KR101573918B1 - 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 골밀도 측정 장치 - Google Patents

골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 골밀도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 X선을 방출하는 X선 발생기; 상기 X선 발생기에서 방출되어 피진단체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터; 상기 X선 발생기 및 디텍터의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 상기 X선 발생기와 디텍터를 이동시키는 구동부를 포함하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 골밀도 측정 장치에 관한 것으로서, 상기 제어부가 피진단체의 제1 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제1 스캔을 수행하는 제1 단계; 상기 제어부가 상기 제1 단계에서의 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 피진단체의 제2 부위에 대한 뼈 정보를 생성하는 제2 단계; 상기 제어부가 상기 생성된 뼈 정보에 기초하여 상기 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔 계획을 설정하는 제3 단계; 상기 제2 스캔 계획에 따라 상기 제어부가 피진단체의 제2 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제2 스캔을 수행하는 제4 단계; 및 상기 제1 스캔 및 제2 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 최종 골밀도 영상을 생성하는 제5 단계를 포함하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 이를 수행하기 위한 골밀도 측정 장치를 제공한다.

Description

골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 골밀도 측정 장치{SCANNING OPTIMAL ADAPTIVE SCANNING METHOD AND BONE MINERAL DENSITY MEASURING DEVICE}
본 발명은 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 골밀도 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 골밀도 측정 장치에서 팔/다리의 뼈(Peripheral Bone)를 포함하는 전신 측정을 수행할 때 최적의 스캔 궤적으로 측정 시간을 최소화 하여 환자에 대한 피폭량을 줄일 수 있는 최적 적응형 스캔 방법 및 이러한 방법을 수행할 수 있는 골밀도 측정 장치에 관한 것이다.
덱사(DEXA,Dual Energy X-ray Absorptiometry) 방식의 골밀도 측정 장치는 X선 발생기에서 생성되어 환자의 몸을 투과한 X선을 디텍터(Detector)로 검출하여 골밀도를 측정하는 방식으로서 현재 널리 사용되고 있는 방식이다.
한편, 기존의 DEXA 방식의 골밀도 측정 장치에서 X선 발생기와 디텍터를 이용한 스캔은 한 번에 한 개의 축만 움직이면서 측정을 하는 방식을 사용하고 있다. 따라서 뼈에 수직인 방향 스캔에서는 빠른 스캔이 가능하여 효율적이지만, 전신(Total Body) 측정을 할 경우 환자의 체형에 따라(특히 비만) 팔/발/다리 뼈의 각도가 크게 기울어 질 수 있어 전체 스캔 영역이 넓어지게 되며 피폭량이 증가할 수 있다.
도 1은 비만 환자의 골밀도 영상을 나타낸 것으로서 도 1에 나타낸 바와 같이 비만 환자의 경우에는 팔/발/다리 뼈의 각도가 크게 기울어져서 전체 스캔 영역이 넓어지게 됨을 알 수 있다.
도 2 및 도 3은 종래의 골밀도 측정 장치에서의 전신 스캔 궤적을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 기존의 골밀도 측정 장치에서의 전신 스캔 궤적은 측정 평면상에서 신체의 가장 외곽에서 반대편 외곽까지 스윕(sweep)하면서 데이터를 수집한다. 따라서 중간에 뼈 이외의 조직과 불필요한 공간의 데이터까지 수집하게 된다. 또한 스윕 횟수가 증가하게 되면 불필요한 x-ray 노출이 증가하게 된다. 특히 Peripheral Bone의 경우 길이가 길고 스캔 폭은 짧으므로 스윕 횟수가 늘어나며 인접 조직에 대한 x-ray 조사에 영향을 받는 시간이 늘어나게 된다.
