensor attaches the air pressure sensor to the subject's abdomen or chest, so external elements other than the X-ray computed tomography system exist like the camera's respiratory sync method, so accurate respiration is not performed. You may not.

본 발명의 목적은 외부 요소를 배제하고, 전산화 단층 촬영장치에 의해 촬영된 단층 영상만을 이용하여 피사체와 호흡이 동기된 전산화 단층 영상을 획득 할 수 있는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법을 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for acquiring a respiratory synchronous image of a computed tomography apparatus which excludes an external element and obtains a computed tomography image in which a subject and a breath are synchronized using only a tomography image photographed by the computed tomography apparatus. It is.

상기 목적을 달성하기 위한 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법은 갠트리 모터에 의해 회전되는 갠트리에 서로 마주보게 고정되어 단층 영상을 촬영하는 X-선 조사기와 X-선 검출기를 구비하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법에 있어서, 상기 갠트리가 회전되어 이동되는 단계; 상기 갠트리가 회전되는 동안 상기 X-선 검출기에 의해 복수개의 단층 영상이 순차적으로 획득하는 단계; 상기 복수개의 단층 영상 각각과 상기 복수개의 단층 영상 각각에 인접한 이전 단층 영상과의 차 영상이 생성되는 단계; 복수개의 상기 차 영상 사이의 유사도가 기설정된 기준 값 이상이면, 호흡 동기 신호가 출력되고, 상기 호흡 동기 신호에 응답하여 상기 차 영상에 대응하는 단층 영상이 호흡 동기 영상으로 설정되는 단계; 및 기설정된 모든 각도에서 피사체에 대한 복수개의 상기 호흡 동기 영상이 획득되면 촬영을 종료하는 단계; 를 포함한다.Respiratory synchronization image acquisition method of a computerized tomography apparatus for achieving the above object is fixed to the gantry rotated by a gantry motor computerized tomography having an X-ray irradiator and X-ray detector to take a tomography image A method for acquiring a respiratory synchronous image of a device, the method comprising: rotating the gantry; Sequentially obtaining a plurality of tomographic images by the X-ray detector while the gantry is rotated; Generating a difference image between each of the plurality of tomography images and a previous tomography image adjacent to each of the plurality of tomography images; If a similarity between the plurality of difference images is equal to or greater than a predetermined reference value, a respiration synchronization signal is output, and a tomography image corresponding to the difference image is set as a respiration synchronization image in response to the respiration synchronization signal; And ending photographing when a plurality of respiratory synchronization images of the subject are obtained at all preset angles; .

상기 복수개의 상기 차 영상 사이의 유사도는 SAD(Sum Of Absolute Differences)를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 한다.The similarity between the plurality of difference images may be calculated by using sum of absolute differences (SAD).

상기 호흡 동기 영상으로 설정하는 단계는 상기 복수개의 차 영상 간에 상기 SAD가 계산되는 단계; 계산된 상기 SAD가 기설정된 기준 SAD 값 이하인지 판별되는 단계; 상기 SAD가 상기 기준 SAD 값 이하이면, 상기 호흡 동기 신호가 출력되는 단계; 및 상기 호흡 동기 신호에 응답하여 상기 차 영상에 대응하는 단층 영상이 호흡 동기 영상으로 설정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The setting of the respiratory synch image may include calculating the SAD between the plurality of difference images; Determining whether the calculated SAD is equal to or less than a preset reference SAD value; Outputting the respiratory sync signal if the SAD is less than or equal to the reference SAD value; And setting a tomography image corresponding to the difference image as a respiration synchronization image in response to the respiration synchronization signal. And a control unit.

상기 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법은 상기 갠트리가 이동되는 단계 이전에 상기 피사체에서 촬영하고자 하는 관심 영역이 설정되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Respiratory synchronization image acquisition method of the computed tomography apparatus comprises the steps of setting the region of interest to be photographed in the subject before the step of moving the gantry; And further comprising:

상기 관심 영역은 상기 피사체의 호흡의 상태를 확인하기 용이하도록 상기 피사체의 횡격막 영역이 설정되는 것을 특징으로 한다.The region of interest is characterized in that the diaphragm region of the subject is set to facilitate checking of the breathing state of the subject.

상기 갠트리가 회전되어 이동되는 단계는 상기 갠트리가 촬영 대상의 호흡 상태에 상관없이 회전되는 것을 특징으로 한다.The step of rotating the gantry is characterized in that the gantry is rotated regardless of the breathing state of the subject.

상기 촬영을 종료하는 단계는 상기 전 모든 각도에 대한 호흡 동기 영상을 획득하지 못한 것으로 판별된 경우, 상기 갠트리의 회전수가 기설정된 최대 회전수에 도달되었는지 판별되는 단계; 상기 갠트리의 회전수가 상기 최대 회전수에 도달된 것으로 판별되면, 상기 갠트리의 회전이 중지되고, 상기 갠트리가 호흡 동기 영상 미획득 각도에 대한 위치로 이동되는 단계; 및 상기 호흡 동기 영상 미획득 각도에 대한 단층 영상이 획득되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of terminating the photographing may include determining whether the rotational speed of the gantry reaches a preset maximum rotational speed when it is determined that the respiration synchronization image for all the angles has not been obtained; If it is determined that the rotational speed of the gantry reaches the maximum rotational speed, the rotation of the gantry is stopped, and the gantry is moved to a position for an unacquired respiratory sync image; And obtaining a tomography image for the respiratory sync image non-acquisition angle; And further comprising:

상기 영상 미획득 구간에 대한 영상을 획득하는 단계는 상기 촬영 대상의 호흡 상태에 무관하게 영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
The acquiring of the image for the non-acquisition section may include acquiring an image regardless of the breathing state of the photographing target.

