KR101842943B1 - 관전류 변동 제어(tcm)를 적용한 cbct 영상 획득 방법 및 시스템 - Google Patents

관전류 변동 제어(tcm)를 적용한 cbct 영상 획득 방법 및 시스템 Download PDF

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조승룡
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서가 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용함으로써 CBCT 영상을 획득하는 방법에 있어서, (a) 기 저장된 CT 영상 데이터를 수신하는 단계; (b) 상기 CT 영상 데이터 중 특정 데이터 슬라이스가 선택되면, 상기 데이터 슬라이스를 기반으로 방사선 조사 각도별 감쇠값을 산출하는 단계; (c) 상기 TCM CBCT 영상의 화질을 보정하기 위한 총 관전류량을 산출하는 단계; (d) 상기 조사 각도별 감쇠값을 통해 TCM CBCT 촬영을 위한 조사 각도별 관전류량을 산출하는 단계; 및 (e) 상기 산출된 조사 각도별 관전류량 정보를 CBCT 장치에 전송함으로써, 상기 조사 각도별 관전류량 정보에 따라, 상기 TCM CBCT 촬영에서 조사되는 방사선량을 조절하는 단계를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 방법이 제공된다.

Description

관전류 변동 제어(TCM)를 적용한 CBCT 영상 획득 방법 및 시스템 {METHOD FOR ACQUIRING CBCT IMAGE USING TUBE CURRENT MODULATION(TCM) AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 관전류 변동 제어(TCM)를 적용한 CBCT 영상 획득 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히, 기존 Plan CT 영상 데이터를 기반으로 감쇠값 분석을 통해, 각각의 조사 각도별로 필요한 최소 관전류량을 결정함으로써, 기존의 CBCT 영상 데이터 화질은 유지하면서도, 조사되는 방사선량을 대폭 감소하기 위한 TCM CBCT 영상 획득 방법 및 시스템에 관한 것이다.
환자의 치료 목적으로 유용하게 이용되는 종래의 CT 촬영 방법은 다면적인 정보를 획득하기 위해서는 다수의 촬영 과정이 필요하다.
특히, 피사체에 대한 3차원 정보를 획득하기 위해서는 단면에 수직인 방향으로 이동하면서 다수의 회전스캔을 반복하여야 3차원 영상 정보를 획득할 수 있을 뿐만 아니라, 피사체의 크기가 클수록 그 스캔 횟수 또한 증가하게 된다.
따라서, 인체에 유해한 방사선량이 불필요하게 다량 조사되는 문제점이 있다.
Cone Beam CT(CBCT)는 면적 검출기를 사용하여 원추형의 투과 X선을 2차원적으로 검출하고, 이를 이용하여 3차원의 체적 정보를 획득함으로써 피사체에 대한 1회전 스캔만으로 3차원 및 다면 영상을 구성할 수 있다. 그러나 피사체의 방사선 피폭으로 인한 부작용의 부담을 줄이고, 이용 효과를 극대화하기 위한 이용 횟수의 증가는 방사선량의 감소를 필요로 한다.
관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM)는 방사선 장치의 관전류를 조절함으로써, 피사체에 조사되는 방사선량을 제어하는 기법으로서, 불필요하게 조사되는 방사선량을 감소시킬 수 있는 효과가 있으나, CBCT 촬영의 경우, Pre-scan 이미지 획득에 어려움이 있어 관전류 변동 제어의 이용에 제약이 존재한다.
이에 따라, CBCT 촬영시 조사 각도에 따른 방사선량 조절이 어려워 불필요한 방사선이 조사된다는 문제점이 여전히 존재한다.
선행문헌 1은 시준기를 통해 불필요한 영역에 대한 방사선 조사를 방지하여 피사체에 조사되는 방사선량의 감소 방법을 제시하고 있으나, 이 경우에도 방사선 발생 장치에서 발생되는 방사선량 자체를 궁극적으로 제어할 수는 없어, CBCT 촬영시 발생되는 불필요한 방사선량을 줄일 수 없다는 문제점이 그대로 존재한다.
뿐만 아니라, 선행문헌 1의 경우, 저선량의 방사선 조사를 통해 고해상도의 영상 이미지 획득을 수행할 수 없다는 문제점 또한 존재한다.
선행문헌 1: 한국 등록특허공보 제10-1076319호 (2011.10.18 등록)
본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 관전류 변동 제어를 통해 CBCT 촬영의 방사선 조사 각도별로 방사선량을 조절함으로써, 불필요한 방사선량을 감소시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 기존 CBCT 영상 화질과 동일한 수준 혹은 그 이상의 TCM CBCT 영상 화질을 유지하도록 하는데 필요한 최소 관전류량 값을 산출함으로써, 기존 CBCT 촬영에 비해 획기적으로 감소된 방사선 조사량으로도 양질의 영상 데이터를 획득할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기존 CBCT 영상 데이터의 잡음 분산 값 및 TCM CBCT 잡음 분산 값의 상관 관계를 통해, 특정 화질을 획득에 필요한 관전류량 값을 산출할 수 있도록 함으로써, 영상 데이터의 화질을 용이하게 조절할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 기존의 CT 영상만으로도 촬영하고자 하는 대상의 형태 또는 크기를 반영한 TCM 알고리즘을 활용할 수 있도록 함으로써, 양질의 영상 데이터 획득과 동시에 방사선량을 최소화하는 방법의 활용성 및 용이성을 향상시키는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서가 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용함으로써 CBCT 영상을 획득하는 방법에 있어서, (a) 기 저장된 CT 영상 데이터를 수신하는 단계; (b) 상기 CT 영상 데이터 중 특정 데이터 슬라이스가 선택되면, 상기 데이터 슬라이스를 기반으로 방사선 조사 각도별 감쇠값을 산출하는 단계; (c) 상기 TCM CBCT 영상의 화질을 보정하기 위한 총 관전류량을 산출하는 단계; (d) 상기 조사 각도별 감쇠값을 통해 TCM CBCT 촬영을 위한 조사 각도별 관전류량을 산출하는 단계; 및 (e) 상기 산출된 조사 각도별 관전류량 정보를 CBCT 장치에 전송함으로써, 상기 조사 각도별 관전류량 정보에 따라, 상기 TCM CBCT 촬영에서 조사되는 방사선량을 조절하는 단계를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, TCM CBCT 장치가 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용한 CBCT 촬영 방법에 의해 TCM CBCT 영상을 획득하는 방법에 있어서, (a) 기 촬영된 CT 영상 데이터 중 선택된 촬영 대상에 관한 데이터 슬라이스를 기반으로 산출된 TCM CBCT 촬영의 총 관전류량 정보를 통해 상기 TCM CBCT 영상의 화질을 보정하는 단계; (b) 상기 데이터 슬라이스를 기반으로 조사 각도별 감쇠값을 산출하여 결정된 조사 각도별 관전류량 