KR102206089B1 - 엑스선 ct 촬영 장치를 이용한 엑스선 촬영 방법 및 엑스선 ct 촬영 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 엑스선 촬영 방법은 피검체를 사이에 두고 마주보며 회전축을 중심으로 회전하는 제너레이터와 센서를 포함하는 엑스선 CT(Computed tomography) 촬영 장치를 이용하여 수행된다. 엑스선 촬영 방법은 제너레이터가 초기 위치에서 피검체에 대하여 하프-빔(Half-beam) 방식으로 엑스선을 조사하여 센서가 제1 엑스선 검출 데이터를 획득하고, 제너레이터가 초기 위치로부터 회전축을 중심으로 기 설정된 각도 만큼 n(n은 양의 정수)회 회전하면서 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 센서가 제n+1 엑스선 검출 데이터를 획득하는 엑스선 검출 데이터 획득 단계; 및 복수의 엑스선 검출 데이터들 중 적어도 일부를 회전축 위치를 중심으로 합성하여 피검체에 대해 하프-빔 보다 넓은 영역의 2차원 엑스선 영상을 얻는 엑스선 검출 데이터 합성 단계를 포함한다.

Description

엑스선 CT 촬영 장치를 이용한 엑스선 촬영 방법 및 엑스선 CT 촬영 장치 {X-RAY IMAGING METHOD USING X-RAY CT IMAGING APPARATUS AND X-RAY CT IMAGING APPARATUS}

본 발명의 다양한 실시예들은 엑스선 CT 촬영 장치를 이용한 엑스선 촬영 방법 및 엑스선 CT 촬영 장치에 관련된다.

엑스선 CT(Computed tomography) 촬영 장치는 촬영하고자 하는 피검체에 대하여 엑스선을 조사하여 특정 부분에 대한 3차원 영상이나 단층 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라 엑스선 CT 촬영 장치는 의료분야를 비롯한 다양한 영역에서 활용되고 있다.

엑스선 CT 촬영 시 엑스선을 조사하는 제너레이터와 엑스선 검출 데이터를 획득하는 센서는, 피검체를 지나는 회전축을 중심으로 하여 마주보면서 회전한다. 엑스선 검출 데이터는 제너레이터로부터 조사된 엑스선이 피검체를 지나면서 흡수되면서 피검체의 내부 형상을 확인할 수 있는 값을 가지게 된다.

엑스선 CT 촬영을 위해서는 피검체의 관심부위가 엑스선의 촬영대상영역(FOV, Field Of View)에 위치하여야 한다. 촬영대상영역을 잘못 지정하게 되면 재차 촬영을 진행하게 되어 피검체가 많은 방사선에 노출되게 된다. 따라서 본 촬영을 진행하기 이전에 피검체의 관심부위가 엑스선의 촬영대상영역 내에 있는지 확인하는 것이 바람직하다.

이를 위해 엑스선 CT 촬영을 본격적으로 진행하기 이전에 피검체의 관심부위가 엑스선의 촬영대상영역 내에 위치하는지 확인하는 간단한 엑스선 촬영을 수행하는데, 이러한 사전 촬영을 스카우트(Scout) 촬영이라 일컫는다. 예를 들어, 스카우트 촬영을 수행할 때에 피검체의 전체 영역을 아우를 수 있는 대표적인 위치에서 피검체의 2차원 엑스선 영상을 획득하고, 획득된 2차원 엑스선 영상을 통해 피검체의 관심부위가 촬영대상영역 내에 위치하는지 확인할 수 있다.

한편, 엑스선 CT 촬영을 함에 있어서 최종적으로 획득될 엑스선 영상의 해상도 역시 중요한 요소로 고려되어야 한다. 일반적으로 피검체에 위치하는 다양한 조직 특성을 구체적으로 파악할 수 있는 정도가 되도록 엑스선 영상의 해상도를 결정한다. 다만 해상도가 높은 엑스선 영상을 획득하기 위해서는 피검체의 특정 부위에 대해 많은 양의 엑스선을 조사하여 많은 검출 데이터를 확보되어야 하나, 이러한 경우에 피검체가 방사선에 노출되는 시간이나 피검체에 조사되는 방사선의 양이 증가할 수 있어 피검체에 대한 방사선 노출 시간 또는 피검체에 조사되는 방사선의 양과 엑스선 CT 촬영 데이터의 해상도를 적절히 고려하여 엑스선 CT 촬영 장치의 구성을 결정하여야 한다.

결국 엑스선 영상의 해상도와 방사선 노출 시간은 트레이드 오프 관계에 있는데, 대부분의 엑스선 CT 촬영 장치는 인체를 촬영 대상으로 하는 것을 전제로 하여 엑스선 영상의 해상도와 방사선 노출 시간 사이의 최적점을 찾는 방식으로 개발되어 왔다. 따라서 엑스선 CT 촬영 장치는 인체 각 조직에 대하여 진단이 가능한 정도의 해상도를 가지는 엑스선 CT 영상을 획득할 수 있어야 하며, 한편으로 인체에 해를 끼치지 않는 수준의 방사선 노출 시간을 가지도록 개발되어 왔다. 그렇지만 엑스선 CT 촬영 장치가 인간 이외의 생명체를 촬영 대상으로 하는 경우에는 그에 따라 엑스선 영상의 해상도와 방사선 노출 시간을 결정하여 최적의 엑스선 CT 촬영 장치를 개발할 필요도 있다.

본 발명은 동물에 적합한 엑스선 CT 촬영 장치를 이용하여 엑스선 CT 촬영 이전에 피검체의 관심부위가 엑스선 촬영대상영역에 위치하는지를 판단하는 스카우트 영상을 획득하기 위한 엑스선 촬영 방법 및 이를 구현하기 위한 엑스선 CT 촬영 장치를 제공한다.

본 발명은 하프-빔(half-beam) 방식으로 엑스선을 조사하여 스카우트 영상을 획득하기 위한 엑스선 촬영 방법 및 이를 구현하기 위한 엑스선 CT 촬영 장치를 제공한다.

본 발명은 피검체를 사이에 두고 마주보며 회전축을 중심으로 회전하는 제너레이터와 센서를 포함하는 엑스선 CT 촬영 장치를 이용하는 엑스선 촬영 방법에 관한 것이다.

