KR101450443B1 - High resolution tomographic imaging method and tomographic imaging apparatus - Google Patents

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KR101450443B1
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tomography apparatus
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김희중
이승완
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연세대학교 원주산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for high resolution tomographic imaging. According to at least one of the embodiments of the present invention, when forming a tomographic image by reconstructing X-ray detection data having passed through a subject, a method and an apparatus which can form a tomographic image having improved resolution are provided.

Description

고해상도의 영상화 단층 촬영 방법 및 그 장치{High resolution tomographic imaging method and tomographic imaging apparatus}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high resolution tomographic imaging apparatus and a high resolution tomographic imaging apparatus,

본 발명은 고해상도의 영상화 단층 촬영 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a high resolution imaging tomography method and apparatus therefor.

비파괴성 표본 조사는 물질과학, 건강 진단, 고고학, 건설 기술, 안전문제와 관련된 기술 등의 다양한 기술 분야의 중요한 목적이다. 표본 영상을 얻기 위한 방법 중의 하나인 컴퓨터 단층촬영(CT)은 표본 면(plane)에 X선을 각기 다른 방향에서 투사한 후, 각기 다른 방향에서 측정된 감쇠데이터에 기초하여 표본 면을 재구성하는 투사 기법을 기본으로 하고 있다.Nondestructive sampling is an important objective in a variety of technical fields such as material science, health examinations, archeology, construction technology, and technology related to safety issues. Computed tomography (CT), which is one of the methods for obtaining a sample image, is a method of projecting X-rays from different directions on a sample plane and then reconstructing the sample plane based on the attenuation data measured in different directions Technique.

X선은 임의의 물체를 투과할 때, 물체의 성질과 거리에 따라 감쇄하는 특성이 있다. 이와 같은 특성을 이용하여 인체 또는 물체의 내부의 형상을 검사할 수 있는 X선을 이용한 컴퓨터 단층 촬영장치는 의료용 또는 산업용 비파괴 검사에 널리 쓰이고 있다.X-rays have the property of attenuating according to the nature and distance of an object when it transmits an arbitrary object. The X-ray computed tomography apparatus capable of examining the shape of the inside of a human body or an object using such a characteristic is widely used for nondestructive examination for medical use or industrial use.

특히 의료용으로 널리 사용되는 종래의 컴퓨터 단층 촬영 장치는 병변의 정확한 발견을 위해, 재구성되는 단층 화상의 높은 해상도가 요구된다. 이러한 단층 화상의 높은 해상도는, 방출되는 X선의 방사능 양과도 연관성이 높다.Particularly, a conventional computer tomography apparatus widely used for medical use requires a high resolution of a reconstructed tomographic image for accurate detection of a lesion. The high resolution of such a tomographic image is also highly correlated with the amount of radioactivity of the emitted X-rays.

최근 X선의 방사능 양의 증가 없이 단층 화상의 해상도를 높이는 방법들이 요구되고 있는 실정이다.
Recently, methods for increasing the resolution of a tomographic image without increasing the amount of X-ray radiation have been demanded.

본 발명은 전술한 필요성을 충족하기 위해 제안되는 것으로서, 향상된 해상도의 단층 화상을 형성할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to meet the above-mentioned needs, and it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus capable of forming a tomographic image with an improved resolution.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, X선속을 피사체에 조사하는 X선관, 상기 피사체를 투과한 상기 X선속을 검출하는 검출기 어레이, 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 지지하는 지지부재, 상기 지지부재를 회전시켜서 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 상기 피사체 주위에서 선회시키는 선회부, 및 상기 X선관과 상기 회전의 중심축을 잇는 선에 수직 방향으로 상기 X선관 또는 상기 검출기 어레이 중 적어도 하나의 위치를 이동시키는 위치 조정부를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an X-ray imaging apparatus including an X-ray tube for irradiating an X-ray flux onto a subject, a detector array for detecting the X- Ray tube and the detector array in a direction perpendicular to a line connecting the X-ray tube and the center axis of rotation of the X-ray tube and the detector array, A position adjusting section for adjusting the position of the movable member.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, X선관이 X선속을 피사체에 조사하는 단계, 검출기어레이가 상기 피사체를 투과한 상기 X선속을 검출하는 단계, 선회부가 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 지지하는 지지부재를 회전시켜서 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 상기 피사체 주위에서 선회시키는 단계, 및 위치 조정부가 상기 X선관과 상기 회전의 중심축을 잇는 선에 수직 방향으로 상기 X선관 또는 상기 검출기 어레이 중 적어도 하나의 위치를 이동시키는 단계를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an X-ray tube, comprising the steps of: irradiating an object with an X-ray tube; detecting the X-ray flux transmitted through the object by the detector array; Rotating the supporting member to support the X-ray tube and the detector array around the subject, and positioning the X-ray tube and the detector array in the X-ray tube or the detector array in a direction perpendicular to a line connecting the X-ray tube and the central axis of rotation Thereby moving at least one location.

본 발명에 따른 고해상도의 영상화 단층 촬영 방법 및 그 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.A high-resolution imaging tomography method and an effect of the apparatus according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 방출하는 X선 방사능 양을 증가시키지 않으면서, 형성되는 단층 화상의 화상도를 높일 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that the image of the tomographic image formed can be increased without increasing the amount of X-ray radiation emitted.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 CT 장치의 구성 블럭도이다.
도 2는, X선관(20)과 검출기 어레이(23)의 기하학적 배치를 xy 평면으로부터 본 도면이며, 도 3은 X선관(20)과 검출기 어레이(23)의 기하학적 배치를 yz 평면으로부터 본 도면이다.
도 4는 회전 중심 IC를 축으로 하여 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 회전하면서 X선 검출기 데이터를 수집하는 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 라돈 공간의 개념을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 동작 제어기(26)의 제어에 의해서 X선관(20)와 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경시키는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라서, 검출기 어레이(23)의 상대적인 위치 변화를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 동작 제어기(26)의 제어에 의해서 X선관(20)와 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경시키는 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따라, 동작 제어기(26)의 제어에 의해서 X선관(20)와 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경시키는 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예를 적용한 경우 라돈 공간을 도시한 도면이다.
도 11은 기존의 방법에 의해서 재구성한 단층 화상과 본 발명의 일실시예에 따라서 재구성한 단층 화상의 비교를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 단층 화상 생성 방법의 순서도를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the geometrical arrangement of the X-ray tube 20 and the detector array 23 from the xy plane, and Fig. 3 is a view showing the geometrical arrangement of the X-ray tube 20 and the detector array 23 from the yz plane .
4 is a view showing a method of collecting X-ray detector data while rotating the X-ray tube 20 and the detector array 23 about the rotation center IC.
5 is a view showing a concept of a radon space for explaining an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a method of changing the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 under the control of the operation controller 26 according to the first embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a relative positional change of the detector array 23, according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a method of changing the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 under the control of the operation controller 26 according to the second embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a method of changing the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 under the control of the operation controller 26 according to the third embodiment of the present invention.
10 is a view showing a radon space when an embodiment of the present invention is applied.
11 is a diagram showing a comparison between a tomographic image reconstructed by the conventional method and a reconstructed tomographic image according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a method of generating a tomographic image according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면에 나타내는 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 또한, 이에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Further, the present invention is not limited thereto.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 CT 장치의 구성 블럭도이다. 이 X선 CT 장치(1)는, 조작 콘솔(3)과, 촬상 테이블(4)과, 스캔갠트리(2)를 구비하고 있다.1 is a block diagram of an X-ray CT apparatus according to an embodiment of the present invention. This X-ray CT apparatus 1 is provided with an operation console 3, an image pickup table 4, and a scan gantry 2.

