KR102023511B1 - 엑스선 영상 생성 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
노이즈가 적으면서도 병변 영역의 경계가 선명한 엑스선 영상을 얻을 수 있는 엑스선 영상 생성 방법 및 장치가 개시된다.
엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예는 대상체로 엑스선을 적어도 1회 조사하는 1차 메인샷을 수행하여 하나의 2차원 영상을 얻는 단계; 서로 다른 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 조사하는 2차 메인샷을 수행하여 복수의 2차원 영상을 얻는 단계; 및 상기 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하고, 상기 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여 2차원 최종 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예는 대상체로 엑스선을 적어도 1회 조사하는 1차 메인샷을 수행하여 하나의 2차원 영상을 얻는 단계; 서로 다른 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 조사하는 2차 메인샷을 수행하여 복수의 2차원 영상을 얻는 단계; 및 상기 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하고, 상기 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여 2차원 최종 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
대상체에 엑스선을 투과시켜 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 방법 및 장치가 개시된다. 더욱 상세하게는 대상체의 연부 조직에 대한 노이즈가 적으면서도 대상체의 내부에 존재하는 병변 영역이 분명한 엑스선 영상을 생성할 수 있는 엑스선 영상 생성 방법 및 장치가 개시된다.
유방 조영술(Mammography)은 유방암을 진단하기 위해 엑스선과 같은 방사선을 이용하여 유방을 촬영하는 것을 말한다. 유방 조영술이 적용된 장치의 한 예로, 유방 조영술 시스템(Mammography system)을 들 수 있다. 유방 조영술 시스템은 유방을 압착시킨 상태에서 유방으로 엑스선을 조사하여 유방에 대한 2차원 엑스선 영상을 얻는다.
이러한 유방 조영술 시스템은 저비용으로 유방 내부의 병변을 검출할 수 있는 장점이 있으며, 특히 미세석회화(microcalcification)의 검출률이 높다는 장점이 있다. 그러나 유방 조영술 시스템을 통해서 얻은 영상은 한장의 2차원 엑스선 영상이므로, 유방의 내부 조직들이 서로 겹쳐 보인다는 문제가 있다. 특히 고밀도 유방(dense breast)의 경우에는 유방의 내부 조직들이 서로 많이 겹치기 때문에 정상적인 조직과 종괴(mass)를 구별하는 것이 어렵다.
유방 조영술 시스템의 단점을 보완하기 위하여 토모신세시스 시스템이 개발되었다. 토모신세시스 시스템은 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생부를 이동시키면서, 압착된 상태의 유방을 서로 다른 각도에서 촬영하여 3차원 엑스선 영상을 얻는다.
토모신세시스 시스템은 압착된 상태의 유방을 여러 각도에서 촬영하고, 각 촬영에서 얻은 2차원 영상들을 합성하여 3차원 영상을 만들기 때문에 유방 조영술 시스템에 비하여 유방의 내부 조직들이 겹쳐 보이는 현상을 완화시킬 수 있다.
노이즈가 적으면서도 병변 영역의 경계가 선명한 엑스선 영상을 얻을 수 있는 엑스선 영상 생성 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예는 대상체로 엑스선을 적어도 1회 조사하는 1차 메인샷을 수행하여 하나의 2차원 영상을 얻는 단계; 서로 다른 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 조사하는 2차 메인샷을 수행하여 복수의 2차원 영상을 얻는 단계; 및 상기 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하고, 상기 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여 2차원 최종 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 엑스선 영상 생성 장치의 일 실시예는 엑스선을 발생시켜 압착된 대상체로 조사하는 엑스선 발생부; 상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부; 고정된 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 조사하는 1차 메인샷 및 서로 다른 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 조사하는 2차 메인샷을 수행하는 제어부; 및 상기 2차 메인샷에서 획득한 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하고, 상기 삭제된 병변 영역을 상기 1차 메인샷에서 획득한 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여 2차원 최종 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.
유방의 연부 조직에 대한 노이즈가 적으면서도 미세석회화와 같은 병변 영역이 선명한 엑스선 영상을 얻을 수 있다.
도 1은 엑스선 영상 생성 장치의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 암을 고정시킨 상태에서 대상체를 촬영하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 암을 회전시키면서 대상체를 촬영하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 엑스선 영상 생성 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 영상 처리부의 블록도이다.
도 7은 엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 8은 도 7의 S770 단계를 보다 상세히 도시한 흐름도이다.
도 9는 엑스선 영상 생성 장치의 다른 실시예에 대한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 암을 고정시킨 상태에서 대상체를 촬영하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 암을 회전시키면서 대상체를 촬영하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 엑스선 영상 생성 장치의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 영상 처리부의 블록도이다.
도 7은 엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 8은 도 7의 S770 단계를 보다 상세히 도시한 흐름도이다.
도 9는 엑스선 영상 생성 장치의 다른 실시예에 대한 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 엑스선 영상 생성 방법 및 장치의 일 실시예에 대해 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 엑스선 영상 생성 장치의 일 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 엑스선 영상 생성 장치의 일 실시예에 대한 사시도이고 도 2는 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 측면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 암을 고정시킨 상태에서 대상체를 촬영하는 모습을 보여주는 도면이다. 그리고 도 4는 도 1에 도시된 엑스선 영상 생성 장치의 암을 회전시키면서 대상체를 촬영하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 엑스선 영상 생성 장치는 갠트리(100) 및 검사자 워크 스테이션(200)을 포함할 수 있다.
갠트리(100)는 대상체(예를 들어, 유방)에 대한 엑스선 영상을 생성하여 검사자 워크 스테이션(200)으로 전송할 수 있다. 이러한 갠트리(100)는 본체(110) 및 암(130)을 포함할 수 있다.
본체(110)에는 회전축(120)이 고정 설치될 수 있다. 그리고 본체(110)의 내부에는 엑스선 발생에 필요한 각종 전자 부품, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 엑스선 영상을 생성하는데 필요한 각종 전자 제품, 및 이들을 연결하는 배선들이 위치할 수 있다.
