KR101747306B1 - 의료 영상 처리 장치 및 그에 따른 의료 영상 처리 방법 - Google Patents

Abstract

대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 프로세싱 유닛들을 복수개 포함하는 영상 처리부; 및 복수개의 프로세싱 유닛들의 고장 여부를 감지하고, 감지 결과에 근거하여, 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 제 1 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 1 동작 및 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는 제어부를 포함하는, 단층 영상 처리 장치가 개시된다.

Description

의료 영상 처리 장치 및 그에 따른 의료 영상 처리 방법{APPARATUS FOR PHOTOGRAPHING MEDICAL IMAGE AND METHOD FOR PROCESSING AN MEDICAL IMAGE THEREOF}

본 발명은 의료 영상 처리 장치 및 그에 따른 의료 영상 처리 방법 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 본 발명은 복수개의 GPU들을 이용하여 재구성된 단면 영상을 획득하기 위한 단층 영상 처리 장치 및 그에 따른 단층 영상 처리 방법에 관한 것이다.

단층 촬영 장치는 대상체의 내부 구조를 영상으로 획득하기 위한 장비이다. 단층 촬영 장치는 비침습 검사 장치로서, 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름 등을 촬영 및 처리하여 사용자에게 보여준다. 의사 등의 사용자는 단층 촬영 장치에서 출력되는 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.

특히, 단층 촬영에 의해 획득한 데이터에 기초하여 단면 영상을 얻어내는 과정인 영상 재구성(reconstruction) 과정에서는 대량의 데이터를 신속하게 처리하는 것이 요구된다. 따라서, FPGA(Field Programmable Gate Array), Multi-CPU(Central Processing Unit) 등을 활용하여 대량의 데이터를 이용한 영상 처리를 수행하고 있다.

또한, 단층 촬영을 이용한 진단의 경우, 다른 의료 장비를 이용한 진단과 비교하여 응급 상황에서 활용되는 경우가 많다. 따라서, 단층 촬영이 진행되는 중에 환자의 상태를 실시간으로 확인해야 하는 경우가 있을 수 있다. 따라서, CPU보다 처리 속도가 더 향상된 GPU를 활용하여 단면 영상을 재구성하는 방식이 도입되고 있다.

나아가, 영상 재구성 처리의 속도를 더욱 향상시키기 위하여, 단면 영상을 재구성하는 데에 복수개의 GPU를 포함하는 Multi-GPU를 사용함으로써 효율성을 높이고 있다.

그러나, Multi-GPU에 포함되는 복수개의 GPU 들은 상호 종속적으로 영상 재구성 처리를 수행하므로, 단층 촬영의 영상 재구성에 사용하는 경우, 복수의 GPU들 중 정상적으로 동작하지 않는 GPU가 있는 경우, 원하는 단면 영상을 재구성할 수 없게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 단층 촬영을 하여 획득한 데이터를 이용하여 단면 영상을 획득할 때에 있어서, 복수개의 GPU들 중 정상적으로 동작하지 않는 GPU가 있는 경우에도, 정상 속도로 단면 영상을 획득할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수개의 GPU들을 이용하여 여러 종류의 단면 영상 재구성을 수행할 때에 있어서, 우선 순위를 고려하여 여러 종류의 단면 영상 재구성을 효율적으로 수행하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 정상적으로 동작하지 않는 GPU가 있는 경우에도, 단면 영상 재구성의 종류에 따른 우선 순위를 고려하여 복수의 GPU들에 효율적으로 단면 영상 재구성의 동작을 할당하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 장치는, 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 프로세싱 유닛들을 복수개 포함하는 영상 처리부 및 복수개의 프로세싱 유닛들의 고장 여부를 감지하고, 감지 결과에 근거하여, 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 제 1 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 1 동작 및 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부는, 제 1 동작이 먼저 처리되도록, 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 제 1 동작 및 제 2 동작을 할당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부는, 감지 결과에 근거하여 고장이 발생한 것으로 판단되면, 복수개의 프로세싱 유닛들 중 고장이 발생한 프로세싱 유닛 이외의 프로세싱 유닛 중 적어도 하나에 제 1 동작 및 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 장치는, 재구성된 단면 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

복수개의 프로세싱 유닛들은 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영 하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 대상체에 대한 단면 영상을 재구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이부는 적어도 하나의 대상체에 포함되는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 진행되는 중에, 제 1 동작에 의해 생성된 제 1 단면 영상을 디스플레이할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이부는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 완료된 후에, 제 2 동작에 의해 생성된 제 2 단면 영상을 디스플레이할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제 2 동작은 스캔 리컨(scan reconstruction)을 포함하고, 스캔 리컨은 제 1 동작에 이용되는 재구성 방식과 상이한 재구성 방식에 따라서 단층 데이터를 이용하여 제 2 단면 영상을 재구성하는 방법일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제 2 동작은 단층 데이터 및 제 1 단면 영상 중 적어도 하나에 근거하여 제 1 대상체에 대한 제 2 단면 영상을 생성하는 포스트 리컨을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부는 1개의 프로세싱 유닛에 제 2 동작을 할당하며, 1개의 프로세싱 유닛이 스캔 리컨을 완료한 후 포스트 리컨을 수행하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부는 제 2 동작이 할당된 프로세싱 유닛의 수보다 많은 수의 프로세싱 유닛들에 제 1 동작을 할당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부는 복수개의 프로세싱 유닛들의 수 및 고장이 감지된 프로세싱 유닛의 수에 근거하여 프로세싱 유닛들 각각에 제 1 동작 및 제 2 동작 중 어느 하나를 할당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부는 프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 제 1 동작이 할당된 프로세싱 유닛의 개수를 동일하게 유지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부는 제 1 동작에 의해 대상체의 단면 영상이 생성되는 속도가, 프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 동일하게 유지되도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 장치는 제 2 동작에 대한 입력을 받는 입력부를 더 포함하고, 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 처리부는 입력에 기초하여 제 2 동작의 영상 재구성 방식을 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법은 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영 하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하기 위한 방법이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법은 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 복수개의 프로세싱 유닛들의 고장 여부를 감지하는 단계; 및 감지 결과에 근거하여, 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 제 1 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 1 동작 및 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 할당하는 단계는 제 1 동작이 먼저 처리되도록, 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 제 1 동작 및 제 2 동작을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 할당하는 단계는 감지 결과에 근거하여 고장이 발생한 것으로 판단되면, 복수개의 프로세싱 유닛들 중 고장이 발생한 프로세싱 유닛 이외의 프로세싱 유닛 중 적어도 하나에 제 1 동작 및 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법은 재구성된 단면 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이하는 단계는 적어도 하나의 대상체에 포함되는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 진행되는 중에, 제 1 동작에 의해 생성된 제 1 단면 영상을 디스플레이 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이하는 단계는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 완료 된 후에, 제 2 동작에 의해 생성된 제 2 단면 영상을 디스플레이할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법의 복수개의 프로세싱 유닛들은 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영 하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 대상체에 대한 단면 영상을 재구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제 2 동작은 스캔 리컨(scan reconstruction)을 포함하고, 스캔 리컨은 제 1 동작에 이용되는 재구성 방식과 상이한 재구성 방식에 따라서 단층 데이터를 이용하여 제 2 단면 영상을 재구성하는 방법일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제 2 동작은 단층 데이터 및 제 1 단면 영상 중 적어도 하나에 근거하여 제 1 대상체에 대한 제 2 단면 영상을 생성하는 포스트 리컨을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법은, 할당하는 단계에서 1개의 프로세싱 유닛에 제 2 동작을 할당하는 경우, 1개의 프로세싱 유닛은 스캔 리컨이 완료된 후 포스트 리컨을 수행하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법에서 제 1 동작에 할당된 프로세싱 유닛들의 수는 제 2 동작에 할당된 프로세싱 유닛들의 수보다 많을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 할당하는 단계는, 복수개의 프로세싱 유닛들의 수 및 고장이 감지된 프로세싱 유닛의 수에 근거하여 프로세싱 유닛들 각각에 제 1 동작 및 제 2 동작 중 어느 하나를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법에서 제 1 동작이 할당된 프로세싱 유닛의 개수는, 프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 동일하도록 유지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법에서 제 1 동작에 의해 대상체의 단면 영상이 생성되는 속도는, 프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 동일하도록 유지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 의료 영상 처리 방법은, 제 2 동작에 대한 입력을 받는 단계를 더 포함하고, 입력에 기초하여 제 2 동작의 영상 재구성 방식이 결정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 복수개의 GPU들 중 정상적으로 동작하지 않는 GPU가 있는 경우에도, 정상 속도로 단면 영상을 획득하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면 복수개의 GPU들을 이용하여 여러 종류의 단면 영상 재구성을 수행할 때에 있어서, 우선 순위를 고려하여 효율적으로 여러 종류의 단면 영상 재구성을 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면 정상적으로 동작하지 않는 GPU가 있는 경우에도, 단면 영상 재구성의 종류에 따른 우선 순위를 고려하여 복수의 GPU들에 효율적으로 단면 영상 재구성의 동작을 할당할 수 있다. 따라서, 우선 순위가 높은 단면 영상 재구성은 정상 속도로 수행하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 CT 시스템(100)의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 시스템(100)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서 우선 순위의 할당의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.