정보에 따라, TCM CBCT 촬영시의 각 방사선 조사 각도별로 관전류를 제어하는 단계; 및 (c) 상기 조사 각도별 관전류 제어에 따라 상기 TCM CBCT 촬영시 조사되는 방사선량을 상기 조사 각도별로 조절하는 단계를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용하여 CBCT 영상을 획득하기 위한 TCM CBCT 영상 획득 시스템에 있어서, 피사체를 향하여 조사 각도에 따른 방사선량을 방사하는, 방사선 발생부; 상기 방사된 방사선의 조사 영역을 조절하는, 콜리메이터; 상기 피사체에 대한 TCM CBCT 촬영이 회전하여 수행되도록 하는, 회전 구동부; 상기 피사체를 통과하는 방사선을 검출하는, 검출부; 프로세서로부터 수신된 관전류량 정보에 따라, 각각의 조사 각도별로 관전류량을 제어함으로써, 상기 피사체에 조사되는 방사선량을 조절하는, 제어부; 및 기 저장된 CT 영상 데이터로부터 특정 데이터 슬라이스가 선택되면, 상기 데이터 슬라이스를 기반으로 상기 조사 각도에 대한 감쇠값, 상기 TCM CBCT 촬영을 위한 총 관전류량, 및 상기 조사 각도별 관전류량을 산출하여, 상기 조사 각도별 감쇠값 정보, 상기 총 관전류량 정보, 또는 상기 조사 각도별 관전류량 정보 중 일 이상의 정보를 제어부로 전송하는, 프로세서를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 시스템이 제공된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 관전류 변동 제어를 통해 CBCT 촬영의 방사선 조사 각도별로 방사선량을 조절함으로써, 불필요한 방사선량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 CBCT 영상 화질과 동일한 수준 혹은 그 이상의 TCM CBCT 영상 화질을 유지하도록 하는데 필요한 최소 관전류량 값을 산출함으로써, 기존 CBCT 촬영에 비해 획기적으로 감소된 방사선 조사량으로도 양질의 영상 데이터를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 CBCT 영상 데이터의 잡음 분산 값 및 TCM CBCT 잡음 분산 값의 상관 관계를 통해, 특정 화질을 획득에 필요한 관전류량 값을 산출할 수 있도록 함으로써, 영상 데이터의 화질을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 CT 영상만으로도 촬영하고자 하는 대상의 형태 또는 크기를 반영한 TCM 알고리즘을 활용할 수 있도록 함으로써, 양질의 영상 데이터 획득과 동시에 방사선량을 최소화하는 방법의 활용성 및 용이성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관전류 변동 제어를 적용한 CBCT 영상 획득 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관전류 변동 제어를 적용한 CBCT 영상 획득 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TCM CBCT 영상 획득에 있어 감쇠값 산출 방법의 일례들을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 감쇠값 산출 방법에 의한 TCM CBCT 영상 획득 과정에서의 관전류량 및 TCM을 적용하지 않은 CBCT 영상 획득 과정에서의 관전류량을 비교하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 감쇠값 산출 방법에 의한 TCM CBCT 촬영을 통해 획득된 영상 및 TCM을 적용하지 않은 CBCT 촬영을 통해 획득된 영상을 비교하여 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조 부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
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 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관전류 변동 제어를 적용한 CBCT(Cone Beam CT, 콘빔 CT) 영상 획득 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM)를 적용한 CBCT 영상 획득 시스템은 CBCT 장치(100) 및 프로세서(200)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CBCT 장치(Cone Beam CT)(100)는 원추형의 투과 X선을 통해 피사체의 2차원 또는 3차원 등의 다면 영상을 획득할 수 있는 장치로서, 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 이용해 방사선 조사량을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, CBCT 장치(100)는 방사선 촬영부(110) 및 제어부(120)를 포함할 수 있으며, 방사선 조사를 통해 피사체의 방사선 영상을 획득하는 방사선 촬영부(110)는 방사선 발생부(111), 콜리메이터(112), 회전 구동부(113) 및 검출부(114)를 포함할 수 있다.
방사선 발생부(111)는 방사선 영상을 획득하기 위한 X선과 같은 방사선을 피사체를 향해 방사시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생부(111)는 소정 거리 이격된 회전축을 기준으로 회전하면서 방사선을 조사하는데, 이때, 방사선 조사 방향, 즉, 방사선 발생부(111)에서 피사체로 조사되는 방사선의 각도를 이하, '조사 각도(i)'라고 하기로 한다.
예를 들어, 도 1을 참고하면, 도 1 상에서 방사선 발생부(111)의 조사 방향을 0°라고 가정하면, 도 1의 위치로부터 피사체를 중심으로 방사선 발생부(111)가 회전한 정도를 조사 각도(i)라고 할 수 있다.
이 때, 방사선 조사 방향이 0°인 지점은 임의로 설정할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따라 조사 각도별 관전류량을 산출하기 위한 각각의 조사 각도(i)를 0° 내지 360°에 대하여 1이상의 임의의 정수로 나누어 설정할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방사선 발생부(111)에서 조사되는 방사선량 조절을 위해 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용할 수 있다.
관전류란 방사선 발생시 방사선관 양단에 흐르는 전류를 의미하며, 관전류가 증가하면, 그에 비례하여 방사선의 총에너지, 즉, 피사체에 조사되는 방사선량이 증가하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 CBCT 장치(100)는 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM)를 이용하므로, 관전류 조절을 통해 방사선량의 제어가 가능하다. 이에 따라, CBCT 촬영시 피사체에 조사되는 방사선량을 최소화하여 불필요한 방사선이 조사되는 것을 방지할 수 있다.