암(130)은 본체(110)에 고정된 회전축(120)을 중심으로 회전할 수 있다. 암(130)은 고정된 위치에서 대상체로 엑스선을 적어도 1회 조사할 수도 있고, 서로 다른 위치에서 대상체로 엑스선을 복수회 조사할 수도 있다. 서로 다른 위치에서 대상체로 엑스선을 조사할 때, 암(130)의 이동과 엑스선 조사는 동시에 이루어질 수 있고, 암(130)의 이동과 엑스선 조사가 교번적으로 수행될 수도 있다.
이하의 설명에서는 압착된 대상체로 엑스선을 조사하는 것을 '샷(shot)'이라 칭하기로 한다. 본 발명에서 샷은 프리샷(pre-shot)과 메인샷(main shot)으로 구분될 수 있다. 여기서 프리샷은 메인샷에 선행하여 수행되는 샷으로, 대상체의 조직 특성을 확인하고, 확인된 조직 특성에 따라 메인샷에서 필요한 촬영 조건을 설정하기 위해 수행되는 샷을 말한다. 그리고 메인샷이란 프리샷을 통해 설정된 촬영 조건에 따라 수행되는 샷을 말한다.
본 발명에서 메인샷은 1차 메인샷과 2차 메인샷으로 구분될 수 있다. 1차 메인샷은 도 3에 도시된 바와 같이, 고정된 위치에서 대상체로 엑스선을 적어도 1회 조사하는 것을 말한다. 2차 메인샷은 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 위치에서 대상체로 엑스선을 조사하는 것을 말한다.
상술한 바와 같은 암(130)에는 엑스선 발생부(도 5의 131) 및 필터부(도 5의 133)가 설치될 수 있다.
엑스선 발생부(131)는 대상체로 엑스선을 조사할 수 있다. 여기서 엑스선에 대하여 간략히 설명하기로 한다.
엑스선은 진공 상태의 엑스선관(X-ray tube) 내에 마련된 캐소드(필라멘트)에 관전류(tube current)를 흘리고, 캐소드(필라멘트)와 애노드(타겟)의 사이에 관전압(tube voltage)을 인가하여 발생시킨다. 즉, 캐소드(필라멘트)에 관전류가 흐르게 되면 캐소드(필라멘트)가 가열되고, 가열된 캐소드(필라멘트)로부터 전자가 방출된다. 캐소드(필라멘트)에서 방출된 전자는 관전압에 의해 가속되고, 가속된 전자가 애노드(타겟)에 충돌하면서 엑스선이 발생한다. 이 때 관전압과 관전류는 엑스선 영상 생성 장치 마다 다를 수 있다.
관전압은 엑스선관에서 발생되는 엑스선의 양과 에너지(투과력을 결정함)에 영향을 미친다. 관전압이 상승하면 엑스선 스펙트럼의 피크는 더 높아지며, 엑스선 스펙트럼이 고에너지 방향으로 이동한다. 이는 관전압이 상승하면 엑스선관에서 발생되는 광자의 수가 증가하고, 이 광자들의 에너지 또한 전반적으로 커지는 것을 의미한다.
관전류는 엑스선관에서 발생되는 엑스선의 양에 영향을 미친다. 관전류가 상승하면 엑스선 스펙트럼의 피크는 더 높아지나, 엑스선 스펙트럼이 저에너지 방향 또는 고에너지 방향으로 이동하지는 않는다. 이는 관전류가 상승하면 엑스선관에서 발생되는 광자의 수가 증가하는 것을 의미한다.
한편, 엑스선은 애노드(타겟)를 구성하는 물질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 애노드(타겟)가 텅스텐이고, 관전압이 42kVp라면, 애노드로부터 발생하는 엑스선의 엑스선 스펙트럼은 24keV 부근이 피크이면서 부드럽게 상승하고 하강하는 그래프가 된다. 만약, 애노드가 몰리브덴이고, 관전압이 42kVp라면, 애노드로부터 발생하는 엑스선의 엑스선 스펙트럼은 17keV 부근이 피크인 스파이크 형상의 그래프가 된다.
상술한 바와 같은 엑스선 발생부(131)는 암(130)이 회전함에 따라 암(130)과 함께 회전할 수 있다. 구체적으로, 암(130)은 대상체에 수직한 중심선을 기준으로 사전 지정된 각도만큼 회전할 수 있다. 여기서, 엑스선 발생부(131)가 중심선을 기준으로 좌측 또는 우측으로 회전하는 각도는 촬영 각도로 정의될 수 있다. 본 발명에서 촬영 각도는 대상체의 조직 특성에 따라 결정될 수 있다. 여기서, 대상체의 조직 특성으로는 유방의 두께, 치밀도를 예로 들 수 있다.
필터부(도 5의 133)는 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 하나 이상의 필터는 다른 필터로 교체될 수 있도록 설치된다. 이 때, 필터의 교체는 수동으로 이루어지거나 자동으로 이루어질 수 있다.
엑스선 발생부(131)에서 조사된 엑스선이 필터를 지나면 엑스선 스펙트럼의 피크는 낮아지고, 고에너지 방향으로 이동한다. 따라서, 필터는 광자의 수(특히, 저에너지 광자)를 감소시키고, 광자의 에너지를 증가시키는 효과가 있다. 이 때, 감소하는 광자의 수 및 광자 에너지의 증가폭은 필터의 종류에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 구리(Cu)로 만들어진 필터를 사용하는 경우, 엑스선의 엑스선 스펙트럼은 10keV 부근이 피크인 뾰족한 형상의 그래프가 된다. 알루미늄(Al)으로 만들어진 필터를 사용하는 경우, 엑스선의 엑스선 스펙트럼은 7keV 부근이 피크이면서, 고에너지 방향으로 완만하게 하강하는 그래프가 된다.
한편, 암(130)의 전방에는 대상체가 놓여지는 엑스선 검출부(150) 및 엑스선 검출부(150) 위에 놓여진 대상체를 압착시키는 압착부(140)가 위치할 수 있다.
압착부(140)는 압착 패널(143)과 압착 패널 가이드부(141)를 포함할 수 있다.
압착 패널(143)은 대상체에 수직인 중심선을 따라 상하로 이동할 수 있다. 압착 패널(143)은 중심선을 따라 아래쪽으로 이동하여 대상체를 압착할 수 있다.