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.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

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.

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.

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.

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.

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.

본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, "대상체"는 팬텀(phantom)을 포함할 수도 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.

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.

CT 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.

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.

- SSD(Shade surface display): 초기 3차원 영상기법으로 일정 HU값을 가지는 복셀들만 나타내도록 하는 기법.

- MIP(maximum intensity projection)/MinIP(minimum intensity projection): 영상을 구성하는 복셀 중에서 가장 높은 또는 낮은 HU값을 가지는 것들만 나타내는 3D 기법.

- VR(volume rendering): 영상을 구성하는 복셀들을 관심영역별로 색 및 투과도를 조절할 수 있는 기법.

- 가상내시경(Virtual endoscopy): VR 또는 SSD 기법으로 재구성한 3차원 영상에서 내시경적 관찰이 가능한 기법.

- MPR(multi planar reformation): 다른 단면 영상으로 재구성하는 영상 기법. 사용자가 원하는 방향으로의 자유자제의 재구성이 가능하다.

- Editing: VR에서 관심부위를 보다 쉽게 관찰하도록 주변 복셀들을 정리하는 여러 가지 기법.

- VOI(voxel of interest): 선택 영역만을 VR로 표현하는 기법.

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영(CT) 시스템(100)은 첨부된 도 1을 참조하여 설명될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 시스템(100)은 다양한 형태의 장치들을 포함할 수 있다.

도 1은 일반적인 CT 시스템(100)의 개략도이다. 도 1을 참조하면, CT 시스템(100)은 갠트리(102), 테이블(105), X-ray 생성부(106) 및 X-ray 검출부(108)를 포함할 수 있다.

갠트리(102)는 X-ray 생성부(106) 및 X-ray 검출부(108)를 포함할 수 있다.

대상체(10)는 테이블(105) 상에 위치될 수 있다.

테이블(105)은 CT 촬영 과정에서 소정의 방향(예컨대, 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 테이블(105)은 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 기울어질 수 있거나(tilting) 또는 회전(rotating)될 수 있다.

또한, 갠트리(102)도 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 기울어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 시스템(100)의 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 CT 시스템(100)은 갠트리(102), 테이블(105), 제어부(118), 저장부(124), 영상 처리부(126), 입력부(128), 디스플레이부(130), 통신부(132)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 대상체(10)는 테이블(105) 상에 위치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 테이블(105)은 소정의 방향(예컨대, 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 방향)으로 이동 가능하고, 제어부(118)에 의하여 움직임이 제어될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리(102)는 회전 프레임(104), X-ray 생성부(106), X-ray 검출부(108), 회전 구동부(110), 데이터 획득 회로(116), 데이터 송신부(120)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리(102)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.

회전 프레임(104)은 소정의 시야 범위(FOV; Field Of View)를 갖도록 각각 대향하여 배치된 X-ray 생성부(106) 및 X-ray 검출부(108)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(106)와 X-ray 검출부(108)의 사이에서 위치할 수 있다.

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.

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.

회전 프레임(104)은 회전 구동부(110)로부터 구동 신호를 수신하고, X-ray 생성부(106)와 X-ray 검출부(108)를 소정의 회전 속도로 회전시킬 수 있다. 회전 프레임(104)은 슬립 링(미도시)을 통하여 접촉 방식으로 회전 구동부(110)로부터 구동 신호, 파워를 수신할 수 있다. 또한, 회전 프레임(104)은 무선 통신을 통하여 회전 구동부(110)로부터 구동 신호, 파워를 수신할 수 있다.

X-ray 생성부(106)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(106)는 이러한 소정의 튜브 전압에 상응하게 복수의 에너지 스펙트럼을 갖는 X-ray들을 생성할 수 있다.

X-ray 생성부(106)에 의하여 생성되는 X-ray는, 콜리메이터(collimator, 112)에 의하여 소정의 형태로 방출될 수 있다.

X-ray 검출부(108)는 X-ray 생성부(106)와 마주하여 위치할 수 있다. X-ray 검출부(108)는 복수의 X-ray 검출소자들을 포함할 수 있다. 단일 엑스선 검출소자는 단일 채널을 형성할 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

X-ray 검출부(108)는 X-ray 생성부(106)로부터 생성되고 대상체(10)를 통하여 전송된 X 선을 감지하고, 감지된 X선의 강도에 상응하게 전기 신호를 생성할 수 있다.

X-ray 검출부(108)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)(116)는 X-ray 검출부(108)와 연결될 수 있다. X-ray 검출부(108)에 의하여 생성된 전기 신호는 DAS(116)에서 수집될 수 있다. X-ray 검출부(108)에 의하여 생성된 전기 신호는 유선 또는 무선으로 DAS(116)에서 수집될 수 있다. 또한, X-ray 검출부(108)에 의하여 생성된 전기 신호는 증폭기(미도시)를 거쳐 아날로그/디지털 컨버터(미도시)로 제공될 수 있다.

슬라이스 두께(slice thickness)나 슬라이스 개수에 따라 X-ray 검출부(108)로부터 수집된 일부 데이터만이 영상 처리부(126)에 제공될 수 있고, 또는 영상 처리부(126)에서 일부 데이터만을 선택할 수 있다.

이러한 디지털 신호는 데이터 송신부(120)를 통하여 영상 처리부(126)로 제공될 수 있다. 이러한 디지털 신호는 데이터 송신부(120)를 통하여 유선 또는 무선으로 영상 처리부(126)로 송신될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(118)는 CT 시스템(100)의 각각의 모듈의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(118)는 테이블(105), 회전 구동부(110), 콜리메이터(112), DAS(116), 저장부(124), 영상 처리부(126), 입력부(128), 디스플레이부(130), 통신부(132) 등의 동작들을 제어할 수 있다.

영상 처리부(126)는 DAS(116)로부터 획득된 데이터(예컨대, 가공 전 순수(pure) 데이터)를 데이터 송신부(120)을 통하여 수신하여, 전처리(pre-processing)하는 과정을 수행할 수 있다.

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.

영상 처리부(126)의 출력 데이터는 로(raw) 데이터 또는 프로젝션(projection) 데이터로 지칭될 수 있다. 이러한 프로젝션 데이터는 데이터 획득시의 촬영 조건(예컨대, 튜브 전압, 촬영 각도 등)등과 함께 저장부(124)에 저장될 수 있다.

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.

저장부(124)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.

또한, 영상 처리부(126)는 획득된 프로젝션 데이터 세트를 이용하여 대상체에 대한 단면 영상을 재구성할 수 있다. 이러한 단면 영상은 3차원 영상일 수 있다. 다시 말해서, 영상 처리부(126)는 획득된 프로젝션 데이터 세트에 기초하여 콘 빔 재구성(cone beam reconstruction) 방법 등을 이용하여 대상체에 대한 3차원 영상을 생성할 수 있다.

입력부(128)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.

입력부(128)는 외부로부터 소정의 입력을 인가 받기 위한 디바이스 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 입력부(128)는 마이크로폰, 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치 패드, 터치팬, 음성, 제스처 인식장치 등을 포함할 수 있다.

디스플레이부(130)는 영상 처리부(126)에 의해 재구성된 X선 촬영 영상을 디스플레이할 수 있다.

전술한 엘리먼트들 사이의 데이터, 파워 등의 송수신은 유선, 무선 및 광통신 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다.

통신부(132)는 서버(134) 등을 통하여 외부 디바이스, 외부 의료 장치 등과의 통신을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리를 설명하기 위한 도면이다.

단층 촬영에 적용되는 스캔 방식에는 다양한 스캔 방식이 있으며, 예를 들어 축상 (axial) 스캔 방식 및 나선형(helical) 스캔 방식을 이용할 수 있다.

도 3a는 축상 스캔 방식에 따른 단층 촬영을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 3b는 나선형 스캔 방식에 따른 단층 촬영을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a 및 도 3b에서는 테이블(도 1의 105)이 환자(309)의 축(axial) 방향으로 이동하며 단층 촬영을 진행하는 경우를 예로 들어 도시하였다.

도 3a를 참조하면, 축상(axial) 스캔 방식은 테이블(도 1의 105)을 멈춘 상태에서 엑스레이를 조사하여 촬영하고, 다시 소정 간격(307-308)만큼 테이블을 이동시킨 후, 소정 시간 엑스레이를 조사하여 로 데이터를 획득하는 단층 촬영 방식이다.

도 3b를 참조하면, 나선형 스캔(helical scan) 방식은 일정한 시간 동안 테이블(도 1의 105)을 이동시키면서 계속하여 엑스레이를 조사하여 촬영을 수행하는 단층 촬영 방식이다. 구체적으로, 대상체를 포함하는 환자(309)가 위치한 테이블(도 1의 105)을 일정 시간 동안 일정 속도로 계속하여 이동시키고, 테이블이 이동되는 동안에 계속하여 엑스레이를 대상체로 조사하여 촬영을 수행한다. 그에 따라서, 엑스레이 광원의 이동 궤적(350)은 나선(helix) 형태가 된다.

