KR101684448B1 - Radiation detector, tomography imaging apparatus thereof, and x-ray imaging apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
방사선을 감지하는 복수개의 픽셀들을 포함하는 방사선 디텍터가 개시된다.
상기 복수개의 픽셀들 각각은 입사된 광자를 제1 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 및 상기 제1 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함하는 광자 처리부를 포함한다. 여기서, 상기 복수개의 저장부 중 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장한다. A radiation detector comprising a plurality of pixels for sensing radiation is disclosed.
Each of the plurality of pixels comprising: a radiation absorbing layer for converting incident photons into a first electrical signal; And a photon processing unit including a plurality of storage units for counting and storing the number of photons based on the first electrical signal. At least one storage unit of the plurality of storage units compares the first electrical signal with a first reference value, and based on a third electrical signal obtained by comparing the second electrical signal with a second reference value, , The number of photons is counted and stored.
Description
본원 발명은 입사된 광자를 계수하는 방사선 디텍터, 그에 따른 단층 촬영 장치, 및 X 선 촬영 장치 에 관한 것이다. The present invention relates to a radiation detector for counting incident photons, a tomography apparatus therefor, and an X-ray imaging apparatus.
구체적으로, 입사된 방사선 광자를 복수개의 에너지 대역 별로 분류하여 계수하는 방사선 디텍터, 그에 따른 단층 촬영 장치, 및 X 선 촬영 장치 에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a radiation detector for classifying and counting incident radiation photons in a plurality of energy bands, a tomography apparatus and an X-ray imaging apparatus.
의료 영상 장치는 대상체의 내부 구조를 영상으로 획득하기 위한 장비이다. 의료 영상 처리 장치는 비침습 검사 장치로서, 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름 등을 촬영 및 처리하여 사용자에게 보여준다. 의사 등의 사용자는 의료 영상 처리 장치에서 출력되는 의료 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.The medical imaging device is a device for acquiring the internal structure of an object as an image. The medical image processing apparatus is a non-invasive examination apparatus, which captures and processes structural details in the body, internal tissues and fluid flow, and displays them to the user. A user such as a doctor can diagnose the health condition and disease of the patient by using the medical image outputted from the medical image processing apparatus.
환자에게 방사선을 조사하여 대상체를 촬영하기 위한 장치로는 대표적으로 컴퓨터 단층 촬영(CT: Computed Tomography) 장치 및 엑스레이 장치가 있다. As a device for irradiating a patient with radiation and photographing an object, there are typically a computed tomography (CT) apparatus and an x-ray apparatus.
의료 영상 처리 장치 중 컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치는 대상체에 대한 단면 영상을 제공할 수 있고, 일반적인 엑스레이 장치에 비하여 대상체의 내부 구조(예컨대, 신장, 폐 등의 장기 등)가 겹치지 않게 표현할 수 있다는 장점이 있어서, 질병의 정밀한 진단을 위하여 널리 이용된다. A CT (Computerized Tomography) device of a medical image processing apparatus can provide a cross-sectional image of a target object and can represent the internal structure of the target object (for example, elongation, lung, etc.) It has advantages and is widely used for precise diagnosis of diseases.
X 선 장치는 X 선을 인체에 투과시켜 인체의 내부 구조를 이미지로 획득하는 의료 영상 장치이다. X 선 장치는 MRI 장치, CT 장치 등을 포함하는 다른 의료 영상 장치에 비해 간편하고, 짧은 시간 내에 대상체의 의료 이미지를 획득할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, X 선 장치는 단순 흉부 촬영, 단순 복부 촬영, 단순 골격 촬영, 단순 부비동 촬영, 단순 경부 연조직(neck soft tissue) 촬영 및 유방 촬영 등에 널리 이용되고 있다.An X-ray apparatus is a medical imaging apparatus that transmits an X-ray to a human body and acquires an internal structure of the human body as an image. The X-ray apparatus is advantageous in comparison with other medical imaging apparatuses including an MRI apparatus and a CT apparatus, and can acquire a medical image of a subject within a short time. Therefore, X-ray apparatus is widely used for simple chest radiography, simple abdominal radiography, simple skeleton radiography, simple sinus radiography, neck soft tissue radiography, and mammography.
컴퓨터 단층 촬영 장치 또는 X 선 장치 등과 같이 방사선을 조사하여 대상체를 촬영하기 위한 의료 영상 장치에 있어서, 대상체를 통과한 방사선을 감지하는 방사선 디텍터가 필수적으로 구비되어야 한다. 방사선 디텍터가 대상체를 통과한 방사선을 정확하게 검출하여야 대상체를 촬영한 의료 영상을 정확하게 재구성(reconstruction)할 수 있다. In a medical imaging apparatus for photographing a target by irradiating radiation such as a computer tomography apparatus or an X-ray apparatus, a radiation detector for sensing radiation passing through the target must be provided. The radiation detector must accurately detect the radiation passing through the object so that the medical image of the object can be accurately reconstructed.
픽셀의 크기를 최소화하면서, 구별되는 에너지 대역의 개수를 증가시킬 수 있는 다중 에너지 측정 용 방사선 디텍터, 그에 따른 단층 촬영 장치, 및 X 선 촬영 장치의 제공을 목적으로 한다. A radiographic detector for multiple energy measurement capable of increasing the number of distinctive energy bands while minimizing the size of a pixel, a tomographic imaging apparatus therefor, and an X-ray imaging apparatus.
또한, 에너지 대역 별로 더욱 정확하게 광자를 분류하여 계수할 수 있는 다중 에너지 측정 용 방사선 디텍터, 그에 따른 단층 촬영 장치, 및 X 선 촬영 장치의 제공을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a radiation detector for multiple energy measurement capable of classifying and counting photons more accurately for each energy band, a tomography apparatus therefor, and an X-ray imaging apparatus.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선을 감지하는 복수개의 픽셀들을 포함한다. 상기 복수개의 픽셀들 각각은 입사된 광자를 제1 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층, 및 상기 제1 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함하는 광자 처리부를 포함한다. 그리고, 상기 복수개의 저장부 중 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장한다. A radiation detector according to an embodiment of the present invention includes a plurality of pixels for sensing radiation. Wherein each of the plurality of pixels includes a radiation absorbing layer that converts incident photons into a first electrical signal and a photon processing unit that includes a plurality of storage units that store and store the number of the photons based on the first electrical signal . At least one storage unit of the plurality of storage units compares the first electrical signal with a first reference value, and based on a third electrical signal that is a result of comparing the second electrical signal as a result of the comparison with a second reference value, , The number of photons is counted and stored.
또한, 상기 제1 및 제2 기준값 중 적어도 하나는 상기 복수개의 픽셀들 중 적어도 하나에서는 제1 값으로 설정되고, 상기 복수개의 픽셀들 중 다른 적어도 하나에서는 상기 제1 값과 다른 제2 값으로 설정될 수 있다. At least one of the first and second reference values may be set to a first value in at least one of the plurality of pixels, and at least one of the plurality of pixels may be set to a second value different from the first value. .
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 제1 전기 신호와 상기 제1 기준값의 차이에 대응하는 상기 제2 전기 신호를 출력하는 제1 비교기, 상기 제2 전기 신호와 상기 제2 기준값을 비교하여 상기 제3 전기 신호를 출력하는 제2 비교기, 및 상기 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제1 계수기를 포함할 수 있다. The at least one storage unit may include a first comparator that outputs the second electrical signal corresponding to a difference between the first electrical signal and the first reference value when the first electrical signal is equal to or greater than the first reference value, A second comparator that compares the second electrical signal with the second reference value and outputs the third electrical signal, and a first counter that counts and stores the number of photons based on the third electrical signal .
또한, 상기 제1 전기 신호는 상기 입사된 광자의 에너지에 대응되는 전압 신호이며, 상기 제1 기준값은 전압값을 가지며, 상기 제2 기준값은 전류값을 가질 수 있다. The first electrical signal may be a voltage signal corresponding to the energy of the incident photon, the first reference value may have a voltage value, and the second reference value may have a current value.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 제2 비교 신호에 근거하여, 상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제2 계수기를 더 포함할 수 있다. The at least one storage unit may further include a second counter for counting and storing the number of photons when the first electrical signal is greater than or equal to the first reference value, based on the second comparison signal.
또한, 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 중 적어도 하나는 인접한 복수개의 픽셀들을 포함하는 픽셀 그룹에 있어서, 픽셀마다 다른 값으로 설정될 수 있다. In addition, at least one of the first reference value and the second reference value may be set to a different value for each pixel in a pixel group including a plurality of adjacent pixels.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 상기 제2 기준값은 상기 복수개의 픽셀들 중 제1 픽셀과 상기 제1 픽셀에 인접한 제2 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. The second reference value used in the at least one storage unit may be set to a different value in a first pixel of the plurality of pixels and a second pixel adjacent to the first pixel.
또한, 상기 제1 픽셀에 적용되는 상기 제2 기준값은 상기 제2 픽셀에 적용되는 상기 제2 기준값보다 크거나 작은 값을 가질 수 있다. The second reference value applied to the first pixel may have a value greater than or less than the second reference value applied to the second pixel.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 상기 제1 기준값은 상기 복수개의 픽셀들 중 제1 픽셀과 상기 제1 픽셀에 인접한 제2 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. The first reference value used in the at least one storage unit may be set to a different value in a first pixel of the plurality of pixels and a second pixel adjacent to the first pixel.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 중 적어도 하나에 근거하여 크기가 결정될 수 있다. The at least one storage unit may be sized based on at least one of the first reference value and the second reference value.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 저에너지 대역이면 제1 비트 뎁스를 가지고, 상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 상기 저에너지 대역보다 높은 고에너지 대역이면 제1 비트 뎁스 보다 작은 제2 비트 뎁스를 가질 수 있다. The at least one storage unit may have a first bit depth if the energy band of the photons to be counted is a low energy band and a second bit depth if the energy band of the photons to be counted is a high energy band higher than the low energy band. It can have two bit depths.
또한, 상기 방사선 디텍터는 상기 계수되는 광자에 근거하여 CT 영상을 생성하기 위한 직접 방식의 방사선 디텍터가 될 수 있다. Also, the radiation detector may be a direct radiation detector for generating a CT image based on the counted photons.
또한, 상기 방사선 흡수층은 상기 방사선 디텍터의 전면부에 배치되며, 상기 광자 처리부는 상기 방사선 디텍터의 후면부에 배치될 수 있다. The radiation absorbing layer may be disposed on a front surface of the radiation detector, and the photon processing unit may be disposed on a rear surface of the radiation detector.
또한, 상기 방사선 흡수층은 카드뮴 텔룰라이드(CdTe) 또는 카드뮴아연텔룰라이드(CdZnTe)로 형성될 수 있다. Further, the radiation absorbing layer may be formed of cadmium telluride (CdTe) or cadmium zinc telluride (CdZnTe).
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선을 감지하는 복수개의 픽셀들을 포함한다. 상기 복수개의 픽셀들 각각은 복수개의 서브 픽셀들을 포함하며, 상기 복수개의 서브 픽셀들 각각은 입사된 광자를 제1 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층, 및 상기 제1 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함하는 광자 처리부를 포함한다. 그리고, 상기 복수개의 저장부 중 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장한다. A radiation detector according to another embodiment of the present invention includes a plurality of pixels for sensing radiation. Each of the plurality of pixels comprising a plurality of sub-pixels, each of the plurality of sub-pixels comprising a radiation absorbing layer for converting incident photons into a first electrical signal, And a photon processing unit including a plurality of storage units for counting and storing the numbers. At least one storage unit of the plurality of storage units compares the first electrical signal with a first reference value, and based on a third electrical signal that is a result of comparing the second electrical signal as a result of the comparison with a second reference value, , The number of photons is counted and stored.
상기 제1 및 제2 기준값 중 적어도 하나는 At least one of the first and second reference values
상기 복수개의 서브 픽셀들 중 적어도 하나에서는 제1 값으로 설정되고, 상기 복수개의 픽셀들 중 다른 적어도 하나에서는 상기 제1 값과 다른 제2 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. Wherein at least one of the plurality of subpixels is set to a first value and at least one of the plurality of pixels is set to a second value different from the first value.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 제1 전기 신호와 상기 제1 기준값의 차이 값에 대응하는 상기 제2 전기 신호를 출력하는 제1 비교기; 상기 제2 전기 신호와 상기 제2 기준값을 비교하여 상기 제3 전기 신호를 출력하는 제2 비교기; 및 상기 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제1 계수기를 포함할 수 있다. The at least one storage unit may include a first comparator that outputs the second electrical signal corresponding to the difference between the first electrical signal and the first reference value when the first electrical signal is greater than or equal to the first reference value. A second comparator for comparing the second electrical signal with the second reference value and outputting the third electrical signal; And a first counter for counting and storing the number of photons based on the third electrical signal.
또한, 상기 제1 전기 신호는 상기 입사된 광자의 에너지에 대응되는 전압 신호이며, 상기 제1 기준값은 제1 전압값을 가지며, 상기 제2 기준값은 제1 전류값을 가질 수 있다. The first electrical signal is a voltage signal corresponding to the energy of the incident photon, the first reference value has a first voltage value, and the second reference value has a first current value.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 제2 비교 신호에 근거하여, 상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제2 계수기를 더 포함할 수 있다. The at least one storage unit may further include a second counter for counting and storing the number of photons when the first electrical signal is greater than or equal to the first reference value, based on the second comparison signal.
또한, 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 중 적어도 하나는 인접한 복수개의 서브 픽셀을 포함하는 서브 픽셀 그룹에 있어서, 서브 픽셀 마다 다른 값으로 설정될 수 있다. At least one of the first reference value and the second reference value may be set to a different value for each subpixel in a subpixel group including a plurality of adjacent subpixels.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 상기 제2 기준값은 상기 복수개의 서브 픽셀들 중 제1 서브 픽셀과 상기 제1 서브 픽셀에 인접한 제2 서브 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. In addition, the second reference value used in the at least one storage unit may be set to a different value in a first sub-pixel among the plurality of sub-pixels and a second sub-pixel adjacent to the first sub-pixel.
또한, 상기 제1 서브 픽셀에 적용되는 상기 제2 기준값은 상기 제2 서브 픽셀에 적용되는 상기 제2 기준값보다 큰 값을 가질 수 있다. In addition, the second reference value applied to the first subpixel may have a value larger than the second reference value applied to the second subpixel.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 상기 제1 기준값은 상기 복수개의 서브 픽셀들 중 제1 서브 픽셀과 상기 제1 서브 픽셀에 인접한 제2 서브 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. The first reference value used in the at least one storage unit may be set to a different value in a first subpixel of the plurality of subpixels and a second subpixel adjacent to the first subpixel.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 중 적어도 하나에 근거하여 크기가 결정될 수 있다. The at least one storage unit may be sized based on at least one of the first reference value and the second reference value.
또한, 상기 적어도 하나의 저장부는 상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 저에너지 대역이면 제1 비트 뎁스를 가지고, 상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 상기 저에너지 대역보다 높은 고에너지 대역이면 제1 비트 뎁스 보다 작은 제2 비트 뎁스를 가질 수 있다. The at least one storage unit may have a first bit depth if the energy band of the photons to be counted is a low energy band and a second bit depth if the energy band of the photons to be counted is a high energy band higher than the low energy band. It can have two bit depths.
또한, 상기 방사선 디텍터는 갠트리에 부착되어 회전하는 X 선 소스에서 방출되어 대상체를 통과하는 상기 방사선을 감지할 수 있다. The radiation detector may also be attached to the gantry and emit from a rotating X-ray source to sense the radiation passing through the object.
또한, 상기 방사선 디텍터는 상기 계수되는 광자에 근거하여 멀티 에너지 CT 영상을 생성하기 위한 직접 방식의 방사선 디텍터가 될 수 있다. In addition, the radiation detector may be a direct radiation detector for generating multi-energy CT images based on the counted photons.
또한, 상기 방사선 디텍터는 이동 장치에 부착되어 위치 조절이 가능한 X 선 소스에서 방출되어 대상체를 통과하는 상기 방사선을 감지할 수 있다. The radiation detector may also be attached to a mobile device and emit from a position adjustable X-ray source to sense the radiation passing through the object.
또한, 멀티 에너지 X 선 영상의 생성에 이용되는 방사선 디텍터가 될 수 있다. Further, it can be a radiation detector used for generating a multi-energy X-ray image.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선을 감지하는 디텍터에 있어서, 적어도 하나의 계수 픽셀을 포함하며 영상을 복원하기 위한 영상 픽셀을 복수개 포함한다. 상기 계수 픽셀은 입사된 광자를 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 상기 광자를 복수개의 에너지 대역으로 분류하기 위하여 상기 전기 신호를 복수개의 기준값과 비교하는 복수개의 비교기; 및 상기 복수개의 에너지 대역 각각으로 분류된 복수개의 광자의 개수를 계수하여 저장하는 복수개의 계수기를 포함한다. 여기서, 상기 영상 픽셀에 포함되는 제1 계수 픽셀에서의 상기 복수개의 기준값 중 적어도 하나는 상기 영상 픽셀에 포함되는 제2 계수 픽셀에서의 상기 복수개의 기준 값 중 적어도 하나와 다르다. According to another aspect of the present invention, there is provided a detector for detecting radiation, the detector comprising at least one coefficient pixel and including a plurality of image pixels for reconstructing an image. The coefficient pixel comprising: a radiation absorbing layer for converting incident photons into an electrical signal; A plurality of comparators for comparing the electrical signal with a plurality of reference values to classify the photons into a plurality of energy bands; And a plurality of counters for counting and storing the number of photons classified into each of the plurality of energy bands. At least one of the plurality of reference values in the first coefficient pixel included in the image pixel is different from at least one of the plurality of reference values in the second coefficient pixel included in the image pixel.
본 발명의 다른 실시예에 따른 단층 촬영 장치는 방사선 디텍터를 포함하는 컴퓨터 단층 촬영 장치에 있어서, 상기 방사선 디텍터는 적어도 하나의 계수 픽셀을 포함하며 영상을 복원하기 위한 영상 픽셀을 복수개 포함한다. 상기 계수 픽셀은 입사된 광자를 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 상기 광자를 복수개의 에너지 대역으로 분류하기 위하여 상기 전기 신호를 복수개의 기준값과 비교하는 복수개의 비교기; 및 A tomography apparatus according to another embodiment of the present invention includes a radiation detector, wherein the radiation detector includes at least one coefficient pixel and includes a plurality of image pixels for reconstructing an image. The coefficient pixel comprising: a radiation absorbing layer for converting incident photons into an electrical signal; A plurality of comparators for comparing the electrical signal with a plurality of reference values to classify the photons into a plurality of energy bands; And
상기 복수개의 에너지 대역 각각으로 분류된 복수개의 광자의 개수를 계수하여 저장하는 복수개의 계수기를 포함한다. 그리고, 상기 영상 픽셀에 포함되는 제1 계수 픽셀에서의 상기 복수개의 기준값 중 적어도 하나는 상기 영상 픽셀에 포함되는 제2 계수 픽셀에서의 상기 복수개의 기준 값 중 적어도 하나와 다르다. And a plurality of counters for counting and storing the number of photons classified into each of the plurality of energy bands. At least one of the plurality of reference values in the first coefficient pixel included in the image pixel is different from at least one of the plurality of reference values in the second coefficient pixel included in the image pixel.
또한, 단층 촬영 장치는 사용자로부터 상기 복수개의 기준값들을 설정받기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력하는 입출력부를 더 포함할 수 있다. The tomographic apparatus may further include an input / output unit for outputting a user interface screen for setting the plurality of reference values from a user.
또한, 단층 촬영 장치는 상기 사용자 인터페이스 화면을 통하여 입력받은 상기 복수개의 기준값들에 대응되는 복수개의 전압들을 생성하여 상기 복수개의 비교기로 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다. The tomography apparatus may further include a power unit for generating a plurality of voltages corresponding to the plurality of reference values input through the user interface screen and supplying the plurality of voltages to the plurality of comparators.
또한, 단층 촬영 장치는 상기 사용자 인터페이스 화면을 통하여 입력받은 상기 복수개의 기준값들에 대응되는 전류를 생성하여 상기 복수개의 비교기들로 공급하는 디지털 투 아날로그 컨버터를 포함할 수 있다. Also, the tomographic apparatus may include a digital-to-analog converter for generating a current corresponding to the plurality of reference values input through the user interface screen and supplying the generated current to the plurality of comparators.
또한, 상기 제1 계수 픽셀에서 이용되는 상기 복수개의 기준값들 중 적어도 하나는 상기 제2 계수 픽셀에서 이용되는 상기 복수개의 기준값들 중 적어도 하나와 동일한 값을 가질 수 있다. Also, at least one of the plurality of reference values used in the first coefficient pixel may have the same value as at least one of the plurality of reference values used in the second coefficient pixel.
또한, 상기 제1 계수 픽셀에 이용되는 상기 복수개의 기준값들 중 저 에너지 대역을 분류하는데 이용되는 기준값은 상기 제2 계수 픽셀에서 이용되는 상기 복수개의 기준값들 중 저 에너지 대역을 분류하는데 이용되는 기준값과 동일한 값을 가질 수 있다. The reference value used to classify the low energy band among the plurality of reference values used for the first coefficient pixel may be a reference value used for classifying the low energy band among the plurality of reference values used in the second coefficient pixel, Can have the same value.
또한, 상기 제1 계수 픽셀은 상기 제2 계수 픽셀에 인접할 수 있다. Further, the first coefficient pixel may be adjacent to the second coefficient pixel.
또한, 상기 계수 픽셀은 1제곱 미리미터 이하의 크기를 가질 수 있다. In addition, the coefficient pixel may have a size less than or equal to one square millimeter.
또한, 상기 복수개의 계수기 각각은 상기 복수개의 기준값들에 따라서 크기가 달라질 수 있다. In addition, each of the plurality of counters may vary in size according to the plurality of reference values.
또한, 상기 복수개의 비교기는 상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하는 제1 비교기; 상기 제1 전기 신호를 제2 기준값과 비교하는 제2 비교기; 및 상기 제1 전기 신호를 제3 기준값과 비교하는 제3 비교기를 포함하며, 상기 제1 계수 픽셀에서 이용되는 상기 제1 내지 제3 기준값 중 적어도 하나는 상기 제2 계수 픽셀에서 이용되는 상기 제1 내지 제3 기준값 중 적어도 하나와 소정 오프셋만큼 차이 날 수 있다. The plurality of comparators further includes: a first comparator for comparing the first electrical signal with a first reference value; A second comparator for comparing the first electrical signal with a second reference value; And a third comparator for comparing the first electrical signal with a third reference value, wherein at least one of the first to third reference values used in the first coefficient pixel is a first To the third reference value by a predetermined offset.
또한, 단층 촬영 장치는 사용자로부터 상기 제1 계수 픽셀에 이용되는 상기 제1, 제2 및 제3 기준값, 제2 계수 픽셀에 이용되는 상기 제1, 제2 및 제3 기준값, 및 상기 소정 오프셋 중 적어도 하나를 설정받기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력하는 입출력부를 더 포함할 수 있다. Further, the tomographic apparatus may further include a first reference value used for the first coefficient pixel from the user, the first reference value used for the second coefficient pixel, and a second reference value used for the predetermined offset And an input / output unit for outputting a user interface screen for setting at least one.
본 발명의 다른 실시예에 따른 단층 촬영 장치는 방사선을 감지하는 복수개의 픽셀들을 포함하는 방사선 디텍터; 및 상기 방사선 디텍터에서 감지된 광자량에 근거하여 CT 영상을 재구성하는 영상 처리부를 포함한다. 상기 복수개의 픽셀들 각각은 입사된 광자를 제1 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 및 상기 제1 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함하는 광자 처리부를 포함한다. 상기 복수개의 저장부 중 적어도 하나의 저장부는 상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장한다. A tomographic apparatus according to another embodiment of the present invention includes a radiation detector including a plurality of pixels for sensing radiation; And an image processor for reconstructing the CT image based on the photon amount detected by the radiation detector. Each of the plurality of pixels comprising: a radiation absorbing layer for converting incident photons into a first electrical signal; And a photon processing unit including a plurality of storage units for counting and storing the number of photons based on the first electrical signal. Wherein at least one storage unit of the plurality of storage units compares the first electrical signal with a first reference value, and based on a third electrical signal that is a result of comparing the second electrical signal as a result of the comparison with a second reference value, The number of photons is counted and stored.
