KR102091188B1 - 엑스선 영상 생성 모듈, 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

엑스선 검출 패널, 엑스선 영상 생성 모듈, 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 생성 방법에 관한 것으로, 엑스선 영상 생성 모듈은, 복수의 픽셀로 이루어지고 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀 그룹을 구비하되, 상기 복수의 픽셀 그룹 각각은 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 엑스선 검출 패널 및 복수의 픽셀 그룹 중 적어도 하나의 픽셀 그룹의 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부에 대한 독출 데이터를 독출하고, 상기 독출된 복수의 독출 데이터를 기초로 엑스선 영상의 다른 일부에 대한 추정 데이터를 연산하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 특정 에너지 대역의 엑스선에 상응하는 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함한다.

Description

엑스선 영상 생성 모듈, 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 생성 방법{X-ray image generating module, X-ray imaging system and method for generating X-ray image}
엑스선 영상 생성 모듈, 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 생성 방법이 개시된다.
엑스선 촬영 장치는 소정의 에너지 대역의 엑스선을 대상체, 예를 들어 인체로 조사하고, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고 이를 영상화함으로써 대상체 내부, 예를 들어 인체 내부 조직에 대한 엑스선 영상을 획득할 수 있는 장치이다.
이와 같이 엑스선 촬영 장치를 이용한 엑스선 촬영은, 대상체의 파괴없이 대상체 내부 구조를 용이하게 확인할 수 있다는 장점 때문에 의학적 진단을 하거나, 수하물 내부를 검사하는 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.
이와 같은 엑스선 촬영 장치가 대상체의 내부 구조를 촬영할 수 있는 것은, 대상체 내부 조직의 엑스선 흡수율의 차이에서 기인한다. 즉, 엑스선을 대상체에 조사하면 대상체 내부 조직 중에 엑스선 흡수율이 높은 조직은 엑스선을 흡수하여 대상체를 투과하지 않게 하고, 엑스선 흡수율이 낮은 조직은 엑스선을 투과시킨다. 이에 따라서 투과되는 엑스선을 엑스선 검출 장치가 감지하고, 검출된 엑스선에 따라서 엑스선 영상을 생성함으로써 대상체 내부 조직을 검출할 수 있게 되는 것이다.
이때 조사되는 엑스선의 에너지 대역에 따라서 검출할 수 있는 조직이 달라진다. 예를 들어서 고에너지 대역의 엑스선을 대상체, 예를 들어 인체에 조사하는 경우에는 뼈(bone)와 같은 단단한 조직들을 검출할 수 있다. 반대로 저에너지 대역의 엑스선을 대상체에 조사하면 엑스선의 대상체 내부 조직에 대한 투과율이 낮아져 연조직(soft tissue)에 대한 검출 역시 가능해진다. 따라서 유방 촬영 장치(FFDM, Full field digital mamography)의 경우에는 낮은 에너지 대역의 엑스선을 여성의 유방에 조사함으로써 유방 내부의 병변을 검출할 수 있게 된다.
다중 에너지 엑스선 영상(MEX, multi-energy X-ray image)은, 이와 같이 하나의 대상체를 다양한 에너지 대역의 엑스선으로 수회 촬영하여 대상체 내부의 다양한 조직을 검사, 확인할 수 있도록 하는 엑스선 영상이다.
이와 같은 다중 에너지 엑스선 영상을 얻는 방법으로는, 서로 다른 엑스선 대역을 가지는 엑스선을 순차적으로 대상체에 노출하여 얻는 방법이 있다. 이 경우에는 전하 축적 방식(charge integration)을 이용하여 엑스선 포톤을 검출할 수 있다. 이와 같은 방법은 엑스선을 수회 노출, 즉 엑스선을 대상체로 수회 조사해야 하는 단점이 있다.
또는 포톤 계수 검출기(photon counting detector)를 이용하여, 엑스선 단일 포톤을 전기적 신호로 변환시키고, 변환된 전기적 신호의 진폭이 에너지 크기에 비례함을 이용하여 전기적 신호의 진폭을 감쇄하여 다중 에너지 엑스선 영상을 얻는 방법도 있다. 후자의 경우 일 회의 엑스선 촬영으로도 다중 에너지 엑스선 영상을 획득할 수 있는 장점이 있으나, 제작상의 어려움이 있어 상용화되고 있지는 않다.
동시에 복수의 에너지 대역의 엑스선을 검출할 수 있는 엑스선 검출 패널을 이용하여 검출된 복수의 에너지 대역의 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성할 수 있는 엑스선 영상 생성 모듈 및 엑스선 촬영 장치와, 이를 이용한 복수의 엑스선 영상을 생성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러 엑스선 영상 생성 모듈을 이용하여 동시에 복수의 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 복수의 엑스선 영상을 획득할 수 있는 엑스선 촬영 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
하나의 엑스선 검출 패널이 동시에 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출할 수 있도록 하고, 이에 따라서 하나의 엑스선 검출 패널로부터 서로 다른 에너지 대역의 엑스선 영상을 동시에 또는 순차적으로 획득할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
특히 수 회의 엑스선 조사없이, 더 적은 횟수, 예를 들어 단 일 회의 엑스선 조사만으로도 복수의 서로 다른 여러 에너지 대역의 엑스선 영상을 얻을 수 있게 하고, 더 나아가 여러 에너지 대역의 엑스선 영상을 통하여 다중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있도록 하는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
복수의 엑스선 영상 획득을 위해서 엑스선 촬영을 수 회 반복함으로부터 비롯되는 환자나 조직의 움직임에 의한 화질 열화 등을 방지하여, 다중 에너지 엑스선 영상의 품질을 개선할 수 있도록 하는 것 역시 목적이 될 수 있다.
엑스선 촬영 장치의 사용자가 엑스선 영상을 이용한 피검자나 다양한 물체 내부의 조직, 구성 또는 내용물 등을 더욱 정확하게 진단하거나 확인할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 유방 촬영 장치를 이용한 유방 촬영에 있어서 유방에 대한 압착 시간을 단축할 수 있게 됨으로써, 피검사자의 유방 압착에 의한 고통을 절감할 수 있고, 그에 따라 피검자의 불편을 해소할 수 있도록 하는 것 역시 목적이 될 수 있다.
엑스선 영상 생성 모듈, 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 생성 방법을 제공한다.
엑스선 촬영 장치는, 엑스선을 조사하는 엑스선 발생부, 상기 엑스선으로부터 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀 그룹을 포함하는 엑스선 검출 패널 및 상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹의 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 영상 데이터인 독출 데이터를 획득하고, 상기 획득된 독출 데이터를 연산하여 상기 엑스선 영상의 나머지 부분에 대한 영상 데이터인 추정 데이터를 획득하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역에서의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함한다.
여기서 영상처리부는, 생성된 엑스선 영상을 채색(colorization)하여 채색된 엑스선 영상을 생성할 수도 있고, 또한 생성된 엑스선 영상에 가중치를 부여하여 대조도 대 잡음비(CNR, contrast to noise rate)가 큰 CNR 영상을 획득하도록 할 수도 있다.
또한 영상처리부는, 복수의 픽셀 그룹에 의해 검출되는 복수의 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성할 수도 있는데, 이 경우 영상처리부는, 복수의 엑스선 영상 간에 에너지 서브트랙션(Energy Subtraction)을 적용하여, 연조직에 대한 에너지 서브트랙션 엑스선 영상을 획득하도록 할 수 있다. 상기 생성된 복수의 엑스선 영상을 조합하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하도록 할 수도 있다.
한편 엑스선 검출 패널은, 상기 픽셀 그룹의 각 픽셀과 결합하고, 조사되는 엑스선의 에너지 대역을 감쇄시켜 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 상기 복수의 픽셀 그룹이 검출하도록 하는 복수의 필터를 더 포함할 수도 있다.
획득된 독출 데이터를 연산하여 상기 엑스선 영상의 나머지 부분에 대한 영상 데이터인 추정 데이터는, 상기 복수의 독출 데이터를 기초로 보간법을 이용하여 추정될 수 있다.
엑스선 영상 생성 모듈은, 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀 그룹을 포함하는 엑스선 검출 패널 및 상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹의 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 독출 데이터를 독출하고, 상기 독출된 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 나머지 부분에 대한 추정 데이터를 추정하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역에서의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하고 있을 수 있다.
이 경우 영상처리부는, 상술한 바와 마찬가지로 상기 생성된 엑스선 영상을 채색하여 채색된 엑스선 영상을 생성하도록 하거나, 상기 생성된 엑스선 영상에 가중치를 부여하여 대조도 대 잡음비가 큰 CNR 영상을 획득하도록 할 수 있다.
또한 영상처리부는, 상기 복수의 픽셀 그룹에 의해 검출되는 복수의 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성하도록 할 수 있다. 마찬가지로 이 경우에 있어서 복수의 엑스선 영상 간에 에너지 서브트랙션을 적용하여 에너지 서브트랙션 엑스선 영상을 획득할 수 있으며, 또한 상기 생성된 복수의 엑스선 영상을 조합하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성할 수도 있다.
