KR102328119B1 - 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법 - Google Patents

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Abstract

엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하며, 상기 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선를 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 제어부, 및 상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함한다.

Description

엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법 {X-RAY APPARATUS AND METHOD FOR SCANNING THEREOF}
본 발명은 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 펄스형 엑스선을 대상체로 조사하여 복수개의 영상 프레임을 획득할 수 있는 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법에 관한 것이다.
엑스선 장치는 엑스선을 인체에 투과시켜 인체의 내부 구조를 이미지로 획득하는 의료 영상 장치이다. 엑스선 장치는 MRI 장치, CT 장치 등을 포함하는 다른 의료 영상 장치에 비해 간편하고, 짧은 시간 내에 대상체의 의료 이미지를 획득할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 엑스선 장치는 단순 흉부 촬영, 단순 복부 촬영, 단순 골격 촬영, 단순 부비동 촬영, 단순 경부 연조직(neck soft tissue) 촬영 및 유방 촬영 등에 널리 이용되고 있다. 그러나, 엑스선 촬영을 위해서 대상체로 조사되는 엑스선은 방사선 물질이므로 인체에 유해하다는 단점이 있다.
전술한 바와 같이, 엑스선은 방사선 물질로 인체에 유해하기 때문에, 엑스선 촬영 시 사용자는 촬영 대상체를 포함하는 환자에게 노출되는 방사선량(dose)을 최소화하여야 할 필요가 있다.
또한, 엑스선 촬영의 한 종류로, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 촬영을 들 수 있다. 플루오로스코피(fluoroscopy)는 시설 모니터링을 위하여, 실시간으로 대상체를 촬영하여 엑스선 동영상을 획득하는 영상 처리 기술로써, 혈관조영술(angiography) 등에 이용될 수 있다. 구체적으로, 사용자는 엑스선 혈관조영술(angiography) 또는 외과적인 시술 등을 모니터링하기 위한 목적으로 플루오로스코피를 이용할 수 있다.
플루오로스코피는 상대적으로 장시간 동안 엑스선 촬영을 하여야 하기 때문에, 환자에게 조사되는 방사선량이 촬영 시간에 따라서 증가하게 된다. 따라서, 1회적으로 방사선 촬영을 하는 경우에 비하여 환자에게 조사되는 방사선량이 증가할 수밖에 없다. 따라서, 플루오로스코피 촬영의 경우 환자에게 조사되는 방사선량을 감소시켜야 할 필요가 있다.
한편으로는, 환자에 대한 정확한 진단을 위하여는 영상 내에 존재하는 다양한 오류를 감소시켜 고화질의 엑스선 영상을 제공할 필요가 있다. 예를 들어, 움직이는 대상체의 경우 엑스선 영상 내에서는 움직임 아티팩트가 발생할 수 있다. 따라서, 움직임 아티팩트를 감소시켜 움직임으로 인한 화질 열화를 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 필요가 있다. 영상의 정확도를 높이기 위하여는 일정값 이상의 방사선을 대상체로 조사하여 엑스선 촬영을 하여야 한다. 엑스선 영상을 이미징하기 위해 획득되는 신호의 량은 대상체로 조사되는 엑스선량에 비례하기 때문에, 엑스선량이 너무 적을 경우, 대상체가 불명확하게 이미징 될 수 있기 때문이다.
그러므로, 엑스선 촬영 또는 플루오로스코피 촬영함에 있어서, 대상체에 노출되는 방사선량을 감소시키면서도, 고화질의 엑스선 영상을 획득할 수 있는 엑스선 장치 및 방법을 제공할 필요가 있다.
본원 발명은 대상체로 조사되는 방사선량을 감소시킬 수 있는 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법의 제공을 목적으로 한다.
구체적으로, 본원 발명은 플루오로스코피 엑스선 촬영에 있어서, 대상체로 조사되는 방사선량을 감소시킬 수 있는 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본원 발명은 개선된 화질을 갖는 플루오로스코피 영상을 획득할 수 있는 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하며, 상기 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선를 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 및 상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 대상체의 움직임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 대상체에 포함되는 목적물에 근거하여, 상기 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 목적물의 이동 속도에 근거하여, 상기 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수개의 펄스 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 상기 펄스 신호는 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제1 구간 및 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제2 구간을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 제1 구간에 포함되는 적어도 하나의 기준 펄스에 대응되는 영상 프레임에 근거하여, 상기 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임을 보정할 수 있다.
또한, 상기 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 레이트 및 진폭 각각은 상기 제1 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 레이트 및 진폭 이하의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 구간은 상기 목적물이 상기 대상체의 제1 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함하며, 상기 제2 구간은 상기 목적물이 제1 부위에서보다 느리게 이동하는 제2 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 부위는 굵은 혈관을 포함하는 대상체의 영역이며, 상기 제2 부위는 가는 혈관을 포함하는 대상체의 영역이 될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 적어도 하나의 시점에서의 상기 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 상기 형태 정보에 근거하여 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 상기 형태 정보는 상기 대상체의 해부학적 구조를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 형태 정보는 상기 대상체의 형태를 나타내는 특징 맵(feature map), 및 상기 대상체에 포함되는 표면을 나타내는 에지 맵(edge map) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임들 사이에 위치하는 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 펄스 진폭이 변화되는 상기 펄스 신호가 생성되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 펄스 신호는 기준 펄스 및 상기 기준 펄스에 인접하며 상기 기준 펄스의 진폭보다 작은 진폭을 가지는 제1 펄스를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 기준 펄스에 대응되는 기준 영상 프레임에 근거하여, 상기 제1 펄스에 대응되는 제1 영상 프레임을 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 기준 영상 프레임에 근거하여 획득된 상기 대상체의 형태 정보에 근거하여, 상기 제1 영상 프레임에 포함되는 상기 대상체의 움직임을 보정할 수 있다.
또한, 상기 펄스 신호는 상기 제1 펄스에 인접하여 상기 제1 펄스의 진폭보다 작은 진폭을 가지는 제2 펄스를 포함하며, 상기 제어부는 상기 보정된 제1 영상 프레임에 근거하여, 상기 제2 펄스에 대응되는 제2 영상 프레임을 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 펄스 레이트가 변화되는 상기 펄스 신호가 생성되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 펄스 신호는 상기 적어도 하나의 펄스를 포함하며 제1 펄스 레이트를 갖는 제1 구간 및 적어도 하나의 펄스를 포함하며 상기 제1 펄스 레이트보다 작은 제2 펄스 레이트를 갖는 제2 구간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 제1 구간에 포함되는 제1 시점에서 출력되는 기준 펄스에 대응되는 기준 영상 프레임 및 상기 기준 펄스에 인접하며 상기 제2 구간에 포함되는 제2 시점에서 출력되는 제1 펄스에 대응되는 제1 영상 프레임에 근거하여, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 사이의 제3 시점에 대응되는 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 대상체의 움직임에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 근거하여 상기 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 펄스 레이트 및 상기 펄스 진폭이 변화되는 상기 펄스 신호가 생성되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 펄스 신호는 적어도 하나의 기준 펄스를 포함하는 제1 구간 및 상기 제1 구간에서의 펄스 레이트 및 펄스 진폭보다 작은 펄스 레이트 및 펄스 진폭을 갖는 적어도 하나의 제1 펄스를 포함하는 제2 구간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 기준 펄스에 대응되는 기준 영상 프레임에 근거하여, 상기 적어도 하나의 제1 펄스에 대응되는 적어도 하나의 제1 영상 프레임을 보정하며, 상기 기준 영상 프레임 및 적어도 하나의 제1 영상 프레임에 근거하여, 상기 기준 영상 프레임 및 상기 적어도 하나의 제1 프레임 중 어느 하나 사이에 배치되는 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 전체 시야(FOV)를 이미징한 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 비 관심 영역(non-ROI)을 이미징한 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 관심 영역(ROI)을 이미징한 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 보정된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 보간 영상 프레임 및 상기 보정된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 영상을 생성할 수 있다. 또한, 상기 플루오로스코피 엑스선 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치는 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트가 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하여 대상체로 조사하는 엑스선 생성부; 및 상기 펄스형 엑스선에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 대상체의 움직임에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보 및 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 최종 영상 프레임은 상기 복수개의 영상 프레임 및 상기 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 레이트를 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치는 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하여 대상체로 조사하는 엑스선 생성부; 및 상기 펄스형 엑스선에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 영상 프레임을 보정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여 적어도 하나의 시점에서 상기 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 상기 형태 정보에 근거하여 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 진폭을 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치는 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트 및 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하여 대상체로 조사하는 엑스선 생성부; 및 상기 펄스형 엑스선에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 대상체의 움직임에 대한 정보에 근거하여 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 영상 프레임을 보정하여 적어도 하나의 보정 영상 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 레이트 및 펄스 진폭을 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치는 한 주기에 포함되는 복수개의 펄스들이 소정 패턴을 가지며 상이한 적어도 두 개의 펄스를 포함하는 펄스 신호가 생성되도록 제어하며, 상기 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하는 제어부; 및 상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함한다.
또한, 상기 한주기에 포함되는 복수개의 펄스 중 적어도 두 개는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
또한, 상기 소정 패턴은 상기 대상체의 움직임에 근거하여 설정될 수 있다.
또한, 상기 소정 패턴은 상기 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하는 단계; 상기 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선를 이용하여 복수개의 영상 프레임을 획득하는 단계; 및 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 펄스형 엑스선을 생성하는 단계는 대상체의 움직임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 펄스형 엑스선을 생성하는 단계는 대상체에 포함되는 목적물에 근거하여, 상기 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 펄스형 엑스선을 생성하는 단계는 상기 목적물의 이동 속도에 근거하여, 상기 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정하는 단계는 복수개의 펄스 중 적어도 하나에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 펄스 신호는 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제1 구간 및 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제2 구간을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 보정하는 단계는 상기 제1 구간에 포함되는 적어도 하나의 기준 펄스에 대응되는 영상 프레임에 근거하여, 상기 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 레이트 및 진폭 각각은 상기 제1 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 레이트 및 진폭 이하의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 구간은 상기 목적물이 상기 대상체의 제1 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함하며, 상기 제2 구간은
상기 목적물이 제1 부위에서보다 느리게 이동하는 제2 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 부위는 굵은 혈관을 포함하는 대상체의 영역이며, 상기 제2 부위는 가는 혈관을 포함하는 대상체의 영역이 될 수 있다.
또한, 상기 보정하는 단계는 적어도 하나의 시점에서의 상기 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 상기 형태 정보에 근거하여 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 형태 정보는 상기 대상체의 형태를 나타내는 특징 맵(feature map), 및 상기 대상체에 포함되는 표면을 나타내는 에지 맵(edge map) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임들 사이에 위치하는 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 보간 영상 프레임 및 상기 보정된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 플루오로스코피 엑스선 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트가 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하는 단계; 대상체로 조사되는 상기 펄스형 엑스선에 근거하여 복수개의 영상 프레임을 획득하는 단계; 및 상기 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계는 상기 대상체의 움직임에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보 및 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 포함하는 상기 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하는 단계; 대상체로 조사되는 상기 펄스형 엑스선에 근거하여 복수개의 영상 프레임을 획득하는 단계; 및 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 영상 프레임을 보정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 보정하는 단계는 상기 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여 적어도 하나의 시점에서 상기 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 상기 형태 정보에 근거하여 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트 및 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하는 단계; 대상체로 조사되는 상기 펄스형 엑스선에 근거하여 복수개의 영상 프레임을 획득하는 단계; 및 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 최종 영상 프레임을 획득하는 단계는 상기 대상체의 움직임에 대한 정보에 근거하여 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 포함하는 상기 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 최종 영상 프레임을 획득하는 단계는 상기 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 영상 프레임을 보정하여 적어도 하나의 보정 영상 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 보정 영상 프레임을 포함하는 상기 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 한 주기에 포함되는 복수개의 펄스들이 소정 패턴을 가지며 상이한 적어도 두 개의 펄스를 포함하는 펄스 신호를 생성하는 단계; 및 상기 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 한주기에 포함되는 복수개의 펄스 중 적어도 두 개는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
도 1은 엑스선 시스템(1000)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용 가능한 C-arm 엑스선 장치를 나타내는 도면이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 C-arm 엑스선 장치의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.
도 4a는 영상 프레임 획득을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 획득된 영상 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 엑스선 생성을 위해 이용되는 펄스 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 9b는 영상 프레임 보정 동작을 상세히 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 15는 적어도 하나의 소정 패턴을 갖는 펄스 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서 "이미지"는 이산적인 이미지 요소들(예를 들어, 2차원 이미지에 있어서의 픽셀들 및 3차원 이미지에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 이미지의 예로는 엑스선 장치, CT 장치, MRI 장치, 초음파 장치 및 다른 의료 영상 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 이미지 등을 포함할 수 있다. ]
또한, 본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부일 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 및 혈관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, "대상체"는 팬텀(phantom)일 수도 있다. 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사하고 또한 생물의 부피에 아주 근사한 물질을 의미하는 것으로, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
엑스선 장치는 엑스선을 인체에 투과시켜 인체의 내부 구조를 이미지로 획득하는 의료 영상 장치이다. 엑스선 장치는 MRI 장치, CT 장치 등을 포함하는 다른 의료 영상 장치에 비해 간편하고, 짧은 시간 내에 대상체의 의료 이미지를 획득할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 엑스선 장치는 단순 흉부 촬영, 단순 복부 촬영, 단순 골격 촬영, 단순 부비동 촬영, 단순 경부 연조직(neck soft tissue) 촬영 및 유방 촬영 등에 널리 이용되고 있다.