CBCT 촬영시 방사선 조사량을 감소시키는 경우, 획득된 CBCT 영상의 화질 저하가 초래될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 CT 영상을 통해 조사 각도별 감쇠값들을 산출하여, 기존 CBCT 촬영시의 노이즈 값과 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용한 CBCT 촬영시 노이즈 값을 일치시킴으로써, 화질 저하 문제를 개선할 수 있다.
뿐만 아니라, 일 실시예에 따른 방사선 발생부(111)에서 방사되는 방사선량은 관전류 제어를 통해 조사 각도별로 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콜리메이터(112)는 방사선 발생부(111)에서 방사되는 방사선의 조사 범위를 조절할 수 있다.
콜리메이터(112)는 방사선 발생부(111)에서 방사된 방사선의 조사 방향을 조절함으로써, CBCT의 지향성을 제어할 수 있고, 기 설정된 조사 각도별 적정 방사선량이 조사될 방사선 조사 영역을 제어할 수도 있다.
회전 구동부(113)는 CBCT 장치(100)의 방사선 촬영시 회전 촬영을 가능하도록 하는 모듈로서 방사선 조사 각도를 조절할 수 있는데, 일 실시예에 따르면, 피사체를 중심으로 방사선 발생부(111), 콜리메이터(112) 및 검출부(114)를 회전시킴으로써, 피사체에 대한 회전 스캔을 통해 다면 영상을 획득하도록 할 수도 있고, 다른 실시예에 따르면, 피사체를 회전시켜 회전 촬영이 가능하도록 할 수도 있다.
검출부(114)는 피사체를 투과하는 방사선을 검출하여 피사체에 대한 방사선 영상을 생성 또는 처리할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(120)는 방사선 촬영부(110)와 연결되어, 방사선 촬영부(110)의 각 기능에 대한 제어, 명령 또는 처리 등을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 관전류량을 제어함으로써, 방사선 발생부(111)에서 조사되는 방사선량을 조절할 수 있다. 프로세서(200)에서 피사체의 방사선 영상 화질을 저하시키지 않는 범위의 조사 각도별 관전류량이 산출되면, 제어부(120)는 산출된 관전류량 정보에 따라, 관전류 변동 제어를 수행함으로써, CBCT 촬영시 각 조사 각도별로 설정된 적정 방사선량이 방사선 발생부(111)에서 방사될 수 있도록 한다.
또한, 제어부(120)는 콜리메이터(112) 제어를 통해 방사선 발생부(111)로부터 방사된 방사선의 조사 방향을 정확히 조절할 수 있고, 방사선 발생부(111)에서 조사되는 방사선량을 조절함과 동시에 회전 구동부(130)를 제어함으로써, 조사 각도에 따라 상이하게 설정된 방사선량이 각각의 조사 각도에 부합하게 조사될 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 제어부(120)는 검출부(140)에서 검출된 방사선 또는 전기적 신호 등과 같은 데이터를 처리함으로써, 2차원 또는 3차원 등의 방사선 영상을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(200)는 피사체의 방사선 영상의 화질을 유지할 수 있는 최소의 관전류량을 조사 각도별로 산출하여, CBCT 장치(100)의 방사선 조사량을 제어할 수 있다.
도 1에서는 프로세서(200)가 CBCT 장치(100) 외부에 구비되어 CBCT 장치(100)와의 통신을 통해, 산출된 파라미터 등과 같은 TCM CBCT 장치의 구동 제어 또는 명령 정보를 송수신하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서(200)가 CBCT 장치(100) 내부에 구비될 수도 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(200)는 기 촬영된 CT 영상 데이터(이하, 'Plan CT'라 한다)를 기반으로 본 발명의 실시예에 따른 TCM(관전류 변동 제어, Tube Current Modulation) CBCT 영상 획득 방법에서 필요한 대상물의 설정 및 파라미터 산출을 수행할 수 있다.
상기 대상물 설정 및 파라미터 산출의 기초가 되는 Plan CT 데이터는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography, CT) 장치, CBCT 장치 등을 포함한 방사선 촬영 장치를 통해 획득된 CT 영상 데이터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 특정 부위에 대한 방사선 영상 획득을 위해 TCM CBCT 촬영이 이용될 수 있는데, 이 경우, 치료계획용 Plan CT 데이터를 활용하여 TCM CBCT 영상이 필요한 특정 부위를 선택할 수 있다.
TCM CBCT 촬영을 위한 특정 부위, 즉, 대상물이 선택되면, 프로세서(200)는 Plan CT 데이터에서 특정 데이터 슬라이스를 선택하여, 선택된 데이터 슬라이스를 통해 TCM CBCT 촬영을 위한 파라미터들을 산출할 수 있다. 상기 프로세서(200)에서 파라미터 산출의 기준으로 선택되는 데이터 슬라이스는 TCM CBCT 영상을 획득하고자 하는 특정 부분에 대한 2D 또는 3D의 영상 데이터에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는 TCM CBCT 영상 획득 과정에서 필요한 방사선 조사량을 결정하기 위해 선택된 데이터 슬라이스를 바탕으로 조사 각도별 감쇠(attenuation)값, 총 관전류량, 조사 각도별 관전류량 등과 같은 파라미터들을 산출한다.
일 실시예에 따른 프로세서(200)는 선택된 데이터 슬라이스를 기반으로 방사선 조사 각도(i)를 설정하고, 각 조사 각도별 감쇠(attenuation)값을 계산할 수 있다.
조사 각도(i)의 설정은 상술한 바와 같이, 피사체를 중심으로 방사선이 0°부터 360°까지 회전하면서 조사될 때, 0° 내지 360°를 임의의 구간으로 나누어 설정할 수 있다.
예를 들면, 0° 내지 360°의 회전 구간 중, 방사선 조사 방향을 6으로 나눌 경우, 방사선 조사 방향이 0°일 때의 조사 각도는 i=1, 방사선 조사 방향이 60°인 경우의 조사 각도는 i=2, 120°에서 i=3, 180°에서 i=4, 240°에서 i=5, 300°에서 i=6이 될 수 있다.
이때, 조사 각도(i) 1은, TCM CBCT 촬영 1회전시, 방사선 조사 각도가 0ㅀ인 경우, 즉, 방사선 조사 시작점에서의 각도를 의미하며, 조사 각도(i) 6은, TCM CBCT 촬영 1회전시 마지막 방사선 조사 시점에서의 각도를 의미하게 된다.
