KR101669584B1 - 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법 - Google Patents

방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101669584B1
KR101669584B1 KR1020150059052A KR20150059052A KR101669584B1 KR 101669584 B1 KR101669584 B1 KR 101669584B1 KR 1020150059052 A KR1020150059052 A KR 1020150059052A KR 20150059052 A KR20150059052 A KR 20150059052A KR 101669584 B1 KR101669584 B1 KR 101669584B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
grid line
image information
grid
image
Prior art date
Application number
KR1020150059052A
Other languages
English (en)
Inventor
최호열
나용주
김정필
신철우
Original Assignee
주식회사 디알텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디알텍 filed Critical 주식회사 디알텍
Priority to KR1020150059052A priority Critical patent/KR101669584B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101669584B1 publication Critical patent/KR101669584B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/10—Safety means specially adapted therefor
    • A61B6/107—Protection against radiation, e.g. shielding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/10—Safety means specially adapted therefor
    • A61B6/102—Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
    • A61B6/105—Braking or locking devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

본 발명은 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피사체 영상 신호의 손실을 최소화하는 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치는 피사체에 방사선을 조사하는 방사선 조사부; 상기 방사선 조사부에 대응되어 위치하며, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀 전극을 포함하여 상기 피사체를 통과한 방사선 신호를 검출하는 방사선 디텍터; 서로 나란히 배치되는 복수의 그리드 라인 스트립을 포함하며, 상기 방사선 조사부와 상기 방사선 디텍터의 사이에 위치하여 상기 피사체에 의해 산란된 방사선을 제거하는 방사선 그리드; 및 상기 방사선 신호에 기초하여 영상 정보를 획득하는 영상처리부를 포함하고, 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 상기 픽셀 전극의 크기에 따라 결정될 수 있다.

Description

방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법 {Apparatus for radiography, method for processing radiography and designing radiation grid}
본 발명은 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피사체 영상 신호의 손실을 최소화하는 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법에 관한 것이다.
디지털 산업의 발전에 따라 의학 영상 장비들이 디지털 방식으로 전환되고 있다. 이의 일환으로 디지털 방식으로 방사선 영상을 획득하는 방사선 촬영장치(Digital Radiography; DR)의 개발이 활발해지고 있다. 또한, 진단능력의 향상을 위해 보다 고품질의 방사선 영상 검출이 요구되고 있다.
일반적으로, 디지털 방사선 촬영장치는 방사선 조사부, 방사선 디텍터 및 방사선 그리드를 포함한다. 방사선 조사부는 제어 신호에 따라 방사선을 피사체에 조사하고, 방사선 디텍터는 피사체를 통과한 방사선을 수광하여 방사선 신호를 영상처리부에 전달한다. 이때, 방사선 디텍터는 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 전극을 구비하여 픽셀별로 방사선 신호를 검출한다. 그리고 방사선 그리드는 피사체를 통과하면서 산란된 방사선이 예정된 픽셀에 인접한 다른 픽셀에서 검출되는 것을 방지한다. 이에 따라 산란된 방사선에 의해 방사선 영상의 품질이 저하되는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 방사선 그리드는 일반적으로 방사선을 흡수하는 물질과 방사선을 투과시키는 물질을 여러 층으로 적층한 후, 적층된 단면을 잘라서 제작된다. 그러나, 공정 가능한 그리드 라인 스트립의 수가 한정되고, 그리드 라인 스트립의 주파수와 픽셀 전극의 주파수가 일치하지 않기 때문에 그리드 라인 신호가 픽셀 전극 신호(즉, 영상 신호)에 중첩되어 그리드 라인이 방사선 영상에 나타나는 현상이 발생한다. 그리고 그리드 라인 스트립의 주파수와 매트릭스 형태로 구비되는 픽셀 전극의 주파수 차이 때문에 그리드 라인에 대한 위신호 효과(aliasing effect)에 의한 무아레 패턴(Moire pattern) 현상이 발생하기도 한다. 특히, 직접 방식 방사선 디텍터의 경우에는 영상 분해능이 뛰어나기 때문에 이러한 그리드 라인이 나타나는 현상이나 무아레 현상이 더 부각되게 된다.
이를 보완하기 위해 제안된 방식이 방사선 조사시에 그리드를 순간적으로 진동시켜 그리드 라인에 의한 성분 주파수를 제거하거나 약화시켜 흐리게 하는 무빙 그리드(moving grid) 방식이다. 하지만, 이러한 무빙 그리드 방식을 사용하는 경우에 디지털 방사선 디텍터를 이용하는 방사선 촬영에서는 그리드를 진동시키는 모터에 의한 전자기파를 차폐하는 것이 어렵다. 또한, 모터 등의 추가 구성이 필요하기 때문에 제작 단가가 높아질 뿐만 아니라, 시스템 구성이 복잡해져 유지, 보수에 많은 노력 및 높은 비용이 요구되기 때문에 고정 그리드 방식에서 그리드 라인 신호를 필터링하여 영상을 보정할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
한국공개특허공보 제10-2012-0012736호
본 발명은 그리드 라인 필터링에 의한 피사체 영상 신호의 손실을 줄일 수 있는 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치는 피사체에 방사선을 조사하는 방사선 조사부; 상기 방사선 조사부에 대응되어 위치하며, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀 전극을 포함하여 상기 피사체를 통과한 방사선 신호를 검출하는 방사선 디텍터; 서로 나란히 배치되는 복수의 그리드 라인 스트립을 포함하며, 상기 방사선 조사부와 상기 방사선 디텍터의 사이에 위치하여 상기 피사체에 의해 산란된 방사선을 제거하는 방사선 그리드; 및 상기 방사선 신호에 기초하여 영상 정보를 획득하는 영상처리부를 포함하고, 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 상기 픽셀 전극의 크기에 따라 결정될 수 있다.