본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 방사선 디텍터를 포함하는 X 선 촬영 장치에 있어서, 상기 방사선 디텍터는 적어도 하나의 계수 픽셀을 포함하며 영상을 복원하기 위한 영상 픽셀을 복수개 포함한다. 상기 계수 픽셀은 입사된 광자를 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 상기 광자를 복수개의 에너지 대역으로 분류하기 위하여 상기 전기 신호를 복수개의 기준값과 비교하는 복수개의 비교기; 및 상기 복수개의 에너지 대역 각각으로 분류된 복수개의 광자의 개수를 계수하여 저장하는 복수개의 계수기를 포함한다. 상기 영상 픽셀에 포함되는 제1 계수 픽셀에서의 상기 복수개의 기준값 중 적어도 하나는 상기 영상 픽셀에 포함되는 제2 계수 픽셀에서의 상기 복수개의 기준 값 중 적어도 하나와 다르다. An X-ray photographing apparatus according to an embodiment of the present invention includes an X-ray photographing apparatus including a radiation detector, wherein the radiation detector includes at least one coefficient pixel and includes a plurality of image pixels for reconstructing an image. The coefficient pixel comprising: a radiation absorbing layer for converting incident photons into an electrical signal; A plurality of comparators for comparing the electrical signal with a plurality of reference values to classify the photons into a plurality of energy bands; And a plurality of counters for counting and storing the number of photons classified into each of the plurality of energy bands. At least one of the plurality of reference values in the first coefficient pixel included in the image pixel is different from at least one of the plurality of reference values in the second coefficient pixel included in the image pixel.
도 1a는 일반적인 CT 시스템(20)의 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 시스템(20)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2은 통신부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3a는 X 선 시스템(200)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3b는 고정식 X 선 장치(200)를 도시하는 도면이다.
도 3c는 모바일 X 선 장치(300)를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다.
도 5a는 도 4의 일 픽셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 스펙트럼 모델링을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 방사선 디텍터에 입사되는 광자의 에너지 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 다른 도면이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다.
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 일 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 12는 일반적인 방사선 디텍터를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 다른 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치에서 출력되는 사용자 인터페이스 화면을 나타내는 일 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치에서 출력되는 사용자 인터페이스 화면을 나타내는 다른 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치를 나타내는 도면이다.
도 19는 CT 영상의 영상 화소 값 생성을 설명하기 위한 도면이다. 1A is a schematic diagram of a
1B is a diagram illustrating the structure of a
2 is a diagram showing a configuration of a communication unit.
Fig. 3A is a diagram showing a configuration of the
FIG. 3B is a view showing the fixed
3C is a diagram showing a
4 is a view showing a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a view for explaining one pixel in FIG. 4; FIG.
5B is a diagram for explaining spectrum modeling.
6 is a view for explaining the energy distribution of photons incident on the radiation detector.
7A is another view showing a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
7B is a view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention.
7C is a view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
9 is another view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
10 is another view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
11 is another view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a general radiation detector.
13 is a view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention.
14 is another view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention.
15 is a view showing a computer tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
16 is a view showing a user interface screen output from a computer tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is another diagram showing a user interface screen output from a computer tomography apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
18 is a view showing a computer tomography apparatus according to another embodiment of the present invention.
19 is a view for explaining generation of an image pixel value of a CT image.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Brief Description of the Drawings The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described hereinafter with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, as used herein, the term "part " refers to a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and" part " However, 'minus' is not limited to software or hardware. The " part " may be configured to be in an addressable storage medium and configured to play back one or more processors. Thus, by way of example, and not limitation, "part (s) " refers to components such as software components, object oriented software components, class components and task components, and processes, Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. The functions provided in the components and "parts " may be combined into a smaller number of components and" parts " or further separated into additional components and "parts ".
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description will be omitted.
본 명세서에서 "영상"는 이산적인 영상 요소들(예를 들어, 2차원 영상에 있어서의 픽셀들 및 3차원 영상에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 영상은 CT 촬영 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 영상 등을 포함할 수 있다. As used herein, the term "image" may refer to multi-dimensional data composed of discrete image elements (e.g., pixels in a two-dimensional image and voxels in a three-dimensional image). For example, the image may include a medical image or the like of the object obtained by the CT photographing apparatus.
본 명세서에서 “단층(Tomography) 영상”이란, 단층 촬영 장치 또는 단층 촬영 시스템에서 대상체를 단층 촬영하여 획득된 영상으로, 엑스레이 등과 같은 광선을 대상체로 조사한 후 투영된 데이터를 이용하여 이미징된 영상을 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "CT(Computed Tomography) 영상"란 대상체에 대한 적어도 하나의 축을 중심으로 회전하며 대상체를 촬영함으로써 획득된 복수개의 엑스레이 영상들의 합성 영상을 의미할 수 있다. Herein, the term " tomography image " means an image obtained by performing tomographic imaging of a target object in a tomography apparatus or tomography system, irradiating a light beam such as an x-ray to a target object, can do. In the present specification, the term "CT (Computed Tomography) image" may mean a composite image of a plurality of x-ray images obtained by photographing an object while rotating around at least one axis of the object.
본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부 또는 전부일수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 및 혈관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, "대상체"는 팬텀(phantom)일수도 있다. 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미하는 것으로, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.As used herein, an " object "may be a person or an animal, or part or all of a person or an animal. For example, the subject may comprise at least one of the following: liver, heart, uterus, brain, breast, organs such as the abdomen, and blood vessels. The "object" may also be a phantom. A phantom is a material that has a volume that is very close to the density of the organism and the effective atomic number, and can include a spheric phantom that has body-like properties.
본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.As used herein, the term "user" may be a doctor, a nurse, a clinical pathologist, a medical imaging specialist, or the like, and may be a technician repairing a medical device.
CT 시스템 등과 같은 단층 촬영 시스템은 대상체에 대하여 단면 영상을 제공할 수 있으므로, 일반적인 X-ray 촬영 기기에 비하여 대상체의 내부 구조(예컨대, 신장, 폐 등의 장기 등)가 겹치지 않게 표현할 수 있다는 장점이 있다. A CT system or the like can provide a cross-sectional image to a target object. Therefore, the advantage of being able to express the internal structure of a target object (for example, elongation, lung, etc.) have.
구체적으로, 단층 촬영 시스템은 CT(computed Tomography) 장치, OCT(Optical Coherenc Tomography), 또는 PET(positron emission tomography)-CT 장치, SPECT(single photon emission computed tomography) 등과 같은 모든 단층 촬영 장치들을 포함할 수 있다.Specifically, the tomography system can include all tomography devices such as computed tomography (CT), optical coherence tomography (OCT) or positron emission tomography (PET) -T device, single photon emission computed tomography have.
이하에서는 단층 영상을 획득하는 단층 촬영 시스템으로, CT 시스템(20)을 예로 들어 설명한다. Hereinafter, a tomography system for acquiring a tomographic image will be described by taking the
CT 시스템은, 예를 들어, 2mm 두께 이하의 영상데이터를 초당 수십, 수백 회 획득하여 가공함으로써 대상체에 대하여 비교적 정확한 단면 영상을 제공할 수 있다. 종래에는 대상체의 가로 단면만으로 표현된다는 문제점이 있었지만, 다음과 같은 여러 가지 영상 재구성 기법의 등장에 의하여 극복되었다. 3차원 재구성 영상기법들로는 다음과 같은 기법들이 있다.The CT system can obtain a relatively accurate sectional image with respect to a target object by, for example, acquiring image data of 2 mm or less in thickness at several tens or hundreds of times per second. Conventionally, there has been a problem that only the horizontal section of the object is expressed, but it has been overcome by the appearance of the following various image reconstruction techniques. Three-dimensional reconstruction imaging techniques include the following techniques.
- SSD(Shade surface display): 초기 3차원 영상기법으로 일정 HU값을 가지는 복셀들만 나타내도록 하는 기법. - SSD (Shade surface display): A technique to represent only voxels having a certain HU value by the initial 3D image technique.
- MIP(maximum intensity projection)/MinIP(minimum intensity projection): 영상을 구성하는 복셀 중에서 가장 높은 또는 낮은 HU값을 가지는 것들만 나타내는 3D 기법.- MIP (maximum intensity projection) / MinIP (minimum intensity projection): A 3D technique that represents only those with the highest or lowest HU value among the voxels that make up the image.
- VR(volume rendering): 영상을 구성하는 복셀들을 관심영역별로 색 및 투과도를 조절할 수 있는 기법.- VR (volume rendering): A technique that can control the color and transparency of voxels constituting an image according to a region of interest.
- 가상내시경(Virtual endoscopy): VR 또는 SSD 기법으로 재구성한 3차원 영상에서 내시경적 관찰이 가능한 기법.- Virtual endoscopy: A technique capable of endoscopic observation on reconstructed 3-D images using VR or SSD techniques.
- MPR(multi planar reformation): 다른 단면 영상으로 재구성하는 영상 기법. 사용자가 원하는 방향으로의 자유자제의 재구성이 가능하다.- MPR (multi planar reformation): An image technique that reconstructs into other sectional images. It is possible to reconstruct the free direction in the direction desired by the user.
- Editing: VR에서 관심부위를 보다 쉽게 관찰하도록 주변 복셀들을 정리하는 여러 가지 기법.- Editing: Several techniques for organizing surrounding voxels to more easily observe the region of interest in the VR.
- VOI(voxel of interest): 선택 영역만을 VR로 표현하는 기법.- VOI (voxel of interest): A technique that expresses only the selected region by VR.
본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영(CT) 시스템(20)은 첨부된 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 CT 시스템(20)은 다양한 형태의 장치들을 포함할 수 있다. A computed tomography (CT)
도 1a은 CT 시스템(20)의 개략도이다. 도 1a을 참조하면, CT 시스템(20)은 갠트리(172), 테이블(175), X-ray 생성부(176) 및 X-ray 검출부(188)를 포함할 수 있다.1A is a schematic diagram of a
갠트리(172)는 X-ray 생성부(176) 및 X-ray 검출부(188)를 포함할 수 있다. The
대상체(10)는 테이블(175) 상에 위치될 수 있다. The
테이블(175)은 CT 촬영 과정에서 소정의 방향(예컨대, 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 테이블(175)은 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 기울어질 수 있거나(tilting) 또는 회전(rotating)될 수 있다.The table 175 can be moved in a predetermined direction (e.g., at least one of up, down, left, and right) in the CT photographing process. In addition, the table 175 may be tilted or rotated by a predetermined angle in a predetermined direction.
또한, 갠트리(172)도 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 기울어질 수 있다.Also, the
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 CT 시스템(20)의 구조를 나타낸 도면이다.1B is a diagram showing the structure of a
본 발명의 실시예에 따른 CT 시스템(20)은 갠트리(172), 테이블(175), 제어부(188), 저장부(194), 영상 처리부(196), 입력부(198), 디스플레이부(191), 통신부(192)를 포함할 수 있다. The
전술한 바와 같이, 대상체(10)는 테이블(175) 상에 위치할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 테이블(175)은 소정의 방향(예컨대, 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 방향)으로 이동 가능하고, 제어부(188)에 의하여 움직임이 제어될 수 있다. As described above, the
본 발명의 실시예에 따른 갠트리(172)는 회전 프레임(104), X-ray 생성부(176), X-ray 검출부(188), 회전 구동부(180), 데이터 획득 회로(186), 데이터 송신부(190)을 포함할 수 있다. The
본 발명의 실시예에 따른 갠트리(172)는 소정의 회전축(RA; Rotation Axis)에 기초하여 회전 가능한 고리 형태의 회전 프레임(104)을 포함할 수 있다. 또한, 회전 프레임(104)는 디스크의 형태일 수도 있다. The
회전 프레임(104)은 소정의 시야 범위(FOV; Field Of View)를 갖도록 각각 대향하여 배치된 X-ray 생성부(176) 및 X-ray 검출부(188)를 포함할 수 있다. 또한, 회전 프레임(104)은 산란 방지 그리드(anti-scatter grid, 114)를 포함할 수 있다. 산란 방지 그리드(114)는 X-ray 생성부(176)와 X-ray 검출부(188)의 사이에서 위치할 수 있다.The rotation frame 104 may include an
의료용 영상 시스템에 있어서, 검출기(또는 감광성 필름)에 도달하는 X-선 방사선에는, 유용한 영상을 형성하는 감쇠된 주 방사선 (attenuated primary radiation) 뿐만 아니라 영상의 품질을 떨어뜨리는 산란 방사선(scattered radiation) 등이 포함되어 있다. 주 방사선은 대부분 투과시키고 산란 방사선은 감쇠시키기 위해, 환자와 검출기(또는 감광성 필름)와의 사이에 산란 방지 그리드를 위치시킬 수 있다. In medical imaging systems, X-ray radiation reaching the detector (or photosensitive film) includes attenuated primary radiation, which forms useful images, as well as scattered radiation, which degrades the quality of the image . An anti-scatter grid may be placed between the patient and the detector (or photosensitive film) to transmit the majority of the radiation and attenuate the scattered radiation.
예를 들어, 산란 방지 그리드는, 납 박편의 스트립(strips of lead foil)과, 중공이 없는 폴리머 물질(solid polymer material)이나 중공이 없는 폴리머(solid polymer) 및 섬유 합성 물질(fiber composite material) 등의 공간 충전 물질(interspace material)을 교대로 적층한 형태로 구성될 수 있다. 그러나, 산란 방지 그리드의 형태는 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the anti-scatter grid may include strips of lead foil, solid polymer material, solid polymer and fiber composite material, etc. And the interspace material of the interlayer material may be alternately stacked. However, the form of the scattering prevention grid is not necessarily limited thereto.
회전 프레임(104)은 회전 구동부(180)로부터 구동 신호를 수신하고, X-ray 생성부(176)와 X-ray 검출부(188)를 소정의 회전 속도로 회전시킬 수 있다. 회전 프레임(104)은 슬립 링(미도시)을 통하여 접촉 방식으로 회전 구동부(180)로부터 구동 신호, 파워를 수신할 수 있다. 또한, 회전 프레임(104)은 무선 통신을 통하여 회전 구동부(180)로부터 구동 신호, 파워를 수신할 수 있다. The rotation frame 104 receives the drive signal from the
X-ray 생성부(176)는 파워 분배부(PDU; Power Distribution Unit, 미도시)에서 슬립 링(미도시)을 거쳐 고전압 생성부(미도시)를 통하여 전압, 전류를 인가 받아 X선을 생성하여 방출할 수 있다. 고전압 생성부가 소정의 전압(이하에서 튜브 전압으로 지칭함)을 인가할 때, X-ray 생성부(176)는 이러한 소정의 튜브 전압에 상응하게 복수의 에너지 스펙트럼을 갖는 X-ray들을 생성할 수 있다. The
X-ray 생성부(176)에 의하여 생성되는 X-ray는, 콜리메이터(collimator, 112)에 의하여 소정의 형태로 방출될 수 있다. The X-ray generated by the
X-ray 검출부(188)는 X-ray 생성부(176)와 마주하여 위치할 수 있다. X-ray 검출부(188)는 복수의 X-ray 검출 소자들을 포함할 수 있다. 단일 X 선 검출 소자는 단일 채널을 형성할 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The
X-ray 검출부(188)는 X-ray 생성부(176)로부터 생성되고 대상체(10)를 통하여 전송된 X 선을 감지하고, 감지된 X선의 강도에 상응하게 전기 신호를 생성할 수 있다. The
X-ray 검출부(188)는 방사선을 광으로 전환하여 검출하는 간접방식과 방사선을 직접 전하로 변환하여 검출하는 직접방식 검출기를 포함할 수 있다. 간접방식의 X-ray 검출부는 Scintillator를 사용할 수 있다. 또한, 직접방식의 X-ray 검출부는 photon counting detector를 사용할 수 있다. 데이터 획득 회로(DAS; Data Acquisitino System)(186)는 X-ray 검출부(188)와 연결될 수 있다. X-ray 검출부(188)에 의하여 생성된 전기 신호는 DAS(186)에서 수집될 수 있다. X-ray 검출부(188)에 의하여 생성된 전기 신호는 유선 또는 무선으로 DAS(186)에서 수집될 수 있다.또한, X-ray 검출부(188)에 의하여 생성된 전기 신호는 증폭기(미도시)를 거쳐 아날로그/디지털 컨버터(미도시)로 제공될 수 있다. The
슬라이스 두께(slice thickness)나 슬라이스 개수에 따라 X-ray 검출부(188)로부터 수집된 일부 데이터만이 영상 처리부(196)에 제공될 수 있고, 또는 영상 처리부(196)에서 일부 데이터만을 선택할 수 있다.Only some data collected from the
이러한 디지털 신호는 데이터 송신부(190)를 통하여 영상 처리부(196)로 제공될 수 있다. 이러한 디지털 신호는 데이터 송신부(190)를 통하여 유선 또는 무선으로 영상 처리부(196)로 송신될 수 있다.The digital signal may be provided to the
본 발명의 실시예에 따른 제어부(188)는 CT 시스템(20)의 각각의 모듈의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(188)는 테이블(175), 회전 구동부(180), 콜리메이터(182), DAS(186), 저장부(194), 영상 처리부(196), 입력부(198), 디스플레이부(191), 통신부(192) 등의 동작들을 제어할 수 있다.The
영상 처리부(196)는 DAS(186)로부터 획득된 데이터(예컨대, 가공 전인 러 데이터(raw data))를 데이터 송신부(190)을 통하여 수신하여, 전처리(pre-processing)하는 과정을 수행할 수 있다. The
전처리는, 예를 들면, 채널들 사이의 감도 불균일 정정 프로세스, 신호 세기의 급격한 감소 또는 금속 같은 X선 흡수재로 인한 신호의 유실 정정 프로세스 등을 포함할 수 있다. The preprocessing may include, for example, a process of non-uniformity of sensitivity correction between channels, a sharp decrease in signal intensity or a process of correcting loss of signal due to an X-ray absorber such as a metal.
영상 처리부(196)의 출력 데이터는 로 데이터(raw data) 또는 프로젝션(projection) 데이터로 지칭될 수 있다. 이러한 프로젝션 데이터는 데이터 획득시의 촬영 조건(예컨대, 튜브 전압, 촬영 각도 등)등과 함께 저장부(194)에 저장될 수 있다. The output data of the
프로젝션 데이터는 대상체를 통과한 X선의 세기에 상응하는 데이터 값의 집합일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 모든 채널들에 대하여 동일한 촬영 각도로 동시에 획득된 프로젝션 데이터의 집합을 프로젝션 데이터 세트로 지칭한다. The projection data may be a set of data values corresponding to the intensity of the X-rays passing through the object. For convenience of explanation, a set of projection data simultaneously obtained with the same shooting angle for all the channels is referred to as a projection data set.
저장부(194)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(SD, XD 메모리 등), 램(RAM; Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM; Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The
또한, 영상 처리부(196)는 획득된 프로젝션 데이터 세트를 이용하여 대상체에 대한 단면 영상을 재구성할 수 있다. 이러한 단면 영상은 3차원 영상일 수 있다. 다시 말해서, 영상 처리부(196)는 획득된 프로젝션 데이터 세트에 기초하여 콘 빔 재구성(cone beam reconstruction) 방법 등을 이용하여 대상체에 대한 3차원 영상을 생성할 수 있다. Also, the
입력부(198)를 통하여 X선 단층 촬영 조건, 영상 처리 조건 등에 대한 외부 입력이 수신될 수 있다. 예를 들면, X선 단층 촬영 조건은, 복수의 튜브 전압, 복수의 X선들의 에너지 값 설정, 촬영 프로토콜 선택, 영상재구성 방법 선택, FOV 영역 설정, 슬라이스 개수, 슬라이스 두께(slice thickness), 영상 후처리 파라미터 설정 등을 포함할 수 있다. 또한 영상 처리 조건은 영상의 해상도, 영상에 대한 감쇠 계수 설정, 영상의 조합비율 설정 등을 포함할 수 있다. External inputs for X-ray tomography conditions, image processing conditions and the like can be received through the
입력부(198)는 외부로부터 소정의 입력을 인가 받기 위한 디바이스 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 입력부(198)는 마이크로폰, 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치 패드, 터치팬, 음성, 제스처 인식장치 등을 포함할 수 있다. The
디스플레이부(191)는 영상 처리부(196)에 의해 재구성된 X선 촬영 영상을 디스플레이할 수 있다. The display unit 191 can display an X-ray photographed image reconstructed by the
전술한 엘리먼트들 사이의 데이터, 파워 등의 송수신은 유선, 무선 및 광통신 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. Transmission and reception of data, power, etc. between the above-described elements can be performed using at least one of wired, wireless, and optical communication.
통신부(192)는 서버(193) 등을 통하여 외부 디바이스, 외부 의료 장치 등과의 통신을 수행할 수 있다. 이와 관련하여서는 도 2을 참조하여 후술한다. The
도 2은 통신부의 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram showing a configuration of a communication unit.
통신부(192)는, 유선 또는 무선으로 네트워크(15)와 연결되어 외부 서버(193), 의료 장치(164) 또는 휴대용 장치(166) 와의 통신을 수행할 수 있다. 통신부(192)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. The
또한, 통신부(192)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 휴대용 장치 (166) 등과 데이터 통신을 수행할 수 있다.In addition, the
통신부(192)는 네트워크(15)를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있다. 또한 통신부(192)는 MRI 장치, X-ray 장치 등 의료 장치(164)에서 획득된 의료 영상 등을 송수신할 수 있다. The
나아가, 통신부(192)는 서버(193)로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등을 수신하여 환자의 임상적 진단 등에 활용할 수도 있다. 또한, 통신부(192)는 병원 내의 서버(193)나 의료 장치(164)뿐만 아니라, 사용자나 환자의 휴대용 장치(166) 등과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.Further, the
또한 장비의 이상유무 및 품질 관리현황 정보를 네트워크를 통해 시스템 관리자나 서비스 담당자에게 송신하고 그에 대한 feedback을 수신할 수 있다.In addition, information on the abnormality of the equipment and the quality management status information can be transmitted to the system administrator or the service person through the network, and the feedback can be received.
도 3a은 X 선 시스템(101)의 구성을 도시하는 도면이다. Fig. 3A is a diagram showing a configuration of the
도 3a을 참조하면, X 선 시스템(101)은 X 선 장치(100) 및 워크스테이션(110)을 포함한다. 도 3a에 도시된 X 선 장치(100)는 고정식 X 선 장치 또는 이동식 X 선 장치가 될 수 있다. X 선 장치(100)는 X 선 조사부(120), 고전압 발생부(121), 검출부(130), 조작부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다. 제어부(150)는 X 선 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. Referring to FIG. 3A, an
고전압 발생부(121)는 X 선의 발생을 위한 고전압을 발생시켜 X 선 소스(122)에 인가한다. The high-
X 선 조사부(120)는 고전압 발생부(121)에서 발생된 고전압을 인가받아 X 선을 발생시키고 조사하는 X 선 소스(122) 및 X 선 소스(122)에서 조사되는 X 선의 경로를 안내하여 X 선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(collimator)(123)를 포함할 수 있다.The
X 선 소스(122)는 X 선관(X-ray tube)을 포함하며, X 선관은 양극과 음극으로 된 2극 진공관으로 구현될 수 있다. X 선관 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다. 필라멘트로는 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선에 10V의 전압과 3-5A 정도의 전류를 가하여 필라멘트를 가열할 수 있다.The
그리고 음극과 양극 사이에 10-300kVp 정도의 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질에 충돌하면서 X 선을 발생시킨다. 발생된 X 선은 윈도우를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베륨 박막을 사용할 수 있다. 이 때, 타겟 물질에 충돌하는 전자의 에너지 중 대부분은 열로 소비되며 열로 소비되고 남은 나머지 에너지가 X 선으로 변환된다.When a high voltage of about 10-300 kVp is applied between the cathode and the anode, the thermoelectron accelerates and generates X-rays while colliding against the target material of the anode. The generated X-rays are irradiated to the outside through the window, and a beryllium thin film can be used as the material of the window. At this time, most of the energy of electrons impinging on the target material is consumed as heat, and the remaining energy consumed as heat is converted into X-rays.
양극은 주로 구리로 구성되고, 음극과 마주보는 쪽에 타겟 물질이 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질은 회전자계에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질이 회전하게 되면 전자 충격 면적이 증대되고 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있다.The anode is mainly made of copper, and the target material is disposed on the side facing the cathode. High-resistance materials such as Cr, Fe, Co, Ni, W and Mo can be used as the target material. The target material can be rotated by a rotating field, and when the target material is rotated, the electron impact area is increased and the heat accumulation rate can be increased 10 times or more per unit area as compared with the case where the target material is fixed.