조작 콘솔(3)은, 조작자의 입력을 접수하는 입력 장치(31)와, 전처리, 화상 재구성 처리, 후처리 등을 행하는 중앙 처리 장치(30)와, X선 검출기 데이터를 전처리하여 구해진 투영 데이터로부터 화상 재구성한 단층 화상을 표시하는 디스플레이 장치(32)와, 프로그램이나 X선 검출기 데이터나 투영 데이터나 X선 단층 화상을 기억하는 저장 장치(33)를 구비하고 있다.The operation console 3 includes an input device 31 for accepting an operator's input, a central processing unit 30 for performing pre-processing, image reconstruction processing, post-processing, and the like, A display device 32 for displaying a reconstructed tomographic image, and a storage device 33 for storing programs, X-ray detector data, projection data, and X-ray tomographic images.

촬영 조건의 입력은 이 입력 장치(31)로부터 입력되어, 저장 장치(33)에 기억된다.The input of the photographing conditions is input from the input device 31 and stored in the storage device 33. [

스캔갠트리(2)는, X선관(20)과, X선 제어기(25)와, 빔 형성 X선 필터(22)와, 검출기 어레이(23)와 데이터 수집 장치(DAS : Data Acquisition System)(24)와, 피검체의체축의 주위에 회전하고 있는 X선관(20) 및 검출기 어레이(23) 등을 제어하는 동작 제어기(26)를 구비하고 있다. 빔 형성 X선 필터(22)는 촬영 중심인 회전 중심으로 향하는 X선의 방향으로는 필터의 두께가 가장 얇고, 주변부로 감에 따라서 필터의 두께가 증대하여, X선을 보다 흡수할 수 있도록 되어 있는 X선 필터이다. 이 때문에, 원형 또는 타원 형태에 가까운 단면 형상의 피검체의 체표면의 피폭을 적게 할 수 있도록 되어 있다.The scan gantry 2 includes an X-ray tube 20, an X-ray controller 25, a beam forming X-ray filter 22, a detector array 23 and a data acquisition system (DAS: Data Acquisition System) 24 And an operation controller 26 for controlling the X-ray tube 20 and the detector array 23 rotating around the body axis of the subject. The beam-forming X-ray filter 22 has the thinnest filter in the direction of the X-ray toward the center of rotation, which is the center of photographing, and the thickness of the filter increases as it goes toward the periphery, X-ray filter. Therefore, it is possible to reduce the exposure of the body surface of the subject having a circular or elliptical cross-sectional shape.

이하의 설명에서는 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)의 회전을 기술함에 있어서 단순히 회전된다고 기술되나, 이렇게 회전되는 동작은 상술한 동작 제어기(26)의 제어에 의해 회전된다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 동작 제어기(26)가 조적 콘솔(3)로부터 제어 신호를 입력 받으면, 동작 제어기(26)는 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)를 회전하도록 제어 신호를 전달할 수 있다.In the following description, it is described as simply rotating in describing the rotation of the X-ray tube 20 and the detector array 23, but this rotating motion may mean that it is rotated by the control of the above-mentioned motion controller 26 . That is, when the motion controller 26 receives the control signal from the mooring console 3, the motion controller 26 can transmit the control signal to rotate the X-ray tube 20 and the detector array 23.

X선관(20)과 검출기 어레이(23)는, 회전 중심 IC의 주위를 회전한다. 이 경우, X선관 및 상기 검출기 어레이를 지지하는 지지부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 회전 동작은 상술한 지지부재를 회전시킴으로써 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이(23)를 상기 피사체 주위에서 선회시키는 선회부에 의해 이루어질 수 있다.The X-ray tube 20 and the detector array 23 rotate about the rotation center IC. In this case, it may further comprise a support member (not shown) for supporting the X-ray tube and the detector array. The rotation operation may be performed by a turning unit which rotates the X-ray tube and the detector array 23 around the subject by rotating the support member.

연직 방향을 y 방향으로 하고, 수평 방향을 X 방향으로 할 때, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)의 회전 평면은, xy 평면이다. 이 회전 중심 IC 및 회전 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.When the vertical direction is the y direction and the horizontal direction is the X direction, the rotation plane of the X-ray tube 20 and the detector array 23 is the xy plane. The rotation center IC and the rotation operation will be described later with reference to Fig.

데이터 수집 장치(24)는 조작 콘솔(3)로부터의 제어 신호에 근거하여, X선 검출면을 구성하는 개개의 X선 검출기로부터의 X선 강도에 대한 검출 데이터를 수집하여, 조작 콘솔(3)에 송신한다. 데이터 수집 장치(24)에 의해서 수집된 검출 데이터는미가공 데이터(raw data)라고도 불린다.The data collecting device 24 collects detection data on the X-ray intensity from the individual X-ray detectors constituting the X-ray detecting surface based on the control signal from the operation console 3, . The detection data collected by the data collection device 24 is also referred to as raw data.

피검체는 촬상 테이블(4) 상에 탑재된다. 촬상 테이블(4)은 예컨대 모터에 의해서 위치 변경될 수 있고, 조작 콘솔(3)로부터의 제어 신호에 응답하여, 피검체를 X선 방사 공간(29)으로 이동시킨다. 피검체(6)는 예를 들면, 머리로부터 각 부분으로의 피검체의 몸체 방향이 z 방향으로 정렬되도록 방사 공간(29)에서 이동된다.The subject is mounted on the image pickup table 4. The imaging table 4 can be moved by a motor, for example, and moves the inspected object to the X-ray emitting space 29 in response to a control signal from the operation console 3. [ The subject 6 is moved, for example, in the radiation space 29 so that the body direction of the subject from the head to each part is aligned in the z direction.

도 2는, X선관(20)과 검출기 어레이(23)의 기하학적 배치를 xy평면으로부터 본 도면이며, 도 3은 X선관(20)과 검출기 어레이(23)의 기하학적 배치를 yz평면으로부터 본 도면이다. X선관(20)은, 콘빔 CB라고 불리는 X선빔을 발생한다. 콘빔 CB의 중심축 방향이 y 방향으로 평행한 때를, 뷰각도 0도로 한다.2 is a view showing the geometrical arrangement of the X-ray tube 20 and the detector array 23 from the xy plane, and Fig. 3 is a view showing the geometrical arrangement of the X-ray tube 20 and the detector array 23 from the yz plane . The X-ray tube 20 generates an X-ray beam called a cone beam CB. When the center axis direction of the cone beam CB is parallel to the y direction, the view angle is 0 degrees.

검출기 어레이(23)는, z 방향으로 J 열, 예컨대 256열의 X선 검출기 열을 갖는다. 또한, 각 X선 검출기 열은 채널 방향으로 I 채널, 예컨대 1024 채널의 X선 검출기 채널을 갖는다.The detector array 23 has a row of X-ray detectors in the z-direction, e.g., 256 rows. In addition, each X-ray detector row has an X-ray detector channel of I channel, for example, 1024 channels in the channel direction.

도 2에서는, X선관(20)의 X선 초점을 나간 X선 빔이 빔 형성 X선 필터(28)에 의해, 재구성 영역 P의 중심에서는 보다 많은 X선이, 재구성 영역 P의 주변부에서는 보다 적은 X선이 조사된다. 이와 같이 X선 선량을 공간적으로 제어한 후에, 재구성 영역 P의 내부에 존재하는 피검체에 X선이 흡수되어, 투과한 X선이 검출기 어레이(23)에 의해 X선 검출기 데이터로서 수집된다.2, the X-ray beam exiting from the X-ray focus of the X-ray tube 20 is focused by the beam-forming X-ray filter 28 so that more X-rays are concentrated at the center of the reconstruction region P and less at the periphery of the reconstruction region P. X-rays are irradiated. After the X-ray dose is spatially controlled in this manner, the X-rays are absorbed by the inspected object existing in the reconstruction area P, and the transmitted X-rays are collected as X-ray detector data by the detector array 23.