상기 엑스선 촬영 방법은, 상기 제너레이터가 초기 위치에서 상기 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 제1 엑스선 검출 데이터를 획득하고, 초기 위치로부터 상기 회전축을 중심으로 기 설정된 각도 만큼 n(n은 양의 정수) 회 회전하면서 상기 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 상기 센서가 제n+1 엑스선 검출 데이터를 획득하는 엑스선 검출 데이터 획득 단계, 및 상기 제1 엑스선 검출 데이터를 포함한 복수의 엑스선 검출 데이터들 중 적어도 일부를 상기 회전축 위치를 중심으로 합성하여 상기 피검체에 대해 상기 하프-빔 보다 넓은 영역의 2차원 엑스선 영상을 얻는 엑스선 검출 데이터 합성 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 엑스선 검출 데이터 획득 단계는, 조사 중 상기 제너레이터와 상기 센서로 구성된 엑스선 스캔부와 상기 피검체를 상대적으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 피검체와 상게 엑스선 스캔부의 상대적인 이동 방향은 상기 엑스선 검출 데이터 획득 시 마다 서로 반대일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 기 설정된 각도는 180°이고, n은 1일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 엑스선 검출 데이터 합성 단계는, 상기 회전축의 위치를 중심으로 상기 제1 엑스선 검출 데이터와 상기 제2 엑스선 검출 데이터를 서로 반대 방향으로 합성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 피검체는 상기 회전축 방향으로 상기 엑스선 스캔부와 상대적으로 이동 가능한 베드에 고정되며, 상기 초기 위치는 상기 제너레이터가 상기 베드의 하면을 바라보는 각도 또는 상기 제너레이터가 상기 베드의 측면을 바라보는 각도일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 기 설정된 각도는 90°이고, 상기 n은 3일 수 있다. 결국 이 경우 제너레이터가 90°씩 회전하며 제1 내지 제4 엑스선 검출 데이터를 획득하는 것으로, 이 경우에 상기 엑스선 검출 데이터 합성 단계는, 제1 및 제3 엑스선 검출 데이터와 제2 및 제4 엑스선 검출 데이터 각각을 서로 만대 방향으로 합성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 엑스선 CT 촬영 장치는 피검체를 사이에 두고 센서와 마주보며 회전축을 중심으로 회전하면서, 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하는 제너레이터, 상기 제너레이터와 마주보면서 회전축을 사이에 두고 회전하며 상기 제너레이터로부터 조사된 엑스선이 상기 피검체를 통과한 엑스선 검출 데이터를 획득하는 센서, 상기 제너레이터가 초기 위치에서 상기 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 상기 센서가 제1 엑스선 검출 데이터를 획득하고, 초기 위치로부터 상기 제너레이터가 상기 회전축을 중심으로 기 설정된 각도만큼 n(n은 양의 정수)회 회전하면서 상기 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 상기 센서가 제n+1 엑스선 검출 데이터를 획득하도록 제어하는 제어부, 및 상기 복수의 엑스선 검출 데이터들 중 적어도 일부를 상기 회전축 위치를 중심으로 합성하여 상기 피검체에 대해 상기 하프-빔 보다 넓은 영역의 2차원 엑스선 영상을 얻는 영상 처리부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 엑스선을 조사하는 동안, 상기 제너레이터와 상기 센서로 구성된 엑스선 스캔부와 상기 피검체를 상대적으로 이동시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 피검체와 상기 엑스선 스캔부의 상대적인 이동 방향은, 상기 엑스선 검출 데이터 획득 시 마다 서로 반대일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 기 설정된 각도는 180°이고, 상기 n은 1 일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 영상 처리부는, 상기 회전축의 위치를 중심으로 상기 제1 엑스선 검출 데이터와 상기 제2 엑스선 검출 데이터를 서로 반대 방향으로 합성할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 기 설정된 각도는 90°이고, 상기 n은 3일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 영상 처리부는 상기 제1 및 제3 엑스선 검출 데이터들과 제2 및 제4 엑스선 검출 데이터들 각각을 서로 반대 방향으로 합성할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따르면, 한 시점에 피검체의 촬영대상영역의 절반 가까이 엑스선을 조사하는 하프-빔 방식의 엑스선을 사용하는 경우에도 피검체의 전체 촬영대상영역에 대한 스카우트 영상을 획득할 수 있는 엑스선 촬영 방법 및 엑스선 CT 촬영 장치를 제공할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따르면, 하프-빔 방식을 사용함에 따라 센서의 크기를 줄이면서도 전체 촬영대상영역에 대한 스카우트 영상을 획득할 수 있는 엑스선 촬영 방법 및 엑스선 CT 촬영 장치를 제공할 수 있다.

아울러 본 문서에 개시되는 다양한 실시예들은 예시를 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 수행할 수 있는 엑스선 CT 촬영 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 엑스선 CT 촬영 장치의 XY 평면의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 풀-빔 방식의 엑스선 조사에 있어서 조사야와 촬영대상영역의 관계를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a는 제너레이터가 제1 각도에서 하프-빔 방식으로 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이고, 도 5b는 도 5a와 같이 엑스선 CT 촬영 장치가 동작하는 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타내는 도면이며, 도 5c는 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타내는 도면이다.
도 6a는 제너레이터가 제2 각도에서 하프-빔 방식으로 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이고, 도 6b는 도 6a와 같이 엑스선 CT 촬영 장치가 동작하는 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타내는 도면이며, 도 6c는 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타내는 도면이다.
도 7은 영상 처리부에서의 영상 합성의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8a는 제너레이터가 제3 각도에서 하프-빔 방식으로 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이고, 도 8b는 도 8a와 같이 엑스선 CT 촬영 장치가 동작하는 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타내는 도면이며, 도 8c는 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 9c는 각각 제너레이터가 베드의 다른 측면에서 엑스선을 조사하는 경우, 즉 제너레이터가 제3 각도와 기 설정된 각도 만큼의 차이를 가지는 제4 각도의 위치에서 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 사시도, 이 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타낸 개념도, 및 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타낸 도면이다.
도 10은 측면 상부 영상과 측면 하부 영상을 합성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 수행하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 12는 도 11에 따른 엑스선 촬영 방법에 의해 획득된 엑스선 검출 데이터에 상응하는 영상들이 합성된 통합 영상을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 본 문서에서 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 문서에 개시되어 있는 본 발명의 다양한 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 다양한 실시예들은 여러 가지 형태로 실시될 수 있으며 본 문서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 수행할 수 있는 엑스선 CT 촬영 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 엑스선 CT 촬영 장치의 XY 평면의 단면을 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 엑스선 CT 촬영 장치(10)는 제너레이터(generator, 100), 센서(200), 피검체를 고정하는 베드(300), 및 제너레이터(100)와 센서(200)가 그 내부에 위치하면서 마주보면서 회전하도록 구성된 갠트리(gantry, 400)를 포함할 수 있다. 엑스선 CT 촬영 장치(10)의 동작은 제어부(500)에 의하여 제어될 수 있으며, 센서(200)에서 획득된 엑스선 검출 데이터는 영상 처리부(600)에서 처리될 수 있다.