한편, 엑스선 영상 생성 모듈은, 상기 픽셀 그룹의 각 픽셀과 결합하고, 조사되는 엑스선의 에너지 대역을 감쇄시켜 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 상기 복수의 픽셀 그룹이 검출하도록 하는 복수의 필터를 더 포함할 수 있다.
그리고 추정 데이터는 상기 복수의 독출 데이터를 기초로 보간법을 이용하여 연산될 수 있다.
또한 엑스선 영상 생성 모듈은, 복수의 에너지 대역의 엑스선 중 하나의 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 복수의 픽셀을 구비하는 엑스선 검출 패널 및 동일한 에너지 대역의 엑스선을 검출한 복수의 픽셀로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 영상 데이터인 독출 데이터를 얻고, 상기 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 다른 일부분에 대한 영상 데이터인 추정 데이터를 추정하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 상기 에너지 대역의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.
뿐만 아니라 엑스선 영상 생성 모듈은, 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하고 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀로 이루어진 픽셀 구역을 포함하는 엑스선 검출 패널 및 복수의 픽셀 구역 각각의 픽셀 중 특정 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 복수의 픽셀로부터 출력되는 전기적 신호를 기초로 엑스선 영상의 일부분에 대한 영상 데이터인 독출 데이터를 독출하고, 상기 독출된 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 나머지 일부분에 대한 추정 데이터를 추정하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역에서의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함할 수도 있다.
엑스선 영상 생성 방법은, 엑스선 검출 패널의 복수의 픽셀 그룹이 각각 서로 다른 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 단계, 상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹의 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 독출 데이터를 독출하는 단계, 상기 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 나머지 일부분에 대한 추정 데이터를 추정하는 단계 및 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역의 엑스선 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 엑스선 영상 생성 방법은, 상기 생성된 엑스선 영상을 채색하여 채색된 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 또한 상기 생성된 엑스선 영상에 가중치를 부여하여 대조도 대 잡음비가 큰 CNR 영상을 획득하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한 엑스선 영상 생성 방법은, 하나의 픽셀 그룹의 전기적 신호로부터 복수의 독출 데이터를 독출하는 단계 내지 상기 엑스선 영상을 생성하는 단계를 반복하여, 상기 검출된 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한 엑스선 영상 생성 방법은, 상기 생성된 복수의 엑스선 영상을 조합하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 이 경우 복수의 엑스선 영상 간에 에너지 서브트랙션을 적용하여 에너지 서브트랙션 엑스선 영상을 획득하는 단계가 더 포함될 수도 있다.
엑스선 영상 생성 방법은, 엑스선이 엑스선 검출 패널의 복수의 픽셀 그룹의 픽셀과 결합한 필터를 투과하고, 상기 엑스선의 에너지 대역이 차등적으로 감쇄하여 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선이 상기 픽셀 그룹의 상기 픽셀에 전달되는 단계, 상기 픽셀 그룹이 상기 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 단계, 상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹의 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 독출 데이터를 독출하는 단계, 상기 독출 데이터를 기초로 엑스선 영상의 나머지 일부분에 대한 추정 데이터를 추정하는 단계 및 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 엑스선 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 픽셀 그룹의 전기적 신호로부터 독출 데이터를 독출하는 단계 내지 상기 엑스선 영상을 생성하는 단계를 반복하여, 상기 검출된 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성하는 단계 및 상기 생성된 복수의 엑스선 영상을 조합하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함하고 있을 수도 있다.
상술한 바와 같이 엑스선 검출 패널, 엑스선 영상 생성 모듈, 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 영상 생성 방법을 제공함으로써, 수 회의 엑스선을 조사할 필요가 없이 단 일 회의 엑스선 촬영만으로도 다양한 에너지 대역의 복수의 엑스선 영상을 획득할 수 있게 된다.
여기서 하나의 엑스선 검출 패널만으로도 동시에 복수의 에너지 대역의 엑스선을 검출할 수 있게 되고, 이에 따라서 엑스선 영상 생성 모듈은 엑스선 검출 패널에 의해 검출된 복수의 에너지 대역의 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 얻을 수 있게 된다.
또한 수 회의 엑스선 촬영 없이, 더 적은 횟수, 예를 들어 단 일 회의 엑스선 조사만으로도 다중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있게 된다.
이를 통해서 복수 회수의 엑스선 촬영에 따라 발생할 수 있는 환자나 조직의 움직임에 의한 화질 열화 등을 방지하고, 그 결과 다중 에너지 엑스선 영상의 품질이 개선될 수 있게 된다.
이에 따라 엑스선 영상의 사용자, 예를 들어 의사 등이 엑스선 영상을 이용한 피검자나 다양한 물체 내부의 조직, 구성 또는 내용물 등을 더욱 정확하게 진단하거나 또는 확인할 수 있게 된다.
또한 유방 촬영 장치를 이용한 유방 촬영에 있어서 유방에 대한 압착 시간 역시 단축될 수 있어, 피검사자의 유방 압착에 의한 고통이 절감되어 피검사자의 편의 역시 도모할 수 있게 된다.
도 1은 엑스선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 2는 엑스선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 3은 엑스선 검출 패널의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 4는 엑스선 검출 패널의 일 실시예에 대한 평면도이다.
도 5는 엑스선 검출 패널의 다른 실시예에 대한 평면도이다.
도 6은 엑스선 검출 패널의 또 다른 일 실시예에 대한 평면도이다.
도 7은 복수의 서로 다른 에너지 대역의 엑스선 영상을 위해 엑스선을 조사하는 방법 중 하나를 도시한 도면이다.
도 8은 엑스선의 조사 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 필터링을 통해 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 픽셀이 검출하는 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 픽셀에 수광된 엑스선의 에너지 대역에 대한 그래프를 도시한 도면이다.
도 11은 픽셀과 저장 소자가 연결된 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 영상처리부에 대한 블록도이다.
도 13은 엑스선 영상 생성 방법에 대한 전체 흐름도이다.
도 14 내지 도 16은 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 21은 엑스선 영상 생성 방법에 대한 다양한 실시예에 대한 흐름도이다.
이하 도 1 내지 도 12를 참조하여 일 실시예에 있어서 엑스선 촬영 장치, 엑스선 검출 패널 및 엑스선 영상 생성 모듈에 대해서 설명할 것이다.
도 1은 엑스선 촬영 장치에 대한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서 엑스선 영상 모듈이 적용된 엑스선 촬영 장치는, 엑스선을 생성하고 대상체(ob)로 조사하는 엑스선 발생부(10) 및 대상체(ob)를 중심으로 엑스선 발생부(10)의 반대 방향에 위치하며 대상체(ob)가 거치되는 대상체 거치부(20)를 포함한다.
일 실시예에 따르면 엑스선 발생부(10)는, 음극에서 인가된 전압에 따라서 전자를 가속시켜 방출하고 방출된 전자가 대항극에 충돌함으로써 엑스선이 발생하는 엑스선 튜브(X-ray tube)와, 엑스선 튜브에 소정의 전압을 인가할 수 있도록 변압시키는 전기적 회로를 포함하고 있으며, 이들을 통해서 일정한 물리적 특성을 구비하는 엑스선, 예를 들어 일정한 에너지 대역의 엑스선을 발생시켜 대상체로 조사한다. 조사되는 엑스선 에너지 대역은 엑스선 튜브에 인가하는 전압에 따라서 결정된다.
한편 서로 다른 에너지 대역의 엑스선이란, 에너지 대역의 상한 및 하한 중 적어도 하나가 다르거나, 또는 엑스선의 에너지 스펙트럼의 평균값이나 중간값이 서로 다른 엑스선을 의미한다.
일 실시예에 따르면 대상체 거치부(20)에는, 엑스선 발생부(10)에서 조사되고 대상체(ob)를 투과하거나 또는 투과하지 않은 엑스선을 수광하고 수광된 엑스선을 전기적 신호로 변환하여 엑스선을 검출하는 엑스선 검출 패널(도 2의 100)이 설치된다.
다른 실시예에 따르면 엑스선 촬영 장치는 유방 촬영 장치일 수도 있다. 유방 촬영 장치의 경우에는 대상체 거치부(20)의 위에 대상체, 즉 유방을 압착하는 유방 압착부가 더 존재한다. 유방 압착부는 유방을 압착시켜 촬영되는 유방의 단면적을 확장시킨다. 유방 촬영 장치 역시 대상체 거치부(20) 하부에 엑스선 검출 패널(100)이 배치되어 엑스선 발생부(10)에서 조사된 엑스선을 검출한다.
이하 엑스선 촬영 장치의 일 실시예의 구성에 대해서 설명하도록 한다.