일 예로, 압착 패널(143)의 이동은 수동으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 압착 패널(143)의 좌측 및 우측 중 적어도 한쪽에는 압착 패널 핸들(145)이 구비될 수 있는데, 검사자는 손으로 압착 패널 핸들(145)을 잡고 압착 패널(143)을 아래쪽으로 이동시켜 대상체를 압착할 수 있다.
다른 예로, 압착 패널(143)의 이동은 자동으로 이루어질 수도 있다. 구체적으로, 압착 패널(143)은 압착 패널 이동 모터(도 5의 147)에 의해 자동으로 이동될 수도 있다.
압착 패널 가이드부(141)는 압착 패널(143)의 이동을 가이드할 수 있다. 압착 패널 가이드부(141)의 내부에는 압착 패널(143)을 이동시키는 압착 패널 이동 모터(도 5의 147)이 구비될 수 있다.
엑스선 검출부(150)는 대상체를 통과한 엑스선을 검출하는 것으로, 암(130)의 회전축(120)에 고정 설치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 메인샷을 수행할 때에는 대상체와 엑스선 검출부(150)의 사이에 그리드(Grid)가 위치할 수 있다. 그리드는 대상체를 투과한 엑스선 중에서 산란된 엑스선을 흡수한다. 구체적으로, 대상체로 엑스선을 조사하면, 조사된 엑스선 중에서 일부는 대상체에 흡수되며, 일부는 대상체를 투과한다. 대상체를 투과하면서 엑스선의 일부는 산란되는데, 산란된 엑스선은 그리드에 의해 제거되고, 직진성을 가진 엑스선만이 엑스선 검출부에 의해 검출된다. 1차 메인샷과는 달리 2차 메인샷은 도 4에 도시된 바와 같이, 대상체와 엑스선 검출부(150) 사이에 그리드가 없는 상태에서 수행될 수 있다.
검사자 워크 스테이션(200)은 갠트리(100)로부터 엑스선 영상을 수신할 수 있다. 이를 위해 검사자 워크 스테이션(200)은 갠트리(100)와 네트워크로 연결될 수 있다. 이 때, 네트워크는 유선 네트워크 및 무선 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 검사자 워크 스테이션(200)은 갠트리(100)로부터 수신한 엑스선 영상을 출력부(300)로 출력할 수 있다. 출력부(300)는 프린터 및 디스플레이를 포함할 수 있다. 여기서, 디스플레이는 CRT 및 평판 디스플레이를 포함할 수 있으며, 평판 디스플레이로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diodes)를 예로 들 수 있다.
도 5는 엑스선 영상 생성 장치의 일 실시예에 대한 제어 블록도이다.
엑스선 영상 생성 장치는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 구성요소들에 더하여, 제어부(111), 영상 처리부(113), 저장부(115), 통신부(117)를 더 포함할 수 있다.
제어부(111)는 엑스선 영상 생성 장치를 구성하는 구성요소들을 서로 연결하고 제어할 수 있으며, 자동노출제어(Automatic Exposure Control: AEC)를 수행할 수 있다. 본 발명에서 자동노출제어란 대상체의 조직 특성에 따라 촬영 조건을 설정함으로써, 엑스선의 노출을 자동으로 조절하는 기능을 말한다. 여기서, 대상체의 조직 특성으로는 유방의 두께, 유방의 치밀도를 예로 들 수 있다. 따라서, 제어부(111)가 자동노출제어를 수행하기 위해서는 유방의 두께 및 유방의 치밀도를 확인할 필요가 있다.
제어부(111)가 유방의 두께를 확인하는 방법으로는 다음과 같은 방법을 예로 들 수 있다. 일 예로, 압착 패널(143)의 위치를 센서(미도시)를 통해 감지하고, 제어부(111)는 이 센서로부터 수신한 값에 근거하여 유방의 두께를 확인할 수 있다. 다른 예로, 제어부(111)는 압착 패널 이동 모터(147)의 동작을 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여 유방의 두께를 확인할 수 있다. 예를 들면, 압착 패널 이동 모터(147)의 위치(즉, 회전자가 회전한 각도)에 근거하여, 유방의 두께를 확인할 수 있다.
한편, 제어부(111)는 프리샷을 수행하여 얻은 프리샷 영상의 영상 히스토그램에 근거하여 유방의 치밀도를 확인할 수 있다. 영상 히스토그램은 엑스선 영상의 명암 분포를 나타내는 그래프이다. 구체적으로, 제어부(111)는 프리샷 영상의 영상 히스토그램 전체를 적분하여 유방의 전체 면적을 구한다. 그리고 영상 히스토그램에서 기준값 이상의 휘도를 갖는 부분을 적분하여 유방의 실질조직의 면적을 구한다. 이 후, 실질조직의 면적을 전체 면적으로 나눈 값에 100을 곱하여 유방의 치밀도를 산출할 수 있다.
상술한 방법에 따라 유방의 조직 특성이 확인되면, 제어부(111)는 저장부(115)에 기 저장되어 있는 촬영 조건 중에서, 확인된 조직 특성에 맞는 촬영 조건을 검색할 수 있다. 이 때, 제어부(111)는 1차 메인샷에 필요한 촬영 조건 및 2차 메인샷에 필요한 촬영 조건을 각각 검색할 수 있다. 이 후, 제어부(111)는 각각 검색된 촬영 조건에 맞추어 1차 메인샷 및 2차 메인샷을 차례로 수행할 수 있다.
저장부(115)는 엑스선 영상 생성 장치의 동작에 필요한 알고리즘이나 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 프리샷, 1차 메인샷, 2차 메인샷을 수행하는데 필요한 촬영 조건을 저장할 수 있다. 여기서, 1차 메인샷을 수행하는데 필요한 촬영 조건 및 2차 메인샷을 수행하는데 필요한 촬영 조건은 유방의 조직 특성 별로 테이블화되어 저장될 수 있다. 촬영 조건으로는 촬영 횟수, 촬영 각도, 촬영 위치, 관전압, 관전류, 필터를 구성하는 물질의 종류, 애노드를 구성하는 물질의 종류를 예로 들 수 있다.