단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 상기 픽셀 전극의 크기가 증가할수록 감소할 수 있다.
단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 1]
y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
(여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
상기 영상처리부는 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링하여 방사선 영상을 생성할 수 있다.
상기 필터링은 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거할 수 있다.
상기 영상처리부는 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상 처리방법은 복수의 픽셀 전극을 구비하는 방사선 디텍터와 그리드 라인 스트립을 구비하는 방사선 그리드를 포함하는 방사선 촬영장치의 방사선 영상 처리방법에 있어서, 상기 방사선 그리드를 통과한 방사선 신호를 검출하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 포함된 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하는 단계; 주파수 도메인으로 변환된 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거하는 단계; 및 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 제거된 영상 정보를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 역변환하여 방사선 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
획득한 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보는 주파수 도메인에서 군집할 수 있다.
상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보는 수학식 1을 만족하는 상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수의 조합에서 군집할 수 있다.
[수학식 1]
y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
(여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 그리드 설계방법은 복수의 픽셀 전극을 포함하는 방사선 디텍터에서 상기 픽셀 전극의 크기를 결정하는 단계; 및 상기 픽셀 전극의 크기를 이용하여 상기 방사선 디텍터의 전방에 위치하는 방사선 그리드에서 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정하는 단계는 주파수 도메인에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집하도록 상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정할 수 있다.
상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수는 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.
[수학식 1]
y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
(여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치는 방사선 촬영시 피사체에 의해 산란되는 방사선을 방사선 그리드로 제거할 수 있고, 방사선 그리드를 통과한 방사선 신호에 기초하여 획득한 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하여 방사선 그리드의 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역을 제거함으로써 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링할 수 있다. 그리고 방사선 디텍터의 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수의 상관관계에 따라 주파수 도메인에서 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 군집시킬 수 있고, 군집한 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거함으로써 피사체 영상 신호의 손실을 줄일 수 있다.
또한, 영상 정보를 로그 스케일로 변환하여 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링함으로써 피사체 영상 신호의 손실을 더욱 줄일 수 있고, 이에 따라 영상 신호의 손실을 최소화할 수 있다.
한편, 픽셀 전극의 크기에 따라 영상 신호의 손실을 최소화할 수 있는 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 쉽게 결정할 수 있으며, 이에 영상 정보 내의 그리드 라인 신호를 효과적을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그리드 라인 스트립의 영상 정보의 군집화 현상을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수의 2n배를 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 정보의 로그 스케일 변환을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상 처리방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치(100)는 피사체(20)에 방사선(10)을 조사하는 방사선 조사부(110); 상기 방사선 조사부(110)에 대응되어 위치하며, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀 전극(121)을 포함하여 상기 피사체(20)를 통과한 방사선(10) 신호를 검출하는 방사선 디텍터(120); 서로 나란히 배치되는 복수의 그리드 라인 스트립(131)을 포함하며, 상기 방사선 조사부(110)와 상기 방사선 디텍터(120)의 사이에 위치하여 상기 피사체(20)에 의해 산란된 방사선(11)을 제거하는 방사선 그리드(130); 및 상기 방사선(10) 신호에 기초하여 영상 정보를 획득하는 영상처리부(140)를 포함할 수 있다.
방사선 조사부(110)는 방사선 디텍터(120) 상에 위치한 피사체(20)를 향해서 방사선을 조사하는데, 공지된 기술을 사용하여 실현할 수도 있고, 제어부(미도시)를 포함하여 방사선(10)의 조사를 제어할 수도 있다. 그리고 방사선(10)은 한 점에서 방사될 수도 있고, 여러 점에서 평행하게 조사될 수도 있는데, 조사된 방사선(10)은 피사체(20)를 지나 방사선 그리드(130)를 통과하여 방사선 디텍터(120)에 도달한다.
방사선 디텍터(120)는 방사선 조사부(110)에 대응되도록 위치하여 도달된 방사선(10)을 통해 방사선(10) 신호를 검출한다. 그리고 방사선 디텍터(120)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀 전극(121)을 포함할 수 있다. 방사선 디텍터(120)는 광도전층(122), 복수의 픽셀 전극(121), 상부전극(123) 등으로 구성될 수 있는데, 피사체(20)를 통과한 방사선(10)이 광도전층(122)에 도달하면, 광도전층(122)은 방사선(10)을 흡수하여 전하를 생성하고, 생성된 전하가 복수의 픽셀 전극(121)으로 이동하여 전기신호가 발생됨으로써 복수의 픽셀 전극(121)에서 전기신호의 형태로 방사선(10) 신호가 검출된다. 여기서, 방사선(10) 신호는 복수의 픽셀 전극(121)에 의해 픽셀별로 검출되게 된다. 그리고 상부전극(123)은 광도전층(122)에서 생성된 전하가 복수의 픽셀 전극(121)으로 이동될 수 있도록 광도전층(122)에 전기장을 형성하는데, 복수의 픽셀 전극(121)과 상부전극(123)은 서로 다른 극성을 가질 수 있다.