투과한 X선 빔은, 그 경로상에 존재하는 피검체의 질량에 의해서 그 세기가 감소하게 되며, 검출기 어레이(23)의 각 채널에 의해서 그 감소된 세기가 검출된다. 따라서, 한 방향에서의 방사한 X선 빔이 피검체를 통과하면서 감소된 세기만으로는 피검체의 단면을 촬영할 수는 없다. 그러므로, X선관(20) 및 이 X선관(20)에 대향하고 있는 검출기 어레이(23)는 피검체를 중심으로 360°회전하면서(스캔 동작 모드에 따라서, 360°보다 더 낮을 수 있음) 검출되는 데이터를 조합(재구성)하여 피검체의 단면 화상을 형성한다.The intensity of the transmitted X-ray beam is reduced by the mass of the subject existing on the path, and the reduced intensity is detected by each channel of the detector array 23. Therefore, the cross section of the subject can not be photographed only by the reduced intensity as the X-ray beam radiated in one direction passes through the subject. Therefore, the X-ray tube 20 and the detector array 23 opposed to the X-ray tube 20 are detected while rotating 360 degrees around the inspected object (which may be lower than 360 degrees depending on the scan operation mode) The data is combined (reconstructed) to form a cross-sectional image of the inspected object.

도 3에서, X선관(20)의 X선 초점을 나간 X선 빔은 회전 중심축 IC 부근에 존재하는 피검체에 X선이 흡수되며, 투과한 X선은 검출기 어레이(23)에 의해 X선 검출기 데이터로서 수집된다.3, the X-ray beam exiting the X-ray focus of the X-ray tube 20 is absorbed by the inspected object existing in the vicinity of the rotation center axis IC, and the transmitted X-rays are detected by the detector array 23, Detector data.

X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 회전하면서 X선이 피검체에 조사되어 수집된 투영데이터는, 검출기 어레이(23)로부터 데이터 수집 장치(24)에서 A/D 변환되어, 저장 장치(33)의 프로그램에 의해 중앙 처리 장치(30)에서 처리되어, 단층화상으로 화상 재구성되어 디스플레이 장치(32)에 표시된다.The X-ray is irradiated to the subject while the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated and the collected projection data is A / D-converted from the detector array 23 in the data acquisition device 24, 33, processed by the central processing unit 30, reconstructed into a tomographic image, and displayed on the display device 32. [

이하, 도 4를 참조하여, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 회전 중심 IC를 중심으로 회전하는 동작에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, the operation of the X-ray tube 20 and the detector array 23 rotating around the rotation center IC will be described in detail.

도 4는 회전 중심 IC를 축으로 하여 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 회전하면서 X선 검출기 데이터를 수집하는 방법을 도시한 도면이다. 도 4 (a) 및 (b)는 xy평면으로부터 본 도면을 도시하고 있다.4 is a view showing a method of collecting X-ray detector data while rotating the X-ray tube 20 and the detector array 23 about the rotation center IC. Figs. 4 (a) and 4 (b) show a view seen from the xy plane.

도 4 (a)를 참조하면 X선관(20)에서 조사되는 X선 빔은 피검체(401)를 지나 검출기 어레이(23)에 도달하게 된다(첫 번째 X선 조사). 이 때, 검출기 어레이(23)에 의해서 검출되는 X선 빔은 그 경로가 피검체(401)의 내부를 통과할 때 세기가 감소될 것이다. 따라서, 검출기 어레이(23)에 존재하는 여러개의 채널을 통하여 검출되는 데이터는 각각의 X선 빔의 경로 상에 존재하는 피검체의 질량에 대한 정보를 포함한다.Referring to FIG. 4A, the X-ray beam irradiated from the X-ray tube 20 reaches the detector array 23 through the inspected object 401 (first X-ray irradiation). At this time, the intensity of the X-ray beam detected by the detector array 23 will decrease when the path passes through the interior of the inspected object 401. Accordingly, the data detected through the plurality of channels existing in the detector array 23 includes information on the mass of the subject existing on the path of each X-ray beam.

도 4 (b)는 도 4 (a)의 상태에서 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 β만큼 반시계 방향으로 회전한 상태를 도시하고 있다. 이와 같이 β만큼 반시계 방향으로 회전한 상태에서 X선관(20)은 X선을 조사하고(두 번째 X선 조사), 검출기 어레이(23)는 조사된 X선 검출기 데이터를 획득할 수 있다. 도 4 (b)에서 획득한 검출기 데이터는 도 4 (a)에서 획득한 검출기 데이터가 가지는 질량 정보와 다른 각도에서 가지는 피검체의 질량정보가 될 것이다. 따라서, β의 값을 변화시켜 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)를 360°회전하면서 획득한 검출기 데이터는 피검체의 모든 방향(360°)에 대한 질량 정보를 얻을 수 있다. 예를 들면, β의 값을 1°씩 변화시켜가면서 360°에서 획득한 360 세트의 검출기 데이터를 재구성하여 단층 화상으로 재구성할 수 있다. 한편 상술하였듯이, 중앙 처리 장치(30)는 스캔 동작 모드에 따라서 회전 각도가 360° 전부가 아닌 그 일부 만에 대한 검출기 데이터를 재구성하여서도 단층화성을 획득할 수 있다.4 (b) shows a state in which the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated counterclockwise by? In the state of Fig. 4 (a). The X-ray tube 20 irradiates X-rays (second X-ray irradiation) in the counterclockwise direction as described above, and the detector array 23 can acquire irradiated X-ray detector data. The detector data acquired in FIG. 4 (b) will be the mass information of the subject having an angle different from that of the detector data acquired in FIG. 4 (a). Therefore, the detector data obtained by rotating the X-ray tube 20 and the detector array 23 by 360 degrees while changing the value of? Can obtain mass information about all directions (360 degrees) of the inspected object. For example, 360 sets of detector data obtained at 360 deg. While changing the value of [beta] by 1 deg can be reconstructed and reconstructed into a tomographic image. Meanwhile, as described above, the central processing unit 30 can acquire fault flatness by reconstructing the detector data for only a part of the rotation angle not 360 degrees according to the scan operation mode.

한편, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 피검체를 기준으로 회전(반시계 방향)하는 것은, 기하학적인 관점에서 보았을 때 반대로 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)는 고정이 된 채, 피검체가 반대 방향으로 회전(시계 방향)하는 경우와 동일할 수 있다. 즉, 도 4 (a)에서 피검체(401)가 시계 방향으로 β만큼 회전할 경우, 도 4 (b)의 상태와 기하학적인 관점에서는 동일해 질 수 있다.On the other hand, the reason why the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated (counterclockwise) with respect to the inspected object is that the X-ray tube 20 and the detector array 23 are fixed as viewed from a geometrical point of view (Clockwise direction) of the object to be inspected. That is, when the inspected object 401 is rotated in the clockwise direction by? In Fig. 4A, it can be made identical with the state in Fig. 4B in terms of geometry.

따라서, 이하에서 설명되는 실시예에서는 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 피검체를 기준으로 회전하는 경우, 또는 피검체가 반대 방향으로 회전하는 경우를 기준으로 설명하지만 그 설명된 경우와 기하학적으로 동일한 회전을 포함하는 것으로 이해해야 할 것이다.Therefore, in the embodiment described below, the case where the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated based on the inspected object or the case where the inspected object rotates in the opposite direction is described as the reference, It should be understood that it includes geometrically identical rotations.

한편, 본 발명의 일실시예를 설명하기 전에 라돈 공간에 대해서 먼저 설명하기로 한다. 이하, 도 5에 도시된 도면을 참조하여 라돈 공간에 대해서 설명한다.Before explaining an embodiment of the present invention, the radon space will be described first. Hereinafter, the radon space will be described with reference to the drawing shown in Fig.

도 5는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 라돈 공간의 개념을 도시한 도면이다. 5 is a view showing a concept of a radon space for explaining an embodiment of the present invention.

도 5 (a)에서는 상술한X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 피검체(401)를 기준으로 회전하는 경우를 도시하고 있다. 도 5 (a)에서 첫 번째 기준이 되는 위치에서의 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)는 식별부호 20-1 및 23-1로 도시, 그리고 1회 회전이 된 위치에서의X선관(20) 및 검출기 어레이(23)는 식별부호 20-2 및 23-2로 도시, 그리고 2회 회전이 된 위치에서의 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)는 식별부호 20-3 및 23-3으로 도시하고 있다.5 (a) shows a case where the above-described X-ray tube 20 and detector array 23 are rotated with respect to the inspected object 401. FIG. The X-ray tube 20 and the detector array 23 at the first reference position in Fig. 5 (a) are indicated by the reference numerals 20-1 and 23-1 and the X-ray tube 20 and detector array 23 are denoted by reference numerals 20-2 and 23-2 and the X-ray tube 20 and detector array 23 at two rotated positions are identified by reference numerals 20-3 and 23- 3, respectively.