상술한 바와 같이, 조사 각도(i)는 각 TCM CBCT 촬영시마다 상이하게 설정될 수 있으며, 이하, 방사선 조사 시작점에서의 조사 각도를 i=1, 마지막 방사선 조사 시점에서의 조사 각도를 i=P라고 한다.
일 실시예에 따라, 슬라이스 선택 및 조사 각도 설정이 수행되면, 프로세서(200)는 각 조사 각도별 감쇠(attenuation)값을 계산하게 된다.
Figure 112016115106870-pat00001
조사 각도(i)에서의 감쇠(attenuation)값을 Ai라 할 때, Ai는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, μ는 피사체의 특성에 따른 감쇠 계수(attenuation coefficient)이며, ℓ은 데이터 슬라이스에서 방사선이 투과한 피사체의 길이를 의미한다.
또한, Noi는 각 조사 각도(i)별로 방사선 발생부(111)에서 방사되는 방사선량, 즉, 각 조사 각도(i)에서 방사되는 양자수로서, 피사체를 통과하는 방사선 조사 각도(i)에서의 관전류량에 대응되는 개념이며, Ni는 피사체를 통과한 이후의 양자수가 된다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(200)는 특정 부위에 대한 데이터 슬라이스를 선택하여 상기 데이터 슬라이스로부터 조사 각도(i)별 감쇠값 Ai를 계산할 수 있는데, 이와 같은 감쇠값 계산 방법의 일 실시예로서, Central-ray에 따른 감쇠값 계산 방법을 이용할 수도 있고, 다른 실시예로는 평균값(Mean)에 의한 감쇠값 계산 방법을 이용할 수도 있다.
Central-ray에 따른 감쇠값 계산은, 선택된 데이터 슬라이스 상에서 영상 데이터의 중심, 즉, 피사체의 중심 픽셀을 지나는 조사 각도(i)별 방사선 직선(line) 각각에 대한 감쇠값을 산출하는 방법에 해당하며, 평균값(Mean)에 의한 감쇠값 계산은, 선택된 데이터 슬라이스 상에서 각도에 따라 구분한 일정 영역의 픽셀들을 지나는 방사선 직선(line)들 각각의 감쇠값에 대한 평균값(Mean)을 산출하는 방법이다.
구체적으로, Central-ray에 따른 감쇠값은 각 조사 각도(i)에서 CT 영상 데이터의 중심을 지나는 선(line)에 대한 픽셀값(μ×ℓ)을 통해 Ai를 결정하고, 평균값(Mean)에 의한 감쇠값은 특정 영역에 대한 픽셀들을 지나는 선(line)들의 픽셀값(μ×ℓ)을 각 선(line)별로 구한 후, 그 값들의 평균을 통해 Ai를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관전류 변동 제어(TCM)를 적용한 CBCT 영상 획득 시스템은 Central-ray 또는 평균값(Mean) 계산 방법을 통해 감쇠값을 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 두 가지 방법을 통해 계산된 감쇠값을 모두 산출함으로써, TCM CBCT에 적합한 방법을 선택하도록 할 수도 있다.
프로세서(200)는 계산된 감쇠값을 통해 TCM CBCT 촬영의 관전류량 또는 방사선량을 결정하게 되는데, 방사선량을 조절함으로써, 불필요한 방사선 조사량을 줄이되, 획득되는 영상 데이터의 화질 저하가 발생되지 않도록 하는 조사 각도(i)별 이상적인 방사선량, 즉, 조사 각도(i)별 관전류량을 산출한다.
기존 CBCT 촬영에 의해 획득된 영상의 화질을 유지하기 위해 프로세서(200)는 아래와 같은 과정으로 TCM CBCT 촬영시의 관전류량을 산출할 수 있다.
Figure 112016115106870-pat00002
Figure 112016115106870-pat00003
수학식 2는 관전류 변동 제어(TCM)가 적용되지 않은 기존의 CBCT 촬영에서의 잡음 분산(noise variance)을 계산하는 방법을 나타내며, 수학식 3은 관전류 변동 제어(TCM)가 적용된 CBCT 촬영에서의 잡음 분산(noise variance)을 나타낸다.
수학식 2를 참고하면, σCBCT는 기존 CBCT의 잡음 분산으로, 기존 CBCT 촬영에서의 화질 정도를 의미할 수 있다. σCBCT의 제곱수는 조사 각도(i)가 1인 경우부터 기존 CBCT 촬영 1회전시, 마지막 조사 각도로 설정된 P까지 각 조사 각도(i)별 잡음 분산의 제곱을 모두 합한 값과 같게 되며, 각 조사 각도(i)에서의 잡음 분산을 제곱한 값은, 해당 조사 각도(i)에서의 감쇠값을 동일한 조사 각도(i)에서의 양자수, 즉, 전류량(Noi)으로 나눈 값으로 나타낼 수 있다.
수학식 3의 σTCM은 TCM CBCT에서의 잡음 분산 값으로서, TCM CBCT 촬영시 화질을 결정할 수 있다.
여기서, No(TCM)는 TCM CBCT 촬영시 총 관전류량을 의미하며, 나머지 변수들은 상술한 바와 동일하므로 기타 변수에 관한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다만, No(TCM) 및 Noi(TCM)는 본 발명의 실시예에 따른 TCM CBCT에서의 총 양자수(총 관전류량에 대응) 및 각각의 조사 각도(i)에서 양자수(조사 각도(i)별 관전류량에 대응)를 나타내며, 이는, 기존 CBCT 촬영시의 전류량 또는 양자수를 의미하는 No 및 Noi와 구별된다.
TCM CBCT 촬영의 잡음 분산 값을 기존 CBCT 촬영의 잡음 분산 값과 동일하게 할 경우, TCM CBCT를 통해 획득된 영상이 기존 CBCT를 통해 획득된 영상과 최소 동일한 화질을 가질 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(200)는 σCBCT 값 및 σTCM 값을 통해 관전류량을 결정함으로써, TCM CBCT 영상의 화질을 기존과 동일하게 하거나, 기존보다 양질의 화질을 획득하도록 할 수 있다.
이와 같은 프로세서(200)의 TCM CBCT 영상의 화질 조절을 위한 최소 관전류량 산출 과정은 후술할 수학식 4 내지 수학식 6을 이용해 수행될 수 있다.
