KR101458451B1 - Ct 장치, ct 영상 처리 장치 및 ct 영상 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 통신에 의하여 연결된 두 개의 프로세서에 의하여 2차원 투영 영상의 획득 및 3차원 CT 영상의 복원이 각각 병렬적으로 수행되는 CT 장치, CT 영상 처리 장치 및 CT 영상 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치 및 방법에 의하면, 2차원 투영 영상의 획득 및 3차원 CT 영상의 복원이 광 통신을 이용하여 병렬적으로 수행될 수 있다. 따라서, 3차원 CT 영상을 더 효율적이면서 신속하게 얻을 수 있다.

Description

CT 장치, CT 영상 처리 장치 및 CT 영상 처리 방법{CT APPARATUS, CT IMAGE PROCESSING APPARATUS AND CT IMAGE PROCESSING METHOD}
본 발명은 CT 장치, CT 영상 처리 장치 및 CT 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 특히 광 전송선로에 의하여 연결된 두 개의 프로세서에 의하여 2차원 투영 영상의 획득 및 3차원 CT 영상의 복원이 각각 병렬적으로 수행되는 CT 장치, CT 영상 처리 장치 및 CT 영상 처리 방법에 관한 것이다.
3차원 CT 영상의 복원은 많은 계산량을 요하기 때문에, 단일한 프로세서가 이를 수행할 경우 속도 저하를 초래할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위하여, 복수의 처리 모듈이 영상 데이터를 병렬적으로 처리하는 구성이 제안된 바 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
최근에는 CPU 가격이 하락함에 따라, 물리적으로 떨어져 있는 복수의 컴퓨터가 영상 데이터를 병렬적으로 처리하는 분산 처리 방식이 널리 이용되고 있다. 따라서, 분산 처리 방식을 이용하여 CT 영상 데이터의 병렬적 처리를 더 효과적으로 수행할 수 있는 구성이 요청된다.
종래에는, X-선을 이용한 3차원 CT 검사에서 사용되는 X-선 검출기가 PCI 방식으로 CT 영상 복원을 위한 컴퓨터에 연결된다. 컴퓨터는 PCI 인터페이스를 통하여 X-선 검출기로부터 검출 영상 신호를 수신하여 CT 영상을 복원한다.
그러나, PCI 방식의 연결은 X-선 검출기와 컴퓨터 간의 거리가 수백 m 이상일 경우에는 적용하기 곤란하다.
최근의 분산 처리 방식에서는 수백 m 이상 떨어진 컴퓨터도 이용되는 경우가 있으므로, 분산 처리 방식에 의한 CT 영상 데이터의 병렬적 처리를 구현하기 위해서는 PCI 방식보다 더 효율적인 데이터 송수신 방식이 제공될 필요가 있다.
미국 특허 제5,566,341호
본 발명은 서로 분리된 두 개의 프로세서가 2차원 투영 영상의 획득 및 3차원 CT 영상의 복원을 각각 병렬적으로 수행하고, 두 프로세서 간에는 광 통신 방식으로 데이터가 송수신되는 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 관점에 의하면, 피검사체를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력하는 CT (computed tomography) 검사부; 상기 CT 검사부로부터 수신된 상기 검출 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 2차원 투영 영상을 나타내는 투영 영상 데이터를 생성하는 투영 영상 생성부 및 상기 투영 영상 데이터를 광 데이터로 변환하고 상기 광 데이터를 송출하는 광 송신부를 포함하는 제1 영상 처리부; 상기 광 데이터를 수신하여 상기 2차원 투영 영상을 나타내는 수신 영상 데이터로 변환하는 광 수신부 및 상기 수신 영상 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 3차원 CT 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부를 포함하는 제2 영상 처리부; 및 상기 광 송신부 및 상기 광 수신부 사이에 연결되어 상기 광 데이터를 상기 제1 영상 처리부로부터 상기 제2 영상 처리부로 전송하는 광 전송선로를 구비하는 CT 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 하나의 관점에 의하면, 피검사체를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력하는 CT 검사 장치에 연결되는 CT 영상 처리 장치에 있어서, 상기 CT 검사 장치로부터 수신된 상기 검출 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 2차원 투영 영상을 나타내는 투영 영상 데이터를 생성하는 투영 영상 생성부 및 상기 투영 영상 데이터를 광 데이터로 변환하고 상기 광 데이터를 송출하는 광 송신부를 포함하는 제1 영상 처리부; 및 상기 광 송신부로부터 광 전송선로를 통하여 상기 광 데이터를 수신하고 상기 광 데이터를 상기 2차원 투영 영상을 나타내는 수신 영상 데이터로 변환하는 광 수신부 및 상기 수신 영상 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 3차원 CT 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부를 포함하는 제2 영상 처리부를 구비하는 CT 영상 