따라서, 골밀도 측정 장치에서 전신 측정을 수행할 때 측정 시간을 최소화하여 피폭량을 줄일 수 있는 스캔 방식이 요망되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 한계점을 해결하기 위한 것으로서, 팔/다리의 뼈(Peripheral Bone)를 포함하는 전신 측정에서 최적의 스캔 궤적으로 측정시간을 최소화 하여 환자에 대한 피폭량을 줄일 수 있는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 골밀도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, X선을 방출하는 X선 발생기; 상기 X선 발생기에서 방출되어 피진단체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터; 상기 X선 발생기 및 디텍터의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 상기 X선 발생기와 디텍터를 이동시키는 구동부를 포함하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법에 있어서, 상기 제어부가 피진단체의 제1 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제1 스캔을 수행하는 제1 단계; 상기 제어부가 상기 제1 단계에서의 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 피진단체의 제2 부위에 대한 뼈 정보를 생성하는 제2 단계; 상기 제어부가 상기 생성된 뼈 정보에 기초하여 상기 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔 계획을 설정하는 제3 단계; 상기 제2 스캔 계획에 따라 상기 제어부가 피진단체의 제2 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제2 스캔을 수행하는 제4 단계; 및 상기 제1 스캔 및 제2 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 최종 골밀도 영상을 생성하는 제5 단계를 포함하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 제1 단계에서 제1 부위는 피진단체의 머리(Head), 목(Neck), 어깨( Shoulder), 척추(Spine), 골반(Pelvis), 대퇴골(Femur) 영역인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 스캔은, 상기 제어부가 구동부를 통해 디텍터 및 X선 발생기를 한번에 X축 및 Y축 중 어느 하나의 축으로만 이동하도록 제어하는 제1 부위에 대한 스캔일 수 있다.
또한, 상기 제2 단계에서 상기 제2 부위는 피진단체의 상완골(Humerus), 전완골(Forearm) 종아리뼈(Fibula), 정강이뼈(Tibia) 영역인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 부위에 대한 뼈 정보는, 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보일 수 있다.
또한, 상기 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보는, 상기 제1 단계에서의 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 포함된 제1 부위의 크기 정보를 계산하고 이에 기초하여 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보를 산출하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제2 부위에 대한 뼈 정보는 제2 부위들의 뼈가 기울어진 각도에 대한 각도 정보를 더 포함하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제3 단계는, 상기 제어부가 상기 생성된 뼈 정보에 기초하여 상기 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔의 시작 위치, 종료 위치 및 제2 스캔 각도를 설정하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제4 단계는, 상기 제어부는 구동부를 통해 상기 시작 위치로부터 상기 제2 스캔 각도에 따라 디텍터와 X선 발생기가 이동하면서 스윕을 수행하는 테스트 스캔을 수행하는 제4-1 단계; 상기 제어부가 상기 테스트 스캔 결과에 의해 실제 뼈 각도를 계산하고 종료 위치를 조절하는 제4-2 단계; 및 상기 제어부가 구동부를 통해 상기 시작 위치로부터 상기 실제 뼈 각도에 따라 종료위치까지 디텍터와 X선 발생기를 이동시키면서 실제 스캔을 수행하는 제4-3 단계를 포함하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, X선을 방출하는 X선 발생기; 상기 X선 발생기에서 방출되어 피진단체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터; 상기 X선 발생기 및 디텍터의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 상기 X선 발생기와 디텍터를 이동시키는 구동부를 포함하는 골밀도 측정 장치에 있어서, 상기 제어부가 피진단체의 제1 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제1 스캔을 수행하고, 상기 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 피진단체의 제2 부위에 대한 뼈 정보를 생성하고, 상기 생성된 뼈 정보에 기초하여 상기 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔 계획을 설정하고, 상기 제2 스캔 계획에 따라 상기 제어부가 피진단체의 제2 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제2 스캔을 수행하고, 상기 제1 스캔 및 제2 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 최종 골밀도 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 팔/다리의 뼈(Peripheral Bone)를 포함하는 전신 측정에서 최적의 스캔 궤적으로 측정시간을 최소화 하여 환자에 대한 피폭량을 줄일 수 있는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법 및 골밀도 측정 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 비만 환자의 골밀도 영상을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 종래의 골밀도 측정 장치에서의 전신 스캔 궤적을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 최적 적응형 스캔 방법을 수행하는 골밀도 측정 장치(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 골밀도 측정 장치(100)에서 수행되는 최적 적응형 스캔 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 골밀도 측정 장치(100)에서 수행되는 최적 적응형 스캔 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 제2 스캔 과정(S400)을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 의한 최적 적응형 스캔 방법을 수행하는 골밀도 측정 장치(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 최적 적응형 스캔 방법을 수행하기 위한 골밀도 측정 장치(100)는 디텍터(10), X선 발생기(20), 제어부(30) 및 구동부(40)를 포함한다.
