KR101402494B1 - 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법 - Google Patents

전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법 Download PDF

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Abstract

전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법을 공개한다. 본 발명은 갠트리 모터에 의해 회전되는 갠트리에 서로 마주보게 고정되어 단층 영상을 촬영하는 X-선 조사기와 X-선 검출기를 구비하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법에 있어서, 전산화 단층 촬영 장치가 갠트리의 회전수를 설정하는 단계, 겐트리가 설정된 회전수로 연속적으로 회전하는 단계, 겐트리가 회전하는 동안 피사체의 생체 신호에 무관하게 기설정된 복수개의 각도에서 X-선 검출기에 의해 복수개의 단층 영상을 순차적으로 획득하는 단계, 겐트리의 회전이 설정된 회전수에 도달하면 촬영을 종료하고, 획득된 복수개의 단층 영상 각각을 촬영된 각도에 따라 복수개의 각도별 영상 그룹으로 분류하는 단계, 분류된 복수개의 각도별 영상 그룹 각각에 포함된 복수개의 단층 영상에서 동일한 위치의 픽셀들에 대한 최적값을 계산하는 단계, 최적값이 계산된 픽셀들을 조합하여, 복수개의 각도별 영상 그룹에 각각 대응하는 복수개의 각도별 최적 영상을 생성하는 단계 및 복수개의 각도별 최적 영상을 이용하여 삼차원 단층 영상을 구성하는 단계를 포함한다. 따라서 생체 신호를 감지하기 위한 장치가 불필요하므로, 전산화 단층 촬영장치의 제조비용을 절감할 수 있으며, 단층 영상의 복수개의 픽셀이 각 별로 최적의 값으로 산출되었으므로, 모션 아티팩트가 제거된 고화질 영상을 획득할 수 있다.

Description

전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법{METHOD FOR OBTAINING HIGH QUALITY IMAGES FOR COMPUTED TOMOGRAPHY SCANNER}
본 발명은 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법에 관한 것으로, 특히 생체 움직임이 제거된 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법에 관한 것이다.
일반적으로 X-선 전산화 단층 촬영장치(computerized tomography scanner: CT 스캐너)를 이용한 단층 영상 촬영에서는 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 360ㅀ회전하는 동안 촬영을 수행하여 단층 영상을 획득한다.
X-선 전산화 단층 촬영장치가 동물이나 사람과 같은 생체를 촬영하는 동안, 동물이나 사람의 호흡운동 및 심장 박동에 기인하여 생체의 움직임이 발생하면 획득한 단층 영상에 모션 아티팩트(motion artifact)가 유발된다. 여기서, 모션 아티팩트는 영상이 제대로 보이지 않고 흐릿하면서 흔들린 듯하게 나타나는 음영이다.
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. 즉 전산화 단층 촬영장치가 고화질 영상을 획득하는데 장애가 된다.
도1 은 종래의 기술에 따른 전산화 단층 촬영장치의 일예를 나타낸다.
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.
X-선 조사기(110)는 단층 영상을 촬영하기 위해 X-선을 조사한다.
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 대상(피사체)을 투과한 X-선을 검출하여 단층 영상을 획득하고 촬영 신호를 출력한다.
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.
갠트리(140)는 상단에 X-선 조사기(110)가 고정되고, 하단에 X-선 검출기(120)가 고정되며, 지지대(141)에 의해 지지된다.
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.
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.
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.
호흡 영상 표시부(180)와 호흡 영상 처리부(190) 및 호흡 인식부(190a)는 촬영 대상의 호흡을 감지하는 호흡 감지부이다.
호흡 영상 표시부(180)는 침상(130) 위에 촬영 대상의 복부나 가슴부위를 카메라(160)로 실시간 촬영한 영상을 디지털 영상으로 변환하여 화면으로 표시한다.
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.
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.
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.
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.
그러나 카메라(160)에 의한 호흡동기 방법은 카메라의 특성상 외부 조명에 의한 영향을 크게 받아서 촬영의 불안요소가 될 수 있다는 문제가 있다.