따라서, 본 발명의 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법은 외부 요인 없이 전산화 단층 촬영장치에 의해 촬영된 단층 영상을 분석하여 피사체의 호흡동기 영상를 추출할 수 있으므로, 외부 요인에 의해 촬영의 정확도가 떨어지는 것을 방지할 수 있으며, 피사체의 상태를 인위적으로 조작하지 않으므로 안정된 관측을 수행할 수 있다.
Therefore, the respiratory synchronous image acquisition method of the computed tomography apparatus of the present invention can extract the respiratory synchronous image of the subject by analyzing the tomography image photographed by the computed tomography apparatus without any external factors. Falling can be prevented and stable observation can be performed since the state of the subject is not artificially manipulated.

도1 은 종래의 기술에 따른 전산화 단층 촬영장치의 일예를 나타낸다.
도2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전산화 단층 촬영장치를 나타낸다.
도3 은 도2 의 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득 방법을 나타낸다.
도4 는 도3 의 관심영역 설정 단계의 일예를 나타낸다.
도5 는 도3 의 피사체 촬영 단계에서 각도별로 획득된 단층 영상의 일예를 나타낸다.
도6 은 도5 의 각도별 이미지 사이의 차 영상을 나타낸다.
도7 은 복수개의 차 영상 간 유사도를 비교하는 그래프를 나타낸다.
도8 은 획득된 영상들의 호흡동기 여부를 확인하는 그래프를 나타낸다.
Fig. 1 shows an example of a conventional CT apparatus.
2 shows a CT apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a method for acquiring respiratory synchronous images of the computed tomography apparatus of FIG. 2.
4 illustrates an example of an ROI setting step of FIG. 3.
FIG. 5 illustrates an example of a tomography image acquired for each angle in the subject photographing step of FIG. 3.
FIG. 6 illustrates a difference image between angle-specific images of FIG. 5.
7 shows a graph comparing similarities between a plurality of difference images.
8 shows a graph confirming whether the acquired images are synchronized with respiration.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

도2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전산화 단층 촬영장치를 나타낸다.2 shows a CT apparatus according to an embodiment of the present invention.

도2 에 도시된 본 발명에 따른 전산화 단층 촬영장치(100′)의 구성은 도1 의 전산화 단층 촬영장치(100)와 유사하다. 도2 의 전산화 단층 촬영장치(100′)에서 X-선 조사기(110), 침상(130), 갠트리(140), 갠트리 모터(150), 침상 지지대(170), 상판(171)은 도1 의 전산화 단층 촬영장치(100)과 동일하다. 그러나 도2 의 전산화 단층 촬영장치(100′)는 별도의 카메라(160)을 구비하지 않는다. 그리고 전산화 단층 촬영장치(100′)가 카메라(160)를 구비하지 않으므로 카메라(160)로부터 획득한 영상을 이용하여 피사체의 호흡을 감지하는 호흡 감지부(도1 에서는 호흡 영상 표시부(180)와 호흡 영상 처리부(190) 및 호흡 인식부(190a))를 구비하지 않는다.The configuration of the computed tomography apparatus 100 'according to the present invention shown in FIG. 2 is similar to that of the computerized tomography apparatus 100 shown in FIG. 1, the X-ray irradiator 110, the needle 130, the gantry 140, the gantry motor 150, the needle support 170, and the top plate 171 of the CT apparatus 100 ' Is the same as that of the computerized tomography apparatus 100. However, the CT apparatus 100 'of FIG. 2 does not have a separate camera 160. Since the computerized tomography apparatus 100 'does not include the camera 160, a breathing detection unit (a breathing image display unit 180 and a respiration detection unit 180 in FIG. 1) for sensing respiration of a subject using an image acquired from the camera 160, Image processing unit 190 and respiration recognition unit 190a).

도2 의 전산화 단층 촬영장치(100′)는 호흡 감지부를 구비하지 않고, 전산화 단층 촬영장치(100′)에서 촬영된 단층 영상을 처리하는 영상 처리부(200)를 포함한다. 영상 처리부(200)는 영상 획득부(210), 차 영상 생성부(220), 유사도 판별부(230) 및 호흡동기 영상 저장부(240)를 구비한다.The computed tomography apparatus 100 ′ of FIG. 2 includes an image processor 200 that processes a tomography image photographed by the computed tomography apparatus 100 ′ without a breath detector. The image processor 200 includes an image acquisition unit 210, a difference image generation unit 220, a similarity determination unit 230, and a respiratory sync image storage unit 240.