Figure 112016115106870-pat00004
Figure 112016115106870-pat00005
Figure 112016115106870-pat00006
상술한 바와 같이, 프로세서(200)는 TCM CBCT의 영상 화질이 기존의 CBCT 영상 화질보다 저하되지 않도록 하기 위해, 수학식 4를 통해 기존의 CBCT 영상의 잡음 분산과 TCM CBCT의 잡음 분산을 동일하게 한다.
수학식 2 및 수학식 3으로부터 도출되는 σCBCT의 제곱 및 σTCM의 제곱 값을 수학식 4에 대입하면, 수학식 5와 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 5를 No( TCM )에 대하여 정리하면, 수학식 6과 같이 나타난다.
수학식 6의 No( TCM )는, 본 발명의 실시예에 따라 관전류 변동 제어(TCM)를 적용한 CBCT 영상 획득 시스템에서 기존의 CBCT 장치를 통해 획득된 영상과 동일한 화질을 갖도록 하는 총 관전류량을 의미할 수 있다.
이하, 상술한 바와 같이 도출된 No(TCM)(TCM CBCT의 총 관전류량)으로부터 TCM CBCT에서 각각의 조사 각도(i)별로 조사되는 방사선량(TCM CBCT의 조사 각도(i)별 관전류량)을 산출하는 방법을 설명하도록 한다.
먼저, 관전류 변동 제어(TCM)가 적용된 CBCT에서 각 조사 각도(i)에 대한 관전류량은 수학식 7에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112016115106870-pat00007
수학식 7에 본 발명의 실시예에 따라 프로세서(200)로부터 산출된 No(TCM)(TCM CBCT의 총 관전류량) 값을 대입함으로써, TCM CBCT 촬영에서 영상 화질을 유지하기 위한 각 조사 각도(i)별 관전류량(Noi(TCM)) 또한 결정할 수 있다.
수학식 7에 수학식 6을 대입해보면, TCM CBCT의 조사 각도(i)별 관전류량(Noi(TCM))은 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016115106870-pat00008
여기서, No( TCM )에 관한 식을 나타낸 수학식 6과, 수학식 8에 포함되는 변수 Noi는 관전류 변동 제어(TCM) 기법이 적용되지 않은 기존의 CBCT 촬영시 조사 각도(i)별 양자수 또는 전류량을 의미하는 것으로, 본 발명의 실시예에 따라 프로세서(200)에서 궁극적으로 결정하고자 하는 TCM CBCT의 조사 각도(i)별 관전류량(Noi(TCM))과는 구별되는 개념임을 유의하여야 한다.
즉, Noi는 관전류 변동 제어(TCM)가 적용되지 않은 기존의 CBCT 촬영 방법에 의한 조사 각도(i)별 관전류량을 의미하며, 이 경우, 관전류량의 변동 제어가 수행되지 않으므로, 모든 조사 각도(i)에서 동일한 관전류량 값을 나타내게 된다.
상기 기존의 CBCT 촬영 방법에 의한 조사 각도(i)별 관전류량(Noi)은, TCM CBCT 영상을 획득하고자 하는 피사체와 동질의 대상물에 대한 임의의 CBCT 촬영 영상 데이터를 기준으로 설정할 수도 있으며, 해당 피사체의 특정 부위에 대해 기존의 CBCT 촬영에서 통상적으로 이용되는 Noi 값으로 설정될 수도 있다.
프로세서(200)에서 결정되는 TCM CBCT의 조사 각도(i)별 관전류량(Noi ( TCM )), 즉, 수학식 8을 참고해 볼 때, 프로세서(200)는 기존의 Plan CT 영상만으로 조사 각도(i)별 감쇠값 계산을 통해 각 조사 각도(i)에서의 관전류량을 도출하여, 결정된 관전류량에 따라 CBCT 장치(100)에서 조사되는 방사선량이 조절함으로써, 방사선 조사량을 최소화하면서도 기존 CBCT 촬영에 의해 획득되는 영상 데이터의 화질과 동일 또는 그 이상의 화질을 나타내는 양질의 영상 데이터를 획득할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관전류 변동 제어(TCM)를 적용한 CBCT 영상 획득 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 도면이다.
먼저, TCM CBCT 촬영에서 필요한 파라미터 산출의 기초 자료로서 사용될 Plan CT 촬영 영상 데이터를 획득한다(S210). 상기 Plan CT 영상 데이터는 기 촬영된 CT 영상 데이터를 활용할 수도 있고, TCM CBCT 영상 획득 과정에 선행하여 치료 계획용 CT 촬영을 수행하여 획득되는 데이터일 수도 있다.
TCM CBCT 촬영을 통해 획득하고자 하는 특정 부위가 선택되면, 상기 Plan CT 영상 데이터를 기초로, 선택된 특정 부위에 대한 데이터 슬라이스가 설정된다(S220).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계 S220에서 설정되는 데이터 슬라이스는 2D 영상 이미지 데이터일 수도 있고, 체적(volume)에 대한 3D 영상 이미지 데이터일 수도 있다.
이후, 설정된 데이터 슬라이스를 통해 조사 각도(i)에 따른 감쇠(attenuation)값을 계산하게 되는데(S230), 상기 조사 각도(i)는 해당 TCM CBCT 촬영에 적합한 방사선 조사 구간으로 1회전 구간(0° 내지 360°)을 임의로 나누어 설정할 수도 있고, 기 설정된 조사 구간에 따라 설정될 수도 있다. 즉, 여기서, 조사 각도(i)는 CBCT 촬영의 1회전 구간(0° 내지 360°)에 대한 각도에 따른 방사선 조사 순서(Projection number)를 의미할 수 있다.
Plan CT 영상 데이터 상의 감쇠 계수(μ) 및 설정된 각 조사 각도(i)에서 방사선이 투과한 피사체의 길이(ℓ)를 기반으로, 수학식 1을 통해 각각의 조사 각도(i)별 감쇠값(Ai)을 산출하게 되는데, 상기 감쇠값(Ai) 산출 방법으로는 Central-ray에 의한 감쇠값 또는 평균값(Mean)에 의한 감쇠값을 산출하는 방법이 이용될 수 있다. 상기 두 가지 감쇠값 산출 방법에 대한 내용은 도 3에서 다시 후술하도록 한다.