도 2는 엑스선 촬영 장치의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 엑스선 촬영 장치의 일 실시예에 따르면 엑스선 촬영 장치는, 상술한 바와 같이 엑스선을 발생하는 엑스선 발생부(10), 조사된 엑스선을 수광하고 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 엑스선 검출 패널(100) 및 엑스선 검출 패널(100)에 의해 변환된 전기적 신호로부터 엑스선 영상을 읽어들이는 영상처리부(200)를 포함한다.
또한 일 실시예에 있어서 엑스선 촬영 장치는, 영상처리부(200)에서 생성된 영상을 표시하는 디스플레이부(d) 및 엑스선 발생부(10), 엑스선 검출 패널(100), 영상처리부(200) 및 디스플레이부(d)를 제어하는 제어부(c)를 더 포함할 수 있다.
이하 일 실시예에 있어서 엑스선 검출 패널(100)에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 엑스선 검출 패널에 대한 도면이다.
엑스선 검출 패널(100)은, 엑스선을 수광하고 엑스선에 상응하는 전기적 신호를 출력, 저장하는 엑스선 감지 장치로, 예를 들어서 집전(charge integration) 방식의 플랫 패널 디텍서(flat panel detector)나, 광자 계수 디텍터(photon counting detector)일 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 엑스선 검출 패널(100)은, 복수의 작은 픽셀(p)로 세분될 수 있다.
엑스선 검출 패널(100)을 이루는 복수의 픽셀(p)은, 각각 대상체를 투과하거나 또는 투과하지 않은 엑스선을 수광하고 이를 전기적 신호로 변환하여 출력한 후, 출력된 전기적 신호를 저장하도록 할 수 있다.
구체적으로 엑스선 검출 패널(100)을 이루는 각각의 픽셀(p)은, 신틸레이터(111), 광다이오드(112, 포토다이오드, photo diode) 및 저장 소자(113)를 포함한다.
여기서 신틸레이터(111)는, 엑스선의 광자(photon)를 흡수하고 가시 가능한 광자(light photon)으로 변환하여 출력하고 광다이오드(112)로 전달한다. 그러면 광다이오드(112)는 신틸레이터(111)에서 출력된 광자를 감지하여 흡수하고, 흡수한 광자를 전기적 신호로 변환한다. 변환된 전기적 신호는, 스토리지 커패시터(storage capacitor)와 같은 저장소자(113)에 일시적으로 저장되고, 영상처리부(200)가 저장소자(113)에 저장된 전기적 신호를 독출하여 엑스선 영상을 생성하도록 한다.
일 실시예에 따르면, 각각의 픽셀(p)은 소정의 엑스선을 검출하지만, 반드시 동일한 엑스선을 검출하는 것은 아니다. 다시 말해서 엑스선 검출 패널(100)의 복수의 픽셀(p) 중 소정의 픽셀들은, 복수의 픽셀 중 어떤 픽셀들과는 동일한 엑스선을 검출할 수도 있지만, 어떤 픽셀들과는 서로 다른 엑스선을 검출할 수 있다.
예를 들어 엑스선 검출 패널(100) 중 일부의 픽셀(p)은 저에너지 대역의 엑스선을 검출하도록 하고, 다른 일부의 픽셀(p)은 중간 에너지 대역의 엑스선을 검출하고, 다른 나머지 픽셀(p)은 고에너지 대역의 엑스선을 검출하여 각각 서로 상이한 전기적 신호로 변환하도록 할 수도 있다. 다시 말해서 엑스선 검출 패널(100)의 각 픽셀(p)에 저장된 전기적 신호는, 모두 동일한 에너지 대역의 엑스선으로부터 변환된 전기적 신호가 아닐 수 있다.
여기서 엑스선 검출 패널(100)의 픽셀(p) 중에서 동일한 엑스선을 검출하는 픽셀들의 집단을 픽셀 그룹(pixel群, g)이라고 하겠다.
이를 이용해서 상술한 바를 다시 설명하면, 하나의 픽셀 그룹(g) 내의 각 픽셀들은 동일한 엑스선, 예를 들어 동일한 에너지의 엑스선을 검출한다. 반면에 각각의 픽셀 그룹(g)은 서로 다른 엑스선, 예를 들어 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출한다. 즉, 어느 하나의 픽셀 그룹(g)에 속하는 픽셀(p)들은, 다른 픽셀 그룹(g)에 속한 픽셀(p)들이 검출하는 엑스선과 다른 엑스선, 예를 들어 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출한다.
일 실시예에 따르면, 엑스선이 수광되는 엑스선 검출 패널(100)의 전면, 다시 말해서 각각의 픽셀(p)의 전면에는, 엑스선의 에너지 대역을 변화시키는 필터(f)가 설치되어 있을 수 있다.
필터(f)는, 조사되는 엑스선의 에너지 대역을 감쇄시켜 각 픽셀(p)이 검출하는 엑스선의 에너지 대역이 엑스선 발생부(10)에서 조사된 엑스선의 에너지 대역과 서로 다르게 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 엑스선 검출 패널(100)의 각각의 픽셀(p)의 전면에 설치되는 각각의 필터(f)는, 반드시 서로 동일하게 엑스선 에너지 대역을 감쇄시키도록 할 필요는 없다.
오히려 엑스선 검출 패널(100) 상의 픽셀(p)의 위치에 따라서 감쇄율이 다른 여러 종류의 필터(f)를 설치함으로써, 복수의 픽셀(p) 중 몇몇 픽셀(p)이 검출하는 엑스선의 에너지 대역과, 다른 픽셀(p)이 검출하는 엑스선의 에너지 대역이 서로 다르게 할 수 있다.
따라서 각 픽셀(p)에는 검출할 수 있는 엑스선의 에너지 대역이 할당이 가능해지고, 이에 따라 각 픽셀(p)은 할당된 바에 따라 소정의 에너지 대역의 엑스선을 검출하고, 예를 들어 신틸레이터(111) 및 광다이오드(112)를 이용하여 할당된 에너지 대역의 엑스선을 전기적 신호로 변환하여 저장소자(113)에 저장할 수 있게 된다.
특히 일 실시예에 따르면 하나의 픽셀 그룹(g)에 속하는 각 픽셀에는 동일한 감쇄율을 갖는 필터(f)가 결합할 수 있다. 또한 서로 다른 픽셀 그룹에 속하는 픽셀에는 서로 다른 감쇄율을 갖는 필터(f)가 결합할 수 있다. 다시 말해서 각각의 픽셀 그룹(g)에는 서로 다른 필터(f)가 결합할 수 있다.
따라서 동일한 엑스선이 엑스선 검출 패널의 모든 픽셀 그룹에 조사된다고 하더라도, 각각의 픽셀 그룹(g)에 결합한 서로 다른 감쇄율을 갖는 필터(f)로 인하여, 각각의 픽셀 그룹(g)은 서로 다른 엑스선, 예를 들어 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하게 된다.
이하, 도 4를 참조하여 엑스선 검출 패널에 대해 좀더 설명하도록 한다.
도 4는 엑스선 검출 패널에 대한 평면도이다.
상술한 바와 같이 엑스선 검출 패널(100)은 복수의 픽셀(p)로 분할될 수 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서 엑스선 검출 패널(100)의 복수의 픽셀(p) 중 특정 픽셀, 예를 들어 제1 픽셀(p1)은 제1 에너지 대역의 엑스선을 검출하도록 하고, 다른 픽셀, 예를 들어 제2 픽셀(p2)은 제2 에너지 대역의 엑스선을 검출하도록 할 수 있다.
여기서 제1 픽셀(p1)의 집단을 제1 픽셀 그룹(g1)이라고 하고, 마찬가지로 제2 픽셀(p2)의 집단을 제2 픽셀 그룹(g2)이라고 한다.
또한 실시예에 따라서 검출하고자 하는 엑스선의 에너지 대역이 더욱 다양한 경우에는, 엑스선 검출 패널(100)은 검출하고자 하는 엑스선에 따라서 제3, 제4 픽셀(p3, p4) 또는 그 이상의 픽셀에 대한 제3, 제4 픽셀 그룹(g3, g4) 또는 그 이상의 픽셀 그룹을 더 포함할 수 있다. 이 경우 제3, 제4 픽셀 그룹(g3, g4)이나 또는 그 이상의 픽셀 그룹은 상술한 바와 마찬가지로 상응하는 에너지 대역의 엑스선, 예를 들어 제3 및 제4 에너지 대역의 엑스선을 검출한다.
다시 말해서 엑스선 검출 패널(100)은, 검출하고자 하는 엑스선의 특징에 따라서 서로 다른 엑스선, 예를 들어 복수의 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 픽셀 그룹(g1 내지 g4)을 포함할 수 있다.
따라서 일 실시예에 따르면 엑스선 검출 패널(100)이 최대 네 종류의 엑스선을 검출하고자 하는 경우, 엑스선 검출 패널(100)은 복수의 제1 픽셀 그룹 내지 제4 픽셀 그룹(g1 내지 g4)를 포함할 수 있다.