상술한 바와 같은 데이터를 저장하는 저장부(115)는 롬(Read Only Memory: ROM), 램(Random Access Memory: RAM), 피롬(Programmable Read Only Memory: PROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자, 또는 램(Random Access Memory: RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 또는 하드 디스크, 광 디스크와 같은 저장 매체로 구현될 수 있다. 그러나 상술한 예로 한정되는 것은 아니며, 저장부(115)는 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수도 있음은 물론이다.
영상 처리부(113)는 엑스선 검출부의 전기 신호를 리드아웃(read out)하여 영상 신호를 얻는다. 그리고 이 영상 신호에 대해 신호 처리를 수행하여, 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
구체적으로, 프리샷이 수행된 경우라면, 영상 처리부(113)에서는 엑스선 영상으로서, 프리샷 영상이 생성될 수 있다. 프리샷 영상이 생성되면, 영상 처리부(113)는 프리샷 영상의 영상 히스토그램을 생성할 수 있다. 프리샷 영상의 영상 히스토그램은 제어부(111)로 제공되어, 유방의 치밀도를 확인하는데 사용된다.
만약, 1차 메인샷이 수행된 경우라면, 영상 처리부(113)에서는 엑스선 영상으로서, 하나의 2차원 영상이 생성될 수 있다. 1차 메인샷으로 생성된 하나의 2차원 영상은 1차 메인샷에서 엑스선을 1회만 조사하여 얻은 엑스선 영상일 수 있다. 또는 1차 메인샷에서 엑스선을 여러 번 조사하여 얻은 복수의 엑스선 영상 중에서 선택된 엑스선 영상일 수 있다.
만약, 2차 메인샷이 수행된 경우라면, 영상 처리부(113)에서는 엑스선 영상으로서, 복수의 2차원 영상이 생성될 수 있다. 만약 대상체의 내부에 병변이 존재하는 경우라면, 1차 메인샷으로 인해 생성된 하나의 2차원 영상에서는 2차 메인샷으로 인해 생성된 복수의 2차원 영상에 비하여 병변 영역의 경계가 보다 명확하게 나타난다. 이는 1차 메인샷에서는 2차 메인샷에 비하여 고선량의 엑스선 및 그리드(160)가 사용되기 때문이다.
영상 처리부(113)는 1차 메인샷을 통해 획득한 하나의 2차원 영상과, 2차 메인샷을 통해 획득한 복수의 2차원 영상을 이용하여, 연부 조직에 대한 노이즈가 적으면서도 병변 영역이 선명한 2차원 최종 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 2차원 최종 영상을 생성하는 과정에는 비반복적(non-iterative) 복원 방법 또는 반복적(iterative) 복원 방법이 사용될 수 있다. 여기서, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 영상 처리부(113)에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 6a를 참조하여 비반복적(non-iterative) 복원 방식에 따라 2차원 최종 영상을 생성하는 영상 처리부(113)를 설명하기로 한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 영상 처리부(113)는 영상 생성부(31), 영상 히스토그램 생성부(32), 중간 영상 생성부(33), 비반복적 복원 영상 생성부(34), 가상 영상 생성부(36), 및 최종 영상 생성부(37)를 포함할 수 있다.
영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 전기 신호를 리드아웃하고, 이 전기 신호를 처리하여 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
예를 들어, 프리샷이 수행된 상태라면 영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 리드아웃한 전기 신호를 처리하여 프리샷 영상을 생성할 수 있다.
만약, 1차 메인샷이 수행된 상태라면 영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 리드아웃한 전기 신호를 처리하여 하나의 2차원 영상을 생성할 수 있다. 만약, 대상체의 내부에 미세석회화와 같은 병변이 존재한다면, 1차 메인샷에서 획득된 2차원 영상에서는 미세석회화와 같은 병변 영역이 선명하게 나타난다. 그 이유는 앞서 설명했듯이, 1차 메인샷에서는 고선량의 엑스선 및 그리드(160)가 사용되기 때문이다. 병변 영역이 선명한 하나의 2차원 영상은 후술될 가상 영상 생성부(36)로 제공될 수 있다.
만약, 2차 메인샷이 수행된 상태라면 영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 리드아웃한 전기 신호를 처리하여 복수의 2차원 영상을 생성할 수 있다. 유방의 내부에 미세석회화와 같은 병변이 존재한다면, 복수의 2차원 영상에서는 해당 병변 영역이 흐리게 나타난다. 그 이유는 앞서 설명했듯이, 2차 메인샷에서는 엑스선 발생부를 움직이면서 대상체로 저선량의 엑스선을 조사하기 엑스선 발생부에서 조사된 엑스선의 일부가 산란된다. 따라서 2차 메인샷으로 획득한 복수의 2차원 영상에서는 미세석회화와 같이 크기가 작은 병변 영역은 흐리게 나타난다.
영상 히스토그램 생성부(32)는 프리샷 영상의 영상 히스토그램을 생성할 수 있다. 영상 히스토그램은 제어부(111)로 제공되어, 유방의 치밀도를 확인하는데 사용될 수 있다.
중간 영상 생성부(33)는 영상 생성부(31)로부터 병변 영역이 흐리게 나타난 복수의 2차원 영상을 제공받는다. 그리고 제공받은 복수의 2차원 영상에서 각각 병변 영역을 삭제하여, 복수의 2차원 중간 영상을 생성할 수 있다. 중간 영상은 다양한 방법으로 생성될 수 있다.
일 예로, 병변 영역이 흐린 2차원 중간 영상을 고역 통과 필터(High Pass Filter: HPF)를 통과시키면, 미세석회화와 같은 병변 영역만이 남는다. 따라서, 고역 통과 필터를 통과시키기 이전의 2차원 영상과 고역 통과 필터를 통과한 이후의 2차원 영상의 차이를 구하면, 병변 영역이 삭제된 2차원 중간 영상을 얻을 수 있다.