도 5의 예시에서는 설명의 편의성, 명료성을 위하여 검출기 어레이(23) 중 하나의 X선 검출기 열만을 도시하고 있으며, 이 X선 검출기 열은 6개의 채널(도 5에서 기호 △, ▲, ■, □, ○ 및 ●로 도시됨)로 구성되어 있다고 가정한다. 이 6개의 채널 각각은 하나의 픽셀 정보를 형성할 수 있다.In the example of FIG. 5, only one X-ray detector row of the detector array 23 is shown for the sake of clarity and clarity. The X-ray detector row includes six channels (symbols?,?,? , &Amp; circ & and & circ &). Each of these six channels can form one pixel information.

라돈 공간이란, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 피검체(401)를 기준으로 회전함에 따라서, 형성되는 픽셀 정보가 기준위치(X선관에서 조사된 X선 중 회전 중심 IC를 통과하는 X선이 도달하는 검출기 어레이(23)상 위치, 이하 검출기 어레이 기준점이라 한다)와 형성하는 상대적인 위치를 2차원 평면에 도시한 것을 의미한다. 도 5 (b)는 도 5 (a)에서의 회전 상태에 대한 라돈 공간을 도시하고 있다.Radon space means that as the X-ray tube 20 and the detector array 23 rotate about the inspected object 401, the pixel information to be formed passes through the reference position (the center of rotation IC among the X-rays irradiated from the X- The position on the detector array 23 to which the X-ray reaches, hereinafter referred to as a detector array reference point) is shown on a two-dimensional plane. Fig. 5 (b) shows the radon space for the rotating state in Fig. 5 (a).

501-1 영역은 도 5 (a)의 기준이 되는 위치에서의 픽셀 정보를 나타낸다. 이 기준이 되는 위치에서의 픽셀 정보는, 라돈 공간에서 x축과 이루는 각이 0°인 영역에서 픽셀 정보를 형성하고 있다.The area 501-1 indicates pixel information at a position to be a reference in Fig. 5 (a). The pixel information at the reference position forms pixel information in an area where the angle formed with the x axis in the radon space is 0 °.

501-2 영역은 도 5 (a)의 첫 번째 회전이 된 위치(23-2 및 20-2)에서의 픽셀 정보를 나타낸다. 만일 첫 번째 회전이 반시계 방향으로 β1°만큼 회전되었다면, 라돈 공간에서 대응되는 픽셀 정보도 x축을 기준으로 β1°회전된다. 따라서 501-2 영역이 x축과 형성하고 있는 각은 β1°일 것이다.The area 501-2 indicates pixel information at the positions 23-2 and 20-2 where the first rotation is made in Fig. 5 (a). If the first rotation is rotated by β 1 ° counterclockwise, the corresponding pixel information in the radon space is also rotated β 1 ° about the x axis. Therefore, the angle formed by the 501-2 region with the x-axis will be β 1 °.

이 경우, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 피검체(401)를 기준으로 회전하는데 있어서, X선관(20)와 검출기 어레이(23) 간에 상대적인 위치는 고정이 되어 회전한다. 즉, 회전 중심 IC를 중심으로 회전하되 이는 피검체(401)에 조사되는 X선의 각만을 변경할 뿐 X선관(20)와 검출기 어레이(23)의 상대적인 위치가 변하는 것은 아니다. 이 경우, 상대적인 위치가 변하지 않음에 따라서 검출기 어레이 기준점은 검출기 어레이(23)의 정중앙에서 벗어나지 않을 것이다.In this case, when the X-ray tube 20 and the detector array 23 rotate about the inspected object 401, the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 is fixed and rotated. That is, it rotates around the center of rotation IC, but the relative position of the X-ray tube 20 and the detector array 23 does not change, only the angle of the X-ray irradiating the inspected object 401 is changed. In this case, as the relative position does not change, the detector array reference point will not deviate from the center of the detector array 23.

검출기 어레이 기준점과 X선 검출기 열의 정중앙이 동일한 위치이기 때문에, 라돈 공간에서 픽셀 정보의 위치는 X선 검출기 열의 정중앙이 라돈 공간에서의 원점(0,0)과 일치된 상태에서 회전할 것이다. 이에 따라 라돈 공간에서의 픽셀 정보의 회전 또한 일정한 반지름을 가지는 원호 형태의 회전이 될 것이다.Since the detector array reference point and the center of the X-ray detector row are at the same position, the position of the pixel information in the radon space will rotate with the center of the X-ray detector row aligned with the origin (0,0) in the radon space. Accordingly, the rotation of the pixel information in the radon space will also be an arc-shaped rotation having a constant radius.

도 5 (c)는 라돈 공간에서 형성된 복수 개의 픽셀 정보의 위치를 x축 기준으로 정렬한 경우를 도시하고 있다. 도 5 (c)에서 도시하고 있는 픽셀 정보의 위치는 도 5 (a)에 도시되어 있는 X선 검출기 열에서의 채널 자체의 위치와 정확하게 일치할 수 밖에 없다. 왜냐하면 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)의 상대적인 위치가 변하지 않아, X선 검출기 열의 정중앙이 라돈 공간에서의 원점과 일치된 상태에서 회전하였기 때문이다.5 (c) shows a case where the positions of a plurality of pixel information formed in the radon space are aligned on the x-axis basis. The position of the pixel information shown in Fig. 5 (c) must exactly match the position of the channel itself in the X-ray detector row shown in Fig. 5 (a). This is because the relative positions of the X-ray tube 20 and the detector array 23 are not changed, and the center of the X-ray detector row is rotated with the origin coinciding with the origin in the radon space.

한편, X선 CT 장치에서 해상도를 향상시키는 방법에 대해서 다양한 관점에서의 접근이 시도되고 있다. X선 CT 장치에서 해상도를 높이는 방법은 조사되는 방사능의 양과도 관련성이 있기 때문에, 그 방법에 있어서 제한이 존재한다. 왜냐하면 X선 CT 장치는 주로 의료 장치로 활용되는데, 피검체인 사람이 수용할 수 있는 방사능의 양이 제한적일 수 밖에 없기 때문이다. 따라서, 조사되는 X선의 양을 증가시키지 않으면서 X선 CT 장치의 공간 분해능을 높이는 방법이 요구되고 있다.On the other hand, approaches to improve the resolution in the X-ray CT apparatus have been attempted from various viewpoints. There is a limitation in the method of increasing the resolution in an X-ray CT apparatus because it is also related to the amount of radioactivity to be irradiated. This is because the X-ray CT system is mainly used as a medical device because the amount of radioactivity that can be accommodated by the person to be examined is limited. Therefore, a method of increasing the spatial resolution of the X-ray CT apparatus without increasing the amount of X-rays to be irradiated is required.

도 5 (c)와 같이, 라돈 공간에서 형성되는 복수 개의 픽셀 정보가 검출기어레이(23) 상 일지점에 대응할 경우, 이 라돈 공간을 이용하여 재구성된 단층 화상은 그 공간 분해능이 우수하지 못할 것이다.As shown in FIG. 5C, when a plurality of pieces of pixel information formed in the radon space correspond to a point on the detector array 23, the reconstructed tomographic image using the radon space will not have excellent spatial resolution.