도 1은 엑스선 시스템(1000)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 엑스선 시스템(1000)은 엑스선 장치(100) 및 워크스테이션(110)을 포함한다. 도 1에 도시된 엑스선 장치(100)는 고정식 엑스선 장치 또는 이동식 엑스선 장치가 될 수 있다. 엑스선 장치(100)는 엑스선 조사부(120), 고전압 발생부(121), 검출부(130), 조작부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다. 제어부(150)는 엑스선 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
고전압 발생부(121)는 엑스선의 발생을 위한 고전압을 발생시켜 엑스선 소스(122)에 인가한다.
엑스선 조사부(120)는 고전압 발생부(121)에서 발생된 고전압을 인가받아 엑스선을 발생시키고 조사하는 엑스선 소스(122) 및 엑스선 소스(122)에서 조사되는 엑스선의 경로를 안내하여 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(collimator)(123)를 포함할 수 있다.
엑스선 소스(122)는 엑스선관(X-ray tube)을 포함하며, 엑스선관은 양극과 음극으로 된 2극 진공관으로 구현될 수 있다. 엑스선관 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다. 필라멘트로는 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선에 10V의 전압과 3-5A 정도의 전류를 가하여 필라멘트를 가열할 수 있다.
그리고 음극과 양극 사이에 10-300kVp 정도의 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베륨 박막을 사용할 수 있다. 이 때, 타겟 물질에 충돌하는 전자의 에너지 중 대부분은 열로 소비되며 열로 소비되고 남은 나머지 에너지가 엑스선으로 변환된다.
양극은 주로 구리로 구성되고, 음극과 마주보는 쪽에 타겟 물질이 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질은 회전자계에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질이 회전하게 되면 전자 충격 면적이 증대되고 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있다.
엑스선관의 음극과 양극 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 이는 고전압 발생부(121)에서 인가되고, 그 크기는 파고치 kVp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. 엑스선관에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 필라멘트에서 방출되는 열전자의 수가 증가하고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다.
따라서, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있다.
검출부(130)는 엑스선 조사부(120)에서 조사되어 대상체를 투과한 엑스선을 검출한다. 검출부(130)는 디지털 검출부일 수 있다. 검출부(130)는 TFT를 사용하여 구현되거나, CCD를 사용하여 구현될 수 있다. 도 1에서는 검출부(130)가 엑스선 장치(100)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 검출부(130)는 엑스선 장치(100)에 연결 및 분리 가능한 별개의 장치인 엑스선 디텍터일 수도 있다.
또한, 엑스선 장치(100)는 엑스선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부(140)를 더 포함할 수 있다. 조작부(140)는 출력부(141) 및 입력부(142)를 포함할 수 있다. 입력부(142)는 사용자로부터 엑스선 장치(300)의 조작을 위한 명령 및 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력받을 수 있다. 제어부(150)는 입력부(142)에 입력된 정보를 기반으로 엑스선 장치(100)를 제어하거나 조작할 수 있다. 출력부(141)는 제어부(150)의 제어 하에 엑스선의 조사 등 촬영 관련 정보를 나타내는 사운드를 출력할 수 있다.
워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100)는 서로 무선 또는 유선으로 연결될 수 있고, 무선으로 연결된 경우에는 서로 간의 클럭을 동기화하기 위한 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 워크스테이션(110)은 엑스선 장치(100)와 물리적으로 분리된 공간에 존재할 수도 있다.
워크스테이션(110)은 출력부(111), 입력부(112) 및 제어부(113)를 포함할 수 있다. 출력부(111) 및 입력부(112)는 사용자에게 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공한다. 제어부(113)는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100)를 제어할 수 있다.
엑스선 장치(100)는 워크스테이션(110)을 통해 제어될 수 있고, 엑스선 장치(100)에 포함되는 제어부(150)에 의해서도 제어될 수 있다. 따라서, 사용자는 워크스테이션(110)을 통해 엑스선 장치(100)를 제어하거나, 엑스선 장치(100)에 포함되는 조작부(140) 및 제어부(150)를 통해 엑스선 장치(100)를 제어할 수도 있다. 다시 말해, 사용자는 워크스테이션(110)을 통해 원격으로 엑스선 장치(100)를 제어할 수도 있고, 엑스선 장치(100)를 직접 제어할 수도 있다.
도 1에서는 워크스테이션(110)의 제어부(113)과 엑스선 장치(100)의 제어부(150)를 별개로 도시하였으나, 도 1은 예시일 뿐이다. 다른 예로, 제어부들(113, 150)은 하나의 통합된 제어부로 구현될 수도 있고, 통합된 제어부는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100) 중 하나에만 포함될 수도 있을 것이다. 이하, 제어부(113, 150)는 워크스테이션(110)의 제어부(113) 및 엑스선 장치(100)의 제어부(150) 중 적어도 하나를 의미한다.
워크스테이션(110)의 출력부(111) 및 입력부(112)와 엑스선 장치(100)의 출력부(141) 및 입력부(142)는 각각 사용자에게 엑스선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 도 1에서는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100) 각각이 출력부(111, 141) 및 입력부(112, 142)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 출력부 또는 입력부는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100) 중 하나에만 구현될 수도 있을 것이다.
이하, 입력부(112, 142)는 워크스테이션(110)의 입력부(112) 및 엑스선 장치(100)의 입력부(142) 중 적어도 하나를 의미하고, 출력부(111, 141)는 워크스테이션(110)의 출력부(111) 및 엑스선 장치(100)의 출력부(141) 중 적어도 하나를 의미한다.
입력부(112, 142)의 예로는 키보드, 마우스, 터치스크린, 음성 인식기, 지문 인식기, 홍채 인식기 등을 포함할 수 있으며, 기타 당업자에게 자명한 입력 장치를 포함할 수 있다. 사용자는 입력부(112, 142)를 통해 엑스선 조사를 위한 명령을 입력할 수 있는데, 입력부(112, 142)에는 이러한 명령 입력을 위한 스위치가 마련될 수 있다. 스위치는 두 번에 걸쳐 눌러야 엑스선 조사를 위한 조사명령이 입력되도록 마련될 수 있다.
즉, 사용자가 스위치를 누르면 스위치는 엑스선 조사를 위한 예열을 지시하는 준비명령이 입력되고, 그 상태에서 스위치를 더 깊게 누르면 실질적인 엑스선 조사를 위한 조사명령이 입력되는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 사용자가 스위치를 조작하면, 제어부(113, 150)는 스위치 조작을 통해 입력되는 명령에 대응하는 신호 즉, 준비신호를 생성하여 엑스선 발생을 위한 고전압을 생성하는 고전압 발생부(121)로 전달한다.
고전압 발생부(121)는 제어부(113, 150)로부터 전달되는 준비신호를 수신하여 예열을 시작하고, 예열이 완료되면, 준비완료신호를 제어부(113, 150)로 전달한다. 그리고, 엑스선 검출을 위해 검출부(130) 또한 엑스선 검출준비가 필요한데, 제어부(113, 150)는 고전압 발생부(121)의 예열과 함께 검출부(130)가 대상체를 투과한 엑스선을 검출하기 위한 준비를 할 수 있도록 검출부(130)로 준비신호를 전달한다. 검출부(130)는 준비신호를 수신하면 엑스선을 검출하기 위한 준비를 하고, 검출준비가 완료되면 검출준비완료신호를 제어부(113, 150)로 전달한다.
고전압 발생부(121)의 예열이 완료되고, 검출부(130)의 엑스선 검출준비가 완료되며, 제어부(113, 150)는 고전압 발생부(121)로 조사신호를 전달하고, 고전압 발생부(121)는 고전압을 생성하여 엑스선 소스(122)로 인가하고, 엑스선 소스(122)는 엑스선을 조사하게 된다.
제어부(113, 150)는 조사신호를 전달할 때, 엑스선 조사를 대상체가 알 수 있도록, 출력부(111, 141)로 사운드 출력신호를 전달하여 출력부(111, 141)에서 소정 사운드가 출력되도록 할 수 있다. 또한, 출력부(111, 141)에서는 엑스선 조사 이외에 다른 촬영 관련 정보를 나타내는 사운드를 출력할 수 있다. 도 1은 출력부(141)가 조작부(140)에 포함되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 출력부(141) 또는 출력부(141)의 일부는 조작부(140)가 위치하는 지점과 다른 지점에 위치할 수 있다. 예를 들어, 대상체에 대한 엑스선 촬영이 수행되는 촬영실 벽에 위치할 수도 있다.
제어부(113, 150)는 사용자에 의해 설정된 촬영 조건에 따라 엑스선 조사부(120)와 검출부(130)의 위치, 촬영 타이밍 및 촬영 조건 등을 제어한다.
구체적으로, 제어부(113, 150)는 입력부(112, 142)를 통해 입력되는 명령에 따라 고전압 발생부(121) 및 검출부(130)를 제어하여 엑스선의 조사 타이밍, 엑스선의 세기 및 엑스선의 조사 영역 등을 제어한다. 또한, 제어부(113, 150)는 소정의 촬영 조건에 따라 검출부(130)의 위치를 조절하고, 검출부(130)의 동작 타이밍을 제어한다.
또한, 제어부(113, 150)는 검출부(130)를 통해 수신되는 이미지 데이터를 이용하여 대상체에 대한 의료 이미지를 생성한다. 구체적으로, 제어부(113, 150)는 검출부(130)로부터 이미지 데이터를 수신하여, 이미지 데이터의 노이즈를 제거하고, 다이나믹 레인지(dynamic range) 및 인터리빙(interleaving)을 조절하여 대상체의 의료 이미지를 생성할 수 있다.
출력부(111, 141)는 제어부(113, 150)에 의해 생성된 의료 이미지를 출력할 수 있다. 출력부(111, 141)는 UI(user interface), 사용자 정보 또는 대상체 정보 등 사용자가 엑스선 장치(100)를 조작하기 위해 필요한 정보를 출력할 수 있다. 출력부(111, 141)의 예로서 스피커, 프린터, CRT 디스플레이, LCD 디스플레이, PDP 디스플레이, OLED 디스플레이, FED 디스플레이, LED 디스플레이, VFD 디스플레이, DLP 디스플레이, FPD 디스플레이, 3D 디스플레이, 투명 디스플레이 등을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 출력 장치들을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 워크스테이션(110)은 네트워크(15)를 통해 서버(162), 의료 장치(164) 및 휴대용 단말(166) 등과 연결될 수 있는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
통신부(미도시)는 유선 또는 무선으로 네트워크(15)와 연결되어 서버(162), 의료 장치(164), 또는 휴대용 단말(166)과 통신을 수행할 수 있다. 통신부는 네트워크(15)를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT, MRI, 엑스선 장치 등 다른 의료 장치(164)에서 촬영한 의료 이미지 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부는 서버(162)로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등을 수신하여 대상체의 진단에 활용할 수도 있다. 또한, 통신부는 병원 내의 서버(162)나 의료 장치(164)뿐만 아니라, 의사나 고객의 휴대폰, PDA, 노트북 등의 휴대용 단말(166)과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
통신부는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 소정 거리 이내의 위치하는 장치와 근거리 통신을 수행하기 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술의 예로는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(ZigBee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유선 통신 모듈은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 유선 통신 기술의 예로는 페어 케이블(pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 이용한 유선 통신 기술이 포함될 수 있고, 당업자에게 자명한 유선 통신 기술이 포함될 수 있다.
무선 통신 모듈은, 이동 통신망 상에서의 기지국, 외부의 장치, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호의 예로는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 엑스선 장치(100)는, 다수의 디지털 신호 처리 장치(DSP), 초소형 연산 처리 장치 및 특수 용도용(예를 들면, 고속 A/D 변환, 고속 푸리에 변환, 어레이 처리용 등) 처리 회로 등을 포함할 수 있다.
한편, 워크스테이션(110)과 엑스선 장치(100) 사이의 통신은, LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 등의 고속 디지털 인터페이스, UART(universal asynchronous receiver transmitter) 등의 비동기 시리얼 통신, 과오 동기 시리얼 통신 또는 CAN(Controller Area Network) 등의 저지연형의 네트워크 프로토콜이 이용될 수 있으며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 통신 방법이 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 도 1에서 설명한 엑스선 시스템(1000)에서와 같이 엑스선 촬영을 수행 및/또는 제어할 수 있는 모든 전자기기가 될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스형 엑스선을 방출하여 엑스선 촬영을 수행 및/또는 제어할 수 있는 모든 전자기기가 될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 연속되는 시간 구간 동안에 복수개의 엑스선 영상을 획득할 수 있는 C-arm 엑스선 장치가 이용될 수 있다. 또한, C-arm 엑스선 장치는 중재적 엑스선 장치(Interventional X-ray), 중재적 혈관조영술 C-arm 엑스선 장치(Interventional Angiography C-arm X-ray) 또는 외과 시술용 C-arm 엑스선 장치(Surgical C-arm X-ray) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 연속되는 소정 시간 구간동안에 엑스선 촬영을 수행하여, 엑스선 동영상을 획득할 수 있는 모든 엑스선 장치에 적용 가능하다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 엑스선 소스의 위치를 자유롭게 조절하여 움직이는 대상체 또는 목적물을 트래킹(tracking)하면서 엑스선 촬영을 진행할 수 있는 모든 엑스선 장치에 적용 가능하다.
