KR102020836B1 - X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법 - Google Patents

X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법 Download PDF

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Abstract

X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법은, (A10) 인체 모형에 대한 X선 영상을 얻는 단계; (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계; (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계; (A40) 상기 대표값이 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계; (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함한다.

Description

X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법{A method for determining optimal scanning conditions of an X-ray scanning system}
본 발명은 X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 디지털 방식으로 레트로핏(retrofit)된 X선 촬영 시스템에 대해 도우즈 크립(Dose Creep) 문제를 방지하기 위한 최적 촬영조건을 결정하는 데 특히 유용하게 적용될 수 있는 방법에 대한 것이다.
의료용 X선 촬영 시스템에 구비되는 자동조사제어 장치(AEC 장치: Automatic Exposure Control device)는 환자를 통과한 X선의 축적량을 감지하고 그 감지된 축적량이 AEC 문턱값에 도달할 때 X선 조사를 자동으로 정지시킴으로써, X선이 환자에게 과도하게 피폭되는 것을 방지하고 X선 영상의 품질을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
X선 필름을 사용하는 전통적인 아날로그 촬영 시스템의 경우, X선 필름에 나타나는 영상의 톤(tone)이 짙을수록 환자에게 피폭된 X선량이 많은 것으로 판단될 수 있으므로, 영상의 톤이 과도하게 짙다면 AEC 문턱값을 낮추고 그와 반대로 영상의 농도가 과도하게 옅다면 AEC 문턱값을 높이는 방식으로 AEC 문턱값을 적절하게 셋팅하는 것이 가능하다.
그런데, X선 센서가 사용되는 디지털 촬영 시스템의 경우, 원시 X선 영상(raw X-ray image)을 영상 후처리(image processing)하여 일정 수준의 톤(tone)을 갖는 가공 X선 영상(processed X-ray image)을 제공하므로, 가공 X선 영상의 톤을 기준으로 AEC 문턱값을 적절하게 셋팅하기 어려운 문제가 있다.
이러한 문제는 X선 필름을 사용하던 아날로그 촬영 시스템을 X선 센서를 사용하는 디지털 촬영 시스템으로 레트로핏하는 경우 특히 두드러지게 나타날 수 있다.
구체적으로, 레트로핏 X선 시스템의 경우 X선 필름에 맞춰진 AEC 문턱값의 값을 X선 센서에 맞게 보정될 필요가 있는데, 사용자(예: 촬영 기사)에게 제공되는 가공 X선 영상은 피폭선량과 무관하게 일정 수준의 톤(tone)을 갖기 때문에, 사용자는 가공 X선 영상의 톤에 기반하여 AEC 문턱값의 값을 디지털 X선 센서에 적합하게 보정할 수 없다.
이와 같이 AEC 문턱값이 적정 값으로 셋팅되지 않을 경우 적정 값을 초과하는 AEC 문턱값의 영향으로 인해 환자 진단에 필요한 양 이상의 X선이 환자에게 피폭되는 이른바 도우즈 크립(Dose Creep) 문제가 나타날 수 있다.
디지털 방식으로 레트로핏된 상당수의 X선 촬영 시스템들이 도우즈 크립 문제를 야기하는 것으로 보고되고 있다.
본 발명은 레트로핏된 X선 촬영 시스템에 대해 도우즈 크립 문제를 방지할 수 있는 최적의 촬영 조건을 결정할 수 있는 방안을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명은, (A10) 인체 모형에 대한 X선 영상을 얻는 단계; (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계; (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계; (A40) 상기 대표값이 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계; (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함하는, X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법을 제공한다.
상기 A20 단계에서 상기 피폭선량(σtotal)은 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 산출될 수 있으며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타낸다.
Figure 112017104474710-pat00001
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값일 수 있다.
이때, 상기 A50 단계는, (A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및 (A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간일 수 있다.
이때, 상기 A50 단계는, (A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)일 수 있고, 상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)일 수 있다.