도 3c는 나선형(helical) 스캔 방식에 따라 단층 촬영하여 획득한 데이터를 설명하기 위한 도면이다.

도 3c를 참조하면, 테이블(도 2의 105)상의 대상체(301)가 이동하는 것이 도시된다. 대상체(301)가 이동하는 중에 X-ray 생성부(도 2의 106) 및 X-ray 검출부(도 2의 108)가 대상체(301)의 주위를 회전하게 된다. 이 때 X-ray 생성부(도 2의 106)의 X-ray 광원의 이동 궤적(305)은 나선 형태가 된다. X-ray 검출부(도 2의 108)에서 이동 궤적(305)을 따라 획득된 데이터는 복수개의 GPU를 이용하여 단면 영상으로 재구성될 수 있다.

도 3c를 참조하면, 이동 궤적(305)의 전체는 복수개의 부분 구간들(302, 304, 306)로 구분될 수 있다. 제 1 구간(302)을 따라 획득된 데이터, 제 2 구간(304)을 따라 획득된 데이터 및 제 3 구간(306)을 따라 획득된 데이터는 각각 상이한 GPU에서 처리될 수 있다. 이하에서는 3개의 GPU인 제 1 GPU, 제 2 GPU, 및 제 3 GPU 를 이용하여 하나의 단면 영상을 재구성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이동 궤적(305)의 각 부분에서 획득된 데이터들을 모두 이용하여 하나의 단면 영상으로 재구성할 때에는, 각 부분의 데이터 간에 종속성이 존재한다. 구체적으로, 제 1 구간(302), 제 2 구간(304) 및 제 3 구간(306)에서 획득된 데이터들을 모두 이용하여 하나의 단면 영상, 예를 들어, 하나의 3차원 단층 영상을 재구성할 수 있다. 이 경우, 제 1 구간(302), 제 2 구간(304) 및 제 3 구간(306)에서 획득된 데이터들 각각을 제 1 GPU, 제 2 GPU 및 제 3 GPU 에서 처리할 수 있다. 그리고, 개별적으로 처리된 데이터들을 이용하여 하나의 단면 영상을 획득할 수 있다. 그러므로, 이동 궤적(305) 중 제 1 구간(302)을 따라 획득된 데이터를 처리하는 제 1 GPU가 정상적으로 동작하지 않는 경우, 제 1 구간(302)에 대응되는 데이터 또는 영상을 얻지 못하게 되므로, 하나의 3차원 단층 영상을 재구성할 수 없게 된다.

또 다른 예로, 복수개의 GPU 들 각각이 이동 궤적(305)을 따라 획득된 데이터를 이용하여 서로 다른 재구성 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 1 GPU 는 이동 궤적(305)을 따라 획득된 데이터를 이용하여 제 1 동작을 수행하고, 제 2 GPU 는 이동 궤적(305)을 따라 획득된 데이터를 이용하여 제 2 동작을 수행하며, 제 3 GPU 는 이동 궤적(305)을 따라 획득된 데이터를 이용하여 제 3 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 제 1 동작, 제 2 동작 및 제 3 동작은 대상체의 진단에 필요한 영상 재구성 동작이 될 수 있다. 이 경우, 제 1 GPU 의 고장이 발생하여 제 1 동작이 수행되지 못하게 된 경우, 제 1 동작에 대응되는 데이터 또는 영상을 얻지 못하게 된다.

따라서, 복수의 GPU들을 사용하여 데이터를 처리하는 경우에, 단지 하나의 GPU의 고장이 발생한다고 하더라도, 원하는 영상을 재구성하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 특히, 고장이 발생한 GPU에서 처리하는 영상이 진단에 있어서 필수적인 영상인 경우에는, 대상체의 단층 촬영을 통한 진단이 불가능하게 될 수도 있다. 이하에서는, 하나의 GPU의 고장이 발생한 경우라도 전체 단면 영상 재구성 동작에 문제가 없도록 복수의 GPU들의 동작을 제어하는 것에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 처리 장치를 나타내는 블록도이다.

본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 처리 장치는 다양한 의료 영상을 생성 및 처리할 수 있는 전자기기이다. 구체적으로, 의료 영상 처리 장치는 대상체의 내부 구조를 영상으로 획득하기 위한 장비이다. 의료 영상 처리 장치는 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름 등을 촬영 및/또는 처리하여 사용자에게 보여준다. 의사 등의 사용자는 의료 영상 처리 장치에서 출력되는 의료 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.

의료 영상 처리 장치로는 자기 공명 영상을 제공하기 위한 자기 공명 영상(MRI: magnetic resonance imaging) 장치, 단층 촬영(Tomography) 장치, 엑스레이(X-ray) 장치, 및 초음파(Ultrasound) 진단 장치 등이 될 수 있으며, MRI 영상, 단층 영상, 엑스레이 영상, 초음파 영상 중 적어도 하나를 처리할 수 있다.

이하에서는, 의료 영상 처리 장치가 단층 영상(Tomography image)를 처리하는 단층 영상 처리 장치(400)인 경우를 예로 들어 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치(400)는 영상 처리부(410) 및 제어부(420)를 포함한다.

단층 영상 처리 장치(400)는 도 1 및 도 2에서 설명한 CT 시스템(100) 내에 포함될 수 있다. 구체적으로, 단층 영상 처리 장치 (400)는 대상체를 투과한 광선을 이용하여 획득된 데이터를 이용하여 영상을 재구성하는 모든 의료 영상 장치가 될 수 있다.

즉, 단층 영상 처리 장치(400)는 대상체를 투과한 광선을 이용하여 획득된 프로젝션 데이터(projection data)를 이용하여 영상을 재구성하는 모든 의료 영상 장치가 될 수 있다. 구체적으로, 단층 영상 처리 장치(400)는 CT(computed Tomography) 장치, OCT(Optical Coherenc Tomography), 또는 PET(positron emission tomography)-CT 장치 등이 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치(400)에서 획득되는 단층 영상은 CT 영상, OCT 영상, PET 영상 등이 될 수 있다. 또한, 단층 영상은 단층 촬영으로 인하여 획득 가능한 모든 영상으로 대상체의 단면을 나타내는 영상이 될 수 있으며, 구체적으로, 2차원 단면 영상 또는 3차원 단면 영상이 될 수 있다. 그러므로, 이하에서는 단층 촬영으로 획득된 영상을 ‘단면 영상’이라 한다.

또한, 단층 영상 처리 장치(400)가 도 1에서 설명한 단층 촬영 시스템(100)에 포함되는 경우, 도 4에 도시된 영상 처리부(410)는 도 1의 영상 처리부(126)에 포함될 수 있고, 제어부(420)는 도 1의 제어부(118)에 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부(410)는 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 프로세싱 유닛들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 프로세싱 유닛은 단면 영상을 재구성하기 위한 연산을 수행하는 것이 가능한 장치를 의미할 수 있다. 프로세싱 유닛들의 예로는, GPU(graphic processing unit), CPU(Central processing unit), MPU(Micro processor unit), MCU(Micro Controller unit), DSP(Digital signal processor) 를 들 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시에에 따라, 프로세싱 유닛이 GPU인 경우를 예를 들어 설명한다. 영상 처리부(410)는 GPU(graphic processing unit)들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, …, GPU N)을 복수개 포함할 수 있다. 여기서, 단층 데이터는 단면 영상을 재구성하기 위해서 이용되는 데이터로, 단층 촬영을 통하여 획득된 로 데이터(raw data)인 프로젝션 데이터(projection data) 또는 사이노그램 등이 될 수 있다.

여기서 대상체는 단층 영상의 촬영 대상이 되는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 대상체는 복수의 대상체를 포함할 수 있다. 이하에서는, 제 1 대상체는 A 환자의 신체의 적어도 일부를 의미하는 것이고, 제 2 대상체는 A 환자와는 상이한 B 환자의 신체의 적어도 일부를 의미하는 경우를 예로 들어 설명한다.

제어부(420)는 복수개의 GPU들의 고장 여부를 감지하고, 감지 결과에 근거하여, 복수개의 GPU들 중 적어도 하나에 제 1 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 1 동작 및 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당할 수 있다.

제어부(420)는 우선 순위가 제 2 동작보다 높은 제 1 동작이 먼저 처리되도록 할 수 있다. 이를 위해 제어부는, 제 1 동작을 수행하는 GPU들의 수가 제 2 동작을 수행하는 GPU들의 수보다 더 많게 되도록 GPU들 각각에 제 1 동작 또는 제 2 동작을 할당할 수 있다. 예를 들면, 제어부(420)는 GPU의 고장 여부를 감지하여 총 6개의 GPU들 중에 4 개의 GPU에는 제 1 동작을 할당하고, 2 개의 GPU에는 제 2 동작을 할당할 수 있다.