X선 발생기(20)는 X선을 방출하고, 디텍터(10, detector)는 X선 발생기(20)에서 방출되어 피진단체를 투과한 X선을 검출하는 기능을 수행한다. 제어부(30)는 X선 발생기(20) 및 디텍터(10)를 포함하여 골밀도 측정 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 또한, 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 디텍터(10)와 X선 발생기(20)의 움직임 즉, 스캔 궤적을 제어하는 기능을 수행한다.
구동부(40)는 디텍터(10) 및 X선 발생기(20)를 이동시키기 위한 수단으로서 예컨대 모터 등과 같은 회전력과 회전력을 직선 운동으로 변환하기 위한 공지의 수단을 의미한다. 구동부(40)는 디텍터(10) 및 X선 발생기(20)의 X축 및 Y축으로의 이동을 각각 제공할 수 있는 2축 구동 수단인 것이 바람직하다.
이러한 도 4의 골밀도 측정 장치(100)의 기본적인 구성 및 동작은 종래 기술에 의해 알려져 있는 것과 기본적으로 동일하므로 일반적인 구성에 대해서는 상세 설명은 생략한다.
다만 본 발명과 관련하여서는 도 4의 골밀도 측정 장치(100)는, 종래의 골밀도 측정 장치가 한번에 X축 또는 Y축 어느 한 방향으로만의 움직임을 제공하는 것과 달리, 제어부(30)가 구동부(40)의 스캔 궤적을 X축 및 Y축 방향으로 동시에 움직일 수 있도록 제어하되 최소의 이동 경로를 통해 스캔을 수행하도록 함으로써 피폭량을 현저하게 줄일 수 있다는 점을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 골밀도 측정 장치(100)에서 수행되는 최적 적응형 스캔 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 골밀도 측정 장치(100)는 머리, 척추 등의 Central Bone에 대해서는 기존의 스캔방식으로 스캔을 수행하고, 팔/다리 등과 같은 Peripheral Bone에 대해서는 뼈의 각도에 맞춰 스캔을 수행하도록 함으로써 스윕(sweep) 회수와 시간을 대폭 줄임으로써 전체적인 피폭량을 줄일 수 있다는 점을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 골밀도 측정 장치(100)의 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 이러한 스캔을 제어하도록 동작한다는 점을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명에 의한 골밀도 측정 장치(100)에서 수행되는 최적 적응형 스캔 방법의 일실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 우선 제어부(30)가 피진단체의 제1 부위에 대해 구동부(40)를 통해 X선 발생기(20) 및 디텍터(10)를 이동시킴으로써 제1 스캔을 수행한다(S100).
여기서, 제1 부위라 함은, 피진단체의 머리(Head), 목(Neck), 어깨( Shoulder), 척추(Spine), 골반(Pelvis), 대퇴골(Femur) 영역으로서, 도 5에서 수직 및 수평 방향으로 연결된 직선에 상응하는 영역을 의미한다.
또한, 제1 스캔이라 함은, 상기 제1 부위에 대해 종래의 골밀도 측정 장치에서 수행되는 일반적인 스캔 궤적으로서 한번에 X축 및 Y축 중 어느 하나의 한 축만을 이동시킴으로써 지그재그 형태로 스캔을 수행하는 것을 의미한다. 즉, 제1 스캔은 제어부(30)가 구동부(40)를 통해 디텍터(10) 및 X선 발생기(20)를 한번에 X축 및 Y축 중 어느 하나의 축으로만 이동하도록 제어하여 제1 부위에 대해 스캔하는 것을 의미한다.
이와 같이 제1 부위에 대해 제1 스캔을 수행하면 해당 부위에 대한 골밀도 영상이 획득된다.
다음으로, 제어부(30)는 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 피진단체의 제2 부위에 대한 뼈 정보를 생성한다(S200).