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 하나의 관점에 의하면, 피검사체를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력하는 CT 검사 장치를 위한 CT 영상 처리 방법에 있어서, (a) 상기 CT 검사 장치로부터 상기 검출 데이터를 수신하여 상기 피검사체에 대한 2차원 투영 영상을 나타내는 투영 영상 데이터를 생성하는 단계; (b) 상기 투영 영상 데이터를 광 데이터로 변환하고 상기 광 데이터를 광 전송선로로 송출하는 단계; (c) 상기 광 데이터를 광 전송선로로부터 수신하여 상기 광 데이터를 상기 2차원 투영 영상을 나타내는 수신 영상 데이터로 변환하는 단계; 및 (d) 상기 수신 영상 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 3차원 CT 영상을 생성하는 단계를 구비하는 CT 영상 처리 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 장치 및 방법에 의하면, 2차원 투영 영상의 획득 및 3차원 CT 영상의 복원이 광 통신을 이용하여 병렬적으로 수행될 수 있다. 따라서, 3차원 CT 영상을 더 효율적이면서 신속하게 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 CT 장치를 개략적으로 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 투영 영상 생성부를 개략적으로 도시한 블럭도.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 영상 생성부를 개략적으로 도시한 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 CT 영상 처리 방법을 도시한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 CT 장치를 도시하는 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 CT 장치는 CT 검사부(100), 제1 영상 처리부(200), 제2 영상 처리부(300) 및 광 전송선로(400)를 포함한다.
CT 검사부(100)는 피검사체(110)에 대한 방사선 CT 검사를 수행하고, 이를 기초로 피검사체(110)에 대한 검출 데이터를 생성한다.
CT 검사부(100)는 방사선 조사부(120) 및 방사선 검출부(130)를 포함한다.
방사선 조사부(120)는 피검사체(110)에 방사선을 조사한다. 방사선 검출부(130)는 방사선 조사부(120)로부터 조사되어 피검사체(110)를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력한다. 검출 데이터는 피검사체(110)를 투과한 방사선을 전기적 신호로 변환하여 얻어진 데이터이다.
제1 영상 처리부(200)는 CT 검사부(100)에 의하여 생성된 검출 데이터를 기초로 투영 영상 데이터를 생성한다.
제1 영상 처리부(200)는 투영 영상 생성부(210) 및 광 송신부(220)를 포함한다.
투영 영상 생성부(210)는 상기 CT 검사부로부터 검출 데이터를 수신하고, 이를 기초로 상기 피검사체에 대한 2차원 투영 영상을 나타내는 투영 영상 데이터를 생성한다.
광 송신부(220)는 투영 영상 생성부(210)로부터 투영 영상 데이터를 수신하고, 이를 광 데이터로 변환하여 광 전송선로(400)로 송출한다. 광 송신부(220)는 예를 들어 광섬유 트랜시버(fiber optic transceiver)로 구성된다.
제2 영상 처리부(300)는 제1 영상 처리부(200)에 의하여 생성된 투영 영상 데이터를 기초로 3차원 영상 데이터를 생성한다.
제2 영상 처리부(300)는 3차원 영상 생성부(310) 및 광 수신부(320)를 포함한다.
광 수신부(320)는 광 송신부(220)로부터 송출된 광 데이터를 광 전송선로(400)를 통하여 수신하여 2차원 투영 영상을 나타내는 수신 영상 데이터로 변환한다. 광 수신부(320)는 예를 들어 광섬유 트랜시버로 구성된다.
3차원 영상 생성부(310)는 광 수신부(320)로부터 수신 영상 데이터를 수신하고, 이를 기초로 피검사체(110)에 대한 3차원 CT 영상을 생성한다.
광 전송선로(400)는 예를 들어 광섬유 케이블로 이루어지며, 광 송신부(220) 및 광 수신부(320) 사이에 연결되어 광 데이터를 제1 영상 처리부(200)로부터 제2 영상 처리부(300)로 전송한다.
제1 영상 처리부(200)와 제2 영상 처리부(300) 사이의 거리는 수백 m 이상일 수 있으며, 광 전송선로(400)의 길이는 제1 영상 처리부(200)와 제2 영상 처리부(300) 사이의 거리에 의하여 결정된다.
도 2는 본 발명에 따른 투영 영상 생성부(210)를 도시하는 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 투영 영상 생성부(210)는 인터페이스부(212), 제1 신호 처리부(214) 및 제1 메모리부(216)를 포함한다.
인터페이스부(212)는 방사선 검출부(130)로부터 검출 데이터를 수신한다. 인터페이스부(212)는 예를 들어 PCI-to-PCI 브리지(bridge)이다.
제1 메모리부(216)는 제1 신호 처리부(214)의 제어에 따라 검출 데이터를 저장한다. 제1 메모리부(216)는 예를 들어 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)으로 구성된다.