X 선관의 음극과 양극 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 이는 고전압 발생부(121)에서 인가되고, 그 크기는 파고치 kVp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 X 선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. X 선관에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 필라멘트에서 방출되는 열전자의 수가 증가하고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 X 선의 선량(X 선 광자의 수)이 증가된다.The voltage applied between the cathode and the anode of the X-ray tube is referred to as a tube voltage, which is applied by the
따라서, 관전압에 의해 X 선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 X 선 노출 시간에 의해 X 선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있다. Therefore, the energy of the X-ray can be controlled by the tube voltage, and the intensity or dose of the X-ray can be controlled by the tube current and the X-ray exposure time.
검출부(130)는 X 선 조사부(120)에서 조사되어 대상체를 투과한 X 선을 검출한다. 검출부(130)는 디지털 검출부일 수 있다. 검출부(130)는 TFT를 사용하여 구현되거나, CCD를 사용하여 구현될 수 있다. 도 3a에서는 검출부(130)가 X 선 장치(100)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 검출부(130)는 X 선 장치(100)에 연결 및 분리 가능한 별개의 장치인 X 선 디텍터일 수도 있다. The
또한, X 선 장치(100)는 X 선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부(140)를 더 포함할 수 있다. 조작부(140)는 출력부(141) 및 입력부(142)를 포함할 수 있다. 입력부(142)는 사용자로부터 X 선 장치(300)의 조작을 위한 명령 및 X 선 촬영에 관한 각종 정보를 입력받을 수 있다. 제어부(150)는 입력부(142)에 입력된 정보를 기반으로 X 선 장치(100)를 제어하거나 조작할 수 있다. 출력부(141)는 제어부(150)의 제어 하에 X 선의 조사 등 촬영 관련 정보를 나타내는 사운드를 출력할 수 있다.The
워크스테이션(110) 및 X 선 장치(100)는 서로 무선 또는 유선으로 연결될 수 있고, 무선으로 연결된 경우에는 서로 간의 클럭을 동기화하기 위한 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 워크스테이션(110)은 X 선 장치(100)와 물리적으로 분리된 공간에 존재할 수도 있다. The
워크스테이션(110)은 출력부(111), 입력부(112) 및 제어부(113)를 포함할 수 있다. 출력부(111) 및 입력부(112)는 사용자에게 워크스테이션(110) 및 X 선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공한다. 제어부(113)는 워크스테이션(110) 및 X 선 장치(100)를 제어할 수 있다. The
X 선 장치(100)는 워크스테이션(110)을 통해 제어될 수 있고, X 선 장치(100)에 포함되는 제어부(150)에 의해서도 제어될 수 있다. 따라서, 사용자는 워크스테이션(110)을 통해 X 선 장치(100)를 제어하거나, X 선 장치(100)에 포함되는 조작부(140) 및 제어부(150)를 통해 X 선 장치(100)를 제어할 수도 있다. 다시 말해, 사용자는 워크스테이션(110)을 통해 원격으로 X 선 장치(100)를 제어할 수도 있고, X 선 장치(100)를 직접 제어할 수도 있다. The
도 3a에서는 워크스테이션(110)의 제어부(113)과 X 선 장치(100)의 제어부(150)를 별개로 도시하였으나, 도 3a은 예시일 뿐이다. 다른 예로, 제어부들(113, 150)은 하나의 통합된 제어부로 구현될 수도 있고, 통합된 제어부는 워크스테이션(110) 및 X 선 장치(100) 중 하나에만 포함될 수도 있을 것이다. 이하, 제어부(113, 150)는 워크스테이션(110)의 제어부(113) 및 X 선 장치(100)의 제어부(150) 중 적어도 하나를 의미한다. In FIG. 3A, the
워크스테이션(110)의 출력부(111) 및 입력부(112)와 X 선 장치(100)의 출력부(141) 및 입력부(142)는 각각 사용자에게 X 선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 도 3a에서는 워크스테이션(110) 및 X 선 장치(100) 각각이 출력부(111, 141) 및 입력부(112, 142)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 출력부 또는 입력부는 워크스테이션(110) 및 X 선 장치(100) 중 하나에만 구현될 수도 있을 것이다. The
이하, 입력부(112, 142)는 워크스테이션(110)의 입력부(112) 및 X 선 장치(100)의 입력부(142) 중 적어도 하나를 의미하고, 출력부(111, 141)는 워크스테이션(110)의 출력부(111) 및 X 선 장치(100)의 출력부(141) 중 적어도 하나를 의미한다. The
입력부(112, 142)의 예로는 키보드, 마우스, 터치스크린, 음성 인식기, 지문 인식기, 홍채 인식기 등을 포함할 수 있으며, 기타 당업자에게 자명한 입력 장치를 포함할 수 있다. 사용자는 입력부(112, 142)를 통해 X 선 조사를 위한 명령을 입력할 수 있는데, 입력부(112, 142)에는 이러한 명령 입력을 위한 스위치가 마련될 수 있다. 스위치는 두 번에 걸쳐 눌러야 X 선 조사를 위한 조사명령이 입력되도록 마련될 수 있다. Examples of the
즉, 사용자가 스위치를 누르면 스위치는 X 선 조사를 위한 예열을 지시하는 준비명령이 입력되고, 그 상태에서 스위치를 더 깊게 누르면 실질적인 X 선 조사를 위한 조사명령이 입력되는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 사용자가 스위치를 조작하면, 제어부(113, 150)는 스위치 조작을 통해 입력되는 명령에 대응하는 신호 즉, 준비신호를 생성하여 X 선 발생을 위한 고전압을 생성하는 고전압 발생부(121)로 전달한다.That is, when the user presses a switch, the switch can have a structure in which a preparation command for preheating for X-ray irradiation is input, and a probe command for inputting substantial X-ray irradiation is input by pressing the switch deeper in this state. When the user operates the switch as described above, the
고전압 발생부(121)는 제어부(113, 150)로부터 전달되는 준비신호를 수신하여 예열을 시작하고, 예열이 완료되면, 준비완료신호를 제어부(113, 150)로 전달한다. 그리고, X 선 검출을 위해 검출부(130) 또한 X 선 검출준비가 필요한데, 제어부(113, 150)는 고전압 발생부(121)의 예열과 함께 검출부(130)가 대상체를 투과한 X 선을 검출하기 위한 준비를 할 수 있도록 검출부(130)로 준비신호를 전달한다. 검출부(130)는 준비신호를 수신하면 X 선을 검출하기 위한 준비를 하고, 검출준비가 완료되면 검출준비완료신호를 제어부(113, 150)로 전달한다.The high
고전압 발생부(121)의 예열이 완료되고, 검출부(130)의 X 선 검출준비가 완료되며, 제어부(113, 150)는 고전압 발생부(121)로 조사신호를 전달하고, 고전압 발생부(121)는 고전압을 생성하여 X 선 소스(122)로 인가하고, X 선 소스(122)는 X 선을 조사하게 된다. The
제어부(113, 150)는 조사신호를 전달할 때, X 선 조사를 대상체가 알 수 있도록, 출력부(111, 141)로 사운드 출력신호를 전달하여 출력부(111, 141)에서 소정 사운드가 출력되도록 할 수 있다. 또한, 출력부(111, 141)에서는 X 선 조사 이외에 다른 촬영 관련 정보를 나타내는 사운드를 출력할 수 있다. 도 3a은 출력부(141)가 조작부(140)에 포함되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 출력부(141) 또는 출력부(141)의 일부는 조작부(140)가 위치하는 지점과 다른 지점에 위치할 수 있다. 예를 들어, 대상체에 대한 X 선 촬영이 수행되는 촬영실 벽에 위치할 수도 있다. The
제어부(113, 150)는 사용자에 의해 설정된 촬영 조건에 따라 X 선 조사부(120)와 검출부(130)의 위치, 촬영 타이밍 및 촬영 조건 등을 제어한다.The
구체적으로, 제어부(113, 150)는 입력부(112, 142)를 통해 입력되는 명령에 따라 고전압 발생부(121) 및 검출부(130)를 제어하여 X 선의 조사 타이밍, X 선의 세기 및 X 선의 조사 영역 등을 제어한다. 또한, 제어부(113, 150)는 소정의 촬영 조건에 따라 검출부(130)의 위치를 조절하고, 검출부(130)의 동작 타이밍을 제어한다.Specifically, the
또한, 제어부(113, 150)는 검출부(130)를 통해 수신되는 이미지 데이터를 이용하여 대상체에 대한 의료 이미지를 생성한다. 구체적으로, 제어부(113, 150)는 검출부(130)로부터 이미지 데이터를 수신하여, 이미지 데이터의 노이즈를 제거하고, 다이나믹 레인지(dynamic range) 및 인터리빙(interleaving)을 조절하여 대상체의 의료 이미지를 생성할 수 있다.In addition, the
출력부(111, 141)는 제어부(113, 150)에 의해 생성된 의료 이미지를 출력할 수 있다. 출력부(111, 141)는 UI(user interface), 사용자 정보 또는 대상체 정보 등 사용자가 X 선 장치(100)를 조작하기 위해 필요한 정보를 출력할 수 있다. 출력부(111, 141)의 예로서 스피커, 프린터, CRT 디스플레이, LCD 디스플레이, PDP 디스플레이, OLED 디스플레이, FED 디스플레이, LED 디스플레이, VFD 디스플레이, DLP 디스플레이, FPD 디스플레이, 3D 디스플레이, 투명 디스플레이 등을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 출력 장치들을 포함할 수 있다.The
도 3a에 도시된 워크스테이션(110)은 네트워크(15)를 통해 서버(162), 의료 장치(164) 및 휴대용 단말(166) 등과 연결될 수 있는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The
통신부는 유선 또는 무선으로 네트워크(15)와 연결되어 서버(162), 의료 장치(164), 또는 휴대용 단말(166)과 통신을 수행할 수 있다. 통신부는 네트워크(15)를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT, MRI, X 선 장치 등 다른 의료 장치(164)에서 촬영한 의료 이미지 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부는 서버(162)로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등을 수신하여 대상체의 진단에 활용할 수도 있다. 또한, 통신부는 병원 내의 서버(162)나 의료 장치(164)뿐만 아니라, 의사나 고객의 휴대폰, PDA, 노트북 등의 휴대용 단말(166)과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.The communication unit may be connected to the
통신부는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.The communication unit may include one or more components that enable communication with an external device, and may include, for example, a local communication module, a wired communication module, and a wireless communication module.
근거리 통신 모듈은 소정 거리 이내의 위치하는 장치와 근거리 통신을 수행하기 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술의 예로는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(ZigBee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The short-range communication module means a module for performing short-range communication with a device located within a predetermined distance. Examples of the local area communication technology according to an exemplary embodiment of the present invention include wireless LAN, Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi Direct, UWB, But is not limited to, IrDA (Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC (Near Field Communication), and the like.
유선 통신 모듈은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 유선 통신 기술의 예로는 페어 케이블(pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 이용한 유선 통신 기술이 포함될 수 있고, 당업자에게 자명한 유선 통신 기술이 포함될 수 있다. The wired communication module refers to a module for communication using an electric signal or an optical signal. Examples of the wired communication technology include a wired communication technology using a pair cable, a coaxial cable, an optical fiber cable, etc., Self-evident wired communications technology may be included.
무선 통신 모듈은, 이동 통신망 상에서의 기지국, 외부의 장치, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호의 예로는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.The wireless communication module transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external device, and a server on a mobile communication network. Here, examples of the wireless signal may include various types of data according to a voice call signal, a video call signal, or a text / multimedia message transmission / reception.
도 3a에 도시된 X 선 장치(100)는, 다수의 디지털 신호 처리 장치(DSP), 초소형 연산 처리 장치 및 특수 용도용(예를 들면, 고속 A/D 변환, 고속 푸리에 변환, 어레이 처리용 등) 처리 회로 등을 포함할 수 있다. The
한편, 워크스테이션(110)과 X 선 장치(100) 사이의 통신은, LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 등의 고속 디지털 인터페이스, UART(universal asynchronous receiver transmitter) 등의 비동기 시리얼 통신, 과오 동기 시리얼 통신 또는 CAN(Controller Area Network) 등의 저지연형의 네트워크 프로토콜이 이용될 수 있으며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 통신 방법이 이용될 수 있다. Communication between the
도 3b는 고정식 X 선 장치(200)를 도시하는 사시도이다. 도 3b의 X 선 장치(200)는 도 3a의 X 선 장치(100)의 실시예일 수 있다. 도 3b의 X 선 장치(200)에 포함되는 구성 요소들 중 도 3a과 동일한 구성 요소는 도 3a과 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다. 3B is a perspective view showing the fixed
도 3b에 도시된 바와 같이, X 선 장치(200)는 X 선 장치(200)의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부(140), 대상체에 X 선을 조사하는 X 선 조사부(120), 대상체를 투과한 X 선을 검출하는 검출부(130), X 선 조사부(120)를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1, 제2 및 제3 모터(211,212,213), 제1, 제2 및 제3 모터(211, 212, 213)의 구동력에 의해 X 선 조사부(120)를 이동시키기 위하여 마련되는 가이드레일(220), 이동캐리지(230) 및 포스트 프레임(240)을 포함한다.3B, the
가이드레일(220)은 서로 소정의 각도를 이루도록 설치되는 제1가이드레일(221)과 제2가이드레일(222)을 포함한다. 제1가이드레일(221)과 제2가이드레일(222)은 서로 직교하는 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.The
제1가이드레일(221)은 X 선 장치(200)가 배치되는 검사실의 천장에 설치된다.The
제2가이드레일(222)은 제1가이드레일(221)의 하측에 위치되고, 제1가이드레일(221)에 슬라이딩 이동 가능하게 장착된다. 제1가이드레일(221)에는 제1가이드레일(221)을 따라 이동 가능한 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 제2가이드레일(222)은 이 롤러(미도시)에 연결되어 제1가이드레일(221)을 따라 이동할 수 있다.The
제1가이드레일(221)이 연장되는 방향으로 제1방향(D1)이 정의되고, 제2가이드레일(222)이 연장되는 방향으로 제2방향(D2)이 정의된다. 따라서, 제1방향(D1)과 제2방향(D2)은 서로 직교하고 검사실의 천장과 평행할 수 있다.A first direction D1 is defined in a direction in which the
이동캐리지(230)는 제2가이드레일(222)을 따라 이동 가능하도록 제2가이드레일(222)의 하측에 배치된다. 이동캐리지(230)에는 제2가이드레일(222)을 따라 이동하도록 마련되는 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. The
따라서, 이동캐리지(230)는 제2가이드레일(222)과 함께 제1방향(D1)으로 이동 가능하고, 제2가이드레일(222)을 따라 제2방향(D2)으로 이동 가능하다. Accordingly, the
포스트프레임(240)은 이동캐리지(230)에 고정되어 이동캐리지(230)의 하측에 위치한다. 포스트프레임(240)은 복수 개의 포스트(241, 242, 243, 244, 245)를 구비할 수 있다.The
복수 개의 포스트(241, 242, 243, 244, 245)는 서로 절첩 가능하게 연결되어 포스트프레임(240)은 이동캐리지(230)에 고정된 채로 검사실의 상하 방향으로 길이가 증가 또는 감소할 수 있다. The length of the
포스트프레임(240)의 길이가 증가 또는 감소하는 방향으로 제3방향(D3)이 정의된다. 따라서, 제3방향(D3)은 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)과 서로 직교할 수 있다. A third direction D3 is defined in a direction in which the length of the
검출부(130)는 대상체를 투과한 X 선을 검출하는데, 테이블 타입 리셉터(290)나 스탠드 타입 리셉터(280)에 결합될 수 있다.The
X 선 조사부(120)와 포스트프레임(240) 사이에는 회전조인트(250)가 배치된다. 회전조인트(250)는 X 선 조사부(120)를 포스트프레임(240)에 결합시키고 X 선 조사부(120)에 작용되는 하중을 지지한다.A rotary joint 250 is disposed between the
회전조인트(250)에 연결된 X 선 조사부(120)는 제3방향(D3)과 수직을 이루는 평면상에서 회전할 수 있다. 이때, X 선 조사부(120)의 회전방향을 제4방향(D4)으로 정의할 수 있다.The
또한, X 선 조사부(120)는 검사실의 천장과 수직을 이루는 평면상에서 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, X 선 조사부(120)는 회전조인트(250)에 대해 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)과 평행한 축을 중심으로 한 회전방향인 제5방향(D5)으로 회전할 수 있다. The
제1, 제2 및 제3 모터(211, 212, 213)는 X 선 조사부(120)를 제1방향(D1) 내지 제3방향(D3)으로 이동시키기 위하여 마련될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 모터(211, 212, 213)는 전기적으로 구동되는 모터일 수 있고, 모터에는 엔코더가 포함될 수 있다.The first, second and
제1, 제2 및 제3 모터(211,212,213)는 설계의 편의성을 고려하여 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2가이드레일(222)을 제1방향(D1)으로 이동시키는 제1모터(211)는 제1가이드레일(221) 주위에 배치되고, 이동캐리지(230)를 제2방향(D2)으로 이동시키는 제2모터(212)는 제2가이드레일(222) 주위에 배치되고, 포스트프레임(240)의 길이를 제3방향(D3)으로 증가 또는 감소시키는 제3모터(213)는 이동캐리지(230) 내부에 배치될 수 있다. 다른 예로, 제1, 제2 및 제3 모터(211,212,213)는 X 선 조사부(120)를 제1방향(D1) 내지 제3방향(D3)으로 직선 이동시키도록 동력전달수단(미도시)과 연결될 수 있다. 동력전달수단(미도시)은 일반적으로 사용되는 벨트와 풀리, 체인과 스프라킷, 샤프트 등 일 수 있다.The first, second, and
다른 예로서, X 선 조사부(120)를 제4방향(D4) 및 제5방향(D5)으로 회전시키기 위해 회전조인트(250)와 포스트 프레임(240) 사이 및 회전조인트(250)와 X 선 조사부(120) 사이에 모터가 마련될 수 있다.As another example, in order to rotate the
X 선 조사부(120)의 일 측면에는 조작부(140)가 마련될 수 있다.An
도 3b는 검사실의 천장에 연결된 고정식 X 선 장치(200)에 대해 도시하고 있지만, 도 3b에 도시된 X 선 장치(200)는 단지 이해의 편의를 위함일 뿐이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 X 선 장치는 도 3b에 도시된 고정식 X 선 장치(200)뿐만 아니라 C-암(arm) 타입 X 선 장치, 혈관 조영(angiography) X 선 장치 등 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 구조의 X 선 장치를 포함할 수 있다.FIG. 3B illustrates a
도 3c에는 촬영장소에 구애받지 않고 X 선 촬영을 수행할 수 있는 모바일 X 선 장치(300)가 도시되어 있다. 도 3c의 X 선 장치(300)는 도 3a의 X 선 장치(100)의 실시예일 수 있다. 도 3c의 X 선 장치(300)에 포함되는 구성 요소들 중 도 3a과 동일한 구성 요소는 도 3a과 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다. FIG. 3C shows a
도 3c에 도시된 X 선 장치(300)는 X 선 장치(300)의 이동을 위한 휠이 마련되는 이동부(370)와, X 선 장치(300)의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부(140), X 선 소스(122)에 인가되는 고전압을 발생시키는 고전압 발생부(121), X 선 장치(300)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(150)를 포함하는 메인부(305)와, X 선을 발생시키는 X 선 소스(122), X 선 소스(122)에서 발생되어 조사되는 X 선의 경로를 안내하여 X 선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(123)를 포함하는 X 선 조사부(120)와, X 선 조사부(120)에서 조사되어 대상체(10)를 투과한 X 선을 검출하는 검출부(130)를 포함한다. The
도 3c에서의 검출부(130)는 테이블 타입 리셉터(390)에 결합된 것으로 도시되어 있으나, 스탠드 타입 리셉터에 결합될 수 있음이 자명하다. 3C is shown coupled to the table-
도 3c에서는 조작부(140)가 메인부(305)에 포함되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 3b에서와 같이, X 선 장치(300)의 조작부(140)는 X 선 조사부(120)의 일 측면에 마련될 수도 있다.3C, the
본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선을 감지하기 위한 기기로, 입사된 방사선 광자를 직접 방식에 의해 감지한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선 광자를 감지하는 모든 전자기기에 이용될 수 있다. A radiation detector according to an embodiment of the present invention is a device for detecting radiation, and detects an incident radiation photon by a direct method. Thus, a radiation detector according to an embodiment of the present invention can be used in all electronic devices that sense radiation photons.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 다른 방사선 디텍터는 CT(computed Tomography) 장치, OCT(Optical Coherenc Tomography), 또는 PET(positron emission tomography)-CT 장치, SPECT(single photon emission computed tomography) 등과 같은 모든 단층 촬영 장치에 적용될 수 있다. Specifically, the radiation detector according to the embodiment of the present invention may be any tomographic detector such as a CT (computed tomography) apparatus, an OCT (Optical Coherence Tomography) or a PET (positron emission tomography) -CT apparatus, a SPECT (single photon emission computed tomography) And can be applied to a photographing apparatus.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 도 1a 및 도 1b에서 설명한 X-ray 검출부(178)와 동일 대응될 수 있으며, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 단층 촬영 시스템(20)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 단층(tomography) 영상 생성에 이용되는 방사선 디텍터가 될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 CT(computed tomography) 영상 생성에 이용되는 방사선 디텍터가 될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 도 1a 및 도 1b에 도시된 갠트리(172)에 부착되어 회전하는 X 선 소스인 X-ray 생성부(176)에서 방출되어 대상체를 통과하는 상기 방사선을 감지할 수 있다. Specifically, the radiation detector according to the embodiment of the present invention may correspond to the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 도 3a, 도 3b 및 도 3c에서 설명한 검출부(130)와 동일 대응될 수 있으며, 도 3a, 도 3b, 및 도 3c를 참조하여 설명한 X 선 시스템(101) 또는 X 선 장치(100, 200, 300)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 X 선 영상 생성에 이용되는 방사선 디텍터가 될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 이동 장치에 부착되어 위치 조절이 가능한 X 선 소스에서 방출되어 대상체를 통과하는 상기 방사선을 감지할 수 있다. 여기서, X 선 소스가 부착되는 이동 장치는 도 3b에서 설명한 가이드레일(220), 이동캐리지(230) 및 포스트 프레임(240) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 이동 장치는 도 3c에서 설명한 이동부(370)를 포함할 수 있다. The radiation detector according to the embodiment of the present invention may correspond to the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 입사되는 방사선을 복수개의 에너지 대역에 따라서 분류하여 감지할 수 있는 방사선 디텍터가 될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 듀얼 에너지 단층 영상을 획득하기 위한 방사선 디텍터가 될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 듀얼 에너지 X 선 영상을 획득하기 위한 방사선 디텍터가 될 수 있다. In addition, the radiation detector according to the embodiment of the present invention can be a radiation detector that can detect incident radiation according to a plurality of energy bands. For example, the radiation detector according to an embodiment of the present invention may be a radiation detector for obtaining a dual energy tomographic image. Also, the radiation detector according to an embodiment of the present invention may be a radiation detector for obtaining a dual energy X-ray image.