이때 일 실시예에 따르면, 엑스선 검출 패널(100)을 이루는 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 픽셀 그룹, 예를 들어 제1 픽셀 그룹 내지 제4 픽셀 그룹(g1 내지 g4)의 픽셀들, 예를 들어 제1 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4)은 소정의 패턴에 따라서 엑스선 검출 패널(100) 상에 배열될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 픽셀 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4)은 엑스선 검출 패널(100)의 일 구역상에 밭 전(田)자의 패턴으로 배치될 수 있다.
다시 말해서 도 4에서 보이는 바에 따라 설명하면, 제1 픽셀(p1)의 좌우 측면에 제2 픽셀(p2)이 배치되고, 제1 픽셀(p1)의 상하 측면에 제3 픽셀(p2)이 배치되고, 제2 픽셀(p2)의 상하 측면, 다시 말해서 제3 픽셀(p2)의 좌우 측면에 제4 픽셀(p4)이 배치되도록 할 수 있다.
이 경우 제1 픽셀 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4)은 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환한다. 따라서 엑스선 검출 패널(100)은 복수의 제1 픽셀 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4)을 이용하여 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선, 이 경우에는 최대 네 종류의 엑스선을 검출할 수 있게 된다.
이와 같이 서로 다른 에너지를 검출하는 각각의 픽셀들은 이외에도 다양한 패턴으로 엑스선 검출 패널(100) 상에 배치될 수 있다.
한편 일 실시예에 있어서 엑스선 검출 패널(100)은, 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하고 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀로 이루어진 픽셀 구역을 포함하는 것으로 표현될 수도 있다.
다시 말해서, 도 4에 도시된 바와 같이 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 네 가지의 픽셀(p1 내지 p4)이 소정의 패턴으로 배치된 구역을 픽셀 구역이라고 할 수 있으며, 엑스선 검출 패널(100)은, 이와 같은 복수의 픽셀이 배치된 픽셀 구역을 복수 개로 구비하는 것으로 볼 수도 있다.
이하 도 5 및 도 6을 참조하여 엑스선 검출 패널의 다른 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
도 5는 엑스선 검출 패널의 다른 일 실시예에 따른 에 대한 평면도이다.
도 5에 도시된 바를 참조하면 일 실시예에 있어서 엑스선 검출 패널(100)은 서로 다른 두 엑스선을 검출하는 복수의 제1 픽셀 그룹(g1) 및 복수의 제2 픽셀 그룹(g2)으로 이루어질 수 있다.
이 경우 도 5에 도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서 제1 픽셀 그룹(g1)에 속하는 제1 픽셀(p1)과 제2 픽셀 그룹(g2)에 속하는 제2 픽셀(p2)이 상호 교차하여 엑스선 검출 패널(100) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 픽셀(p1)의 상하좌우측면에 제2 픽셀(p2)이 배치되어 있을 수 있다.
도 6은 또 다른 일 실시예에 따른 엑스선 검출 패널에 대한 평면도이다.
도 6에 도시된 바를 참조하면 일 실시예에 있어서 엑스선 검출 패널(100)은 서로 다른 최대 세 종류의 엑스선을 검출하는 복수의 제1 픽셀 그룹(g1), 복수의 제2 픽셀 그룹(g2) 및 복수의 제3 픽셀 그룹(g3)을 포함할 수 있다.
이 경우 도 6에 도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서 제1 픽셀 그룹(g1)에 속하는 제1 픽셀(p1), 제2 픽셀 그룹(g2)에 속하는 제2 픽셀(p2), 제3 픽셀 그룹(g3)에 속하는 제3 픽셀(p3)이 엑스선 검출 패널(100) 상에 순차적으로 배열될 수 있다. 즉, 제1 픽셀(p1)의 측면에 제2 픽셀(p2)이 배치되고, 제2 픽셀(p2)의 제1 픽셀(p1)이 배치된 측면의 반대쪽 타 측면에 제3 픽셀(p3)이 배치되며, 제3 픽셀(p3)의 제2 픽셀(p2)이 배치된 측면의 반대쪽 타 측면에 제1 픽셀(p1)이 배치되도록 할 수 있다.
또한 이는 도 6에서 보이는 바와 같이 좌우 방향으로뿐만 아니라 상하 방향으로도 제1 픽셀(p1) 내지 제3 픽셀(p3)이 순차적으로 배열되도록 하여, 제1 픽셀(p1) 내지 제3 픽셀(p3)이 도 6에 도시된 것과 같은 패턴으로 엑스선 검출 패널(100) 상에 배치되도록 할 수도 있다.
상술한 바와 같은 엑스선 검출 패널(100) 상에 복수의 픽셀 그룹의 복수의 픽셀(p)이 배치되는 패턴은 중요하다. 왜냐하면 후술하는 영상 처리부(200)가 독출 데이터로부터 추정 데이터를, 예를 들어 보간법으로 연산하는 경우 일정한 패턴으로 복수의 픽셀(p)이 배치된다면 추정 데이터를 연산하기가 훨씬 용이하게 되기 때문이다. 이에 대해서는 후술한다.
이하, 복수의 서로 다른 에너지의 엑스선 영상을 얻기 위하여, 상술한 바와 같은 복수의 픽셀 그룹을 포함하는 엑스선 검출 패널(100)로 엑스선이 조사되는 방법에 대해서 설명하도록 한다.
도 7은 엑스선의 조사 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 일 실시예에 있어서의 엑스선의 조사 방법을 도시한 도면이며, 도 9는 일 실시예에 따라서 여과(필터링, filtering)된 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 픽셀이 검출하는 구조를 도시한 도면이고, 도 10은 픽셀에 수광된 엑스선의 에너지 대역에 대한 그래프를 도시한 도면이다.
복수의 서로 다른 에너지의 엑스선 영상을 얻기 위해서는, 도 7의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생부(10)로부터 엑스선 검출 패널(100)로 순차적으로 서로 다른 에너지, 예를 들어 제1 내지 제3 에너지 대역의 엑스선을 조사한다. 그러면 엑스선 검출 패널(100)이 서로 다른 에너지의 복수의 엑스선을 수광하여 이에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 위한 전기적 신호를 생성할 수 있게 된다.
일 실시예에 의하면, 도 7에 도시된 바와는 다르게, 도 8에 도시된 것처럼 일 회의 엑스선 촬영으로도 복수의 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
도 8 에 도시된 바와 같이 엑스선 발생부(10)가 엑스선 검출 패널(100)로 엑스선을 조사한다. 그러면 도 9에 도시된 바와 같이, 엑스선은, 엑스선 검출 패널(100)의 각 픽셀 그룹(g)의 픽셀(p), 예를 들어 제1 내지 제3 픽셀 그룹(q1 내지 q3)의 각각의 제1 내지 제3 픽셀(p1 내지 p3)에 결합된 필터, 예를 들어 제1 내지 제3 필터(f1 내지 f3)를 투과하면서 여과된다. 이에 따라서 조사된 엑스선의 에너지 대역이 다른 에너지 대역으로 변화된다. 이때 각각의 필터, 예를 들어 제1 내지 제3 필터(f1 내지 f3)는 서로 다른 에너지 감쇄율을 구비하고 있을 수 있으며, 이에 따라서 입사된 엑스선을 서로 다른 에너지 대역의 엑스선으로 여과시키도록 할 수 있다.
다시 말해서, 엑스선 발생부(10)에서 조사된 소정의 에너지 대역의 엑스선(x0)이 제1 필터(f1)를 투과하면서 여과되어, 조사된 엑스선(x0)의 에너지 대역과는 다른 에너지 대역의 제1 엑스선(x1)으로 변환되고, 제1 필터(f1)와 결합된 제1 픽셀(p1)이 여과된 제1 엑스선(x1)을 수광하여 검출하고, 전기적 신호로 변환한다.
마찬가지로 조사된 엑스선(x0)이 제2 필터(f2)를 투과하면서 여과되어, 원래의 에너지 대역 및 제1 엑스선(x1)과는 다른 에너지 대역의 제2 엑스선(x2)으로 변환되고, 제2 필터(f1)와 결합된 제2 픽셀(p2)는 여과된 제2 엑스선(x2)을 수광하여 제2 엑스선(x2)을 검출한다. 동일하게 제3 픽셀(p3) 역시 제3 필터(f1 내지 f3)를 투과하면서 여과되고, 제1 엑스선(x1)이나 제2 엑스선(x2)의 에너지 대역과는 다른 에너지 대역의 제3 엑스선을 수광한다. 또한 도면에 도시되지는 않았으나 엑스선 검출 패널(100)은, 제4 픽셀(p4) 및 제4 픽셀(p4)과 결합된 제4 필터(f4)를 더 포함할 수도 있으며, 제4 픽셀(p4)은 제4 필터(f4)를 통해 여과된 제4 에너지(x4)를 검출한다.
이 경우 각각의 제1 필터(f1) 내지 제4 필터(f4)를 투과한 제1 엑스선(x1) 내지 제4 엑스선(x4), 다시 말해서 제1 픽셀(p1) 내지 제4 픽셀(p4)이 검출하는 제1 엑스선(x1) 내지 제4 엑스선(x4)의 에너지 대역은, 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다.