제너레이터(100)와 센서(200)는 갠트리(400) 내부에 위치하며 피검체가 위치한 베드(300)를 사이에 두고 서로 마주보면서 회전할 수 있다. 센서(200)는 제너레이터(100)로부터 조사된 엑스선이 베드(300)에 위치한 피검체를 지나 도달한 엑스선 검출 데이터를 수신할 수 있도록 제너레이터(100)로부터의 엑스선 조사 위치에 상응하게 배치될 수 있다.

제너레이터(100)와 센서(200)는 엑스선 스캔부를 구성할 수 있고 상술한 바와 같이 엑스선 스캔부는 갠트리(400) 내부에서 회전한다. 본 명세서에서 엑스선 스캔부는 회전축(L)을 중심으로 회전축(L)에 수직인 XY 평면을 회전면으로 회전하는 한편, 회전축(L) 방향인 Z축 방향으로 이동할 수 있다. 엑스선 CT 촬영 시, 베드(300) 또는 갠트리(400)가 Z축 방향으로 이동함에 따라 엑스선 스캔부가 피검체에 대해 상대 이동하면서 베드(300)에 고정된 피검체에 대해 엑스선을 조사하고 그 엑스선 검출 데이터를 획득할 수 있다.

베드(300) 또는 갠트리(400)가 고정된 상태로 엑스선 스캔부가 회전하면서 엑스선 조사 및 엑스선 검출을 수행하는 방식을 일 회전 CT 스캔 촬영이라 일컬을 수 있으며, 베드(300) 또는 갠트리(400)가 상대 이동하는 동시에 엑스선 스캔부가 회전하면서 엑스선 조사 및 엑스선 검출을 수행하는 경우를 스파이럴(Spiral) CT 스캔 촬영이라 일컬을 수 있다. 일 회전 CT 스캔 촬영의 경우도 한 번 촬영을 한 후 베드(300)를 일정 거리 이동시킨 후 다시 베드(300)가 고정된 상태로 엑스선 스캔부가 회전하면서 엑스선 조사 및 엑스선 검출을 수행할 수 있다.

도 2에서는 특정한 시점에서 제너레이터(100)로부터 조사되는 엑스선의 조사야(RF)와 촬영대상영역(FOV, Field Of View), 그리고 센서(200)의 위치를 확인할 수 있다. 촬영대상영역(FOV)은 위에서 설명한 바와 같이 엑스선 CT 촬영을 통하여 제너레이터(100)로부터 조사된 엑스선을 통해 최종적으로 촬영의 대상이 될 수 있는 영역을 일컬을 수 있다.

도 2를 참조하면 제너레이터(100)로부터 조사되는 엑스선의 조사야(RF)는 XY 평면에서 회전축(L)의 위치를 기준으로 절반의 상부 방향에 이르는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 엑스선 조사 방식을 하프-빔 방식이라고 일컫는데, 하프-빔 방식의 엑스선 조사를 수행하는 제너레이터(100)가 갠트리(400) 내부에서 일례로 한 바퀴 이상(360°+α)을 회전하면서 엑스선을 조사하면, 도 2에 나타낸 바와 같은 원형의 촬영대상영역(FOV)이 획득된다.

그런데 하프-빔 방식의 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이 제너레이터(100)로부터의 조사야(RF)가 한 번에 촬영대상영역(FOV) 전체를 아우르지 못하며, 이에 따라 한 시점에서는 회전축(L)의 위치를 중심으로 거의 절반에 대한 엑스선 검출 데이터만이 획득되게 된다.

도 3은 풀-빔 방식의 엑스선 조사에 있어서 조사야와 촬영대상영역의 관계를 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 3에서는 도 2와 동일한 방향, 즉 엑스선 스캔부가 회전하는 XY 면을 기준으로 하여 조사야(RF)와 촬영대상영역(FOV)을 나타냈고, 본 발명에서 이하 동일한 기준으로 조사야(RF)와 촬영대상영역(FOV) 사이의 관계를 설명한다.

제너레이터(100)가 풀-빔 방식으로 엑스선을 조사하는 도 3과 같은 경우에는, 조사야(RF)가 원형의 촬영대상영역(FOV) 전체를 한 번에 아우를 수 있다. 다만, 풀-빔 방식의 엑스선이 조사되는 경우에는 센서(200)도 촬영대상영역(FOV) 또는 조사야(RF)에 상응하는 크기를 가져야 한다.

이와 비교하여 도 2에 나타낸 바와 같이 제너레이터(100)가 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하는 경우에는 동일한 크기의 촬영대상영역(FOV)를 가지지만 한 시점에서의 조사야(RF)는 풀-빔 방식의 엑스선의 조사야(RF)의 절반에 가까운 폭에만 미친다. 이에 따라 하프-빔 방식의 제너레이터(100)를 사용하는 경우에는 센서(200)의 크기도 풀-빔 방식을 사용하는 경우와 비교하여 절반에 가까울 수 있다.

하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하는 경우에 센서 크기를 줄일 수 있어 경제적일 수는 있으나, 한 번에 촬영대상영역(FOV)의 절반 만을 포괄할 수 있다. 따라서 촬영대상영역(FOV)에 대하여 조사된 엑스선이 흡수됨에 따른 엑스선 검출 데이터를 동일하게 획득하기 위해서는 하프-빔 방식을 사용하는 경우에는 풀-빔 방식과 비교하여 엑스선 스캔부가 두 배에 가까운 회전을 하여야 한다.

구체적으로 풀-빔 방식의 제너레이터(100)의 경우에는, 재구성 방식에 따라 다를 수 있지만 일례로 180° 이상만 회전을 하면 촬영대상영역(FOV)에 대하여 원하는 해상도의 영상을 획득할 수 있으나, 하프-빔 방식의 제너레이터(100)를 사용하여 촬영대상영역(FOV)에 대한 영상을 획득하려면, 제너레이터(100)가 360° 이상 회전하여 촬영대상영역(FOV)에 대해 엑스선을 조사하고 엑스선 검출 데이터를 획득하여야 한다.

이에 따라 하프-빔 방식을 사용하는 경우에는 피검체에 대한 스캔 시간이 상대적으로 길어질 수 있다. 인체에 대해서는 촬영시간, 방사선 피폭량, 영상 품질 등에 있어서 고성능이 요구되므로 주로 풀-빔 방식의 엑스선 CT 촬영이 이용되고 있으나, 동물을 촬영대상으로 고려하는 경우에는 상대적으로 요구되는 성능 수준이 낮기 때문에 비용을 낮추기 위해 하프-빔 스파이럴 방식 또는 하프-빔 일 회전 방식의 CT 스캔 촬영이 가능한 엑스선 CT 촬영 장치가 사용될 수 있다. 본 발명은 이와 같이 하프-빔 스파이럴 CT 스캔 방식 또는 하프-빔 일 회전 CT 스캔 방식을 사용하는 엑스선 CT 촬영 장치를 사용하여 본 촬영 이전에 스카우트 촬영을 하는 방법을 제안한다.