여기에서, 제2 부위라 함은, 후술하는 제2 스캔 즉, X축 및 Y축의 동시 움직임에 의한 2차원 스캔을 수행할 대상이 되는 영역으로서, 구체적으로는 피진단체의 상완골(Humerus), 전완골(Forearm) 종아리뼈(Fibula), 정강이뼈(Tibia) 영역을 의미한다. 이는 도 5에서 사선 형태로 나타난 직선의 연결에 의한 궤적에 상응하는 영역이다.
전술한 바와 같이, 제1 스캔을 수행하게 되면, 제1 부위에 대한 골밀도 영상을 획득할 수 있는데 제어부(30)는 이에 기초하여 제2 스캔을 수행할 영역인 제2 부위에 대한 뼈 정보를 생성한다.
여기서, 뼈 정보라 함은, 뼈의 크기(size) 정보와 각도(angle) 정보을 의미한다. 즉, 피진단체의 상완골(Humerus), 전완골(Forearm) 종아리뼈(Fibula), 정강이뼈(Tibia)의 크기 및 기울어진 각도를 의미한다.
제2 부위의 뼈의 크기 정보는 제1 부위에 대한 골밀도 영상 및 피진단체의 신장(키) 정보 중 적어도 어느 하나로부터 계산해낼 수 있다. 피진단체의 신장 정보는 조작자에 의해 입력될 수 있다.
제어부(30)는 신장 정보에 따라 미리 저장해 둔 통계치에 기초하여 제2 부위의 뼈의 크기 정보를 획득할 수 있다.
또는, 제어부(30)는 제1 부위에 대한 골밀도 영상은 머리(Head), 목(Neck), 어깨( Shoulder), 척추(Spine), 골반(Pelvis), 대퇴골(Femur) 영역에 대한 것이므로, 이들 영역의 각각의 크기 정보를 계산하고 이에 기초하여 제2 부위에 대한 뼈 크기 정보를 계산하도록 할 수도 있다. 이 경우에도, 머리, 목 등의 제1 부위 각각에 대한 통계치에 기초하여 제2 부위의 뼈의 크기 정보를 미리 저장해 두고 이를 참조함으로써 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보를 생성할 수 있다.
한편, 제어부(30)는 상기 두가지 방식을 혼합하여 신장 정보와 제1 부위에 대한 골밀도 영상을 함께 고려함으로써 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보를 생성하도록 할 수도 있다.
한편, 제2 부위의 뼈의 각도 정보는 소정의 초기치로 가정함으로써 생성될 수 있다. 이 때, 소정의 초기치 또한 통계 분포에 기초한 평균값으로 설정할 수 있다.
다음으로, 제어부(30)는 상기 단계(S200)에서 생성된 제2 부위의 뼈 정보에 기초하여 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔 계획을 설정한다(S300).
여기서 제2 스캔 계획을 설정하는 것은, 후술하는 제2 부위에 대한 제2 스캔을 수행할 스캔 궤적(contour)를 설정하는 것으로서, 구체적으로는 제2 스캔을 시작할 시작 위치와 제2 스캔을 종료할 종료 위치와 제2 스캔이 수행될 각도를 설정하는 것을 의미한다. 이들은 추후 설명하는 바와 같이 제2 스캔의 테스트 스캔을 위한 값으로서 테스트 스캔에 의해 변동될 수 있는 값이다.
여기에서 제2 스캔이 수행될 각도는 상기 제2 부위 중 제2 스캔을 수행할 최초의 부위의 뼈의 각도 정보로 한다.
또한, 제2 스캔을 시작할 시작 위치는 제1 스캔에 의해 획득된 골밀도 영상으로부터 획득한다. 예컨대, 제2 스캔을 수행할 제2 부위 중 첫번째 부위가 상완골(Humerus)인 경우 상완골은 어깨부터 팔꿈치까지의 뼈이므로 제1 스캔을 수행할 때 어깨와 만나는 지점을 상완골에 대한 제2 스캔의 시작 위치로 설정할 수 있다.
또는, 패턴 매칭에 의해 제1 스캔에 의해 획득된 골밀도 영상을 패턴 데이터베이스에 저장된 레퍼런스 영상과 비교함으로써 상완골의 시작 위치 즉 어깨 부위의 위치 정보를 획득할 수 있다.