본 발명은 또한, 제너레이터(110); 상기 제너레이터(110)로부터 관접압 및 관전류를 공급받으며, 인체 모형(P)을 향해 X선을 조사하는 X선 조사부(120); 상기 인체 모형(P)을 투과한 X선을 검출하는 X선 센서(130); 및 상기 제너레이터(110)와 상기 X선 센서(130)에 연결된 제어부(160);를 포함하는 X선 촬영 시스템으로서, 상기 제어부(160)는, (A10) 상기 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는 단계; (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계; (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계; (A40) 상기 대표값이 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계; (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되지 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 수행하는, X선 촬영 시스템을 제공한다.
상기 제어부(160)는 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 상기 피폭선량(σtotal)을 산출하는 것일 수 있으며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타낸다.
상기 X선 촬영 시스템은, 상기 인체 모형(P)을 투과한 X선 총량을 감지하여 상기 X선 총량이 AEC 문턱값에 도달할 때 상기 제너레이터(110)와 상기 X선 조사부(120) 사이의 전기적 연결을 자동으로 차단하는 AEC 장치(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값일 수 있다.
이때, 상기 제어부(160)는 상기 A50 단계를 수행할 때, (A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및 (A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 순차적으로 수행할 수 있다.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간일 수 있다.
이때, 상기 제어부(160)는 상기 A50 단계를 수행할 때, (A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 순차적으로 수행할 수 있다.
상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)일 수 있고, 상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)일 수 있다.
본 발명에 의하면, X선 촬영 시스템에 대한 최적 촬영조건을 결정하여 이를 적용할 수 있으므로 환자 촬영 시에 과도한 양의 X선이 환자에 피폭되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 X선 조사량 제한에 따른 영상 품질의 저하를 또한 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 최적 촬영조건으로서 관전압 및 관전류와 함께 AEC 문턱값 또는 제너레이터 가동시간을 제공할 수 있으므로 AEC 장치를 구비한 X선 촬영 시스템은 물론 AEC 장치를 구비하지 않은 X선 촬영 시스템에도 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 촬영 시스템을 보이는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 X선 촬영 시스템을 보이는 블록도이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법을 보이는 흐름도이다.
도 4는 인체 모형에 대한 X선 영상의 예를 보이는 것이다.
도 5는 관심영역에 대한 픽셀 밝기 히스토그램의 예를 보이는 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법을 보이는 흐름도이다.
이하에서는 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
■ X선 촬영 시스템의 제1 실시예
도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(100)에 대해 설명한다.
제1 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(100)은 제너레이터(110), X선 조사부(120), X선 센서(130), AEC 장치(140) 및 사용자 인터페이스(150)를 포함한다.
제너레이터(110)는 X선 발생에 필요한 관전압 및 관전류를 X선 조사부(120)에 공급한다. 제너레이터(110)와 X선 조사부(120) 사이에는 관전압 및 관전류의 공급 시간을 제어하기 위한 제너레이터 스위치(111)가 구비된다.
X선 조사부(120)는 X선 센서(130)를 향해 X선을 조사한다. 예로써, X선 조사부(120)는 X선 튜브(121) 및 콜리메이터(122)를 포함한다. X선 튜브(121)는 제너레이터(110)로부터 관전압 및 관전류를 공급받아 X선을 발생시킨다. 콜리메이터(122)는 X선 튜브(121)에 의해 생성된 X선들을 X선 센서(130) 쪽으로 집중시키는 역할을 한다. 도시되지 않았으나, 콜리메이터(122) 앞에는 X선 조사량을 감지하는 DAP 센서(Dose Area Product sensor)가 추가로 구비될 수 있다.
X선 센서(130)는 피검체(P)를 투과한 X선을 감지하여 X선 영상 생성을 위한 디지털 신호를 제공한다. 도시되지 않았으나, X선 센서(130)와 피검체(P) 사이에는 피검체(P)로부터 나오는 산란 X선을 차단하는 그리드 장치(Grid device)가 추가로 구비될 수 있다.
AEC 장치(140)는 촬영 시간 동안에 피검체(P)를 통과하여 X선 센서(130)에 축적되는 X선의 총량을 감지하여 그 총량이 AEC 문턱값에 도달할 때 전술한 제너레이터 스위치(111)를 OFF 상태로 전환시킴으로써 제너레이터(110)와 X선 조사부(120) 사이의 전기적 연결을 차단한다. 이러한 AEC 장치(140)가 구비됨으로써, 피검체(P)에 X선이 과도하게 피폭되는 것이 방지되는 한편 X선 영상의 품질이 안정화될 수 있다.