다른 예로, CAD(Computer-Aided Diagnosis)를 적용하여 2차원 영상에서 미세석회화와 같은 병변 영역을 검출한 다음, CAD를 적용하기 이전의 2차원 영상과 CAD를 적용한 이후의 2차원 영상의 차이를 구하여, 병변 영역이 삭제된 2차원 중간 영상을 얻을 수 있다.
비반복적 복원 영상 생성부(34)는 제1 복원 영상 생성부(34a) 및 제2 복원 영상 생성부(34b)를 포함할 수 있다.
제1 복원 영상 생성부(34a)는 영상 생성부(31)로부터 복수의 2차원 영상을 제공 받아, 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 3차원 복원 영상이란 엑스선 영상에서 2차원으로 표현되어 있던 대상체를 실물과 유사하게 3차원으로 복원(reconstruction)한 영상을 말한다. 제1 복원 영상 생성부(34a)는 비반복적(non-iterative) 복원 방법에 따라, 병변 영역이 포함된 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다. 비반복적(non-iterative) 복원 방법이란, 3차원의 대상체를 2차원으로 모델링하는데 사용되는 변환 함수의 역변환 함수를 복수의 2차원 영상에 적용하여 3차원 복원 영상을 생성하는 것을 말한다. 비반복적 복원 방법의 예로는 여과를 이용한 역투사 방법(Filtered Backprojection)을 들 수 있다.
영상 생성부(31)로부터 제공받은 복수의 2차원 영상은 엑스선 발생부를 이동시켜가면서, 저선량의 엑스선을 조사하여 획득한 것이다. 따라서 복수의 2차원 영상에서는 미세석회화와 같은 병변 영역이 흐리게 나타난다. 따라서 제1 복원 영상 생성부(34a)가 이러한 복수의 2차원 영상을 이용하여 3차원 복원 영상을 생성하는 경우, 생성된 3차원 복원 영상에서는 미세석회화와 같은 병변 영역이 흐려진다. 이처럼 제1 복원 영상 생성부(34a)에서 생성된 3차원 복원 영상은 제어부(111) 및 통신부(117)를 거쳐 검사자 워크 스테이션(200)으로 전송될 수 있다.
제2 복원 영상 생성부(34b)는 중간 영상 생성부(33)로부터 병변 영역이 삭제된 복수의 2차원 중간 영상을 제공받아, 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 제2 복원 영상 생성부(34b)는 비반복적(non-iterative) 복원 방법을 이용하여, 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다. 생성된 3차원 복원 영상은 가상 영상 생성부(36)로 제공될 수 있다.
가상 영상 생성부(36)는 제2 복원 영상 생성부(34b)로부터 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 제공받을 수 있다. 그리고 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 시뮬레이션하여, 병변 영역이 삭제된 2차원 가상 영상을 생성할 수 있다. 다시 말해, 3차원으로 복원된 대상체에 가상으로 엑스선을 조사하여 병변 영역이 삭제된 2차원의 가상 영상을 얻는다. 시뮬레이션을 수행하기에 앞서, 가상 영상 생성부(36)는 3차원 복원 영상에 대한 영상 처리를 수행할 수 있다. 예를 들면, 3차원 복원 영상의 품질을 향상시키는 영상 처리를 수행할 수 있다. 이러한 영상 처리를 수행한 후에 시뮬레이션을 하는 경우, 유방의 연부 조직에 대한 노이즈가 적은 2차원 가상 영상을 얻을 수 있다. 그러나 3차원 복원 영상에 대한 영상 처리가 반드시 수행되어야 하는 것은 아니며, 영상 처리 과정은 생략될 수도 있다. 시뮬레이션을 통해 생성된 2차원 가상 영상은 최종 영상 생성부(37)로 제공될 수 있다.
최종 영상 생성부(37)는 2차원 가상 영상과 1차 메인샷에서 획득된 2차원 영상을 제공받는다. 그리고, 최종 영상 생성부(37)는 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역이 1차 메인샷을 통해 획득된 2차원 영상의 병변 영역으로 대체된 최종 영상을 생성할 수 있다.
이 때, 2차원 최종 영상은 다양한 방법으로 생성될 수 있다. 일 예로, 최종 영상 생성부(37)는 1차 메인샷을 통해 획득된 2차원 영상과 2차원 가상 영상을 합성하여, 최종 영상을 생성할 수 있다. 다른 예로, 최종 영상 생성부(37)는 1차 메인샷을 통해 획득된 2차원 영상으로부터 병변 영역을 검출하고, 검출된 병변 영역을 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역에 합성하여, 최종 영상을 생성할 수 있다. 이러한 방법으로 생성된 2차원 최종 영상은 제어부(111)로 제공될 수 있으며, 제어부(111)로 제공된 2차원 최종 영상은 통신부(117)를 통해 검사자 워크 스테이션(200)으로 전송될 수 있다.
다음으로, 도6b를 참조하여 반복적(iterative) 방법에 따라 2차원 가상 영상을 생성하는 영상 처리부(113)를 설명하기로 한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 영상 처리부(113)는 영상 생성부(31), 영상 히스토그램 생성부(32), 중간 영상 생성부(33), 반복적 복원 영상 생성부(35), 가상 영상 생성부(36), 및 최종 영상 생성부(37)를 포함할 수 있다.
도 6b에 도시된 구성요소들 중에서 영상 생성부(31), 영상 히스토그램 생성부(32), 중간 영상 생성부(33), 가상 영상 생성부(36), 및 최종 영상 생성부(37)는 도 6a에 도시된 구성요소들과 동일하므로, 간략히 설명하기로 하고, 반복적 복원 영상 생성부(35)를 위주로 설명하기로 한다.
영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 전기 신호를 리드아웃하고, 이 전기 신호를 처리하여 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
예를 들어, 프리샷이 수행된 상태라면 영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 리드아웃한 전기 신호를 처리하여 프리샷 영상을 생성할 수 있다.
만약, 1차 메인샷이 수행된 상태라면 영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 리드아웃한 전기 신호를 처리하여 하나의 2차원 영상을 생성할 수 있다. 만약, 대상체의 내부에 미세석회화와 같은 병변이 존재한다면, 1차 메인샷에서 획득된 2차원 영상에서는 미세석회화와 같은 병변 영역이 선명하게 나타난다.