제2 부위 중 첫번째 부위에 대해 제2 스캔을 종료할 종료 위치도 상기 시작 위치를 구하는 방법과 마찬가지로 획득할 수 있다.
이와 같은 과정을 거치면, 제2 스캔을 시작할 최초 위치와 종료 위치(target position) 및 제2 스캔 각도에 대한 정보가 획득되고 이에 의해 제어부(30)는 제2 스캔 계획을 설정한다.
다음으로, 제어부(30)는 상기 제2 스캔 계획에 따라 피진단체의 제2 부위에 대해 구동부(40)를 통해 X선 발생기(20) 및 디텍터(10)를 이동시킴으로써 제2 스캔을 수행한다. 이 때, 제2 스캔은 구동부(40)를 통해 X선 발생기(20) 및 디텍터(10)가 X축 및 Y축으로 동시에 움직일 수 있도록 함으로써 스캔을 수행하는 것을 의미하는데, 최초에는 상기 단계(S300)에서 설정된 제2 스캔 계획에 따라 테스트 스캔을 수행하게 된다.
도 7은 제2 스캔 과정(S400)을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 우선, 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 시작 위치로 이동시키고 스윕(sweep)을 준비시킨다(S401). 이 때의 스윕은 디텍터(10)와 X선 발생기(20)가 1회 직선 경로를 통해 이동하면서 골밀도 영상을 획득하는 것을 의미하며, 전술한 바와 같이 획득된 종료 위치와 각도에 따라 스윕을 시작할 수 있도록 설정한다.
설정이 완료되면, 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 X축 및 Y축 방향으로 동시에 구동하도록 제어하여 해당 스캔 각도에 따른 방향으로 이동하도록 제어하여 스윕을 수행한다(S402). 즉, 디텍터(10)와 X선 발생기는 X축이나 Y축 방향이 아닌 경사진 방향으로 이동하면서 스윕을 수행하게 된다.
스윕이 완료되면 제어부(30)는 디텍터(10)에 의해 획득된 검출 신호를 샘플링하고 스윕 횟수를 1 증가시킨다(S403). 최초의 스윕 횟수는 1로 설정되어 있다.
다음으로, 제어부(30)는 스윕 횟수가 2보다 큰지를 판단하고(S404), 2보다 작은 경우, 즉 스윕이 2번 이하인 경우에는 단계(S402)로 돌아가서 다시 스윕을 수행하도록 한다(S404). 이 때, 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 스윕이 수행되었던 사선에 대해 평행한 방향으로 이동시킨다. 즉, 디텍터(10)와 X선 발생기(20)가 "ㄹ" 자 형태로 스윕을 수행할 수 있도록 한다.
스윕 횟수가 2보다 큰 경우, 제어부(30)는 이전 단계에서의 스윕에 의해 획득된 골밀도 영상으로부터 뼈가 검출되었는지를 판단한다(S405). 뼈의 검출 여부는 예컨대 미리 설정해 둔 임계치에 따라 해당 스윕에 상응하는 픽셀들의 픽셀값을 비교함으로써 판단할 수 있다. 또는 패턴 데이터베이스에 저장되어 있는 레퍼런스 데이터와의 패턴 매칭 등의 비교를 통해 판단할 수도 있다.
만약, 뼈가 검출되지 않았다면, 스윕 횟수의 최대값을 1 증가시키고 단계(S401)로 복귀하여 전술한 과정을 다시 수행하도록 한다(S406). 이 때에도 앞서 설명한 바와 같이 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 스윕이 수행되었던 사선에 대해 평행한 방향으로 이동시켜 디텍터(10)와 X선 발생기(20)가 "ㄹ" 자 형태로 스윕을 수행할 수 있도록 한다.
뼈가 검출된 경우에는, 해당 뼈의 관절(articulation) 또는 말단이 검출되었는지를 판단한다(S407). 관절 또는 말단 검출 여부는 관절과 말단에 대한 패턴 데이터를 저장해둔 데이터베이스를 이용하여 패턴 매칭 등을 수행함으로써 검출할 수 있다.