스카우트 촬영은 엑스선 CT 촬영을 하였을 경우 촬영대상영역(FOV) 내에 관심부위가 위치하는지를 판단하기 위하여 진행하는 것이므로, 스카우트 촬영을 함에 있어서는 소정의 방향에서 촬영대상영역(FOV)을 바라보아 그 내부에 관심부위가 모두 포함되는지를 확인할 수 있으면 충분하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 제너레이터(100)가 제1 각도에서 하프-빔 방식으로 피검체에 대하여 엑스선을 조사하여 제1 엑스선 검출 데이터를 획득한다(단계 S410). 제너레이터(100)의 제1 각도의 위치를 초기 위치로 일컬을 수 있다. 다만, 제너레이터(100)가 회전축을 중심으로 회전하는바, 제너레이터(100)가 우선 제1 각도에 위치한 이후에 기 설정된 각도 만큼 회전하여 제2 각도에 위치하게 되면 제1 각도가 초기 위치인 것이고, 제너레이터(100)가 우선 제2 각도에 위치하고 그 이후에 기 설정된 각도 만큼 회전하여 제1 각도에 위치하게 되면 제2 각도가 초기 위치일 수 있다. 따라서 초기 위치는 단지 제너레이터(100)의 동작 순서에 따라 정의되는 상대적인 개념일 수 있다.

도 5a는 제너레이터가 제1 각도에서 하프-빔 방식으로 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이고, 도 5b는 도 5a와 같이 엑스선 CT 촬영 장치가 동작하는 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타내는 도면이며, 도 5c는 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타내는 도면이다.

도 5a를 참조하면, 엑스선 CT 촬영 장치(10)의 베드(300)에 피검체(미도시)가 고정된 상태에서 제너레이터(100)가 베드(300)의 하면을 바라보는 각도에 위치할 수 있다. 센서(200)는 제너레이터(100)와 마주보도록 위치하여 베드(300)의 상면에서 피검체를 바라볼 수 있다. 여기서 베드(300)에 피검체가 고정된 상태는 베드(300) 위에 피검체가 놓인 상태를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서 제너레이터(100)는 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하는데, 제너레이터(100)로부터 조사되는 하프-빔 방식의 엑스선은 제너레이터(100)의 중심, 구체적으로는 XY 평면에서 제너레이터(100)가 회전축(L)과 연결된 일직선을 기준으로 일 방향으로 치우친 비대칭의 형태로 조사될 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 제너레이터(100)는 회전축(L)과 연결된 일직선을 기준으로 좌측 방향으로 치우친 비대칭의 형태로 엑스선을 조사되는 것을 기준으로 설명하나 이에 한정된 것은 아니다.

본 발명에 있어서 스카우트 촬영 시 제너레이터(100)는 제1 각도에 위치하도록 고정되며, 베드(300)만 Z축 방향으로 움직임에 따라 제너레이터(100)가 Z축 방향으로 움직이는 피검체에 대하여 엑스선을 조사한다. 도 5a에서는 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 베드(300)가 Z 축 음의 방향으로 이동하는 동작을 수행하는 것을 예시적으로 나타냈다. 본 명세서에서는 베드(300)가 Z축 방향으로 이동하는 것을 기준으로 설명하나, 이와 반대로 베드(300)가 정지해 있고 엑스선 스캔부가 Z축 방향으로 이동할 수도 있다. 즉, 본 발명은 베드(300)와 엑스선 스캔부가 상대적으로 Z축 방향으로 이동하는 방식을 포함한다.

실시예에 따라 제너레이터(100)가 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 제1 엑스선 검출 데이터를 획득하는 단계에 있어서, 엑스선 CT 촬영 장치(10)의 Z축 방향 촬영범위 전체가 촬영되도록 베드(300)가 이동할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 피검체가 엑스선 CT 촬영 장치(10)의 Z축 방향 촬영범위의 일부분에만 위치한 경우에 베드(300)가 촬영범위 전체에 대하여 이동할 필요가 없기 때문에 피검체가 위치한 부분을 포함하는 범위 내에서만 베드(300)를 이동시키는 것만으로도 촬영대상영역(FOV)에 관심부위가 위치하는지를 판단하기에 충분할 수 있다. 따라서 베드(300)가 이동하는 거리는 피검체의 크기, 구체적으로는 피검체의 Z축 방향의 길이에 따라 결정될 수도 있다.

도 5b를 참조하면, 하프-빔 방식의 엑스선의 조사야(RF)는 회전축(L)을 중심으로 하여 촬영대상영역(FOV)의 왼쪽 반절만을 포함할 수 있다. 결국 촬영대상영역(FOV)의 정면에서 왼쪽 절반에 대해서만 엑스선이 조사된 상태에서 베드(300)가 이동하는 경우에 도 5c와 같이 피검체의 왼쪽 모습만을 포함하는 엑스선 검출 데이터(LF)가 획득된 것을 확인할 수 있다. 도 5c에서 베드(300)의 이동 방향은 점선 화살표로 나타냈으며, 회전축(L)의 위치는 일점 쇄선으로 나타냈다.

결국 도 5c와 같은 엑스선 검출 데이터는 촬영대상영역(FOV)의 정면 절반의 영상만을 획득한 것이므로 이러한 엑스선 검출 데이터에 기초하여 관심부위가 촬영대상영역(FOV)에 포함되었는지 판단하기 어렵다. 이에 따라 정면의 다른 절반에 해당하는 촬영대상영역(FOV)의 오른쪽 반절을 확인할 필요가 있다.

상술한 바와 같이 본 명세서에서는 제너레이터(100)가 좌측 방향으로 치우친 하프-빔을 조사하는 것으로 도시하고 이에 기초하여 설명하지만 제너레이터(100)가 우측 방향으로 치우친 형태의 하프-빔을 조사할 수도 있다. 이러한 경우에 도 5a에 도시한 바와 같은 제1 각도에서 제너레이터(100)가 하프-빔을 조사하여 엑스선 검출 데이터를 획득하면, 피검체의 오른쪽 정면 영상을 획득할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 제너레이터(100)가 제2 각도에서 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 제2 엑스선 검출 데이터를 획득한다 (단계 S420).