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.
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 전산화 단층 촬영장치 이외의 외부 요소가 존재하여 정확한 호흡동기가 수행되지 않을 수 있다.
그리고 상기한 호흡 동기 방법을 사용하더라도 또 다른 생체 신호(예를 들면, 심장 박동)에 대해서는 동기시킬수 없다는 한계를 갖고 있다.
상기한 문제에도 불구하고 호흡 동기 방법을 사용하는 것은, 결국 전산화 단층 촬영장치에서 촬영된 단층 영상에서 생체 움직임으로 인한 아티팩트가 제거된 고화질의 영상을 획득하기 위함이다. 이는 다시 말해, 고품질의 영상을 획득할 수 있다면, 호흡 동기 방법을 사용하지 않아도 된다는 것을 의미한다.
본 발명의 목적은 별도의 생체 신호 감지 장치 없이, 모션 아티팩트가 제거된 고화질 전산화 단층 영상을 획득할 수 있는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법은 갠트리 모터에 의해 회전되는 갠트리에 서로 마주보게 고정되어 단층 영상을 촬영하는 X-선 조사기와 X-선 검출기를 구비하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법에 있어서, 상기 전산화 단층 촬영 장치가 상기 갠트리의 회전수를 설정하는 단계; 상기 겐트리가 상기 설정된 회전수로 연속적으로 회전하는 단계; 상기 겐트리가 회전하는 동안 피사체의 생체 신호에 무관하게 기설정된 복수개의 각도에서 상기 X-선 검출기에 의해 복수개의 단층 영상을 순차적으로 획득하는 단계; 상기 겐트리의 회전이 상기 설정된 회전수에 도달하면 촬영을 종료하고, 획득된 상기 복수개의 단층 영상 각각을 촬영된 각도에 따라 복수개의 각도별 영상 그룹으로 분류하는 단계; 상기 분류된 복수개의 각도별 영상 그룹 각각에 포함된 복수개의 단층 영상에서 동일한 위치의 픽셀들에 대한 최적값을 계산하는 단계; 상기 최적값이 계산된 픽셀들을 조합하여, 복수개의 각도별 영상 그룹에 각각 대응하는 복수개의 각도별 최적 영상을 생성하는 단계; 및 상기 복수개의 각도별 최적 영상을 이용하여 삼차원 단층 영상을 구성하는 단계;를 포함한다.
상기 최적값을 계산하는 단계는 상기 복수개의 각도별 영상 그룹 각각에 포함된 복수개의 단층 영상 각각의 복수개의 픽셀들 중 동일 위치의 픽셀을 추출하는 단계; 상기 동일 위치의 픽셀들의 픽셀값들을 획득하는 단계; 및 상기 픽셀값들을 이용하여 상기 최적값을 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 최적값을 획득하는 단계는 상기 픽셀 값들의 중간값을 상기 최적 값으로 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기 중간값은 수학식
Figure 112012087799715-pat00001
(여기서 f(x, y)는 단층 영상 f에서 (x, y) 좌표의 픽셀값이고, fn 은 n번째 각도의 각도별 최적 영상을 나타내며, fk n은 갠트리가 k번째 회전 시에 획득되는 단층 영상들 중 n번째 각도의 단층 영상을 의미하며, p는 갠트리의 총회전수를 나타내며, median 함수는 중간 값을 계산하는 함수이다.)
에 따라 계산되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 각도별 영상 그룹 각각은 상기 갠트리의 회전수에 대응하는 개수의 상기 단층 영상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 갠트리의 회전수를 설정하는 단계는 사용자의 명령에 응답하여 상기 갠트리의 회전수를 설정하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법은 피사체의 호흡이나 심장 박동과 같은 생체 신호를 감지하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않고, 피사체를 대상으로 서로다른 촬영 각도 각각에서 기설정된 복수 횟수로 촬영된 복수개의 이미지를 분석하여 각 픽셀별로 최적의 값을 산출하고 조합하여 단층 영상을 획득할 수 있다. 생체 신호를 감지하기 위한 장치가 불필요하므로, 전산화 단층 촬영장치의 제조 비용을 절감할 수 있으며, 단층 영상의 복수개의 픽셀이 각 별로 최적의 값으로 산출되었으므로, 모션 아티팩트가 제거된 고화질 영상을 획득할 수 있다.