본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터는 이하에서 도 4 내지 도 19를 참조하여 상세히 설명한다.The radiation detector according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 4 to 19. FIG.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다.4 is a view showing a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터(400)는 입사된 방사선을 전하로 직접 변환하는 직접 방식에 의해 방사선을 검출하는 계수형 디텍터이다. 구체적으로, 입사된 방사선 광자(photon)를 전기 신호로 변환하고, 변환된 전기 신호를 이용하여 입사된 광자의 개수를 카운팅하는 광자 계수형 디텍터(photon counting detector)이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터(400)는 다중 에너지 측정을 위한 방사선 디텍터이다. The
다중 에너지 측정을 위한 방사선 디텍터는 하나의 광자를 에너지 크기에 따라 복수개의 대역으로 분류하고, 에너지 대역 별로 분류된 광자의 개수를 이용하여, 의료 영상을 복원한다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터(400)는 멀티 에너지 방사선 영상을 복원하기 위한 방사선 디텍터가 될 수 있다. 예를 들어, 방사선 디텍터는 듀얼 에너지 CT 영상 또는 듀얼 에너지 X 선 영상을 획득하기 위한 방사선 디텍터가 될 수 있다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선을 감지하는 복수개의 픽셀들(401, 402)을 포함한다. 여기서, 픽셀은 방사선을 감지하여 에너지 대역 별로 분류하여 계수하는 단위 디텍터를 의미할 수 있다. The radiation detector for multiple energy measurement classifies one photon into a plurality of bands according to energy level and restores the medical image using the number of photons classified by energy band. In detail, the
구체적으로, 방사선 디텍터(400)는 단층 영상의 생성에 이용되는 방사선 디텍터일 수 있다. 예를 들어, 방사선 디텍터(400)는 CT 영상의 생성에 이용되는 도 1a의 X-ray 검출부(178)에 동일 대응되는 장치가 될 수 있다. 또한, 방사선 디텍터(400)는 X 선 영상의 생성에 이용되는 도 3a, 도 3b 또는 도 3c의 검출부(130)에 동일 대응되는 장치가 될 수 있다. Specifically, the
구체적으로, 방사선 흡수부(410)는 직접 방식으로 방사선 광자를 전기 신호로 변환하며, 카드뮴 텔룰라이드(CdTe)로 구성될 수 있다. 카드뮴 텔룰라이드(CdTe)는 반도체(semi-conductor) 물질로, 방사선 흡수부(410)의 후면(420)에 배치되는 광자 처리부(미도시) 또한 반도체 물질로 형성될 수 있다. 또한, 후면(420)에 배치되는 광자 처리부(미도시)는 방사선 흡수부(410)와 동일한 물질인 카드뮴 텔룰라이드(CdTe)로 형성될 수 있으며, 다른 종류의 반도체 물질로 형성될 수도 있을 것이다. Specifically, the
또한, 전술한 ‘전면’ 또는 ‘후면’은 상대적인 개념으로, 방사선을 방출하는 방사선 소스를 향하여 배치되어 방사선을 입사받게 되는 면을 전면이라 하고, 방사선 소스를 향하지 않는 반대 면을 후면이라 한다. In addition, the above-described 'front surface' or 'rear surface' is a relative concept, a surface arranged to face the radiation source emitting radiation and receiving the radiation is referred to as a front surface, and an opposite surface not facing the radiation source is referred to as a rear surface.
복수개의 픽셀들(401, 402)은 도시된 바와 같이 격자 형태로 배치되며, 동일 크기를 갖는 사면체 구조를 가질 수 있다. 도 4에서는 16*16=256 개의 픽셀들이 방사선 디텍터(400)에 포함되는 경우를 예로 들어 도시하였다. The plurality of
복수개의 픽셀들(401, 402) 각각에서는 방사선 흡수층(410)이 전면부에 배치되며, 후면부(420)에서는 광자 처리부(미도시)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 광자 처리부(미도시)는 방사선 흡수층(410)으로 입사된 방사선을 계수하고 계수된 방사선 광자의 개수를 저장하기 위한 복수개의 비교기 및 적어도 하나의 계수기가 배치될 수 있다. In each of the plurality of
구체적으로, 방사선 디텍터(400)의 전면(440)으로 대상체를 투과한 방사선이 입사되며, 전면부에 배치된 방사선 흡수층(410)에서 입사된 방사선을 흡수한다. Specifically, the radiation transmitted through the object is incident on the
또한, 방사선 흡수층(410)는 X 선 광원을 향하는 표면의 적어도 하나의 부분에 형성될 수 있다. 구체적으로, 방사선 흡수층(410)은 X 선 광원을 마주보는 면인 방사선 디텍터(400)의 전면, X 선 광원을 마주보는 면의 측면들, 또는 X 선 광원이 산란 등에 의해서 입사될 가능성이 있는 방사선 디텍터(400)의 후면의 적어도 일부 등에 형성될 수 있다. 도 4에서는 방사선 흡수층(410)이 X 선 광원을 마주보는 방사선 디텍터(400)의 전면에 균일한 두께를 갖도록 형성된 경우를 예로 들어 도시하였다. Further, the
또한, 도 5a에서는 사각 격자 형태로 서브 픽셀들이 배치되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 하나의 픽셀에 포함되는 서브 픽셀들은 벌집 형태, 삼각형 형태, 다이아몬드 형태 등과 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 하나의 픽셀에 포함되는 서브 픽셀들의 개수는 전술한 4*6=24, 5*5=25, 또는 6*6=36 예 이외에도 다양하게 형성될 수 있다.Although FIG. 5A illustrates the case where subpixels are arranged in a square lattice form, the subpixels included in one pixel may have various shapes such as a honeycomb shape, a triangle shape, and a diamond shape. In addition, the number of subpixels included in one pixel may be variously formed in addition to the above-described 4 * 6 = 24, 5 * 5 = 25, or 6 * 6 = 36 examples.
또한, 하나의 픽셀(예를 들어, 401)의 전면은 대략 1mm * 1mm = 1 의 크기를 가질 수 있다. 구체적으로, 하나의 픽셀(401)에서 한 변의 길이는 0.9mm 내지 1.1 mm 가 될 수 있다. 바람직하게, 픽셀 사이즈(pixel size)는 1 제곱 미리미터 이하의 사이즈를 가질 수 있어서, 전면 면적이 1 이하의 크기를 가질 수 있다. Further, the front surface of one pixel (e.g., 401) is approximately 1 mm * 1 mm = 1 . ≪ / RTI > Specifically, the length of one side of one
도 5a는 도 4의 일 픽셀을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a에 도시된 픽셀(540)은 도 4에 도시된 하나의 픽셀(401, 402)과 동일 대응된다. 구체적으로, 픽셀(540)의 전면에 배치되는 방사선 흡수층(510) 및 광자 처리부(미도시)가 배치되는 후면(520)은 각각 도 4에 도시된 방사선 흡수층(410) 및 후면(420)과 각각 동일 대응되므로, 도 4에서와 중복되는 설명은 생략한다. FIG. 5A is a view for explaining one pixel in FIG. 4; FIG. The
도 5a를 참조하면, 하나의 픽셀(540)은 복수개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 픽셀(540)이 복수개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우, 방사선을 감지하여 처리하는 일 단위 디텍터는 서브 픽셀이 될 수 있다. Referring to FIG. 5A, one
예를 들어, 하나의 픽셀(500)은 4*6=24, 5*5=25, 또는 6*6=36 개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. For example, one pixel 500 may include 4 * 6 = 24, 5 * 5 = 25, or 6 * 6 = 36 subpixels.
CT 시스템에 포함되는 방사선 디텍터는 소정 촬영 조건하에서 촬영할 때, 소정개수의 광자(photon)를 흡수하여야 한다. 단위 면적이 1인 하나의 픽셀에서 흡수되어 계수되어야 하는 광자의 개수는 이하의 스펙트럼 모델링(spectrum modeling)에 따라서 결정될 수 있다. The radiation detector included in the CT system must absorb a predetermined number of photons when photographing under a predetermined photographing condition. Unit area is 1 The number of photons that should be absorbed and counted in one pixel can be determined according to the following spectrum modeling.
고급형 이상의 CT 시스템에 포함되는 광자 계수형 디텍터(photon counting detector)에 있어서, 촬영 조건은 튜브 전압(tube voltage):120kVp, 튜브 전류(tube current): 최소 200mA 이상, 그리고 필터 컨티션(filter condition) : Aluminum 등가 두께 대략 5.6mm 로 설정할 수 있다. The photon counting detector included in the CT system of the high-grade type or higher includes a tube voltage of 120 kVp, a tube current of at least 200 mA and a filter condition. : Aluminum equivalent thickness can be set to approximately 5.6mm.
상기된 촬영 조건 하에서, TASMIP(Tungsten Anode Spectral Model)에 기반한 엑스레이의 스펙트럼 모델링에 따라서, 하나의 픽셀(600)이 흡수 및 계수하여야 하는 광자의 개수를 계산할 수 있다.Under the above described imaging conditions, the number of photons that one pixel 600 should absorb and count can be calculated according to spectral modeling of the x-ray based TASMIP (Tungsten Anode Spectral Model).
구체적으로, 하나의 픽셀이 1초당 흡수하여야 하는 광자의 개수는 대략 2억 개 내지 5억 개가 될 수 있다. 여기서, 하나의 픽셀은 대략 1의 단위 면적을 가질 수 있다. Specifically, the number of photons that one pixel has to absorb per second can be approximately 200 to 500 million. Here, one pixel is approximately 1 Lt; / RTI >
도 5b는 스펙트럼 모델링을 설명하기 위한 도면이다. 5B is a diagram for explaining spectrum modeling.
도 5b를 참조하면, 스펙트럼 모델링은 도 5b에 나타나는 값들과 같이 설계될 수 있다. Referring to FIG. 5B, spectral modeling may be designed with the values shown in FIG. 5B.
스펙트럼 모델링에서, 평균 광자 에너지(mean photon energy)는 60.605keV(kilo electron volt)가 되며, 1차 반가층(1st half value layer)은 6.886mm Al 이 된다. 그리고, 노광(Exposure)은 1m 거리에서 측정하였을 때 7,739 mR/mAs 가 되며, 공기 커마(Air Kerma)는 1m 거리에서 측정하였을 때 67.799 uGy/mAs 가 된다. 상기된 모델링 조건에서 단위 면적 1을 통과하여 입사되는 플루엔스(Fluence)는 1m 거리에서 측정하였을 때 2004955 photons//mAs 가 된다. In spectral modeling, the mean photon energy is 60.605 keV (kilo electron volt) and the first half value layer is 6.886 mm Al. Exposure is 7,739 mR / mAs when measured at a distance of 1 m, and 67,799 uGy / mAs when measured at a distance of 1 m from the air kerma. Under the above-described modeling conditions, (Fluence), which is incident through the photodiode, is measured at a distance of 1 meter, / mAs.
스펙트럼 모델링에 따라서, 1mA 의 엑스레이가 발생하였을 때 생기는 광자의 수는 2004955 photons//mAs 로, 대략 2Mega photons//mAs 이 된다. 이하에서는, 백만의 단위로 M(mega)을 사용한다. According to spectral modeling, the number of photons generated when 1mA of x-rays occurred is 2004955 photons / / mAs, approximately 2 mega photons / / mAs. In the following, M (mega) is used in units of one million.
200mA 의 선량을 가지는 디텍터의 경우 단위 면적 1 로 입사되는 광자의 개수는 200 * 2004955 photons//mAs 으로 대략 400 M photons//mAs이 될 수 있다. 또한, 50%의 선량 저감을 고려하여 100 mA 의 선량으로 동작할 때, 단위 면적 1 로 입사되는 광자의 개수는 100 * 2004955 photons//mAs 으로 대략 200 M photons//mAs이 될 수 있다. For a detector with a dose of 200 mA, the
따라서, 단위 면적이 대략 1 을 갖는 하나의 픽셀(500)은 1 초당 대략 200 M 개 이상의 광자를 흡수하여 계수할 수 있다. Thus, if the unit area is approximately 1 Can be counted by absorbing at least about 200 < RTI ID = 0.0 > M < / RTI > photons per second.
도 5a를 참조하면, 픽셀(500)은 541 에서와 같이 6*6 = 36개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 즉, 픽셀(500)의 전면(540)은 541과 동일 대응될 수 있다. 전술한 바와 같이, 픽셀(500)이 1초당 대략 200 M 의 광자를 흡수하여 계수하고, 36개의 서브 픽셀을 포함하는 경우, 하나의 서브 픽셀(560)을 200/36 M = 5.56 M 개의 광자를 1초당 흡수하여 계수할 수 있다. Referring to FIG. 5A, the pixel 500 may include 6 * 6 = 36 subpixels, as in 541. FIG. That is, the
또한, 도 5a를 참조하면, 픽셀(500)은 542 에서와 같이 6*4 = 24개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 즉, 픽셀(500)의 전면(540)은 542와 동일 대응될 수 있다. 전술한 바와 같이, 픽셀(500)이 1초당 대략 200 M 의 광자를 흡수하여 계수하고, 24개의 서브 픽셀을 포함하는 경우, 하나의 서브 픽셀을 200/24 M = 8.33 M 개의 광자를 1초당 흡수하여 계수할 수 있다. 5A, the pixel 500 may include 6 * 4 = 24 subpixels as in 542. [ That is, the
또한, 픽셀(500)은 5*5=25개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 픽셀(500)이 1초당 대략 200 M 의 광자를 흡수하여 계수하고, 25개의 서브 픽셀을 포함하는 경우, 하나의 서브 픽셀(570)은 1초당 대략 200/25 M = 8 M 개의 광자를 흡수하여 계수할 수 있다. Also, the pixel 500 may include 5 * 5 = 25 sub-pixels. As described above, if the pixel 500 absorbs and counts about 200 M photons per second and includes 25 subpixels, then one
전술한 예에서와 같이, 방사선 디텍터가 적용되는 구체적인 제품의 사양, 예를 들어, 엑스선 장치인지 단층 촬영 장치인지 또는 스펙트럼 모델링의 각 조건 등, 에 맞춰서 소정 시간 동안 계수하여야 하는 광자의 개수를 설정할 수 있다. 그리고, 하나의 픽셀에 포함되는 서브 픽셀의 개수 및 크기는 설정된 광자의 개수에 맞춰서 조절될 수 있다. 예를 들어, 설정된 광자의 개수에 맞춰서 광자 처리부에 포함되는 계수기의 크기를 조절할 수 있다.As in the above example, the number of photons to be counted for a predetermined period of time can be set according to specifications of a specific product to which the radiation detector is applied, for example, an X-ray apparatus, a tomographic apparatus, or each condition of spectral modeling have. The number and size of subpixels included in one pixel can be adjusted according to the number of the set photons. For example, the size of the counter included in the photon processing unit can be adjusted according to the number of photons set.
또한, 입사된 광자의 계수 동작은 서브 픽셀(예를 들어, 560) 별로 독립적으로 수행되며, 따라서 서브 픽셀(560)을 계수 픽셀(counting pixel)이라 칭할 수 있다. 이하에서는, 픽셀(540)에 포함되는 부분 픽셀인 서브 픽셀을 ‘계수 픽셀(counting pixel)’이라 칭한다. 또한, 적어도 하나의 계수 픽셀에서 계수된 광자들의 개수에 근거하여 복원되는 영상의 일 화소 값이 결정될 수 있으므로, 계수 픽셀을 적어도 하나의 포함하는 계수 픽셀 그룹을 영상 픽셀(image pixel)이라 칭할 수 있다. 예를 들어, 픽셀(540)에 포함되는 계수 픽셀들 전체에서 계수된 광자의 개수에 근거하여, 영상의 일 화소값이 획득될 때, 영상 픽셀은 픽셀(540)이 된다. 또 다른 예로, 상호 인접한 4개의 계수 픽셀들 전체에서 계수된 광자의 개수에 근거하여, 영상의 일 화소값이 획득될 때, 영상 픽셀은 4개의 계수 픽셀을 포함하는 계수 픽셀 그룹이 될 수 있다. 따라서, 계수 픽셀 그룹의 개수나 크기는 영상 픽셀의 개수나 크기와 동일할 수 있다. Also, the counting operation of the incident photons is performed independently for each subpixel (e.g., 560), and thus the
예를 들어, 하나의 픽셀이 541 에서와 같이 형성되어 36개의 계수 픽셀을 포함할 때, 36개의 계수 픽셀 전체에서 계수된 광자의 개수에 근거하여 영상의 일 화소값이 획득되면 541에 도시된 픽셀이 하나의 영상 픽셀이 될 수 있다. 또한, 하나의 픽셀이 541 에서와 같이 형성되어 36개의 계수 픽셀을 포함할 때, 인접한 9개의 계수 픽셀들에서 계수된 광자의 개수에 근거하여 영상의 일 화소값이 획득되면, 9개의 계수 픽셀들을 포함하는 계수 픽셀 그룹(551, 552, 553 또는 554)이 하나의 영상 픽셀이 될 수 있다. For example, when one pixel is formed as in 541 and includes 36 coefficient pixels, if one pixel value of the image is obtained based on the number of photons counted in all of the 36 coefficient pixels, Can be a single image pixel. Also, when one pixel is formed as in 541 and includes 36 coefficient pixels, if one pixel value of the image is obtained based on the number of photons counted in the adjacent nine coefficient pixels, The group of
여기서, 방사선 디텍터(400)에 포함되는 영상 픽셀의 개수는 계수 픽셀의 개수보다 작다. 또한, 방사선 디텍터(400)에 포함되는 영상 픽셀의 크기는 계수 픽셀의 크기보다 크다.Here, the number of image pixels included in the
구체적으로, 계수 픽셀은 영상 픽셀로 입사되는 광자의 개수보다 작은 광자의 개수를 계수한다. Specifically, the coefficient pixel counts the number of photons less than the number of photons incident on the image pixel.
구체적으로, 영상 픽셀은 영상을 형성하는 하나의 화소 값에 대응되며, 하나의 영상 픽셀에서 계수된 총 광자의 개수에 근거하여 영상 내의 하나의 화소 값을 산출한다. 구체적으로, 영상 픽셀은 복수개의 계수 픽셀을 포함할 수 있으며, 복수개의 계수 픽셀을 포함하는 계수 픽셀 그룹에서 계수된 총 광자의 개수에 근거하여 영상 내의 하나의 화소 값을 산출할 수 있다. 하나의 픽셀(540)에 포함되는 복수개의 계수 픽셀들을 하나에 계수 픽셀 그룹으로 형성하면, 하나의 픽셀(540)이 하나의 영상 픽셀이 될 수 있다. 또한, 픽셀(540)에 포함되는 복수개의 계수 픽셀들이 복수개의 계수 픽셀 그룹을 형성하면, 하나의 계수 픽셀 그룹의 하나의 영상 픽셀에 대응되므로, 픽셀(410)은 복수개의 영상 픽셀을 포함할 수 있다. Specifically, the image pixel corresponds to one pixel value forming the image, and one pixel value in the image is calculated based on the total number of photons counted in one image pixel. Specifically, the image pixel may include a plurality of coefficient pixels, and one pixel value in the image may be calculated based on the total number of photons counted in the coefficient pixel group including the plurality of coefficient pixels. When a plurality of coefficient pixels included in one
도 6은 방사선 디텍터에 입사되는 광자의 에너지 분포를 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 있어서, x 축은 광자의 에너지 크기를 나타내며, y 축은 소정 면적에서 방사선 디텍터로 입사되는 광자의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 에너지 크기가 a 값을 갖는 광자가 소정 면적으로 b 개만큼 입사된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 그래프는 광자의 에너지 스펙트럼이 될 수 있다. 6 is a view for explaining the energy distribution of photons incident on the radiation detector. In FIG. 6, the x-axis represents the energy magnitude of the photon, and the y-axis represents the number of photons incident on the radiation detector at a predetermined area. For example, a photon having an energy value of a is incident on a predetermined area of b number of photons. For example, the graph shown in Fig. 6 can be an energy spectrum of a photon.
X 선을 방출하는 X 선 소스, 예를 들어, 도 1에 도시된 X-ray 생성부(106),는 고전압 생성부(미도시)를 통하여 전압, 전류를 인가 받아 X선을 생성하여 방출할 수 있다. 여기서, 방출되는 X 선은 도 6에 도시된 바와 같이 다양한 크기의 에너지를 가질 수 있다. An X-ray source for emitting X-rays, for example, an X-ray generator 106 shown in FIG. 1 receives a voltage and an electric current through a high voltage generator (not shown) . Here, the emitted X-rays may have various sizes of energy as shown in FIG.
방사선 디텍터(400)는 입사되는 광자를 광자의 에너지 크기에 따라서 분류하여 계수한다. The
도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 다른 도면이다. 구체적으로, 도 7a에서는 방사선을 감지하여 에너지 대역 별로 분류하여 계수하는 단위 디텍터(700)의 구성이 도시된다. 7A is another view showing a radiation detector according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 7A shows a configuration of a
또한, 단위 디텍터(700)는 도 4 내지 도 5a를 참조하여 설명한 픽셀(401) 또는 서브 픽셀(560)에 동일 대응될 수 있다. 즉, 픽셀(401)은 단위 디텍터(700)가 될 수 있다. 또한, 서브 픽셀(560)은 단위 디텍터(700)가 될 수 있다. 즉, 방사선 디텍터(400)는 복수개의 단위 디텍터(700)를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 서브 픽셀(560)은 하나의 계수 픽셀에 동일 대응되므로, 하나의 단위 디텍터(700)는 하나의 계수 픽셀에 동일 대응될 수 있다. In addition, the
도 7a을 참조하면, 단위 디텍터(700)는 방사선 흡수층(710) 및 광자 처리부(720)를 포함한다. Referring to FIG. 7A, the
방사선 흡수층(710)은 입사된 방사선 광자를 전기 신호(S1)로 변환한다. 구체적으로, 방사선 흡수층(710)은 입사된 엑스레이 광자(X-ray photon)를 전기 신호로 변환한다. 구체적으로, 방사선 흡수층(710)은 광자를 홀-전하 쌍(hole-electron pair)으로 변환하여 입사된 광자의 에너지에 대응되는 전기 신호(S1)를 생성할 수 있다. 또한, 전기 신호(S1)는 전압 신호 또는 전류 신호가 될 수 있다. 이하에서는 전기 신호(S1)가 전압 신호인 경우를 예로 들어 설명한다. The
그리고, 방사선 흡수층(710)은 변환된 전기 신호(S1)를 후속단에 연결되는 복수개의 저장부들(730, 740, 750)을 포함하는 광자 처리부(720)로 각각 전송한다. The
구체적으로, 방사선 흡수층(710)은 직접 방식으로 방사선을 전기 신호(S1)로 변환한다. 방사선 흡수층(710)은 카드뮴 텔룰라이드(CdTe)로 구성될 수 있다. 또한, 방사선 흡수층(710)은 카드뮴아연텔룰라이드(CdZnTe)로 구성될 수 있다. Specifically, the
또한, 방사선 흡수층(710)에 있어서, 방사선을 입사 받는 전면 면적이 대략 1 인 경우, 방사선 흡수층(710)은 전술한 바와 같이 1면적으로 1초 동안 대략 200M 개의 광자를 흡수할 수 있다. 또한, 도 7a에 도시된 단위 디텍터(700)가, 하나의 서브 픽셀 내에 포함되며 하나의 픽셀이 m 개의 서브 픽셀을 포함하는 경우, 방사선 흡수층(710)은 전술한 바와 같이 1초 동안 대략 (200/m) M개의 광자를 흡수할 수 있다. Further, in the
광자 처리부(720)는 제1 전기 신호에 근거하여, 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함한다. 구체적으로, 광자 처리부(720)는 구별하고자 하는 에너지 대역의 개수에 따라서, 복수개의 저장부들(730, 740, 750)을 포함한다. 또한, 광자 처리부(720)는 입사된 광자를 직접 전하로 변환하여 검출하는 직접 방식에 따라서, 방사선 흡수부(710)에서 생성된 전기 신호에 근거하여 광자의 개수를 계수한다.The
복수개의 저장부들(730, 740, 750) 각각은 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 광자의 개수를 계수하여 저장한다. Each of the plurality of
구체적으로, 복수개의 저장부들(730, 740, 750)은 방사선 흡수층(710)에서 흡수된 광자들을 에너지 크기에 따라서 분류한다. 구체적으로, 복수개의 저장부들(730, 740, 750)은 방사선 흡수층(710)에서 전송된 전기 신호(S1)를 복수개의 기준값들(ref1, ref3, ref5)과 각각 비교하여, 1차적으로 광자를 복수개의 에너지 대역으로 분류하고, 후속하여 2차적으로 광자를 복수개의 에너지 대역으로 분류할 수 있다. Specifically, the plurality of
즉, 단위 디텍터(700)인 계수 픽셀(700)은 입사된 광자를 전기 신호(S1)로 변환하는 방사선 흡수층(710), 광자를 복수개의 에너지 대역으로 분류하기 위하여 전기 신호(S1)를 복수개의 기준값(ref1 및 ref2, ref3 및 ref4, ref5 및 ref6)과 비교하는 복수개의 비교기(731 및 732, 741 및 742, 751 및 752), 및 복수개의 에너지 대역 각각으로 분류된 복수개의 광자의 개수를 계수하여 저장하는 복수개의 계수기(733, 743, 753)을 포함한다. 여기서, 영상 픽셀에 포함되는 제1 계수 픽셀에서의 복수개의 기준값 중 적어도 하나는 영상 픽셀에 포함되는 제2 계수 픽셀에서의 복수개의 기준 값 중 적어도 하나와 다른 값으로 설정된다. 제1 계수 픽셀과 제2 계수 픽셀에서의 서로 다른 기준값 설정은 이하에서 도 9를 참조하여 상세히 설명한다. That is, the
도 7a에서는 광자 처리부(720)가 3개의 저장부(730, 740, 750)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다. 7A, a case where the
예를 들어, 제1 저장부(730)는 제1 전기 신호(S1)를 제1 기준값(ref1)과 비교하고, 비교 결과인 제2 전기 신호(S12)를 제2 기준값(ref2)과 비교한 결과인 제3 전기 신호(S13)에 근거하여, 광자의 개수를 계수한다. For example, the
또한, 제2 저장부(740)는 제1 전기 신호(S1)를 제1 기준값(ref3)과 비교하고, 비교 결과인 제2 전기 신호(S22)를 제2 기준값(ref4)과 비교한 결과인 제3 전기 신호(S23)에 근거하여, 광자의 개수를 계수한다. The
또한, 제3 저장부(750)는 제1 전기 신호(S1)를 제1 기준값(ref5)과 비교하고, 비교 결과인 제2 전기 신호(S32)를 제2 기준값(ref6)과 비교한 결과인 제3 전기 신호(S33)에 근거하여, 광자의 개수를 계수한다. The
구체적으로, 제1 기준값(ref1, ref3, ref5) 및 제2 기준값(ref2, ref4, ref6) 중 적어도 하나는 복수개의 단위 디텍터들 중 적어도 하나의 단위 디텍터에서 다르게 설정될 수 있다. Specifically, at least one of the first reference values ref1, ref3, and ref5 and the second reference values ref2, ref4, and ref6 may be set differently in at least one unit detector among the plurality of unit detectors.