영상 처리부(200)에서 전산화 단층 촬영장치(100′)에서 촬영된 복수개의 단층 영상을 획득한다. 이때 복수개의 단층 영상은 갠트리(140)가 회전하는 동안 촬영되어 획득된 영상이며, 본 발명의 전산화 단층 촬영장치(100′)는 촬영이 시작되면 피사체의 호흡 상태에 무관하게 갠트리(140)가 회전하여 다양한 각도에서 피사체를 촬영하게 된다.The image processor 200 acquires a plurality of tomography images captured by the computed tomography apparatus 100 ′. In this case, the plurality of tomography images are images obtained while the gantry 140 is rotated. The computerized tomography apparatus 100 ′ of the present invention rotates the gantry 140 regardless of the breathing state of the subject when the imaging is started. To shoot the subject from various angles.

본 발명의 전산화 단층 촬영장치(100′)에서 갠트리(140)는 특정 각도에서 멈추어 피사체를 촬영한 후에 다음 설정된 각도로 이동할 수도 있으며, 갠트리(140)가 연속적으로 회전하는 동안 기설정된 각도에서 피사체를 촬영하여 복수개의 단층 영상을 획득할 수도 있다.In the computed tomography apparatus 100 ′ of the present invention, the gantry 140 may stop at a specific angle and photograph the subject, and then move to the next set angle, while the gantry 140 continuously rotates the subject at a predetermined angle. A plurality of tomography images may be obtained by photographing.

차 영상 생성부(220)는 영상 획득부에서 획득된 복수개의 영상 중 서로 인접한 각도 사이의 단층 영상들간에 차 영상을 생성하여 저장한다. 차 영상은 이전 각도에서 획득된 단층 영상과 현재 각도에서 획득된 단층 영상 사이의 차이로서 생성될 수 있다.The difference image generator 220 generates and stores a difference image between tomographic images between angles adjacent to each other among a plurality of images acquired by the image acquirer. The difference image may be generated as a difference between the tomography image acquired at the previous angle and the tomography image obtained at the current angle.

유사도 판별부(230)는 차 영상 생성부(220)에서 생성하여 저장한 복수개의 차 영상 사이에 시간 변화에 따른 유사도를 SAD(Sum of Absolute Differences)를 이용하여 판별하고, 유사도가 기설정된 기준값 이상이면, 호흡동기 신호를 출력한다.The similarity determination unit 230 determines similarity according to time change between a plurality of difference images generated and stored by the difference image generation unit 220 by using sum of absolute differences (SAD), and the similarity is greater than or equal to a preset reference value. If so, it outputs a breathing synchronous signal.

호흡동기 영상 저장부(240)는 영상 획득부(210)가 획득한 복수개의 단층 영상들 중 호흡동기 신호가 출력된 단층 영상들을 선택하여 호흡동기 영상으로 저장하고, 설정된 모든 각도에서 호흡동기 영상이 저장되었는지 판별한다. 즉 피사체에 대해 모든 각도에서 호흡동기 영상이 획득되었는지 판별하여 추가로 단층 영상 획득이 필요한지 판별한다.The respiratory sync image storage unit 240 selects the tomographic images outputted by the respiratory sync signal among the plurality of tomographic images acquired by the image acquirer 210 and stores the respiratory sync images, and the respiratory sync images are set at all angles. Determine if it is saved. That is, it is determined whether a respiratory synch image is acquired from all angles with respect to the subject to determine whether additional tomography image is required.

도2 에서는 영상 처리부(200)가 전산화 단층 촬영장치(100′)와 별도의 장치인 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위함이며, 영상 처리부(200)는 전산화 단층 촬영장치(100′)의 제어부(미도시)에 포함되어 구성될 수 있으며, 소프트웨어로서 구현될 수 있다.
In FIG. 2, the image processing unit 200 is illustrated as a separate device from the computerized tomography apparatus 100 ′, but this is for convenience of description, and the image processing unit 200 is a control unit of the computerized tomography apparatus 100 ′. It may be included in the configuration (not shown), and may be implemented as software.

도3 은 도2 의 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득 방법을 나타내고, 도4 는 도3 의 관심영역 설정 단계의 일예를, 도5 는 도3 의 피사체 촬영 단계에서 각도별로 획득된 단층 영상의 일예를 나타내며, 도6 은 도5 의 각도별 이미지 사이의 차 영상을 나타낸다.3 is a diagram illustrating a method for acquiring a respiratory synchronous image of the computed tomography apparatus of FIG. 2, FIG. 4 is an example of a region of interest setting in FIG. 3, and FIG. 6 illustrates an image of a difference between angle-specific images of FIG. 5.

도3 내지 도6 을 참조하여 본 발명에 따른 호흡동기 영상 획득 방법을 설명하면, 먼저 피사체에서 촬영하고자 하는 관심 영역(IA)이 도4 와 같이 설정된다(S11). 관심 영역(IA)은 사용자가 피실험체인 피사체에서 유의하여 관찰하고자 하는 영역을 의미한다. 즉 실험에서 관측되어야 하는 피사체의 특정 부위를 나타낸다. 관심 영역(IA)은 단순히 실험에서 관측되어야할 영역이 설정될 수도 있으나, 도4 에서와 같이 호흡동기 영상을 용이하게 획득하기 위해 피사체에서 호흡이 발생할 때, 호흡의 상태를 가장 확인하기 용이한 횡격막 부위가 관심 영역(IA)으로 설정될 수도 있다.Referring to FIGS. 3 to 6, the method for acquiring a respiratory synchronous image according to the present invention will be described. First, the region of interest IA to be captured by the subject is set as shown in FIG. 4 (S11). The region of interest IA refers to a region that the user wishes to observe with respect to a subject which is a subject. That is, it represents a specific part of the subject to be observed in the experiment. The region of interest IA may be simply an area to be observed in the experiment, but as shown in FIG. 4, when the breathing occurs in the subject in order to easily obtain the respiratory synch image, the diaphragm is most easily identified. The site may be set to the region of interest IA.