실시예에 따라서 제1 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4)이 수신하는 제1 내지 제4 엑스선(x1 내지 x4) 중 어느 하나는 조사된 엑스선(x0)을 검출하도록 하는 것도 가능하다. 이 경우 조사된 엑스선(x0)을 검출하는 픽셀(p)에는 필터(f)가 결합하지 않을 수도 있다.
도 11은 픽셀과 저장 소자가 연결된 구조를 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이 제1 픽셀 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4) 각각은, 서로 다른 엑스선, 예를 들어 서로 다른 에너지 대역의 제1 엑스선 내지 제4 엑스선(x1 내지 x4)을 검출하고, 이를 각각의 픽셀의 신틸레이터(111)과 광다이오드(112)를 통해서 전기적 신호로 변환한 후, 저장 소자(113)에 저장한다.
일 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 내지 제4 픽셀(p1 내지 p4)의 광 다이오드(112)와 전기적으로 연결되어 각 픽셀(p1 내지 p4)의 광 다이오드(112)에서 출력되는 제1 내지 제4 전기적 신호를 저장하는 제1 내지 제4 저장소자(113a 내지 113d)를 포함하고 있을 수 있다. 여기서 제k 픽셀(pk)이 포함하는 저장 소자(113)를 제k 저장소자(113a)라고 한다.(k=1, 2, 3, 4...)
따라서 복수의 제1 픽셀(p1)에 대해서 복수의 제1 저장소자(113a)는 제1 전기적 신호를 저장하고 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 영상처리부(200)가 제1 저장소자(113a)로부터 제1 전기적 신호를 읽어들여 제1 전기적 신호를 기초로 한 제1 엑스선 영상을 생성하기 위한 독출 데이터를 획득한다.
이는 다른 픽셀(p2 내지 p4)인 다른 저장소자(113b 내지 113d)의 경우에도 동일하다.
이하 영상처리부(200)의 일 실시예에 대해 설명하도록 한다.
엑스선 촬영 장치의 일 실시예에 있어서 영상처리부(200)는, 상술한 바와 같은 제1 저장소자 내지 제4 저장소자(113a 내지 113d) 등으로부터 제1 전기적 신호 내지 제4 전기적 신호를 독출하고, 독출된 각각의 제1 전기적 신호 내지 제4 전기적 신호를 기초로 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상을 생성하거나, 각각의 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상에 추가로 영상 처리를 수행하거나, 또는 각각의 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상을 조합하여 별도의 다른 영상, 예를 들어 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
일 실시예에 따르면 영상처리부(200)는, 엑스선 영상, 예를 들어 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상을 생성하기 위하여 복수의 픽셀 그룹(g1 내지 g4) 중 적어도 하나의 픽셀 그룹, 예를 들어 제1 픽셀 그룹(g1)의 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부에 대한 독출 데이터를 독출하고, 상기 독출된 복수의 독출 데이터를 기초로 엑스선 영상의 다른 일부에 대한 추정 데이터를 연산하며, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 특정 에너지 대역의 엑스선에 상응하는 엑스선 영상을 생성하도록 한다.
도 12는 영상처리부에 대한 블록도이다. 도 12에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따르면 영상처리부(200)는, 소정의 픽셀(예를 들어 제1 픽셀)의 복수의 저장 소자(113)에 저장된 전기적 신호를 읽어들여 복수의 독출 데이터를 얻는, 예를 들어 ROIC 회로와 같은 독출부(210)와, 복수의 독출 데이터를 기초로 소정의 픽셀(예를 들어 제1 픽셀) 외의 다른 픽셀(예를 들어 제2 내지 제4 픽셀)에 대한 추정 데이터를 연산하는 추정부(220) 및 상기 독출 데이터와 추정 데이터를 조합하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성부(230)를 포함할 수 있다.
독출부(210)는, 엑스선 검출 패널(100)의 소정의 픽셀(p)의 저장소자(113)로부터 전기적 신호를 읽어들이고, 전기적 신호를 기초로 상기 소정의 픽셀(p)에 대응되는 엑스선 영상의 픽셀에 대한 영상 데이터, 즉 독출 데이터를 획득한다.
일 실시예에 있어서 독출부(210)는, 엑스선 검출 패널(100)의 모든 픽셀(p)의 전기적 신호를 한꺼번에 읽어들이지 않고, 일부씩 읽어들일 수도 있다.
이 경우 독출부(210)는 소정의 기준, 예를 들어 검출된 엑스선의 에너지 대역에 따라서 모든 픽셀(p) 중 일부 픽셀, 예를 들어 제1 픽셀 그룹(g1)의 복수의 제1 저장 소자(113a)들로부터 먼저 전기적 신호를 읽어들인다. 이어서 제2 픽셀 그룹(g2)의 복수의 제2 저장 소자(113b), 제3 픽셀 그룹(g3)의 복수의 제3 저장 소자(113b) 및 제4 픽셀 그룹(g4)의 복수의 전기적 소자(113d)로부터 제2 전기적 신호, 제3 전기적 신호 및 제4 전기적 신호를 순차적으로 읽어들인다.
다른 실시예에 있어서 독출부(210)는 엑스선 검출 패널(100)의 모든 픽셀(p)의 전기적 신호를 한꺼번에 읽어들일 수도 있다. 다만 이 경우 한꺼번에 독출된 전기적 신호들은 소정의 기준, 예를 들어 검출된 엑스선의 에너지 대역에 따라서 별도로 분류, 저장되도록 할 수 있다. 즉, 독출부(210)는 엑스선 검출 패널(100)의 모든 픽셀(p)의 전기적 신호를 한꺼번에 독출하되, 제1 픽셀 그룹(g1)에서 독출된 제1 전기적 신호 내지 제4 픽셀 그룹(g4)에서 독출된 제4 전기적 신호 등을 분류하여 별도의 저장공간에 저장하거나, 또는 이들이 구분될 수 있도록 추가적인 정보를 독출 데이터에 부가할 수도 있다.
따라서 독출부(210)는 엑스선 검출 패널(100)로부터 엑스선 영상에 대한 모든 영상 데이터를 획득하는 것이 아니라, 엑스선 영상의 일부에 대한 독출 데이터만을 독출한다. 따라서 어느 하나의 픽셀 그룹, 예를 들어 제1 픽셀 그룹(g1)으로부터 독출된 독출 데이터를 이용하여 생성된 엑스선 영상은, 다른 픽셀 그룹, 예를 들어 제2 내지 제4 픽셀 그룹(g1 내지 g4)의 픽셀들에 대응되는 구역에 대한 영상 데이터가 부재하여 완전한 엑스선 영상을 생성할 수는 없다.
추정부(220)는, 독출 데이터를 이용하여 추정 데이터를 연산함으로써 완전한 엑스선 영상을 획득할 수 있게 한다.
일 실시예에 따르면, 만약 독출부(210)에 의해서 독출된 제1 전기적 신호를 조합하여 엑스선 영상을 생성하고자 하는 경우에, 제1 전기적 신호를 출력하는 제1 픽셀 그룹(g1)에 대응되는 엑스선 영상의 픽셀에 대한 영상 데이터만을 확보하고 있기 때문에, 다른 픽셀 그룹, 예를 들어 제2 내지 제4 픽셀 그룹(g1 내지 g4)에 대응되는 엑스선 영상의 픽셀에 대한 영상 데이터가 존재하지 않는다.
따라서 추정부(220)는 복수의 제1 전기적 신호로부터 획득한 복수의 독출 데이터를 이용하여 다른 픽셀 그룹, 예를 들어 제2 내지 제4 픽셀 그룹(g1 내지 g4)에 대응되는 엑스선 영상의 픽셀에 대한 영상 데이터, 즉 추정 데이터를 획득한다.
이 경우 추정부(220)는, 근접한 두 개의 독출 데이터를 기초로 보간법을 이용하여 추정 데이터를 확보할 수 있다. 예를 들어 두 개의 독출 데이터 간의 평균값이나 중간값을 연산하여 추정 데이터를 확보할 수도 있다.
영상생성부(230)는, 획득한 독출 데이터와, 독출 데이터를 기초로 획득한 추정 데이터를 조합하여 최종적인 엑스선 영상을 생성한다.
일 실시예에 의하면 영상생성부(230)는 각 픽셀 그룹(g1 내지 g4 등)에 상응하는 복수의 엑스선 영상, 예를 들어 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상을 생성하도록 할 수 있다.
실시예에 따라서 영상처리부(200)는 영상조합부(240)를 더 포함할 수 있다.
영상조합부(240)는 영상생성부(230)에서 생성되는 복수의 엑스선 영상, 예를 들어 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상을 조합하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하도록 할 수 있다.
상술한 바에 따르면 각각의 픽셀 그룹, 예를 들어 제1 픽셀 그룹 내지 제4 픽셀 그룹(g1 내지 g4)은 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하므로, 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상은 서로 다른 에너지 대역의 엑스선에서 검출된 엑스선 영상이다. 따라서 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상을 조합하면 네 가지 에너지 대역의 다중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있게 된다.