관절 또는 말단이 검출되지 않은 경우 스윕 거리를 예컨대 120% 증가시키고 단계(S401)로 돌아가서 전술한 과정을 다시 수행하도록 한다(S408). 이는 관절 또는 말단까지 스윕을 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
관절 또는 말단이 검출되면, 제어부(30)는 실제의 뼈의 각도를 계산하고 계산된 값에 따라 스윕의 종료 위치를 조절한다(S409). 여기서 실제의 뼈의 각도는 상기의 과정을 통해 획득된 골밀도 영상은 제2 부위 중 어느 한 부위에 대한 시작 위치로부터 관절 또는 말단까지의 골밀도 영상이므로 시작 위치와 골절 또는 말단까지의 위치 정보를 알 수 있고 따라서 이에 의해 실제의 뼈의 각도를 계산할 수 있다.
즉, 상기 단계(S401) 내지 단계(S408)까지는 실제의 뼈의 각도를 계산할 수 있도록 하는 테스트 스캔 과정이라 할 수 있다.
뼈의 실제 각도가 계산되고 이에 따라 종료 위치가 조절되면, 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 상기 시작 위치로부터 상기 실제 뼈 각도에 따라 종료위치까지 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 이동시키면서 실제 스캔을 수행하게 된다.
이를 구체적으로 설명하면, 단계(S410)에서 제어부(30)는 상기 계산된 실제 각도에 따라 종료 위치까지 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 이동시키도록 구동부(40)에 제어신호를 전송하고 구동부(40)는 이에 의해 X축 및 Y축을 동시에 구동시켜 해당 실제 각도에 따라 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 이동시키면서 스윕을 수행한다(S410).
스윕이 완료되면, 제어부(30)는 현재의 스윕 횟수가 미리 설정된 최대 스윕 횟수보다 큰지를 판단하고, 작은 경우에는 단계(S410)로 돌아가서 다시 스윕을 수행하도록 한다(S411). 이 때에도, 전술한 바와 같이 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 스윕이 수행되었던 사선에 대해 평행한 방향으로 이동시켜 디텍터(10)와 X선 발생기(20)가 "ㄹ" 자 형태로 스윕을 수행할 수 있도록 한다.
현재 스윕 횟수가 최대 스윕 횟수와 같은 경우 제어부(30)는 해당 스윕에 의해 획득된 골밀도 영상에서 뼈가 검출되었는지를 판단한다(S412). 이 경우, 전술한 바와 같이 예컨대 미리 설정해 둔 임계치에 따라 해당 스윕에 상응하는 픽셀들의 픽셀값을 비교함으로써 판단할 수 있다. 또는 패턴 데이터베이스에 저장되어 있는 레퍼런스 데이터와의 패턴 매칭 등의 비교를 통해 판단할 수도 있다.
제어부(30)는 뼈가 검출된 경우 단계(S410)으로 돌아가서 다시 스윕을 수행하도록 한다. 이 때에도, 제어부(30)는 구동부(40)를 통해 디텍터(10)와 X선 발생기(20)를 스윕이 수행되었던 사선에 대해 평행한 방향으로 이동시켜 디텍터(10)와 X선 발생기(20)가 "ㄹ" 자 형태로 스윕을 수행할 수 있도록 한다.
뼈가 검출되지 않은 경우에는, 제2 부위의 모든 뼈에 대해 제2 스캔이 수행되었는지를 판단하고(S413), 모든 뼈에 대해 제2 스캔이 이루어진 경우에는 제2 스캔을 종료하도록 하고, 제2 스캔을 수행할 다른 제2 부위가 남아 있는 경우 해당 제2 부위에 대한 시작 위치를 계산하고 단계(S401)로 돌아가서 이상에서 설명한 바와 같은 과정을 반복 수행하도록 한다(S413,S414).
이와 같은 과정을 수행하면, 제2 부위의 모든 영역에 대해 제2 스캔을 수행할 수 있게 되며, 따라서 도 5에 나타낸 바와 같은 스캔 궤적을 통해 스캔을 수행함으로써 스캔 시간을 단축시킬 수 있게 된다. 결과적으로, 종래 기술에 비해 환자에 대한 피폭량을 현저하게 줄일 수 있게 된다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 제2 스캔 과정이 완료되면 제어부(30)는 상기 제1 스캔 및 제2 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상을 합성하여 피진단체에 대한 전신의 최종 골밀도 영상을 생성하게 된다(S500).