관심 영역(IA)은 사용자가 전산화 단층 촬영장치(100′)로 명령을 인가하여 설정할 수 있으며, 전산화 단층 촬영장치(100′)는 사용자의 명령을 인가받거나 설정된 관심 영역(IA)을 사용자에게 표시하기 위한 인터페이스부(미도시)를 더 구비할 수 있다.The region of interest IA may be set by a user applying a command to the CT apparatus 100 ', and the CT apparatus 100' may receive a user's command or display the set region of interest IA to the user. An interface unit (not shown) may be further provided.

관심 영역(IA)이 설정되면, 전산화 단층 촬영장치(100′)는 연속적으로 회전하면서 피사체에 대한 연속 촬영을 시작한다(S12). 여기서 전산화 단층 촬영장치(100′)는 피사체를 촬영하기 위해 기설정된 각도에서 갠트리가 회전을 멈추고 피사체를 촬영후 다시 회전할 수도 있으며, 멈추지 않고 연속적으로 회전하고 있는 상태에서 기설정된 복수개의 각도에서 피사체를 촬영하여 서로 다른 각도에서 촬영되는 복수개의 단층 영상을 획득할 수도 있다. 그리고 도2 의 영상 획득부(210)는 각각의 각도에서 촬영되는 피사체에 복수개의 단층 영상을 순차적으로 획득하여 차 영상 생성부(220)로 전송한다. When the region of interest IA is set, the computed tomography apparatus 100 ′ continuously rotates and starts continuous shooting of the subject (S12). Here, the computerized tomography apparatus 100 ′ may stop the rotation of the gantry at a preset angle to photograph the subject and rotate the subject again after the subject is photographed. The subject may be rotated continuously without stopping at a plurality of preset angles. By photographing a plurality of tomography images taken from different angles may be obtained. In addition, the image acquisition unit 210 of FIG. 2 sequentially acquires a plurality of tomographic images to the subject photographed at each angle and transmits the plurality of tomography images to the difference image generation unit 220.

도5 의 단층 영상은 서로 다른 각도에서 촬영된 복수개의 단층 영상 중 서로 인접한 각도에서 촬영된 3개의 단층 영상(a, b, c)을 나타내며, 모두 도4 에 설정된 관심 영역(IA)에 대해서 촬영되었음을 알 수 있다. 도5 에서 (a)는 이전 각도에서 촬영된 단층 영상을 나타내고, (b)는 현재 각도에서 촬영된 단층 영상을 나타내며, (c)는 다음 각도에서 촬영된 단층 영상을 나타낸다.The tomography image of FIG. 5 represents three tomography images a, b, and c photographed from adjacent angles among a plurality of tomography images photographed from different angles, and all of them are photographed with respect to the region of interest IA set in FIG. 4. It can be seen that. In FIG. 5, (a) shows a tomography image photographed at a previous angle, (b) shows a tomography image photographed at a current angle, and (c) shows a tomography image photographed at a next angle.

차 영상 생성부(220)는 순차적으로 인가되는 복수개의 단층 영상들 중 현재 각도에서 획득된 단층 영상과 이전 각도에서 획득된 단층 영상 사이에 차 영상을 생성하여 저장한다(S13). 마찬가지로 이후 인가되는 단층 영상에 대해서도 이전 단층 영상과 비교하여 차 영상을 생성하여 저장한다. 즉 차 영상 생성부(220)는 도5 에 도시된 3개의 단층 영상 중 (b) 영상이 획득되면, (a)단층 영상과 (b)단층 영상을 비교하여 차 영상을 생성하고, (c)단층 영상이 획득되면, (b)단층 영상과 (c)단층 영상을 비교하여 차 영상을 생성한다.The difference image generator 220 generates and stores a difference image between the tomography image acquired at the current angle and the tomography image acquired at the previous angle among the plurality of tomography images sequentially applied (S13). Likewise, a difference image is generated and stored in comparison with the previous tomography image for the subsequently applied tomography image. That is, when the (b) image is obtained from the three tomography images illustrated in FIG. 5, the difference image generator 220 generates a difference image by comparing the (a) tomography image and (b) the tomography image, and (c) When a tomography image is obtained, a difference image is generated by comparing the tomography image with the tomography image.

도6 에서 (a)는 도5 의 (a)단층 영상과 (b)단층 영상을 비교하여 생성된 차 영상이며, (b)는 도5 의 (b)단층 영상과 (c)단층 영상을 비교하여 생성된 차 영상이다.In FIG. 6, (a) is a difference image generated by comparing (a) tomography image and (b) tomography image of FIG. 5, and (b) is comparing (b) tomography image and (c) tomography image of FIG. The difference image is generated.