방사선 그리드(130)는 방사선 조사부(110)와 방사선 디텍터(120)의 사이에 위치하여 피사체(20)에 의해 산란된 방사선(11)을 제거할 수 있는데, 보다 자세하게는 피사체(20)와 방사선 디텍터(120)의 사이에 위치할 수 있다. 방사선 그리드(130)는 한 방향으로 일정하게 입사되는 방사선(10)과 산란으로 방향이 바뀌어서 입사되는 산란 방사선(11)의 입사각 차이를 이용하는데, 일반적으로 거의 수직으로 입사되는 방사선(10)과 랜덤한 방향으로 입사되는 산란 방사선(11)의 입사각 차이를 이용한다. 도 1에서는 방사선(10)이 한 점에서 방사되는 방사선 조사부(110)를 도시하였는데, 이러한 경우에는 방사선(10)이 일정한 각도로 비스듬하게 입사될 수도 있고, 일정한 각도로 입사하는 방사선(10)과 랜덤하게 입사각이 바뀐 산란 방사선(11)의 입사각 차이를 이용할 수 있다. 예를 들어, 수직으로 입사되는 방사선(10)이 피사체(20)를 지나 방사선 그리드(130)를 통과할 때, 입사각이 바뀌어서 비스듬하게 입사되는 산란 방사선(11)은 방사선 그리드(130)에 의해 물리적으로 차단되어 방사선 디텍터(120)에 도달하지 못하게 된다. 한편, 방사선 그리드(130)는 방사선(10) 흡수물질과 방사선(10) 투과물질을 적층하여 형성하거나 반도체 공정에서 사용되는 소잉 머신(sawing machine)을 이용하여 홈을 가공한 후 방사선(10) 흡수물질로 매립하는 방식으로 제조할 수도 있고, 반도체 공정 방식으로 기판 혹은 방사선(10) 투과물질층의 상부에 방사선(10) 흡수물질 패턴층을 형성함으로써 제조할 수도 있는데, 이에 한정되지 않고 공지된 기술을 이용해 제조할 수 있다.
그리고 방사선 그리드(130)는 서로 나란히 배치되는 그리드 라인 스트립(131)을 포함할 수 있다. 그리드 라인 스트립(131)은 소정의 방향으로 나란히 배치되어 라인 패턴을 형성할 수 있는데, 상기 라인 패턴에 의해 구분된 방사선(10)의 투과 영역이 복수의 픽셀 전극(121)과 대응되도록 상기 라인 패턴을 형성할 수도 있다. 그리고 그리드 라인 스트립(131)은 피사체(20)에 의해 산란된 방사선(11)을 흡수할 수 있고, 방사선(10)을 흡수하는 방사선(10) 흡수물질로 이루어질 수 있다. 상기 방사선(10) 흡수물질은 납(lead), 비스무스(bismuth), 금(gold), 바륨(barium), 텅스텐(tungsten), 플라티늄(platinum), 수은(mercury), 인듐(indium), 탈륨(thallium), 팔라듐(palladium), 주석(tin), 아연(zinc) 중 하나 혹은 이들의 합금일 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 그리드 라인 스트립(131)은 방사선(10)의 입사각에 따라 기울어진 형태로 형성될 수도 있는데, 방사선(10)이 여러 점에서 평행하게 조사될 경우에는 그리드 라인 스트립(131)이 수직으로 형성되나, 방사선(10)이 한 점에서 방사되는 경우에는 위치별로 방사선(10)의 입사각이 달라지기 때문에 방사선(10)의 입사각에 따라 그리드 라인 스트립(131)을 기울어진 형태로 형성할 수 있고, 위치별로 기울어진 각도를 다르게 할 수도 있다.
한편, 상기 라인 패턴에 의해 구분된 방사선(10)의 투과 영역은 방사선(10)을 투과하는 방사선(10) 투과물질로 이루어질 수 있다. 상기 방사선(10) 투과물질은 플라스틱(plastic), 폴리머(polymer), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유(carbon fiber) 중 하나 혹은 이들의 화합물일 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
영상처리부(140)는 방사선(10) 신호에 기초하여 영상 정보를 획득할 수 있고, 상기 영상 정보를 이용하여 방사선 영상을 생성할 수 있다. 상기 영상 정보에는 피사체(20)의 원 영상(Original image)에 노이즈(noise)가 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 그리드 라인을 나타내는 영상이고, 도 2(b)는 주파수 도메인에서의 그리드 라인 스트립에 의한 영상 신호이며, 도 2(c)는 주파수 도메인에서의 그리드 라인 스트립 영상 신호 시뮬레이션이다.
도 2를 참조하면, 상기 노이즈는 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 포함할 수 있는데, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)는 상기 영상 정보에 피사체(20)의 원 영상과 함께 표출되는 그리드 라인일 수 있다. 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)가 포함된 영상 정보로 최종 이미지인 방사선 영상을 생성하게 되면, 상기 방사선 영상에 도 2(a)와 같이 그리드 라인도 함께 표출되게 된다. 이러한 상기 그리드 라인으로 인해 상기 방사선 영상의 품질이 저하되고, 이러한 방사선 영상으로는 정확한 진단을 할 수 없기 때문에 상기 방사선 영상에서 상기 그리드 라인을 필터링할 필요가 있다.