AEC 장치(140)는 X선 센서(130)를 마주하도록 배치되는 이온화 챔버(141)와, 이온화 챔버(141)에 연결된 커패시터(142)와, 커패시터(142)에 연결된 AEC(143: Automatic Exposure Control)를 포함한다.
이온화 챔버(141)는 헬륨(He), 질소(N)와 같이 이온화되기 쉬운 단원자 가스들이 채워져 있으며, 그 단원자 가스들은 피검체(P)를 통과한 X선에 의해 이온화되면서 전자들을 방출한다. 그 방출된 전자들이 커패시터(142)로 이동함으로써 커패시터(142)의 양단자 사이에 전압이 발생된다. AEC(143)는 커패시터(142)의 전압과 기 설정된 AEC 문턱값을 비교하여 커패시터 전압이 AEC 문턱값에 도달하면 제너레이터 스위치(111)를 오프시킨다.
상술한 AEC 장치(140)의 작동 원리에 의해, 촬영 중에 피검체(P)를 통과한 X선의 총량이 정해진 수준에 도달하면 제너레이터 스위치(111)가 오프됨으로써 X선 촬영이 정지된다.
본 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(100)은 사용자 인터페이스(150), 제어부(160) 및 디스플레이(170)를 또한 포함한다.
사용자 인터페이스(150)는 사용자의 시스템 동작 제어를 위한 인터페이스이다. 사용자 인터페이스(150)는 제너레이터(110)와 AEC(143)에 각각 연결된 프리셋 장치(preset device), 제어부(160)에 연결된 키보드 및 마우스 등을 포함한다. 사용자는 프리셋 장치를 사용하여 관전압의 크기, 관전류의 크기 및 AEC 문턱값의 크기를 셋팅할 수 있고, 키보드 및 마우스를 사용하여 제어부(160)의 동작을 위한 명령, 데이터, 컴퓨터 소프트웨어 프로그램 등을 입력할 수 있다.
제어부(160)는 X선 센서(130)가 제공하는 디지털 신호로부터 X선 영상을 생성하고 이를 디스플레이부(170) 상에 표시한다. 여기서, X선 영상은 영상 후처리 과정을 거치지 않은 원시 영상(raw image)이거나 영상 후처리 과정을 거친 가공 영상(processed image)이다.
예를 들어, 제어부(160)는 환자 진단 시에는 가공 영상을 제공하는 한편, 최적 촬영조건을 결정하기 위한 후술하는 방법을 수행하는 경우에는 원시 영상을 제공하는 것일 수 있다.
또한 제어부(160)는 상기 방법을 수행하는 도중 제너레이터(110) 및 AEC(143)를 제어하여 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값 각각의 크기를 변경할 수 있다. 그리고 제어부(160)는 상기 방법 수행의 결과로서 얻어진 최적 촬영조건(관전압, 관전류, AEC 문턱값)을 디스플레이부(170) 또는 프리셋 장치(미도시)에 출력하는 것과 같은 방식으로 사용자에게 제공할 수 있다.
■ X선 촬영 시스템의 제2 실시예
도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(200)에 대해 설명한다.
앞서 설명한 제1 실시예의 X선 촬영 시스템(100)과 비교하면, 제2 실시예의 X선 촬영 시스템(200)은 AEC 장치(140)가 구비되지 않은 점에서 차이가 있다.
이에 따라, 제1 실시예의 X선 촬영 시스템(100)에서는 AEC 장치(140)에 의해 제너레이터 스위치(111)의 ON-OFF 동작이 제어됨으로써 제너레이터(110)의 가동시간(operation time)이 정해지는 반면, 제2 실시예의 X선 촬영 시스템(200)에서는 프리셋 장치 또는 제어부(160)에 의해 제너레이터 스위치(111)의 ON 지속시간이 설정됨으로써 제너레이터(110)의 가동시간이 정해진다.
제너레이터(110)가 작동할 때 X선 조사부(121)가 X선을 조사할 수 있으므로, 제너레이터(110)의 가동시간(operation time)은 X선 조사부(121)의 조사시간(radiation time)과 같다는 것을 이해할 수 있다.