이후 유사도 판별부(230)가 저장된 차 영상 간의 유사도를 계산한다(S14). 본 발명에 따른 호흡동기 영상 획득 방법에서 유사도는 일예로 SAD(Sum Of Absolute Differences)를 이용하여 획득할 수 있다. 여기서 SAD는 공지된 기술이므로 별도로 설명하지 않는다. 또한 SAD 이외에도 SSD(Sum of Squared Differences)와 같이 영상의 유사도를 판별할 수 있는 다른 기술이 적용될 수도 있다.Thereafter, the similarity determining unit 230 calculates similarity between the stored difference images (S14). In the respiratory synchronous image acquisition method according to the present invention, the similarity may be obtained using SAD (Sum Of Absolute Differences) as an example. Since SAD is a well-known technique, it will not be described separately. In addition to the SAD, other techniques for determining similarity of an image, such as sum of squared differences (SSD), may be applied.

본 발명의 호흡동기 영상 획득 방법이 영상 획득부(210)에 획득된 단층 영상으로부터 바로 유사도를 판별하지 않고, 차 영상을 생성하고, 차 영상 사이의 유사도를 판별하는 것은 피사체의 호흡의 상태를 정확하게 판별하기 위함이다. 생물이 호흡을 하는 경우에 들숨과 날숨이 있다. 전산화 단층 촬영장치(100′)는 상기한 바와 같이 모션 아티팩트를 제거하기 위해 호흡이 일시적으로 정지한 때에 피사체를 촬영하는 것이 바람직하지만, 호흡은 들숨에서 날숨으로 바뀌는 경우와 날숨에서 들숨으로 바뀌는 경우의 2경우에 일시적으로 정지되며, 전산화 단층 촬영장치(100′)는 피사체의 호흡이 들숨에서 정지하는 경우와 날숨에서 정지하는 경우를 구분하지 못한다. 그리고 들숨과 날숨 각각에서 호흡이 정지한 상태에 따라 피사체의 상태가 다르다.The method of acquiring the respiratory synchronous image of the present invention does not directly determine the similarity from the tomography image acquired by the image acquisition unit 210, but generates a difference image, and determining the similarity between the difference images accurately determines the state of breathing of the subject. This is to determine. There is an inhale and an exhalation when a creature breathes. The computerized tomography apparatus 100 'is preferable to photograph the subject when the breathing is temporarily stopped to remove the motion artifact as described above, but the breathing changes from exhalation to exhalation and from exhalation to exhalation. In two cases, the image is temporarily stopped, and the CT apparatus 100 ′ does not distinguish between the case where the subject's breathing stops in inhalation and the case where he stops in exhalation. In each of the inhalation and exhalation, the state of the subject varies depending on the state of the breathing stopped.

즉 영상 획득부(210)에 획득된 단층 영상들 사이에 유사도를 계산하여 유사한 단층 영상을 선택하는 경우에, 전산화 단층 촬영장치(100′)는 피사체의 호흡이 들숨에서 정지하는 경우와 날숨에서 정지하는 경우를 구분하지 못하고, 피사체의 상태가 들숨과 날숨 각각에서 호흡이 정지한 상태에 따라 서로 다르므로 결국 모션 아티팩트가 발생하게 된다.That is, when a similar tomography image is selected by calculating similarity between the tomography images acquired by the image acquisition unit 210, the CT apparatus 100 ′ stops the breathing of the subject in the inhalation and the exhalation. In this case, since the state of the subject is different from each other according to the state in which the breathing is stopped in each of the inhalation and the exhalation, motion artifacts occur.

이에 전산화 단층 촬영장치(100′)는 이전 인접한 각도에서 획득된 단층 영상과 현재 획득된 단층 영상과의 차 영상을 생성하고 차 영상에 대해 유사도를 계산함으로서 들숨에서 호흡이 정지된 상태와 날숨에서 호흡이 정지된 상태를 판별할 수 있다. 그러므로 유사도 판별부(230)은 유사도를 계산하여, 피사체의 호흡의 정지 상태뿐만 아니라 들숨에서의 정지 상태와 날숨에서의 정지 상태를 구분하여 판별할 수 있다.In this regard, the computed tomography apparatus 100 ′ generates a difference image between a tomography image acquired at a previous adjacent angle and a current acquired tomography image, and calculates similarity for the difference image, thereby breathing in a state where breathing stops and exhales. This stopped state can be determined. Therefore, the similarity determining unit 230 may calculate the similarity to distinguish and distinguish not only the stop state of the breath of the subject but also the stop state in the inhalation and the stop state in the exhalation.

그리고 계산된 유사도가 기설정된 기준값 이상인지 판별한다(S15). 여기서 유사도가 기준값 이상이라는 표현은 유사도라는 표현에 따라 이해를 돕기 위한 표현으로 유사도를 SAD를 이용하여 계산하는 경우, 실제로는 SAD 값이 낮아야 서로 유사한 영상이다. 따라서 유사도가 기설정된 기준값 이상인지 판별하는 단계는, 곧 SAD 값이 기설정된 기준 SAD 값 이하인지 판별하는 것과 동일하다.In operation S15, the calculated similarity is determined to be equal to or greater than a predetermined reference value. Here, the expression that the degree of similarity is higher than the reference value is an expression for understanding according to the expression of similarity. When the similarity is calculated by using the SAD, the SAD value is actually similar to each other. Therefore, the step of determining whether the similarity is equal to or greater than the predetermined reference value is the same as determining whether the SAD value is equal to or smaller than the predetermined reference SAD value.