도 6a는 제너레이터가 제2 각도에서 하프-빔 방식으로 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이고, 도 6b는 도 6a와 같이 엑스선 CT 촬영 장치가 동작하는 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타내는 도면이며, 도 6c는 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타내는 도면이다.

도 6a를 참조하면, 제너레이터(100)가 제1 각도로부터 기 설정된 각도만큼 회전 이동하여 제2 각도에 위치하고, 센서(200)는 제너레이터(100)와 함께 회전하여 제너레이터(100)의 제2 각도의 위치에 상응하는 위치에 있게 된다. 도 5a를 참조하여 설명한 바와 마찬가지로 제너레이터(100)와 센서(200)가 고정된 상태에서 베드(300)가 이동하며 스카우트 촬영을 실시할 수 있다.

실시예에 따라, 제1 엑스선 촬영 데이터를 획득하는 단계에서 베드(300)의 이동 방향과 제2 엑스선 촬영 데이터를 획득하는 단계에서 베드(300)의 이동 방향은 반대일 수 있다. 이에 따라, 도 5a에서는 베드(300)가 Z축 음의 방향으로 이동한 것으로 도시하였으며, 도 6a에서는 베드(300)가 Z축 양의 방향으로 이동하는 것으로 도시하였다. 또한, 실시예에 따라 각 단계에 있어서 베드(300)의 이동 방향은 반대이지만 이동 거리는 동일할 수 있다.

이에 따라 제1 엑스선 촬영 데이터를 획득하고 제2 엑스선 촬영 데이터를 획득하면, 베드(300)는 본래의 위치로 돌아올 수 있다.

도 6a에 나타낸 바와 같이 엑스선 스캔부가 위치한 상태에서, 즉 제너레이터(100)가 베드(300)의 상부에 위치하면서 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하면, 도 6b와 같이 제너레이터(100)의 조사야(RF)는 회전축(L)을 중심으로 촬영대상영역(FOV)의 오른쪽 절반을 포괄할 수 있다.

도 6c는 제너레이터(100)가 제2 각도에 위치하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 획득한 피검체의 오른쪽 정면 영상(RF)을 나타낸다. 도 5c에서와 마찬가지로 도 6c에서 회전축(L)의 위치는 일점 쇄선으로 나타냈으며 베드(300)의 이동 방향은 점선 화살표로 나타냈다. 도 5c와 비교하여 도 6c의 영상은 베드(300)가 반대 방향으로 이동하면서 획득된 것이기 때문에 Z축 방향으로는 반대 방향의 엑스선 영상이 획득될 수 있다.

실시예에 따라 제너레이터(100)가 기 설정된 각도 만큼 다수 회 회전하면서 복수의 엑스선 검출 데이터를 획득하는 경우, 각 엑스선 검출 데이터 획득 시 마다 베드(300)에 고정된 피검체와 제너레이터(100) 및 센서(200)로 구성된 엑스선 스캔부의 상대적인 이동 방향은 반대일 수 있다. 상대적인 이동 방향이 반대인 것은 엑스선 스캔부 또는 베드(300)의 이동 경로의 효율성을 위함일 수 있다.

다시 도 4로 돌아가서, 도 2의 영상 처리부(600)는 각각 획득된 제1 엑스선 검출 데이터(도 5c의 왼쪽 정면 영상(LF)에 상응)와 제2 엑스선 검출 데이터(도 6c의 오른쪽 정면 영상(RF)에 상응)를 회전축(L) 위치를 중심으로 합성한다 (단계 S430).

도 7은 영상 처리부에서의 영상 합성의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 영상 처리부(600)는, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 바와 같이 제너레이터(100)가 제1 각도에 위치하는 경우에 획득한 제1 엑스선 검출 데이터에 상응하는 왼쪽 정면 영상(LF)과, 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명한 바와 같이 제너레이터(100)가 제2 각도에 위치하는 경우에 획득한 제2 엑스선 검출 데이터에 상응하는 오른쪽 정면 영상(RF)을 합성하여 통합 정면 영상(SF)을 생성한다.

다시 말하면, 영상 처리부(600)는 촬영대상영역(FOV)의 각각 절반에 해당하는 영상을 통합하여 촬영대상영역(FOV) 전체에 해당하는 영상을 생성하는 것이다. 이에 따라 통합 정면 영상(SF)에 관심부위가 모두 포함되었는지를 판단하면 향후 엑스선 CT 촬영 시에 관심부위가 모두 촬영될 것이라고 예상할 수 있다.

실시예에 따라, 제2 각도와 제1 각도의 차이는 180°일 수 있다. 이러한 경우에 제2 엑스선 검출 데이터와 제1 엑스선 검출 데이터는 한 번에 동일한 위치에서 풀-빔 방식의 제너레이터(100)를 통해 획득된 것과 동일한 엑스선 검출 데이터로 생성될 수 있다. 결국 본 발명에 따르면 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 획득한 엑스선 검출 데이터들을 합성하여 하프-빔 보다 넓은 영역의 2차원 엑스선 영상을 얻을 수 있다.

영상 처리부(600)는 회전축의 위치(L)를 중심으로 통합 정면 영상(SF)을 생성한다. 제너레이터(100)가 회전축을 중심으로 정확히 절반에 대해서만 엑스선을 조사하지는 않기 때문에 두 각도의 위치에서 획득된 엑스선 검출 데이터에 있어서 회전축(L)과 인접한 일부 영역에서 중첩된 엑스선 검출 데이터가 있을 수 있다. 영상 처리부(600)는 제1 엑스선 검출 데이터와 제2 엑스선 검출 데이터가 중첩되는 영역에 대해서는 하나의 엑스선 검출 데이터를 선택하거나 두 검출 데이터의 평균 값을 취하여 통합된 엑스선 검출 데이터를 생성할 수도 있다.

또한, 상술한 바와 같이 제1 엑스선 검출 데이터와 제2 엑스선 검출 데이터는 각각 센서(200)가 피검체를 상부에서 바라보는 위치에 고정되어 있다가 기 설정된 각도 만큼 회전하여 피검체를 하부에서 바라보는 위치에 고정된 상태에서 각각 획득된 데이터이다. 따라서 센서(200)의 센싱 위치를 기준으로 한다면 회전축(L)을 기준으로 하나의 엑스선 검출 데이터를 좌우 대칭으로 변환하여 합성하여 통합 검출 데이터를 생성하여야 할 수 있다. 다만 센서의 회전에 따른 엑스선 검출 데이터의 좌표 일치 방법은 엑스선 CT 촬영을 수행하여 엑스선 CT 영상을 획득하는 과정에서 널리 사용되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

나아가 도 5a 및 도 6a에서 도시한 바와 같이 피검체가 고정된 베드(300)가 서로 반대 방향으로 이동하면서 제1 엑스선 검출 데이터와 제2 엑스선 검출 데이터가 획득될 수 있으므로 센서(200)에서 획득된 각 엑스선 검출 데이터에 있어서 Z축 방향을 반대로 고려할 필요도 있다.