C-arm 엑스선 장치에 대하여는 이하에서 도 2 및 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용 가능한 C-arm 엑스선 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, C-arm 엑스선 장치(200)는 C 형태를 갖는 C-arm(210)을 구비하여, 소정 시간 동안 연속적으로 엑스선 촬영을 수행할 수 있는 엑스선 장치이다. C-arm(210)의 일단에는 엑스선 조사부(211)이 구비되며, C-arm(210)의 다른 일단에는 검출부(212)가 구비된다. 엑스선 조사부(211) 및 검출부(212)는 도 1에서 설명한 엑스선 조사부(120) 및 검출부(130)과 동일 대응되므로, 도 1에서와 중복되는 설명은 생략한다.
사용자는 C-arm(210)을 통해, 다양한 위치 또는 다양한 각도에서 대상체(220)를 촬영할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 C-arm(210)을 회전시키거나, 상하좌우로 이동시키면서 대상체(220)의 관심 영역을 촬영하여 플루오로스코피 영상을 획득할 수 있다. 따라서 사용자는 C-arm 엑스선 장치(00)를 이용하여, 일반적인 고정형 엑스선 장치에 비하여 연속되는 시간 동안에 대상체를 더욱 효율적으로 촬영할 수 있다. C-arm 엑스선 장치(200)의 구조는 당업자에게 자명한 사항이므로, C-arm 엑스선 장치(200)의 구조에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
C-arm 엑스선 장치(200)는 연속하는 시간에서 획득된 복수개의 엑스선 영상을 획득하여야 하는 경우, 또는 엑스선 동영상을 획득하여야 하는 경우에 유용하게 이용될 수 있다. 예를 들어, C-arm 엑스선 장치(200)는 엑스선 혈관조영술(X-ray angiograpy), 또는 외과 수술 등과 같은 의료 시술에서 유용하게 이용될 수 있다. 의사가 혈관 질환 환자의 진단을 위하여 환자의 환자를 정밀하게 검사할 필요가 있는 경우, 의사는 검사 시간 동안에 계속적으로 엑스선 촬영을 수행한다. 그리고, 실시간으로 획득되는 엑스선 동영상인 플루오로스코피 영상을 통하여 환자의 혈관 상태를 검사하게 된다. 따라서, 혈관조영술(X-ray angiograpy)과 같은 의료 시술에서는 시술 시간 동안에 대상체로 계속적으로 엑스선을 조사하며 플루오로스코피 영상을 획득하여야 한다.
예를 들어, 혈관조영술의 경우 대상체 부위에 가이드와이어(guide wire)를 설치하고 엑스선 촬영을 진행할 수 있으며, 또는 얇은 주사바늘(niddle) 또는 카테터(catheter)등을 이용하여 약물을 주입하며 엑스선 촬영을 진행할 수 있다.
또 다른 예로, 외과 시술의 경우, 신체에 카테터(catheter), 스텐트, 주사 바늘 등을 삽입하여 시술을 진행하는데 있어서, 의사 등의 사용자는 카테터 등이 대상체의 목표 지점에 제대로 삽입되는지 확인하여야 한다. 따라서, 사용자는 시술 동안에 플루오로스코피 영상을 획득하고, 획득된 플루오로스코피 영상을 통하여 카테터 등과 같은 목적물의 위치를 확인하며 시술을 진행할 수 있다. 이하에서는 플루오로스코피 촬영에 따라서 획득된 엑스선 동영상을 플루오로스코피 영상이라 한다.
또한, 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 대상체로 조사하여 복수개의 영상 프레임을 획득할 때, 플루오로스코피 영상은 복수개의 영상 프레임들을 시간 순서대로 나열 및 재생하여 획득할 수 있다.
본원의 실시예 발명은 대상체 부위에 가이드와이어(guide wire), 주사바늘(niddle), 카테터, 스텐트 등을 설치 또는 삽입하고, 대상체 부위를 C-arm 엑스선 장치를 이용하여 엑스선 촬영하는 경우 등에 유용하게 적용될 수 있다. 구체적으로, 전술한 가이드와이어(guide wire), 주사바늘(niddle), 카테터, 스텐트 등의 이동을 연속되는 시간에서 계속하여 확인하기 위하여, 복수개의 엑스선 영상 또는 엑스선 동영상을 획득할 필요가 있는 경우에 유용하게 적용될 수 있다.
이하에서는, 대상체에 삽입되어 사용자의 관찰 대상이 되는 물질을 목적물(target object)이라 칭한다. 구체적으로, 대상체에 삽입되는 가이드와이어(guide wire), 주사바늘(niddle), 카테터, 스텐트 등과 같은 신체 조직 이외의 물질을 목적물(target object)이라 칭한다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 C-arm 엑스선 장치의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 3a는 천장형(ceiling mounted) C-arm 엑스선 장치(300a)를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 3b는 바닥형(floor mounted) C-arm 엑스선 장치(300b)를 나타내는 도면이며, 도 3c는 천장형과 바닥형이 결합된 C-arm 엑스선 장치(300c)를 나타내는 도면이다. 도 3c의 C-arm 엑스선 장치(300c)의 경우 천장형 C-arm 엑스선 장치(300a) 또는 바닥형 C-arm 엑스선 장치(300b)에 비하여 동일한 시간 동안 두 배의 정보를 획득할 수 있는 장점이 있다.
일반적으로, C-arm 엑스선 장치(300a, 300b, 300c)는 엑스선 소스(310a, 310b, 310c, 311c), 검출부(320a, 320b, 320c, 321c), 엑스선 소스와 검출부를 연결하고, 엑스선 소스와 검출부의 위치를 조절할 수 있는 C-arm(330a, 330b, 330c, 331c), 디스플레이부(350a, 350b, 350c) 및 대상체가 위치하는 테이블(360a, 360b, 360c)을 포함할 수 있다.
도 3a, 도 3b, 도 3c의 C-arm 엑스선 장치(300a, 300b, 300c)는 도 1의 엑스선 장치(100)에 포함되거나 동일 대응될 수 있다. 구체적으로 도 3a, 도 3b, 도 3c의 엑스선 소스(310a, 310b, 310c, 311c), 검출부(330a, 320b, 320c, 321c) 및 디스플레이부(350a, 350b, 350c)는 각각 도 1의 엑스선 소스(122), 검출부(130) 및 출력부(111,141)에 동일 대응될 수 있다. 따라서, 도 1과 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 3a의 천장형 C-arm 엑스선 장치(300a)는 엑스선 소스, 검출부 및 C-arm의 위치를 이동시키기 위한 가이드레일(340a)을 더 포함할 수 있다.
가이드레일(340a)은 C-arm 엑스선 장치(300a, 300c)가 배치되는 검사실의 천장에 설치된다. 가이드레일(340a)에는 가이드레일(340a)을 따라 이동 가능한 롤러(미도시)가 설치되어 엑스선 소스(310a), 검출부(320a) 및 C-arm(330a)의 위치를 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 가이드레일(340a)을 통해 C-arm 엑스선 장치(300a)의 세로축 운동(longitudinal motion) 및 가로축 운동(lateral motion)이 수행될 수 있다. 세로축 운동은 엑스선 소스(310a)의 위치를 세로축 방향으로 이동시키기 위한 운동이다. 예를 들어, 사용자가 대상체의 왼쪽 흉부를 촬영하다가 오른쪽 흉부를 촬영하려고 할 때, 사용자는 C-arm(330a)의 세로축 운동을 통해 엑스선 소스의 위치를 조절할 수 있다. C-arm(330a)의 가로축 운동은 엑스선 소스의 위치를 가로축 방향으로 이동시키기 위한 운동이다. 예를 들어, 사용자가 대상체의 복부를 촬영하다가 흉부를 촬영하려고 할 때, 사용자는 C-arm(230a)의 세로축 운동을 통해 엑스선 소스의 위치를 조절할 수 있다.
전술한 가이드레일(340a)은 도 3c의 결합된 C-arm 엑스선 장치(300c)에도 설치될 수 있다.
사용자는 C-arm(330a, 330b, 330c, 331c) 및/또는 테이블(360a, 360b, 360c)을 통해, 다양한 위치 또는 다양한 각도에서 대상체를 촬영할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 C-arm(330a, 330b, 330c, 331c) 및/또는 테이블(360a, 360b, 360c)을 회전시키거나, 상하좌우로 이동시키면서 대상체의 관심 영역을 촬영하여 플루오코스코피 영상을 획득할 수 있다. 따라서 사용자는 C-arm 엑스선 장치(300a, 300b, 300c)를 이용하여, 일반적인 고정형 엑스선 장치에 비하여 움직이는 대상체를 더욱 효율적으로 촬영할 수 있다.
그러므로, C-arm 엑스선 장치(300a, 300b, 300c)의 경우, 움직이는 대상체 또는 움직이는 목적물을 더욱 효과적으로 촬영할 수 있다. 구체적으로, C-arm 엑스선 장치(300a, 300b, 300c)의 경우, C-arm(330a, 330b, 330c, 331c)을 이동시켜 가면서 움직이는 대상체 또는 움직이는 목적물을 트레킹하며 촬영을 진행할 수 있으므로, 대상체 또는 목적물을 포커싱한 엑스선 영상을 획득할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 도 3a, 도 3b, 및 도 3c 에서 설명한 C-arm 엑스선 장치에 적용 가능하며, 움직이는 대상체 또는 목적물을 엑스선 촬영하여 플루오로스코피 영상을 획득할 수 있다.
도 4a는 영상 프레임 획득을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 엑스선 장치는 엑스선 조사부(410) 및 검출부(465)를 포함한다. 여기서, 엑스선 조사부(410) 및 검출부(465)는 도 1에서 설명한 엑스선 조사부(120) 및 검출부(130)와 동일 대응되므로, 상세 설명은 생략한다.
도 4a를 참조하면, 엑스선 장치는 환자(400)의 복부를 대상체로 하여 엑스선 촬영을 진행한다. 엑스선 조사부(410)는 엑스선 소스(415) 및 콜리메이터(420)을 포함한다.
엑스선 조사부(410)는 엑스선 소스(415)에서 엑스선을 발생시켜 환자(400)의 대상체인 복부를 향하여 방출한다.
그리고, 검출부(465)는 대상체를 투과하는 엑스선을 감지한다. 검출부(465)에서 감지된 엑스선은 엑스선이 투과한 대상체 영역(460)을 이미징하는데 이용된다.
또한, 엑스선 소스(415)에서 방출되는 엑스선은 펄스 형태를 갖는 펄스형 엑스선이 될 수 있다. 펄스형 엑스선은 이하에서 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서는, 엑스선 촬영이 이용되는 엑스선이 펄스 형태로 방출되는 펄스형 엑스선인 경우를 예로 들어 도시 및 설명한다.
도 4b는 획득된 영상 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 엑스선 장치는 검출부(465)에서 감지된 엑스선에 근거하여, 엑스선 소스(415)에서 방출된 엑스선이 투과한 대상체 영역(460)을 이미징하여 엑스선 영상(480)을 획득할 수 있다. 이하에서는, 하나의 펄스에 대응되는 엑스선에 의해 이미징된 엑스선 영상(480)을 영상 프레임(image frame)이라 칭한다.
엑스선 영상(480)은 대상체에 포함되는 혈관(491) 및 혈관(491) 주위에 삽입되는 카테터(cathether)(492)를 이미징한 엑스선 영상이다. 또한, 이미징된 전체 영역을 전체 시야(FOV: Field of View)라 하고, 전체 시야(FOV) 중 진단의 중요 부위로 설정되는 영역을 관심 영역(ROI: Region of interest)(490)라 한다. 또한 이하에서는, 엑스선 장치가 목적물인 카테터(492)가 이동할 때, 연속된 시간 동안에 복수개의 엑스선 영상(480)을 획득하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 5는 엑스선 생성을 위해 이용되는 펄스 신호를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 5의 (a)에는 펄스형 엑스선을 생성하기 위한 펄스 신호가 도시된다. 펄스 신호에 있어서, x 축은 시간을 나타내며, Y 축은 펄스 신호의 진폭(A: amplitude)을 나타낸다. 그리고, 도 5의 (b)는 펄스형 엑스선을 이용하여 엑스선 촬영을 진행한 경우 이미징되는 복수개의 영상 프레임(image frame)을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 엑스선을 발생시키기 위해서는 고전압 발생부(121)에서 고전압을 생성하여 엑스선 소스(122)로 인가하여야 한다. 여기서, 고전압 발생부(121)에서 생성되는 고전압 신호는 펄스 형태를 갖는 펄스 신호가 될 수 있다. 고전압 발생부(121)에서 생성되는 고전압 신호가 펄스 신호인 경우, 펄스 신호의 Y 축에 표시된 진폭 값은 전압의 단위인 kVp 가 될 수 있다. 예를 들어, 펄스 신호가 고전압 발생부(121)에서 생성되는 고전압 신호인 경우, 펄스 진폭은 고전압 발생부(121)에 포함되는 엑스선관의 음극과 양극 사이에 가해지는 관전압에 대응될 수 있다. 또는, 펄스 진폭은 고전압 발생부(121)에 포함되는 엑스선관의 음극과 양극 사이에 흐르는 관전류에 대응될 수 있다.
또는, 고전압 발생부(121)에서 고전압 신호를 생성하기 위한 제어 신호로 펄스 신호가 이용될 수 있다. 이 경우, 펄스 신호는 고전압 신호에 대응되는 신호가 되며 Y 축 값은 전압 또는 전류 값으로 표현될 수 있을 것이다.