만일 유사도가 기준값 이상(SAD 값이 기준 SAD 값 이하)이면, 유사도 판별부(230)은 호흡동기 신호를 출력하여 이전 각도에서 획득된 단층 영상과 현재 각도에서 획득된 단층 영상이 유사도가 높은 영상임을 표시한다(S16).If the similarity is greater than or equal to the reference value (the SAD value is less than or equal to the reference SAD value), the similarity determination unit 230 outputs a respiration synchronization signal, indicating that the tomographic image acquired at the previous angle and the tomographic image obtained at the current angle are high similarities. It is displayed (S16).

호흡동기 영상 저장부(240)는 호흡동기 신호가 수신되면, 현재 각도에서 획득된 단층 영상과 이전 각도에서 획득된 단층 영상을 호흡동기 영상으로 설정하여 저장한다(S17). 그러나 호흡동기 신호가 수신되지 않으면, 현재 각도에서 획득된 단층 영상을 저장하지 않는다.When the respiratory sync image storage unit 240 receives the respiratory sync signal, the tomography image acquired at the current angle and the tomography image obtained at the previous angle are set and stored as the respiratory sync image (S17). However, if no breath sync signal is received, the tomography image obtained at the current angle is not stored.

그리고 호흡동기 영상 저장부(240)는 저장된 호흡동기 영상들이 기설정된 모든 각도에 대해 획득되었는지를 판별한다(S18). 판별 결과 모든 각도에서 호흡동기 영상이 획득되었다면 촬영을 종료한다(S19). 그러나 호흡동기 영상이 획득되지 않은 각도가 있는 것으로 판별되면, 갠트리가 계속하여 회전하여 피사체를 촬영하고 단층 영상을 추가로 획득한다(S12).In addition, the respiratory sync image storage unit 240 determines whether the stored respiratory sync images are acquired for all preset angles (S18). If the respiratory synch image is acquired from all angles as a result of the determination, the shooting is terminated (S19). However, if it is determined that there is an angle at which the respiratory sync image is not obtained, the gantry continuously rotates to photograph the subject and additionally acquires the tomography image (S12).

본 발명에서 갠트리 모터(150)는 전산화 단층 촬영장치(100′)가 단층 영상을 촬영하기 시작하면 회전하기 시작하고, 촬영이 완료되면, 회전을 멈춘다. 즉 본 발명에서 갠트리 모터(150)는 촬영 대상의 호흡과 무관하게 회전하고, 이에 따라 X-선 조사기(110)와 X-선 검출기(120) 또한 촬영 대상의 호흡과 무관하게 갠트리 모터(150)의 회전 속도에 따라 계속적으로 회전한다.In the present invention, the gantry motor 150 starts to rotate when the computerized tomography apparatus 100 'starts to take the tomography image, and stops the rotation when the imaging is completed. That is, in the present invention, the gantry motor 150 rotates irrespective of the breathing of the photographing target, and thus the X-ray irradiator 110 and the X-ray detector 120 may also be irrelevant to the breathing of the photographing subject. Rotate continuously according to the rotation speed.

도7 은 복수개의 차 영상 간 유사도를 비교하는 그래프를 나타낸다.7 shows a graph comparing similarities between a plurality of difference images.

도7 에서 3개의 그래프 각각은 갠트리가 1 내지 3차 회전 시에 획득한 단층 영상들에 대한 차 영상 사이의 SAD 값을 나타낸다. 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 전산화 단층 촬영장치(100′)는 SAD를 이용하여 차 영상 간의 유사도를 판별하며, SAD의 특성에 따라 SAD 값이 기준 값 이하이면, 두 차 영상이 유사한 것으로 판별할 수 있다. 또한 도7 에 도시된 바와 같이 갠트리의 1회전으로 모든 각도에서 유사도가 높은 단층 영상이 획득되기는 어려운 경우가 많으며, 경우에 따라서는 3회전까지 수행되더라도 모든 각도에서 유사도가 높은 단층 영상이 획득되기 어려운 경우도 있다. 즉 갠트리의 1 내지 3회전 동안 획득되는 단층 영상에서 특정 각도에서 유사도가 높은 영상이 획득되지 않는 경우도 발생할 수 있다.In FIG. 7, each of the three graphs shows the SAD value between the difference images for the tomographic images obtained by the gantry at the 1 st to 3 rd rotations. As described above, the computed tomography apparatus 100 ′ according to the present invention determines the similarity between the difference images using the SAD, and if the SAD value is less than or equal to the reference value according to the characteristics of the SAD, the two images are determined to be similar. Can be. In addition, as shown in FIG. 7, it is often difficult to obtain a tomography image having high similarity at all angles with one rotation of the gantry. In some cases, even to three rotations, it is difficult to obtain a tomography image having high similarity at all angles. In some cases. That is, a high degree of similarity may not be obtained from a tomography image acquired during one to three rotations of the gantry at a specific angle.