조사 각도(i)별 감쇠값(Ai)이 산출되면, 상기 Ai 값을 수학식 2 내지 수학식 6에 대입함으로써, TCM CBCT의 영상 화질 보정을 위한 총 관전류량(No( TCM )) 값을 산출할 수 있다(S240).
S230 단계의 영상 화질 보정은 TCM이 적용되지 않은 기존의 CBCT 촬영으로부터 획득된 영상 이미지의 화질보다 저하되지 않도록 하기 위한 단계로서, 기존 CBCT 촬영시의 잡음 분산(Noise variance)과 TCM CBCT 촬영시의 잡음 분산의 상관 관계를 통해 TCM CBCT 영상 데이터의 화질이 기존 CBCT 영상 데이터의 화질과 동질 또는 그 이상의 화질을 갖도록 할 수 있다.
환언하면, TCM CBCT 촬영시의 잡음 분산을 기존 CBCT 촬영시의 잡음 분산 값과 동일하게 함으로써, 기존 CBCT 영상 획득 이미지의 화질보다 저하되지 않도록 하는데 필요한 최소한의 TCM CBCT 총 관전류량(No(TCM)) 값을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 S230 내지 S240의 과정을 통해 산출된 파라미터들을 기초로, 수학식 7 또는 수학식 8을 통해 TCM CBCT 촬영을 위한 조사 각도(i)별 관전류량(Noi ( TCM )) 값을 산출할 수 있다(S250).
이 때, 단계 S240 및 S250의 총 관전류량(No(TCM)) 및 조사 각도(i)별 관전류량(Noi(TCM)) 값은, 상술한 바와 같이, Central-ray에 의해 산출된 감쇠값 또는 평균값(Mean)에 의해 산출된 감쇠값을 통해 결정될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 TCM CBCT 영상 획득 시스템은 상기 두 방법에 의한 관전류량 값들을 모두 산출함으로써, 각 TCM CBCT 촬영에 적합한 관전류량 값을 선택하거나, 방사선 조사 감소율에 따라 최적의 관전류량 값을 선택하도록 할 수도 있다.
산출된 TCM CBCT의 조사 각도(i)별 관전류량(Noi(TCM))은 TCM CBCT 장치의 방사선 조사량을 결정하며, 이와 같은 과정을 통해 결정되는 관전류량에 의해 관전류 변동 제어(TCM)을 수행함으로써, TCM CBCT 촬영이 이루어진다(S260).
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 관전류 변동 제어(TCM)를 적용한 CBCT 영상 획득 방법은 기존 CBCT 영상과 비슷한 화질 또는 그 이상의 화질을 갖도록 하기 위한 최소한의 관전류량, 즉, 방사선 조사량을 결정하여 조사함으로써, 화질 저하 없이도 불필요한 방사선 조사량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TCM CBCT 영상 획득에 있어 감쇠값 산출 방법의 일례들을 도시한 도면이다.
도 3의 (a)는 Central-ray에 의한 감쇠값 산출 방법을 도시하며, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)와 동일한 대상물에 대하여 평균값(Mean)에 의해 감쇠값을 산출하는 방법을 도시하고 있다.
도 3을 참고하면, A1, A2, A3, 및 Ai는 각각의 조사 각도에서의 감쇠(attenuation)값을 의미한다. 여기서, 조사 각도(i)를 의미하는 1, 2, 3 등의 Projection number는 상술한 바와 같이, TCM CBCT 촬영의 1회전 구간을 임의로 나누어 설정할 수 있으며, 도 3(a)의 경우, 방사선 조사 방향이 남쪽에서 북쪽으로 조사되는 경우를 0°로 설정하고, 이 때의 조사 각도를 i=1로 설정한 경우를 나타낸다.
Central-ray 방법을 살펴보면, 도 3의 (a)와 같이, Plan CT 영상 이미지의 중심, 즉, 피사체의 중심을 지나도록 방사선이 조사되는 각각의 선(line)에 대하여 감쇠값을 산출하게 되며, 이와 같은 Central-ray의 감쇠값은 Ai (Central)=eμℓ(Central)과 같이 나타낼 수 있다. 즉, Central-ray 감쇠값(Ai(Central))은, 도 3의 (a)에서 각각의 방사선이 조사되는 피사체를 통과하는 선(line)의 픽셀값(μ×ℓ (Central))을 통해 산출된다.
한편, 도 3의 (b)에 도시된 평균값(Mean)에 의한 감쇠값(Ai(Mean))의 경우, 방사선이 조사되는 일정 영역에 있어서, 피사체를 통과하는 선(line)들의 평균값을 통해 산출될 수 있다. 구체적으로, Ai (Mean)=eμℓ(Mean)과 같이 표현되며, 방사선 조사시, 일정 영역에 포함되는 피사체를 통과하는 선(line)들의 각각의 픽셀값(μ×ℓ)을 라인(line)별로 구한 후, 그 값들의 평균을 도출하여 상기 평균 픽셀값(μ×ℓ(Mean))으로 감쇠값(Ai(Mean))을 산출한다.
일 실시예에 따른 평균값(Mean)에 의한 감쇠값 산출 방법은 실제 검출기의 빔 모양(actual beam shape) 또는 사이즈를 반영하여 감쇠값(Ai(Mean))을 산출하기 위한 영역을 구분한 것으로서, 실제 빔 모양에 대한 방사선 조사 영역에서의 감쇠값을 일정한 값으로 산출하는 것일 수 있다.
도 4는 도 3의 감쇠값 산출 방법에 의한 TCM CBCT 영상 획득 과정의 관전류량, 및 TCM을 적용하지 않은 CBCT 영상 획득 과정의 관전류량을 비교하여 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 동일한 피사체에 대해 TCM을 적용하지 않은 기존의 CBCT 촬영(CBCT w/o TCM), Central-ray 감쇠값 산출 방법에 의한 TCM CBCT 촬영(TCM(central-ray)) 및 평균값에 의한 감쇠값 산출 방법에 의한 TCM CBCT 촬영(TCM(mean))시, 각각의 조사 각도별 관전류량을 도시하고 있다.
도 4의 경우, 조사 각도를 0° 내지 360°로 설정하여 각 조사 각도에 대한 관전류량을 나타낸다. 도 4의 좌측 상단에 도시된 이미지를 살펴보면, 서쪽 방향에서 동쪽 방향으로 방사선이 조사되는 경우를 0ㅀ로 설정하였다.