■ 최적 촬영조건 결정 방법의 제1 실시예
도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법(S100)의 제1 실시예를 설명한다.
이하의 설명에서 도 3의 최적 촬영조건 결정 방법(S100)이 도 1의 X선 촬영 시스템(100)에 의해 수행되는 것으로 예시하지만, 도 3의 방법(S100)은 AEC 장치(140)를 구비한 것이라면 다른 유형의 X선 촬영 시스템들에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
(1) 준비 단계(S0):
먼저 본 실시예의 방법에 사용할 인체 모형(P)을 선정하고, X선 센서(130)의 다수의 관심영역(ROI: Region of Interest) 중에서 최적 촬영조건을 찾고자 하는 하나의 목표 관심영역(target ROI)을 지정한다.
그리고 제1 기준값(R1th), 제2 기준값(R2th) 및 제3 기준값(R3th)을 제어부(160)에 입력한다. 이 기준값들이 갖는 의미에 대해서는 후술하기로 한다.
또한 초기 촬영조건을 제어부(160)에 입력한다. 즉, 촬영조건을 구성하는 3가지 파라미터들 즉 관전압(kV), 관전류(mA) 및 AEC 문턱값(AEC threshold)에 대한 초기값들을 입력한다. 이 초기값들은 진단 시에 통상적으로 적용되는 값들에 비해 충분히 더 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 기준값들 및 상기 초기값들의 입력은 사용자 인터페이스(150)를 통해 수행될 수 있다.
(2) X선 영상 획득(S110):
다음으로, 설정된 관전압(kV), 관전류(mA) 및 AEC 문턱값을 가지고 인체 모형(P)을 촬영하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는다.
이때, 제너레이터(110)는 X선 조사부(120)에 설정된 관전압(kV) 및 관전류(mA)를 제공하며, AEC 장치(140)의 AEC(143)는 촬영 개시 후에 커패시터(142)의 전압이 설정된 AEC 문턱값에 도달할 때 제너레이터 스위치(111)를 OFF 상태로 전환시킴으로써 X선 조사를 정지시킨다.
그리고, 제어부(160)는 X선 센서(130)로부터 제공받은 검출 신호를 이용하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻고 이를 디스플레이부(170)에 표시한다.
여기서 제어부(160)가 제공하는 X선 영상은 원시 영상(raw image)임을 유의한다. 보다 구체적으로, 환자 진단 시의 경우 제어부(160)는 영상 후처리(image processing)를 거친 가공 영상(processed image)을 제공하지만, 본 실시예의 방법을 수행하는 과정에서 제어부(160)는 가공 영상(processed image)이 아닌 원시 영상(raw image)을 제공한다.
(3) 인체 모형(P)이 받은 피폭선량 ( σ total ) 산출(S120):
다음으로 제어부(160)가 인체 모형(P)이 받은 피폭선량(σtotal)을 산출한다.
이에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 실시예의 방법을 적용하여 얻어진 인체 모형(P)에 대한 원시 영상(raw image)의 예를 보이는 것이다.
도 4에서와 같이, 인체 모형(P)에 대한 X선 영상(원시 영상)은 모형영역과 배경영역으로 구분되며, 모형영역 내에는 앞서 특정된 관심영역이 존재한다.
모형영역에서, 상대적으로 밝은 픽셀은 그에 대응하는 인체 모형 부분에서 X선이 상대적으로 많이 흡수된 것이고, 그와 반대로 상대적으로 어두운 픽셀은 그에 대응하는 인체 모형 부분에서 X선이 상대적으로 많이 투과된 것이다. 즉, 인체 모형의 대응 부분에서 X선이 많이 피폭될수록 X선 영상의 대응 픽셀은 밝게 나타난다. 이처럼 영상 픽셀들의 밝기와 피폭선량은 함수 관계가 있다.
이러한 함수 관계는 실험을 통해 미리 확보될 수 있으며, 각 픽셀의 밝기를 I라 하고 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 σ(I)로 나타낼 때, 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 적분을 수행함으로써 인체 모형(P)이 받은 전체 피폭선량(σtotal)을 산출할 수 있다.