여기서, 대상체로 조사되는 엑스선의 선량은 펄스 진폭에 비례하게 된다. 따라서, 펄스 진폭이 증가하면 방사선량이 증가하며, 펄스 진폭이 감소하면 방사선량이 감소할 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 펄스 신호는 복수개의 펄스들(511, 512, 513, 514, 515)을 포함하며, 소정 펄스 레이트(pulse rate)를 가질 수 있다. 여기서, 펄스 레이트는 소정 시간 동안에 발생하는 펄스의 수를 뜻한다. 구체적으로, 펄스 레이트는 1초 동안에 몇 개의 펄스가 출력되었는지 여부를 나타내며, pps(pulse per second) 단위로 표현될 수 있다. 플루오로스코프 영상 획득을 위해서는, 10pps, 30pps, 60pps 등의 펄스 레이트로 엑스선 촬영을 진행할 수 있다.
그리고, 펄스 신호의 펄스 진폭은 펄스형 엑스선을 생성하기 위해서 인가되는 고전압 값에 대응되는 값이다. 또한, 대상체로 조사되는 엑스선의 선량은 펄스 진폭에 비례하게 된다. 따라서, 펄스 진폭이 크면 대상체로 조사되는 엑스선량의 크며, 펄스 진폭이 작으면 조사되는 엑스선량이 작다. 그러므로, 펄스 진폭을 감소시키면 대상체로 조사되는 엑스선량을 감소시킬 수 있다.
하나의 펄스(511)는 1회의 엑스선 방출에 대응되며, 하나의 펄스(511)에 대응되는 엑스선이 방출되면 하나의 프레임 영상(531)을 이미징할 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 도 5의 (a)에서는 펄스 신호에 포함되는 복수개의 펄스들(511, 512, 513, 514, 515)의 진폭이 동일한 경우를 예로 들어 도시하였다. 또한, 일 펄스(예를 들어, 511)와 인접 펄스(예를 들어, 512) 간의 간격이 소정 간격(a)으로 일정한 경우를 예로 들어서, 펄스 신호의 펄스 레이트가 일정한 경우를 예로 들어 도시하였다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 대상체가 환자의 흉부인 경우, 제1 영상(531)은 제1 시점(t1)에서 출력되는 제1 펄스(511)에 대응되어 대상체로 방출된 엑스선에 의해서 이미징된 영상 프레임이다. 그리고, 제2 영상(532)은 제2 시점(t2)에서 출력되는 제2 펄스(512)에 대응되어 대상체로 방출된 엑스선에 의해서 이미징된 영상 프레임이다. 그리고, 제3 영상(533)은 제3 시점(t3)에서 출력되는 제3 펄스(513)에 대응되어 대상체로 방출된 엑스선에 의해서 이미징된 영상 프레임이다. 그리고, 제4 영상(534)은 제4 시점(t4)에서 출력되는 제4 펄스(514)에 대응되어 대상체로 방출된 엑스선에 의해서 이미징된 영상 프레임이다. 또한, 제5 영상(535)은 제5 시점(t5)에서 출력되는 제5 펄스(515)에 대응되어 대상체로 방출된 엑스선에 의해서 이미징된 영상 프레임이다. 즉, 복수개의 영상 프레임들(531, 532, 533, 534, 535) 각각은 복수개의 펄스들(511, 512, 513, 514, 515)에 대응된다.
이하에서는, 도 6 내지 도 15를 참조하여, 펄스형 엑스선을 이용하여 이미징되는 복수개의 영상 프레임들을 획득 및 보정하는 본 발명의 일 또는 실시예에 따른 엑스선 장치를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 도 1에서 설명한 엑스선 시스템에 적용 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스형 엑스선을 방출하는 모든 엑스선 시스템에 적용 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스형 엑스선을 방출하는 모든 엑스선 시스템을 제어할 수 있는 장치가 될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스형 엑스선을 대상체로 조사하여 획득된 엑스선 영상을 처리할 수 있는 모든 영상 처리 장치가 될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스형 엑스선을 이용하여 엑스선 영상을 이미징하는 모든 의료 영상 장치, 또는 의료 영상 처리 장치에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스형 엑스선을 조사하여 엑스선 영상을 획득하여 처리 및/또는 디스플레이 할 수 있는 모든 전자기기가 될 수 있다. 예를 들어, 단일 엑스선을 조사하는 엑스선 장치, 2개의 에너지 대역에 해당하는 2개의 엑스선을 조사하여 엑스선 촬영을 수행하는 듀얼 에너지 엑스선 장치, 복수개의 에너지 대역에 해당하는 복수개의 엑스선을 조사하여 엑스선 촬영을 수행하는 멀티 에너지 엑스선(MEX: Multi Energy X-ray) 장치에 모두 적용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 펄스형 엑스선을 대상체로 조사하여 엑스선 동영상인 플루오로스코피(fluoroscopy)을 획득할 수 있는 엑스선 장치가 될 수 있다. 여기서, 플루오로스코피(fluoroscopy)는 시술 모니터링을 위하여, 실시간으로 대상체를 촬영하여 엑스선 동영상을 획득하는 영상 처리 기술로써, 혈관조영술(angiography) 등에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 DSA(Digital Subtraction Angiography) 영상을 획득할 수 있는 엑스선 장치가 될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치는 로드맵(Roadmap) 영상을 획득할 수 있는 엑스선 장치가 될 수 있다. 여기서, 로드맵 영상은 시술 도구 위치를 확인하기 위한 엑스선 영상으로, 혈관 영상과 플루오로스코피 영상을 겹쳐서 표현함으로써 획득할 수 있으며, 2차원 영상 또는 3차원 영상이 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치(600)는 제어부(610) 및 엑스선 생성부(620)를 포함한다.
구체적으로, 엑스선 장치(600)는 도 1에서 설명한 엑스선 장치(100)와 동일 대응될 수 있다. 엑스선 장치(600)가 엑스선 장치(100)와 동일 대응되는 경우, 제어부(610) 및 엑스선 생성부(620)는 각각 도 1에 도시된 제어부(610) 및 엑스선 조사부(120)에 동일 대응된다.
제어부(610)는 펄스 레이트(pulse rate) 및 펄스 진폭(pulse amplitude) 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어한다. 그리고, 대상체를 투과한 펄스형 엑스선를 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정한다. 여기서, 펄스 신호는 전술한 바와 같이, 고전압 발생부(121)에 직접 인가되는 펄스 신호가 될 수도 있고, 고전압 발생부(121)로 인가되는 고전압 신호를 제어하기 위한 제어 신호가 될 수도 있을 것이다. 여기서, '보정'은 '수정'과 '보간'을 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 구체적으로, '영상 프레임 보정'은 '실제 존재하는 영상 프레임의 화질이 높아지도록 수정'하는 것과 '실제 존재하지 않는 영상 프레임을 실제 존재하는 적어도 하나의 영상 프레임을 이용하여 생성하는 영상 프레임의 보간'을 모두 포함하는 의미하는 이용될 수 있다.
엑스선 생성부(620)는 제어부(610)의 제어에 따라서 펄스형 엑스선을 생성한다.
구체적으로, 제어부(610)에서 펄스 레이트(pulse rate) 및 펄스 진폭(pulse amplitude) 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호가 생성되도록 제어할 수 있다. 그리고, 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 엑스선 생성부(620)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(610)는 펄스형 엑스선을 대상체로 조사하였을 때, 대상체를 투과한 엑스선에 대응되는 데이터를 수신하여 복수개의 영상 프레임을 획득하고, 획득된 복수개의 영상 프레임을 보정할 수 있다. 여기서, 대상체를 투과한 엑스선에 대응되는 데이터는 검출부(130)에서 검출된 전기 신호가 될 수 있으며, 검출부(130)에서 검출된 전기 신호에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 자체가 될 수 있다.
또한, 엑스선 장치(600)가 엑스선 장치(100)에서 획득된 데이터들, 예를 들어, 검출부(130)에서 감지된 엑스선 또는 감지된 엑스선에 의해 획득된 전기 신호 등,을 수신하여 엑스선 영상을 생성 및 처리할 수 있는 모든 영상 처리 장치가 될 수 있다.
또한, 엑스선 장치(600)는 엑스선 장치(100)를 제어하여 엑스선 영상을 획득 및 처리할 수 있는 모든 의료기기가 될 수 있다. 예를 들어, 엑스선 장치(600)는 도 1에서 도시된 워크스테이션(110)에 동일 대응될 수 있다. 이 경우, 엑스선 장치(600)에 포함되는 제어부(610) 및 엑스선 생성부(620)는 도 1에 도시된 제어부(113)에 포함될 수 있다. 또한, 엑스선 장치(600)가 워크스테이션(110)에 동일 대응되는 경우, 엑스선 생성부(620)는 펄스형 엑스선을 생성하기 위한 펄스 신호를 생성하고, 제어부(610)는 펄스 신호가 고전압 발생부(121)로 전송되도록 제어 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치를 나타내는 블록도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치(700)에 포함되는 제어부(710) 및 엑스선 생성부(720)는 각각 도 6에 도시된 제어부(610) 및 엑스선 생성부(620)와 동일 대응되므로, 도 6에서와 중복되는 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 엑스선 장치(700)는 제어부(710) 및 엑스선 생성부(720)를 포함한다. 그리고, 엑스선 장치(700)는 디스플레이 부(730), 사용자 인터페이스 부(735), 데이터 획득부(740), 메모리(750) 및 통신부(760) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
제어부(710)는 펄스 레이트(pulse rate) 및 펄스 진폭(pulse amplitude) 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어한다.
구체적으로, 제어부(710)는 대상체의 움직임에 근거하여, 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부(710)는 대상체에 포함되는 목적물에 근거하여, 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
여기서, 목적물은 전술한 바와 같이 대상체에 삽입되는 가이드와이어(guide wire), 주사바늘(niddle), 카테터, 스텐트 등과 같은 신체 조직 이외의 물질을 뜻한다. 제어부(710)는 대상체 및 목적물 중 적어도 하나의 움직임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
예를 들어, 대상체가 빠르게 움직이는 경우, 연속되는 시간에서의 대상체의 상태 변화가 명확히 나타나도록 엑스선 동영상을 생성하여야 한다. 따라서, 프레임 레이트를 일정 값 이상으로 유지시켜서, 연속되는 시간에서의 복수개의 영상 프레임들에 의해서 형성되는 엑스선 동영상이 대상체의 상태 변화를 영상의 끊김 없이 표현하여야 할 필요가 있다. 그러므로, 대상체가 빠르게 움직이는 경우, 제어부(710)는 대상체의 움직임에 근거하여, 프레임 레이트를 감소시키지 않고 영상의 끊김 없이 대상체의 움직임을 나타내는 엑스선 동영상이 생성될 수 있도록 한다.
또 다른 예로, 대상체가 느리게 움직이는 경우, 연속되는 시간에서의 대상체의 상태 변화가 천천히 발생하게 된다. 따라서, 프레임 레이트를 감소시키더라도 연속되는 시간에서의 대상체의 상태 변화가 끊김 없이 표현될 수 있다. 따라서, 대상체가 느리게 움직이는 경우, 제어부(710)는 대상체의 움직임에 근거하여, 프레임 레이트를 감소시킬 수 있다.
여기서, 상태 변화는 대상체 및 목적물 중 적어도 하나의 움직임으로 인하여 발생하는, 대상체 및 목적물 중 적어도 하나의 위치 변화, 형태 또는 모양의 변화, 및 크기 변화 중 적어도 하나를 뜻한다.
여기서, 프레임 레이트가 변화하는 펄스 신호에 있어서, 프레임 레이트의 값은 실험적으로 최적화되는 값으로 설정될 수 있다. 구체적으로, 대상체의 부위에 따라서 대상체의 움직임을 영상의 끊김 없이 표현할 수 있는 프레임 레이트를 실험적으로 최적화된 값으로 획득할 수 있을 것이다. 또는, 목적물의 이동 속도에 근거하여 목적물의 움직임을 영상의 끊김 없이 표현할 수 있는 프레임 레이트를 실험적으로 최적화된 값으로 획득할 수 있을 것이다.
또한, 대상체 및 목적물의 움직임에 따른 프레임 레이트는 사용자에 의해서 설정될 수도 있을 것이다.
또한, 펄스 진폭을 높게 하면 고선량의 엑스선이 방출되게 된다. 그리고, 고선량의 엑스선은 대상체를 더욱 명확하게 이미징할 수 있다. 대상체가 빠르게 움직이는 경우, 소정 시점에서의 대상체가 명확히 이미징할 수 있도록, 펄스 진폭을 일정 값 이상으로 유지시켜야 할 필요가 있다. 따라서, 대상체가 빠르게 움직이는 경우에 제어부(710)는 펄스 진폭을 감소되지 않는 펄스 신호를 생성하여, 대상체가 명확히 이미징될 수 있도록 할 수 있다.
또 다른 예로, 대상체가 느리게 움직이는 경우, 연속되는 시간에서의 대상체의 상태 변화가 천천히 발생하게 된다. 따라서, 펄스 진폭을 감소시키더라도, 소정 시점에서의 대상체를 명확히 이미징할 수 있다. 그러므로, 대상체의 움직임에 근거하여, 대상체가 느리게 움직이는 경우 제어부(710)는 펄스 진폭을 감소시켜 펄스 신호를 생성할 수 있다.