도7 에서는 갠트리가 3회 회전하는 동안 획득되는 차 영상 사이의 SAD 값에서 25도 부근의 차 영상은 모두 SAD가 높게 표시되어 있다. 본 발명에서는 SAD 값이 170 이하인 경우에 호흡이 안정된 상태에서 획득된 영상인 것으로 판단하여 호흡동기 신호가 출력되는 것으로 가정할 수 있다.In FIG. 7, all of the difference images around 25 degrees in the SAD value between the difference images acquired while the gantry is rotated three times are marked with high SAD. In the present invention, when the SAD value is 170 or less, it may be determined that the respiratory sync signal is output by determining that the image is acquired in a stable state of breathing.

도8 은 획득된 영상들의 호흡동기 여부를 확인하는 그래프를 나타낸다.8 shows a graph confirming whether the acquired images are synchronized with respiration.

도8 은 도7 의 그래프에서 갠트리가 1 내지 3회전 하는 동안 획득된 호흡동기 신호들 사이의 SAD 값을 그래프로 나타내었다. 도7 에서 갠트리가 3회 회전하는 동안 25도 부근의 영상은 모두 SAD가 높게 나타났으므로, 3회전 동안 유사도가 높은 영상을 조합한 도8 의 그래프에서도 25도 부근의 영상은 SAD가 높게 나타났다. 즉 1 내지 3회전 하는 동안 획득된 피사체의 영상들 중 25도 부근의 영상에 대해서는 호흡동기된 안정된 영상이 획득되지 못했음을 나타낸다.FIG. 8 graphically shows the SAD values between the respiratory synch signals obtained during one to three rotations of the gantry in the graph of FIG. In FIG. 7, the SAD was high in all images near 25 degrees while the gantry was rotated three times. Thus, in the graph of FIG. That is, for images around 25 degrees among the images of the subject acquired during 1 to 3 rotations, it indicates that a respiratory synchronized stable image was not obtained.

이 경우 본 발명에 따른 전산화 단층 촬영장치(100′)는 갠트리를 다시 회전하여 피사체를 촬영할 수 있다.In this case, the computed tomography apparatus 100 ′ according to the present invention may rotate the gantry to photograph the subject.

그러나 경우에 따라서는 갠트리의 최대 회전수(예를 들면 5회전)를 미리 설정하고, 갠트리가 최대 회전수에 도달할 때까지 획득된 단층 영상들에서 모든 각도에 대한 호흡동기 영상이 획득되지 못한 것으로 판별되면, 호흡동기 영상이 획득되지 못한 각도로 갠트리를 이동하여 고정한 후 피사체를 촬영하여 호흡동기 영상을 획득할 수도 있다.However, in some cases, the maximum rotational speed of the gantry (for example, 5 rotations) is preset, and the respiratory synch image for all angles is not obtained from the tomographic images acquired until the gantry reaches the maximum rotational speed. If determined, the gantry may be moved and fixed at an angle at which the respiratory sync image is not obtained, and then the respiratory sync image may be obtained by photographing a subject.

즉 갠트리의 회전수가 최대 회전수에 도달한 것으로 판별되면, 갠트리의 연속 회전을 중지하고, 호흡동기 영상 미획득 구간에 대한 위치 각도로 갠트리를 이동시키고, 갠트리가 영상 미획득 구간으로 이동하면 미획득 구간에 대한 영상을 획득할 수 있다.That is, when it is determined that the number of revolutions of the gantry reaches the maximum number of revolutions, the continuous rotation of the gantry is stopped, the gantry is moved at a position angle with respect to the non-acquisition section of breath synchronization, and when the gantry is moved to the non-acquisition section, it is not acquired. An image of a section may be obtained.

여기서 미획득 구간에 대한 영상을 획득할 때는, 미획득 구간이 매우 적은 것(예를 들어 2구간 이하)으로 가정하고, 촬영 대상의 호흡 상태에 무관하게 촬영할 수도 있다. 이는 미획득 구간이 전체 영상 구간에 비해 상대적으로 매우 적은 수준이므로 단층 영상의 오차가 크지 않기 때문이다.
Here, when acquiring an image for the unacquired section, it may be assumed that the unacquired section is very small (for example, two sections or less), and the image may be taken regardless of the breathing state of the photographing subject. This is because the error of the tomographic image is not large because the unacquired section is relatively small compared to the entire image section.