Figure 112017104474710-pat00002
(4) 밝기 분포 히스토그램과 그것의 중간값 ( MED ) 및 반치전폭(FWHM)을 산출(S130):
다음으로, 제어부(160)가 관심영역(ROI)에 대한 밝기 분포 히스토그램(histogram)을 얻고 그 히스토그램의 밝기 변량들을 대표하는 대표값(representative value) 및 그 히스토그램의 산포도(degree of scattering)를 나타내는 지표값(index value)을 산출한다.
본 실시예의 방법에서 대표값으로서는 중간값(median)을 산출하고, 지표값으로서는 반치전폭(full width at half maximum)을 산출한다.
하지만 이에 제한되지 않고 다른 대표값 및 다른 지표값이 대안적으로 적용될 수도 있다.
예로써, 밝기 변량들을 대표하는 대표값으로서는 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이 대신 적용될 수 있고, 산포도를 나타내는 지표값으로서는 분산(variation) 또는 표준편차(standard deviation)가 대신 적용될 수 있다.
도 5는 관심영역에 대해 얻은 밝기 분포 히스토그램의 예를 나타낸다. 이 히스토그램에서 가로축 및 세로축은 밝기 변량 및 픽셀 빈도를 각각 나타낸다. 그리고 MED는 중간값을 가리키며, FWHM은 반치전폭을 나타낸다.
(5) 산출된 중간값 ( MED ), 반치전폭 ( FWHM ) 및 피폭선량(σ total )이 기준조건을 만족하는지를 판단(S140):
다음으로, 제어부(160)가 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 기준조건을 만족하는지를 판단한다.
구체적으로, 제어부(160)는 산출된 중간값(MED)이 제1 기준값(R1th) 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 산출된 반치전폭(FWHM)이 제2 기준값(R2th) 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 산출된 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값(R3th) 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건을 만족하는지를 판단한다.
본 발명자가 연구한 바에 따르면, X선 영상이 양호한 품질을 나타내기 위해서는 상기 중간값(MED) 및 상기 반치전폭(FWHM)은 각각 일정 수준 이상이어야 하는 것으로 확인되었다. 이에 기초하여, 제1 기준값(R2th) 및 제2 기준값(R2th)은 상기 중간값(MED) 및 상기 반치전폭(FWHM)의 최소 목표값들로서 제시된 값들이다.
한편, 제3 기준값(R3th)은 X선 촬영 시스템(100)을 이용한 환자 진단 시에 환자가 받게 되는 피폭선량의 최대 허용값을 제시하는 것이다.
(6) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족하지 않는 경우, S110 내지 S140 단계를 반복(S150):
판단 결과, 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 상기 제1, 제2, 제3 기준조건을 각각 만족하지 않는 경우, 즉 적어도 하나의 기준조건이 만족되지 않는 경우, 제어부(160)는 전술한 S110 내지 S140 단계를 반복 수행한다.
예로써, 이러한 반복 수행은, 상기 제1 기준조건을 만족시키는 관전압을 찾기 위해 다른 파라미터(관전류, AEC 문턱값)는 그대로 유지되고 관전압만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S110 내지 S140 단계를 반복하는 과정, 상기 제2 기준조건을 만족시키는 관전류를 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, AEC 문턱값)는 그대로 유지하고 관전류만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S110 내지 S140 단계를 반복하는 과정, 상기 제3 기준조건을 만족시키는 AEC 문턱값을 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, 관전류)는 그대로 유지하고 AEC 문턱값만 소정값씩 점차 감소되는 촬영조건들을 적용하여 S110 내지 S140 단계를 반복하는 과정을 순차적으로 수행하는 방식으로 진행될 수 있다.
(7) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 경우, 최적 촬영조건 결정(S160):
제어부(160)는 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 것으로 판단된 경우, 해당 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하고, 그 결정된 최적의 촬영조건을 디스플레이부(170) 또는 프리셋 장치를 통해 출력하는 방식으로 사용자에게 제공한다.
여기에서 최적의 촬영조건은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 최적의 AEC 문턱값으로 구성되며, 이러한 3가지 파라미터 각각에 대한 최적의 값들이 출력됨으로써 본 실시예의 방법이 종료된다.