또한, 펄스 진폭은 프레임 레이트의 설정과 유사하게 실험적으로 최적화되는 값으로 설정할 수 있다. 또한, 펄스 진폭은 사용자에 의해서 설정될 수도 있을 것이다.
또한, 대상체 내로 삽입된 목적물을 관찰하여야 하는 경우, 목적물의 움직임에 근거하여 펄스 신호의 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 설정할 수 있다.
구체적으로, 목적물의 이동 속도에 근거하여, 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
예를 들어, 목적물이 카테터이며 대상체가 심장인 경우, 의사가 플루오로스코피 영상을 보면서 카테터를 심장 내의 목적하는 지점으로 이동시켜야 하는 경우가 있다. 여기서, 목적하는 지점은 카테터를 이용하여 스탠트(stent)를 삽입하거나 약물을 주입하고자 하는 소정 혈관 상의 소정 지점이 될 수 있다. 카테터가 빠르게 이동할 때, 사용자가 카테터의 이동을 영상의 끊김 현상 없이 관찰할 수 있도록, 제어부(710)는 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나가 감소되지 않도록 제어할 수 있다.
제어부(710)의 제어에 따른 펄스 신호의 조절 및 생성은 이하에서 도 8 내지 도 15를 참조하여 상세히 설명한다.
또한, 엑스선 장치(700)가 도 1에서 설명한 워크스테이션(110)에 대응되는 경우, 엑스선 장치(700)는 엑스선을 직접 생성 및 방출하지 않고, 엑스선을 생성하기 위해서 이용되는 펄스 신호를 생성하거나, 엑스선 장치(100)가 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 엑스선 장치(700)가 도 1에서 설명한 워크스테이션(110)에 대응되는 경우, 엑스선 생성부(720)는 펄스 신호를 생성하여 도 1에 도시된 엑스선 장치(100)의 제어부(150)로 전송할 수 있다. 또는, 엑스선 생성부(720)는 의도하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성될 수 있도록, 제어부(150)를 제어할 수 있다.
또한, 엑스선 장치(700)가 도 1에서 설명한 엑스선 장치(100)에 대응되는 경우, 엑스선 장치(700)는 엑스선을 직접 생성 및 방출할 수 있으며, 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성할 수 있다. 구체적으로, 엑스선 장치(700)가 도 1에서 설명한 엑스선 장치(100)에 대응되는 경우, 엑스선 생성부(720)는 제어부(710)의 제어에 따라서 펄스 신호를 생성할 수 있다. 또한, 엑스선 생성부(720)는 제어부(710)의 제어에 따라서 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성할 수 있다.
디스플레이 부(730)는 소정 화면을 디스플레이 한다. 구체적으로, 디스플레이 부(730)는 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임을 디스플레이 할 수 있다. 여기서, 엑스선 영상은 소정 펄스에 대응되어 획득된 영상 프레임이 될 수 있다. 또한, 디스플레이 부(730)는 연속되는 시간에서의 대상체를 나타내는 엑스선 동영상인 플루오로스코피 영상을 디스플레이 할 수 있다. 또한, 디스플레이 부(730)는 적어도 하나의 영상 프레임 및 플루오로스코피 영상을 하나의 화면에 디스플레할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 부(730)는 제어부(710)의 제어에 따라서 수행된 엑스선 촬영의 결과로 획득된 엑스선 영상을 디스플레이 할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 부(730)는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 가변하는 펄스 신호에 대응되어 획득 및 보정된 적어도 하나의 영상 프레임을 디스플레이 할 수 있다.
또한, 디스플레이 부(730)는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이 할 수 있다. 사용자는 디스플레이 부(730)를 통하여 출력되는 사용자 인터페이스 화면을 이용하여 엑스선 촬영을 위한 각종 설정 및 데이터 입력을 할 수 있다.
또한, 디스플레이 부(730)는 사용자가 소정 데이터를 시각적으로 인식할 수 있는 모든 장치가 될 수 있다. 예를 들어, CRT 디스플레이, LCD 디스플레이, PDP 디스플레이, OLED 디스플레이, FED 디스플레이, LED 디스플레이, VFD 디스플레이, DLP(Digital Light Processing) 디스플레이, 평판 디스플레이(PFD: Flat Panel Display), 3D 디스플레이, 투명 디스플레이 등 일을 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스 부(735)는 사용자로부터 소정 명령 또는 데이터를 입력받기 위한 사용자 인터페이스 화면을 생성 및 출력하며, 사용자 인터페이스 화면을 통하여 사용자로부터 소정 명령 또는 데이터를 입력 받는다. 또한, 사용자 인터페이스 부(735)에서 출력되는 사용자 인터페이스 화면은 디스플레이 부(730)로 출력된다. 그러면, 디스플레이 부(730)는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이 할 수 있다. 사용자는 디스플레이 부(730)를 통하여 디스플레이 되는 사용자 인터페이스 화면을 보고, 소정 정보를 인식할 수 있으며, 소정 명령 또는 데이터를 입력할 수 있다.
예를 들어, 사용자 인터페이스 부(735)는 마우스, 키보드, 또는 소정 데이터 입력을 위한 하드 키들을 포함하는 입력 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 인터페이스 부(735)에 포함되는 마우스, 키보드, 또는 기타 입력 장치 중 적어도 하나를 조작하여, 소정 데이터 또는 명령을 입력할 수 있다.
또한, 사용자 인터페이스 부(735)는 터치 패드로 형성될 수 있다. 구체적으로, 사용자 인터페이스 부(735)는 디스플레이 부(730)에 포함되는 디스플레이 패널(display panel)(미도시)과 결합되는 터치 패드(touch pad)(미도시)를 포함하여, 디스플레이 패널 상으로 사용자 인터페이스 화면을 출력한다. 그리고, 사용자 인터페이스 화면을 통하여 소정 명령이 입력되면, 터치 패드에서 이를 감지하여, 사용자가 입력한 소정 명령을 인식할 수 있다.
구체적으로, 사용자 인터페이스 부(735)가 터치 패드로 형성되는 경우, 사용자가 사용자 인터페이스 화면의 소정 지점을 터치하면, 사용자 인터페이스 부(735)는 터치된 지점을 감지한다. 그리고, 감지된 정보를 제어부(710)로 전송할 수 있다. 그러면, 제어부(710)는 감지된 지점에 표시된 메뉴에 대응되는 사용자의 요청 또는 명령을 인식하며, 인식된 요청 또는 명령을 반영하여 엑스선 촬영 또는 엑스선 영상 생성 동작을 수행할 수 있다.
구체적으로, 사용자 인터페이스 부(735)는 방사선사 등의 사용자로부터 엑스선 촬영 또는 엑스선 장치(700)의 조작을 위한 인터페이스 화면을 제공하고, 엑스선 촬영 또는 엑스선 장치(700)의 조작을 위한 사용자의 명령 또는 각종 정보를 입력받을 수 있다.
구체적으로, 사용자 인터페이스 부(735)는 펄스형 엑스선이 대상체로 조사되도록 하는 명령을 입력받을 수 있다.
또는, 사용자 인터페이스 부(735)는 펄스 신호에 있어서, 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 변화시키기 위한 제어 명령을 수신할 수 있다. 그러면, 제어부(710)는 제어 명령에 따라서 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 변화시켜 펄스 신호를 생성할 수 있다.
데이터 획득부(740)는 엑스선 영상의 생성에 필요한 데이터를 획득한다. 구체적으로, 데이터 획득부(740)는 엑스선 영상의 생성에 필요한 전기 신호, 또는 영상 프레임을 획득할 수 있다. 구체적으로, 엑스선 장치(700)가 도 1에서 설명한 워크스테이션(110)에 대응되는 경우, 데이터 획득부(740)는 검출부(130)에서 검출한 엑스선, 검출된 엑스선에 대응되는 전기 신호, 및 검출된 엑스선을 이용하여 대상체를 이미징한 영상 프레임 중 적어도 하나를 엑스선 장치(100)로부터 수신할 수 있다. 또한, 엑스선 장치(700)가 도 1에서 설명한 엑스선 장치(100)에 대응되는 경우, 데이터 획득부(740)는 검출부(130)에 대응될 수 있다. 제어부(710)는 데이터 획득부(740)에서 획득된 데이터에 근거하여, 대상체를 나타내는 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
메모리(750)는 엑스선 촬영에 따라서 획득되는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(750)는 엑스선 영상의 복원에 필요한 각종 데이터, 프로그램 등을 저장할 수 있으며, 최종적으로 획득된 엑스선 영상 또는 플루오로스코피 영상을 저장할 수 있다.
또한, 메모리(750)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(SD, XD 메모리 등), 램(RAM; Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM; Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
통신부(760)는 외부 디바이스, 외부 의료 장치 등과의 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(760)는 외부적으로 연결되는 엑스선 장치, 의료 기기, 서버, 및 휴대용 단말 중 적어도 하나와 연결될 수 있다. 구체적으로, 통신부(760)는 외부의 엑스선 장치와 연결되어, 엑스선 영상의 생성에 필요한 데이터를 수신받을 수 있다. 또한, 통신부(760)은 도 1에서 설명한 통신부(미도시)와 동일 대응될 수 있으므로, 도 1에서와 중복되는 설명은 생략한다.
구체적으로, 엑스선 장치(700)가 도 1에서 설명한 워크스테이션(110)에 대응되는 경우, 통신부(760)는 엑스선 장치(100) 또는 의료 장치(164)로부터 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 변화하는 펄스 신호에 대응하여 획득된 복수개의 영상 프레임 및 복수개의 영상 프레임을 획득하기 위한 전기 신호 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 그리고, 통신부(760)는 수신한 복수개의 영상 프레임 및 복수개의 영상 프레임을 획득하기 위한 전기 신호를 제어부(710)로 전달할 수 있다. 그러면, 통신부(760)로부터 전달받은 데이터에 근거하여, 제어부(710)는 엑스선 영상 또는 플루오로스코피 영상을 생성할 수 있다.
구체적으로, 통신부(760)는 유선 또는 무선으로 네트워크(도 1의 15)와 연결되어 서버(도 1의 162), 의료 장치(도 1의 164) 또는 휴대용 단말(도 1의 166) 등과 같은 외부 디바이스와의 통신을 수행할 수 있다. 통신부(760)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고받을 수 있다.
또한, 통신부(760)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 외부 디바이스 등과 데이터 통신을 수행할 수 있다.
통신부(760)는 네트워크(도 1의 15)를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있다. 또한 통신부(760)는 MRI 장치, CT 장치, X-ray 장치 등 다른 의료 장치(도 1의 164)에서 획득된 의료 영상 등을 송수신할 수 있다.
나아가, 통신부(760)는 서버(도 1의 162)로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등을 수신하여 환자의 임상적 진단 등에 활용할 수도 있다. 또한, 통신부(760)는 병원 내의 서버(도 1의 162)나 의료 장치(도 1의 164)뿐만 아니라, 사용자나 환자의 휴대용 단말(도 1의 166) 등과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
또한 장비의 이상유무 및 품질 관리현황 정보를 네트워크를 통해 시스템 관리자나 서비스 담당자에게 송신하고 그에 대한 feedback을 수신할 수 있다.
이하에서는 도 8 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 엑스선 장치(600, 700)의 동작에 대하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다. 이하에서는, 도 7에 도시된 엑스선 장치(700)를 예로 들어 설명한다.
도 8을 참조하면, 제어부(710)는 펄스 레이트(pulse rate) 및 펄스 진폭(pulse amplitude) 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호(801)에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어한다.
펄스 신호(801)를 나타내는 그래프에 있어서, x 축은 시간을 나타내고, y 축은 펄스 신호의 진폭을 나타낸다. 그래프 상에 표시된 일 시점(예를 들어, t1)과 일 시점(t1)에 인접한 다른 시점(t2) 간의 간격인 t1 시점과 t2 시점 간의 시간 간격, t2 시점과 t3 시점 간의 시간 간격 또는 t3 시점과 t4 시점 간의 시간 간격은 모두 동일한 것으로 가정하겠다. 또한, 펄스 신호(801)에 있어서, 점선으로 도시된 펄스(예를 들어, 818)는 펄스 신호의 진폭이 소정 값을 갖는 기준 펄스를 나타내고, 실선으로 도시된 펄스(예를 들어, 814)는 펄스 신호(801)에 실제로 포함되는 펄스를 나타낸다. 또한, 실선으로 도시된 펄스(811, 812, 813, 184, 815, 816, 817)는 실제로 발생되는 펄스를 나타내며, 점선으로 도시된 펄스인 t5 시점 및 t7 시점에서 점선으로 도시된 펄스는 실제로 발생되지 않는 펄스를 나타낸다.
또한, 기준 펄스의 진폭은 펄스 신호의 최대 진폭이 될 수 있다. 또는 기준 펄스의 진폭은 펄스 신호가 가질 수 있는 진폭 값 중 소정의 문턱 값으로 설정될 수 있다. 여기서, 기준 펄스가 갖는 진폭 값은, 엑스선 장치(700)의 제품 사양, 엑스선 영상의 화질, 촬영 대상이 되는 신체 부위, 촬영 대상이 되는 목적물 등을 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 엑스선 영상의 화질이 사용자가 요구하는 화질을 갖도록 하기 위해서 최소한 요구되는 펄스의 진폭이 A1 인 경우, 기준 펄스의 진폭을 A1으로 설정할 수 있다. 도 8에서는 펄스 신호(801)에 있어서, 기준 펄스의 진폭이 A1 값을 갖는 경우를 예로 들어 도시하였다.