본 발명에 따른 엑스선 촬영 방법은 제1 엑스선 검출 데이터와 제2 엑스선 검출 데이터를 합성한 통합 엑스선 검출 데이터를 스카우트 영상으로 하는 스카우트 촬영을 수행할 수 있다. 이에 따라 한 번에 촬영대상영역(FOV)을 포괄하지 못하는 조사야(RF)를 갖는 하프-빔 방식의 제너레이터(100)를 포함하는 엑스선 CT 촬영 장치(10)를 사용하는 경우에도 간단한 방식으로 스카우트 촬영을 수행할 수 있다.

실시예에 따라 제어부(500)는 합성된 통합 엑스선 검출 데이터를 기준으로 조사영역의 적정성을 판단할 수도 있다. 조사영역의 적정성 판단은 촬영대상영역(FOV) 내에 관심부위가 위치하는지를 판단하는 것으로, 다양한 인자들에 기초하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 촬영대상영역(FOV)에 피검체의 경계면이 모두 포함되어야 할 수 있다. 만일 촬영대상영역(FOV)에 피검체의 경계면이 모두 포함되어 있지 않다면 촬영대상영역(FOV)의 경계에 피검체의 경계가 걸쳐져 확인될 수 있다. 따라서 제어부(500)는 통합 엑스선 검출 데이터의 경계에 피검체의 경계가 걸쳐 있는지를 판단하여 조사영역의 적정성을 판단하거나, 이미지 인식을 통하여 조사대상영역 적정성을 판단할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 제너레이터(100)가 베드(300)의 상부와 하부에서 각각 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하는 경우에는 도 7과 같이 피검체의 정면 스카우트 영상을 획득할 수 있다.

한편 엑스선 CT 촬영 장치(10)는 3차원 스캔을 수행하기 때문에 정면 스카우트 영상에만 관심부위가 모두 포함되는지 판단하는 것으로는 부족하고 다른 관점에서 바라본 스카우트 영상을 확인할 필요가 있다. 예를 들어, 촬영대상영역(FOV)에 관심부위가 모두 포함되는지를 확인하기 위하여 제1 각도 및 제2 각도에서의 촬영을 통해 획득된 통합 엑스선 검출 데이터와 직교하는 스카우트 영상을 확인할 필요도 있다. 실시예에 따라 정면 스카우트 영상을 획득하였다면 측면 스카우트 영상을 확인할 수도 있다. 다만, 실시예에 따라 추가로 촬영하는 스카우트 영상이 반드시 직교 영상일 필요는 없으며, 관심부위의 가장 넓은 면을 바라보는 방향의 스카우트 영상일 수 있다. 즉 실시예에 따라 다양한 각도에서 추가 스카우트 영상을 촬영할 수 있다. 다른 방향에서의 스카우트 영상을 획득하는 과정은 상술한 도 4의 엑스선 촬영 방법과 동일한 단계를 따라 실시할 수 있다. 이하에서는 추가로 스카우트 영상을 획득하는 과정을 설명할 때에 제1 각도와 제2 각도에 각각 대응되는 제3 각도와 제4 각도의 용어로 설명할 것이나 이는 설명의 편의를 위하여 구분하여 기재한 것이다. 도 4를 참조하여 설명한 엑스선 촬영 방법에 있어서 제3 각도 및 제4 각도는 각각 실질적으로 제1 각도 및 제2 각도와 동일한 개념으로 이해될 수 있다.

도 8a는 제너레이터가 제3 각도에서 하프-빔 방식으로 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이고, 도 8b는 도 8a와 같이 엑스선 CT 촬영 장치가 동작하는 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타내는 도면이며, 도 8c는 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타내는 도면이다.

도 5a와 비교하여 도 8a에서는 제너레이터(100)가 베드(300)의 일 측면을 바라보는 각도에 위치하며 센서(200)는 제너레이터(100)를 바라보도록 베드(300)의 타 측면에 위치할 수 있다. 제3 각도는 제1 각도와 기 설정된 각도 만큼 차이가 나는 각도로, 예를 들어, 제3 각도와 제1 각도의 차이는 90° 또는 270°일 수 있다. 도 8a 내지 도 10을 참조하여 설명하는 실시예에서는 제너레이터(100)가 제3 각도에 위치할 때를 초기 위치로 이해할 수 있다. 물론 상술한 바와 같이 초기 위치는 상대적인 개념일 수 있다.

도 8a와 도 8b를 함께 참조하면, 제너레이터(100)로부터 하프-빔 방식으로 엑스선이 조사되는바, 조사야(RF)는 회전축(L)을 중심으로 촬영대상영역(FOV)의 상부의 반절을 포함할 수 있다. 다만, 조사야(RF)가 상부의 반절을 포함하는 것은 제너레이터(100)가 XY 평면에서 회전축(L)과 연결된 일직선을 기준으로 좌측 방향으로 치우친 광축을 가지기 때문이며, 제너레이터(100)의 광축이 치우친 방향에 따라 조사야(RF)는 하부의 반절을 포함할 수도 있다. 도 5a와 마찬가지로 제너레이터(100)가 제3 각도에 위치한 상태에서 베드(300)는 Z 축 음의 방향으로 이동할 수 있다.

도 8b를 참조하면, 조사야(RF)는 촬영대상영역(FOV)의 회전축(L)을 중심으로 상부 반절을 포괄하고, 도 8c를 참조하면, 피검체의 측면에서 바라본 회전축(L) 상부의 엑스선 검출 데이터에 상응하는 측면 상부 영상(LU)을 확인할 수 있다. 도 8c에서는 회전축(L)의 위치를 일점 쇄선으로 나타냈으며 베드(300)의 이동 방향을 점선 화살표로 나타냈다.

도 9a 내지 9c는 각각 제너레이터(100)가 베드(300)의 다른 측면에서 엑스선을 조사하는 경우, 즉 제너레이터(100)가 제3 각도와 기 설정된 각도 만큼의 차이를 가지는 제4 각도의 위치에서 피검체에 대하여 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 나타내는 사시도, 이 경우의 엑스선의 조사야와 촬영대상영역 사이의 관계를 나타낸 개념도, 및 이러한 동작에 의해 획득한 엑스선 검출 데이터에 상응하는 엑스선 영상을 나타낸 도면이다.