영상처리부(140)는 상기 영상 정보에서 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 필터링하여 방사선 영상을 생성할 수 있다. 상기 영상 정보에서 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 필터링하여 상기 방사선 영상을 생성하게 되면, 상기 방사선 영상에서 상기 그리드 라인을 제거하여 상기 방사선 영상의 품질을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 상기 방사선 영상으로 더욱 정확한 진단이 가능하게 된다.
상기 필터링은 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하여 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역을 제거함으로써 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 제거할 수 있다. 여기서, 상기 영상 정보는 푸리에 변환(fourier transform)하여 주파수 도메인(Frequency domain)으로 변환할 수 있다. 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하게 되면, 도 2(b)와 같이 나타나게 되는데, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역을 쉽게 찾을 수 있고, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역을 제거하기만 하면, 상기 영상 정보에서 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 간단하게 필터링할 수 있다. 하지만, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역에도 원 영상의 영상 정보가 일부 포함될 수 있으므로 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역의 제거시 원 영상의 영상 정보도 일부 손실이 일어날 수 있다. 그리고 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)는 하모닉(harmonic) 특성을 가져 주파수 도메인의 여러 곳에 분포하게 되는데, 많은 곳에 분포할수록 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역의 제거시 해당 영역에 포함된 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)와 함께 원 영상의 영상 정보도 많이 제거되어 원 영상의 영상 정보 손실이 많아진다. 원 영상의 영상 정보 손실이 많아질수록 상기 방사선 영상의 품질이 저하되므로 원 영상의 영상 정보 손실을 줄일 필요가 있고, 이를 위해 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 주파수 도메인에서 군집시킬 필요가 있다.
한편, 상기 방사선 영상에서 상기 그리드 라인은 주파수 도메인에서 다양한 주파수의 합으로 구성이 될 수 있다. 주파수 도메인에서 신호의 세기가 크면, 사람의 눈에 그리드 라인이 뚜렷하게 보이는데, 도 2(c)에서 신호의 세기는 f1 ＞ 2f1 ＞ 3f1 ＞ 4f1 ＞ 5f1 순서이다. 여기서, f1과 2f1의 신호는 신호의 세기가 커서 사람의 눈에 뚜렷하게 보이지만, f1과 2f1의 신호를 제외한 나머지 신호들은 육안으로 확인하기 어렵다. 모든 그리드를 제거하는 것이 최적의 해결책이지만, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)는 주파수 도메인에서 원 영상(또는 진단 영역)의 영상 정보와 중첩되어 존재하기 때문에 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화시키면서 사람 눈에 그리드 라인이 보이지 않게 필터링을 수행하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그리드 라인 스트립의 영상 정보의 군집화 현상을 설명하기 위한 개념도로, 도 3(a)는 f1과 4f1, 2f1과 3f1이 군집한 그림이며, 도 3(b)와 도 3(c)는 각 신호가 위치를 달리하여 분산된 그림이고, 도 3(d)는 f1, 2f1, 4f1 및 5f1가 군집한 그림이다.
도 3을 참조하면, 주파수 도메인에서 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)의 군집화 현상이 존재하는 것을 알 수 있다. 도 3은 픽셀 전극(121)의 크기는 동일하게 하고, 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수만 다르게 하여 얻어진 실험 결과로, 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수에 따른 주파수 도메인에서의 다양한 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)의 분포를 나타낸다. 여기서,‘단위길이’는 그리드 라인 스트립(131)을 가로지르는 방향의 길이로, 이 실험에서는 일실시예로서 인치(inch) 단위를 사용하였다. 이 실험을 통해 본 발명에서는 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수의 조합에 따라 주파수 도메인에서 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)의 군집화 현상이 존재하는 것을 발견하였다. 이러한 특성을 이용하여 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역의 제거시 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화할 수 있도록 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수를 조절하여 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 군집시킬 수 있다. 이와 같이, 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수는 픽셀 전극(121)의 크기에 따라 결정될 수 있다.
그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)는 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수의 일정 조합에서 군집된다. 본 발명의 일실시예에서 얻어진 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)가 군집되는 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수의 조합을 나타내면, 표 1과 같다.
표 1은 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집되는 상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수의 조합을 나타낸 표이다.
픽셀 전극의 크기(㎛) 100 110 120 130
단위길이당 그리드 라인 스트립의 수(ls/inch) 84.6×2n 77×2n 70.5×2n 65×2n
140 150 160 170 180 190 200
60.5×2n 56.5×2n 53×2n 50×2n 47×2n 44.5×2n 42.5×2n
표 1을 참조하면, 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수는 픽셀 전극(121)의 크기가 증가할수록 감소할 수 있다. 픽셀 전극(121)의 크기가 증가하게 되면, 픽셀 전극(121)의 크기에 따라 방사선 그리드(130)에서 방사선(10)의 투과 영역이 넓어져야 하기 때문에 그 수가 많을수록 방사선(10)의 투과 영역을 축소시키는 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수는 감소할 수 있다.
단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수는 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 1]
y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
(여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
상기 a, 상기 b, 상기 c 및 상기 d는 실험적으로 얻어진 상수로, 표 1의 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수의 조합을 이용하여 결정될 수 있다. 수학식 1을 이용하면, 픽셀 전극(121)의 크기에 따라 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화하는 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수를 쉽게 계산할 수 있다. 이에 상기 영상 정보에 포함된 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 효과적으로 제거할 수 있다.