따라서 본 발명의 일실시예에서 제안하는 바는, 라돈 공간에서 형성되는 복수 개의 픽셀 정보가 검출기 어레이(23) 상 불규칙하게 대응되도록, X선관(20) 와 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치에 변경할 것을 제안한다.즉, 동작 제어기(26)는 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)를 회전시키면서 X선관(20) 및 검출기 어레이(23)의 상대적 위치를 함께 변경시킬 것을 제안한다.Therefore, in an embodiment of the present invention, it is possible to change the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 such that a plurality of pieces of pixel information formed in the radon space are irregularly corresponded on the detector array 23 The motion controller 26 suggests to change the relative positions of the X-ray tube 20 and the detector array 23 while rotating the X-ray tube 20 and the detector array 23 together.

이하 도면을 참조하여 X선관(20)과 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경시키는 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of changing the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 will be described in detail with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 동작 제어기(26)의 제어에 의해서 X선관(20)와 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경시키는 방법을 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a method of changing the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 under the control of the operation controller 26 according to the first embodiment of the present invention.

도 6A는 X선관(20)과 검출기 어레이(23)의 위치가 기준으로부터 β1만큼 회전한 상태를 도시하고 있다. 도 6B는 X선관(20)와 검출기 어레이(23)의 위치가 기준으로부터 β2만큼 회전한 상태를 도시하고 있다. 제 1 실시예에서 제안하는 방법은, 동작 제어기(26)의 제어에 의해서 검출기 어레이(23)를 소정 방향으로 이동시키면서 검출기 데이터를 수집하도록 제어하는 방법이다.6A shows a state in which the positions of the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated by? 1 from the reference. 6B shows a state in which the positions of the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated by? 2 from the reference. The method proposed in the first embodiment is a method for controlling the detector array 23 to collect detector data while moving the detector array 23 in a predetermined direction under the control of the operation controller 26. [

예를 들어 동작 제어기(26)는 도 6A에서와 같이 기준으로부터 검출기 어레이(23)를 β1만큼 회전시킨 경우, 검출기어레이(23) 위치를 그 채널 방향으로 d1만큼 이동 시킬 수 있다. 더 나아가, 동작 제어기(26)는 도 6B에서와 같이 기준으로부터 β2만큼 회전 된 경우, 검출기 어레이(23)를 그 채널 방향으로 d2만큼 이동시킬 수 있다.For example, the motion controller 26 may move the position of the detector array 23 by d1 in its channel direction when the detector array 23 is rotated by? 1 from the reference as in Fig. 6A. Furthermore, the motion controller 26 can move the detector array 23 by d2 in its channel direction when rotated by? 2 from the reference as in Fig. 6B.

도 6A에서 검출기 어레이(23)가 채널 방향으로 이동한다는 것은, X선관(2)과 회전의 중심축을 잇는 선에 수직 방향으로 이동한다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 검출기어레이(23)의 회전 운동에 의하여 형성되는 원 경로가 있을 경우, 그 원의 접선 상에서 그 검출기 어레이(23)가 채널 방향으로 이동하는 것을 의미할 수 있다(검출기 어레이(23)의 이동은 직선 운동일 수 있다).In Fig. 6A, moving the detector array 23 in the channel direction may mean moving in a direction perpendicular to the line connecting the X-ray tube 2 and the central axis of rotation. That is, if there is an original path formed by the rotational motion of the detector array 23, it may mean that the detector array 23 is moving in the channel direction on its tangent to the original (movement of the detector array 23) May be a linear motion).

도 6에서와 같이, 검출기 어레이(23)의 회전에 따라서, 그 채널 방향으로 검출기 어레이(23)의 이동이 있을 경우, 검출기 어레이(23)의 화소 별 불규칙적인 정보 추출 패턴이 관찰될 수 있다. 각각의 2차원 영상 획득 시 마다 정보 추출 위치가 변화하며 결과적으로 조밀한 정보 추출이 가능하여 공간분해능을 향상시킬 수 있다.As shown in Fig. 6, irregular information extraction patterns for each pixel of the detector array 23 can be observed when the detector array 23 moves in the channel direction in accordance with the rotation of the detector array 23. Fig. The information extraction position changes every time the two-dimensional image is acquired, and as a result, dense information can be extracted, thereby improving the spatial resolution.

본 발명의 일실시예에서 제안하는 이동 거리 d는 아래 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.
The movement distance d proposed in the embodiment of the present invention can be determined by the following equation (1).

Figure 112013032670231-pat00001
Figure 112013032670231-pat00001

수학식 1에서 각 파라미터는 다음과 같다.The parameters in Equation (1) are as follows.

i : 몇 번째 회전인지를 나타내는 정수i: an integer indicating how many rotations

b : 검출기 어레이(23)의 채널 방향으로의 길이b: Length of the detector array 23 in the channel direction

N : 검출기 어레이(23)가 피검체를 중심으로 360°회전하면서 데이터를 획득하는 회수(X선을 조사하는 회수)N: the number of times the detector array 23 acquires data while rotating 360 degrees about the inspected object (the number of times the X-ray is irradiated)

c : 이동 거리 조정 계수c: Moving distance adjustment factor

즉, 360°회전하면서 360번 데이터를 획득하고, 이동 거리 조정 계수 c=1의 값을 갖는다고 가정하였을 때, 본 발명의 일실시예에서 제안하는 이동 거리 d는 아래와 같다.That is, assuming that 360 data is obtained while rotating 360 degrees and the movement distance adjustment coefficient c = 1, the movement distance d proposed in the embodiment of the present invention is as follows.

1번째 회전인 경우 거리 d1은

Figure 112013032670231-pat00002
In the first rotation, the distance d 1 is
Figure 112013032670231-pat00002

2번째 회전인 경우 거리 d2은

Figure 112013032670231-pat00003
For the second rotation, the distance d 2 is
Figure 112013032670231-pat00003

3번째 회전인 경우 거리 d3은

Figure 112013032670231-pat00004

For the third rotation, the distance d 3 is
Figure 112013032670231-pat00004

n번째 회전인 경우 거리 dn은

Figure 112013032670231-pat00005
For the n th rotation, the distance d n is
Figure 112013032670231-pat00005

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라서, 검출기어레이(23)의 상대적인 위치 변화를 설명하는 도면이다.7 is a diagram for explaining a relative positional change of the detector array 23, according to an embodiment of the present invention.

도 7의 가장 첫 번째 줄에 도시되어 있는 검출기 어레이(23)의 위치는 검출기 어레이 기준점(701)을 기준으로 정렬되어 있다.The positions of the detector arrays 23 shown in the first row of FIG. 7 are aligned with respect to the detector array reference points 701.

그리고 두 번째 줄은 검출기 어레이(23)가 한 번 회전이 된 경우, 검출기어레이 기준점(701)을 기준으로 우측(채널 방향)으로 거리 d1만큼 이동한 상태를 나타낸다.And the second line shows a state in which the detector array 23 has moved by a distance d 1 in the right direction (channel direction) with respect to the detector array reference point 701 when the detector array 23 has been rotated once.

그리고세 번째 줄은 검출기 어레이(23)가 두 번 회전이 된 경우, 검출기 어레이 기준점(701)을 기준으로 우측(채널 방향)으로 거리 d2만큼 이동한 상태를 나타낸다.And the third line shows a state in which when the detector array 23 is rotated twice, it moves to the right (channel direction) by a distance d 2 with respect to the detector array reference point 701.

그리고 n 번째 줄은 검출기 어레이(23)가 n 번 회전이 된 경우 검출기 어레이 기준점(701)을 기준으로 우측(채널 방향)으로 거리 dn만큼 이동한 상태를 나타낸다.And the nth line represents a state in which the detector array 23 has moved by a distance d n in the right direction (channel direction) with respect to the detector array reference point 701 when the detector array 23 is rotated n times.

그리고, 이 때 거리 d1, d2, ..., dn은 상기 수학식 1을 따를 수 있다.In this case, the distances d 1 , d 2 , ..., d n may be calculated according to Equation (1).