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 고화질 영상 획득 방법을 나타낸다.
도4 는 도3 의 각도별 최적 영상 획득 단계의 상세 구성을 나타낸다.
도5 는 도3 의 각도별 최적 영상 획득 단계에서 획득하는 고화질 영상의 적용예를 나타낸다.
도6 은 본 발명의 고화질 영상 획득 방법과 기존의 영상 획득 방법으로 획득된 단층 영상을 비교하기 위한 도면이다.
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.
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.
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.
도2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전산화 단층 촬영장치를 나타낸다.
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.
도2 의 전산화 단층 촬영장치(100′)는 호흡 감지부를 구비하지 않고, 전산화 단층 촬영장치(100′)에서 촬영된 단층 영상으로부터 고화질 영상을 획득하는 고화질 영상 획득부(200)를 포함한다. 고화질 영상 획득부(200)는 영상 획득부(210), 각도별 영상 분류 저장부(220), 각도별 최적 영상 생성부(230) 및 삼차원 영상 구성부(240)를 구비한다.
영상 획득부(210)는 전산화 단층 촬영장치(100′)에서 촬영된 복수개의 단층 영상을 획득하여 저장한다. 영상 획득부(210)는 갠트리(140)가 회전하는 동안 촬영되는 복수개의 단층 영상이며, 본 발명의 전산화 단층 촬영장치(100′)는 촬영이 시작되면 피사체의 호흡 상태에 무관하게 겐트리(140)가 회전하여 다양한 각도에서 피사체를 촬영하게 된다.
본 발명의 전산화 단층 촬영장치(100′)에서 겐트리(140)는 기설정된 복수의 회전수 만큼 연속적으로 회전하는 동안 기설정된 각도에서 피사체를 촬영하여 복수개의 단층 영상을 획득할 수도 있다. 여기서 회전수는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
각도별 영상 분류 저장부(220)는 영상 획득부(210)에 저장된 복수개의 단층 영상 중 동일 각도에서 촬영된 영상들을 분류하여 저장한다. 상기한 바와 같이 단층 영상은 갠트리(140)가 회전하는 동안 기설정된 복수개의 각도에서 피사체를 촬영하고, 갠트리(140)는 복수 횟수로 회전한다. 즉 갠트리가 복수 횟수로 회전하고, 매회전시에 기설정된 각도에서 피사체를 촬영하므로, 동일 각도에서 촬영된 단층 영상이 갠트리의 회전수와 동일한 개수로 영상 분류 저장부(220)에 저장되어 있다. 예를 들어, 갠트리가 1회전하는 동안 서로 다른 각도로 8개의 영상을 촬영하고, 갠트리가 5회전 하는 것으로 설정되었다면, 영상 획득부(210)에는 40개의 영상이 저장되어 있다. 각도별 영상 분류 저장부(220)는 영상 획득부(210)에 저장된 40개의 영상 중 각 회전 시 마다 동일한 각도에서 촬영된 5개의 영상들을 분류하여 저장한다. 즉 갠트리 1회전동안 촬영되는 횟수에 따라 8개의 각도별 영상 그룹을 설정하고, 8개의 각도별 영상 그룹 각각에 대응하는 각도에서 촬영된 5개씩의 영상을 저장한다. 따라서 각도별 영상 그룹 내에는 동일한 각도에서 촬영된 영상만이 포함된다.
각도별 최적 영상 생성부(230)는 각도별 영상 그룹에 포함된 복수개의 영상에서 동일 위치의 픽셀들의 최적값을 계산하고, 각도별 영상 그룹의 복수개의 영상에서 모든 픽셀에 대한 최적값을 산출하여 각도별 최적 영상을 생성한다.