본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The apparatus according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and a carrier wave (for example, transmission via the Internet). The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (8)

갠트리 모터에 의해 회전되는 갠트리에 서로 마주보게 고정되어 단층 영상을 촬영하는 X-선 조사기와 X-선 검출기를 구비하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법에 있어서,
상기 갠트리가 회전되어 이동되는 단계;
상기 갠트리가 회전되는 동안 상기 X-선 검출기에 의해 복수개의 단층 영상이 순차적으로 획득하는 단계;
상기 복수개의 단층 영상 각각과 상기 복수개의 단층 영상 각각에 인접한 이전 단층 영상과의 차 영상이 생성되는 단계;
복수개의 상기 차 영상 사이의 유사도가 기설정된 기준 값 이상이면, 호흡 동기 신호가 출력되고, 상기 호흡 동기 신호에 응답하여 상기 차 영상에 대응하는 단층 영상이 호흡 동기 영상으로 설정되는 단계; 및
기설정된 모든 각도에서 피사체에 대한 복수개의 상기 호흡 동기 영상이 획득되면 촬영을 종료하는 단계; 를 포함하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
In the respiratory synchronization image acquisition method of a computerized tomography apparatus having an X-ray irradiator and an X-ray detector fixed to face each other on a gantry rotated by a gantry motor to take a tomography image,
The gantry is rotated and moved;
Sequentially obtaining a plurality of tomographic images by the X-ray detector while the gantry is rotated;
Generating a difference image between each of the plurality of tomography images and a previous tomography image adjacent to each of the plurality of tomography images;
If a similarity between the plurality of difference images is equal to or greater than a predetermined reference value, a respiration synchronization signal is output, and a tomography image corresponding to the difference image is set as a respiration synchronization image in response to the respiration synchronization signal; And
Ending photographing when a plurality of respiratory synchronization images of the subject are obtained at all preset angles; Respiratory synchronous image acquisition method of a computed tomography device comprising a.
제1 항에 있어서, 상기 복수개의 상기 차 영상 사이의 유사도는
SAD(Sum Of Absolute Differences)를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
The method of claim 1, wherein the similarity between the plurality of difference images is
Respiratory synchronous image acquisition method of a computed tomography device, characterized in that calculated using SAD (Sum Of Absolute Differences).
제2 항에 있어서, 상기 호흡 동기 영상으로 설정하는 단계는
상기 복수개의 차 영상 간에 상기 SAD가 계산되는 단계;
계산된 상기 SAD가 기설정된 기준 SAD 값 이하인지 판별되는 단계;
상기 SAD가 상기 기준 SAD 값 이하이면, 상기 호흡 동기 신호가 출력되는 단계; 및
상기 호흡 동기 신호에 응답하여 상기 차 영상에 대응하는 단층 영상이 호흡 동기 영상으로 설정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
The method of claim 2, wherein the setting of the respiratory sync image is
Calculating the SAD between the plurality of difference images;
Determining whether the calculated SAD is equal to or less than a preset reference SAD value;
Outputting the respiratory sync signal if the SAD is less than or equal to the reference SAD value; And
Setting a tomography image corresponding to the difference image as a respiration synchronization image in response to the respiration synchronization signal; Respiratory synchronous image acquisition method of a computed tomography apparatus comprising a.
제1 항에 있어서, 상기 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법은
상기 갠트리가 이동되는 단계 이전에 상기 피사체에서 촬영하고자 하는 관심 영역이 설정되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
The method of claim 1, wherein the respiratory synchronization image acquisition method of the computed tomography apparatus is
Setting a region of interest to be captured by the subject before the gantry is moved; Respiratory synch image acquisition method of a computed tomography device further comprising a.
제4 항에 있어서, 상기 관심 영역은
상기 피사체의 호흡의 상태를 확인하기 용이하도록 상기 피사체의 횡격막 영역이 설정되는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
The method of claim 4, wherein the region of interest is
And a diaphragm region of the subject is set to facilitate checking of the breathing state of the subject.
제1 항에 있어서, 상기 갠트리가 회전되어 이동되는 단계는
상기 갠트리가 촬영 대상의 호흡 상태에 상관없이 회전되는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
The method of claim 1, wherein the gantry is rotated and moved
Respiratory synchronization image acquisition method of a computed tomography device, characterized in that the gantry is rotated irrespective of the breathing state of the subject.
제1 항에 있어서, 상기 촬영을 종료하는 단계는
상기 전 모든 각도에 대한 호흡 동기 영상을 획득하지 못한 것으로 판별된 경우, 상기 갠트리의 회전수가 기설정된 최대 회전수에 도달되었는지 판별되는 단계;
상기 갠트리의 회전수가 상기 최대 회전수에 도달된 것으로 판별되면, 상기 갠트리의 회전이 중지되고, 상기 갠트리가 호흡 동기 영상 미획득 각도에 대한 위치로 이동되는 단계; 및
상기 호흡 동기 영상 미획득 각도에 대한 단층 영상이 획득되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
The method of claim 1, wherein the step of terminating the photography
Determining that the rotational speed of the gantry reaches a preset maximum rotational speed when it is determined that the respiration synchronization image for all the angles is not obtained;
If it is determined that the rotational speed of the gantry reaches the maximum rotational speed, the rotation of the gantry is stopped, and the gantry is moved to a position for an unacquired respiratory sync image; And
Obtaining a tomography image for the respiratory sync image non-acquisition angle; Respiratory synch image acquisition method of a computed tomography device further comprising a.
제7 항에 있어서, 상기 영상 미획득 구간에 대한 영상을 획득하는 단계는
상기 촬영 대상의 호흡 상태에 무관하게 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 호흡동기 영상 획득방법.
The method of claim 7, wherein the acquiring an image for the image non-acquisition section
Respiratory synch image acquisition method of a computed tomography device, characterized in that for acquiring an image irrespective of the breathing state of the subject.
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