도 9a를 참조하면, 도 8a의 제너레이터(100)가 제3 각도에서 기 설정된 각도만큼 회전한 제4 각도의 위치, 즉 베드(300)의 다른 측면에서 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사한다. 도 9b를 참조하면, 제너레이터(100)는 촬영대상영역(FOV)의 하부 반절, 즉 제너레이터(100)와 회전축(L)을 지나는 일직선의 하부 영역에 대하여 엑스선을 조사하며, 이에 따라 영상 처리부(600)가 도 9c와 같이 피검체의 측면에서 바라본 회전축(L)의 하부의 엑스선 검출 데이터에 상응하는 측면 하부 영상(LL)을 획득한다.

도 10은 측면 상부 영상과 측면 하부 영상을 합성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

영상 처리부(600)는 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명한 바와 같이 획득된 측면 상부 영상(LU)과 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명한 바와 같이 획득된 측면 하부 영상(LL)을 회전축(L)의 위치를 중심으로 합성하여 통합 측면 영상(SL)을 획득한다.

도 7의 영상 합성 과정과 유사하게, 센서(200)의 위치를 기준으로 하였을 때 각각의 엑스선 검출 데이터(측면 상부 영상(LU)과 측면 하부 영상(LL))는 센서(200)가 회전하면서 위 아래가 뒤 바뀐 상태에서 획득된다. 따라서 영상 처리부(600)는 측면 상부 영상(LU)과 측면 하부 영상(LL) 중 하나를 회전축(L)의 위치를 중심으로 상하 대칭으로 처리한 이후에 회전축(L)의 위치를 중심으로 두 영상을 합성하여 통합 엑스선 검출 데이터를 생성할 수 있다.

또한 각각의 엑스선 검출 데이터가 베드(300)가 반대 방향으로 이동하는 과정에서 획득되었다면 영상 처리부(600)는 센서(200)에서 획득된 엑스선 검출 데이터를 Z 축 반대 방향으로 합성할 수도 있다.

도 10을 통해 확인할 수 있는 바와 같이 통합 측면 영상(SL)은 측면에서 바라본 촬영대상영역(FOV)의 전체를 포괄하므로, 본 발명에 따르면 통합 엑스선 검출 데이터에 기초하여 조사영역의 적정성을 판단할 수 있다.

이와 같이 대표적으로 피검체의 정면에서 촬영대상영역(FOV)에 피검체가 모두 포함되는지, 그리고 피검체의 측면에서 촬영대상영역(FOV)에 피검체가 모두 포함되는지를 확인할 수 있는 스카우트 영상을 각각 획득하여 조사영역의 적정성을 판단할 수 있다. 특히 본 발명에서는 제너레이터(100)에서 한 번에 조사되는 조사야(RF)가 촬영대상영역(FOV)의 1/2만을 포괄하므로 특정한 각도에서 바라본 촬영대상영역(FOV)을 모두 확인할 수 있도록 2 회에 걸쳐 엑스선 검출 데이터를 획득하고, 회전축의 위치를 중심으로 합성하여 촬영대상영역(FOV) 전체의 모습을 복원할 수 있다. 다만, 실시예에 따라 제너레이터(100)에서 한 번에 조사되는 조사야(RF)가 촬영대상영역(FOV)의 어느 정도 범위에 미치는지에 따라 이러한 횟수에 한정되는 것은 아니며 다수 회에 걸쳐 엑스선 검출 데이터를 획득할 수 있으며 이 때에 제너레이터(100)가 회전하여 엑스선 검출 데이터를 획득하는 기 설정된 각도는 엑스선 검출 데이터의 획득 횟수와 제너레이터(100)의 조사야(RF)에 따라 결정될 수 있다.

상술한 실시예에서는 제너레이터(100)가 초기 위치에서 기 설정된 각도 만큼 회전하여 두 개의 엑스선 검출 데이터를 획득하고 이를 합성하여 통합 엑스선 검출 데이터를 획득하는 것으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것이고 이에 한정되지 않는다. 본 발명에 따르면 제너레이터(100)가 초기 위치에서 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 제1 엑스선 검출 데이터를 획득하고, 초기 위치로부터 회전축을 중심으로 기 설정된 각도 만큼 n(은 양의 정수) 회 회전하면서 피검체에 대하여 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사함에 따라 제n+1 엑스선 검출 데이터를 획득할 수 있다. 이에 따르면 n이 1인 경우에 제2 엑스선 검출 데이터를 획득하고 n이 2인 경우에 제3 엑스선 검출 데이터를 획득하는 것으로 이해할 수 있다. 일 실시예에 있어서 제너레이터(100)가 엑스선 검출 데이터를 획득하는 n회와 기 설정된 각도는 반비례 관계를 가질 수 있다. 예를 들어, 제너레이터(100)가 회전축을 중심으로 회전하는 360°를 n으로 나눈 것이 기 설정된 각도에 상응할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제너레이터(100)는 회전하면서 실질적으로 동일한 위치에서 복수의 엑스선 검출 데이터를 획득함으로써 영상의 정확성을 향상시킬 수도 있다.

상술한 엑스선 스캔부의 회전 동작 및 그에 따른 베드(300)의 이동은 제어부(500)에 의해 제어될 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나 엑스선 CT 촬영 장치(10)는 인터페이스 수단을 구비하여 사용자가 베드(300)의 이동 거리를 한정할 수도 있다.

이상에서 설명한 실시예에서는 엑스선 스캔부가 특정 위치에 고정된 상태에서 베드(300)가 이동하여 엑스선 검출 데이터를 획득하였다. 다만, 베드(300)가 다수 회 이동하면서 각각의 엑스선 검출 데이터를 획득하면 그만큼 베드(300)의 이동 횟수가 증가하고 피검체가 방사선에 노출되는 시간도 증가할 수 있다. 따라서 엑스선 스캔부가 회전하면서, 제너레이터(100)가 스카우트 영상을 획득하는 각도에 위치할 때에 피검체에 대하여 엑스선을 조사하여 엑스선 검출 데이터를 각각 획득하도록 동작할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 수행하는 엑스선 CT 촬영 장치의 동작 모습을 예시적으로 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 회전축(L)을 중심으로 제너레이터(100)가 회전하면서 엑스선 검출 데이터를 획득한다. 이 때에 베드(300)는 이동하거나 이동하지 않을 수 있다. 도 11에서는 설명의 편의를 위하여 제너레이터(100)와 마주보는 센서(200)와, 제너레이터(100)의 조사야(RF)는 도시하지 않았다.

본 실시예에 있어서 제너레이터(100)는 XY 평면을 기준으로 0시 방향(1200), 3시 방향(1400), 6시 방향(1100), 및 9시 방향(1300)으로 이동하면서 엑스선 검출 데이터를 획득할 수 있다. 센서(200)는 제너레이터(100)의 위치에 상응하게 회전할 것이다. 다시 말하면, 도 11 및 도 12를 참조하여 설명하는 실시예에 있어서, 제너레이터(100)는 초기 위치에서부터 90°만큼 회전하면서 4회에 걸쳐 엑스선 검출 데이터를 획득하는 것으로 이해할 수 있다.