제어부(420)는 GPU의 고장 감지 결과에 근거하여 GPU의 고장이 발생한 것으로 판단되면, 복수개의 GPU들 중 고장이 발생한 GPU 이외의 GPU들에 제 1 동작 및 제 2 동작을 할당할 수 있다. 예를 들면, 제어부(420)는 GPU의 고장 여부를 감지한 결과 총 6개의 GPU들 중에 1 개의 GPU의 고장이 감지된 경우에, 4 개의 GPU에는 제 1 동작을 할당하고, 1 개의 GPU에는 제 2 동작을 할당할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제어부(420)는 우선 순위에 따라서 영상 재구성 동작을 GPU에 개별적으로 할당한다. 이에 따라, 복수의 GPU들 중 일부 GPU에 고장이 발생한 경우라고 하더라도 제 1 동작 및 제 2 동작의 기능이 유지되도록 할 수 있다. 제 1 동작 및 제 2 동작을 할당하는 구체적인 방식에 대해서는 이하, 도 7 내지 9를 이용하여 보다 자세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예 따른 ‘제 1 동작’은 복수의 단면 재구성 동작들 중에서, 가장 높은 우선 순위(제 1 우선 순위)를 갖는 단면 영상의 재구성 동작을 의미한다. 예를 들어, 제 1 동작은 단층 영상 처리 장치(400)에서 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 진행되는 중에, 제 1 대상체를 단층 촬영하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 제 1 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 동작일 수 있다.

제 1 동작에 의한 단면 영상 재구성 동작은 단층 촬영과 동시에 수행되어, 사용자가 재구성된 단면 영상을 실시간으로 확인할 수 있도록 한다. 즉, 제 1 동작에 의한 제 1 대상체의 단면 영상 재구성 영상은 제 1 대상체의 단층 촬영이 진행되는 중에 실시간으로 디스플레이 될 수 있다. 이러한 제 1 동작은 ‘라이브 리컨(live recon)’이라고 칭할 수 있다. 이하에서는 제 1 동작에 의해 재구성된 단면 영상을 ‘제 1 단면 영상’이라고 칭한다.

제 1 동작은 Back-Projection Filtering, Filtered Back-Projection 등의 재구성 방식에 의해 수행될 수 있으나, 이는 단지 예시일 뿐이며 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 ‘제 2 동작’은 제 2 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작으로서, 제 1 우선 순위를 갖는 제 1 동작보다는 우선 순위가 낮은 동작이다. 구체적으로, ‘제 2 동작’은, 제 1 단면 영상을 사용자가 확인한 후에, 사용자가 추가적으로 확인하고자 하는 단면 영상을 재구성하는 동작이다. 제 2 동작은 제 1 동작보다는 더 낮은 우선 순위를 가지므로, 제 1 동작보다는 처리되는 속도가 더 느릴 수 있다. 또한, 제 2 동작은 제 1 동작과는 별개의 동작이므로 서로 독립적으로 실시된다. 제 2 동작에 의하는 경우, 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 진행되는 중에 디스플레이 되지 않고, 촬영이 완료된 후에 디스플레이되는 단면 영상을 재구성할 수 있다. 이하에서는 제 2 동작에 의해 재구성된 단면 영상을 ‘제 2 단면 영상’이라고 칭한다.

제 2 동작은 제 1 대상체의 라이브 리컨과 동시에 시작될 수도 있다. 또한, 제 2 동작은 제 1 대상체의 라이브 리컨이 수행되는 중 및 완료된 후에도 시작될 수 있다. 제 2 동작을 수행하는지 여부 및 제 2 동작의 구체적인 방식은 사용자의 입력에 의해 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 2 동작은 스캔 리컨(scan reconstruction)을 포함할 수 있다.

스캔 리컨은 제 1 동작과는 독립적으로 수행되는 재구성 동작으로서, 제 1 동작에 이용되는 재구성 방식과 상이한 재구성 방식에 따라서 단층 데이터를 이용하여 제 2 단면 영상을 재구성하는 재구성 동작을 의미한다.

사용자는 라이브 리컨에 의한 재구성 방식과는 상이한 방식을 사용하는 스캔 리컨에 의해 재구성된 영상을 확인함으로써 진단의 정밀도를 높일 수 있게 된다. 구체적으로, 재구성 방식, 영상 처리 방식, 동일 대상체를 다르게 표현하는 영상 표현 방식 등에 있어서, 라이브 리컨과 스캔 리컨은 서로 상이할 수 있다. 스캔 리컨에 이용되는 재구성 방식들은 사용자 입력을 통해 선택할 수 있다. 따라서, 사용자가 스캔 리컨에 의해 수행하고 싶은 재구성 방식을 복수 개 입력한 경우, 스캔 리컨은 복수 회 수행될 수도 있다.

또한, 스캔 리컨은 단면 영상의 아티팩트를 제거하기 위한 후처리를 하도록 구성될 수도 있다.

스캔 리컨은 제 1 동작에서 사용되는 단층 촬영 데이터와 동일한 데이터를 사용하게 되므로, 제 1 동작과 병행하여 동시에 진행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제 2 동작은 포스트 리컨(Post reconstruction)을 포함할 수 있다.

포스트 리컨은 제 1 대상체에 대한 라이브 리컨이 완료된 후, 사용자가 라이브 리컨에 의해 재구성된 단면 영상을 확인한 후에 라이브 리컨을 보완하기 위해 수행하는 동작일 수 있다. 또한, 포스트 리컨은 사용자가 스캔 리컨에 의해 재구성된 단면 영상을 확인한 후 스캔 리컨을 보완하기 위해 수행하는 재구성 동작일 수도 있다.

포스트 리컨에 의하면 단층 데이터 및 제 1 단면 영상 중 적어도 하나에 근거하여 제 1 대상체에 대한 제 2 단면 영상을 생성할 수 있다.

예를 들어, 라이브 리컨 및 스캔 리컨을 통해서 획득한 재구성 영상에서 노이즈를 제거하고자 하는 경우, 또는 라이브 리컨 및 스캔 리컨을 통해서 획득한 재구성 영상내에 나타나는 금속 물질을 제거하고자 하는 경우, 사용자는 포스트 리컨을 수행할 수 있다.

또한, 사용자는 재구성된 단면 영상에 나타난 여러가지 아티펙트를 제거하기 위해 포스트 리컨을 수행할 수도 있다.

예를 들어, 라이브 리컨 영상의 아티팩트를 제거하기 위한 후처리를 수행하고자 하는 경우, 또는 스캔 리컨을 통해 재구성된 단면 영상의 아티팩트를 제거하기 위한 후처리를 수행하고자 하는 경우에 포스트 리컨을 수행할 수 있다. 이외에도, 사용자는 라이브 리컨 및 스캔 리컨에서 사용되는 재구성 방식과는 다른 재구성 방식을 선택하여 포스트 리컨을 수행할 수 있다.

상술한 스캔 리컨 및 포스트 리컨에 사용되는 재구성 방식은 Filtered Back projection 과 같은 비반복적 재구성 방식이 될 수도 있고, 반복적 재구성 (Iterative Reconstruction) 방식이 될 수도 있다. 이외에도 재구성 방식은 다양한 방식을 이용할 수 있으며 특정한 방식에 제한되지 않는다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치를 나타내는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치(500)는 영상 처리부(510), 제어부(520), 디스플레이부(540) 및 입력부(550)를 포함한다.

도 5의 영상 처리부(510) 및 제어부(520)는 도 4의 영상 처리부(410) 및 제어부(420)와 동일 대응되므로, 도 4에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 디스플레이부(540) 및 입력부(550)는 도 1에 도시된 CT 시스템(100)의 입력부(128) 및 디스플레이부(130)와 그 동작 및 구성이 동일하므로 도 1에서와 중복되는 설명은 생략한다.

디스플레이부(540)는 소정 화면을 디스플레이한다. 구체적으로, 디스플레이부(540)는 재구성된 단면 영상을 디스플레이할 수 있다. 재구성된 단면 영상은 제 1 동작에 의해 재구성된 제 1 단면 영상일 수도 있고, 제 2 동작에 의해 재구성된 제 2 단면 영상일 수도 있다.

디스플레이부(540)는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 진행되는 중에, 제 1 동작에 의해 생성된 제 1 단면 영상을 디스플레이할 수 있다.

또한, 디스플레이부(540)는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이할 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이부(540)는 스캔 리컨에 적용되는 재구성 또는 처리 방식을 선택하기 위한 사용자 인터페이스 화면, 라이브 리컨에 적용되는 재구성 또는 처리 방식을 선택하기 위한 사용자 인터페이스 화면, 또는 포스트 리컨에 적용되는 재구성 또는 처리 방식을 선택하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이할 수 있다. 디스플레이부(540)는 복수개의 GPU 할당을 설정하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이할 수도 있다.

디스플레이부(540)는, 단층 영상 처리 장치(500)의 현재 상태를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이할 수 있다. 구체적으로 디스플레이부(540)는 단층 영상 처리 장치(500)의 복수의 GPU들 각각의 현재 동작 상태를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이할 수 있다.