예를 들어, a는 0.5 내지 8.5일 수 있고, b는 0.005 내지 0.05일 수 있으며, c는 1.5 내지 10.5일 수 있고, d는 200 내지 1000일 수 있는데, a가 4일 때, b는 0.0227일 수 있고, c는 4.995일 수 있으며, d는 479.16일 수 있다. 이때, 상기 a, 상기 b, 상기 c 또는 상기 d가 상기 범위를 벗어나게 되면, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)가 군집되지 않을 수 있다. 그러나, 상기 a, 상기 b, 상기 c 및 상기 d는 이에 한정되지 않고, 실험적으로 정해질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수의 2n배를 설명하기 위한 개념도로, 도 4(a)는 n=0일 때이고, 도 4(b)는 n=1일 때이며, 도 4(c)는 n=2일 때이다.
도 4를 참조하면, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)가 군집되는 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수의 조합은 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수가 2n(n은 0 또는 양의 정수)배되어도 군집을 유지하는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서 얻어진 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)가 군집되는 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수의 조합을 n에 따라 나타내면, 표 2와 같다.
표 2는 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집되는 상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수의 조합을 n에 따라 나타낸 표이다.
픽셀 전극의 크기
(㎛)		 20
(ls/inch)		 21
(ls/inch)		 22
(ls/inch)
70 121 242 X
80 106 212 X
90 94 188 X
100 84 169 339
110 77 154 308
120 70 141 282
130 65 130 261
140 61 121 242
150 57 113 226
160 53 106 212
170 50 100 199
180 47 94 188
190 45 89 178
200 43 85 169
표 2와 같이 픽셀 전극(121)의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수가 조합을 이루면, 도 4와 같이 3f1을 제외한 신호들이 모두 한 곳에 모이게 된다. 이에 따라 모여있는 신호들을 한 번에 제거함으로써 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 쉽게 제거할 수 있고, 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화 내지 감소시킬 수 있다. 여기서, 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수는 20, 21, 22 중에서 선택될 수 있는데, 방사선 그리드(130)의 가공성과 제작 단가 등을 고려하여 선택할 수 있다. 표 2에서는 표 1의 소수를 반올림하여 정수로 나타내었는데, 소수점 이하는 방사선 그리드(130)에서 표현하기 어려우므로 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수를 정수로 나타내었고, ± 10%(약 1 내지 3 라인)의 오차 범위에서는 상기 방사선 영상의 품질에 큰 영향을 주지 않으므로 소수를 반올림하여 사용할 수 있다. 방사선 그리드(130)의 제작은 납벽이 일정 빈도(단위길이당 그리드 라인 스트립의 수)로 분포되어 있는 커다란 그리드를 만든 후, 원하는 사이즈만큼 자르게 된다. 이 제조 공정 상에서 오차가 발생할 수 있는데, 그 오차 범위는 1 내지 3 라인(± 10%)이 될 수도 있다. 그리드 커팅 오차로 인해 소수점을 쓰기도 하지만, 일반적으로 정수로 스펙을 기재하기 때문에 실제 판매되는 그리드 제품으로는 소수점을 구현하지 못한다.
한편, 표 2를 참조하면, 단위길이당 그리드 라인 스트립(131)의 수가 360 이상이 될 경우에는 수학식 1이 성립하지 않는데, 방사선 그리드(130)의 전체 면적에 비해 너무 많은 그리드 라인 스트립(131)이 형성되어 그리드 라인 스트립(131)들의 간섭에 의해 많은 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(315)가 발생됨으로써 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(315)에 대응되는 주파수 대역이 주파수 도메인의 여러 곳에 분포하기 때문인 것으로 보인다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 정보의 로그 스케일 변환을 설명하기 위한 개념도로, 도 5(a)는 원 스케일 주파수 도메인이고, 도 5(b)는 로그 스케일 주파수 도메인이다.
영상처리부(140)는 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하여 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 필터링할 수 있다. 상기 영상 정보를 로그 스케일(Log scale)로 변환하면, 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환할 경우에 주파수 도메인에서 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역이 차지하는 크기를 줄여 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135) 필터링에 이점을 가지게 된다. 도 5의 가시화된 주파수 도메인 데이터에서는 붉은색에 가까울수록 큰 값을 가지게 되는데, 이러한 주파수 대역에 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)가 분포할 수 있다. 도 5를 참조하면, 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환한 후 주파수 도메인으로 변환(도 5b)할 경우, 로그 스케일로 변환하지 않은 원 스케일(Original scale)의 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환(도 5a)한 경우보다 신호의 분포 범위가 작아지는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 원 스케일에서 신호 데이터의 범위가 1 내지 4095(12bit)일 경우, 로그 스케일에서 신호 데이터의 범위는 0 내지 3.6122가 될 수 있다. 일반적으로 의료용 영상에서는 12bit 혹은 14bit를 사용하는데, 12bit의 경우, 영상의 흰색과 검은색의 차이를 0 내지 4095값으로 표시하여 4096 단계로 샘플링하고, 14bit의 경우, 0 내지 16383으로 표시하여 16384 단계로 구분한다. 여기서, 픽셀 데이터가 작을수록 흰색에 가까우며 픽셀 데이터가 클수록 검은색에 가까워진다.