구체적으로, 제어부(710)가 펄스 레이트 및 펄스 진폭을 가변시키기 이전에 생성되었던 펄스 신호가 도 5에 도시된 형태를 가졌다면, 제어부(710)는 도 8에 도시된 펄스 신호(801)와 같이 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 가변시켜서 펄스 신호(801)을 생성할 수 있다.
도 8을 참조하면, 펄스 신호(801)는 t1 시점에서 진폭이 A1 값을 갖는 제 펄스(811), t2 시점에서 진폭이 A2 값을 갖는 제2 펄스(812), t3 시점에서 진폭이 A3 값을 갖는 제3 펄스(813), t4 시점에서 진폭이 A4 값을 갖는 제4 펄스(814), t6 시점에서 진폭이 A5 값을 갖는 제6 펄스(815), t8 시점에서 진폭이 A5 값을 갖는 제8 펄스(816), 및 t9 시점에서 진폭이 A1 값을 갖는 제9 펄스(817)를 포함한다. 또한, 펄스 신호(801)에 있어서, t5 시점, t7 시점에서는 펄스가 발생하지 않는다. 즉, 제어부(710)는 t2 시점, t3 시점, t4 시점, t6 시점, 및 t8 시점에서의 펄스 진폭 값을 가변시키며, t5 시점 및 t6 시점에서 펄스가 발생하지 않도록 하여 펄스 신호(801)의 펄스 레이트를 가변시킬 수 있다.
제어부(720)는 하나의 펄스에 대응되는 엑스선이 대상체로 조사될 때, 대상체를 투과한 엑스선을 감지하여 하나의 영상 프레임을 이미징한다. 따라서, 펄스 신호(801)에 포함되는 복수개의 펄스들(811, 812, 813, 814, 815, 816, 817) 각각에 대응되어 복수개의 영상 프레임(821 내지 827)을 이미징할 수 있다.
또한, 펄스 신호는 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제1 구간 및 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제2 구간을 포함할 수 있다. 그리고, 제어부(710)는 제1 구간에 포함되는 적어도 하나의 기준 펄스에 대응되는 영상 프레임에 근거하여, 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임을 보정할 수 있다. 여기서, 제1 구간은 펄스 레이트 및 펄스 진폭 을 가변시키지 않은 구간이 될 수 있다. 구체적으로, 제1 구간은 적어도 하나의 기준 펄스를 포함하는 구간(820 구간 이외의 시간 구간)이 될 수 있다. 그리고, 제2 구간(820)는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 가변시킨 구간이 될 수 있다.
제어부(710)는 제2 구간(820)에 포함되는 시점에 대응되는 영상 프레임을 보정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(710)는 제1 구간에 포함되는 포함되는 기준 펄스(예를 들어, 811)에 대응되는 영상 프레임(821)에 근거하여, 제2 구간(820)에 포함되는 복수개의 펄스(812, 813, 814, 815, 817) 중 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임을 보정할 수 있다. 영상 프레임의 보정 동작은 이하에서 도 9a를 참조하여 상세히 설명한다.
구체적으로, 제1 구간(820 구간 이외의 시간 구간)은 목적물이 대상체의 제1 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함한다. 그리고, 제2 구간(820)은 목적물이 제1 부위에서보다 느리게 이동하는 제2 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함한다. 여기서, 대상체는 심장이 될 수 있으며, 목적물은 심장에 포함되는 심혈관으로 이동할 수 있다. 구체적으로, 제1 부위는 굵은 혈관을 포함하는 대상체의 영역이며, 제2 부위는 가는 혈관을 포함하는 대상체의 영역이 될 수 있다.
목적물이 카테터인 경우, 카테터가 굵은 심혈관을 통하여 이동할 때는 카테터가 가는 심혈관을 통하여 이동할 때에 비하여 빠르게 움직인다. 목적물이 빠르게 이동하는 경우, 소정 시간 간격(예를 들어, t1 시점과 t2 시점간의 간격) 동안 목적물을 포함하는 대상체의 상태 변화가 많이 발생하므로, 목적물이 빠르게 이동하는 동안에는 펄스 레이트를 감소시키지 않고 엑스선 촬영을 진행되도록 할 수 있다. 또한, 목적물이 느리게 이동하는 경우, 소정 시간 간격 동안 목적물을 포함하는 대상체의 상태 변화가 적게 발생하므로, 엑스선 장치(700)가 목적물이 느리게 이동하는 동안에는 펄스 레이트를 감소시켜서 엑스선 촬영을 진행하여도, 최종적으로 획득되는 플루오로스코피 영상에서 영상 끊김 현상이 적게 발생할 수 있다. 또한, 목적물이 느리게 이동하는 경우, 엑스선 영상 내에 움직임 아티팩트가 적게 발생하므로, 엑스선 장치(700)는 펄스 진폭을 감소시켜서 엑스선 촬영을 진행하여도 후속되는 엑스선 영상 보정으로 움직임 아티팩트를 보상할 수 있다.
따라서, 목적물이 대상체의 어느 부위를 이동하는지에 따라서, 또는 목적물의 이동 속도에 따라서, 제어부(710)는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 제2 구간(820)에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 펄스 레이트 및 진폭 각각은 제1 구간(820 구간 이외의 시간 구간)에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 펄스 레이트 및 진폭 이하의 값을 갖도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(710)는 제2 구간(820) 포함되는 적어도 하나의 펄스의 진폭이 기준 펄스(811)의 진폭 이하가 되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(710)는 제2 구간(820)의 펄스 레이트가 제1 구간(820 구간 이외의 시간 구간)의 펄스 레이트 이하가 되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 펄스 신호(801)에 포함되는 복수개의 펄스에 대응되는 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 복수개의 영상 프레임들 사이에 위치하는 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어부(710)는 펄스 신호(801)에 포함되는 복수개의 펄스들(811, 812, 813, 184, 815, 816, 817) 각각에 대응되어 복수개의 영상 프레임(821 내지 827) 중 적어도 하나에 근거하여, 적어도 하나의 보간 영상 프레임(예를 들어, t5 시점에 대응되는 영상 프레임, 및/또는 제7 시점에 대응되는 영상 프레임)을 생성할 수 있다. 영상 프레임의 보간 동작은 이하에서 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
구체적으로, 제어부(710)는 펄스 신호(801)에 포함되는 복수개의 펄스들(811, 812, 813, 184, 815, 817) 각각에 대응되어 복수개의 영상 프레임(821 내지 827) 중 적어도 하나, 및 대상체의 움직임을 나타내는 움직임 정보에 근거하여, 소정 시점에서의 대상체의 움직임 및 형태 중 적어도 하나를 예측하고, 상기 예측에 근거하여 영상 프레임 보정 동작 및 영상 프레임 보간 동작 중 적어도 하나를 수행할 수 있다(840 블록 동작).
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다. 도 9a에 있어서, 펄스 신호(901)은 도 8에 도시된 펄스 신호(801)와 동일 대응되므로, 도 8에서와 중복되는 설명은 생략한다.
제어부(710)는 적어도 하나의 시점에서의 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 형태 정보에 근거하여 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 제어부(710)는 기준 펄스(911)에 대응되는 영상 프레임인 기준 영상 프레임(921)을 획득한다. 그리고, 제어부(710)는 기준 영상 프레임(921)에 포함되는 대상체로부터 대상체의 해부학적 구조를 나타내는 정보인 형태 정보를 획득할 수 있다(922 블록 동작). 여기서, 형태 정보는 소정 시점에서 이미징된 영상 프레임을 보정하기 위해서 이용되는 정보로, 형태 정보에 근거하여 영상 프레임에 나타나는 대상체의 세부적인 부분을 보정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(710)는 형태 정보에 근거하여, 움직임 등에 의해서 발생하는 움직임 아티팩트 등이 감소되도록 영상 프레임에서 대상체의 세부적인 부분을 보정할 수 있다.
구체적으로, 형태 정보는 대상체에 포함되는 표면들을 나타내는 정보가 될 수 있으며, 대상체를 이미징한 영상 프레임에서 경계(edge)를 나타내는 정보가 될 수 있다. 예를 들어, 형태 정보는 대상체의 형태를 나타내는 특징 맵(feature map), 및 대상체에 포함되는 표면을 나타내는 에지 맵(edge map) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제어부(710)는 기준 영상 프레임(921)로부터 획득된 형태 정보에 근거하여, 제2 구간(920)에 포함되는 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임(925)을 보정할 수 있다(940 블록 동작). 이하에서는, 설명의 편의 상 기준 영상 프레임(921)에 근거하여 획득된 형태 정보에 근거하여 보정된 영상 프레임(941)을 '보정 영상 프레임(941)'이라 칭하겠다. 또한, 940 블록 동작에 있어서, 실제 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임(예를 들어, 925)을 수정하 생성된 영상 프레임은 '수정 영상 프레임'이라 칭할 수 있다. 여기서, 영상 프레임의 수정 동작은 영상 프레임의 화질을 높이기 위한 모든 영상 처리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 영상 프레임의 수정 동작은 에지 개선(edge enhancement), 노이즈 저감(noise reduction), 대조도 향상(contrast enhancement) 등과 같은 영상 처리를 포함할 수 있다.
기준 펄스(911)는 전술한 바와 같이 펄스 진폭이 최대가 되는 펄스이다. 따라서, 기준 펄스(911)에 대응되어 획득된 기준 영상 프레임(921)은 고선량 방사선을 대상체로 조사하여 획득한 영상 프레임이 되며, 대상체를 명확하게 이미징한 영상 프레임이 될 수 있다. 따라서, 기준 영상 프레임(921)은 대상체의 형태를 포함하여 대상체의 디테일(detail)한 부분을 명확하게 이미징한 영상 프레임이 된다. 기준 영상 프레임(921)로부터 형태 정보를 획득하면, 대상체의 형태를 정확하게 알 수 있다.
제어부(710)는 기준 영상 프레임(921)에서 획득된 형태 정보에 대상체의 움직임을 적용하여, 보정하고자 하는 영상 프레임(예를 들어, t4 시점에 대응되는 영상 프레임(929))에서의 대상체의 형태를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어부(710)는 기준 영상 프레임(921)을 이용하여 t1 시점에서의 대상체를 나타내는 에지 맵을 획득하고, t1 시점에서 t4 시점 간에 발생하는 대상체의 움직임량을 t1 시점에서의 대상체를 나타내는 에지 맵에 적용하여, t4 시점에서의 대상체를 나타내는 에지맵을 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(710)는 보정하고자 하는 영상 프레임(929)을 t4 시점에서의 대상체를 나타내는 에지맵에 근거하여 보정한다. 그러면, 목적물 및 대상체를 더욱 명확히 이미징하는 t4 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(941)을 획득할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 보정 대상이 되는 영상 프레임인 t4 시점에 대응되는 영상 프레임(929)과, t4 시점 이전의 적어도 하나의 시점에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임, 예를 들어, t2 시점에 대응되는 영상 프레임(927) 및 t3 시점에 대응되는 영상 프레임(928)),을 영상 퓨전(image fusion)하여, 노이즈가 저감된 t4 시점에 대응되는 영상 프레임(미도시)를 획득할 수 있다. 계속하여, 제어부(710)는 t4 시점에 대응되며 영상 퓨전에 의해 획득된 영상 프레임(미도시)을 전술한 t4 시점에서의 대상체를 나타내는 에지맵에 근거하여 보정하여, t4 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(941)을 획득할 수 있다.
도 9a에서는, 제어부(710)가 t4 시점을 기준으로 한 3개의 영상 프레임인 t2 시점에서 획득 영상 프레임(927), t3 시점에서 획득 영상 프레임(928) 및 t4 시점에서 획득 영상 프레임(929)을 영상 퓨전(image fusion)하여, t4 시점에서의 대상체를 나타내는 영상 프레임(미도시)를 획득하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 그러나, 영상 퓨전에 있어서 이용되는 영상 프레임의 개수 및 시점은 달라질 수 있다. 다른 예를 들면, 소정 시점인 t4 시점을 기준으로 한 2개의 영상 프레임인 t3 시점에서 획득 영상 프레임(928) 및 t4 시점에서 획득 영상 프레임(929)을 영상 퓨전(image fusion)하여 소정 시점인 t4 시점에서의 대상체를 나타내는 영상 프레임(미도시)를 획득할 수 있을 것이다.
형태 정보에 근거한 영상 프레임 보정은 이하에서 도 9b를 참조하여 상세히 설명한다.
도 9b는 영상 프레임 보정 동작을 상세히 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 9b는 제어부(710)에서 수행되는 영상 프레임 보정 동작을 나타낸다. 도 9b에 있어서, 도 9a에서와 동일한 구성은 동일한 도면 기호를 사용하여 도시하였으므로, 도 9a와 중복되는 설명은 생략한다.
도 9b를 참조하면, 도 9a 에서 전술한 바와 같이, 제어부(710)는 기준 영상 프레임(921)에 근거하여 보정하고 하는 시점(예를 들어, t4)에서의 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득한다(922 블록 동작). 예를 들어, t1 시점에 대상체를 나타내는 기준 영상 프레임(921)으로부터 에지맵(edge map)을 획득하고, t1 시점에서의 에지맵을 t1 시점과 t4 시점 간에 발생한 대상체의 움직임을 반영하여 t4 시점에서의 에지맵으로 변형할 수 있다.