디스플레이부(540)는 복수의 GPU들 중 고장이 감지된 GPU가 존재하는 경우, 고장이 감지된 GPU를 사용자에게 알려주는 에러 메시지를 디스플레이할 수 있다. 만약, 단층 영상 처리 장치(500)의 복수의 GPU들 중 고장이 감지된 GPU가 존재하는 경우, 제어부(520)는, 고장이 감지된 GPU가 있음과 고장이 감지된 GPU를 알리기 위해, 외부 디바이스, 외부 의료 장치로 알림을 통지하도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(520)는, 통신부(도 2의 132)를 통하여 고장이 감지된 GPU가 있다는 알림을 제조사에 전송할 수 있다.

입력부(550)는 사용자로부터 소정 데이터, 요청 또는 명령을 입력받을 수 있다. 예를 들면, 입력부(550)는 사용자 인터페이스 화면을 통하여 사용자로부터 소정 요청 또는 명령을 입력받을 수 있다.

구체적으로, 입력부(550)는, 제 2 동작에 대한 입력을 받을 수 있고, 영상 처리부(510)는 입력에 기초하여 제 2 동작의 수행 여부 및 제 2 동작의 영상 재구성 방식을 결정할 수 있다.

제 1 동작이 수행된 후, 사용자가 디스플레이부(540)에 디스플레이되는 제 1 단면 영상을 확인한 후에, 제 2 동작의 수행 여부 및 제 2 동작의 영상 재구성 방식을 결정할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법은, 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영 하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하기 위한 단층 영상 처리 방법일 수 있다.

도 6을 참조하면, S610 단계에서는, 복수개의 GPU(graphic processing unit)들의 고장 여부를 감지할 수 있다(S610). 복수개의 GPU들은 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. S610 단계는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치(400)의 제어부(410) 또는 단층 영상 처리 장치(500)의 제어부(510)에서 수행될 수 있다.

S620 단계에서는, GPU 고장 여부 감지 결과에 근거하여 GPU들 각각에 우선 순위에 따른 영상 재구성을 할당할 수 있다(S620). 구체적으로, S620 단계에서는 GPU 고장 감지 결과에 근거하여, 복수개의 GPU들 중 적어도 하나에 제 1 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 1 동작 및 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 단면 영상의 재구성 동작인 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당할 수 있다. S620 단계는, 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치(400)의 제어부(410) 또는 단층 영상 처리 장치(500)의 제어부(510)에서 수행될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서 우선 순위의 할당의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 7에는 6개의 GPU들 각각에 영상 재구성 동작이 할당된 것이 도시된다. 도 7은 6개의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5)이 모두 정상 상태에서 동작 가능한 경우를 나타낸다.

제 1 재구성(710)은 제 1 우선 순위를 갖는 재구성을 의미한다. 제 1 재구성(710)은 예를 들어, 전술한 라이브 리컨일 수 있다.

제 2 재구성(720) 및 제 3 재구성(730)은 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 재구성을 의미한다. 제 2 재구성(720) 동작 및 제 3 재구성(730) 동작은 전술한 제 2 동작에 포함될 수 있다.

제 2 재구성(720)은 예를 들어, 전술한 스캔 리컨일 수 있다. 제 3 재구성(730)은 예를 들어, 전술한 포스트 리컨일 수 있다.

제 1 우선 순위를 갖는 제 1 재구성(710)의 동작은, 6개의 GPU들 중에서 4개의 GPU들 (GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3; 750)에 할당될 수 있다. 제 2 우선 순위를 갖는 제 2 재구성(720)의 동작은, 6개의 GPU들 중에서 1개의 GPU(GPU4; 760)에 할당될 수 있다. 제 2 우선 순위를 갖는 제 3 재구성(730)의 동작은, 6개의 GPU들 중에서 1개의 GPU(GPU5; 770)에 할당될 수 있다.

이와 같이 우선 순위가 높은 제 1 재구성(710)의 동작이 할당된 GPU들(750)의 수는, 제 2 우선 순위를 갖는 제 2 재구성(720) 동작이 할당된 GPU(760) 및 제 3 재구성(730) 동작이 할당된 GPU(770)의 수보다 많다. 이에 따라, 제 1 우선 순위를 갖는 제 1 재구성(710) 동작은 제 2 재구성(720) 동작 및 제 3 재구성(730) 동작 보다 빠르게 처리될 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 바로 단면 영상을 실시간으로 확인할 수 있도록 라이브 리컨은 스캔 리컨 및 포스트 리컨 보다 빠르게 처리될 수 있다.

도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서 우선 순위의 할당의 일 예를 나타내는 다른 도면이다.

도 8a는 6개의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5) 중 GPU 0(801), GPU 1(802), GPU 3(805), GPU 4(807), GPU 5(808)은 정상 상태이지만, GPU 2(803)의 고장이 감지된 경우를 도시한다.

도 8a의 GPU 2(803)의 고장이 감지된 경우, 고장이 감지된 GPU 2(803)를 제외한 나머지 5개의 GPU들 각각에 영상 재구성 동작이 할당될 수 있다.

예를 들어, GPU 0(801), GPU 1(802), GPU 3(805), GPU 4(807)에는, 제 1 재구성(810) 동작이 할당될 수 있다. GPU 5(805)에는 제 2 재구성(820) 동작 및 제 3 재구성(830) 동작이 동시에 할당될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 GPU 5(805)에 우선 순위가 낮은 제 2 재구성(820) 동작 및 제 3 재구성(830) 동작이 동시에 할당되는 경우, GPU 5(805)는 제 2 재구성(820) 동작이 완료된 후 제 3 재구성(830) 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, GPU 5(805)에서 스캔 리컨이 완료된 후, 포스트 리컨이 수행되도록 구성될 수 있다.

이 때 우선 순위가 떨어지는 제 2 재구성 동작과 제 3 재구성 동작을 1 개의 GPU(GPU 5; 805)에 동시에 할당함으로써, 제 1 재구성 동작을 수행하던 GPU(GPU 2; 803)의 고장이 발생한 경우라도, 제 1 재구성, 제 2 재구성 및 제 3 재구성 동작의 기능을 모두 정상으로 유지할 수 있게 된다.

이와 동시에, 제 1 재구성 동작에 4개의 GPU를 할당함으로써, 제 1 재구성 동작의 처리 속도 또한 고장이 감지되지 않은 경우와 동일하게 유지할 수 있다.

도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서 우선 순위의 할당의 일 예를 나타내는 다른 도면이다.

도 8b는 6개의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5) 중 GPU 0(801), GPU 4(807), GPU 5(808)은 정상 상태이지만, GPU 1(802), GPU 2(803), GPU 3(805)의 고장이 감지된 경우를 도시한다.

도 8b의 GPU 1(802), GPU 2(803), GPU 3(805)의 고장이 감지된 경우, 고장이 감지된 GPU 1(802), GPU 2(803), GPU 3(805)를 제외한 나머지 3개의 GPU들 각각에 영상 재구성 동작이 할당될 수 있다.

예를 들어, GPU 0(801), GPU 4(807)에는, 제 1 재구성(810) 동작이 할당될 수 있다. GPU 5(805)에는 제 2 재구성(820) 동작 및 제 3 재구성(830) 동작이 동시에 할당될 수 있다.

도 8b에 도시된 실시예는 6개의 GPU 중에서 3개의 GPU가 정상적으로 동작하지 않는 경우이다. 따라서, 제 1 재구성, 제 2 재구성 및 제 3 재구성 동작의 기능이 모두 유지되도록 하기 위해서, 제 1 재구성 동작에 4개의 GPU를 할당하는 대신에 2개의 GPU를 할당할 수 있다.

도 8a에서와 마찬가지로 도 8b에 도시된 실시예에서 제 1 재구성 동작은 제 2 재구성 동작 및 제 3 재구성 동작에 비해 처리 속도가 빠르다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서는 복수개의 GPU들의 수 및 고장이 감지된 GPU의 수에 근거하여, 제 1 동작에 최대한의 수의 GPU를 할당할 수 있다. 또한, 제 2 동작에 비하여 제 1 동작에 많은 수의 GPU를 할당할 수 있다.

이에 따라, 우선 순위가 높은 제 1 동작의 처리 속도는 우선 순위가 낮은 제 2 동작의 처리 속도보다 빠르게 유지될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서 우선 순위의 할당의 일 예를 나타내는 다른 도면이다.

도 9에는 8개의 GPU들 각각에 영상 재구성 동작이 할당된 것이 도시된다. 도 9는 8개의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5, GPU 6, GPU 7)이 모두 정상 상태에서 동작 가능한 경우를 나타낸다.

제 1 우선 순위를 갖는 제 1 재구성(910)의 동작에는, 8개의 GPU들 중에서 4개의 GPU들 (GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3; 950)이 할당될 수 있다. 제 2 우선 순위를 갖는 제 2 재구성(720)의 동작에는, 8개의 GPU들 중에서 2개의 GPU들(GPU 4, GPU 5; 960)가 할당할 수 있다. 제 2 우선 순위를 갖는 제 3 재구성(930)의 동작에는, 8개의 GPU들 중에서 2개의 GPU들(GPU 6, GPU 7; 970)이 할당될 수 있다.