제1 신호 처리부(214)는 제1 메모리부(216)에 저장된 검출 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 피검사체(110)에 대한 2차원 투영 영상 데이터를 생성하고, 이를 광 송신부(220)에 송신한다. 제1 신호 처리부(214)는 예를 들어 FPGA (Field-Programmable Gate Array)로 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 영상 생성부를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 3차원 영상 생성부(310)는 제2 신호 처리부(312) 및 제2 메모리부(314)를 포함한다.
제2 메모리부(314)는 제2 신호 처리부(312)의 제어에 따라 수신 영상 데이터를 저장한다. 제2 메모리부(314)는 예를 들어 SDRAM으로 구성된다.
제2 신호 처리부(312)는 광 수신부(320)로부터 수신 영상 데이터를 수신하고, 제2 메모리부(214)로 하여금 이를 저장시킨다. 제2 신호 처리부(312)는 제2 메모리부(214)에 저장된 수신 영상 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 피검사체(110)에 대한 3차원 CT 영상을 생성 및 출력한다. 제2 신호 처리부(312)는 예를 들어 FPGA로 구성된다.
CT 검사부(100)가 피검사체(110)에 일정 각도로 방사선을 복수 회 조사하면, 복수 개의 2차원 투영 영상, 즉 복수 개의 2차원 이미지를 포함하는 투영 영상 데이터를 얻을 수 있다. 3차원 영상 생성부(310)는 상기 복수 개의 2차원 이미지를 3차원적으로 재구성하여 3차원 CT 영상을 생성한다.
위에서는 CT 검사부(100), 제1 영상 처리부(200), 제2 영상 처리부(300) 및 광 전송선로(400)를 포함하는 CT 장치에 대하여 설명하였지만, 제1 영상 처리부(200) 및 제2 영상 처리부(300)만으로 본 발명을 구현할 수도 있다.
즉, 본 발명에 따른 CT 영상 처리 장치는 제1 영상 처리부(200) 및 제2 영상 처리부(300)를 포함한다. 그 구체적인 구성 및 기능은 위에서 설명한 바와 동일하므로 그에 대한 반복은 생략한다.
도 4는 본 발명에 따른 CT 영상 처리 방법을 도시하는 플로우 차트이다.
본 발명에 따른 CT 영상 처리 방법은 피검사체를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력하는 CT 검사 장치에 의하여 수행된다. 본 발명에 따른 CT 영상 처리 방법을 수행하는 CT 검사 장치는 도 1에 도시된 CT 검사 장치일 수 있다.
먼저, CT 검사 장치로부터 검출 데이터를 수신하고(S110), 수신된 검출 데이터를 저장한다(S120).
다음으로, 저장된 검출 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 투영 영상 데이터를 생성한다(S130).
다음으로, 투영 영상 데이터를 광 데이터로 변환하여 광 전송선로로 송출한다(S140). 광 전송선로의 길이는 수백 m 이상일 수 있다.
다음으로, 광 전송선로로부터 광 데이터를 수신하여 수신 영상 데이터로 변환한다(S150).
다음으로, 수신 영상 데이터를 저장하고(S160), 저장된 수신 영상 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 3차원 CT 영상을 생성한다(S170). 이로써 본 발명에 따른 CT 영상 처리 방법은 종료된다.
전술한 단계(S110~S170) 중 적어도 일부는 병렬적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 소정의 검출 데이터에 대한 투영 영상 데이터를 생성하는 것(S130)과 동시에, 위 검출 데이터보다 먼저 수신된 검출 데이터를 기초로 생성된 수신 영상 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 3차원 CT 영상을 생성할 수 있다(S170).