원 스케일의 도 5(a)와 로그 스케일의 도 5(b)를 비교해 보면, 도 5(a)에 비해 도 5(b)의 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135) 신호 세기가 작은 값을 가지며, 분포 또한 좁은 영역에 분포하게 된다. 이와 같이, 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하면, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)의 신호 세기를 작게 할 수 있고, 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역이 보다 좁은 영역에 분포할 수 있다. 이에 따라 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)에 해당하는 주파수 대역을 제거할 때, 더 좁은 영역을 제거하기 때문에 원 영상의 영상 정보 손실이 적으며, 더 많은 양의 그리드 라인 스트립(131)의 영상 정보(135)를 제거할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 방사선 촬영장치(100)는 방사선 촬영시 피사체에 의해 산란되는 방사선을 방사선 그리드로 제거할 수 있고, 방사선 그리드를 통과한 방사선 신호에 기초하여 획득한 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하여 방사선 그리드의 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역을 제거함으로써 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링할 수 있다. 그리고 방사선 디텍터의 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수의 상관관계에 따라 주파수 도메인에서 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 군집시킬 수 있고, 군집한 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거함으로써 피사체 영상 신호의 손실을 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상 처리방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상 처리방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상 처리방법은 복수의 픽셀 전극을 구비하는 방사선 디텍터와 그리드 라인 스트립을 구비하는 방사선 그리드를 포함하는 방사선 촬영장치의 방사선 영상 처리방법에 있어서, 상기 방사선 그리드를 통과한 방사선 신호를 검출하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 포함된 영상 정보를 획득하는 단계(S100); 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하는 단계(S200); 주파수 도메인으로 변환된 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거하는 단계(S300); 및 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 제거된 영상 정보를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 역변환하여 방사선 영상을 생성하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 방사선 디텍터로 상기 방사선 그리드를 통과한 방사선 신호를 검출하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 포함된 영상 정보를 획득한다(S100). 피사체를 지난 방사선이 상기 방사선 그리드를 통과하여 상기 방사선 디텍터에 도달하게 되는데, 이때 상기 그리드 라인 스트립의 주파수와 상기 픽셀 전극의 주파수가 일치하지 않기 때문에 그리드 라인 신호가 픽셀 전극 신호(즉, 영상 신호)에 중첩되어 그리드 라인이 방사선 영상에 나타나는 현상이 발생한다. 상기 그리드 라인이 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보인데, 산란된 방사선의 제거를 위해 상기 방사선 그리드를 사용하면, 획득한 영상 정보에 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 포함되게 되고, 검진의 정확도를 위해 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링해야 한다.
그 다음 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환한다(S200). 상기 영상 정보는 푸리에 변환(fourier transform)하여 주파수 도메인(Frequency domain)으로 변환할 수 있는데, 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하게 되면, 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역을 쉽게 찾을 수 있다.
그리고 주파수 도메인으로 변환된 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거한다(S300). 상기 주파수 도메인에서 쉽게 찾을 수 있는 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역을 제거함으로써 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 간단하게 제거할 수 있다. 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거하면, 방사선 영상에서 그리드 라인을 제거하여 방사선 영상의 품질을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 방사선 영상으로 더욱 정확한 진단이 가능하게 된다.
다음으로, 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 제거된 영상 정보를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 역변환하여 방사선 영상을 생성한다(S400). 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 제거된 영상 정보는 주파수 도메인으로 변환된 상태이기 때문에 방사선 영상으로 표출하기 위해서는 주파수 도메인을 다시 공간 도메인으로 변환하여야 한다. 이때, 역 푸리에 변환(inverse fourier transform)하여 주파수 도메인(Frequency domain)에서 공간 도메인(Spatial domain)으로 변환할 수 있다. 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 제거된 영상 정보로 방사선 영상을 생성하면, 그리드 라인이 제거되어 방사선 영상이 좋은 품질을 가질 수 있고, 이에 따라 상기 방사선 영상으로 더욱 정확한 진단을 할 수 있다.
획득한 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 로그 스케일로 변환하는 단계는 주파수 도메인에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역이 차지하는 크기를 줄여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보 필터링에 이점을 가지기 위해 상기 영상 정보를 로그 스케일(Log scale)로 변환할 수 있다. 이에 상기 로그 스케일로 변환하는 단계는 상기 주파수 도메인으로 변환하는 단계(S200) 이전에 할 수 있다. 이와 같이, 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역을 제거하면, 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보의 신호 세기를 작게 할 수 있고, 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역이 보다 좁은 영역에 분포할 수 있다. 이에 따라 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역을 제거할 때, 더 좁은 영역을 제거하기 때문에 원 영상(Original image)의 영상 정보 손실이 적으며, 더 많은 양의 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거할 수 있다. 한편, 상기 영상 정보를 로그 변환하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링한 후에는 정확한 진단을 위해 상기 영상 정보를 역 로그 변환하여 원 스케일(Original scale)을 유지하여야 한다.
상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보는 주파수 도메인에서 군집할 수 있다. 상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수의 일정 조합에 따라 주파수 도메인에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집한다. 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집하면, 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역의 제거시 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화할 수 있다.
상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보는 수학식 1을 만족하는 상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수의 조합에서 군집할 수 있다.