실제 환자 진단 시에 사용자(예: 촬영 기사)는 프리셋 장치와 같은 사용자 인터페이스(170)를 통해 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값을 셋팅한 후 환자에 대한 X선 촬영을 수행하게 되는데, 상술한 방법에 따라 결정된 AEC 문턱값을 적용함으로써 환자에게 최대 허용값(제3 기준값: R3th)을 초과하는 X선량이 피폭되는 것을 방지할 수 있고, 또한 상술한 방법에 따라 결정된 관전압 및 관전류 내지는 그에 근접한 관전압 및 관전류를 적용함으로써 X선 조사량이 제한됨에 따라 X선 영상의 품질이 일정 수준 이하로 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 제1 실시예의 방법에 의해 최적의 AEC 문턱값을 결정할 수 있으므로, 제1 실시예의 방법은 AEC 장치(140)를 가지며 디지털 방식으로 레트로핏된 X선 촬영 시스템에 대해 AEC 문턱값을 디지털 X선 센서에 적합한 새로운 값으로 재설정(calibration)하기 위한 방안으로서 특히 유용하게 활용될 수 있다.
■ 최적 촬영조건 결정 방법의 제2 실시예
도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법(S200)의 제2 실시예를 설명한다.
이하의 설명에서 도 6의 방법(S200)은 도 2의 X선 촬영 시스템(200)에 의해 수행되는 것으로 예시하지만, 도 6의 방법(S200)은 AEC 장치가 없는 다른 유형의 X선 촬영 시스템들에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
그리고, 전술한 제1 실시예의 방법(S100)은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 최적의 AEC 문턱값으로 구성된 최적의 쵤영조건을 결정하기 위한 것인 반면, 제2 실시예의 방법(S200)은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 최적의 제너레이터 가동시간(operation time of generator)을 결정하기 위한 것인 차이가 있다.
따라서, 이하의 설명에서는 이러한 차이점을 중점적으로 설명하며 제1 실시예의 방법과 중복되는 내용에 대해서는 간략히 설명한다.
(1) 준비 단계(S0):
제1 실시예의 방법(S100)에서와 마찬가지로, 인체 모형(P)을 선정하고, 최적 촬영조건을 찾고자 하는 목표 관심영역(target ROI)을 지정하며, 제1 기준값(R1th), 제2 기준값(R2th) 및 제3 기준값(R3th)을 제어부(160)에 입력한다.
제1 실시예의 방법(S100)에서는 초기 촬영조건으로서 관전압(kV), 관전류(mA) 및 AEC 문턱값의 초기값들을 입력하는 것과 달리, 제2 실시예의 방법(S200)에서는 초기 촬영조건으로서 관전압(kV), 관전류(mA) 및 제너레이터 가동시간(operation time of generator)의 초기값들을 입력한다.
상기 기준값들 및 상기 초기값들의 입력은 사용자 인터페이스(150)를 통해 수행될 수 있다.
(2) X선 영상 획득(S210):
다음으로, 설정된 관전압(kV), 관전류(mA) 및 제너레이터 가동시간(operation time of generator)을 가지고 인체 모형(P)을 촬영하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는다.
이때, 제너레이터(110)는 X선 조사부(120)에 설정된 관전압(kV) 및 관전류(mA)를 제공하며, 제어부(160)는 설정된 제너레이터 가동시간 만큼의 촬영시간이 경과하면 제너레이터 스위치(111)를 OFF 상태로 전환시킴으로써 X선 조사를 정지시킨다.
또한 제어부(160)는 X선 센서(130)로부터 제공받은 검출 신호를 이용하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상(원시 영상)을 얻고 이를 디스플레이부(170)에 표시한다.
(3) 인체 모형(P)이 받은 피폭선량 ( σ total ) 산출(S220):
다음으로 제어부(160)가 인체 모형(P)이 받은 피폭선량(σtotal)을 산출한다. 이 단계(S220)는 제1 실시예의 S120 단계와 같은 방식으로 수행된다.
(4) 밝기 분포 히스토그램과 그것의 중간값 ( MED ) 및 반치전폭(FWHM)을 산출(S230):
다음으로, 제어부(160)가 관심영역(ROI)에 대한 밝기 분포 히스토그램(histogram)을 얻고 그 히스토그램의 중간값(MED) 및 반치전폭(FWHM)을 산출한다. 이 단계(S230)는 제1 실시예의 S130 단계와 같은 방식으로 수행된다.