일 실시예에 따르면 영상 처리부(200)는, 생성영상처리부(250)를 더 포함할 수 있다.
생성영상처리부(250)는 영상생성부(230)에서 생성한 복수의 엑스선 영상에 소정의 영상처리를 수행하여 다양한 엑스선 영상을 얻을 수 있게 한다. 또한 영상조합부(240)에 의해서 영상이 조합되기 전에, 각 영상에 일정한 가중치를 부여하거나, 복수의 엑스선 영상 간에 에너지 서브트랙션(energy subtraction)을 적용하여 부드러운 조직이 별도로 분리된 에너지 서브트랙션 엑스선 영상을 획득하도록 할 수도 있다.
또한 생성된 엑스선 영상을 채색하여 채색된 엑스선 영상을 생성하도록 할 수도 있다.
만약 도 4를 통해 설명한 바와 같이 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 네 가지의 픽셀(p1 내지 p4)이 소정의 패턴으로 배치된 구역을 픽셀 구역이라 하자.
그러면 영상처리부(200)는, 복수의 픽셀 구역 각각의 픽셀 중 특정 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 복수의 픽셀로부터 출력되는 전기적 신호를 기초로 엑스선 영상의 일부에 대한 독출 데이터를 읽어 들인다고 표현될 수 있다. 아울러 영상처리부(200)는 상기 읽어들인 복수의 독출 데이터를 기초로 엑스선 영상의 다른 일부에 대한 추정 데이터를 연산하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 특정 에너지 대역의 엑스선에 상응하는 엑스선 영상을 생성하도록 하는 것으로 표현될 수 있을 것이다.
이 경우 영상처리부(200)의 각각의 구성요소 역시 상술한 바와 실질적으로 동일하게 적어도 하나의 엑스선 영상을 생성한다.
이하 도 13 내지 도 16을 참조하여 엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예에 대한 전체적인 흐름에 대해서 설명할 것이다.
도 13은 엑스선 영상 생성 방법에 대한 전체 흐름도이다.
도 13에 도시된 바를 참조하면 엑스선 영상 생성 방법은, 먼저 엑스선 검출 패널(100)의 각각의 픽셀 그룹(예를 들어 g1 내지 g4)이 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 단계,(s300) 각 픽셀 그룹(g1 내지 g4)의 픽셀(예를 들어 p1 내지 p4)들로부터 복수의 독출 데이터를 독출하는 단계,(s310) 복수의 독출 데이터를 기초로 복수의 추정 데이터를 연산하는 단계(s320) 및 독출 데이터와 추정 데이터를 조합하여 엑스선 영상을 생성하는 단계(s320)를 포함한다.
도 14 내지 도 16을 참조하여 엑스선 영상 생성 방법에 대해 좀더 구체적으로 설명하도록 한다. 도 14 내지 도 16은 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 엑스선 검출 패널(100)은 복수의 픽셀 그룹(g1 내지 g4)을 포함하며, 각각의 픽셀 그룹(g1 내지 g4)은 복수의 픽셀(p)을 포함한다. 각각의 픽셀 그룹(g1 내지 g4), 예를 들어 제1 픽셀 그룹(g1)에 속하는 복수의 픽셀, 예를 들어 복수의 제1 픽셀(p1)은 소정의 에너지 대역의 엑스선을 검출할 수 있도록 설정된다. 일례로 제1 픽셀에는, 제1 픽셀(p1)이 소정의 에너지 대역에 엑스선을 검출할 수 있도록, 엑스선의 에너지 대역을 감쇄하는 제1 필터(f1)가 부가될 수 있다. 이때 제1 필터(f1)는 다른 제2 내지 제4 픽셀(p2 내지 p4)에 부가되는 제2 내지 제4 필터(f1 내지 f4)와는 서로 다른 에너지 감쇄율을 갖는다.
이와 같이 제1 필터(f1)가 부가된 제1 픽셀(p1)들로 이루어진 제1 픽셀 그룹(g1)을 포함하는 엑스선 검출 패널(100)로 엑스선이 조사되면, 제1 픽셀 그룹(g1)의 제1 픽셀들(p1)은, 제1 필터(f1)를 통하여 감쇄된 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 복수의 제1 전기적 신호로 변환시킨다.(s300)
그리고 변환된 복수의 제1 전기적 신호는 복수의 저장소자(113a)에 저장된다.
그러면 도 14에 도시된 바와 같이 영상처리부(200)의 독출부(210)가 각 픽셀 그룹(g1 내지 g4)의 각각의 픽셀들(p1 내지 p4)로부터 복수의 제1 독출 데이터(data a 내지 data c)를 독출한다.(s310)
그 결과 도 14의 하단에 도시된 바와 같이, 엑스선 영상(i)의 일정한 위치나 구역(P1), 즉 엑스선 영상(i)의 일부에 대한 독출 데이터를 확보할 수 있게 된다. (도 14 하단의 매트릭스의 X자 부분)
그러나 엑스선 영상(i)의 다른 부분, 예를 들어 도 14 하단의 매트릭스의 X자가 없는 부분(P2)에 대한 정보를 획득할 수는 없다. 왜냐하면 엑스선 검출 패널(100)의 제1 픽셀(p1) 외의 다른 픽셀, 예를 들어 제2 내지 제4 픽셀(p2 내지 p4)은 제1 픽셀(p1)과는 동일하지 않은 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 제2 내지 제4 전기적 신호로 변환하였기 때문이다.
따라서 도 14 하단의 매트릭스의 X자가 없는 픽셀 부부분(P2)에 대한 정보를 획득하기 위하여 영상처리부(200)의 추정부(220)가 제1 픽셀(p1)로부터 획득한 제1 독출 데이터를 이용하여 추정 데이터를 연산한다.(s320)
도 15에는 엑스선 검출 패널(100)이 네 가지 픽셀 그룹, 즉 제1 픽셀 그룹(p1) 내지 제4 픽셀 그룹(p4)을 포함하는 경우에 획득되는 제1 엑스선 영상(i1)dp 대한 일례가 도시되어 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따르면, 제1 픽셀 그룹(p1)의 제1 저장소자(113a)로부터 소정의 에너지 대역의 엑스선 영상의 일정한 위치(예를 들어 도 15의 X자가 표기된 부분의 P11 구역 내지 P14 구역)에 대한 독출 데이터가 획득된다.
이 경우 독출 데이터가 획득된 구역, 예를 들어 P11 구역 및 P12 구역 사이의 독출 데이터가 부재하는 구역, 즉 P21 구역에 대한 추정 데이터를 얻기 위하여, P11 구역의 독출 데이터 및 P12 구역의 독출 데이터를 보간법을 통하여 추정해낸다.
실시예에 따라서 P11 구역의 독출 데이터와 P12 구역의 독출 데이터 사이의 중간값을 취할 수도 있고, P11 구역의 독출 데이터와 P12 구역의 독출 데이터의 평균값을 연산하여 추정 데이터를 연산해낼 수도 있다.
아울러 P22 구역 역시 P12 구역 및 P13 구역의 독출 데이터를 이용하여 추정 데이터를 연산할 수 있다.
또한 P31 구역의 경우에도 P11 구역의 독출 데이터와 P14 구역의 독출 데이터를 보간법을 이용하여 추정 데이터를 연산할 수 있다.
아울러 독출 데이터가 획득되지 않는 구역, 예를 들어 P21 구역 및 P22 사이의 구역, 예를 들어 P4 구역의 경우에는, 상술한 바와 같이 연산된 추정 데이터, 즉 P21 구역에 대한 추정 데이터 및 P22 구역에 대한 추정 데이터를 기초로, 일례로 보간법을 적용하여 P4 구역에 대한 추정 데이터를 연산한다. 예를 들어 P21 구역의 추정 데이터 및 P22 구역의 추정 데이터 사이의 중간값이나 평균값을 연산하여 P4 구역에 대한 추정 데이터를 얻을 수 있다.
이렇게 연산된 추정 데이터를 독출 데이터가 획득되지 않는 구역, 즉 P21 구역, P31 구역 또는 P4 구역의 영상 데이터로 간주하고, 획득한 복수의 독출 데이터와 복수의 독출 데이터를 기초로 연산된 복수의 추정 데이터를 각각의 위치에 타당하게 배치, 조합하여 최종적인 엑스선 영상, 일례로 제1 엑스선 영상(i1)을 생성한다.(s320)
이와 같은 과정을 제1 픽셀 그룹(g1)뿐만 아니라 다른 픽셀 그룹(g2 내지 g4)에도 반복하면, 도 16에 도시된 바와 같이 복수의 엑스선 영상, 일례로 제1 엑스선 영상 내지 제4 엑스선 영상(i1 내지 i4)을 획득할 수 있다.