100: CT 검사부 110: 피검사체
120: 방사선 조사부 130: 방사선 검출부
200: 제1 영상 처리부 210: 투영 영상 생성부
212: 인터페이스부 214: 제1 신호 처리부
216: 제1 메모리부 220: 광 송신부
300: 제2 영상 처리부 310: 3차원 영상 생성부
312: 제2 신호 처리부 314: 제2 메모리부
320: 광 수신부 400: 광 전송선로

Claims (21)

  1. 피검사체를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력하는 CT (computed tomography) 검사부;
    상기 CT 검사부로부터 수신된 상기 검출 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 2차원 투영 영상을 나타내는 투영 영상 데이터를 생성하는 투영 영상 생성부 및 상기 투영 영상 데이터를 광 데이터로 변환하고 상기 광 데이터를 송출하는 광 송신부를 포함하는 제1 영상 처리부;
    상기 광 데이터를 수신하여 상기 2차원 투영 영상을 나타내는 수신 영상 데이터로 변환하는 광 수신부 및 상기 수신 영상 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 3차원 CT 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부를 포함하는 제2 영상 처리부; 및
    상기 광 송신부 및 상기 광 수신부 사이에 연결되어 상기 광 데이터를 상기 제1 영상 처리부로부터 상기 제2 영상 처리부로 전송하는 광 전송선로
    를 구비하는 CT 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투영 영상 생성부는
    상기 CT 검사부로부터 상기 검출 데이터를 수신하는 인터페이스부;
    상기 검출 데이터를 저장하는 제1 메모리부; 및
    상기 제1 메모리부에 저장된 상기 검출 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 투영 영상 데이터를 생성하고, 생성된 상기 투영 영상 데이터를 상기 광 송신부에 송신하는 제1 신호 처리부
    를 포함하는 CT 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 영상 생성부는
    상기 수신 영상 데이터를 저장하는 제2 메모리부; 및
    상기 제2 메모리부에 저장된 상기 수신 영상 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 3차원 CT 영상을 생성하는 제2 신호 처리부
    를 포함하는 CT 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 송신부는 광섬유 트랜시버(fiber optic transceiver)를 포함하는 CT 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 수신부는 광섬유 트랜시버를 포함하는 CT 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 메모리부는 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)을 포함하는 CT 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리부는 FPGA (Field-Programmable Gate Array)를 포함하는 CT 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제2 메모리부는 SDRAM을 포함하는 CT 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리부는 FPGA를 포함하는 CT 장치.
  10. 피검사체를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력하는 CT 검사 장치에 연결되는 CT 영상 처리 장치에 있어서,
    상기 CT 검사 장치로부터 수신된 상기 검출 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 2차원 투영 영상을 나타내는 투영 영상 데이터를 생성하는 투영 영상 생성부 및 상기 투영 영상 데이터를 광 데이터로 변환하고 상기 광 데이터를 송출하는 광 송신부를 포함하는 제1 영상 처리부; 및
    상기 광 송신부로부터 광 전송선로를 통하여 상기 광 데이터를 수신하고 상기 광 데이터를 상기 2차원 투영 영상을 나타내는 수신 영상 데이터로 변환하는 광 수신부 및 상기 수신 영상 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 3차원 CT 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부를 포함하는 제2 영상 처리부
    를 구비하는 CT 영상 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 투영 영상 생성부는
    상기 CT 검사 장치로부터 상기 검출 데이터를 수신하는 인터페이스부;
    상기 검출 데이터를 저장하는 제1 메모리부; 및
    상기 제1 메모리부에 저장된 상기 검출 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 투영 영상 데이터를 생성하고, 생성된 상기 투영 영상 데이터를 상기 광 송신부에 송신하는 제1 신호 처리부
    를 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 3차원 영상 생성부는
    상기 수신 영상 데이터를 저장하는 제2 메모리부; 및
    상기 제2 메모리부에 저장된 상기 수신 영상 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 3차원 CT 영상을 생성하는 제2 신호 처리부
    를 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 광 송신부는 광섬유 트랜시버를 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 광 수신부는 광섬유 트랜시버를 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 메모리부는 SDRAM을 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 신호 처리부는 FPGA를 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제2 메모리부는 SDRAM을 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제2 신호 처리부는 FPGA를 포함하는 CT 영상 처리 장치.
  19. 피검사체를 투과한 방사선을 검출하여 검출 데이터를 출력하는 CT 검사 장치를 위한 CT 영상 처리 방법에 있어서,
    (a) 상기 CT 검사 장치로부터 상기 검출 데이터를 수신하여 상기 피검사체에 대한 2차원 투영 영상을 나타내는 투영 영상 데이터를 생성하는 단계;
    (b) 상기 투영 영상 데이터를 광 데이터로 변환하고 상기 광 데이터를 광 전송선로로 송출하는 단계;
    (c) 상기 광 데이터를 광 전송선로로부터 수신하여 상기 광 데이터를 상기 2차원 투영 영상을 나타내는 수신 영상 데이터로 변환하는 단계; 및
    (d) 상기 수신 영상 데이터를 기초로 상기 피검사체에 대한 3차원 CT 영상을 생성하는 단계
    를 구비하는 CT 영상 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    (a-1) 상기 CT 검사 장치로부터 수신된 상기 검출 데이터를 저장하는 단계;
    (a-2) 상기 (a-1) 단계에서 저장된 상기 검출 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 투영 영상 데이터를 생성하는 단계; 및
    (a-3) 상기 투영 영상 데이터를 상기 광 전송선로로 송출하는 단계
    를 포함하는 CT 영상 처리 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    (d-1) 상기 수신 영상 데이터를 저장하는 단계; 및
    (d-2) 상기 (d-1) 단계에서 저장된 상기 수신 영상 데이터에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 3차원 CT 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는 CT 영상 처리 방법.
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