TCM이 적용되지 않은 기존 CBCT(CBCT w/o TCM)의 경우, 조사 각도에 관계없이 일정한 관전류량을 나타냄을 알 수 있다.
이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 TCM CBCT의 경우, Central-ray 및 평균값에 의한 방법 모두 각각의 조사 각도에 따라 상이한 관전류량이 투입됨을 알 수 있다.
도 4를 참고하여 각각의 경우에 대한 총 관전류량을 살펴보면, CBCT w/o TCM의 경우, 680mAs를 나타내고, TCM(central-ray)는 534mAs, TCM(mean) 538mAs를 나타낸다.
즉, CBCT 촬영에 있어, TCM을 적용하지 않은 경우보다 TCM을 적용한 CBCT 촬영시 관전류량이 약 140mAs 내지 150mAs 정도 감소되는 것을 확인할 수 있으며, 감소된 관전류량에 비례하여 조사되는 방사선량 감소시킬 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 TCM CBCT 촬영 방법은, 의학 진단 및 치료용으로 사용되는 CBCT 촬영에서, 인체에 유해한 방사선 조사량을 감소시킬 수 있는 효과가 존재한다.
도 4에서 TCM(central-ray) 및 TCM(mean)은 다소 상이한 양상과 총 관전류량에 경미한 차이가 존재하나, 전반적으로는 적은 선량에도 불구하고 CBCT w/o TCM에 보다 Ground truth와 비슷한 경향을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 TCM CBCT 시스템은 이와 같은 Central-ray에 따른 TCM CBCT 또는 평균값에 따른 TCM CBCT에 대한 조사 각도별 관전류량 분포 또는 총 관전류량을 비교하여 각 촬영 목적 또는 피사체 등의 환경적 요인에 적합한 촬영 방법을 선택할 수도 있다.
도 5는 도 3 및 도 4의 감쇠값 산출 방법에 의한 TCM CBCT 촬영을 통해 획득된 영상 및 TCM을 적용하지 않은 CBCT 촬영을 통해 획득된 영상을 비교하여 도시한 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 서로 다른 부위를 데이터 슬라이스로 설정한 경우를 도시한다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참고하면, 두 경우 모두 CBCT w/o TCM로부터 촬영된 영상 이미지에 비해 TCM(central-ray) 또는 TCM(mean)에 의해 촬영된 영상 이미지의 화질이 저하되지 않는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, TCM(central-ray)의 총 관전류량은 534mAs, TCM(mean)의 총 관전류량은 538mAs로 TCM이 적용되지 않은 CBCT w/o TCM의 총 관전류량이 680mAs인 것에 비해 총 관전류량이 대폭 감소되며, 관전류 제어에 따라 조사되는 방사선량 또한 약 23% 감소될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 TCM CBCT 영상 획득 방법은 기존의 Plan CT 이미지를 통한 감쇠값 분석을 통해, 조사 각도별로 필요한 최소 관전류량을 결정함으로써, 기존의 영상 데이터 화질은 유지하면서도, 조사되는 방사선량을 대폭 감소시킴으로써, 인체 또는 동물의 안전성을 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : CBCT 장치
110 : 방사선 촬영부
111 : 방사선 발생부
112 : 콜리메이터
113 : 회전 구동부
114 : 검출부
120 : 제어부
200 : 프로세서

Claims (22)

  1. 프로세서가 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용함으로써 CBCT 영상을 획득하는 방법에 있어서,
    (a) 기 저장된 CT 영상 데이터를 수신하는 단계;
    (b) 상기 CT 영상 데이터 중 특정 데이터 슬라이스가 선택되면, 상기 데이터 슬라이스를 기반으로 방사선 조사 각도별 감쇠값을 산출하는 단계;
    (c) 상기 TCM CBCT 영상의 화질을 보정하기 위한 총 관전류량을 산출하는 단계;
    (d) 상기 조사 각도별 감쇠값을 통해 TCM CBCT 촬영을 위한 조사 각도별 관전류량을 산출하는 단계; 및
    (e) 상기 산출된 조사 각도별 관전류량 정보를 CBCT 장치에 전송함으로써, 상기 조사 각도별 관전류량 정보에 따라, 상기 TCM CBCT 촬영에서 조사되는 방사선량을 조절하는 단계
    를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 데이터 슬라이스는,
    2차원 또는 3차원의 영상 데이터로 선택되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 감쇠값 산출은,
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상에서 피사체의 중심 픽셀을 지나는, 조사 각도별 방사선 직선(line) 각각에 대한 감쇠값을 산출하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 감쇠값 산출은,
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상에서 각도에 따라 구분한 소정 영역의 픽셀들을 지나는, 방사선 직선(line)들 각각의 감쇠값에 대한 평균값(Mean)을 산출하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계 이전에,
    상기 TCM CBCT 촬영의 1회전 구간을 소정의 각도에 따라 1 이상의 정수로 나누어 상기 조사 각도를 설정하는 단계를 더 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계의 TCM CBCT 영상 화질 보정은,
    동질의 피사체에 대한 CBCT 영상의 잡음 분산 값과, TCM CBCT 영상의 잡음 분산 값을 동일하게 하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계의 총 관전류량은,
    하기의 [수학식 6]을 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
    [수학식 6]
    Figure 112016115106870-pat00009

    여기서,
    No(TCM) : TCM CBCT 영상 획득 방법에서의 총 관전류량
    i : 조사 각도
    i=1 : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 첫번째 조사 순서
    P : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 마지막 조사 순서
    Ai : 각각의 조사 각도(i)별 감쇠값
    Noi : 관전류 변동 제어(TCM) 기법이 적용되지 않은 CBCT 촬영시, 각각의 조사 각도(i)별 관전류량
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계의 조사 각도별 관전류량은,
    하기의 [수학식 8]을 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
    [수학식 8]
    Figure 112016115106870-pat00010

    여기서,
    Noi(TCM) : TCM CBCT 영상 획득 방법에서의 조사 각도별 관전류량
    i : 조사 각도
    i=1 : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 첫번째 조사 순서
    P : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 마지막 조사 순서
    Ai : 각각의 조사 각도(i)별 감쇠값