즉, 도 16에 도시된 바와 같이 하나의 엑스선 검출 패널(100)로부터 복수의 픽셀 그룹(예를 들어 g1 내지 g3)으로부터 복수의 독출 데이터를 각각 독출하고, 각각 독출된 복수의 독출 데이터로부터 추정 데이터를 연산하여 각각의 픽셀 그룹(g1 내지 g3)에 상응하는 엑스선 영상, 예를 들어 제1 내지 제3 엑스선 영상(i1 내지 i3)들을 얻을 수 있게 되는 것이다. 다시 말해서 하나의 엑스선 검출 패널(100)을 디모자이크(demosaicing)하여 복수의 엑스선 영상(i1 내지 i3)을 획득할 수 있게 된다. 이에 따라서 단일 엑스선의 조사만으로도 복수의 엑스선 영상(i1 내지 i3)을 얻을 수 있게 된다.
이하 도 17 내지 21을 참조하여 일 실시예에 있어서 엑스선 영상 생성 방법의 다양한 실시예에 대해서 설명할 것이다.
도 17은 엑스선 영상 생성 방법에 대한 일 실시예에 대한 흐름도이다.
일 실시예에 의하면, 엑스선 영상을 생성하기 위하여, 도 17에 도시된 바와 같이, 먼저 엑스선이 대상체로 일 회 조사된다.(s400) 그러면 엑스선 검출 패널(200)이 대상체를 투과하거나 또는 투과하지 않은 엑스선을 수광하는데, 이 때 엑스선 검출 패널(200)의 각 픽셀, 예를 들어 제1 픽셀 그룹(g1)의 제1 픽셀(p1) 및 제2 픽셀 그룹(g2)의 제2 픽셀(p2)에 설치된 필터, 예를 들어 제1 및 제2 필터(f1, f2)에 따라서 엑스선이 먼저 필터링된다.(s410)
그러면 각각의 픽셀, 예를 들어 제1 픽셀(p1) 및 제2 픽셀(p2)은 부가된 필터에 따라 할당된 에너지에 따라서 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하고, 이를 제1 전기적 신호 및 제2 전기적 신호로 변환한다.(s420)
그러면 영상처리부(200)의 독출부(210)가, 각각의 전기적 신호 및 전기적 신호를 별도로 검출한다.
예를 들어 독출부(210)는, 제1 전기적 신호로부터 제1 독출 데이터를 독출하여 제1 엑스선 영상의 일부에 대한 영상 데이터를 확보한다.(s430) 그러면 영상처리부(200)의 추정부(220)가 독출된 제1 독출 데이터를 기초로 제1 추정 데이터를, 예를 들어 보간법을 이용하여 연산함으로써 제1 엑스선 영상의 나머지 일부에 대한 영상 데이터를 얻는다.(s521)
이후 제1 독출 데이터와 제1 추정 데이터를 조합하여,(s432) 최종적으로 제1 엑스선 영상 생성한다.(s433)
이는 제2 전기적 신호에도 마찬가지로 적용된다.(s440 내지 s443)
그리고 영상처리부(200)의 영상조합부(240)는, 상술한 단계를 통하여 제1 엑스선 영상 및 제2 엑스선 영상의 조합하고,(s450) 최종적으로 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다.(s460)
이와 같은 과정을 통해서, 단일 엑스선의 조사만으로도 다중 에너지 엑스선 영상을 획득할 수 있게 된다.
도 18은 엑스선 영상 생성 방법에 대한 다른 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 18에 의하면 일 실시예에 있어서 엑스선 영상 생성 방법은 채색된 다중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있다.
도 18에 도시된 바를 참조하면 먼저 상술한 바와 동일하게 엑스선을 대상체에 조사하고, 엑스선 검출 패널(100)의 제1 엑스선 에너지를 검출하는 픽셀 그룹, 예를 들어 제1 픽셀 그룹(g1)의 제1 픽셀(p1)이 제1 엑스선을 검출하여 제1 전기적 신호로 변환한다.(s500)
이어서 상술한 바와 같이 제1 전기적 신호로부터 제1 독출 데이터가 독출되고,(s510) 제1 독출 데이터를 기초로 제1 추정 데이터가 연산 및 획득된다.(s520)
그리고 제1 독출 데이터와 제1 추정 데이터가 조합되어 완전한 제1 엑스선 영상이 생성된다.(s530, s540)
그 후 제1 엑스선 영상에 대해서, 제1 엑스선 영상에 표시되는 각 조직 등에 대해, 예를 들어 조직의 특성이나 검출된 조직의 영상 내에서의 선명도 등을 기초로 미리 정해진 RGB값의 색채를 부여하여 제1 엑스선 영상을 채색할 수 있다.(colorization, s550) 그 결과 채색된 제1 엑스선 영상을 획득할 수 있게 된다.(s560)
이와 같은 과정은 다른 픽셀 그룹, 예를 들어 제2 픽셀 그룹(g2)의 제2 픽셀(p2)에 의해 검출된 제2 엑스선으로부터 획득한 제2 엑스선 영상 역시 동일하게 색채를 부여할 수 있다.
그 결과 복수의 채색된 엑스선 영상을 얻을 수 있으며, 이들을 조합하여 채색된 다중 에너지 엑스선 영상을 획득하는 것도 가능해진다.(s570, s580)
도 19는 엑스선 영상 생성 방법에 대한 또 다른 실시예에 대한 흐름도이다.
도 19에 의하면 일 실시예에 있어서 엑스선 영상 생성 방법은 영상에 가중치를 더 부여하여 가중치가 부여된 다중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있다.
도 19에 도시된 바를 참조하면, 상술한 바와 같이, 일례로 제1 엑스선 에너지를 검출하는 제1 픽셀 그룹(g1)의 제1 픽셀(p1)이 제1 엑스선을 검출하여 제1 전기적 신호로 변환한다.(s600)
그러면 영상처리부(200)가 제1 전기적 신호로부터 제1 독출 데이터를 독출하고,(s610) 제1 독출 데이터를 기초로 제1 추정 데이터를 연산한 후,(s620) 제1 독출 데이터와 제1 추정 데이터를 조합하여,(s630) 제1 엑스선 영상을 생성한다.(s640)
이와 같이 생성된 제1 엑스선 영상에, 소정의 에너지 가중치를 부여하여 제1 엑스선 영상의 콘트라스트(contrast)나 명암을 조절하도록 한다. 이와 같은 에너지 가중치는 제1 엑스선의 에너지 대역에 따라서 결정될 수도 있고, 또는 엑스선 영상을 이용하는 자의 편의에 따라서 달라질 수 있다. (s650)
이와 같이 가중치를 부여하는 단계는 다른 엑스선 영상, 예를 들어 제2 엑스선 영상에도 적용될 수 있다. 이에 따라서 필요에 따라서 가중치가 부여된 복수의 엑스선 영상을 획득할 수 있다. 그리고 가중치가 부여된 제1 엑스선 영상 및 다른 엑스선 영상, 예를 들어 가중치가 부여된 제2 영상 또는 가중치가 부여되지 않은 제2 영상을 조합하여(s660), 최종적으로 다중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있다.(s670)
여기서 각각의 엑스선 영상에 부여되는 가중치를 조절하면 높은 대조도 대 잡음비(CNR, contrast to noise rate)가 큰 CNR 영상을 획득할 수도 있게 된다.
도 20은 엑스선 영상 생성 방법에 대한 또 다른 실시예에 대한 흐름도이다.
도 20에 의하면 일 실시예에 있어서 엑스선 영상 생성 방법은 뼈와 같은 단단한 조직이 제거되고, 연조직만이 표시되는 다중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 하나의 엑스선의 조사만으로도, 독출 데이터와 추정 데이터를 조합하여 제1 엑스선 영상과, 제2 엑스선을 통해서 제2 엑스선 영상을 얻을 수 있다.(s710 내지 s714, s720 내지 s724) 이때 제1 엑스선 영상은 예를 들어 저에너지 대역의 엑스선을 검출한 결과이고, 제2 엑스선 영상은 예를 들어 고에너지 대역의 엑스선을 검출한 결과일 수 있다. 다시 말해서 제1 엑스선 영상은 에너지 감쇄율이 높은 필터를 투과한 엑스선으로부터 획득된 영상이고, 제2 엑스선 영상은 에너지 감쇄율이 낮은 필터를 투과한 엑스선으로부터 획득된 영상이다.
이어서 획득한 제1 엑스선 영상 및 제2 엑스선 영상 간에 에너지 서브트랙션(subtraction)을 적용하여,(s730) 뼈와 같은 단단한 조직을 제거한 연조직에 대한 영상 데이터를 얻는다.(s740)
이를 좀더 자세히 설명한다. 저에너지 대역의 엑스선으로 획득한 엑스선 영상, 즉 제1 엑스선 영상의 경우와 고에너지 대역의 엑스선으로 획득한 엑스선 영상, 즉 제2 엑스선 영상의 신호의 강도(intensity)는 다음의 표와 같다.