제1 실시예에 대한 설명에서 언급한 바와 같이, 밝기 변량들을 대표하는 대표값으로서 중간값 대신 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이 대안적으로 적용될 수 있고, 산포도를 나타내는 지표값으로서 반치전폭 대신 분산(variation) 또는 표준편차(standard deviation)가 대안적으로 적용될 수 있다.
(5) 산출된 중간값 ( MED ), 반치전폭 ( FWHM ) 및 피폭선량(σ total )이 기준조건을 만족하는지를 판단(S240):
다음으로, 제어부(160)가 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 기준조건을 만족하는지를 판단한다.
이 판단 과정은 제1 실시예의 S140 단계에서 설명된 것과 같은 방식으로 진행된다. 즉, 제어부(160)는 산출된 중간값(MED)인 제1 기준값(R1th) 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 산출된 반치전폭(FWHM)이 제2 기준값(R2th) 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 산출된 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값(R3th) 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건을 만족하는지를 판단한다.
(6) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족하지 않는 경우, S210 내지 S240 단계를 반복(S250):
판단 결과, 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 상기 제1, 제2, 제3 기준조건을 각각 만족하지 않는 경우, 즉 적어도 하나의 기준조건이 만족되지 않는 경우, 제어부(160)는 전술한 S210 내지 S240 단계를 반복 수행한다.
예로써, 이러한 반복 수행은, 상기 제1 기준조건을 만족시키는 관전압을 찾기 위해 다른 파라미터(관전류, 제너레이터 가동시간)는 그대로 유지되고 관전압만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S210 내지 S240 단계를 반복하는 과정, 상기 제2 기준조건을 만족시키는 관전류를 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, 제너레이터 가동시간)는 그대로 유지하고 관전류만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S210 내지 S240 단계를 반복하는 과정, 상기 제3 기준조건을 만족시키는 제너레이터 가동시간을 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, 관전류)는 그대로 유지하고 제너레이터 가동시간만 소정값씩 점차 감소되는 촬영조건들을 적용하여 S210 내지 S240 단계를 반복하는 과정을 순차적으로 수행하는 방식으로 진행될 수 있다.
(7) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 경우, 최적 촬영조건 결정(S260):
제어부(160)는 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 것으로 판단된 경우, 해당 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하고, 그 결정된 최적의 촬영조건을 디스플레이부(170) 또는 프리셋 장치(미도시)를 통해 출력하는 방식으로 사용자에게 제공한다.
여기에서 최적의 촬영조건은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 제너레이터 가동시간으로 구성되며, 이러한 3가지 파라미터 각각에 대한 최적의 값들이 출력됨으로써 본 실시예의 방법이 종료된다.
실제 환자 진단 시에 사용자(예: 촬영 기사)는 프리셋 장치와 같은 사용자 인터페이스(170)를 통해 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간을 셋팅한 후 환자에 대한 X선 촬영을 수행하게 되는데, 상술한 방법에 따라 결정된 제너레이터 가동시간을 적용함으로써 환자에게 최대 허용값(제3 기준값: R3th)을 초과하는 X선량이 피폭되는 것을 방지할 수 있고, 또한 상술한 방법에 따라 결정된 관전압 및 관전류 내지는 그에 근접한 관전압 및 관전류를 적용함으로써 X선 조사량이 제한됨에 따라 X선 영상의 품질이 일정 수준 이하로 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 제2 실시예의 방법에 의해 최적의 제너레이터 가동시간을 결정할 수 있으므로, 제2 실시예의 방법은 AEC 장치(140)가 없고 디지털 방식으로 레트로핏된 X선 촬영 시스템에 대해 제너레이터 가동시간을 디지털 X선 센서에 적합한 새로운 값으로 재설정(calibration)하기 위한 방안으로서 특히 유용하게 활용될 수 있다.