만일 각도별 영상 그룹에 5개의 영상이 저장되어 있다면, 5개의 영상 각각에서 동일한 위치의 픽셀을 추출하고, 추출된 5개의 픽셀에 대한 최적값을 계산한다. 복수개의 픽셀에 대한 최적값을 계산하는 방법은 여러 가지가 있으나, 본 발명에서는 일 예로 중간값을 최적값으로 사용한다.
복수개의 픽셀에 대한 중간값을 이용하여 픽셀의 최적값을 계산하는 방식은 수학식 1과 같다.
Figure 112012087799715-pat00002
여기서 f(x, y)는 영상 f에서 (x, y) 좌표의 픽셀값이고, fn 은 n번째 각도의 최적영상을 나타내며, fk n은 갠트리가 k번째 회전 시에 획득되는 영상들 중 n번째 각도의 영상을 의미하며, p는 갠트리의 총회전수를 나타내며, median 함수는 중간 값을 계산하는 함수이다.
확률적으로 피사체가 움직이고 있는 시간보다 정지해있는 시간이 더 길다. 따라서 각 각도별 이미지의 픽셀들을 정렬시키면, 움직임이 있거나, 잡음이 포한된 픽셀의 값들은 최대값 또는 최소값 방향으로 치우치는 경향이 있다. 그러므로, 정렬한 후에 최대 및 최소값으로 치우친 값을 무시하고 중간값을 사용하면, 피사체가 움직이지 않고 잡음이 없을 때의 값을 구할 수 있다. 따라서 수학식 1에 따른 중간값을 이용하여 최적값을 계산할 수 있으므로, 결과적으로 생체 움직임 및 잡음이 감소된 고화질 최적 영상을 획득할 수 있다.
각도별 영상 그룹의 영상들의 복수개의 픽셀 각각에 대한 최적값이 계산되면, 최적값에 대응하는 픽셀을 조합하여 하나의 각도별 최적 영상을 생성한다. 각도별 최적 영상은 각도별 영상 그룹에 포함된 복수개의 영상에 대한 최적화 결과로서 생성되는 영상이므로, 해당 각도에서의 영상들을 대표하는 영상이라고 볼 수 있다.
각도별 최적 영상 생성부(230)는 하나의 각도에 대한 각도별 최적 영상을 생성하면, 나머지 다른 각도에 대해서도 각도별 최적 영상을 생성한다. 상기한 예에 따르면 8개의 각도별 최적 영상을 생성한다.
상기에서는 최적값을 계산하기 위해 중간값 함수를 사용하였으나, 영상 처리 기법에 사용되는 다른 함수를 이용하여 최적값을 계산하여도 무방하다.
삼차원 영상 구성부(240)는 각도별 최적 영상 생성부(230)에서 생성된 각도별 최적 영상을 조합하여 하나의 삼차원 영상을 생성한다. 복수개의 각도별 영상으로부터 하나의 삼차원 영상을 생성하는 방법은 공지된 기술이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
결과적으로 본 발명에 따른 전산화 단층 촬영장치(100′)는 기설정된 회전수 동안 갠트리가 회전하면서 기설정된 각도에서 영상을 촬영한 후, 서로 동일한 각도에서 촬영된 영상들에 대한 최적화 영상을 픽셀 단위로 최적화하여 생성하여 3차원 영상을 구성한다. 그러므로, 피사체의 호흡이나 심장 박동과 같은 생체 신호와 무관하게 전산화 단층 촬영을 수행하여도, 복수개의 영상을 최적화하여 모션 아티팩트가 없는 고화질 영상을 획득할 수 있다.
도2 에서는 고화질 영상 획득부(200)가 전산화 단층 촬영장치(100′)와 별도의 장치인 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위함이며, 고화질 영상 획득부(200)는 전산화 단층 촬영장치(100′)의 제어부(미도시)에 포함되어 구성될 수 있으며, 소프트웨어로서 구현될 수 있다.
도3 은 도2 의 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법을 나타낸다.