[수학식 1]
y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
(여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수의 조합이 수학식 1을 만족하면, 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집하는 상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수의 조합을 쉽게 알 수 있고, 상기 픽셀 전극의 크기에 따라 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화할 수 있는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수를 쉽게 계산할 수 있다. 이에 상기 영상 정보에 포함된 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 효과적으로 제거할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 그리드 설계방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 실시예들에 따른 방사선 촬영장치 및 방사선 영상 처리방법과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 그리드 설계방법은 복수의 픽셀 전극을 포함하는 방사선 디텍터에서 상기 픽셀 전극의 크기를 결정하는 단계; 및 상기 픽셀 전극의 크기를 이용하여 상기 방사선 디텍터의 전방에 위치하는 방사선 그리드에서 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 복수의 픽셀 전극을 포함하는 방사선 디텍터에서 상기 픽셀 전극의 크기를 결정하고, 상기 픽셀 전극의 크기를 이용하여 상기 방사선 디텍터의 전방에 위치하는 방사선 그리드에서 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정한다.
상기 픽셀 전극의 크기를 이용하여 상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정하면, 주파수 도메인에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보의 주파수 대역을 제거할 때 원 영상의 영상 정보 손실을 줄일 수 있다.
상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정하는 단계는 주파수 도메인에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 군집시키는 상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정할 수 있다.
원 영상의 영상 정보 손실을 줄이기 위해 상기 픽셀 전극의 크기를 이용하여 상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 계산함으로써, 주파수 도메인에서 상기 픽셀 전극의 크기에 따라 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집하도록 상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 결정할 수 있다. 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 군집하면, 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역의 제거시 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화할 수 있다.
상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수는 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다.
[수학식 1]
y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
(여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
수학식 1을 이용하면, 상기 픽셀 전극의 크기로 원 영상의 영상 정보 손실을 최소화할 수 있는 상기 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 쉽게 계산할 수 있고, 이에 상기 영상 정보에 포함된 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 효과적으로 제거할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 방사선 촬영시 피사체에 의해 산란되는 방사선을 방사선 그리드로 제거할 수 있고, 방사선 그리드를 통과한 방사선 신호에 기초하여 획득한 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하여 방사선 그리드의 그리드 라인 스트립의 영상 정보에 해당하는 주파수 대역을 제거함으로써 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링할 수 있다. 그리고 방사선 디텍터의 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수의 상관관계에 따라 주파수 도메인에서 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 군집시킬 수 있고, 군집한 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거함으로써 피사체 영상 신호의 손실을 줄일 수 있다. 또한, 영상 정보를 로그 스케일로 변환하여 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링함으로써 피사체 영상 신호의 손실을 더욱 줄일 수 있고, 이에 따라 영상 신호의 손실을 최소화할 수 있다.
그리고 픽셀 전극의 크기에 따라 영상 신호의 손실을 최소화할 수 있는 단위길이당 그리드 라인 스트립의 수를 쉽게 결정할 수 있으며, 이에 영상 정보 내의 그리드 라인 신호를 효과적을 제거할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 방사선 11 : 산란 방사선
20 : 피사체 100 : 방사선 촬영장치
110 : 방사선 조사부 120 : 방사선 디텍터
121 : 픽셀 전극 122 : 광도전층
123 : 상부전극 130 : 방사선 그리드
131 : 그리드 라인 스트립 135 : 그리드 라인 스트립의 영상 정보
140 : 영상처리부

Claims (13)

  1. 피사체에 방사선을 조사하는 방사선 조사부;
    상기 방사선 조사부에 대응되어 위치하며, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀 전극을 포함하여 상기 피사체를 통과한 방사선 신호를 검출하는 방사선 디텍터;
    서로 나란히 배치되는 복수의 그리드 라인 스트립을 포함하며, 상기 방사선 조사부와 상기 방사선 디텍터의 사이에 위치하여 상기 피사체에 의해 산란된 방사선을 제거하는 방사선 그리드; 및
    상기 방사선 신호에 기초하여 영상 정보를 획득하는 영상처리부를 포함하고,
    단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 상기 픽셀 전극의 크기를 포함하는 수학식 1에 의해 결정되는 방사선 촬영장치.
    [수학식 1]
    y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
    (여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
  2. 청구항 1에 있어서,
    단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 상기 픽셀 전극의 크기가 증가할수록 감소하는 방사선 촬영장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상처리부는 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링하여 방사선 영상을 생성하는 방사선 촬영장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 필터링은 상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거하는 방사선 촬영장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 영상처리부는 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 필터링하는 방사선 촬영장치.
  7. 복수의 픽셀 전극을 구비하는 방사선 디텍터와 그리드 라인 스트립을 구비하는 방사선 그리드를 포함하는 방사선 촬영장치의 방사선 영상 처리방법에 있어서,
    상기 방사선 그리드를 통과한 방사선 신호를 검출하여 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 포함된 영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 영상 정보를 주파수 도메인으로 변환하는 단계;
    주파수 도메인으로 변환된 상기 영상 정보에서 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 제거하는 단계; 및
    상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보가 제거된 영상 정보를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 역변환하여 방사선 영상을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 픽셀 전극의 크기와 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 수학식 1을 만족하는 방사선 영상 처리방법.
    [수학식 1]
    y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
    (여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
  8. 청구항 7에 있어서,
    획득된 상기 영상 정보를 로그 스케일로 변환하는 단계를 더 포함하는 방사선 영상 처리방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보는 주파수 도메인에서 군집하는 방사선 영상 처리방법.