여기서, 단위 디텍터는 픽셀 또는 서브 픽셀에 동일 대응될 수 있다. 따라서, 제1 기준값(ref1, ref3, ref5) 및 제2 기준값(ref2, ref4, ref6) 중 적어도 하나는 복수개의 픽셀들 중 적어도 하나의 픽셀에서 다르게 설정될 수 있다. 또한, 방사선 디텍터(400)에 포함되는 픽셀이 복수개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우, 제1 기준값(ref1, ref3, ref5) 및 제2 기준값(ref2, ref4, ref6) 중 적어도 하나는 복수개의 서브 픽셀들 중 적어도 하나의 픽셀에서 다르게 설정될 수 있다. Here, the unit detector may correspond to a pixel or a subpixel. Therefore, at least one of the first reference values ref1, ref3, ref5 and the second reference values ref2, ref4, ref6 may be set differently in at least one of the plurality of pixels. Also, when the pixel included in the
제1 기준값(ref1, ref3, ref5) 및 제2 기준값(ref2, ref4, ref6)의 설정은 이하에서 도 8 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다. The setting of the first reference values ref1, ref3, ref5 and the second reference values ref2, ref4, ref6 will be described below in detail with reference to Figs. 8 to 10. Fig.
저장부(예를 들어, 730)는 제1 비교기(731), 제2 비교기(732) 및 계수기(733)를 포함할 수 있다. The storage (e.g., 730) may include a
제1 저장부(730)에 있어서, 제1 비교기(731)는 제1 전기 신호(S1)가 제1 기준값(ref1) 이상이면, 제1 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref1)의 차이 값에 대응하는 제2 전기 신호(S12)를 출력한다. The
제2 비교기(732)는 제2 전기 신호(S12)와 제2 기준값(ref2)을 비교하여 제3 전기 신호(S13)를 출력한다. The
제1 계수기(733)는 제3 전기 신호(S13)에 근거하여, 광자의 개수를 계수하여 저장한다. The
제1 저장부(730)에 있어서, 계수되는 광자의 에너지 대역은 제1 기준값(ref1) 및 제2 기준값(ref2)에 따라서 결정된다. 제1 계수기(733)에서 계수되는 광자는 제1 에너지 대역에 포함되며, 후속하여 제1 에너지 대역의 영상을 복원하는데 이용된다. 이하에서는, 제1 에너지 대역에 포함되는 광자를 이용하여 복원된 영상을 '제1 영상'이라 한다. In the
그리고, 제2 저장부(740)에 있어서, 제1 비교기(741)는 제1 전기 신호(S1)가 제1 기준값(ref3) 이상이면, 제1 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref3)의 차이 값에 대응하는 제2 전기 신호(S22)를 출력한다. The
제2 비교기(742)는 제2 전기 신호(S22)와 제2 기준값(ref4)을 비교하여 제3 전기 신호(S23)를 출력한다. The
제1 계수기(743)는 제3 전기 신호(S23)에 근거하여, 광자의 개수를 계수하여 저장한다. The
제2 저장부(740)에 있어서, 계수되는 광자의 에너지 대역은 제1 기준값(ref3) 및 제2 기준값(ref4)에 따라서 결정된다. 제1 계수기(743)에서 계수되는 광자는 제2 에너지 대역에 포함되며, 후속하여 제2 에너지 대역의 영상을 복원하는데 이용된다. 이하에서는, 제2 에너지 대역에 포함되는 광자를 이용하여 복원된 영상을 '제2 영상'이라 한다. In the
또한, 제3 저장부(750)에 있어서, 제1 비교기(751)는 제1 전기 신호(S1)가 제1 기준값(ref5) 이상이면, 제1 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref5)의 차이 값에 대응하는 제2 전기 신호(S32)를 출력한다. In the
제2 비교기(752)는 제2 전기 신호(S32)와 제2 기준값(ref6)을 비교하여 제3 전기 신호(S33)를 출력한다. The
제1 계수기(753)는 제3 전기 신호(S33)에 근거하여, 광자의 개수를 계수하여 저장한다. The
제3 저장부(750)에 있어서, 계수되는 광자의 에너지 대역은 제1 기준값(ref5) 및 제2 기준값(ref6)에 따라서 결정된다. 제1 계수기(753)에서 계수되는 광자는 제3 에너지 대역에 포함되며, 후속하여 제3 에너지 대역의 영상을 복원하는데 이용된다. 이하에서는, 제3 에너지 대역에 포함되는 광자를 이용하여 복원된 영상을 '제3 영상'이라 한다. In the
제1 저장부(730), 제2 저장부(740) 및 제3 저장부(750)의 동작은 모두 동일하므로, 이하에서는 제1 저장부(730)를 예로 들어, 비교 및 계수 동작을 상세히 설명한다. Since the operations of the
구체적으로, 제1 기준값(ref1)은 전압 신호가 될 수 있으며, 제2 기준값(ref2)은 전류 신호가 될 수 있다. 제1 기준값(ref1) 및 제2 기준값(ref2)은 멀티 에너지 CT 영상에서 이용되는 광자의 에너지 대역에 따라서 달라지는 값이다. Specifically, the first reference value ref1 may be a voltage signal, and the second reference value ref2 may be a current signal. The first reference value ref1 and the second reference value ref2 are values that vary according to the energy band of the photon used in the multi-energy CT image.
제1 비교기(731)는 광자의 에너지 세기를 나타내는 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref1)을 비교하여, 전기 신호(S1)가 제1 기준값(ref1)보다 크면, 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref1)의 차이값에 대응되는 소정 전류를 제2 전기 신호(S12)로 생성할 수 있다. The
그리고, 제2 비교기(732)는 제2 전기 신호(S12)와 전류 신호인 제2 기준값(ref2)을 비교하여, 광자를 계수할지 여부를 결정하는 제3 전기 신호(S13)를 출력할 수 있다. The
예를 들어, 제1 기준값(ref1)을 25keV 로 설정하면, 제1 비교기(731)에 의하여, 광자의 에너지가 25keV 이상이 되는 광자가 분류된다. 예를 들어, 광자에 대응하는 제1 전기 신호(S1)가 40keV 이며, 제2 기준값(ref2)이 5keV 에 대응되는 전류값이라고 하자. 이 경우, 제1 비교기(731)는 제1 전기 신호(S1)인 40keV와 제1 기준값(ref1)인 25keV를 비교하여, 제1 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref1) 보다 크면, 제1 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref1)의 차이 값인 15keV 에 해당하는 전류를 제2 전기 신호(S12)로 출력한다. 제2 비교기(732)는 제2 전기 신호(S12)인 15keV 에 해당하는 전류와 제2 기준값(ref2)인 5keV 에 대응되는 전류값을 비교한다. 제2 전기 신호(S12)가 제2 기준값(ref2) 보다 크므로, 제2 비교기(732)는 광자의 개수가 +1 하여 계수되도록 하는 제3 전기 신호(S13)를 출력한다. 그러면, 계수기(733)는 제3 전기 신호(S13)에 근거하여 광자의 개수를 +1 하여 누적 계수한다. 그에 따라서, 제1 저장부(730)에서는, 제1 기준값(ref1)의 전압과 제2 기준값(ref2)에 대응되는 전압 값을 합산한 값보다 큰 에너지 값을 갖는 광자가 분류 및 계수될 수 있다. For example, if the first reference value ref1 is set to 25 keV, the
또한, 제1 기준값(ref1)의 전압 전압과 제2 기준값(ref2)에 대응되는 전압 값을 합산한 값보다 작은 에너지 값을 갖는 광자가 방사선 흡수층(710)으로 흡수된 경우, 제2 비교기(732)는 광자의 개수가 계수되지 않도록 하는 제3 전기 신호(S13)를 출력하게 되며, 그에 따라서, 계수기(733)는 광자의 개수를 누적 계수하지 않는다. When a photon having an energy value smaller than the sum of the voltage value of the first reference value ref1 and the voltage value corresponding to the second reference value ref2 is absorbed by the
전술한 예에서, 제1 계수기(733)는 제1 기준값(ref1)의 전압 전압과 제2 기준값(ref2)에 대응되는 전압 값을 합산한 값인 30keV 보다 큰 에너지를 갖는 광자를 분류 및 계수할 수 있다. In the example described above, the
전술한 예에서, 제1 계수기(733)는 제1 기준값(ref1)의 전압 전압과 제2 기준값(ref2)에 대응되는 전압 값을 합산한 값인 30keV 보다 큰 에너지를 갖는 광자를 분류 및 계수할 수 있다. In the example described above, the
구체적으로, 제2 기준값(ref2)은 0부터 까지 32 단계의 전류 값들 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있다. 작은 간격 값들을 갖는 복수개의 전류 값들을 이용하여, 제2 기준값(ref2)을 세밀하게 조절할 수 있다. 구체적으로, 제1 기준값(ref1)은 비교적 큰 전압 값으로 설정하여, 광자를 1차적으로 대략적으로 분류하고, 제2 기준값(ref2)을 이용하여, 광자를 2차적으로 세밀하게 분류할 수 있다. Specifically, the second reference value ref2 is 0 May be set to any one of the current values of the 32 stages. The second reference value ref2 can be finely adjusted by using a plurality of current values having small interval values. Specifically, the first reference value ref1 can be set to a relatively large voltage value, and the photons can be roughly classified first, and the photon can be secondarily classified finely using the second reference value ref2.
따라서, 각각의 저장부들(730, 740, 750)에 있어서, 복원하고자 하는 에너지 대역 영상에 맞춰서, 제1 기준값 및 제2 기준값을 설정할 수 있다. Therefore, in each of the
전술한 바와 같이, 제1 기준값들(ref1, ref3, ref5)을 전압값으로 설정하고, 제2 기준값들(ref2, ref4, ref6)을 전류 값으로 설정하면, 전압원의 개수를 계수기들(733, 743, 753)의 개수와 동일하게 유지하면서, 분류하고자 하는 광자의 에너지 대역을 단계적으로 변화시켜 설정할 수 있다. When the first reference values ref1, ref3 and ref5 are set as the voltage values and the second reference values ref2, ref4 and ref6 are set as the current values, the number of the voltage sources is set to the number of the
예를 들어, 전류 값인 제2 기준값들(ref2, ref4, ref6)은 아날로그 디지털 변환기(ADC)에 전압값인 제1 기준값들(ref1, ref3, ref5) 중 적어도 하나를 인가하여 생성할 수 있다. 따라서, 제1 기준값들(ref1, ref3, ref5) 이외의 별도의 전원 소스(voltage source)를 구비하지 않고도, 제2 기준값들(ref2, ref4, ref6)을 생성할 수 있다. For example, the second reference values ref2, ref4, and ref6, which are current values, can be generated by applying at least one of the first reference values ref1, ref3, ref5 to the analog-to-digital converter ADC. Therefore, it is possible to generate the second reference values ref2, ref4, ref6 without providing a separate power source other than the first reference values ref1, ref3, ref5.
또한, 복수개의 제1 기준값들(ref1, ref3, ref5) 및 제2 기준값들(ref2, ref4, ref6)은 광자를 에너지 크기별로 분류하기 위한 기준 값으로, 입사되는 방사선의 종류, 복원 영상의 종류, 사용자의 설정 등에 따라서 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 엑스레이 광자가 방사선 흡수층(710)으로 입사되는 경우, 엑스레이 광자가 가질 수 있는 에너지 크기를 고려하여, 제1계수기(733)에서는 30keV 이상의 에너지를 갖는 광자가 계수되도록, 제2계수기(743)에서는 60keV 이상의 에너지를 갖는 광자가 계수되도록, 그리고 제3계수기(753)에서는 90keV 이상의 에너지를 갖는 광자가 계수되도록, 제1 기준값들(ref1, ref3, ref5) 및 제2 기준값들(ref2, ref4, ref6)을 설정할 수 있다. The plurality of first reference values ref1, ref3 and ref5 and the second reference values ref2, ref4 and ref6 are reference values for classifying the photons according to their energy magnitudes. The reference values include the type of the incident radiation, , The setting of the user, and the like. For example, when the X-ray photon is incident on the
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다. 도 7b에는 단위 디텍터(760)가 도시된다. 도 7b 에 있어서, 도 7a와 동일한 구성은 동일한 도면 기호로 표시하였으며, 도 7a에서와 중복되는 설명은 생략한다. 7B is a view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention. 7B shows the
도 7b를 참조하면, 도 7a에 도시된 단위 디텍터(720)에 포함되는 계수기(733, 743, 753)는 계수 메모리(counting memory)(761, 762, 763)로 형성될 수 있다. 계수 메모리(761, 762, 763)는 광자의 개수를 누적하여 계수하면서, 계수된 광자의 개수를 기억한다. 예를 들어, 계수 메모리는 레지스터 등과 같은 누적 계수 및 계수된 개수의 기억이 가능한 기억 장치가 될 수 있다. Referring to FIG. 7B, the
여기서, 계수 메모리(예를 들어, 761)의 저장 용량은 소정 시간 동안 하나의 계수 픽셀이 계수하여야 하는 광자의 개수에 맞춰서 설정될 수 있다. 예를 들어, m 개의 계수 픽셀들을 포함하는 하나의 픽셀이 소정 시간 동안 대략 n 개의 광자를 흡수할 때, 계수 메모리(761)는 n/m 값의 저장 용량을 가진다. 예를 들어, 픽셀이 1초당 대략 200 M 개 이상의 광자를 흡수하여 계수하며, 하나의 픽셀이 25개의 계수 픽셀을 포함하는 경우, 계수 메모리(761)는 대략 200/25 M = 8 M 개 이상의 광자 개수를 저장할 수 있도록, 대략 8M 개에 대응되는 비트수를 저장할 수 있다. Here, the storage capacity of the coefficient memory (e.g., 761) may be set according to the number of photons that one coefficient pixel should count for a predetermined time. For example, when one pixel containing m coefficient pixels absorbs approximately n photons for a predetermined time, the
또한, 도 7b에서는 계수 메모리(761)가 광자 처리부(720)에 포함되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 광자 처리부(720)와 별도로 구비될 수도 있을 것이다. 구체적으로, 광자 처리부(720)에 포함되는 저장부(730)는 비교기(731, 732)만을 포함하여 광자 계수를 위한 광자 선별 동작을 수행하고, 광자 처리부(720)의 후속 단에 연결되는 계수 메모리가 선별된 광자의 개수를 계수하여 저장할 수 있을 것이다.7B illustrates the case where the
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다. 도 7c에는 단위 디텍터(780)가 도시된다. 도 7c 에 있어서, 도 7a와 동일한 구성은 동일한 도면 기호로 표시하였으며, 도 7a에서와 중복되는 설명은 생략한다. 7C is a view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention. Figure 7c shows the
도 7c를 참조하면, 도 7a에 도시된 단위 디텍터(720)에 포함되는 계수기(733, 743, 753)는 계수 장치(counting device)(781, 784, 787) 및 메모리(782, 785, 788)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 저장부(730)는 도 7b에 도시된 계수 메모리(761) 대신에 계수 장치(781) 및 메모리(782)를 포함할 수 있다. 7C, the
제1 저장부(730)를 참조하면, 계수 장치(781)는 제2 비교기(732)의 출력 신호에 따라서, 광자의 개수를 계수한다. 그리고, 메모리(782)은 계수된 광자의 개수를 저장한다. 즉, 도 7b의 계수 메모리(761)은 광자의 계수 및 광자 개수의 저장 동작을 한번에 수행하는데 비하여, 도 7c에서는 계수 장치(781) 및 메모리(782) 각각이 광자 개수의 계수 및 저장 동작을 수행할 수 있다.Referring to the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 일 도면이다. 도 8에 도시된 각각의 그래프들에 있어서, x 축은 광자의 에너지 크기를 나타내며, y 축은 소정 면적에서 방사선 디텍터로 입사되는 광자의 개수를 나타낸다. 8 is a view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention. In each of the graphs shown in FIG. 8, the x axis represents the energy magnitude of the photon, and the y axis represents the number of photons incident on the radiation detector at a predetermined area.
단위 디텍터(700)의 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나는 인접한 단위 디텍터의 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나와 다른 값으로 설정될 수 있다. At least one of the first reference value and the second reference value of the
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 디텍터(700)를 이용하는 경우, 단위 디텍터(700)가 3개의 계수기를 포함하더라도, 그보다 많은 에너지 대역으로 광자를 분류하여 계수할 수 있다. 예를 들어, 단위 디텍터(700)가 3개의 계수기를 포함하는 경우, 광자를 분류하기 위한 에너지 대역은, Th1 이상의 에너지 대역, Th2 이상의 에너지 대역, Th3 이상의 에너지 대역, Th4 이상의 에너지 대역, 및 Th5 이상의 에너지 대역을 포함하는 5개의 에너지 대역이 될 수 있다.In the case of using the
또한, Th1 = 30keV, Th2 = 60keV, Th3 = 75keV, Th4 = 90keV, 및 Th5 = 105keV로 설정될 수 있다. 각각의 저장부에 있어서, 제1 기준값 및 제2 기준값은 분류하고자 하는 광자의 에너지 대역 값에 따라서 소정 값을 갖도록 설정될 수 있다. Th1 = 30 keV, Th2 = 60 keV, Th3 = 75 keV, Th4 = 90 keV, and Th5 = 105 keV. In each of the storage units, the first reference value and the second reference value may be set to have a predetermined value according to the energy band value of the photon to be classified.
또한, Th1 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제1 영상을 복원하는데 이용된다. 그리고, Th2 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제2 영상을 복원하는데 이용된다. 그리고, Th3 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제3 영상을 복원하는데 이용되며, Th4 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제4 영상을 복원하는데 이용된다. 또한, Th5 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제5 영상을 복원하는데 이용된다. Further, the number of photons having an energy of Th1 or more is used for restoring the first image in the multi-energy CT image. The number of photons having an energy of Th2 or more is used for restoring the second image in the multi-energy CT image. The number of photons having an energy of Th3 or more is used to restore the third image in the multi-energy CT image, and the number of photons having the energy of Th4 or more is used in the multi-energy CT image to restore the fourth image do. Further, the number of photons having an energy of Th5 or more is used for restoring the fifth image in the multi-energy CT image.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 다른 도면이다. 9 is another view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 복수개의 픽셀들을 포함하는 방사선 디텍터(910, 950)가 도시된다. 9, there is shown a
도 9의 (a)를 참조하면, 방사선 디텍터(910)가 복수개의 픽셀들(901, 902)을 포함하는 경우, 서로 인접하여 배치되는 제1 픽셀(901)과 제2 픽셀(902)에서 분류하고자 하는 광자의 에너지 대역을 다르게 설정할 수 있다. 즉, 서로 인접하여 배치되는 제1 픽셀(901)과 제2 픽셀(902)에서, 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나를 서로 다른 값으로 설정할 수 있다. Referring to FIG. 9A, when the
구체적으로, 복수개의 저장부들(730, 740, 750) 중 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 제2 기준값(ref2, ref4, ref6)은 복수개의 픽셀들 중 제1 픽셀(901)과 제1 픽셀(901)에 인접한 제2 픽셀(902)에서 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. Specifically, the second reference values ref2, ref4, and ref6 used in at least one of the plurality of
예를 들어, 제1 픽셀(901)에서는 제1 저장부(730)가 811 그래프에서와 같이 Th1=30keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값(ref1)을 30keV로 설정하고, 제2 기준값(ref2)을 0 keV 에 대응되는 전류 값으로 설정할 수 있다. For example, in the
그리고, 제1 픽셀(901)에 있어서, 제2 저장부(740)가 821 그래프에서와 같이 Th2=60keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값(ref3)을 60keV로 설정하고, 제2 기준값(ref4)을 0 keV 에 대응되는 전류 값으로 설정할 수 있다. In the
그리고, 제1 픽셀(901)에 있어서, 제3 저장부(750)가 841 그래프에서와 같이 Th4=90keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값(ref5)을 90keV로 설정하고, 제2 기준값(ref6)을 0 keV 에 대응되는 전류 값으로 설정할 수 있다. In the
또한, 제2 픽셀(902)에서는 제1 저장부(730)가 811 그래프에서와 같이 Th=30keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값(ref1)을 30keV로 설정하고, 제2 기준값(ref2)을 0 keV 에 대응되는 전류 값으로 설정할 수 있다. In the
그리고, 제2 픽셀(902)에 있어서, 제2 저장부(740)가 831 그래프에서와 같이 Th3=75keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값(ref3)을 60keV로 설정하고, 제2 기준값(ref4)을 15 keV 에 대응되는 전류 값으로 설정할 수 있다. 즉, 제1 픽셀(901)에서의 제2 기준값(ref4)은 0 keV 에 대응되는 전류값으로 설정되었으나, 제2 픽셀(902)에서의 제2 기준값(ref4)은 15 keV에 대응되는 전류값으로 설정할 수 있다. 그에 따라서, 제1 픽셀(901)에 포함되는 제2 계수기(743)와 제2 픽셀(902)에 포함되는 제2 계수기(743)이 서로 다른 에너지 대역을 갖는 광자를 분류 및 계수할 수 있다. In the
그리고, 제2 픽셀(902)에 있어서, 제3 저장부(750)가 851 그래프에서와 같이 Th5=105keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값(ref5)을 90keV로 설정하고, 제2 기준값(ref6)을 15 keV 에 대응되는 전류 값으로 설정할 수 있다. In the
전술한 예에서, 전압원 소스로는 3개의 전압값인 30keV, 60keV, 및 90keV를 이용하면서, 제2 기준값을 다르게 설정하여, 제1 픽셀(901)이 분류할 수 있는 에너지 대역은 30keV 이상의 에너지 대역, 60keV 이상의 에너지 대역, 및 90keV 이상의 에너지 대역으로 설정할 수 있다. 그리고, 제2 픽셀(902)이 분류할 수 있는 에너지 대역은 30keV 이상의 에너지 대역, 75keV 이상의 에너지 대역, 및 105keV 이상의 에너지 대역으로 설정할 수 있다. In the above-described example, the second reference value is set differently by using three voltage values of 30 keV, 60 keV, and 90 keV as the voltage source, so that the energy band that the
제1 픽셀(901)에 적용되는 제2 기준값(ref2, ref4, ref6)은 제2 픽셀(902)에 적용되는 제2 기준값(ref2, ref4, ref6)보다 크거나 작은 값으로 설정할 수 있다. 그에 따라서, 제1 픽셀(901)에서 분류하는 광자의 에너지 대역들 중 적어도 하나의 대역과 제2 픽셀(902)에서 분류하는 광자의 에너지 대역들 중 적어도 하나의 에너지 대역이 서로 달라지도록 할 수 있다. The second reference values ref2, ref4 and ref6 applied to the
또한, 복수개의 저장부들(730, 740, 750) 중 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 제1 기준값(ref1, ref1, ref1)은 복수개의 픽셀들 중 제1 픽셀(901)과 제1 픽셀(901)에 인접한 제2 픽셀(902)에서 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. The first reference value ref1, ref1, ref1 used in at least one storage unit of the plurality of
또한, 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나는 인접한 복수개의 픽셀을 포함하는 픽셀 그룹에 있어서, 픽셀 마다 다르게 설정될 수 있다. Also, at least one of the first reference value and the second reference value may be set differently for each pixel in the pixel group including a plurality of adjacent pixels.