도 7, 도 8a 및 도 8b에서 설명한 바와 마찬가지로, 우선 순위가 높은 제 1 재구성(910)의 동작이 할당된 GPU들(950)의 수는 제 2 우선 순위를 갖는 제 2 재구성(920) 동작이 할당된 GPU(960) 및 제 3 재구성(930) 동작이 할당된 GPU(970)의 수보다 많다. 이에 따라, 제 1 우선 순위를 갖는 제 1 재구성(910) 동작은 제 2 재구성(920) 동작 및 제 3 재구성(930) 동작 보다 빠르게 처리될 수 있다. 또한, 도 7, 도 8a 및 도 8b에 도시된 실시예와 비교하여, GPU들의 개수가 2개 많기 때문에, 제 2 재구성(910) 동작 및 제 3 재구성(930) 동작이 더 많은 GPU에 할당될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서 우선 순위의 할당의 일 예를 나타내는 다른 도면이다.

도 10은 8개의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5, GPU 6, GPU 7, GPU 8) 중 GPU 0(1001), GPU 4(1009), GPU 5(1011), GPU 6(1013), GPU 7(1015)은 정상 상태이지만, GPU 1(1003), GPU 2(1005), GPU 3(1007)의 고장이 감지된 경우를 도시한다.

도 10의 GPU 1(1003), GPU 2(1005), GPU 3(1007)의 고장이 감지된 경우, 고장이 감지된 GPU 1(1003), GPU 2(1005), GPU 3(1007)를 제외한 나머지 5개의 GPU들 각각에 영상 재구성 동작이 할당될 수 있다.

예를 들어, GPU 0(1001), GPU 4(1009), GPU 5(1011), GPU 6(1013)에는, 제 1 재구성(1010) 동작이 할당될 수 있다. GPU 7(1015)에는 제 2 재구성(1020) 동작 및 제 3 재구성(1030) 동작이 동시에 할당될 수 있다.

도 10에 도시된 실시예는 8개의 GPU 중에서 3개의 GPU가 정상적으로 동작하지 않는 경우이다. 이 때 우선 순위가 떨어지는 제 2 재구성 동작과 제 3 재구성 동작을 1 개의 GPU에 동시에 할당함으로써, 제 1 재구성 동작을 수행하였던 GPU의 고장이 발생한 경우라도, 제 1 재구성, 제 2 재구성 및 제 3 재구성 동작의 기능을 모두 유지할 수 있게 된다.

또한, 도 7, 도 8a 및 도 8b에 도시된 실시예와 비교하여, GPU들의 개수가 2개 많기 때문에 다수의 GPU의 고장이 감지된 경우라 하더라도, 제 1 재구성 동작에 4개의 GPU를 할당함으로써, 제 1 재구성 동작의 처리 속도 또한 고장이 감지되지 않은 경우와 동일하게 유지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법에서는 복수개의 GPU들의 수 및 고장이 감지된 GPU의 수에 근거하여, 제 1 동작에 최대한의 수의 GPU가 할당된다. 또한, 제 2 동작에 비하여 제 1 동작에 많은 수의 GPU를 할당할 수 있다.

이에 따라, 우선 순위가 높은 제 1 동작의 처리 속도는 우선 순위가 낮은 제 2 동작의 처리 속도보다 빠르게 유지될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 11은 단층 데이터 획득부(1101)에서 제 1 대상체 및 제 2 대상체의 단층 데이터를 획득하는 것과, 영상 처리부(410, 510)의 복수의 GPU들에서 제 1 재구성, 제 2 재구성, 제 3 재구성의 동작이 각각 수행되는 과정을 나타낸다.

단층 데이터 획득부(1101)는 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영하는 것에 의해 단층 데이터를 획득할 수 있다. 도 11의 단층 데이터 획득부(1101)는 도 2의 갠트리(102)에 포함될 수 있다.

GPU(1103)는 제 1 재구성 동작이 수행되는 GPU이고, GPU(1105)는 제 2 재구성 동작이 수행되는 GPU이고, GPU(1107)는 제 3 재구성 동작이 수행되는 GPU를 나타내는 것이다. GPU(1103), GPU(1105), GPU(1107) 각각은 복수개일 수 있다.

제 1 재구성, 제 2 재구성, 제 3 재구성은 도 7 내지 10에서 설명한 제 1 재구성, 제 2 재구성, 제 3 재구성에 동일 대응될 수 있다. 구체적으로 도 11에서는 제 1 재구성이 라이브 리컨이고, 제 2 재구성이 스캔 리컨이고, 제 3 재구성이 포스트 리컨인 경우를 도시하였다.

도 11a 및 도 11b 는 복수개의 GPU들의 고장이 감지되지 않은 경우, 제 1 재구성, 제 2 재구성, 제 3 재구성의 동작이 수행되는 경우를 도시한다. 따라서, GPU(1105), GPU(1107) 는 서로 다른 GPU들이 될 수 있다.

먼저, 복수개의 GPU들에 제 1 재구성 동작, 제 2 재구성 동작, 제 3 재구성 동작이 할당될 수 있다(S1101). 제 1 재구성(1102), 제 2 재구성(1103), 제 3 재구성(1104) 동작은 도 7 내지 10에서 설명한 바와 같은 방식에 의해 할당될 수 있다.

도 11a의 단층 데이터 획득부(1101)는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영을 할 수 있다(S1102). 단층 데이터 획득부(1101)는 획득한 제 1 대상체에 대한 단층 데이터를 GPU(1103) 및 GPU(1105)로 전송할 수 있다(S1103).

제 1 재구성 동작이 할당된 GPU(1103)에서는 획득된 단층 데이터에 근거하여 제 1 대상체에 대한 라이브 리컨을 수행할 수 있다(S1104). 이와 동시에 제 2 재구성 동작이 할당된 GPU(1105)에서는 획득된 단층 데이터에 근거하여 제 1 대상체에 대한 스캔 리컨(S1107)을 수행할 수 있다.

단층 데이터 획득부(1101)는 획득한 제 1 대상체에 대한 단층 데이터를 GPU(1107)로 전송할 수 있다(S1108). 제 1 대상체에 대한 라이브 리컨이 완료(S1105)된 후, GPU(1107)에서는 제 1 대상체에 대한 포스트 리컨을 수행할 수 있다(S1111). GPU(1105)에서는 제 1 대상체에 대한 스캔 리컨이 완료될 수 있다(S1109).

한편, 단층 데이터 획득부(1101)는 제 1 대상체와 상이한 제 2 대상체에 대한 단층 촬영을 진행할 수 있다(S1115). 또한, 획득된 제 2 대상체에 대한 단층 데이터를 GPU(1103) 및 GPU(1105)로 전송할 수 있다(S1116).

제 1 대상체와 관련하여 설명한 것과 유사하게, 제 2 대상체에 대해서도 GPU(1103)에서 라이브 리컨이 수행될 수 있다(S1117). 또한 이와 동시에 제 2 대상체에 대해 GPU(1105)에서 스캔 리컨이 수행될 수 있다(S1121).

제 2 대상체에 대한 라이브 리컨 및 스캔 리컨이 수행되는 중에, GPU(1107)에서는 제 1 대상체에 대한 포스트 리컨의 수행이 완료될 수 있다(S1113).

단층 데이터 획득부(1101)는 획득한 제 2 대상체에 대한 단층 데이터를 GPU(1107)로 전송할 수 있다(S1108). 제 2 대상체에 대한 라이브 리컨이 완료(S1119)된 후, GPU(1107)에서는 제 2 대상체에 대한 포스트 리컨을 수행할 수 있다(S1125).

GPU(1105)에서 제 2 대상체에 대한 스캔 리컨이 완료되고 난 후(S1123), GPU(1107)에서 제 2 대상체에 대한 포스트 리컨이 완료될 수 있다(S1127).

도 7 내지 10을 이용하여 설명한 바와 같이, 제 1 우선순위를 갖는 제 1 동작(라이브 리컨)에 소요되는 시간에 비해, 제 2 우선순위를 갖는 제 2 동작(스캔 리컨, 포스트 리컨)에 소요되는 시간이 더 길 수 있다. 즉, 제 1 대상체에 대한 스캔 리컨에 소요되는 시간(1140), 제 1 대상체에 대한 포스트 리컨에 소요되는 시간(1160), 제 2 대상체에 대한 스캔 리컨에 소요되는 시간(1150), 제 2 대상체에 대한 포스트 리컨에 소요되는 시간(1170)은 라이브 리컨에 소요되는 시간과 비교하여 장시간이 된다.

도 11c 및 도 11d는 복수의 GPU들 중 일부의 고장이 감지된 경우, 제 1 재구성, 제 2 재구성, 제 3 재구성의 동작이 수행되는 경우를 도시한다. 따라서, 도 11b에서는 GPU(1105) 및 GPU(1107)가 서로 같은 GPU가 된다.