제1 연조직 제2 연조직 뼈(bone)
저에너지 대역 30 40 100
고에너지 대역 24 30 50
고에너지 대역 *2 48 60 100
3열 - 1열 18 20 0
상기 표 1은 제1 엑스선, 즉 저에너지 대역의 엑스선으로 획득한 영상에서 뼈에 대한 신호의 강도를 100이라 한 경우, 각각의 연조직에 대한 신호의 강도에 대한 일례를 적은 것이다.
표 1의 2열과 3열에 기재된 바와 같이 뼈에 대한 신호의 세기가 저에너지 대역의 촬영의 경우와 고에너지 대역의 촬영의 경우 크게 차이가 나지만, 다른 연조직의 경우에는 상대적으로 차이가 적음을 알 수 있다.
따라서 표 1의 4열에 기재된 바와 같이 고에너지 대역의 신호값에, 예를 들어 2를 곱하여 두 배의 값을 취하고, 표 1의 4열과 표 1의 1열, 저에너지 대역의 신호값의 차이를 구하면(subtract) 표 1의 5열에 기재된 것과 같은 값을 얻을 수 있다.
즉, 표 1의 5열의 4행에 기재된 것과 같이 뼈에 대한 신호값이 0이 되어 뼈에 대한 데이터가 제거된다. 따라서 연조직만이 선별된, 부드러운 조직에 대한 엑스선 영상의 획득이 가능해진다.
이상 상술한 바와 같이 일 실시예에 따르면, 적은 회수 또는 오직 일 회의 엑스선의 조사만으로도 다양한 형태의 다중 에너지 엑스선 영상을 획득할 수 있게 되어, 대상체을 복수 회 엑스선에 노출시킬 필요가 없게 된다. 따라서 대상체, 특히 인체가 엑스선에 수회 노출되는 것을 피할 수 있어 인체의 엑스선 피폭량 역시 감소시킬 수 있게 된다. 또한 유방 촬영 장치를 이용한 유방 촬영에 있어서 유방에 대한 압착 시간 역시 단축될 수 있어, 피검사자의 유방 압착에 의한 고통이 절감되어 피검사자의 편의 역시 도모할 수 있게 된다.
10 : 엑스선 발생부 20 : 대상체 거치부
100 : 엑스선 검출 패널 200 : 영상처리부

Claims (26)

  1. 엑스선을 조사하는 엑스선 발생부;
    상기 엑스선으로부터 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀 그룹을 포함하는 엑스선 검출 패널;
    상기 복수의 픽셀 그룹 각각에 마련되어 상기 복수의 픽셀 그룹 각각으로부터 변환된 전기적 신호를 저장하는 복수의 저장 소자; 및
    상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 영상 데이터인 독출 데이터를 획득하고, 상기 획득된 독출 데이터를 연산하여 상기 엑스선 영상의 나머지 부분에 대한 영상 데이터인 추정 데이터를 획득하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역에서의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부;
    를 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 생성된 엑스선 영상을 채색(colorization)하여 채색된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 촬영 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 생성된 엑스선 영상에 가중치를 부여하여 대조도 대 잡음비(CNR, contrast to noise rate)가 큰 CNR 영상을 획득하는 엑스선 촬영 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 복수의 픽셀 그룹에 의해 검출되는 복수의 에너지 대역의 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 촬영 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    복수의 엑스선 영상 간에 에너지 서브트랙션(Energy Subtraction)을 적용하여 에너지 서브트랙션 엑스선 영상을 획득하는 엑스선 촬영 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 생성된 복수의 엑스선 영상을 조합하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 촬영 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 엑스선 검출 패널은,
    상기 픽셀 그룹의 각 픽셀과 결합하고, 조사되는 엑스선의 에너지 대역을 감쇄시켜 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 상기 복수의 픽셀 그룹이 검출하도록 하는 복수의 필터;
    를 더 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 추정 데이터는 상기 복수의 독출 데이터를 기초로 보간법을 이용하여 연산하는 엑스선 촬영 장치.
  9. 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀 그룹을 포함하는 엑스선 검출 패널;
    상기 복수의 픽셀 그룹 각각에 마련되어 상기 복수의 픽셀 그룹 각각으로부터 변환된 전기적 신호를 저장하는 복수의 저장 소자; 및
    상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 독출 데이터를 독출하고, 상기 독출된 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 나머지 부분에 대한 추정 데이터를 추정하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역에서의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부;
    를 포함하는 엑스선 영상 생성 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 생성된 엑스선 영상을 채색하여 채색된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 생성된 엑스선 영상에 가중치를 부여하여 대조도 대 잡음비가 큰 CNR 영상을 획득하는 엑스선 영상 생성 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 복수의 픽셀 그룹에 의해 검출되는 복수의 에너지 대역의 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 모듈.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제9항에 있어서,
    상기 픽셀 그룹의 각 픽셀과 결합하고, 조사되는 엑스선의 에너지 대역을 감쇄시켜 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 상기 복수의 픽셀 그룹이 검출하도록 하는 복수의 필터;
    를 더 포함하는 엑스선 영상 생성 모듈.
  16. 삭제
  17. 복수의 에너지 대역의 엑스선을 조사하는 엑스선 발생부;
    상기 복수의 에너지 대역의 엑스선 중 하나의 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀을 구비하는 엑스선 검출 패널;
    상기 복수의 픽셀 각각에 마련되어 상기 복수의 픽셀 각각으로부터 변환된 전기적 신호를 저장하는 복수의 저장 소자; 및
    동일한 에너지 대역의 엑스선을 검출한 복수의 픽셀에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 영상 데이터인 독출 데이터를 얻고, 상기 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 다른 일부분에 대한 영상 데이터인 추정 데이터를 추정하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 상기 에너지 대역의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부;
    를 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  18. 엑스선을 조사하는 엑스선 발생부;
    상기 엑스선으로부터 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하고 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 복수의 픽셀로 이루어진 복수의 픽셀 구역을 포함하는 엑스선 검출 패널;
    상기 복수의 픽셀 각각에 마련되어 상기 복수의 픽셀 각각으로부터 변환된 전기적 신호를 저장하는 복수의 저장 소자; 및
    상기 복수의 픽셀 구역 각각의 픽셀 중 특정 에너지 대역의 엑스선을 검출하는 복수의 픽셀에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호를 기초로 엑스선 영상의 일부분에 대한 영상 데이터인 독출 데이터를 독출하고, 상기 독출된 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 나머지 일부분에 대한 추정 데이터를 추정하고, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역에서의 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부;
    를 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  19. 엑스선 검출 패널의 복수의 픽셀 그룹이 각각 서로 다른 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 단계;
    상기 복수의 픽셀 그룹 각각에 마련된 복수의 저장 소자가 상기 복수의 픽셀 그룹 각각으로부터 변환된 전기적 신호를 저장하는 단계;
    영상 처리부가, 상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 독출 데이터를 독출하는 단계;
    상기 영상 처리부가, 상기 독출 데이터를 기초로 상기 엑스선 영상의 나머지 일부분에 대한 추정 데이터를 추정하는 단계; 및
    상기 영상 처리부가, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 하나의 에너지 대역의 엑스선 영상을 생성하는 단계;
    를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 영상 처리부가, 상기 생성된 엑스선 영상을 채색하여 채색된 엑스선 영상을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 영상 처리부가, 상기 생성된 엑스선 영상에 가중치를 부여하여 대조도 대 잡음비가 큰 CNR 영상을 획득하는 단계;
    를 더 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 영상 처리부가, 상기 하나의 픽셀 그룹에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호로부터 복수의 독출 데이터를 독출하는 단계 내지 상기 엑스선 영상을 생성하는 단계를 반복하여, 상기 검출된 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 엑스선이 엑스선 검출 패널의 복수의 픽셀 그룹의 픽셀과 결합한 필터를 투과하고, 상기 엑스선의 에너지 대역이 차등적으로 감쇄하여 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선이 상기 픽셀 그룹의 상기 픽셀에 전달되는 단계;
    상기 픽셀 그룹이 상기 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 단계;
    상기 픽셀 그룹 각각에 마련된 복수의 저장 소자가 상기 픽셀 그룹 각각으로부터 변환된 전기적 신호를 저장하는 단계;
    영상 처리부가, 상기 복수의 픽셀 그룹 중 하나의 픽셀 그룹에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호로부터 엑스선 영상의 일부분에 대한 독출 데이터를 독출하는 단계;
    상기 영상 처리부가, 상기 독출 데이터를 기초로 엑스선 영상의 나머지 일부분에 대한 추정 데이터를 추정하는 단계; 및
    상기 영상 처리부가, 상기 독출 데이터와 상기 추정 데이터를 조합하여 엑스선 영상을 생성하는 단계;
    를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 영상 처리부가, 상기 하나의 픽셀 그룹에 마련된 복수의 저장 소자에 저장된 전기적 신호로부터 독출 데이터를 독출하는 단계 내지 상기 엑스선 영상을 생성하는 단계를 반복하여, 상기 검출된 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 영상 처리부가, 상기 생성된 복수의 엑스선 영상을 조합하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
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