    Noi : 관전류 변동 제어(TCM) 기법이 적용되지 않은 CBCT 촬영시, 각각의 조사 각도(i)별 관전류량
  9. TCM CBCT 장치가 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용한 CBCT 촬영 방법에 의해 TCM CBCT 영상을 획득하는 방법에 있어서,
    (a) 기 촬영된 CT 영상 데이터 중 선택된 촬영 대상에 관한 데이터 슬라이스를 기반으로 산출된 TCM CBCT 촬영의 총 관전류량 정보를 통해 상기 TCM CBCT 영상의 화질을 보정하는 단계;
    (b) 상기 데이터 슬라이스를 기반으로 조사 각도별 감쇠값을 산출하여 결정된 조사 각도별 관전류량 정보에 따라, TCM CBCT 촬영시의 각 방사선 조사 각도별로 관전류를 제어하는 단계; 및
    (c) 상기 조사 각도별 관전류 제어에 따라 상기 TCM CBCT 촬영시 조사되는 방사선량을 상기 조사 각도별로 조절하는 단계
    를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (a)단계의 데이터 슬라이스는,
    2차원 또는 3차원의 영상 데이터인 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (b)단계의 감쇠값은,
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상에서 피사체의 중심 픽셀을 지나는, 조사 각도별 방사선 직선(line) 각각에 대하여 산출되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (b)단계의 감쇠값은,
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상에서 각도에 따라 구분한 소정 영역의 픽셀들을 지나는, 방사선 직선(line)들 각각의 감쇠값에 대한 평균값(Mean)으로 산출되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 (b)단계의 감쇠값 산출은,
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상에서 피사체의 중심 픽셀을 지나는, 조사 각도별 방사선 직선(line) 각각에 대하여 산출되는 Central-ray에 의한 감쇠값; 및
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상에서 각도에 따라 구분한 소정 영역의 픽셀들을 지나는, 방사선 직선(line)들 각각의 감쇠값에 대한 평균값(Mean)에 해당하는 평균값에 의한 감쇠값을 모두 산출하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (a)단계 이후,
    상기 Central-ray에 의한 감쇠값으로부터 결정된 상기 조사 각도별 관전류량 정보, 또는 상기 평균값에 의한 감쇠값으로부터 결정된 상기 조사 각도별 관전류량 정보 중 상기 TCM CBCT 촬영 수행을 위한 조사 각도별 관전류량 정보가 선택되는 단계를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 (a)단계의 총 관전류량은,
    하기의 [수학식 6]을 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
    [수학식 6]
    Figure 112016115106870-pat00011

    여기서,
    No(TCM) : TCM CBCT 영상 획득 방법에서의 총 관전류량
    i : 조사 각도
    i=1 : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 첫번째 조사 순서
    P : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 마지막 조사 순서
    Ai : 각각의 조사 각도(i)별 감쇠값
    Noi : 관전류 변동 제어(TCM) 기법이 적용되지 않은 CBCT 촬영시, 각각의 조사 각도(i)별 관전류량
  16. 제9항에 있어서,
    상기 (b)단계의 조사 각도별 관전류량은,
    하기의 [수학식 8]을 이용해 산출되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 방법.
    [수학식 8]
    Figure 112016115106870-pat00012

    여기서,
    Noi(TCM) : TCM CBCT 영상 획득 방법에서의 조사 각도별 관전류량
    i : 조사 각도
    i=1 : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 첫번째 조사 순서
    P : 소정의 영역으로 구분된 조사 각도의 마지막 조사 순서
    Ai : 각각의 조사 각도(i)별 감쇠값
    Noi : 관전류 변동 제어(TCM) 기법이 적용되지 않은 CBCT 촬영시, 각각의 조사 각도(i)별 관전류량
  17. 관전류 변동 제어(Tube Current Modulation, TCM) 기법을 적용하여 CBCT 영상을 획득하기 위한 TCM CBCT 영상 획득 시스템에 있어서,
    피사체를 향하여 조사 각도에 따른 방사선량을 방사하는, 방사선 발생부;
    상기 방사된 방사선의 조사 영역을 조절하는, 콜리메이터;
    상기 피사체에 대한 TCM CBCT 촬영이 회전하여 수행되도록 하는, 회전 구동부;
    상기 피사체를 통과하는 방사선을 검출하는, 검출부;
    프로세서로부터 수신된 관전류량 정보에 따라, 각각의 조사 각도별로 관전류량을 제어함으로써, 상기 피사체에 조사되는 방사선량을 조절하는, 제어부; 및
    기 저장된 CT 영상 데이터로부터 특정 데이터 슬라이스가 선택되면, 상기 데이터 슬라이스를 기반으로 상기 조사 각도에 대한 감쇠값, 상기 TCM CBCT 촬영을 위한 총 관전류량, 및 상기 조사 각도별 관전류량을 산출하여, 상기 조사 각도별 감쇠값 정보, 상기 총 관전류량 정보, 또는 상기 조사 각도별 관전류량 정보 중 일 이상의 정보를 상기 제어부로 전송하는, 프로세서
    를 포함하는, TCM CBCT 영상 획득 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상의 피사체의 중심 픽셀을 지나는, 조사 각도별 방사선 직선(line) 각각에 대한 감쇠값을 산출하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 선택된 데이터 슬라이스 상에서 각도에 따라 구분한 소정 영역의 픽셀들을 지나는, 방사선 직선(line)들 각각의 감쇠값에 대한 평균값(Mean)으로 상기 조사 각도별 감쇠값을 산출하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 TCM CBCT 촬영을 위한 총 관전류량을 산출함으로써, 상기 TCM CBCT 영상의 화질을 조절하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 총 관전류량은,
    상기 피사체와 동질의 피사체에 대한 CBCT 영상의 잡음 분산 값과, 상기 TCM CBCT 영상의 잡음 분산 값이 동일한 값을 갖도록 하는 총 관전류량으로 산출되는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 TCM CBCT 영상의 화질이 상기 CBCT 영상의 화질과 동질 또는 그 이상의 화질을 나타내도록 하는데 필요한 조사 각도별 관전류량을 산출하여 상기 TCM CBCT 촬영시 방사되는 방사선량을 조절함으로써, 상기 CBCT 영상 이상의 화질이 유지되되, 상기 CBCT 영상 획득시 조사되는 방사선량보다 적은 양의 방사선이 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는, TCM CBCT 영상 획득 시스템.
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