도 11에서 제너레이터(100)의 위치 1100, 1200, 1300, 1400은 각각 도 5a, 도 6a, 도 8a, 및 도 9a에 도시한 제너레이터(100)의 위치와 동일하다. 상술한 실시예들에서는 제너레이터(100)가 고정된 상태에서 베드(300)가 이동하면서 엑스선 검출 데이터를 각각 획득한 반면, 도 11에서 설명하는 실시예에서는 제너레이터(100)가 회전하면서 피검체에 대하여 엑스선을 조사하여 엑스선 검출 데이터를 획득한다.

제너레이터(100)가 회전하는 동안의 베드(300)의 운동은 제너레이터(100)로부터 조사되는 엑스선의 조사 너비에 따라 결정될 수 있다. 엑스선의 조사 너비는 XY 평면에서 바라본 엑스선의 촬영대상영역(FOV)과는 별개로 Z축 방향으로 엑스선이 조사되는 너비를 말한다. Z축 방향의 엑스선 조사 너비가 전체 피검체를 충분히 촬영할 수 있을 정도이면 베드(300)가 이동하지 않아도 상관없으나 Z축 방향으로의 피검체를 촬영할 수 있도록 하기 위해서는 베드(300)가 Z축 방향으로 이동하면서 제너레이터(100)가 회전하는 것이 적합할 수 있다.

또한 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법에 있어서는, 베드(300)가 고정된 상태에서 제너레이터(100)가 일 회전을 하여 복수의 엑스선 검출 데이터를 획득하고, 베드(300)가 엑스선 조사 너비에 상응하여 일정한 거리 만큼 이동한 이후 고정된 상태에서 제너레이터(100)가 일 회전을 하여 다시 복수의 엑스선 검출 데이터를 획득하는 등으로 동작할 수도 있다.

도 12는 제너레이터(100)가 회전하면서 0시 방향(1200), 3시 방향(1400), 6시 방향(1100), 및 9시 방향(1300)에 위치하였을 때에 획득되는 엑스선 검출 데이터에 상응하는 영상들이 합성된 통합 영상을 나타낸 것이다. 굵은 선으로 표시한 부분은 각각 엑스선의 Z축 방향으로의 조사 너비(W)에 따라 베드(300)가 고정된 경우에 한 시점에서 획득되는 영상일 수 있다.

본 실시예에 따르면 엑스선 스캔부가 회전하면서 순차적으로 좌측 정면(1100), 측면 상부(1200), 우측 정면(1300), 및 측면 하부(1400)의 엑스선 검출 데이터를 획득하고 이를 Z축 방향으로 이어 나가면서 전체 촬영대상영역(FOV)에 대한 스카우트 영상을 획득하는 것으로 이해될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 하프-빔 엑스선 CT 촬영을 수행하기 이전에 촬영대상영역(FOV)에 관심부위가 모두 포함되었는지 판단하기 위한 스카우트 영상을 획득하는 엑스선 촬영 방법을 제공한다. 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하는 경우에는 한 방향에서 촬영대상영역(FOV)의 전체를 포괄할 수 없으므로, 제너레이터(100)가 서로 마주 보는 방향에서 각각 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하여 센서(200)를 통해 획득한 엑스선 검출 데이터를 회전축(L)의 위치를 중심으로 합성함에 따라 전체 촬영대상영역(FOV)에서 촬영되는 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라서 하프-빔 방식으로 엑스선을 조사하는 엑스선 CT 촬영 장치에 대해서도 촬영대상영역(FOV)을 확인하는 스카우트 촬영이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 상술한 엑스선 촬영 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 시스템은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서 본 문서의 범위는 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

1. 촬영대상영역의 일부로 엑스선을 조사하는 제너레이터;
   상기 촬영대상영역을 사이에 두고 상기 제너레이터와 대향하며 상기 촬영대상영역의 일부를 투과한 상기 엑스선을 검출해서 엑스선 검출 데이터를 생성하는 센서;
   상기 제너레이터와 상기 센서 사이의 회전축을 중심으로 상기 제너레이터와 상기 센서를 대향 회전시키는 갠트리;
   상기 회전축과 나란하며 서로 반대인 제1 방향과 제2 방향으로 상기 갠트리와 피검체를 상대 이동시키는 베드;
   상기 회전축을 중심으로 상기 제너레이터와 상기 센서를 초기 위치에서 기 설정된 각도 단위로 n(n은 1 이상의 정수)회 회전시키면서, 상기 초기 위치에서 n+1의 위치까지 n+1개의 위치에서 n이 증가할 때마다 상기 갠트리와 상기 피검체가 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로 번갈아 상대 이동되도록 상기 갠트리와 상기 베드를 제어하는 제어부;
   상기 n+1개의 위치에서 얻어진 n+1개의 엑스선 검출 데이터 중 적어도 일부를 정합해서 상기 촬영대상영역의 전체에 대한 적어도 하나의 2차원 엑스선 영상을 형성하는 영상 처리부를 포함하는 엑스선 촬영 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전축은 상기 촬영대상영역의 길이 방향이고, 상기 촬영대상영역의 일부는 상기 회전축의 일측을 포함하는 엑스선 촬영 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기 설정된 각도는 180°이고, 상기 n은 1이며, 상기 n+1개의 엑스선 검출 데이터는 제1 엑스선 검출 데이터 및 제2 엑스선 검출 데이터인 엑스선 촬영 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 영상 처리부는, 상기 회전축을 기준으로 상기 제1 엑스선 검출 데이터와 상기 제2 엑스선 검출 데이터를 서로 반대 방향으로 정합해서 상기 촬영대상영역의 길이 방향을 향한 하나의 상기 2차원 엑스선 영상을 형성하는 엑스선 촬영 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 기 설정된 각도는 90°이고, 상기 n은 3이며, 상기 n+1개의 엑스선 검출 데이터는 제1 내지 제4 엑스선 검출 데이터인 엑스선 촬영 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 영상 처리부는, 상기 회전축을 기준으로 상기 제1 엑스선 검출 데이터, 상기 제3 엑스선 검출 데이터와 상기 제2 엑스선 검출 데이터, 상기 제4 엑스선 검출 데이터를 각각 서로 반대 방향으로 정합해서 상기 촬영대상영역의 길이 방향을 따라 서로 직교하는 두 개의 상기 2차원 엑스선 영상을 형성하는 엑스선 촬영 장치.
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