도 7에서와 같이, 검출기 어레이(23)의 위치를 일정 방향으로 이동시키면서 X선을 조사할 경우, 이 조사된 X선을 수신하는 검출기 어레이(23)상에서는 불규칙적인 검출 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 중앙 처리 장치(30)는 불규칙적인 검출 패턴에 의해서 공간 분해능이 보다 높은 단층 화상을 형성할 수 있다.As shown in Fig. 7, when irradiating X-rays while moving the position of the detector array 23 in a predetermined direction, an irregular detection pattern can be formed on the detector array 23 receiving the irradiated X-rays. This central processing unit 30 can form a tomographic image with higher spatial resolution by an irregular detection pattern.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 동작 제어기(26)의 제어에 의해서 X선관(20)과 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경시키는 방법을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 방법에 따르면, 동작 제어기(26)는 X선관(20)과 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경하는데 있어서, X선관(20)의 위치를 일정 방향으로 이동하도록 제어하면서 검출기 데이터를 획득한다.8 is a diagram showing a method of changing the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 under the control of the operation controller 26 according to the second embodiment of the present invention. 8, in order to change the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23, the operation controller 26 controls the position of the X-ray tube 20 to move in a certain direction, Data is acquired.

도 8에 도시된 실시예에서는, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)는 고정되어 있지만, 피사체(401)이 중심에서 회전하고 있다. 그렇더라도, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 피사체(401)를 중심으로 회전하는 경우와 기하학적으로 동일한 동작일 수 있다.In the embodiment shown in Fig. 8, the X-ray tube 20 and the detector array 23 are fixed, but the subject 401 is rotating at the center. Even so, it may be geometrically the same as when the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated around the subject 401.

본 발명의 일실시예에 따르면, 일정 방향은, 기존에 X선관(20)의 회전에 따라서 형성되는 원의 경로가 있을 경우, 그 원에 접선 상에서 좌우 방향을 의미할 수 있다. 또는 X선관과 상기 회전의 중심축을 잇는 선에 수직 방향일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when there is a circular path formed in accordance with the rotation of the X-ray tube 20, the predetermined direction may mean the lateral direction on the tangent to the circle. Or may be perpendicular to a line connecting the X-ray tube and the central axis of rotation.

도 8에서는 X선관(20)의 위치가 첫 번째 위치에서 다섯 번째 위치까지 도시되어 있다.In FIG. 8, the position of the X-ray tube 20 is shown from the first position to the fifth position.

동작 제어기(26)는 X 선관(20)의 첫 번째 위치에서 피사체(401)를 향해 X선을 조사하고, 그 조사한 X선의 세기를 검출기 어레이(23)를 통하여 감지하고 감지된 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송한다.The operation controller 26 irradiates X-rays toward the subject 401 at the first position of the X-ray tube 20, detects the intensity of the irradiated X-rays through the detector array 23, To the device (24).

그리고 동작 제어기(26)는 피사체(401)를 소정 각도만큼 회전을 한 후, X선관(20)의 위치를 두 번째 위치로 이동되도록 제어한다. 그리고, 두 번째 X선관(20)의 위치에서 피사체(401)를 향하여 X선을 조사한다. 그리고 그 조사한 X선의 세기를 다시 검출기 어레이(23)를 통하여 감지하고, 감지된 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송한다.Then, the operation controller 26 rotates the subject 401 by a predetermined angle, and controls the position of the X-ray tube 20 to move to the second position. Then, the X-ray is irradiated toward the subject 401 from the position of the second X-ray tube 20. [ Then, the intensity of the irradiated X-rays is detected again through the detector array 23, and the sensed detector data is transmitted to the data collecting device 24. [

그리고 동작 제어기(26)는 피사체(401)를 소정 각도만큼더 회전을 한 후, X선관(20)의 위치를 세 번째 위치로 이동되도록 제어한다. 그리고, 세 번째 X선관(20)의 위치에서 피사체(401)를 향하여 X선을 조사한다. 그리고 그 조사한 X선의 세기를 다시 검출기 어레이(23)를 통하여 감지하고, 감지된 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송한다.The operation controller 26 further rotates the subject 401 by a predetermined angle, and then controls the X-ray tube 20 to move to the third position. Then, the X-ray is irradiated toward the subject 401 from the position of the third X-ray tube 20. [ Then, the intensity of the irradiated X-rays is detected again through the detector array 23, and the sensed detector data is transmitted to the data collecting device 24. [

이러한 방식으로 동작 제어기(26)가 정해진 회수 만큼 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송하도록 제어하였으면, 데이터 수집 장치(24)는 수신한 복수 개의 검출기 데이터를 중앙 처리 장치(30)로 보내고, 중앙 처리 장치(30)는 이 수신 받은 복수 개의 검출기 데이터를 재구성하여 단층 화상을 형성할 수 있을 것이다.If the operation controller 26 controls the transmission of the detector data to the data acquisition device 24 a predetermined number of times in this manner, the data acquisition device 24 sends the received plurality of detector data to the central processing unit 30, The central processing unit 30 may reconstruct the received plurality of detector data to form a tomographic image.

이 경우, 각 위치간에 거리 차이(d1 내지 d4)는 상술한 수학식 1에 따를 수 있다.In this case, the distance differences d1 to d4 between the respective positions may be in accordance with the above-described equation (1).

도 8에서와 같이, X선관(20)의 위치를 일정 방향으로 이동시키면서 X선을 조사할 경우, 이 조사된 X선을 수신하는 검출기 어레이(23)상에서는 불규칙적인 검출 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 중앙 처리 장치(30)는 불규칙적인 검출 패턴에 의해서 공간 분해능이 보다 높은 단층 화상을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 8, when X-ray is irradiated while moving the position of the X-ray tube 20 in a predetermined direction, an irregular detection pattern can be formed on the detector array 23 receiving the irradiated X-rays. This central processing unit 30 can form a tomographic image with higher spatial resolution by an irregular detection pattern.

도9는 본 발명의 제 3 실시예에 따라, 동작 제어기(26)의 제어에 의해서 X선관(20)와 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경시키는 방법을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 방법에 따르면, 동작 제어기(26)는 X선관(20)와 검출기 어레이(23) 간 상대적인 위치를 변경하는데 있어서, X선관(20)와 검출기 어레이(23)의 위치 모두를 일정 방향으로 이동하도록 제어하면서 검출기 데이터를 획득한다.9 is a diagram showing a method of changing the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23 under the control of the operation controller 26 according to the third embodiment of the present invention. 9, the operation controller 26 changes both the position of the X-ray tube 20 and the detector array 23 to a predetermined value in order to change the relative position between the X-ray tube 20 and the detector array 23. [ Direction to obtain the detector data.

도 9에 도시된 실시예에서는 마찬가지로, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)는 고정되어 있지만, 피사체(401)이 중심에서 회전하고 있다. 그렇더라도, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)가 피사체(401)를 중심으로 회전하는 경우와 기하학적으로 동일한 동작일 수 있다.In the embodiment shown in Fig. 9, the X-ray tube 20 and the detector array 23 are similarly fixed, but the subject 401 is rotating at the center. Even so, it may be geometrically the same as when the X-ray tube 20 and the detector array 23 are rotated around the subject 401.

도 9에서는 X선관(20)의 위치가 첫 번째 위치에서 다섯 번째 위치까지 도시되어 있다. 그리고, 도 9에서는 검출기 어레이(23)의 위치가 첫 번째 위치에서 다섯 번째 위치까지 도시되어 있다.In FIG. 9, the position of the X-ray tube 20 is shown from the first position to the fifth position. 9, the position of the detector array 23 is shown from the first position to the fifth position.

동작 제어기(26)는 X 선관(20)의 첫 번째 위치에서 피사체(401)를 향해 X선을 조사하고, 그 조사한 X선의 세기를 검출기 어레이(23)를 통하여 감지하고 감지된 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송한다.The operation controller 26 irradiates X-rays toward the subject 401 at the first position of the X-ray tube 20, detects the intensity of the irradiated X-rays through the detector array 23, To the device (24).