도2 를 참조하여 도3 의 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법을 설명하면, 전산화 단층 촬영장치(100′)는 우선 캔트리(140)의 회전수를 설정한다(S10). 갠트리(140)의 회전수는 디폴트값으로 전산화 단층 촬영장치(100′)의 제어부에 기설정되어 저장될 수도 있으나, 사용자가 직접 회전수를 설정할 수도 있다. 또한 이때 회전수 이외에 다른 촬영 조건도 함께 설정할 수 있다.
회전수가 설정되면, 갠트리(140)가 연속적으로 회전한다(S20). 그리고 갠트리가 회전하는 동안 기설정된 각도에서 단층 영상을 촬영하고, 영상 획득부(210)에 저장한다(S30). 기존의 전산화 단층 촬영 장치는 지정된 각도에서 영상을 촬영하기 위해 갠트리가 정지하고, 촬영 후 다시 회전하였으나, 본 발명에 따른 전산화 단층 촬영장치(100′)는 단층 영상을 촬영하기 위해 멈추지 않고 연속적을 회전한다.
그리고 갠트리(140)의 회전수가 설정된 회전수 미만인지 판별한다(S40). 판별 결과, 갠트리(140)의 회전수가 설정된 회전수 미만이면, 갠트리(140)를 계속 회전하여 단층 영상을 촬영한다(S20). 그러나 갠트리(140)의 회전수가 설정 회전수에 도달하면, 촬영을 종료하고 갠트리의 회전을 멈춘다(S50).
촬영이 종료되면, 각도별 최적 영상을 생성한다(S60). 각도별 최적 영상 생성은 상기한 바와 같이 각도별 고화질 영상은 영상 획득부(210)에 저장된 복수개의 영상 중 동일한 각도에서 촬영된 영상들을 각도별 영상 그룹으로 구분하고, 각 각도별 영상 그룹에 포함된 영상들의 복수개의 픽셀 각각에 대한 최적 값을 계산하여 수행된다. 그리고 생성된 각도별 최적 영상을 조합하여 삼차원 영상을 구성한다(S70).
도4 는 도3 의 각도별 최적 영상 획득 단계의 상세 구성을 나타낸다.
각도별 최적 영상 획득 단계(S60)는 먼저 각도별 영상 분류 저장부(220)가 영상 획득부(210)에 저장된 복수개의 단층 영상을 복수개의 각도별 영상 그룹에 촬영 각도별 영상으로 분류하여 저장한다(S61). 그리고 복수개의 각도별 영상 그룹 각각에 포함된 복수개의 각도별 영상들에 대해 동일한 위치의 픽셀들의 최적값을 계산한다(S62). 복수개의 픽셀 각각의 최적 값이 모두 계산되면, 최적값에 대응하는 픽셀들을 조합하여 각도별 최적 영상을 생성한다(S63).
각도별 최적 영상이 생성되면, 복수개의 각도별 영상 그룹 모두에 대해, 즉 모든 각도에 대해 각도별 최적 영상이 생성되었는지 판별한다(S64). 만일 모든 각도에 대해 각도별 최적 영상이 생성되지 않았다면, 각도별 최적 영상이 생성되지 않은 각도의 각도별 영상 그룹에 포함된 복수개의 각도별 영상에 대해 다시 픽셀들의 최적값을 계산한다(S62). 그러나 모든 각도에 대한 각도별 최적 영상이 생성되었으면, 생성된 복수개의 각도별 최적 영상을 이용하여 삼차원 영상을 구성한다(S70).
도5 는 도3 의 각도별 최적 영상 획득 단계에서 획득하는 고화질 영상의 적용예를 나타낸다.
도5 에서는 상기의 실시예와 같이 갠트리(140)가 5회 회전하는 경우를 나타낸다. 도5 에서 (a) 내지 (e)는 갠트리(140)가 회전하는 동안 동일한 각도에서 촬영된 단층 영상을 나타낸다. 갠트리가 5회 회전하므로 동일 각도에서 촬영된 단층 영상 또한 5개이다. 그리고 (f)는 (a) 내지 (e)의 이미지에서 동일한 위치의 픽셀들에 대한 최적값을 계산하고, 최적값의 픽셀들을 조합하여 생성된 각도별 최적 이미지를 나타낸다. 도5 의 (f)에 도시된 바와 같이, 각도별 최적 이미지는 동일 각도에서 촬영된 복수개의 단층 영상((a) ~ (e))에 비해 선명하고 잡음이 적은 고화질 영상으로 생성되었음을 알 수 있다.