그리고, 제어부(710)는 소정 시점(예를 들어, t4 시점)에서의 대상체를 나타내는 에지맵에 근거하여, 보정 대상이 되는 소정 시점(예를 들어, t4 시점)에 대응되는 영상 프레임(929)을 보정할 수 있다. 여기서, 보정 대상이 되는 영상 프레임(929)는 소정 시점(예를 들어, t4 시점)에서 출력되는 펄스(914)에 의해서 이미징된 영상 프레임 또는 도 9a에서 설명한 영상 퓨전으로 생성된 영상 프레임이 될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의 상, 보정 대상이 되는 영상 프레임(929)를 '보정 전 영상 프레임(929)'이라 칭하겠다.
그리고, 제어부(710)는 보정 전 영상 프레임(929)에서 에지 성분(951)과 비 에지 성분(953)을 분해(decomposition)할 수 있다. 여기서, 비 에지 성분(953)은 보정 전 영상 프레임(929)에서 에지 성분(951)을 제외한 성분으로, 영상의 음영을 나타내는 밝기 성분을 포함할 수 있다. 계속하여, 제어부(710)는 에지 성분(951)을 에지맵에 근거하여 보정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(710)는 기준 영상 프레임(921)에 근거하여 획득된 t4 시점에서 대상체를 나타내는 에지 맵에 근거하여, t4 시점에서 획득된 영상 프레임 또는 영상 퓨전으로 생성된 t4 시점에 대응되는 영상 프레임을 보정한다.
구체적으로, 제어부(710)는 에지 성분(951)을 소정 시점(예를 들어, t4 시점)에서 대상체를 나타내는 에지 맵에 맞춰 변형할 수 있다. 또는, 제어부(710)는 에지 성분(951)과 소정 시점(예를 들어, t4 시점)에서 대상체를 나타내는 에지 맵을 평균한 값으로 에지 성분(951)을 변형시켜 보정된 에지 성분(957)을 획득할 수 있다.
그리고, 제어부(710)는 보정된 에지 성분(957)과 비 에지 성분(953)에 근거하여 보정 영상 프레임(970)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(710)는 보정된 에지 성분(957)과 비 에지 성분(953)을 조인트 필터링(joint filtering) 처리하여, 소정 시점(예를 들어, t4 시점)에 대응되며 에지가 개선된 영상 프레임인 보정 영상 프레임(970)을 획득할 수 있다. 또는, 제어부(710)는 보정된 에지 성분(957)과 비 에지 성분(953)을 합성(composition)하여 보정 영상 프레임(970)을 획득할 수 있다.
다시 도 9a를 참조하면, 제어부(710)는 전술한 방식으로, 기준 영상 프레임(921)에 근거하여, 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임을 보정할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 t1 시점서 출력되는 제1 펄스(911)에 의해 이미징된 기준 영상 프레임(921)에 근거하여, 후속하는 t2 시점에서 출력되는 제2 펄스(912)에 의해 이미징된 제2 영상 프레임(미도시)를 보정할 수 있다. 또한, 보정된 제2 영상 프레임(미도시)에 근거하여, 후속하는 t3 시점에서 출력되는 제3 펄스(913)에 의해 이미징된 제3 영상 프레임(미도시)를 보정할 수 있다. 또한, 보정된 제3 영상 프레임(미도시)에 근거하여, 후속하는 t4 시점에서 출력되는 제4 펄스(914)에 의해 이미징된 제4 영상 프레임(미도시)를 보정할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 전술한 바와 같이, 보정된 복수개의 영상 프레임을 영상 퓨전하여 최종적으로 보정 영상 프레임(941)을 획득할 수 있다. 예를 들어, t1 시점서 출력되는 제1 펄스(911)에 의해 이미징된 기준 영상 프레임(921)에 근거하여, 후속하는 t2 시점에서 출력되는 제2 펄스(912)에 의해 이미징된 제2 영상 프레임(미도시)를 보정하고, 보정된 제2 영상 프레임(미도시)에 근거하여, 후속하는 t3 시점에서 출력되는 제3 펄스(913)에 의해 이미징된 제3 영상 프레임(미도시)를 보정한다. 그리고, 보정된 제2 영상 프레임(미도시) 및 보정된 제3 영상 프레임(미도시)을 영상 퓨전하여 t3 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(미도시)를 획득할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 전술한 바와 같이, 보정된 복수개의 영상 프레임을 영상 퓨전하여 소정 시점에 대응되는 영상 프레임을 획득한 후, 영상 퓨전된 영상 프레임을 기준 영상 프레임(921)에 근거하여 획득된 소정 시점에서의 에지 맵에 근거하여 보정할 수 있다. 즉, 제어부(710)는 보정된 복수개의 영상 프레임을 영상 퓨전한 영상 프레임을, 에지 맵에 근거하여 보정하여 최종적으로 보정 영상 프레임(941)을 획득할 수 있다.
이하에서는, 엑스선 장치(700)가 펄스 진폭은 변화하지 않고 펄스 레이트만이 가변되는 펄스 신호를 이용하여 복수개의 영상 프레임을 획득하는 경우를 도 10을 참조하여 설명한다. 그리고, 엑스선 장치(700)가 펄스 레이트는 변화하지 않고, 펄스 진폭만이 가변되는 펄스 신호를 이용하여 복수개의 영상 프레임을 획득하는 경우를 도 11을 참조하여 설명한다. 또한, 엑스선 장치(700)가 펄스 진폭 및 펄스 레이트가 모두 가변되는 펄스 신호를 이용하여 복수개의 영상 프레임을 획득하는 경우를 도 12을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
제어부(710)는 펄스 레이트가 변화되는 펄스 신호(1001)가 생성되도록 제어할 수 있다.
도 10을 참조하면, 점선으로 도시된 펄스는 출력되지 않는 펄스이며, 실선으로 도시된 펄스만이 실제 출력되는 펄스가 된다. 펄스 신호(1001)는 도 5의 (a)에 도시된 펄스 신호에 비하여, 펄스 레이트가 변화하여 t1 시점, t3 시점, t5 시점, t7 시점 및 t9 시점에서 펄스가 발생하지 않는다. 그리고, 펄스 신호(1001)는 t2 시점, t4 시점, t6 시점, 및 t8 시점에서만 펄스들(1011, 1012, 1013, 1014)이 출력된다. 따라서, 제어부(710)는 5의 (a)에 도시된 펄스 신호에 비하여 펄스 레이트가 1/2로 감소된 펄스 신호(1005)를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(710)는 t1 시점부터 t9 시점까지의 시간 구간인 제2 시간 구간 동안에만 펄스 레이트가 감소된 펄스 신호(1005)를 생성하고, 나머지 시간 구간인 제1 시간 구간 동안에는 펄스 레이트가 감소되지 않은 펄스 신호(미도시)를 생성할 수 있다.
펄스가 출력되는 시점에서만 대상체를 투과한 엑스선을 감지할 수 있다. 따라서, 펄스가 출력되는 시점에서만 실제로 영상 프레임이 이미징된다. 그러므로, 펄스 레이트를 감소시키면, 펄스가 출력되는 시점에서 영상 프레임을 실제로 이미징할 수 없어서, 플루오로스코피 영상에 영상 끊김 현상이 발생할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치(700)는 펄스 레이트가 감소되어도 프레임 레이트는 감소하지 않도록 한다. 구체적으로, 엑스선 장치(700)는 펄스 레이트를 감소시키더라도 엑스선 동영상의 끊김 현상이 발생하지 않도록, 영상 프레임 보간(interpolation)을 통하여 실제 펄스가 출력되지 않는 시점에 대응되는 영상 프레임을 생성할 수 있다.
구체적으로, 엑스선 장치(700)는 이하와 같이 동작할 수 있다.
엑스선 생성부(720)는 제어부(710)의 제어에 따라서, 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트가 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하여 대상체로 조사할 수 있다.
그리고, 제어부(710)는 펄스형 엑스선에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득할 수 있다.
구체적으로, 제어부(710)는 제1 시점에 대응되는 제1 영상 프레임과 제1 시점에 인접하는 제2 시점에 대응되는 제2 영상 프레임에 근거하여, 제1 영상 프레임과 제2 영상 프레임의 사이에 위치하는 적어도 하나의 보간 프레임을 획득할 수 있다.
도 10을 참조하면, t2 시점에서 출력되는 펄스(1011)에 근거하여 영상 프레임(1021)이 이미징되고, t4 시점에서 출력되는 펄스(1012)에 근거하여 영상 프레임(1022)이 이미징된다. 그리고, t6 시점에서 출력되는 펄스(1013)에 근거하여 영상 프레임(1023)이 이미징되고, t8 시점에서 출력되는 펄스(1014)에 근거하여 영상 프레임(1024)이 이미징된다.
제어부(710)는 t2 시점에서 출력되는 펄스(1011)에 대응되는 영상 프레임(1021) 및 펄스(1011)에 인접하여 출력되는 펄스인 t4 시점에서 출력되는 펄스(1012)에 대응되는 영상 프레임(1022)에 근거하여, t2 시점과 t4 시점 사이에 위치하는 적어도 하나의 영상 프레임(1050)을 보간할 수 있다. 예를 들어, 영상 프레임(1021)과 영상 프레임(1022)을 평균하여 t2 시점과 t4 시점 간의 중간 시점인 t3 시점에 대응되는 영상 프레임(1050)을 획득할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 대상체의 움직임 대한 정보인 움직임 정보를 획득하고, 움직임 정보에 근거하여 실제로 펄스가 출력되지 않는 시점에 대응되는 보간 프레임을 생성할 수 있다.
구체적으로, 제어부(710)는 대상체의 움직임 정보를 획득한다. 그리고, 제어부(710)는 획득된 움직임 정보 및 실제로 출력되는 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나와 상기 획득된 정보에 근거하여, 실제 펄스가 출력되지 않는 시점에 대응되는 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어부(710)는 목적물(1031)을 포함하는 대상체(예를 들어, 심장)의 움직임 정보를 획득하고, 움직임 정보 및 실제 출력되는 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임에 근거하여 실제 펄스가 출력되지 않는 시점에 대응되는 보간 프레임을 생성할 수 있다.
제어부(710)는 연속되는 시간 구간에서의 대상체의 움직임 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 대상체는 목적물을 포함하는 대상체가 될 수 있다. 또한, 움직임 정보는 시간에 따른 대상체의 움직임을 나타내는 정보로, 시간에 따른 대상체의 표면(surface) 또는 영상 프레임 내에 이미징된 경계(edge)의 변화를 나타내는 정보가 될 수 있다.
구체적으로, 움직임 정보는 블록 매칭(block matching), 특징점 매칭(feature matching), 비 강체정합(rigid registration), 강체정합(rigid registration), 광학적 플로우(optical flow) 등과 같은 다양한 움직임 측정 기법을 이용하여 측정할 수 있다.
여기서, 블록 매칭(block matching)은 시간 변화에 따른 연속하는 영상 프레임들에 포함되는 소정 블록 별로 영상을 매칭하여, 영상 간의 변화량을 산출하는 기법이다. 구체적으로, 연속하는 영상 프레임들에 있어서, SSD(sum of square differences) 값을 측정하고, 측정된 값에 근거하여 연속하는 영상 프레임들 간의 움직임량을 측정할 수 있다. 그리고 제어부(710)는 측정된 SSD 값에 근거하여 시간에 따른 대상체의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 획득할 수 있다.
또한, SSD 값 대신에 sad(sum of absolute differences), MAD(mean of absolute differences), SNR(signal to noise ration), MSE(mean square error), PSNR(peak signal to noise ration), 또는 RMSE(root mean square error) 등과 같이 영상에 포함되는 신호 차이를 나타내는 값을 측정하고, 측정된 값에 근거하여 연속하는 영상 프레임들 간의 움직임 량을 측정할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 움직임 정보로 대상체의 움직임을 나타내는 움직임 벡터장(MVF: motion vector field)을 획득할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터장(MVF)는 비 강체정합(rigid registration), 강체정합(rigid registration) 등의 방법을 통하여 획득될 수 있다. 구체적으로, 비강체정합(non-rigid registration) 방식은 일 영상 프레임(예를 들어, 1021)과 인접하는 영상 프레임(예를 들어, 1022) 각각에서 복수개의 제어 지점(control point)을 설정하고, 각 제어 지점에서 최적의 움직임 벡터를 계산한다. 여기서, 움직임 벡터는 움직임의 방향 및 크기를 포함하는 벡터이다. 그리고, 제어 지점들 각각에서의 움직임 벡터들을 삽입(interpolation)하여, 영상 프레임에 포함되는 모든 복셀들에서의 움직임 벡터를 나타내는 움직임 벡터장을 구한다.
또한, 제어부(710)는 특징점 매칭 기법을 통하여 움직임 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 일 영상 프레임(예를 들어, 1021)과 인접하는 영상 프레임(예를 들어, 1022) 각각에서 대상체 내부에 복수개의 제어 지점(control point)을 설정하고, 대상체의 동일 지점을 나타내는 제어 지점들을 비교하여, 움직임 벡터를 구할 수 있다. 구체적으로, 제어 지점(Control point)들 끼리 매칭(matching)시켜, 제어 지점들 간의 상대적 차이를 구한다. 그리고, 상대적 차이 값을 현재 제어 지점에서 움직임 벡터(Motion Vector)로 사용할 수 있다. 그리고, 제어 지점들 각각에서의 움직임 벡터들을 삽입(interpolation)하여, 영상 프레임에 포함되는 모든 복셀들에서의 움직임 벡터를 나타내는 움직임 벡터장을 구한다.