도 11c 및 도 11d는, 도 11a 및 도 11b과 GPU(1105) 및 GPU(1107)가 서로 같은 GPU가 될 수 있다는 점 외에는 동일하므로, 차이점이 있는 부분을 중심으로 설명한다.

먼저, 복수개의 GPU들에 제 1 재구성 동작, 제 2 재구성 동작, 제 3 재구성 동작이 할당될 수 있다(S1101). 제 1 재구성(1102), 제 2 재구성(1103), 제 3 재구성(1104) 동작은 도 7 내지 10에서 설명한 바와 같은 방식에 의해 할당될 수 있다.

도 11c의 단층 데이터 획득부(1101)는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영을 할 수 있다(S1102). 단층 데이터 획득부(1101)는 획득한 제 1 대상체에 대한 단층 데이터를 GPU(1103) 및 GPU(1105)로 전송할 수 있다(S1103).

제 1 재구성 동작이 할당된 GPU(1103)에서는 획득된 단층 데이터에 근거하여 제 1 대상체에 대한 라이브 리컨을 수행할 수 있다(S1104). 이와 동시에 제 2 재구성 동작이 할당된 GPU(1105)에서는 획득된 단층 데이터에 근거하여 제 1 대상체에 대한 스캔 리컨(S1107)을 수행할 수 잇다.

GPU(1105) 에서 제 1 대상체에 대한 스캔 리컨이 완료(S1109)된 후, 제 1 대상체에 대한 포스트 리컨이 수행될 수 있다(S1111). 제 1 대상체에 대한 포스트 리컨이 완료(S1113)되면, 이어서 제 2 대상체에 대한 스캔 리컨이 수행될 수 있다(S1121).

즉, 제 2 재구성 동작 및 제 3 재구성 동작은 동일한 GPU(1105)에서 수행되므로, 제 1 대상체에 대한 라이브 리컨이 완료된 후, 포스트 리컨이 수행(S1111)될 때까지 시간 간격(1110)이 존재한다.

또한, 제 2 대상체에 대한 스캔 리컨이 수행되는 것(S1121)이 제 2 대상체에 대한 라이브 리컨과 동시에 시작될 수 없다. 따라서, 제 1 대상체에 대한 스캔 리컨이 완료(S1109)된 후, 제 2 대상체에 대한 스캔 리컨이 수행(S1121)될 때까지 시간 간격(1150)이 존재한다.

도 11c 및 도 11d에 따른 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 우선 순위를 갖는 라이브 리컨은 우선 순위가 낮은 제 2 재구성 및 제 3 재구성 동작보다 빨리 처리될 수 있으므로, 제 1 대상체에 대한 포스트 리컨(S1111)이 수행되는 중에도 제 2 대상체의 라이브 리컨이 수행(S1117)될 수 있다.

즉, 예를 들어 A환자에 대한 단면 영상을 포스트 리컨에 의해 후처리하는 중에도, B환자에 대한 단층 촬영 결과를 라이브 리컨에 의해 실시간으로 확인할 수 있게 되는 것이다.

도 12는 의료 영상 처리 장치의 복수의 GPU들 각각의 동작 상태를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 설명하기 위한 도면이다.

전술한 바와 같이, 디스플레이부(540)는, 단층 영상 처리 장치(500)의 현재 상태를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이부(540)는 복수의 GPU들 각각의 현재 동작 상태를 나타내는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이할 수 있다.

도 12a는 6개의 GPU들을 포함하는 단층 영상 처리 장치(500)의 동작 상태를 표시하는 사용자 인터페이스 화면(1200a)을 도시한 것이다.

사용자 인터페이스 화면(1200a)은 단면 영상을 재구성하는 GPU들의 사용 상태를 나타내는 사용자 인터페이스(1210)를 포함할 수 있다.

도 12a를 참조하면, 단층 영상 처리 장치(500)의 6개의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5)은 모두 정상 상태에서 동작할 수 있다.

단층 영상 처리 장치(500)는 제 1 우선 순위를 갖는 제 1 재구성의 동작을, 6개의 GPU들 중에서 4개의 GPU들에 할당할 수 있다. 예를 들어, 단층 영상 처리 장치(500)는 제 1 재구성의 동작을 GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3에 할당할 수 있다. 제 1 재구성의 동작은 라이브 리컨을 포함할 수 있다.

또한, 단층 영상 처리 장치(500)는 제 2 우선 순위를 갖는 제 2 재구성의 동작을 6개의 GPU들 중에서 1개의 GPU에 할당할 수 있다. 예를 들어, 단층 영상 처리 장치(500)는 제 2 재구성의 동작을 GPU 4에 할당할 수 있다. 제 2 재구성은 스캔 리컨을 포함할 수 있다.

또한, 단층 영상 처리 장치(500)는 제 2 우선 순위를 갖는 제 3 재구성의 동작을 6개의 GPU들 중에서 1개의 GPU에 할당할 수 있다. 예를 들어, 단층 영상 처리 장치(500)는 제 3 재구성의 동작을 GPU 5에 할당할 수 있다. 제 3 재구성은 포스트 리컨을 포함할 수 있다.

디스플레이부(540)는 단층 영상 처리 장치(500)의 GPU들 각각의 사용률을 디스플레이 할 수 있다. 구체적으로 디스플레이부(540)는 GPU의 사용율(1213)과 함께 GPU의 사용률을 나타내는 막대(1211)를 디스플레이할 수 있다.

도 12a를 참조하면, 예를 들어, 단층 영상 처리 장치(500)가 제 1 재구성의 동작을 수행하는 경우, GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3의 사용률은 각각 64%일 수 있다. 단층 영상 처리 장치(500)가 제 2 재구성의 동작을 수행하는 경우, GPU 4의 사용률은 40%일 수 있다. 단층 영상 처리 장치(500)가 제 3 재구성의 동작을 수행하지 않고 있는 경우, GPU 5의 사용률은 0%일 수 있다.

도 12b는 6개의 GPU들을 포함하는 단층 영상 처리 장치(500)의 동작 상태를 표시하는 사용자 인터페이스 화면(1200b)을 도시한 것이다.

사용자 인터페이스 화면(1200b)은 단면 영상을 재구성하는 GPU들의 사용 상태를 나타내는 사용자 인터페이스(1220)를 포함할 수 있다.

도 12b를 참조하면, 단층 영상 처리 장치(500)의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5) 중 GPU 0, GPU 1, GPU 3, GPU 4, GPU 5는 정상 상태로 동작할 수 있고, GPU 2가 정상 상태로 동작하지 않을 수 있다.

디스플레이부(540)는 복수의 GPU들 중 고장이 감지된 GPU가 존재하는 경우, 고장이 감지된 GPU를 사용자에게 알려주는 에러 메시지를 디스플레이할 수 있다.

디스플레이부(540)는 GPU 2의 고장이 감지된 경우, GPU 2에 에러가 고장이 감지되었음을 사용자에게 알려주는 에러 메시지(1221)를 디스플레이할 수 있다.

한편, 단층 영상 처리 장치(500)는 GPU 2의 고장이 감지된 경우, 고장이 감지된 GPU 2를 제외한 나머지 5개의 GPU들 각각에 영상 재구성 동작을 할당할 수 있다.

예를 들어, 단층 영상 처리 장치(500)는 GPU 0, GPU 1, GPU 3, GPU 4에, 제 1 재구성 동작을 할당할 수 있다. 여기서, 제1 재구성의 동작은 라이브 리컨을 포함할 수 있다. 단층 영상 처리 장치(500)는 GPU 5에 제 2 재구성 동작 및 제 3 재구성 동작을 동시에 할당할 수 있다. 예를 들어, 제 2 재구성은 스캔 리컨을 포함할 수 있고, 제 3 재구성은 포스트 리컨을 포함할 수 있다.

도 12c는 6개의 GPU들을 포함하는 단층 영상 처리 장치(500)의 동작 상태를 표시하는 사용자 인터페이스 화면(1200c)을 도시한 것이다.

사용자 인터페이스 화면(1200c)은 단면 영상을 재구성하는 GPU들의 사용 상태를 나타내는 사용자 인터페이스(1230)를 포함할 수 있다.

도 12c를 참조하면, 단층 영상 처리 장치(500)의 6개의 GPU들(GPU 0, GPU 1, GPU 2, GPU 3, GPU 4, GPU 5) 중 GPU 0, GPU 4, GPU 5는 정상 상태로 동작할 수 있고, GPU 1, GPU 2, GPU 3가 정상 상태로 동작하지 않을 수 있다.

단층 영상 처리 장치(500)는 GPU 1, GPU 2, GPU 3의 고장이 감지된 경우, 고장이 감지된 GPU 1, GPU 2, GPU 3을 제외한 나머지 3개의 GPU들 각각에 영상 재구성 동작을 할당할 수 있다.