전술한 바와 같이, Th1 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제1 영상을 복원하는데 이용된다. 그리고, Th2 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제2 영상을 복원하는데 이용된다. 그리고, Th3 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제3 영상을 복원하는데 이용되며, Th4 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제4 영상을 복원하는데 이용된다. 또한, Th5 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 멀티 에너지 CT 영상에 있어서, 제5 영상을 복원하는데 이용된다. As described above, the number of photons having an energy of Th1 or more is used for restoring the first image in the multi-energy CT image. The number of photons having an energy of Th2 or more is used for restoring the second image in the multi-energy CT image. The number of photons having an energy of Th3 or more is used to restore the third image in the multi-energy CT image, and the number of photons having the energy of Th4 or more is used in the multi-energy CT image to restore the fourth image do. Further, the number of photons having an energy of Th5 or more is used for restoring the fifth image in the multi-energy CT image.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터(400)는 단위 디텍터(700)의 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나의 값을 조절함으로써, 획득할 수 있는 에너지 대역을 다양하게 설정할 수 있다. Accordingly, the
또한, 제1 기준값을 대략적으로 설정하고, 제2 기준값을 정밀하게 설정할 수 있다. 구체적으로, 제1 기준값에 따라서 분류된 광자를 제2 기준값을 이용하여 다시 한번 정밀하게 분류함으로써, 광자 분류시 전압값 만을 이용하여 분류하는 경우 발생할 수 있는 오차를 수정할 수 있다. Further, the first reference value can be set roughly and the second reference value can be set precisely. Specifically, the photons classified according to the first reference value can be precisely classified again using the second reference value, thereby correcting errors that may occur when classification is performed using only the voltage value during photon classification.
도 9의 (b)를 참조하면, 방사선 디텍터(950)가 복수개의 픽셀들(951, 952, 953)을 포함하는 경우, 소정 개수의 픽셀들이 포함되도록 인접 픽셀들을 그룹핑하여, 픽셀 그룹(960) 내에 포함되는 픽셀들(951, 952, 953) 각각에서, 분류하고자하는 광자의 에너지 대역을 다르게 설정할 수 있다. 즉, 픽셀 그룹(960)에 포함되는 제1 픽셀(951), 제2 픽셀(952) 및 제3 픽셀(953)에서, 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나를 서로 다른 값으로 설정할 수 있다. Referring to FIG. 9B, when the
예를 들어, 제1 픽셀(951)에서는 Th1=30keV, Th2=60keV, 및 Th4=90keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값 및 제2 기준값을 설정할 수 있다. 또한, 제2 픽셀(952)에서는 Th1=30keV, Th3=75keV, 및 Th5=105keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값 및 제2 기준값을 설정할 수 있다. 또한, 제3 픽셀(953)에서는 Th1=30keV, Th6=80keV, 및 Th7=110keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값 및 제2 기준값을 설정할 수 있다. For example, in the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 다른 도면이다. 10 is another view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
도 10의 방사선 디텍터(1000)를 참조하면, 방사선 디텍터(1000)가 복수개의 서브 픽셀들(1010, 1020, 1030)을 포함하는 경우가 예를 들어 도시된다. Referring to the
서로 인접하여 배치되는 제1 서브 픽셀(1010)과 제2 서브 픽셀(1020)에서 분류 및 계수하는 광자의 에너지 대역을 다르게 설정할 수 있다. 즉, 서로 인접하여 배치되는 제1 서브 픽셀(1010)과 제2 서브 픽셀(1020)에서, 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나를 서로 다른 값으로 설정할 수 있다. The energy bands of the photons to be classified and counted in the
또한, 소정 개수의 서브 픽셀들이 포함되도록 인접한 서브 픽셀들을 그룹핑하여, 서브 픽셀 그룹(1040) 내에 포함되는 서브 픽셀들 각각에서, 분류하고자 하는 광자의 에너지 대역을 다르게 설정할 수 있다. 즉, 서브 픽셀 그룹(1040)이 인접한 3개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우, 서브 픽셀 그룹(1040)에 포함되는 제1 서브 픽셀(1010), 제2 서브 픽셀(1020) 및 제3 서브 픽셀(1030)에서, 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나를 서로 다른 값으로 설정할 수 있다. In addition, adjacent subpixels are grouped so that a predetermined number of subpixels are included, so that energy bands of photons to be classified can be set differently in each of the subpixels included in the
예를 들어, 제1 서브 픽셀(1010)에서는 Th1=30keV, Th2=60keV, 및 Th4=90keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값 및 제2 기준값을 설정할 수 있다. 또한, 제2 서브 픽셀(1020)에서는 Th1=30keV, Th3=75keV, 및 Th5=105keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값 및 제2 기준값을 설정할 수 있다. 또한, 제3 서브 픽셀(1030)에서는 Th1=30keV, Th6=80keV, 및 Th7=110keV 이상의 에너지를 갖는 광자를 분류하여 계수하도록, 제1 기준값 및 제2 기준값을 설정할 수 있다. For example, in the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터를 설명하기 위한 다른 도면이다. 11 is another view for explaining a radiation detector according to an embodiment of the present invention.
또한, 단위 디텍터(700)에 있어서, 복수개의 계수기들(733, 743, 753)은 에너지 크기에 따라서 분류된 광자의 개수를 계수(counting)한다. 계수기는 도 7b 에서 설명한 바와 같이 광자의 개수를 누적 계수하여 저장하는 카운터(counter), 또는 카운팅 메모리(counting memory)가 될 수 있다. Also, in the
도 11에 도시된 복수개의 계수기들(1110, 1120, 1130)은 단위 디텍터(700)의 복수개의 계수기들(733, 743, 753)에 동일 대응된다. The plurality of
구체적으로, 복수개의 계수기들(733, 743, 753)은 복수개의 에너지 대역들 각각으로 분류된 광자의 개수를 계수하여 저장하며, 광자 분류를 위하여 적용되는 기준값들에 대응되는 크기를 가진다. Specifically, the plurality of
전술한 예에서와 같이, 분류되는 에너지 대역들을 Th1=30keV 이상의 에너지 대역, Th2=60keV 이상의 에너지 대역 및 Th3=90keV 이상의 에너지 대역으로 설정한 경우, 제1 계수기(733)는 30keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수를 계수하고, 계수된 광자의 개수를 저장한다. 그리고, 제2 계수기(743)는 60keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수를 계수하며, 제3 계수기(753)는 90keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수를 계수한다. When the energy bands to be classified are set to energy bands Th1 = 30 keV or more, Th2 = 60 keV or more, and Th3 = 90 keV or more, as in the above example, the
도 11을 참조하면, Th1=30keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 1115 그래프의 면적(1116)에 비례하며, Th2=60keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 1125 그래프의 면적(1126)에 비례한다. 그리고, Th4=90keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 1135 그래프의 면적(1136)에 비례한다. Referring to FIG. 11, the number of photons having an energy of Th1 = 30 keV or more is proportional to the
따라서, 제1 계수기(1110)는 면적(1116)에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 또한, 제2 계수기(1120)는 면적(1126)에 대응되는 크기를 가질 수 있으며, 제3 계수기(1130)는 면적(1136)에 대응되는 크기를 가질 수 있다. Thus, the
전술한 바와 같이, 제1 계수기(1110), 제2 계수기(1120) 및 제3 계수기(1130)의 크기는 전술한 바와 같이, 분류된 광자의 에너지 값에 대응하여 서로 다르게 결정될 수 있다. As described above, the sizes of the
분류되는 광자의 에너지 대역은 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나에 따라서 달라지므로, 계수기의 크기는 제1 기준값 및 제2 기준값 중 적어도 하나에 근거하여 결정될 수 있다. Since the energy band of the photons to be classified depends on at least one of the first reference value and the second reference value, the size of the counter can be determined based on at least one of the first reference value and the second reference value.
구체적으로, 계수기는 분류된 광자의 에너지 대역이 저에너지 대역이면 제1 비트 뎁스를 가지고, 분류된 광자의 에너지 대역이 고 에너지 대역이면 제1 비트 뎁스 보다 작은 제2 비트 뎁스를 가질 수 있다. Specifically, the counter may have a first bit depth if the energy band of the classified photon is a low energy band, and a second bit depth that is smaller than the first bit depth if the energy band of the classified photon is a high energy band.
도 11을 참조하면, 제1 계수기(1110)는 계수하는 광자는 제2 및 제3 계수기(1120, 1130)가 계수하는 광자에 비하여, 저 에너지를 갖는다. 따라서, 제1 계수기(1110)의 비트 뎁스(bit depth)가 13 비트일 때, 제2 계수기(1120)의 비트 뎁스(bit depth)는 제1 계수기(1110)의 비트 뎁스보다 작은 12 비트가 될 수 있으며, 제3 계수기(1130)의 비트 뎁스(bit depth)는 제2 계수기(1120)의 비트 뎁스 보다 작은 11 비트가 될 수 있다. Referring to FIG. 11, the
또한, 복수개의 계수기들(1110, 1120, 1130) 각각의 크기는 분류된 광자가 갖는 최소 에너지 값에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 계수기가 계수하는 광자가 갖는 최소 에너지 값은 에너지 대역의 최소 값(Th1, Th2, Th4)과 동일 대응될 수 있다. Also, the size of each of the plurality of
구체적으로, 계수기의 크기는 분류된 광자의 상기 에너지 값에 반비례할 수 있다. Specifically, the size of the counter may be inversely proportional to the energy value of the classified photons.
도 12는 일반적인 방사선 디텍터를 설명하기 위한 도면이다. 12 is a view for explaining a general radiation detector.
도 11에서 설명한 제1 계수기(1110)의 비트 뎁스(bit depth)는 13 비트이고, 제2 계수기(1120)의 비트 뎁스(bit depth)는 12 비트이며, 제3 계수기(1130)의 비트 뎁스(bit depth)는 11 비트인 경우, 단위 디텍터(700) 내에 포함되는 계수기들(1110, 1120, 1130)의 총 크기는 36 비트에 대응된다. 11, the bit depth of the
일반적인 방사선 디텍터의 경우, 다중 에너지 측정을 위하여 복수개의 계수기들이 하나의 픽셀 내에 포함되는 경우, 복수개의 계수기들은 동일 크기를 가졌다. In the case of a typical radiation detector, when multiple counters are included in one pixel for multiple energy measurements, the multiple counters have the same size.
도 12를 참조하면, 일반적인 방사선 디텍터에 있어서, 복수개의 계수기들은 각각 동일한 크기를 가질 수 있다. 하나의 픽셀 내에 포함되는 계수기들의 총 크기가 도 9에서와 같이 36 비트인 경우, 복수개의 계수기들(1210, 1220, 1230)은 모두 12 비트 뎁스를 가진다. Referring to FIG. 12, in a general radiation detector, a plurality of counters may have the same size. When the total size of the counters included in one pixel is 36 bits as shown in FIG. 9, the plurality of
예를 들어, 제1 계수기(1210)에서 계수될 수 있는 Th1=30keV 이상의 에너지 값을 갖는 광자의 개수가 13 비트(1211)에 대응되고, Th2=60keV 이상의 에너지 값을 갖는 광자의 개수가 11 비트(1221)에 대응되며, Th4=90keV 이상의 에너지 값을 갖는 광자의 개수가 10 비트(1231)에 대응된다고 하자. For example, if the number of photons having an energy value of Th1 = 30 keV or more that can be counted by the
일반적인 방사선 디텍터의 경우, 제1 계수기(1210)의 크기가 12 비트이므로, Th1=30keV 이상의 에너지 값을 갖는 광자의 개수가 모두 계수되지 못한 채 제1 계수기(1210)가 포화된다. In the case of a general radiation detector, since the size of the
제1 계수기(1210)가 포화되면, 제2 계수기(1220) 및 제3 계수기(1230)는 더 이상 계수 동작을 수행할 수 없다. 따라서, 제2 계수기(1220)는 Th2=60keV 이상의 에너지 값을 갖는 광자의 개수가 11 비트(1221)에 대응되는데도 불구하고, 그보다 적은 광자의 개수만을 비트 수(1222)로 저장한다. 그리고, 제3 계수기(1230)는 Th4=90keV 이상의 에너지 값을 갖는 광자의 개수가 10 비트(1231)에 대응되는데도 불구하고, 그보다 적은 광자의 개수만을 비트 수(1232)로 저장할 수 있다. When the
이에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터에서는 복수개의 계수기들의 크기를 계수되는 광자의 에너지 값에 따라서 다르게 설계함으로써, 계수기의 크기를 최소화하면서도 각 에너지 대역에 해당하는 광자의 개수가 충분히 계수될 수 있도록 한다. 그에 따라서, 측정 가능한 광자의 개수를 확장하여, 에너지 대역 별로 광자의 감지 성능을 높일 수 있다. In contrast, in the radiation detector according to the embodiment of the present invention, the size of the plurality of counters is designed differently according to the energy value of the photons to be counted, so that the number of photons corresponding to each energy band can be sufficiently . Accordingly, the number of measurable photons can be increased, and the detection performance of photons can be enhanced for each energy band.
구체적으로, 도 11을 참조하면, 제1 계수기(1110)에서 계수되는 광자의 개수는 제1 계수기(1110)의 용량보다 작은 크기(1111)를 가지므로, Th1=30keV 이상이 되는 광자가 모두 계수될 때까지 제1 계수기(1110)가 포화되지 않았다. 따라서, 제2 계수기(1120) 및 제3 계수기(1130)에서도 광자도 충분히 계수될 수 있다. 11, since the number of photons counted by the
또한, 도 12의 제2 계수기(1220) 및 제3 계수기(1230)에서와 같이 이용되지 못하고 남는 비트수를 제거할 수 있어서, 계수기의 크기를 최소화할 수 있다. Also, the number of bits that can not be used as in the second and
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 일 도면이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터는 복수개의 단위 디텍터(1300)를 포함한다. 여기서, 단위 디텍터(1300)는 도 4 내지 도 5a를 참조하여 설명한 픽셀(401) 또는 서브 픽셀(560)에 동일 대응될 수 있다. 13 is a view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention. The radiation detector according to another embodiment of the present invention includes a plurality of
도 13에 있어서, 방사선 흡수층(1310) 및 광자 처리부(1320)는 각각 도 7a의 방사선 흡수층(710) 및 광자 처리부(720)에 동일 대응된다. 따라서, 도 7a에서와 중복되는 설명은 생략한다. 단위 디텍터(1300)는 단위 디텍터(700)에 비하여, 복수개의 계수기들(1334, 1344, 1354)을 더 포함할 수 있다. 이하에서는 제1 저장부(1330)를 예로 들어 설명한다. 이하에서는, 설명의 편의상, 제2 비교기(예로 들어, 1332)의 출력단과 연결되는 계수기(1334)를 제1 계수기(1334)라 하고, 제1 비교기(예로 들어, 1331)의 출력단과 연결되는 계수기(1333)를 제2 계수기(1333)라 한다. 13, the
제1 저장부(330)는 제1 전기 신호(S1)를 제1 기준값(ref1)과 비교하고, 비교 결과인 제2 전기 신호(S12)에 근거하여 광자의 개수를 계수한다. 그리고, 제2 전기 신호(S12)를 제2 기준값(ref2)과 비교한 결과인 제3 전기 신호(S13)에 근거하여, 광자의 개수를 계수한다. The first storage unit 330 compares the first electrical signal S1 with the first reference value ref1 and counts the number of photons based on the second electrical signal S12. Then, the number of photons is counted based on the third electrical signal S13 which is a result of comparing the second electrical signal S12 with the second reference value ref2.
구체적으로, 제1 저장부(330)는 제2 전기 신호(S12)에 근거하여 계수한 광자의 개수를 제2 계수기(1333)에 저장하고, 제3 전기 신호(S13)에 근거하여 계수한 광자의 개수를 제1 계수기(1334)에 저장한다. Specifically, the first storage unit 330 stores the number of photons counted based on the second electrical signal S12 in the
구체적으로, 저장부(예를 들어, 1330)는 저장부(730)에 비하여, 제1 비교기(1331)에 연결되는 제2 계수기(1333)를 더 포함할 수 있다.Specifically, the
예를 들어, 제1 기준값(ref1)을 25keV 로 설정하면, 제1 비교기(1331)에 의하여, 광자의 에너지가 25keV 이상이 되는 광자가 분류된다. 예를 들어, 광자에 대응하는 제1 전기 신호(S1)가 40keV 이며, 제2 기준값(ref2)이 5keV 에 대응되는 전류값이라고 하자. 이 경우, 제1 비교기(1331)는 제1 전기 신호(S1)인 40keV와 제1 기준값(ref1)인 25keV를 비교하여, 제1 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref1) 보다 크면, 제1 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref1)의 차이 값인 15keV 에 해당하는 전류를 제2 전기 신호(S12)로 출력한다. 그러면, 제2 계수기(1333)는 제2 전기 신호(S12)에 근거하여, 광자의 개수를 +1 하여 누적 계수한다. 그리고, 제2 비교기(1332)는 제2 전기 신호(S12)인 15keV 에 해당하는 전류와 제2 기준값(ref2)인 5keV 에 대응되는 전류값을 비교한다. 제2 전기 신호(S12)가 제2 기준값(ref2) 보다 크므로, 제2 비교기(1332)는 광자의 개수가 +1 하여 계수되도록 하는 제3 전기 신호(S13)를 출력한다. 그러면, 제1 계수기(1333)는 제3 전기 신호(S13)에 근거하여 광자의 개수를 +1 하여 누적 계수한다. 그에 따라서, 제2 계수기(1333)에서는 제1 기준값(ref1)의 전압 값보다 큰 에너지를 갖는 광자를 분류 및 계수할 수 있다. 그리고, 제1 계수기(1334)에서는 제1 기준값(ref1)의 전압과 제2 기준값(ref2)에 대응되는 전압 값을 합산한 값보다 큰 에너지 값을 갖는 광자를 분류 및 계수할 수 있다. For example, when the first reference value ref1 is set to 25 keV, the
제2 저장부(1340) 및 제3 저장부(1350)의 동작 및 구성은 전술한 제1 저장부(1330)의 동작 및 구성과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. The operation and configuration of the
전술한 바와 같이, 단위 디텍터(1300)의 각 저장부(예를 들어, 1330)에서 제1 계수기(1334) 및 제2 계수기(1333)를 포함함으로써, 단위 디텍터(1300)가 계수할 수 있는 광자의 에너지 대역의 개수를 증가시킬 수 있다. 그에 따라서, 단위 디텍터(1300)를 이용하면, 획득 가능한 에너지 대역 별 영상의 개수를 증가시킬 수 있다. As described above, by including the
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타내는 다른 도면이다. 구체적으로, 방사선 디텍터(1410)는 복수개의 단위 디텍터(1421, 1422)를 포함한다. 단위 디텍터(예를 들어, 1421)는 도 4 내지 도 5a를 참조하여 설명한 픽셀(401) 또는 서브 픽셀(560)에 동일 대응될 수 있다. 14 is another view showing a radiation detector according to another embodiment of the present invention. Specifically, the
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터(1410)는 방사선을 감지하는 제1 단위 디텍터(1421) 및 제1 단위 디텍터(1421)에 인접하는 제2 단위 디텍터(1422)를 포함한다. The
구체적으로, 방사선 디텍터(1410)에 포함되는 복수개의 단위 디텍터(1421, 1422)들은 동일한 구성을 포함하며, 비교기로 입력되는 기준값은 각각의 단위 디텍터 별로 달라질 수 있다. Specifically, the plurality of
제1 단위 디텍터(1421)는 입사된 광자를 제1 전기 신호(S1)로 변환하는 방사선 흡수층(1430) 및 제1 전기 신호(S1)를 제1 기준값(예를 들어, ref11)과 비교하고, 비교 결과인 제2 전기 신호(S2)에 근거하여 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부(예를 들어, 1450)를 복수개 포함하는 광자 처리부(1440)를 포함한다. The
도 14에서는 제1 단위 디텍터(1421)가 제1, 제2 및 제3 저장부(1450, 1460, 1470)를 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 2개 또는 4개 이상의 저장부들을 포함할 수도 있다. Although the
제2 단위 디텍터(1422)는 제1 단위 디텍터(1421)와 동일한 구성을 포함하므로, 상세한 설명은 생략한다. The
그리고, 제1 단위 디텍터(1421)에 포함되는 복수개의 저장부(1450, 1460, 1470) 중 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 적어도 하나의 제1 기준값(ref11, ref12, 및 ref13 중 적어도 하나)은 제2 단위 디텍터(1422)에 포함되는 복수개의 저장부(1480, 1485, 1490) 중 적어도 하나의 저장부에서 이용되는 적어도 하나의 제1 기준값(ref21, ref22, 및 ref23 중 적어도 하나)과 다른 값을 갖는다. At least one of the first reference values ref11, ref12, and ref13 used in at least one of the plurality of
예를 들어, 제1 단위 디텍터(1421)에서 ref11=30keV, ref12=60keV, 및 ref13=90keV 로 설정될 때, 제2 단위 디텍터(1422)에서 ref21=30keV, ref22=75keV, 및 ref23=1105keV 로 설정될 수 있다. For example, when ref11 = 30 keV, ref12 = 60 keV, and ref13 = 90 keV in the
구체적으로, 방사선 흡수층(1430)은 입사된 방사선 광자를 전기 신호(S1)로 변환한다. 구체적으로, 방사선 흡수층(1430)은 입사된 엑스레이 광자(X-ray photon)를 전기 신호로 변환한다. 구체적으로, 방사선 흡수층(1430)은 광자를 홀-전하 쌍(hole-electron pair)으로 변환하여 입사된 광자의 에너지에 대응되는 전기 신호(S1)를 생성할 수 있다. 또한, 전기 신호(S1)는 전압 신호 또는 전류 신호가 될 수 있다. 이하에서는 전기 신호(S1)가 전압 신호인 경우를 예로 들어 설명한다. Specifically, the radiation absorbing layer 1430 converts the incident radiation photons into an electrical signal S1. Specifically, the radiation absorbing layer 1430 converts an incident X-ray photon into an electrical signal. Specifically, the radiation absorbing layer 1430 can convert the photons into hole-electron pairs and generate an electrical signal S1 corresponding to the energy of the incident photons. Further, the electric signal S1 may be a voltage signal or a current signal. Hereinafter, the case where the electric signal S1 is a voltage signal will be described as an example.
그리고, 방사선 흡수층(1430)은 변환된 전기 신호(S1)를 후속단에 연결되는 복수개의 저장부들(1450, 1460, 1470)로 각각 전송한다. 방사선 흡수층(1430)은 더 7에서 설명한 방사선 흡수층(710)과 동일 대응되므로, 도 7a에서와 중복되는 설명은 생략한다. The radiation absorbing layer 1430 transmits the converted electric signal S1 to a plurality of
광자 처리부(1440)는 제1 전기 신호(S1)에 근거하여, 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함한다. 구체적으로, 광자 처리부(1440)는 구별하고자 하는 에너지 대역의 개수에 따라서, 복수개의 저장부들(1450, 1460, 1470)을 포함한다. The
각각의 저장부(예를 들어, 1450)는 제1 전기 신호(S1)를 제1 기준값(ref1)과 비교하고, 비교 결과인 제2 전기 신호(S2)에 근거하여, 광자의 개수를 계수하여 저장한다.Each storage unit (e.g., 1450) compares the first electrical signal S1 with the first reference value ref1 and counts the number of photons based on the second electrical signal S2 as the comparison result .