100 : X선 조사 장치
120 : X선 조사부
130 : X선 센서
141 : 이온화 챔버
P : 피검체

Claims (15)

  1. 제너레이터(110), X선 조사부(120), X선 센서(130), AEC 장치(140) 및 제어부(160)를 포함하는 X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법으로서, 상기 최적 촬영조건 결정 방법은 상기 제어부(160)에서 수행되며,
    상기 최적 촬영조건 결정 방법은,
    (A0) 기 설정된 제1, 제2 및 제3 기준값과, 촬영조건을 구성하는 3가지 파라미터인 관전압, 관전류, AEC 문턱값에 대한 각각의 초기값을 입력받는 단계;
    (A10) 인체 모형에 대한 X선 영상을 얻는 단계;
    (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계;
    (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계;
    (A40) 상기 대표값이 상기 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 상기 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 상기 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계;
    (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
    (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 A20 단계에서 상기 피폭선량(σtotal)은 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 산출되며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타내는,
    Figure 112017104474710-pat00003

    X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 A50 단계는,
    (A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
    (A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및
    (A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
  5. 제너레이터(110), X선 조사부(120), X선 센서(130) 및 제어부(160)를 포함하는 X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법으로서, 상기 최적 촬영조건 결정 방법은 상기 제어부(160)에서 수행되며,
    상기 최적 촬영조건 결정 방법은,
    (A0) 기 설정된 제1, 제2 및 제3 기준값과, 촬영조건을 구성하는 3가지 파라미터인 관전압, 관전류, 제너레이터 가동시간에 대한 각각의 초기값을 입력받는 단계;
    (A10) 인체 모형에 대한 X선 영상을 얻는 단계;
    (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계;
    (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계;
    (A40) 상기 대표값이 상기 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 상기 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 상기 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계;
    (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
    (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 A50 단계는,
    (A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
    (A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
    (A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이며,
    상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)인,
    X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
  8. 제너레이터(110);
    상기 제너레이터(110)로부터 관접압 및 관전류를 공급받으며, 인체 모형(P)을 향해 X선을 조사하는 X선 조사부(120);
    상기 인체 모형(P)을 투과한 X선을 검출하는 X선 센서(130);
    상기 인체 모형(P)을 투과한 X선 총량을 감지하여 상기 X선 총량이 AEC 문턱값에 도달할 때 상기 제너레이터(110)와 상기 X선 조사부(120) 사이의 전기적 연결을 자동으로 차단하는 AEC 장치(140); 및
    상기 제너레이터(110)와 상기 X선 센서(130)에 연결된 제어부(160);를 포함하며,
    상기 제어부(160)에 의해 최적 촬영조건 결정 방법이 수행되고,
    상기 최적 촬영조건 결정 방법은,
    (A0) 기 설정된 제1, 제2 및 제3 기준값과, 촬영조건을 구성하는 3가지 파라미터인 관전압, 관전류, AEC 문턱값에 대한 각각의 초기값을 입력받는 단계;
    (A10) 상기 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는 단계;
    (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계;
    (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계;
    (A40) 상기 대표값이 상기 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 상기 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 상기 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계;
    (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되지 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
    (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부(160)는 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 상기 피폭선량(σtotal)을 산출하며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타내는,
    Figure 112017104474710-pat00004

    X선 촬영 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 A50 단계는,
    (A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
    (A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및
    (A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템.
  13. 제너레이터(110);
    상기 제너레이터(110)로부터 관접압 및 관전류를 공급받으며, 인체 모형(P)을 향해 X선을 조사하는 X선 조사부(120);
    상기 인체 모형(P)을 투과한 X선을 검출하는 X선 센서(130); 및
    상기 제너레이터(110)와 상기 X선 센서(130)에 연결된 제어부(160);를 포함하며,
    상기 제어부(160)에 의해 최적 촬영조건 결정 방법이 수행되고,
    상기 최적 촬영조건 결정 방법은,
    (A0) 기 설정된 제1, 제2 및 제3 기준값과, 촬영조건을 구성하는 3가지 파라미터인 관전압, 관전류, 제너레이터 가동시간에 대한 각각의 초기값을 입력받는 단계;
    (A10) 인체 모형에 대한 X선 영상을 얻는 단계;
    (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계;
    (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계;
    (A40) 상기 대표값이 상기 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 상기 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 상기 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계;
    (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
    (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 A50 단계는,
    (A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
    (A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
    (A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 3가지 파라미터 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함하는,
    X선 촬영 시스템.
  15. 제8항 또는 제13항에 있어서,
    상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이며,
    상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)인,
    X선 촬영 시스템.
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