만약, 2차 메인샷이 수행된 상태라면 영상 생성부(31)는 엑스선 검출부에서 리드아웃한 전기 신호를 처리하여 복수의 2차원 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 복수의 2차원 영상에서는 미세석회화와 같은 병변이 흐리게 나타난다. 병변 영역이 흐린 복수의 2차원 영상은 후술될 중간 영상 생성부(33)로 제공될 수 있다.
영상 히스토그램 생성부(32)는 프리샷 영상의 영상 히스토그램을 생성할 수 있다. 영상 히스토그램은 제어부(111)로 제공되어, 유방의 치밀도를 확인하는데 사용될 수 있다.
중간 영상 생성부(33)는 복수의 2차원 영상에서 각각 병변 영역을 삭제하여, 복수의 2차원 중간 영상을 생성할 수 있다.
반복적 복원 영상 생성부(35)는 제1 복원 영상 생성부(35a) 및 제2 복원 영상 생성부(35b)를 포함할 수 있다.
제1 복원 영상 생성부(35a)는 영상 생성부(31)로부터 복수의 2차원 영상을 제공 받아, 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 제1 복원 영상 생성부(35a)는 반복적(iterative) 방법에 따라 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다. 생성된 3차원 복원 영상은 병변 영역을 포함하되, 경계가 흐리게 표현될 수 있다.
구체적으로, 영상 생성부(31)로부터 제공받은 복수의 2차원 영상은 엑스선 발생부를 이동시켜가면서 저선량의 엑스선을 조사하여 획득한 것이다. 따라서, 복수의 2차원 영상에서는 미세석회화와 같은 병변 영역이 흐리게 나타난다. 따라서, 제1 복원 영상 생성부(35a)가 이러한 복수의 2차원 영상을 이용하여 3차원 복원 영상을 생성하는 경우, 생성된 3차원 복원 영상에서는 미세석회화와 같은 병변 영역이 블러링된다.
제1 복원 영상 생성부(35a)에서 생성된 3차원 복원 영상은 제2 복원 영상 생성부(35b)로 제공될 수 있다. 또한 제어부(111) 및 통신부(117)를 거쳐 검사자 워크 스테이션(200)으로도 전송될 수 있다.
제2 복원 영상 생성부(35b)는 제1 복원 영상 생성부(35a)로부터 병변 영역을 포함하는 3차원 복원 영상을 제공받을 수 있다. 그리고 중간 영상 생성부(33)로부터 병변 영역이 삭제된 복수의 2차원 중간 영상을 제공받을 수 있다. 그리고 반복적 복원 방법을 이용하여, 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다.
구체적으로, 제2 복원 영상 생성부(35b)는 병변 영역을 포함하는 3차원 복원 영상을 초기값으로 설정하고, 초기값으로 설정된 3차원 복원 영상을 복수의 2차원 중간 영상을 이용하여 갱신할 수 있다. 그 결과, 제2 복원 영상 생성부(35b)는 제1 복원 영상 생성부(35a)에서 생성된 3차원 복원 영상과 동일한 볼륨을 가지되, 미세석회화와 같은 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 반복적 복원 영상 생성부(35)가 반복적 복원 방법을 사용하는 경우에는 비반복적 복원 방법을 사용하는 경우에 비하여 연산량은 증가하지만, 전반적으로 품질이 향상된 영상을 얻을 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 통신부(117)는 검사자 워크 스테이션(200)과 데이터 송수신을 담당할 수 있다. 예를 들면, 통신부(117)는 제1 복원 영상 생성부(34a, 35a)에서 생성된 3차원 복원 영상, 최종 영상 생성부(37)에서 생성된 2차원 최종 영상을 검사자 워크 스테이션(200)으로 전송할 수 있다. 또한 통신부(117)는 검사자 워크 스테이션(200)으로부터 갠트리의 동작과 관련된 제어 신호를 수신할 수도 있다.
검사자 워크 스테이션(200)은 갠트리로부터 전송받은 3차원 복원 영상과 2차원 최종 영상을 출력부(300)를 통해 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(300)가 디스플레이인 경우, 디스플레이는 3차원 복원 영상과 2차원 최종 영상을 나란히 디스플레이할 수 있다. 이 때, 2차원 최종 영상은 유방의 연부 조직에 대한 품질이 향상되었을 뿐만 아니라, 미세석회화와 같은 병변 영역이 선명하게 나타나기 때문에 검사자는 미세석화화 및 종괴를 용이하게 확인할 수 있다. 또한 2차원 최종 영상과 함께 3차원 복원 영상이 디스플레이되므로, 검사자는 두 영상을 비교하여 진단에 활용할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여, 엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예를 설명하기로 한다.
환자의 유방이 엑스선 검출부에 올려진 상태에서 압착 패널을 하강시켜 유방이 압착되면, 제어부(111)는 유방의 두께를 확인한다(S710). 유방의 두께는 압착 패널의 위치를 감지하는 센서로부터 수신한 값 또는 압착 패널 이동 모터의 동작을 모니터링한 결과에 근거하여 확인할 수 있다.
유방의 두께가 확인되면, 엑스선 발생부에서 엑스선을 조사하여 프리샷을 수행한다. 이 후, 영상 처리부(113)는 엑스선 검출부의 전기 신호를 리드아웃하여 영상 신호를 얻고, 영상 신호에 대해 신호 처리를 수행하여 프리샷 영상을 생성할 수 있다(S720). 그리고 프리샷 영상 신호에 대한 영상 히스토그램을 형성하여 제어부(111)로 제공할 수 있다.
제어부(111)는 영상 처리부(113)로부터 제공받은 프리샷 영상의 영상 히스토그램에 근거하여 유방의 치밀도를 확인할 수 있다(S730).
이 후, 제어부(111)는 유방의 두께 및 치밀도 중 적어도 하나에 따라 메인샷에서의 촬영 조건을 자동으로 결정할 수 있다(S740). 이 때, 제어부(111)는 1차 메인샷에서의 촬영 조건 및 2차 메인샷에서의 촬영 조건을 각각 결정할 수 있다. 촬영 조건으로는 촬영 횟수, 촬영 각도, 촬영 위치, 관전압, 관전류, 필터를 구성하는 물질을 종류, 애노드를 구성하는 물질을 종류를 예로 들 수 있다.