예를 들어, 단층 영상 처리 장치(500)는 GPU 0 및 GPU 4에, 제 1 재구성 동작을 할당할 수 있다. 여기서, 제 1 재구성의 동작은 라이브 리컨을 포함할 수 있다. 단층 영상 처리 장치(500)는 GPU 5에 제 2 재구성 동작 및 제 3 재구성 동작을 동시에 할당할 수 있다. 예를 들어, 제 2 재구성은 스캔 리컨을 포함할 수 있고, 제 3 재구성은 포스트 리컨을 포함할 수 있다.

단층 영상 처리 장치(500)는, 6개의 GPU들 중 3개의 GPU들의 고장이 감지된 경우 경우 제 1 재구성 동작에 4개의 GPU를 할당하는 대신, 2개의 GPU를 할당할 수 있다.

도 12c에서 3개의 GPU들의 고장에 의해, 도 12a에서의 GPU 0의 사용률(1213)보다 도 12c에서 GPU 0의 사용률(1233)이 더 클 수 있다.

사용자는 도 12에 도시된 사용자 인터페이스 화면을 통하여 단층 영상 처리 장치(500)에 포함된 GPU들 중에서 고장이 발생한 GPU가 어떤 것인지 모니터링 할 수 있다. 또한, 사용자는 단층 영상 처리 장치(500)의 재구성 동작 중에 복수의 GPU들의 사용량을 모니터링 할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

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.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

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

Claims (30)

1. 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 프로세싱 유닛(processing unit)들을 복수개 포함하는 영상 처리부; 및
   상기 복수개의 프로세싱 유닛들의 고장 여부를 감지하고, 상기 감지 결과에 근거하여, 상기 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 제 1 우선 순위를 갖는 상기 단면 영상의 재구성 동작인 제 1 동작 및 상기 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 상기 단면 영상의 재구성 동작인 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는 제어부를 포함하는, 의료 영상 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 제 1 동작이 먼저 처리되도록, 상기 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 상기 제 1 동작 및 상기 제 2 동작을 할당하는, 의료 영상 처리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 감지 결과에 근거하여 상기 고장이 발생한 것으로 판단되면, 상기 복수개의 프로세싱 유닛들 중 상기 고장이 발생한 프로세싱 유닛 이외의 프로세싱 유닛 중 적어도 하나에 상기 제 1 동작 및 상기 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는, 의료 영상 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   재구성된 상기 단면 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는, 의료 영상 처리 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 프로세싱 유닛들은 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영 하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 상기 대상체에 대한 상기 단면 영상을 재구성하는, 의료 영상 처리 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 디스플레이부는
   상기 적어도 하나의 대상체에 포함되는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 진행되는 중에, 상기 제 1 동작에 의해 생성된 제 1 단면 영상을 디스플레이하는, 의료 영상 처리 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 디스플레이부는
   상기 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 완료된 후에, 상기 제 2 동작에 의해 생성된 제 2 단면 영상을 디스플레이하는, 의료 영상 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제 2 동작은 스캔 리컨(scan reconstruction)을 포함하고,
   상기 스캔 리컨은 상기 제 1 동작에 이용되는 재구성 방식과 상이한 재구성 방식에 따라서 상기 단층 데이터를 이용하여 상기 제 2 단면 영상을 재구성하는 방법인, 의료 영상 처리 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제 2 동작은
   상기 단층 데이터 및 상기 제 1 단면 영상 중 적어도 하나에 근거하여 상기 제 1 대상체에 대한 상기 제 2 단면 영상을 생성하는 포스트 리컨을 더 포함하는, 의료 영상 처리 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는
    적어도 하나의 프로세싱 유닛에 상기 제 2 동작을 할당하며, 상기 적어도 하나의 프로세싱 유닛이 상기 스캔 리컨을 완료한 후 상기 포스트 리컨을 수행하도록 제어하는, 의료 영상 처리 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제 2 동작이 할당된 프로세싱 유닛의 수보다 많은 수의 프로세싱 유닛들에 상기 제 1 동작을 할당하는, 의료 영상 처리 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 프로세싱 유닛들의 수 및 고장이 감지된 프로세싱 유닛의 수에 근거하여 상기 프로세싱 유닛들 각각에 상기 제 1 동작 및 상기 제 2 동작 중 어느 하나를 할당하는, 의료 영상 처리 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 상기 제 1 동작이 할당된 프로세싱 유닛의 개수를 동일하게 유지시키는, 의료 영상 처리 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제 1 동작에 의해 상기 대상체의 상기 단면 영상이 생성되는 속도가
    프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 동일하게 유지되도록 제어하는, 의료 영상 처리 장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 동작에 대한 입력을 받는 입력부를 더 포함하고,
    상기 영상 처리부는 상기 입력에 기초하여 상기 제 2 동작의 영상 재구성 방식을 결정하는, 의료 영상 처리 장치.
16. 대상체에 대한 단면 영상을 재구성하는 복수개의 프로세싱 유닛(processing unit)들의 고장 여부를 감지하는 단계; 및
    상기 감지 결과에 근거하여, 상기 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 제 1 우선 순위를 갖는 상기 단면 영상의 재구성 동작인 제 1 동작 및 상기 제 1 우선 순위보다 낮은 우선 순위인 제 2 우선 순위를 갖는 상기 단면 영상의 재구성 동작인 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는 단계를 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 할당하는 단계는
    상기 제 1 동작이 먼저 처리되도록, 상기 복수개의 프로세싱 유닛들 중 적어도 하나에 상기 제 1 동작 및 상기 제 2 동작을 할당하는 단계를 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 할당하는 단계는
    상기 감지 결과에 근거하여 상기 고장이 발생한 것으로 판단되면, 상기 복수개의 프로세싱 유닛들 중 상기 고장이 발생한 프로세싱 유닛 이외의 프로세싱 유닛 중 적어도 하나에 상기 제 1 동작 및 상기 제 2 동작 중 적어도 하나를 할당하는 단계를 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
19. 제16항에 있어서,
    재구성된 상기 단면 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
20. 제16항에 있어서,
    상기 복수개의 프로세싱 유닛들은 적어도 하나의 대상체를 단층 촬영 하여 획득된 단층 데이터에 근거하여 상기 대상체에 대한 상기 단면 영상을 재구성하는, 의료 영상 처리 방법.
21. 제19항에 있어서, 상기 디스플레이하는 단계는
    상기 적어도 하나의 대상체에 포함되는 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 진행되는 중에, 상기 제 1 동작에 의해 생성된 제 1 단면 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 디스플레이하는 단계는
    상기 제 1 대상체에 대한 단층 촬영이 완료 된 후에, 상기 제 2 동작에 의해 생성된 제 2 단면 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
23. 제22항에 있어서,
    상기 제 2 동작은 스캔 리컨(scan reconstruction)을 포함하고,
    상기 스캔 리컨은 상기 제 1 동작에 이용되는 재구성 방식과 상이한 재구성 방식에 따라서 상기 단층 데이터를 이용하여 상기 제 2 단면 영상을 재구성하는 방법인, 의료 영상 처리 방법.
24. 제23항에 있어서,
    상기 제 2 동작은
    상기 단층 데이터 및 상기 제 1 단면 영상 중 적어도 하나에 근거하여 상기 제 1 대상체에 대한 상기 제 2 단면 영상을 생성하는 포스트 리컨을 더 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
25. 제24항에 있어서,
    상기 할당하는 단계에서 적어도 하나의 프로세싱 유닛에 상기 제 2 동작을 할당하는 경우,
    상기 적어도 하나의 프로세싱 유닛은 상기 스캔 리컨이 완료된 후 상기 포스트 리컨을 수행하도록 구성되는, 의료 영상 처리 방법.
26. 제16항에 있어서,
    상기 제 1 동작에 할당된 프로세싱 유닛들의 수는 상기 제 2 동작에 할당된 프로세싱 유닛들의 수보다 많은, 의료 영상 처리 방법.
27. 제16항에 있어서, 상기 할당하는 단계는
    상기 복수개의 프로세싱 유닛들의 수 및 고장이 감지된 프로세싱 유닛의 수에 근거하여 상기 프로세싱 유닛들 각각에 상기 제 1 동작 및 상기 제 2 동작 중 어느 하나를 할당하는 단계를 포함하는, 의료 영상 처리 방법.
28. 제16항에 있어서,
    상기 제 1 동작이 할당된 프로세싱 유닛의 개수는
    프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 동일하도록 유지되는, 의료 영상 처리 방법.
29. 제28항에 있어서,
    상기 제 1 동작에 의해 상기 대상체의 상기 단면 영상이 생성되는 속도는
    프로세싱 유닛의 고장이 감지된 경우 및 프로세싱 유닛의 고장이 감지되지 않은 경우에 있어서 동일하도록 유지되는, 의료 영상 처리 방법.
30. 제16항에 있어서,
    상기 제 2 동작에 대한 입력을 받는 단계를 더 포함하고,
    상기 입력에 기초하여 상기 제 2 동작의 영상 재구성 방식이 결정되는, 의료 영상 처리 방법.

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