이상에서 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이며 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.
100...골밀도 측정 장치
10...디텍터
20...X선 발생기
30...제어부
40...구동부

Claims (10)

  1. X선을 방출하는 X선 발생기; 상기 X선 발생기에서 방출되어 피진단체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터; 상기 X선 발생기 및 디텍터의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 상기 X선 발생기와 디텍터를 이동시키는 구동부를 포함하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법에 있어서,
    상기 제어부가 피진단체의 제1 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제1 스캔을 수행하는 제1 단계;
    상기 제어부가 상기 제1 단계에서의 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 피진단체의 제2 부위에 대한 뼈 정보를 생성하는 제2 단계;
    상기 제어부가 상기 생성된 뼈 정보에 기초하여 상기 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔 계획을 설정하는 제3 단계;
    상기 제2 스캔 계획에 따라 상기 제어부가 피진단체의 제2 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제2 스캔을 수행하는 제4 단계; 및
    상기 제1 스캔 및 제2 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 최종 골밀도 영상을 생성하는 제5 단계
    를 포함하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계에서 제1 부위는 피진단체의 머리(Head), 목(Neck), 어깨( Shoulder), 척추(Spine), 골반(Pelvis), 대퇴골(Femur) 영역인 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 스캔은, 상기 제어부가 구동부를 통해 디텍터 및 X선 발생기를 한번에 X축 및 Y축 중 어느 하나의 축으로만 이동하도록 제어하는 제1 부위에 대한 스캔인 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계에서 상기 제2 부위는 피진단체의 상완골(Humerus), 전완골(Forearm) 종아리뼈(Fibula), 정강이뼈(Tibia) 영역인 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 부위에 대한 뼈 정보는, 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보인 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보는, 상기 제1 단계에서의 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 포함된 제1 부위의 크기 정보를 계산하고 이에 기초하여 제2 부위에 대한 뼈의 크기 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 부위에 대한 뼈 정보는 제2 부위들의 뼈가 기울어진 각도에 대한 각도 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 제어부가 상기 생성된 뼈 정보에 기초하여 상기 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔의 시작 위치, 종료 위치 및 제2 스캔 각도를 설정하는 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    상기 제어부는 구동부를 통해 상기 시작 위치로부터 상기 제2 스캔 각도에 따라 디텍터와 X선 발생기가 이동하면서 스윕을 수행하는 테스트 스캔을 수행하는 제4-1 단계;
    상기 제어부가 상기 테스트 스캔 결과에 의해 실제 뼈 각도를 계산하고 종료 위치를 조절하는 제4-2 단계; 및
    상기 제어부가 구동부를 통해 상기 시작 위치로부터 상기 실제 뼈 각도에 따라 종료위치까지 디텍터와 X선 발생기를 이동시키면서 실제 스캔을 수행하는 제4-3 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치에서의 최적 적응형 스캔 방법.
  10. X선을 방출하는 X선 발생기; 상기 X선 발생기에서 방출되어 피진단체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터; 상기 X선 발생기 및 디텍터의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 상기 X선 발생기와 디텍터를 이동시키는 구동부를 포함하는 골밀도 측정 장치에 있어서,
    상기 제어부가 피진단체의 제1 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제1 스캔을 수행하고, 상기 제1 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 피진단체의 제2 부위에 대한 뼈 정보를 생성하고, 상기 생성된 뼈 정보에 기초하여 상기 제2 부위에 대해 수행할 제2 스캔 계획을 설정하고, 상기 제2 스캔 계획에 따라 상기 제어부가 피진단체의 제2 부위에 대해 상기 구동부를 통해 X선 발생기 및 디텍터를 이동시킴으로써 제2 스캔을 수행하고, 상기 제1 스캔 및 제2 스캔 수행 결과 획득된 골밀도 영상에 기초하여 최종 골밀도 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 골밀도 측정 장치.
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