그 다음, 엑스선 발생부는 1차 메인샷에서의 촬영 조건에 따라, 유방으로 엑스선을 조사하여 1차 메인샷을 수행한다. 1차 메인샷은 유방과 엑스선 검출부 사이에 그리드(160)를 위치시킨 상태에서 수행될 수 있다. 1차 메인샷이 수행되면 영상 처리부(113)는 엑스선 검출부의 전기 신호를 리드아웃하여 영상 신호를 얻고, 영상 신호에 대해 신호 처리를 수행하여 하나의 2차원 영상을 생성할 수 있다(S750).
이 후, 엑스선 발생부는 2차 메인샷에서의 촬영 조건에 따라, 유방으로 엑스선을 조사하여 2차 메인샷을 수행한다. 즉, 유방을 중심으로 엑스선 검출부를 일정 각도로 이동시키면서 설정된 촬영 횟수만큼 엑스선을 조사하여 2차 메인샷을 수행한다. 2차 메인샷은 유방과 엑스선 검출부 사이에 그리드(160)가 없는 상태에서 수행될 수 있다. 2차 메인샷이 수행되면 영상 처리부(113)는 엑스선 검출부의 전기 신호를 리드아웃하여 영상 신호를 얻고, 영상 신호에 대해 신호 처리를 수행하여 복수의 2차원 영상을 생성할 수 있다(S760).
그 다음, 영상 처리부(113)는 2차 메인샷에서 획득한 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 각각 삭제하고, 삭제된 병변 영역을 1차 메인샷에서 획득한 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여, 2차원 최종 영상을 생성할 수 있다(S770). 2차원 최종 영상은 비반복적 복원 방법 또는 반복적 복원 방법을 사용하여 생성될 수 있는데, 비반복적 복원 방법이 사용되는 경우의 2차원 최종 영상 생성 방법은 도 8에 도시된 바와 같다.
즉, 영상 처리부(113)는 2차 메인샷을 통해 획득된 복수의 2차원 영상에서 각각 병변 영역을 삭제하여 복수의 2차원 중간 영상을 생성한다(S772).
그 다음, 영상 처리부(113)는 복수의 2차원 중간 영상에 근거하여, 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성한다(S774). 즉, 2차원으로 표현되어 있던 유방을 3차원으로 복원한다. 이 때, 영상 처리부(113)는 비반복적 복원 방법을 사용하여 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성할 수 있다.
이 후, 영상 처리부(113)는 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 시뮬레이션하여, 병변 영역이 삭제된 2차원 가상 영상을 생성할 수 있다(S776). 즉, 영상 처리부(113)는 3차원으로 복원된 유방에 가상으로 엑스선을 조사하여 2차원의 가상 영상을 생성한다.
그 다음, 영상 처리부(113)는 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역을 1차 메인샷에서 획득한 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여 2차원 최종 영상을 생성할 수 있다(S778). 예를 들면, 2차원 가상 영상과 1차 메인샷에서 획득한 2차원 영상을 단순히 합성하여 2차원 최종 영상을 생성할 수 있다. 또는 1차 메인샷에서 획득한 2차원 영상에서 병변 영역을 검출하고, 검출된 병변 영역을 2차원 가상 영상에 합성하여, 최종 영상을 생성할 수 있다.
이상으로 엑스선 생성 장치 및 방법의 일 실시예를 설명하였다. 일 실시예에서는 검사자가 그리드(160)를 수동으로 위치시키는 경우를 설명하였는데, 그리드(160)는 자동으로 이동될 수도 있다. 이 경우, 엑스선 영상 생성 장치는 도 9에 도시된 바와 같이, 그리드(160)를 이동시키기 위한 그리드 이동 모터(161)를 추가로 구비할 수도 있다.
이상으로 본 발명의 실시예들을 설명하였다. 전술한 실시예에서 엑스선 영상 생성 장치를 구성하는 구성요소들 중에서 필터부(133) 및 영상 처리부(113)는 일종의 '모듈(module)'로 구현될 수 있다. 여기서, '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 게다가, 상기 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내에서 하나 또는 그 이상의 CPU를 실행할 수 있다.
전술한 실시예들에 더하여, 본 발명의 실시예들은 전술한 실시예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, 마그네틱 저장 매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학 기록 매체(예를 들면, CD-ROM 또는 DVD)와 같은 기록 매체, 반송파(carrier wave)와 같은 전송매체를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라 상기 매체는 합성 신호 또는 비트스트림(bitstream)과 같은 신호일 수도 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시예들을 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.