각각의 저장부(예를 들어, 1450)는 비교기(1451) 및 계수기(1452)를 포함할 수 있다. Each storage (e.g., 1450) may include a
구체적으로, 제1 비교기(1451)는 전기 신호(S1)와 제1 기준값(ref11)을 비교하여, 전기 신호(S1)가 제1 기준값(ref11)보다 큰 경우, 제1 계수기(1451)가 누적 계수되도록 하는 신호를 계수기(1452)로 출력할 수 있다. Specifically, the
또한, 제2 비교기(1461)는 전기 신호(S1)와 제2 기준값(ref12)을 비교하여, 전기 신호(S1)가 제2 기준값(ref12)보다 큰 경우, 제2 계수기(1461)가 누적 계수되도록 하는 신호를 제2 계수기(1462)로 출력할 수 있다. The
또한, 제3 비교기(1471)는 전기 신호(S1)와 제3 기준값(ref13)을 비교하여, 전기 신호(S1)가 제3 기준값(ref13)보다 큰 경우, 제3 계수기(1471)가 누적 계수되도록 하는 신호를 제3 계수기(1472)로 출력할 수 있다. The
예를 들어, 제1 비교기(1451)가 +Vh 전압과 -Vh 전압으로 바이어스(bias)되어 있는 경우, 논리 하이 레벨의 신호로 +Vh 전압을 출력하고, 논리 로우 레벨의 신호로 -Vh 전압을 출력할 수 있다. 제1 비교기(1451)는 광자에 대응되는 전기 신호의 크기가 제1 기준값(ref11)보다 크면 논리 하이 값에 대응되는 +Vh 전압 값을 출력하고, 제1 계수기(1452)는 +Vh 전압 값이 입력되면 광자의 개수를 +1 누적하여 계수할 수 있다. 그리고, 제1 비교기(1451)는 광자에 대응되는 전기 신호의 크기가 제1 기준값(ref11)보다 작으면 -Vh 전압 값을 출력하고, 제1 계수기(1452)는 -Vh 전압 값이 입력되면 광자의 개수를 누적하여 계수하지 않는다. For example, when the
복수개의 저장부들(1450, 1460, 170) 각각은 제1 기준값들(ref11, ref12, ref13)에 따라서 광자를 복수개의 에너지 대역으로 구별하여 카운팅할 수 있다. Each of the plurality of
본 발명의 다른 실시예 따른 방사선 디텍터(1410)에서는 인접하여 배치되는 제1 단위 디텍터(1421) 및 제2 단위 디텍터(1422)에서 광자 에너지 크기를 비교하기 위해서 이용되는 제1 기준값을 서로 다르게 설정함으로써, 측정 가능한 에너지 대역의 개수를 확장할 수 있다. In the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치를 나타내는 도면이다. 15 is a view showing a computer tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 컴퓨터 단층 촬영 장치(1500)는 복수개의 단위 디텍터들(1570, 1580) 포함하는 방사선 디텍터(1510)를 포함한다. 복수개의 단위 디텍터들(1570, 1580) 포함하는 방사선 디텍터(1510)의 구성은 도 14에서 설명한 복수개의 단위 디텍터들(1421, 1422) 포함하는 방사선 디텍터(1410)의 구성과 동일 대응되므로, 도 14에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 방사선 디텍터(1510)에 포함되는 단위 디텍터의 구성은 도 7a, 7b 또는 도 7c 에서 도시된 단위 디텍터(700, 760, 780)와 동일 대응될 수 있다. Referring to FIG. 15, the
도 15를 참조하면, 방사선 디텍터(1510)는 복수개의 단위 디텍터들(1570, 1580)을 포함한다. 복수개의 단위 디텍터들(1570, 1580) 각각은 동일한 구성을 포함하며, 비교기로 입력되는 기준값은 각각의 단위 디텍터 별로 달라질 수 있다. 이하에서는 방사선 디텍터(1510)에 포함되는 단위 디텍터로 단위 디텍터(1570)를 예로 들어 설명한다. 이하에서는, 방사선 디텍터(1510)에 포함되는 복수개의 단위 디텍터들 중 어느 하나의 단위 디텍터를 제1 단위 디텍터(1570)이라 하고, 다른 하나의 단위 디텍터를 제2 단위 디텍터(1580)이라 한다. 제1 단위 디텍터(1570)는 제2 단위 디텍터(1580)와 인접하여 배치될 수 있다. Referring to FIG. 15, the
또한, 단위 디텍터(1570)는 픽셀 또는 서브 픽셀이 될 수 있다. 또한, 픽셀 사이즈(pixel size)는 1 제곱 미리미터 이하의 사이즈를 가질 수 있어서, 단위 디텍터(1570)의 전면 면적이 1 이하의 크기를 가질 수 있다. 따라서, 단위 디텍터(1570)가 픽셀에 동일 대응되는 경우, 단위 디텍터(1570)의 전면 크기는 1 제곱 미리미터 이하가 될 수 있다. In addition, the
단위 디텍터(1570)는 방사선 흡수층(1430) 및 광자 처리부(1440)를 포함한다. 광자 처리부(1440)는 복수개의 비교기(1451, 1461, 1471) 및 복수개의 계수기(1452, 1462, 1472)를 포함한다. The
방사선 흡수층(1430)은 입사된 광자를 제1 전기 신호(S1)로 변환한다. The radiation absorbing layer 1430 converts the incident photons into a first electrical signal S1.
복수개의 비교기(1451, 1461, 1471)는 제1 전기 신호(S1)를 복수개의 기준값들(ref11, ref12, ref13)과 각각 비교하여, 광자를 복수개의 에너지 대역으로 분류한다.The plurality of
이하에서는, 각 단위 디텍터(예를 들어, 1570)에 있어서, 제1 비교기(1451)로 입력되는 기준값을 제1 기준값(ref11)이라 하고, 제2 비교기(1461)로 입력되는 기준값을 제2 기준값(ref12)이라 한다. 그리고, 제3 비교기(1471)로 입력되는 기준값을 제3 기준값(ref13)이라 한다. 구체적으로, 제1 비교기(1451)는 제1 전기 신호(S1)를 제1 기준값(ref11)과 비교한다. 그리고, 제2 비교기(1461)는 제1 전기 신호(S1)를 제2 기준값(ref12)과 비교한다. 그리고, 제3 비교기(1471)는 제1 전기 신호(S1)를 제3 기준값(ref13)과 비교한다. Hereinafter, in each unit detector (for example, 1570), a reference value input to the
복수개의 계수기(1452, 1462, 1472)는 복수개의 에너지 대역 각각으로 분류된 광자의 개수를 계수하여 저장한다. The plurality of
복수개의 계수기(1452, 1462, 1472)들 각각은 광자 분류를 위하여 적용되는 기준값들에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 구체적으로, 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 기준값(ref11), 제2 기준값(ref12) 및 제3 기준값(ref13)을 각각 30keV, 60keV, 및 90keV으로 설정한 경우, 제1 계수기(1452)는 30keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수를 계수하고, 계수된 광자의 개수를 저장한다. 그리고, 제2 계수기(1462)는 60keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수를 계수하며, 제3 계수기(1472)는 90keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수를 계수한다. Each of the plurality of
도 11을 참조하면, 30keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 1115 그래프의 면적(1116)에 비례하며, 60keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 1125 그래프의 면적(1126)에 비례한다. 그리고, 90keV 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수는 1135 그래프의 면적(1136)에 비례한다. Referring to FIG. 11, the number of photons having an energy of 30 keV or more is proportional to the
따라서, 제1 계수기(1452)는 면적(1116)에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 또한, 제2 계수기(1462)는 면적(1126)에 대응되는 크기를 가질 수 있으며, 제3 계수기(1472)는 면적(1136)에 대응되는 크기를 가질 수 있다. Thus, the
또한, 복수개의 단위 디텍터들 중 제1 단위 디텍터(1570)에서 이용되는 복수개의 기준값들(ref11, ref12, ref13) 중 적어도 하나는 복수개의 단위 디텍터들 중 제2 단위 디텍터(1580)에서 이용되는 복수개의 기준값들(ref21, ref22, ref23) 중 적어도 하나와 서로 다른 값을 갖는다. 예를 들어, 제1 단위 디텍터(1570)에 포함되는 두 개의 비교기(예를 들어, 1461, 1471)로 입력되는 두 개의 기준값(ref12, ref13)은 제2 단위 디텍터(1580)에 포함되며 대응되는 두 개의 비교기(1486, 1491)로 입력되는 두 개의 기준값(ref22, ref23)과 다른 값을 갖는다. Also, at least one of the plurality of reference values ref11, ref12, ref13 used in the
또한, 제1 단위 디텍터(1570)에서 이용되는 복수개의 기준값들(ref11, ref12, ref13) 중 적어도 하나는 제2 단위 디텍터(1580)에서 이용되는 복수개의 기준값들(ref21, ref22, ref23) 중 적어도 하나와 동일한 값을 가질 수 있다. At least one of the plurality of reference values ref11, ref12 and ref13 used in the
구체적으로, 가장 낮은 에너지 대역을 분류하기 위한 기준값을 제1 단위 디텍터(1570)와 제2 단위 디텍터(1580)에서 동일한 값으로 설정할 수 있다. 멀티 에너지 CT 영상을 생성하는데 있어서, 저 에너지 대역에 대한 정보가 가장 중요하다. 따라서, 저 에너지 대역에 대한 기준값을 동일하게 설정하며, 방사선 디텍터(1510)에 포함되는 모든 단위 디텍터에서 동일한 저 에너지 대역에서 광자 분류 수행할 수 있도록 할 수 있다. Specifically, the reference value for classifying the lowest energy band can be set to the same value in the
즉, 제1 단위 디텍터(1570)에 이용되는 복수개의 기준값들 중 저 에너지 대역을 분류하는데 이용되는 기준값(ref11)은 제2 단위 디텍터(1580)에서 이용되는 복수개의 기준값들 중 저 에너지 대역을 분류하는데 이용되는 기준값(ref21)과 동일한 값을 가질 수 있다. That is, the reference value ref11 used to classify the low energy band among the plurality of reference values used in the
또한, 제1 단위 디텍터(1570)에 이용되는 제1 내지 제3 기준값(ref11, ref12, ref13) 중 적어도 하나는 제2 단위 디텍터(1580)에 이용되는 제1 내지 제3 기준값(ref21, ref22, ref23) 중 적어도 하나와 소정 오프셋만큼 차이 나는 값을 가질 수 있다. At least one of the first to third reference values ref11, ref12 and ref13 used in the
예를 들어, 제1 기준값(ref11) 및 제1 기준값(ref21)과 동일한 값으로 30keV 값을 갖는다. 그리고, 나머지 기준값들은 제1 단위 디텍터(1570)와 제2 단위 디텍터(1580)에서 서로 다른 값들을 가진다. 구체적으로, 제2 기준값(ref12)이 60keV 값을 갖고, 제2 기준값(ref22)은 75keV 값을 가진다. 그리고, 제3 기준값(ref13)은 90keV 값을 갖고, 제3 기준값(ref23)은 105keV 값을 가진다. 즉, 제1 기준값(ref11, ref21)은 제1 단위 디텍터(1570)와 제2 단위 디텍터(1580)에서 동일한 값이 되며, 제2 기준값(ref12, ref22) 및 제3 기준값(ref13, ref23)은 각각 제1 단위 디텍터(1570)와 제2 단위 디텍터(1580)에서 소정 오프셋 = 15keV 만큼 차이가 나도록 설정될 수 있다. For example, it has the same value as the first reference value ref11 and the first reference value ref21 and has a value of 30 keV. The remaining reference values have different values in the
전술한 예에서, 제1 단위 디텍터(1570)는 30keV, 60keV 및 90keV 이상이 되는 광자의 개수를 각각 계수(counting)할 수 있다. 그리고, 제2 단위 디텍터(1580)는 30keV, 75keV 및 105keV 이상이 되는 광자의 개수를 각각 계수할 수 있다. In the example described above, the
또한, 컴퓨터 단층 촬영 장치(1500)는 입출력부(1530)를 더 포함할 수 있다. 입출력부(1530)는 복수개의 기준값들을 설정받기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력한다. 입출력부(1530)가 출력하는 사용자 인터페이스 화면의 실시예들은 이하에서 도 16 및 도 17을 참조하여 상세히 설명한다. Further, the
구체적으로, 입출력부(1530)는 디스플레이 부(1531) 및 입력부(1532)를 포함할 수 있다. 여기서, 디스플레이 부(1531) 및 입력부(1532)는 각각 도 2에 도시된 디스플레이 부(130) 및 입력부(128)에 동일 대응된다. Specifically, the input /
디스플레이 부(1530)는 디스플레이 패널(display panel) 상으로 화면을 디스플레이한다. 구체적으로, 방사선 디텍터(1510)에서 감지된 방사선을 이용하여 생성된 의료 영상을 디스플레이할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스 화면(user interface screen)을 디스플레이할 수 있다. The
입력부(1532)는 사용자로부터 소정 요청 또는 명령, 또는 기타 데이터를 입력받는다. The
예를 들어, 입력부(1532)는 터치 패드, 마우스, 키보드, 또는 소정 데이터 입력을 위한 하드 키들을 포함하는 입력 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 입력부(1532)에 포함되는 터치 패드, 마우스, 키보드, 또는 기타 입력 장치 중 적어도 하나를 조작하여 소정 명령을 입력할 수 있다. For example, the
또한, 입출력부(1530)는 터치스크린으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 입력부(1532)는 디스플레이 부(1531)에 포함되는 디스플레이 패널(display panel)(미도시)과 결합되는 터치 패드(touch pad)(미도시)를 포함하여, 디스플레이 패널로 사용자 인터페이스 화면을 출력한다. 그리고, 터치스크린을 통하여 소정 명령이 입력되면, 터치 패드에서 이를 감지할 수 있다. The input /
구체적으로, 입출력부(1530)가 터치스크린으로 형성되는 경우, 입력부(1531)는 터치 패드와 결합된 디스플레이 패널 상으로 사용자 인터페이스 화면을 출력할 수 있다. 사용자가 사용자 인터페이스 화면의 소정 지점을 터치하면, 입력부(1532)는 터치된 지점을 감지한다. 그리고, 감지된 지점에 표시된 메뉴에 대응되는 사용자의 요청 또는 명령을 인식하며, 인식된 요청 또는 명령을 수행할 수 있다. Specifically, when the input /
또한, 컴퓨터 단층 촬영 장치(1500)는 전원부(1550)를 더 포함할 수 있다. 전원부(1550)는 소정 전원을 방사선 디텍터(1510)로 공급한다. Further, the
구체적으로, 전원부(1550)는 기준값들에 대응되는 전압들을 생성하여, 단위 디텍터(1570)의 비교기들(1451, 1461, 1471)로 공급한다. Specifically, the
예를 들어, 기준값들이 전압 신호인 경우, 전원부(1550)는 전압 분배기(미도시)를 포함할 수 있으며, 전압 분배기(미도시)를 이용하여 생성된 복수개의 전압들을 단위 디텍터의 비교기들로 공급한다. 예를 들어, 전압 분배기(미도시)는 가장 큰 기준값에 대응되는 전압(예를 들어, 105keV)를 이용하여, 나머지 기준값들(예를 들어, 30keV, 60keV, 75keV, 90keV)을 생성할 수 있다. For example, when the reference values are voltage signals, the
또 다른 예로, 기준값들이 교류 신호값인 경우, 전원부(1550)는 디지털 투 아날로그 컨버터(DAC: digital to analog converter)(1551)를 포함할 수 있으며, 디지털 투 아날로그 컨버터(1551)를 이용하여, 복수개의 기준값들에 대응되는 전류 신호를 단위 디텍터의 비교기들로 공급할 수 있다. In another example, when the reference values are ac signal values, the
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 촬영 장치 또는 엑스선 촬영 장치에서 출력되는 사용자 인터페이스 화면을 나타내는 일 도면이다. 16 is a view showing a user interface screen output from a tomography apparatus or an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 입출력부(1530)는 사용자 인터페이스 화면(1600)을 디스플레이하고, 디스플레이된 사용자 인터페이스 화면(1600)을 통하여 기준값들을 입력받을 수 있다. Referring to FIG. 16, the input /
도 16을 참조하면, 사용자 인터페이스 화면(1600)은 기준값을 설정하고자 하는 단위 디텍터들을 나타내는 메뉴 화면(1610) 및 단위 디텍터 별 기준값 설정을 위한 메뉴 화면(1630, 1640)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 16, the
따라서, 사용자는 사용자 인터페이스 화면(1600)을 통하여, 방사선 디텍터에 포함되는 단위 디텍터들의 기준값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (a)에서 설명한 바와 같이, 어둡게 표시된 제1 단위 디텍터(1611)와 밝게 표시된 제2 단위 디텍터(1612) 각각에 대하여 기준값들 설정할 수 있다. 여기서, 제1 단위 디텍터(1611)와 제2 단위 디텍터(1612)는 각각 도 15에서 설명한 제1 단위 디텍터(1570)와 제2 단위 디텍터(1580)와 동일 대응되므로, 도 15에서와 중복되는 설명은 생략한다. Accordingly, the user can set the reference value of the unit detectors included in the radiation detector through the
즉, 제1 단위 디텍터(1611)의 기준값 설정을 위한 메뉴창(1630)을 이용하여, 제1 단위 디텍터(1611)에서 이용되는 기준값들(ref11, ref12, ref13)을 설정할 수 있다. 또한, 제2 단위 디텍터(1612)의 기준값 설정을 위한 메뉴창(1640)을 이용하여, 제2 단위 디텍터(1612)에서 이용되는 기준값들(ref21, ref22, ref23)을 설정할 수 있다. 도 16에서는, 기준값을 선택할 수 있는 메뉴창(1631)을 이용하여 기준값을 설정받는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 기준값을 직접 입력할 수 있는 메뉴창(미도시)을 이용하여 기준값을 설정받을 수도 있다. That is, the reference values ref11, ref12, and ref13 used in the
또한, 방사선 디텍터에 있어서, 복수개의 단위 디텍터를 그룹핑하고, 그룹핑된 단위 디텍터별로 각각 기준값들을 설정할 수도 있다.Also, in the radiation detector, a plurality of unit detectors may be grouped, and reference values may be set for each grouped unit detector.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치에서 출력되는 사용자 인터페이스 화면을 나타내는 다른 도면이다. FIG. 17 is another diagram showing a user interface screen output from a computer tomography apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 17을 참조하면, 입출력부(1530)는 사용자 인터페이스 화면(1700)을 디스플레이하고, 디스플레이된 사용자 인터페이스 화면(1700)을 통하여 기준값들을 입력받을 수 있다. Referring to FIG. 17, the input /
도 17을 참조하면, 사용자 인터페이스 화면(1700)은 기준값을 설정하고자 하는 단위 디텍터들을 나타내는 메뉴 화면(1710) 및 단위 디텍터 별 기준값 설정을 위한 메뉴 화면(1730, 1740)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 17, the
단위 디텍터를 나타내는 메뉴 화면(1710)은 도 16에 도시된 메뉴 화면(1610)과 동일 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다. The
도 17을 참조하면, 사용자 인터페이스 화면(1700)은 방사선 디텍터로 입사되는 광자의 에너지 분포를 나타내는 에너지 스펙트럼(1720)을 디스플레이할 수 있다. 사용자는 에너지 스펙트럼(1720)을 보고, 광자가 가질 수 있는 에너지 대역을 용이하게 파악할 수 있다. Referring to FIG. 17, the
예를 들어, 에너지 스펙트럼(1720) 상에 커서(1721)를 표시하여, 커서(1721)가 위치하는 지점의 에너지 값을 메뉴창(1722)에 표시할 수 있다. 또한, 커서(1721)가 위치한 지점을 선택함으로써, 바로 소정 기준값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 단위 디텍터(1711)의 제1 기준값(ref11)을 설정하는데 있어서, 커서(1721)를 소정 위치에 위치시키고 마우스를 더블 클릭할 경우, 소정 위치의 에너지 값이 제1 기준값(ref11)으로 입력될 수 있다. For example, the
또한, 제1 단위 디텍터(1570)에 이용되는 제1 내지 제3 기준값(ref11, ref12, ref13) 중 적어도 하나는 제2 단위 디텍터(1580)에 이용되는 제1 내지 제3 기준값(ref21, ref22, ref23) 중 적어도 하나와 소정 오프셋만큼 차이 나는 값을 가질 경우, 입출력부(1530)에서 출력되는 사용자 인터페이스 화면은 제1 단위 디텍터(1711)에 이용되는 제1 내지 제3 기준값(ref11), 제2 단위 디텍터(1712)에 이용되는 제1 내지 제3 기준값(ref21, ref22, ref23), 및 소정 오프셋 중 적어도 하나를 설정받기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력할 수도 있을 것이다. At least one of the first to third reference values ref11, ref12 and ref13 used in the
예를 들어, 제1 내지 제3 기준값(ref11, ref12, ref13)과 제1 내지 제3 기준값(ref21, ref22, ref23)이 각각 소정 오프셋 만큼 차이가 나도록 설정되는 경우, 사용자 인터페이스 화면은 제1 내지 제3 기준값(ref11)과 소정 오프셋 설정을 위한 메뉴 화면을 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자가 제1 내지 제3 기준값(ref11, ref12, ref13)을 각각 30keV, 60keV, 및 90keV 으로 설정하고, 소정 오프셋을 +15keV으로 설정한 경우, 제1 내지 제3 기준값(ref21, ref22, ref23)은 각각 45keV, 75keV, 및 105keV 으로 자동 설정될 수 있다. For example, when the first to third reference values ref11, ref12, ref13 and the first to third reference values ref21, ref22, ref23 are set to be different by a predetermined offset, A third reference value ref11 and a menu screen for setting a predetermined offset. In this case, when the user sets the first to third reference values ref11, ref12 and ref13 to 30 keV, 60 keV and 90 keV respectively and sets the predetermined offset to +15 keV, the first to third reference values ref21 and ref22 , ref23) can be automatically set to 45 keV, 75 keV, and 105 keV, respectively.
또한, 전원부(1550)는 사용자 인터페이스 화면을 통하여 입력된 기준값들에 대응되는 전원을 생성하여, 복수개의 비교기들로 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원부(1550)가 디지털 투 아날로그 컨버터(DAC: digital to analog converter)(1551)를 포함하는 경우, 디지털 투 아날로그 컨버터(1551)는 사용자 인터페이스 화면을 통하여 설정된 복수개의 기준값들에 대응되는 전류 신호를 단위 디텍터의 비교기들로 공급할 수 있다. Further, the
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치를 나타내는 도면이다. 18 is a view showing a computer tomography apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 장치(1800)는 방사선 디텍터(1810) 및 영상 처리부(1850)를 포함한다. Referring to FIG. 18, a
방사선 디텍터(1810)는 방사선을 감지하는 단위 디텍터들을 포함한다. 단위 디텍터는 도 7a, 도 7b, 도 7c, 도 13 또는 도 14에서 설명한 단위 디텍터와 동일 대응된다. 또한, 방사선 디텍터(1810)는 도 1a 내지 도 17을 참조하여 설명한 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 방사선 디텍터와 동일 대응된다. 따라서, 도 1a 내지 도 17과 중복되는 설명은 생략한다. The
영상 처리부(1850)는 방사선 디텍터(1810)에서 감지된 광자량에 근거하여 의료 영상을 획득한다. 예를 들어, 영상 처리부(1850)는 방사선 디텍터(1810)에서 감지된 엑스레이 광자량에 근거하여, 단층 영상, 예를 들어, CT 영상,을 재구성 할 수 있다. 또한, 영상 처리부(1850)는 방사선 디텍터(1810)에서 감지된 엑스레이 광자량에 근거하여, X 선 영상을 재구성 할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 영상 처리부(1850)는 방사선 디텍터(1810)에서 감지된 광자량에 근거하여, OCT 영상, PET-CT 영상, 듀얼 에너지 CT 영상, 듀얼 에너지 X 선 영상 등을 생성할 수 있다. 이하에서는, 영상 처리부(1850)가 CT 영상을 복원하는 경우를 예로 들어 설명한다.The
구체적으로, 영상 처리부(1850)는 CT 시스템(100) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 전술한 영상 처리부(126)와 대응되는 장치 구성이 될 수 있다. 또는, CT 시스템(100)과 유무선의 네트워크(301)를 통하여 연결되는 의료 장치(136)와 대응되는 장치 구성이 될 수도 있다. Specifically, the
구체적으로, 복수개의 픽셀 각각이 단위 디텍터(700)를 포함하여, 픽셀 단위로 방사선 계수 동작을 수행하는 경우, 방사선 디텍터(1810)에 포함되는 적어도 하나의 픽셀에서 계수된 광자의 개수를 이용하여 CT 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. 예를 들어, 방사선 디텍터(1810)에 포함되는 하나의 픽셀에서 계수된 광자의 개수를 이용하여 CT 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. Specifically, when each of the plurality of pixels includes the
또한, 방사선 디텍터(1810)에서, 하나의 픽셀이 복수개의 서브 픽셀들을 포함하며, 서브 픽셀이 단위 디텍터를 포함하여 서브 픽셀 단위로 방사선 계수 동작을 수행하는 경우, 적어도 하나의 서브 픽셀에서 계수된 광자의 개수를 이용하여 CT 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. Further, in the
예를 들어, 하나의 서브 픽셀에서 계수된 광자의 개수를 이용하여, CT 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. 도 7a에 있어서, 제1 계수기(733)에서 계수된 광자의 개수를 이용하여, 30 keV이상의 에너지 대역에 해당하는 제1 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. 그리고, 제2 계수기(743)에서 계수된 광자의 개수를 이용하여, 60keV 이상의 에너지 대역에 해당하는 제2 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. 그리고, 제3 계수기(753)에서 계수된 광자의 개수를 이용하여, 90keV 이상의 에너지 대역에 해당하는 제3 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. For example, one image pixel value of a CT image can be generated using the number of photons counted in one subpixel. 7A, an image pixel value of a first image corresponding to an energy band of 30 keV or more can be generated using the number of photons counted by the
또 다른 예로, 복수개의 서브 픽셀에서 계수된 광자의 개수는 복원되는 영상의 하나의 영상 화소 값에 대응될 수 있다. 구체적으로, 복수개의 서브 픽셀들을 그룹핑(grouping)하여, 복수개의 서브 픽셀들을 포함하는 하나의 그룹에서 계수된 광자의 개수를 이용하여 CT 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. As another example, the number of photons counted in a plurality of subpixels may correspond to one image pixel value of the reconstructed image. Specifically, a plurality of sub-pixels may be grouped to generate one image pixel value of the CT image using the number of photons counted in one group including a plurality of sub-pixels.