그리고 동작 제어기(26)는 피사체(401)를 소정 각도만큼 회전을 한 후, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)의 위치를 두 번째 위치로 이동되도록 제어한다. 그리고, 두 번째 X선관(20)의 위치에서 피사체(401)를 향하여 X선을 조사한다. 그리고 그 조사한 X선의 세기를 다시 검출기 어레이(23)를 통하여 감지하고, 감지된 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송한다.The operation controller 26 controls the movement of the position of the X-ray tube 20 and the detector array 23 to the second position after rotating the subject 401 by a predetermined angle. Then, the X-ray is irradiated toward the subject 401 from the position of the second X-ray tube 20. [ Then, the intensity of the irradiated X-rays is detected again through the detector array 23, and the sensed detector data is transmitted to the data collecting device 24. [

그리고 동작 제어기(26)는 피사체(401)를 소정 각도만큼 더 회전을 한 후, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)의 위치를 세 번째 위치로 이동되도록 제어한다. 그리고, 세 번째 X선관(20)의 위치에서 피사체(401)를 향하여 X선을 조사한다. 그리고 그 조사한 X선의 세기를 다시 검출기 어레이(23)를 통하여 감지하고, 감지된 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송한다.The operation controller 26 further rotates the subject 401 by a predetermined angle and then controls the X-ray tube 20 and the detector array 23 to move to the third position. Then, the X-ray is irradiated toward the subject 401 from the position of the third X-ray tube 20. [ Then, the intensity of the irradiated X-rays is detected again through the detector array 23, and the sensed detector data is transmitted to the data collecting device 24. [

이러한 방식으로 동작 제어기(26)가 정해진 회수만큼 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송하도록 제어하였으면, 데이터 수집 장치(24)는 수신한 복수 개의 검출기 데이터를 중앙 처리 장치(30)로 보내고, 중앙 처리 장치(30)는 이 수신 받은 복수 개의 검출기 데이터를 재구성하여 단층 화상을 형성할 수 있을 것이다.If the operation controller 26 controls the transmission of the detector data to the data acquisition device 24 a predetermined number of times in this manner, the data acquisition device 24 sends the received plurality of detector data to the central processing unit 30, The central processing unit 30 may reconstruct the received plurality of detector data to form a tomographic image.

이 경우, 각 위치간에 거리 차이(d1 내지 d4)는 상술한 수학식 1에 따를 수 있다.In this case, the distance differences d1 to d4 between the respective positions may be in accordance with the above-described equation (1).

도 9에서와 같이, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)의 위치를 일정 방향으로 이동 시키면서 X선을 조사할 경우, 이 조사된 X선을 수신하는 검출기 어레이(23)상에서는 불규칙적인 검출 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 중앙 처리 장치(30)는 불규칙적인 검출 패턴에 의해서 공간 분해능이 보다 높은 단층 화상을 형성할 수 있다.9, when irradiating X-rays while moving the positions of the X-ray tube 20 and the detector array 23 in a predetermined direction, on the detector array 23 receiving the irradiated X-rays, irregular detection patterns Can be formed. This central processing unit 30 can form a tomographic image with higher spatial resolution by an irregular detection pattern.

도 10은 본 발명의 일실시예를 적용한 경우 라돈 공간을 도시한 도면이다.10 is a view showing a radon space when an embodiment of the present invention is applied.

도 10A (a)는 이동 거리 조정 계수 c=0.5인 경우의 라돈 공간을 도시하고 있다. 도 10A (b)는 도 10A (a)의 라돈 공간에서 형성된 복수 개의 픽셀 정보의 위치를 x축 기준으로 정렬한 경우를 도시하고 있다.도 10A (b)에 도시된 도면을 참조하면, 도 5 (c)의 픽셀 정보의 위치와 비교하여 획득한 픽셀 정보의 위치가 불규칙적이 되었음을 확인할 수 있다.Fig. 10A (a) shows the radon space when the moving distance adjustment coefficient c = 0.5. 10A shows a case where the positions of a plurality of pieces of pixel information formed in the radon space of FIG. 10A are aligned on the x-axis basis. Referring to the drawing shown in FIG. 10A, it can be confirmed that the position of the obtained pixel information is irregular compared with the position of the pixel information in (c).

도 10B (a)는 이동 거리 조정 계수 c=1인 경우의 라돈 공간을 도시하고 있다. 도 10B (b)는 도 10B (a)의 라돈 공간에서 형성된 복수 개의 픽셀 정보의 위치를 x축 기준으로 정렬한 경우를 도시하고 있다. 도 10B (b)에 도시된 도면을 참조하면, 도 5 (c)의 픽셀 정보의 위치와 비교하여 획득한 픽셀 정보의 위치가 더욱 더 불규칙적이 되었음을 확인할 수 있다.Fig. 10B (a) shows the radon space when the moving distance adjustment coefficient c = 1. FIG. 10B shows a case where the positions of a plurality of pixel information formed in the radon space of FIG. 10B (a) are aligned on the x-axis basis. Referring to FIG. 10B, it can be confirmed that the position of the pixel information obtained by comparing with the position of the pixel information in FIG. 5C becomes more irregular.

도 11은 기존의 방법에 의해서 재구성한 단층 화상과 본 발명의 일실시예에 따라서 재구성한 단층 화상의 비교를 나타내는 도면이다. 도 11에서의 비교 실험에서는, 동일한 조건을 이용하였음을 강조한다. 도 11을 참조하면, 기존의 방법으로 재구성한 단층 화상 보다 본 발명의 일실시예에 따른 방법을 이용할 경우 더욱 더 선명한 화상을 재구성할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.11 is a diagram showing a comparison between a tomographic image reconstructed by the conventional method and a reconstructed tomographic image according to an embodiment of the present invention. In the comparison experiment in FIG. 11, it is stressed that the same conditions are used. Referring to FIG. 11, it can be seen that a clearer image can be reconstructed by using the method according to an embodiment of the present invention than the reconstructed tomographic image by the conventional method.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 단층 화상 생성 방법의 순서도를 도시한 도면이다.12 is a flowchart illustrating a method of generating a tomographic image according to an embodiment of the present invention.

1201단계에서 동작 제어기(26)는 숫자 N에 0을 설정한다. 이 숫자 N은 본 발명에 따른 단층 화상을 형성하기 위하여 반복회수를 카운트하기 위함이다. In step 1201, the motion controller 26 sets the number N to zero. This number N is for counting the number of repetitions in order to form the tomographic image according to the present invention.

1202단계에서 동작 제어기(26)는 X선관(20)을 통하여 피사체를 향해 X선 빔을 조사한다. 이렇게 조사된 X선 빔은 그 경로가 피사체를 지나갈 때, 세기가 감소되고, 감소된 X선 빔이 검출기 어레이(23)에 도달한다.In operation 1202, the operation controller 26 irradiates the X-ray beam toward the subject through the X-ray tube 20. The X-ray beam irradiated in this manner is reduced in intensity as the path passes the subject, and the reduced X-ray beam arrives at the detector array 23.

1203단계에서 동작 제어기(26)는 검출기 어레이(23)를 통하여 상기 X선 빔의 세기를 검출하고, 이 세기를 검출기 데이터로 획득한다. 그리고 동작 제어기(26)는 획득한 검출기 데이터를 데이터 수집 장치(24)로 전송할 수 있다.In operation 1203, the motion controller 26 detects the intensity of the X-ray beam through the detector array 23, and acquires the intensity of the X-ray beam as detector data. And the motion controller 26 may send the acquired detector data to the data acquisition device 24. [

1204단계에서 동작 제어기(26)는 피사체를 소정 각도 회전하거나, X선관(20) 및 검출기 어레이(23)를 소정 각도 회전한다. 어느 것을 회전하든지, 그 기하학적인 상태는 동일할 것이다.In step 1204, the motion controller 26 rotates the subject by a predetermined angle or rotates the X-ray tube 20 and the detector array 23 by a predetermined angle. Whichever it rotates, its geometry will be the same.

1205단계에서 동작 제어기(26)는 X선관(20)과 검출기 어레이(23)의 상대적 위치를 조정한다. 이 경우, 조정 거리 d는 수학식 1에 따른다.In operation 1205, the operation controller 26 adjusts the relative position of the X-ray tube 20 and the detector array 23. In this case, the adjustment distance d is expressed by Equation (1).