100: 갠트리
110: 본체
111: 제어부
113: 영상 처리부
115: 저장부
117: 통신부
120: 회전축
130: 암
131: 엑스선 발생부
133: 필터부
140: 압착부
141: 압착 패널 가이드부
143: 압착 패널
145: 압책 패널 핸들
147: 압착 패널 이동 모터
150: 엑스선 검출부
160: 그리드
161: 그리드 이동 모터
200: 검사자 워크 스테이션
300: 출력부
110: 본체
111: 제어부
113: 영상 처리부
115: 저장부
117: 통신부
120: 회전축
130: 암
131: 엑스선 발생부
133: 필터부
140: 압착부
141: 압착 패널 가이드부
143: 압착 패널
145: 압책 패널 핸들
147: 압착 패널 이동 모터
150: 엑스선 검출부
160: 그리드
161: 그리드 이동 모터
200: 검사자 워크 스테이션
300: 출력부
Claims (18)
- 엑스선 영상 생성 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
대상체로 엑스선을 적어도 1회 조사하는 1차 메인샷을 수행하여 하나의 2차원 영상을 얻는 단계;
서로 다른 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 조사하는 2차 메인샷을 수행하여 복수의 2차원 영상을 얻는 단계; 및
상기 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하고, 상기 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여 2차원 최종 영상을 생성하는 단계를 포함하되,
상기 2차원 최종 영상을 생성하는 단계는,
상기 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하여 복수의 2차원 중간 영상을 생성하는 단계;
상기 복수의 2차원 중간 영상을 이용하여, 상기 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성하는 단계;
상기 3차원 복원 영상에 가상으로 엑스선을 조사하는 시뮬레이션을 수행하여, 상기 병변 영역이 삭제된 2차원 가상 영상을 생성하는 단계; 및
상기 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여, 상기 최종 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 1차 메인샷을 수행하기 이전에,
엑스선 검출부 위에 놓여진 상기 대상체를 압착하는 단계;
상기 압착된 대상체의 두께를 확인하는 단계;
상기 압착된 대상체로 엑스선을 조사하는 프리샷(pre-shot)을 수행하여 상기 압착된 대상체의 프리샷 영상을 획득하는 단계;
상기 프리샷 영상의 영상 히스토그램을 이용하여 상기 압착된 대상체의 치밀도(density)를 결정하는 단계; 및
상기 압착된 대상체의 두께 및 치및도 중 적어도 하나에 근거하여 상기 1차 메인샷(main-shot) 및 2차 메인샷을 수행하는데 필요한 촬영 조건을 결정하는 단계를 더 포함하는 엑스선 영상 생성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 1차 메인샷은 상기 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부와 상기 대상체의 사이에 그리드가 설치된 상태에서 수행되는 엑스선 영상 생성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 2차 메인샷은 상기 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부와 상기 대상체의 사이에 그리드가 설치되지 않은 상태에서 수행되는 엑스선 영상 생성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 1차 메인샷에서는 상기 2차 메인샷에 비하여 고선량의 엑스선이 상기 대상체로 조사되는 엑스선 영상 생성 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 최종 영상을 생성하는 단계는
상기 2차원 가상 영상과 상기 하나의 2차원 영상을 합성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 최종 영상을 생성하는 단계는
상기 하나의 2차원 영상에서 병변 영역을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 병변 영역을 상기 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역에 합성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 2차원 최종 영상을 생성하는 단계는,
상기 복수의 2차원 영상을 이용하여 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 포함하는 3차원 복원 영상을 생성하는 단계;
상기 복수의 2차원 영상에서 각각 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하여 복수의 2차원 중간 영상을 생성하는 단계;
상기 병변 영역을 포함하는 3차원 복원 영상을 상기 복수의 2차원 중간 영상을 이용하여 갱신함으로써, 상기 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성하는 단계;
상기 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상에 가상으로 엑스선을 조사하는 시뮬레이션을 수행하여, 상기 병변 영역이 삭제된 2차원 가상 영상을 생성하는 단계; 및
상기 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여, 상기 최종 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법. - 엑스선을 발생시켜 대상체로 조사하는 엑스선 발생부;
상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부;
고정된 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 적어도 1회 조사하는 1차 메인샷 및 서로 다른 위치에서 상기 대상체로 엑스선을 조사하는 2차 메인샷을 수행하는 제어부; 및
상기 2차 메인샷에서 획득한 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하고, 상기 삭제된 병변 영역을 상기 1차 메인샷에서 획득한 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여 2차원 최종 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하되,
상기 영상 처리부는,
상기 복수의 2차원 영상에서 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하여 복수의 2차원 중간 영상을 생성하는 중간 영상 생성부;
상기 복수의 2차원 중간 영상을 이용하여, 상기 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성하는 복원 영상 생성부;
상기 3차원 복원 영상에 가상으로 엑스선을 조사하는 시뮬레이션을 수행하여, 상기 병변 영역이 삭제된 2차원 가상 영상을 생성하는 가상 영상 생성부; 및
상기 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여, 상기 최종 영상을 생성하는 최종 영상 생성부를 포함하는 엑스선 영상 생성 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 1차 메인샷을 수행하기 이전에, 상기 엑스선 검출부 위에 놓여진 상기 대상체를 압착하고, 상기 압착된 대상체의 두께 및 치밀도를 확인하고, 상기 압착된 대상체의 두께 및 치및도 중 적어도 하나에 근거하여 상기 1차 메인샷(main-shot) 및 2차 메인샷을 수행하는데 필요한 촬영 조건을 결정하는 엑스선 영상 생성 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 1차 메인샷은 상기 엑스선 검출부와 상기 대상체의 사이에 그리드가 설치된 상태에서 수행되는 엑스선 영상 생성 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 2차 메인샷은 상기 엑스선 검출부와 상기 대상체의 사이에 그리드가 설치되지 않은 상태에서 수행되는 엑스선 영상 생성 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 1차 메인샷에서는 상기 2차 메인샷에 비하여 고선량의 엑스선이 상기 대상체로 조사되는 엑스선 영상 생성 장치. - 삭제
- 제 10 항에 있어서,
상기 최종 영상 생성부는
상기 2차원 가상 영상과 상기 하나의 2차원 영상을 합성하여 상기 최종 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 최종 영상 생성부는
상기 하나의 2차원 영상에서 병변 영역을 검출하고, 상기 검출된 병변 영역을 상기 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역에 합성하여 상기 최종 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 영상 처리부는
상기 복수의 2차원 영상을 이용하여 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 포함하는 3차원 복원 영상을 생성하는 제1 복원 영상 생성부;
상기 복수의 2차원 영상에서 각각 주변과의 경계가 불분명한 병변 영역을 삭제하여 복수의 2차원 중간 영상을 생성하는 중간 영상 생성부;
상기 병변 영역을 포함하는 3차원 복원 영상을 상기 복수의 2차원 중간 영상을 이용하여 갱신함으로써, 상기 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상을 생성하는 제2 복원 영상 생성부;
상기 병변 영역이 삭제된 3차원 복원 영상에 가상으로 엑스선을 조사하는 시뮬레이션을 수행하여, 상기 병변 영역이 삭제된 2차원 가상 영상을 생성하는 가상 영상 생성부; 및
상기 2차원 가상 영상에서 삭제된 병변 영역을 상기 하나의 2차원 영상의 병변 영역으로 대체하여, 상기 최종 영상을 생성하는 최종 영상 생성부를 포함하는 엑스선 영상 생성 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020120099442A KR102023511B1 (ko) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | 엑스선 영상 생성 방법 및 장치 |
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