도 19는 CT 영상의 영상 화소 값 생성을 설명하기 위한 도면이다. 19 is a view for explaining generation of an image pixel value of a CT image.
도 19의 (a)에는 하나의 픽셀(1910)이 6*4=24 개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 그리고, 도 19의 (b)에는 하나의 픽셀(1950)이 6*6=36 개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다. FIG. 19A illustrates an example in which one
도 19의 (a)를 참조하면, 하나의 픽셀(1910)에 포함되며, 인접하여 배치되는 복수개의 서브 픽셀들을 포함하는 각각의 서브 픽셀 그룹(1921, 1922, 1923, 1924, 1925, 1926)에서 계수되는 총 광자의 개수는 복원되는 영상의 하나의 영상 화소 값에 대응될 수 있다. 구체적으로, 하나의 서브 픽셀 그룹(예를 들어, 1921)에서 계수되는 총 광자의 개수가 복원되는 CT 영상의 하나의 영상 화소 값에 대응된다. 또한, 하나의 ‘서브 픽셀 그룹’(예를 들어, 1921)은 하나의 ‘계수 픽셀 그룹’이라 칭할 수 있다. Referring to FIG. 19A, in each
구체적으로, 서브 픽셀 그룹(예를 들어, 1921)에서 계수된 에너지 대역 별 광자의 개수를 이용하여, 에너지 대역 별 복원 영상의 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. Specifically, one image pixel value of the restored image for each energy band can be generated by using the number of photons per energy band counted in the subpixel group (for example, 1921).
구체적으로, 도 19의 (a)를 참조하면, 하나의 픽셀(1910)은 6개의 계수 픽셀 그룹(1921, 1922, 1923, 1924, 1925, 1926)을 포함한다. 여기서, 계수 픽셀 그룹(1921, 1922, 1923, 1924, 1925, 1926)이 하나의 화소 값을 형성하는 영상 픽셀이 될 수 있으므로, 하나의 픽셀(1910)은 6개의 영상 픽셀들을 포함한다 할 수 있다. 따라서, 방사선 디텍터에 포함되는 계수 픽셀 그룹의 개수는 방사선 디텍터에 포함되는 픽셀 개수 이상이 될 수 있다. 또한, 계수 픽셀 그룹(예를 들어, 1921)의 크기는 픽셀(1910)의 크기 이하가 될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 19A, one
도 19의 (a)에서는 하나의 영상 화소 값에 대응되는 하나의 서브 픽셀 그룹이 4개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 이 경우, 하나의 픽셀이 6*4=24 개의 서브 픽셀들을 포함하는 경우, 하나의 픽셀을 3*2=6 개의 그룹으로 나누어, 하나의 픽셀이 복원된 영상에서 6개의 영상 화소 값들을 생성하도록 할 수 있다.In FIG. 19 (a), one subpixel group corresponding to one image pixel value includes four subpixels as an example. In this case, when one pixel includes 6 * 4 = 24 subpixels, one pixel is divided into 3 * 2 = 6 groups so that one pixel generates six image pixel values from the reconstructed image can do.
또 다른 예로, 하나의 픽셀에 포함되는 24개의 서브 픽셀들은 4개의 서브 픽셀 그룹으로 분할되어, 하나의 픽셀이 복원되는 영상에서 4개의 영상 화소 값들을 생성하도록 할 수 있다. As another example, the 24 subpixels contained in one pixel may be divided into four subpixel groups so that one pixel is reconstructed to produce four image pixel values.
도 19의 (b)를 참조하면, 인접한 2개의 픽셀들(1950, 1970)이 도시된다. Referring to Figure 19 (b), two
방사선 디텍터(1910)에 있어서, 복수개의 픽셀들에 포함되는 복수개의 서브 픽셀들은 복수개의 그룹들로 분할되고, 분할된 하나의 그룹에서 계수된 광자의 개수가 복원되는 영상의 하나의 영상 화소 값에 대응될 수도 있다. In the
도 19의 (b)를 참조하면, 인접한 2개의 픽셀들(1950, 1970)에 포함되는 72개의 서브 픽셀들은 도시된 바와 같이 6개의 그룹들(1981, 1982, 1983, 1984, 1985, 1986)로 분할될 수 있다. 구체적으로, 하나의 그룹(예를 들어, 1981)에 포함되는 16개의 서브 픽셀들에서 계수된 총 광자의 개수에 따라서 복원되는 영상의 하나의 영상 화소 값이 결정될 수 있다. Referring to FIG. 19 (b), 72 subpixels included in two
영상 처리부(1850)는 복원되는 CT 영상의 해상도에 따라서, CT 영상에서 하나의 영상 화소 값을 생성하는데 이용되는 서브 픽셀의 개수를 조절할 수 있다. 예를 들어, 초 고해상도의 CT 영상을 생성하려 하는 경우, 영상 처리부(1850)는 하나의 서브 픽셀에서 개수된 광자의 개수를 이용하여 복원된 CT 영상에서 하나의 영상 화소 값을 생성할 수 있다. The
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 디텍터, 그에 따른 단층 촬영 장치, 및 X 선 촬영 장치는 픽셀의 크기를 최소화하면서 구별되는 에너지 대역의 개수를 증가시킬 수 있다. As described above, the radiation detector, the tomography apparatus, and the X-ray imaging apparatus according to the embodiment of the present invention can increase the number of distinct energy bands while minimizing the size of the pixels.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 디텍터, 그에 따른 단층 촬영 장치, 및 X 선 촬영 장치는 방사선 디텍터에 포함되는 복수개의 픽셀들 각각이 복수개의 계수 픽셀들을 구비하며, 복수개의 계수 픽셀들 각각이 광자를 계수하는 동작 및 계수된 광자의 개수를 저장하는 동작을 개별적으로 수행한다. 즉, 계수 픽셀 별로 광자 계수 동작이 수행되므로, 1개의 픽셀로 대략 n 개의 광자가 입사되고 1개의 픽셀의 m 개의 계수 픽셀을 포함할 때, 1개의 계수 픽셀 당 처리해야 하는 광자의 수가 n/m 으로 감소한다. 따라서, 1개의 광자 당 1/(n/m) 초의 샘플링 시간을 확보할 수 있다. 즉, 종래의 픽셀 별로 광자의 개수 및 저장 동직을 수행하는 방사선 디텍터에서 광자 당 샘플링 시간이 1/n 초 인데 비하여, 본원 발명은 종래 샘플링 시간의 m 배에 해당하는 광자 당 1/(n/m) 초의 샘플링 시간을 확보할 수 있다. 따라서, 광자 계수에 있어서 정확도를 높일 수 있으며, 방사선 흡수층에서 흡수된 광자들을 충분히 계수할 수 있다. 또한, 하나의 저장부에서 처리하게 되는 광자의 수가 n/m 으로 줄어들어서, 종래의 광자의 동시 입사 시 제대로 계수하지 못하게 되는 문제가 감소할 수 있다. A radiation detector, a tomography apparatus, and an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention are characterized in that each of a plurality of pixels included in a radiation detector has a plurality of coefficient pixels, And the operation of storing the number of photographed counts are performed separately. That is, since the photon counting operation is performed for each coefficient pixel, when approximately n photons are incident on one pixel and include m coefficient pixels of one pixel, the number of photons to be processed per coefficient pixel is n / m . Therefore, it is possible to secure a sampling time of 1 / (n / m) seconds per one photon. That is, while the sampling time per photon is 1 / n second in a conventional photodetector for performing the number of photons and the storing logic for each pixel, the present invention is characterized in that 1 / (n / m ) Seconds can be ensured. Therefore, the accuracy of photon counting can be increased, and the photons absorbed in the radiation absorbing layer can be sufficiently counted. Also, since the number of photons to be processed in one storage unit is reduced to n / m, the problem that the conventional photons can not be counted at the same time can be reduced.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.The above-described embodiments of the present invention can be embodied in a general-purpose digital computer that can be embodied as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. The computer readable recording medium may be a magnetic storage medium such as a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc., an optical reading medium such as a CD-ROM or a DVD and a carrier wave such as the Internet Lt; / RTI > transmission).
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100: 시스템
102: 갠트리
104: 회전 프레임
105: 테이블
106: X-ray 생성부
108: X-ray 검출부
110: 회전 구동부
112: 콜리메이터
114: 산란 방지 그리드
118: 제어부
120: 데이터 송신부
124: 저장부
126: 영상 처리부
128: 입력부
130: 디스플레이부
132: 통신부
134: 서버
136: 의료 장치
301: 네트워크
400: 방사선 디텍터
710: 방사선 흡수층
730, 740, 750: 저장부
1600: 컴퓨터 단층 촬영 장치
1610: 방사선 디텍터
1650: 영상 처리부100: System
102: Gantry
104: Rotating frame
105: Table
106: X-ray generator
108: X-ray detector
110:
112: collimator
114: Spawning prevention grid
118:
120: Data transmission unit
124:
126:
128:
130:
132:
134: Server
136: Medical devices
301: Network
400: Radiation detector
710: radiation absorbing layer
730, 740, and 750:
1600: Computer tomography apparatus
1610: Radiation detector
1650:
Claims (43)
상기 복수개의 픽셀들 각각은
입사된 광자를 제1 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 및
상기 제1 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함하는 광자 처리부를 포함하며,
상기 복수개의 저장부 중 적어도 하나의 저장부는
상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하고,
상기 제1 기준값은 상기 제2 기준값보다 큰 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 1. A detector comprising a plurality of pixels for sensing radiation,
Each of the plurality of pixels
A radiation absorbing layer for converting the incident photons into a first electrical signal; And
And a photon processing unit including a plurality of storage units for counting and storing the number of photons based on the first electrical signal,
Wherein at least one of the plurality of storage units
Counts and stores the number of photons based on a third electrical signal obtained by comparing the first electrical signal with a first reference value and comparing the second electrical signal with the second reference value,
Wherein the first reference value has a voltage greater than the second reference value.
상기 복수개의 픽셀들 중 적어도 하나에서는 제1 값으로 설정되고, 상기 복수개의 픽셀들 중 다른 적어도 하나에서는 상기 제1 값과 다른 제2 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. The method of claim 1, wherein at least one of the first and second reference values is
Wherein at least one of the plurality of pixels is set to a first value and at least one of the plurality of pixels is set to a second value different from the first value.
상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 제1 전기 신호와 상기 제1 기준값의 차이에 대응하는 상기 제2 전기 신호를 출력하는 제1 비교기;
상기 제2 전기 신호와 상기 제2 기준값을 비교하여 상기 제3 전기 신호를 출력하는 제2 비교기; 및
상기 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제1 계수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 2. The apparatus of claim 1, wherein the at least one storage unit
A first comparator that outputs the second electrical signal corresponding to the difference between the first electrical signal and the first reference value when the first electrical signal is equal to or greater than the first reference value;
A second comparator for comparing the second electrical signal with the second reference value and outputting the third electrical signal; And
And a first counter for counting and storing the number of photons based on the third electrical signal.
상기 제1 전기 신호는
상기 입사된 광자의 에너지에 대응되는 전압 신호이며,
상기 제1 기준값은 전압값을 가지며,
상기 제2 기준값은 전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. The method of claim 3,
The first electrical signal
A voltage signal corresponding to the energy of the incident photon,
Wherein the first reference value has a voltage value,
Wherein the second reference value has a current value.
상기 제2 비교 신호에 근거하여, 상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제2 계수기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 4. The apparatus of claim 3, wherein the at least one storage unit
And a second counter for counting and storing the number of photons when the first electrical signal is greater than or equal to the first reference value based on the second comparison signal.
인접한 복수개의 픽셀들을 포함하는 픽셀 그룹에 있어서, 픽셀마다 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. The method of claim 1, wherein at least one of the first reference value and the second reference value is
Wherein the pixel is set to a different value for each pixel in a group of pixels including a plurality of adjacent pixels.
상기 복수개의 픽셀들 중 제1 픽셀과 상기 제1 픽셀에 인접한 제2 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. The method of claim 1, wherein the second reference value used in the at least one storage unit
Wherein a different value is set for a first pixel of the plurality of pixels and a second pixel adjacent to the first pixel.
상기 제2 픽셀에 적용되는 상기 제2 기준값보다 크거나 작은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 8. The method of claim 7, wherein the second reference value applied to the first pixel is
Wherein the second detector has a value greater than or less than the second reference value applied to the second pixel.
상기 복수개의 픽셀들 중 제1 픽셀과 상기 제1 픽셀에 인접한 제2 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 2. The apparatus of claim 1, wherein the first reference value used in the at least one storage unit
Wherein a different value is set for a first pixel of the plurality of pixels and a second pixel adjacent to the first pixel.
상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 중 적어도 하나에 근거하여 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 2. The apparatus of claim 1, wherein the at least one storage unit
Wherein the size of the radiation detector is determined based on at least one of the first reference value and the second reference value.
상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 저에너지 대역이면 제1 비트 뎁스를 가지고, 상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 상기 저에너지 대역보다 높은 고에너지 대역이면 제1 비트 뎁스 보다 작은 제2 비트 뎁스를 가지는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 2. The apparatus of claim 1, wherein the at least one storage unit
And a second bit depth having a first bit depth if the energy band of the photons to be counted is a low energy band and a second bit depth if the energy band of the photons to be counted is a high energy band higher than the low energy band. Radiation detector.
상기 계수되는 광자에 근거하여 CT 영상을 생성하기 위한 직접 방식의 방사선 디텍터인 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터.The apparatus of claim 1, wherein the radiation detector
Wherein the radiation detector is a direct radiation detector for generating a CT image based on the photons counted.
상기 방사선 흡수층은
상기 방사선 디텍터의 전면부에 배치되며,
상기 광자 처리부는
상기 방사선 디텍터의 후면부에 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. The method according to claim 1,
The radiation absorbing layer
A radiation detector disposed on a front surface of the radiation detector,
The photon processing unit
Wherein the radiation detector is disposed at a rear portion of the radiation detector.
카드뮴 텔룰라이드(CdTe) 또는 카드뮴아연텔룰라이드(CdZnTe)로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. The method of claim 1, wherein the radiation absorbing layer
Cadmium telluride (CdTe) or cadmium zinc telluride (CdZnTe).
상기 복수개의 픽셀들 각각은 복수개의 서브 픽셀들을 포함하며,
상기 복수개의 서브 픽셀들 각각은
입사된 광자를 제1 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 및
상기 제1 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함하는 광자 처리부를 포함하며,
상기 복수개의 저장부 중 적어도 하나의 저장부는
상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하고,
상기 제1 기준값은 상기 제2 기준값보다 큰 전압 값을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 1. A detector comprising a plurality of pixels for sensing radiation,
Each of the plurality of pixels including a plurality of sub-pixels,
Each of the plurality of sub-
A radiation absorbing layer for converting the incident photons into a first electrical signal; And
And a photon processing unit including a plurality of storage units for counting and storing the number of photons based on the first electrical signal,
Wherein at least one of the plurality of storage units
Counts and stores the number of photons based on a third electrical signal obtained by comparing the first electrical signal with a first reference value and comparing the second electrical signal with the second reference value,
Wherein the first reference value has a voltage value greater than the second reference value.
상기 복수개의 서브 픽셀들 중 적어도 하나에서는 제1 값으로 설정되고, 상기 복수개의 픽셀들 중 다른 적어도 하나에서는 상기 제1 값과 다른 제2 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The method of claim 15, wherein at least one of the first and second reference values is
Wherein at least one of the plurality of subpixels is set to a first value and at least one of the plurality of pixels is set to a second value different from the first value.
상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 제1 전기 신호와 상기 제1 기준값의 차이 값에 대응하는 상기 제2 전기 신호를 출력하는 제1 비교기;
상기 제2 전기 신호와 상기 제2 기준값을 비교하여 상기 제3 전기 신호를 출력하는 제2 비교기; 및
상기 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제1 계수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The apparatus of claim 15, wherein the at least one storage unit
A first comparator that outputs the second electrical signal corresponding to a difference between the first electrical signal and the first reference value when the first electrical signal is equal to or greater than the first reference value;
A second comparator for comparing the second electrical signal with the second reference value and outputting the third electrical signal; And
And a first counter for counting and storing the number of photons based on the third electrical signal.
상기 제1 전기 신호는
상기 입사된 광자의 에너지에 대응되는 전압 신호이며,
상기 제1 기준값은 제1 전압값을 가지며,
상기 제2 기준값은 제1 전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 18. The method of claim 17,
The first electrical signal
A voltage signal corresponding to the energy of the incident photon,
Wherein the first reference value has a first voltage value,
Wherein the second reference value has a first current value.
상기 제2 비교 신호에 근거하여, 상기 제1 전기 신호가 상기 제1 기준값 이상이면, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 제2 계수기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 18. The apparatus of claim 17, wherein the at least one storage unit
And a second counter for counting and storing the number of photons when the first electrical signal is greater than or equal to the first reference value based on the second comparison signal.
인접한 복수개의 서브 픽셀을 포함하는 서브 픽셀 그룹에 있어서, 서브 픽셀 마다 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The method of claim 15, wherein at least one of the first reference value and the second reference value is
Wherein the sub-pixel group is set to a different value for each sub-pixel in a sub-pixel group including a plurality of adjacent sub-pixels.
상기 복수개의 서브 픽셀들 중 제1 서브 픽셀과 상기 제1 서브 픽셀에 인접한 제2 서브 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The apparatus of claim 15, wherein the second reference value used in the at least one storage unit
Pixels are set to different values in a first sub-pixel of the plurality of sub-pixels and a second sub-pixel adjacent to the first sub-pixel.
상기 제2 서브 픽셀에 적용되는 상기 제2 기준값보다 큰 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 22. The method of claim 21, wherein the second reference value applied to the first subpixel is
Wherein the first reference value is greater than the second reference value applied to the second subpixel.
상기 복수개의 서브 픽셀들 중 제1 서브 픽셀과 상기 제1 서브 픽셀에 인접한 제2 서브 픽셀에서 서로 다른 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The apparatus of claim 15, wherein the first reference value used in the at least one storage unit
Pixels are set to different values in a first sub-pixel of the plurality of sub-pixels and a second sub-pixel adjacent to the first sub-pixel.
상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값 중 적어도 하나에 근거하여 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The apparatus of claim 15, wherein the at least one storage unit
Wherein the size of the radiation detector is determined based on at least one of the first reference value and the second reference value.
상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 저에너지 대역이면 제1 비트 뎁스를 가지고, 상기 계수되는 광자의 에너지 대역이 상기 저에너지 대역보다 높은 고에너지 대역이면 제1 비트 뎁스 보다 작은 제2 비트 뎁스를 가지는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The apparatus of claim 15, wherein the at least one storage unit
And a second bit depth having a first bit depth if the energy band of the photons to be counted is a low energy band and a second bit depth if the energy band of the photons to be counted is a high energy band higher than the low energy band. Radiation detector.
갠트리에 부착되어 회전하는 X 선 소스에서 방출되어 대상체를 통과하는 상기 방사선을 감지하는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터.16. The apparatus of claim 15, wherein the radiation detector
Wherein the radiation detector is attached to the gantry and is emitted from a rotating X-ray source to sense the radiation passing through the object.
상기 계수되는 광자에 근거하여 멀티 에너지 CT 영상을 생성하기 위한 직접 방식의 방사선 디텍터인 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The apparatus of claim 15, wherein the radiation detector
Wherein the radiation detector is a direct-type radiation detector for generating a multi-energy CT image based on the photons to be counted.
이동 장치에 부착되어 위치 조절이 가능한 X 선 소스에서 방출되어 대상체를 통과하는 상기 방사선을 감지하는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. The apparatus of claim 1, wherein the radiation detector
Wherein the radiation detector is attached to the mobile device and is emitted from a position adjustable X-ray source to sense the radiation passing through the object.
멀티 에너지 X 선 영상의 생성에 이용되는 방사선 디텍터인 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터. 16. The method of claim 15,
Wherein the radiation detector is a radiation detector used for generating a multi-energy X-ray image.
상기 방사선 디텍터에서 감지된 광자량에 근거하여 CT 영상을 재구성하는 영상 처리부를 포함하며,
상기 복수개의 픽셀들 각각은
입사된 광자를 제1 전기 신호로 변환하는 방사선 흡수층; 및
상기 제1 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하는 저장부를 복수개 포함하는 광자 처리부를 포함하며,
상기 복수개의 저장부 중 적어도 하나의 저장부는
상기 제1 전기 신호를 제1 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과인 제2 전기 신호를 제2 기준값과 비교한 결과인 제3 전기 신호에 근거하여, 상기 광자의 개수를 계수하여 저장하고,
상기 제1 기준값은 상기 제2 기준값보다 큰 전압 값을 갖는 것을 특징으로 하는 단층 촬영 장치. A radiation detector including a plurality of pixels for sensing radiation; And
And an image processor for reconstructing the CT image based on the photon amount detected by the radiation detector,
Each of the plurality of pixels
A radiation absorbing layer for converting the incident photons into a first electrical signal; And
And a photon processing unit including a plurality of storage units for counting and storing the number of photons based on the first electrical signal,
Wherein at least one of the plurality of storage units
Counts and stores the number of photons based on a third electrical signal obtained by comparing the first electrical signal with a first reference value and comparing the second electrical signal with the second reference value,
Wherein the first reference value has a voltage value greater than the second reference value.
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130010921A1 (en) * | 2011-06-14 | 2013-01-10 | Tomoe Sagoh | X-ray computed tomography apparatus and radiation detector |
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DE102006022596A1 (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Siemens Ag | X-ray detector for use in medical technology system, has evaluating unit arranged such that thresholds are assigned to detector units, where thresholds are adjusted such that relationship between parts of radiation spectra is adjusted |
WO2008008663A2 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Energy spectrum reconstruction |
RU2009149484A (en) * | 2007-06-01 | 2011-07-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) | SPECTRAL PHOTON COUNT DETECTOR |
US20110036989A1 (en) * | 2008-04-30 | 2011-02-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Counting detector |
KR101616056B1 (en) * | 2009-08-19 | 2016-04-28 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and Method for photon counting |
KR101092216B1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-12-13 | 한국전기연구원 | energy sensitive, X-ray single photon counting readout chip and pile-up compensating method |
KR101140341B1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-07-16 | 한국전기연구원 | X-ray and g-ray Hybrid Image Sensing Method and Apparatus for DTSDigital Tomosynthesis System |
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