  10. 삭제
  11. 방사선 신호를 검출하는 방사선 디텍터 및 상기 방사선 신호에 기초하여 영상 정보를 획득하는 영상처리부를 포함하는 방사선 촬영장치에 이용되는 방사선 그리드에 있어서,
    서로 나란히 배치되는 복수의 그리드 라인 스트립을 포함하고,
    단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수는 상기 방사선 디텍터의 픽셀 전극의 크기를 포함하는 수학식 1에 의해서 결정되는 방사선 그리드.
    [수학식 1]
    y = - a × 10-5 × x3 + b × x2 - c × x + d
    (여기서, x는 상기 픽셀 전극의 크기, y는 단위길이당 상기 그리드 라인 스트립의 수, a, b, c 및 d는 0보다 크다.)
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 영상 정보는 상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보를 포함하고,
    상기 그리드 라인 스트립의 영상 정보는 주파수 도메인에서 군집하는 방사선 그리드.
  13. 삭제
KR1020150059052A 2015-04-27 2015-04-27 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법 KR101669584B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150059052A KR101669584B1 (ko) 2015-04-27 2015-04-27 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150059052A KR101669584B1 (ko) 2015-04-27 2015-04-27 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101669584B1 true KR101669584B1 (ko) 2016-10-27

Family

ID=57247082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150059052A KR101669584B1 (ko) 2015-04-27 2015-04-27 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101669584B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101942397B1 (ko) 2018-08-16 2019-01-29 제이피아이헬스케어 주식회사 멀티와이어쏘우를 이용한 ｘ선 그리드 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010044474A (ko) * 2001-02-23 2001-06-05 나종혁 엑스레이 그리드 (X-ray Grid)의 납 배열방식과 자동화생산방식
KR20100060357A (ko) * 2008-11-27 2010-06-07 엘지이노텍 주식회사 엑스레이용 그리드의 제조방법 및 상기 그리드를 이용한 엑스레이 검출시스템
KR20110119500A (ko) * 2010-04-26 2011-11-02 주식회사 디알텍 그리드 장치 및 엑스선 검출장치
KR20120012736A (ko) 2010-08-03 2012-02-10 광주과학기술원 비산란 그리드 및 그 제조 방법
KR101485836B1 (ko) * 2013-10-28 2015-01-26 제이피아이헬스케어 주식회사 가압방식을 이용한 ｘ선 그리드 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010044474A (ko) * 2001-02-23 2001-06-05 나종혁 엑스레이 그리드 (X-ray Grid)의 납 배열방식과 자동화생산방식
KR20100060357A (ko) * 2008-11-27 2010-06-07 엘지이노텍 주식회사 엑스레이용 그리드의 제조방법 및 상기 그리드를 이용한 엑스레이 검출시스템
KR20110119500A (ko) * 2010-04-26 2011-11-02 주식회사 디알텍 그리드 장치 및 엑스선 검출장치
KR20120012736A (ko) 2010-08-03 2012-02-10 광주과학기술원 비산란 그리드 및 그 제조 방법
KR101485836B1 (ko) * 2013-10-28 2015-01-26 제이피아이헬스케어 주식회사 가압방식을 이용한 ｘ선 그리드 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101942397B1 (ko) 2018-08-16 2019-01-29 제이피아이헬스케어 주식회사 멀티와이어쏘우를 이용한 ｘ선 그리드 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8111803B2 (en) Method for energy sensitive computed tomography using checkerboard filtering
Sun et al. Improved scatter correction using adaptive scatter kernel superposition
JP5815048B2 (ja) Ｘ線ｃｔ装置
US7444010B2 (en) Method and apparatus for the reduction of artifacts in computed tomography images
CN106687042B (zh) 用于生成对象的x射线投影的系统和方法
US20090003530A1 (en) Anti-Scatter Grid for an X-Ray Device with Non-Uniform Distance and/or Width of the Lamellae
JP6031618B2 (ja) Ｘ線撮像装置、ｘ線撮像方法、及び、ｘ線撮像装置のモニタリング方法
JPS60192482A (ja) 原画像の細部を強調した画像を表示もしくは記録する方法
JP2006255419A (ja) 対象の断層撮影画像の作成方法およびコンピュータ断層撮影装置
US20140363071A1 (en) Image processing apparatus and method
CN106796717A (zh) 辐射图像降噪
US10070830B2 (en) X-ray imaging apparatus and methods
KR101669584B1 (ko) 방사선 촬영장치, 방사선 영상 처리방법 및 방사선 그리드 설계방법
JP2011136102A (ja) 放射線撮像装置
CN105491950B (zh) 用于实现螺旋计算机断层摄影中的最优snr的可调节蝴蝶结滤波器
CN106157345B (zh) 用于生成图像的方法
JPS61133847A (ja) Ｘ線画像における散乱線除去画像製造法
US7664227B2 (en) Intelligent adaptive x-ray imaging system
CN106361367A (zh) 一种检测器的校正方法和使用该校正方法的装置及设备
JP5753502B2 (ja) 画像処理装置および方法
JP6470986B2 (ja) 放射線検出器及び放射線断層撮影装置
US20110261925A1 (en) Grid apparatus and x-ray detecting apparatus
EP3773214B1 (en) Cross directional bilateral filter for ct radiation dose reduction
KR101151024B1 (ko) 그리드 장치 및 엑스선 검출장치
JP2008237835A (ja) 放射線撮像装置及び方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191017

Year of fee payment: 4