도6 은 본 발명의 고화질 영상 획득 방법과 기존의 영상 획득 방법으로 획득된 단층 영상을 비교하기 위한 도면이다.
도6 에서 (a)는 기존의 전산화 단층 촬영 방법으로 획득된 단층 영상이며, (b)는 본 발명에 따른 고화질 영상 획득 방법으로 획득된 단층 영상이다. 도6 에서 본 발명에 따른 (b)의 단층 영상이 기존의 방법에 따른(a)의 단층 영상보다 잡음이 크게 줄어들었으며, 윤곽이 뚜렷한 고화질 영상임을 확인할 수 있다.
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.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
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.

Claims (7)

  1. 갠트리 모터에 의해 회전되는 갠트리에 서로 마주보게 고정되어 단층 영상을 촬영하는 X-선 조사기와 X-선 검출기를 구비하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법에 있어서, 상기 전산화 단층 촬영 장치가
    상기 갠트리의 회전수를 설정하는 단계;
    상기 겐트리가 상기 설정된 회전수로 연속적으로 회전하는 단계;
    상기 겐트리가 회전하는 동안 피사체의 생체 신호에 무관하게 기설정된 복수개의 각도에서 상기 X-선 검출기에 의해 복수개의 단층 영상을 순차적으로 획득하는 단계;
    상기 겐트리의 회전이 상기 설정된 회전수에 도달하면 촬영을 종료하고, 획득된 상기 복수개의 단층 영상 각각을 촬영된 각도에 따라 복수개의 각도별 영상 그룹으로 분류하는 단계;
    상기 분류된 복수개의 각도별 영상 그룹 각각에 포함된 복수개의 단층 영상에서 동일한 위치의 픽셀들에 대한 최적값을 계산하는 단계;
    상기 최적값이 계산된 픽셀들을 조합하여, 복수개의 각도별 영상 그룹에 각각 대응하는 복수개의 각도별 최적 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 복수개의 각도별 최적 영상을 이용하여 삼차원 단층 영상을 구성하는 단계;를 포함하고.
    상기 최적값을 계산하는 단계는
    상기 복수개의 각도별 영상 그룹 각각에 포함된 복수개의 단층 영상 각각의 복수개의 픽셀들 중 동일 위치의 픽셀을 추출하는 단계;
    상기 동일 위치의 픽셀들의 픽셀값들을 획득하는 단계; 및
    상기 픽셀값들을 이용하여 상기 최적값을 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 최적값을 획득하는 단계는
    상기 픽셀 값들의 중간값을 상기 최적 값으로 계산하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 중간값은
    수학식
    Figure 112012087799715-pat00003

    (여기서 f(x, y)는 단층 영상 f에서 (x, y) 좌표의 픽셀값이고, fn 은 n번째 각도의 각도별 최적 영상을 나타내며, fk n은 갠트리가 k번째 회전 시에 획득되는 단층 영상들 중 n번째 각도의 단층 영상을 의미하며, p는 갠트리의 총회전수를 나타내며, median 함수는 중간 값을 계산하는 함수이다.)
    에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 복수개의 각도별 영상 그룹 각각은
    상기 갠트리의 회전수에 대응하는 개수의 상기 단층 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 갠트리의 회전수를 설정하는 단계는
    사용자의 명령에 응답하여 상기 갠트리의 회전수를 설정하는 것을 특징으로 하는 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법.
  7. 제1 항, 제3 항 내지 제6 항 중 어느 한에 있어서, 상기 전산화 단층 촬영장치의 고화질 영상 획득 방법을 수행하기 위한 프로그램 명령어가 기록된 기록매체.
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