1206단계에서 동작 제어기(26)는 숫자 N에 1을 더하여 반복 회수가 1회 완료되었음을 카운트한다.In step 1206, the operation controller 26 adds 1 to the number N and counts that the repetition number has been completed once.

1207단계에서 동작 제어기(26)는 숫자 N이 소정 값 이하인지 판단한다. 즉, 반복 회수가 설정된 값에 도달하였는지 판단하고, 도달하였다면 1208단계로 진행하고 도달하지 않았다면 다시 1202단계로 진행하여 반복한다.In step 1207, the operation controller 26 determines whether the number N is equal to or smaller than a predetermined value. That is, it is determined whether the number of repetitions reaches a set value. If the number of repetitions reaches the set value, the process proceeds to step 1208, and if not, the process returns to step 1202 and repeats.

1208단계에서 동작 제어기(26)는 데이터 수집 장치(24)가 수집한 검출기 데이터들을 중앙 처리 장치(30)로 보내고, 중앙 처리 장치(30)는 획득한 검출기 데이터들을 기초로 재구성 동작을 수행하여 단층 화상을 형성한다.In operation 1208, the operation controller 26 sends the detector data collected by the data collection device 24 to the central processing unit 30, and the central processing unit 30 performs a reconstruction operation based on the acquired detector data, Thereby forming an image.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The present invention described above can be implemented as computer readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (12)

X선속을 피사체에 조사하는 X선관;
상기 피사체를 투과한 상기 X선속을 검출하는 검출기 어레이;
상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 지지하는 지지부재;
상기 지지부재를 회전시켜서 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 상기 피사체 주위에서 선회시키는 선회부;
상기 X선관과 상기 회전의 중심축을 잇는 선에 수직 방향으로 상기 X선관 또는 상기 검출기 어레이 중 적어도 하나의 위치를 이동시키는 위치 조정부 및
상기 X선관, 상기 검출기 어레이 및 상기 선회부를 제어하는 동작 제어부를 포함하고,
상기 동작 제어부는,
상기 지지부재를 소정 각 만큼 복수 회 회전시켜가며 상기 검출기 어레이를 통하여 상기 X선속을 검출한 복수 개의 데이터인 검출 데이터를 획득하고,
상기 이동시키는 거리는, 수식
Figure 112014079403293-pat00022
에 의해서 결정되며,
상기 수식의 각 파라미터는, i : 몇 번째 회전인지를 나타내는 정수, b : 검출기 어레이(23)의 채널 방향으로의 길이, N : 상기 검출기 어레이가 상기 검출 데이터를 검출하는 회수 및 c : 이동 거리 조정 계수인,
X선 영상화 단층 촬영 장치.
An X-ray tube for irradiating an X-ray flux onto a subject;
A detector array for detecting the X-ray flux transmitted through the subject;
A support member for supporting the X-ray tube and the detector array;
A swivel unit for rotating the support member to swing the X-ray tube and the detector array around the subject;
A position adjusting unit for moving the position of at least one of the X-ray tube or the detector array in a direction perpendicular to a line connecting the X-ray tube and the central axis of rotation;
And an operation control unit for controlling the X-ray tube, the detector array, and the turning unit,
The operation control unit,
Wherein the detection unit detects the X-ray flux through the detector array while rotating the support member a plurality of times by a predetermined angle,
The moving distance may be calculated by the following equation
Figure 112014079403293-pat00022
Lt; / RTI >
B: length in the channel direction of the detector array 23, N: number of times the detector array detects the detected data, and c: The coefficient,
X-ray imaging tomography apparatus.
제 1 항에 있어서,
상기 위치 조정부가 상기 X선관 또는 상기 검출기 어레이 중 적어도 하나의 위치를 이동시키는 거리는, 상기 지지부재의 회전각에 대응되는,
X선 영상화 단층 촬영 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the distance that the position adjuster moves the position of at least one of the X-ray tube or the detector array is a distance corresponding to a rotation angle of the support member,
X-ray imaging tomography apparatus.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 획득한 검출 데이터를 재구성하여 단층 화상을 형성하는 중앙 처리 장치를 더 포함하는,
X선 영상화 단층 촬영 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a central processing unit for reconstructing the obtained detection data to form a tomographic image,
X-ray imaging tomography apparatus.
제5 항에 있어서,
상기 형성된 단층 화상을 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는,
X선 영상화 단층 촬영 장치.
6. The method of claim 5,
Further comprising: a display section for outputting the formed tomographic image;
X-ray imaging tomography apparatus.
X선 영상화 단층 촬영 장치를 제어하는 방법에 있어서,
X선관이 X선속을 피사체에 조사하는 단계;
검출기 어레이가 상기 피사체를 투과한 상기 X선속을 검출하는 단계;
선회부가 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 지지하는 지지부재를 회전시켜서 상기 X선관 및 상기 검출기 어레이를 상기 피사체 주위에서 선회시키는 단계;
위치 조정부가 상기 X선관과 상기 회전의 중심축을 잇는 선에 수직 방향으로 상기 X선관 또는 상기 검출기 어레이 중 적어도 하나의 위치를 이동시키는 단계 및
동작 제어부가 상기 지지부재를 소정 각 만큼 복수 회 회전시켜가며 상기 검출기 어레이를 통하여 상기 X선속을 검출한 복수 개의 데이터인 검출 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 동작 제어부는 상기 X선관, 상기 검출기 어레이 및 상기 선회부를 제어하고,
상기 이동시키는 거리는, 수식
Figure 112014079403293-pat00023
에 의해서 결정되고,
상기 수식의 각 파라미터는, i : 몇 번째 회전인지를 나타내는 정수, b : 검출기 어레이(23)의 채널 방향으로의 길이, N : 상기 검출기 어레이가 상기 검출 데이터를 검출하는 회수 및 c : 이동 거리 조정 계수인,
X선 영상화 단층 촬영 장치를 제어하는 방법.
A method for controlling an X-ray imaging tomography apparatus,
Irradiating the subject with an X-ray beam;
The detector array detecting the X-ray flux transmitted through the object;
Rotating the support member supporting the X-ray tube and the detector array so that the orbiting portion rotates the X-ray tube and the detector array around the subject;
Moving the position of at least one of the X-ray tube or the detector array in a direction perpendicular to a line connecting the X-ray tube and the central axis of rotation, and
Further comprising the step of the operation control unit rotating the supporting member a plurality of times by a predetermined angle to obtain detection data that is a plurality of data that have detected the X-ray flux through the detector array,
Wherein the operation control unit controls the X-ray tube, the detector array and the turning unit,
The moving distance may be calculated by the following equation
Figure 112014079403293-pat00023
Lt; / RTI >
B: length in the channel direction of the detector array 23, N: number of times the detector array detects the detected data, and c: The coefficient,
A method for controlling an X-ray imaging tomography apparatus.
제 7 항에 있어서,
상기 위치 조정부가 상기 X선관 또는 상기 검출기 어레이 중 적어도 하나의 위치를 이동시키는 거리는, 상기 지지부재의 회전각에 대응되는,
X선 영상화 단층 촬영 장치를 제어하는 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the distance that the position adjuster moves the position of at least one of the X-ray tube or the detector array is a distance corresponding to a rotation angle of the support member,
A method for controlling an X-ray imaging tomography apparatus.
삭제delete 삭제delete 제7 항에 있어서,
상기 획득한 검출 데이터를 재구성하여 단층 화상을 형성하는 단계를 더 포함하는,
X선 영상화 단층 촬영 장치를 제어하는 방법.
8. The method of claim 7,
And reconstructing the obtained detection data to form a tomographic image.
A method for controlling an X-ray imaging tomography apparatus.
제11 항에 있어서,
상기 형성된 단층 화상을 출력하는 단계를 더 포함하는,
X선 영상화 단층 촬영 장치를 제어하는 방법.12. The method of claim 11,
And outputting the formed tomographic image.
A method for controlling an X-ray imaging tomography apparatus.
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