전술한 바와 같이, 제어부(710)는 시간에 다른 대상체의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 제어부(710)는 움직임 정보에 근거하여, 보간 프레임을 획득하고자 하는 시점에서의 대상체의 움직임을 추정할 수 있다. 그리고, 제어부(710)는 보간 프레임을 획득하고자 하는 소정 시점(예를 들어, t3 시점)에서의 대상체의 움직임에 근거하여, 소정 시점(예를 들어, t3 시점)에 대응되는 영상 프레임(1050)을 보간할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 대상체의 움직임 정보를 획득하고, 획득된 정보 및 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(710)는 일 영상 프레임(예를 들어, 821)과 인접하는 영상 프레임(예를 들어, 822)을 평균하여 t3 시점에 대응되는 영상 프레임을 1차적으로 보간하고, 1차적으로 보간된 t3 시점에 대응되는 영상 프레임을 움직임 정보에 근거하여 보정할 수 있다. 구체적으로, 1차적으로 보간된 t3 시점에 대응되는 대응되는 영상 프레임을 움직임 정보에 나타나는 t3 시점에서의 대상체의 움직임량에 근거하여 모션 보정하여, t3 시점에서의 대상체 상태를 더욱 정확하게 반영하는 보간 영상 프레임(850)을 최종적으로 획득할 수 있다.
여기서, 움직임 정보는 제어부(710)가 복수개의 펄스에 대응되어 획득된 복수개의 영상 프레임으로부터 자체적으로 생성할 수 있다. 또한, 움직임 정보는 제어부(710)가 통신부(760)을 통하여 외부적으로 수신할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 목적물(1031)은 시간에 따라서 이동한다. 구체적으로, t2 시점에 대응되는 영상 프레임(1021)에서 이미징된 목적물(1031)의 말단을 제1 위치(1032)에 위치하며, t4 시점에 대응되는 영상 프레임(1022)에서 이미징된 목적물(1031)의 말단은 제2 위치(1033)에 위치하는 것을 알 수 있다. 그리고, 전술한 영상 보간에 의해 t3 시점에 대응되는 획득된 보간 영상 프레임(1050)에 나타나는 목적물(1031)의 말단은 제1 위치(1032)와 제2 위치(1033)의 사이인 제3 위치(1041)에 위치하는 것을 알 수 있다. 따라서, 영상 프레임(1021), 보간 영상 프레임(1050), 및 영상 프레임(1022)을 시간 순서에 따라서 나열하여 플루오로스코피 영상을 획득하면, 영상 끊김 현상이 최소화되어 보다 자연스러운 엑스선 동영상을 획득할 수 있을 것이다.
또한, 목적물(1031)은 시간에 따라서 계속하여 이동한다. 구체적으로, t6 시점에 대응되는 영상 프레임(1023)에서 이미징된 목적물(1031)의 말단을 제4 위치(1035)에 위치하며, t8 시점에 대응되는 영상 프레임(1024)에서 이미징된 목적물(1031)의 말단은 제5 위치(1036)에 위치하는 것을 알 수 있다. 그리고, 전술한 영상 보간에 의해 t7 시점에 대응되는 획득된 보간 영상 프레임(1080)에 나타나는 목적물(1031)의 말단은 제4 위치(1035)와 제5 위치(1036)의 사이인 제6 위치(1042)에 위치하는 것을 알 수 있다. 따라서, 영상 프레임(1023), 보간 영상 프레임(1060), 및 영상 프레임(1024)을 시간 순서에 따라서 나열하여 플루오로스코피 영상을 획득하면, 영상 끊김 현상이 최소화되어 보다 자연스러운 엑스선 동영상을 획득할 수 있을 것이다.
제어부(710)는 전술한 바와 같이 적어도 하나의 보간 영상 프레임 및 실제로 출력되는 복수개의 펄스에 대응되는 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 복수개의 최종 영상 프레임을 획득할 수 있다. 그리고, 복수개의 최종 영상 프레임을 시간 순서에 따라서 나열하여 플루오로스코피 영상을 획득할 수 있을 것이다.
또한, 제어부(710)는 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 레이트를 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이, 목적물의 움직임 속도에 비례하는 값으로 펄스 레이트를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(710)는 목적물의 움직임이 빠르게 일어나면 펄스 레이트를 증가시키고, 목적물의 움직임이 느리게 일어나면 펄스 레이트를 감소시킬 수 있다.
또한, 제어부(710)는 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여, 보간되는 영상 프레임의 개수를 조절할 수 있다. 구체적으로, 목적물이 빠르게 이동하면, 프레임 레이트를 증가시켜 보다 자연스러운 플루오로스코피 영상을 생성할 필요가 있다. 따라서, 제어부(710)는 목적물이 빠르게 이동하면, 보간되는 영상 프레임의 개수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 10에서는 실제로 펄스가 출력되는 t2 시점과 t4 시점 사이에 1개의 보간 영상 프레임(1050)이 생성되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 실제로 펄스가 출력되는 t2 시점과 t4 시점 사이에 2개 또는 그 이상의 보간 영상 프레임들(미도시)이 생성되로록 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 엑스선 장치(700)는 펄스 레이트를 감소시켜서 엑스선량을 감소시킬 수 있다. 또한, 펄스 레이트를 감소시켜도 영상 보간을 통하여 프레임 레이트를 펄스 레이트 이상으로 증가시킬 수 있으므로, 플루오로스코피 영상에서의 영상 끊김 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 엑스선 장치(700)는 대상체의 움직임 정보를 획득하고, 움직임 정보에 근거하여 보간되는 프레임 영상을 보정하여 이용함으로써, 목적물의 움직임을 더욱 정확하게 반영하는 플루오로스코피 영상을 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
제어부(710)는 펄스 진폭이 변화되는 펄스 신호(1001)가 생성되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 엑스선 장치(700)는 이하와 같이 동작할 수 있다.
엑스선 생성부(720)는 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하여 대상체로 조사한다.
그리고, 제어부(710)는 펄스형 엑스선에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 영상 프레임을 보정한다.
구체적으로, 제어부(710)는 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여 적어도 하나의 시점에서 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 형태 정보에 근거하여 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
도 11을 참조하면, 펄스 신호(1101)는 일정 간격으로 출력되는 복수개의 펄스들(1111 내지 1119)을 포함한다. 도 11에서는, 펄스 신호(1101)에 있어서, 펄스 레이트는 일정하고, 펄스 진폭만이 변화되는 경우를 예로 들어 도시하였다.
또한, 도 11을 참조하면, t2 시점 내지 t8 시점을 포함하는 제2 구간(1120)에서는 펄스 진폭이 변화하며, 나머지 구간에서는 펄스 진폭이 변화하지 않고 일정하게 유지되는 경우를 예로 들어 도시하였다.
구체적으로, 펄스 신호(1101)는 기준 펄스(1111) 및 기준 펄스(1111)에 인접하며 기준 펄스(1111)보다 진폭이 감소한 제1 펄스(1112)을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였다. 구체적으로, 펄스 신호(1101)는 제1 구간(1120)에서 펄스 진폭이 기준 펄스(1111)의 진폭인 A1 값보다 작은 진폭을 갖는 적어도 하나의 펄스들(1112, 1113, 1114, 1115, 1116, 1117, 1118)을 포함한다. 여기서, 제어부(710)는 기준 펄스(1111)에 대응되는 기준 영상 프레임(1921)에 근거하여, 제1 펄스(1112)에 대응되는 제1 영상 프레임(1122)을 보정하여 보정 영상 프레임(1151)을 생성할 수 있다.
제어부(710)의 영상 프레임 보정 동작을 이하에서 상세히 설명한다.
도 11에 있어서, 영상 프레임(1121)은 t1 시점에서 출력되는 기준 펄스(1111)에 대응되는 펄스형 엑스선에 의해 이미징된 영상 프레임을 나타내고, 영상 프레임(1122)은 t2 시점에서 출력되는 펄스(1112)에 대응되는 펄스형 엑스선에 의해 이미징된 영상 프레임에 대응된다. 그리고, 영상 프레임(1123)은 t3 시점에서 출력되는 펄스(1113)에 대응되는 펄스형 엑스선에 의해 이미징된 영상 프레임에 대응된다. 영상 프레임(1124)은 t4 시점에서 출력되는 펄스(1114)에 대응되는 펄스형 엑스선에 의해 이미징된 영상 프레임에 대응된다.
또한, 영상 프레임들(1121, 1122, 1123, 1124)을 최종적으로 보정된 영상 프레임이 아니다. 예를 들어, 영상 프레임(1922)은 t2 시점에서 출력되는 펄스(1112)에 대응되는 펄스형 엑스선에 의해 이미징된 영상 프레임이 될 수 있다. 또는, 영상 프레임(1122)은 t2 시점을 포함하여 이전 시점에서 획득된 적어도 하나의 영상 프레임들을 영상 퓨젼(image fusion)하여 획득된 영상이 될 수 있다. 또한, 영상 프레임(1123)은 t3 시점에서 출력되는 펄스(1113)에 대응되는 펄스형 엑스선에 의해 이미징된 영상 프레임이 될 수 있다. 또는 영상 프레임(1123)은 t3 시점을 포함하여 이전 시점에서 획득된 적어도 하나의 영상 프레임들을 영상 퓨젼(image fusion)하여 획득된 영상이 될 수 있다. 이하에서는 영상 프레임(1122, 1123, 1124)이 대응되는 시점에서 출력되는 펄스에 의해 이미징된 영상 프레임인 경우를 예로 들어 설명한다.
그리고, 영상 프레임(1151)은 영상 프레임(1122)을 보정하여 최종적으로 획득된 보정 영상 프레임이며, 영상 프레임(1152)은 영상 프레임(1123)을 보정하여 최종적으로 획득된 보정 영상 프레임이다. 또한, 영상 프레임(1153)은 영상 프레임(1124)을 보정하여 최종적으로 획득된 보정 영상 프레임이다.
구체적으로, 제어부(710)는 적어도 하나의 기준 영상 프레임(예를 들어 1921)에 근거하여, 적어도 하나의 시점에서의 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득한다(1130 블록 동작). 여기서, 형태 정보 획득 동작(1130 블록 동작)은 도 9a 에서 설명한 형태 정보 획득 동작(922 블록 동작)과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략 한다. 그리고, 제어부(710)는 형태 정보에 근거하여 영상 프레임을 보정한다(1140 블록 동작). 여기서, 영상 프레임 보정 동작(1140 블록 동작)은 도 9에서 설명한 940 블록 동작과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략 한다.
구체적으로, 제어부(710)는 기준 영상 프레임(1121)에 근거하여 획득된 소정 시점에서의 대상체의 형태 정보, 예를 들어, 에지맵,에 근거하여, 영상 프레임(1122)을 보정하여 보정 영상 프레임(1151)을 획득한다. 이하에서는 대상체의 형태 정보로 에지맵을 예로 들어 설명한다.
또한, 제어부(710)는 보정 영상 프레임(1151)에서 에지맵을 획득한다. 보정 영상 프레임(1151)에서 획득된 에지맵은 t2 시점에서 대상체를 나타내는 형태 정보이므로, 보정 영상 프레임(1151)에서 획득된 에지맵을 t3 시점에 대상체를 나타내는 에지맵으로 변형한다. 그리고, 변형된 에지맵인 t3 시점에서 대상체를 나타내는 에지맵에 근거하여 영상 프레임(1122)을 보정하여 보정 영상 프레임(1152)을 획득한다.
계속하여, 제어부(710)는 보정 영상 프레임(1152)에 근거하여 t3 시점에서의 대상체의 형태를 나타내는 에지맵을 획득한다. 보정 영상 프레임(1152)에서 획득된 에지맵을 t4 시점에 대상체를 나타내는 에지맵으로 변형한다. 그리고, 변형된 에지맵인 t4 시점에서 대상체를 나타내는 에지맵에 근거하여 영상 프레임(1124)을 보정하여 보정 영상 프레임(1153)을 획득한다.
또한, 제어부(710)는 소정 시점에 대응되는 영상 프레임이 보정되어 보정 영상 프레임이 획득된 경우, 적어도 하나의 보정 영상 프레임을 영상 퓨젼(image fusion)한 후 2차적으로 영상 보정 동작을 수행할 수 있다. 이하에서는, t4 시점에 대응되는 보정 영상 프레임을 최종적으로 획득하는 경우를 예로 들어 설명하겠다.
제어부(710)는 t4 시점을 포함하여 이전 시점에 포함되는 적어도 하나의 영상 프레임인, t4 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1153), t3 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1153) 및 t2 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1151)을 영상 퓨젼하여, t4 시점에 대응되며 영상 퓨젼에 의해 획득된 보정 영상 프레임(미도시)(이하, 2차 보정 영상 프레임)를 획득한다. 그리고, 1930 블록 동작에 의해 획득된 t4 시점에서의 대상체의 형태를 나타내는 에지맵에 근거하여, t4 시점에 대응되는 2차 보정 영상 프레임을 보정하여, 최종적으로 보정 영상 프레임을 획득할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 진폭을 조절할 수 있다. 예를 들어, 목적물이 빠르게 움직이는 경우, 제어부(710)는 펄스 진폭을 감소시키지 않거나 감소 비율을 작게하여 펄스 폭이 조금씩 감소하도록 설정할 수 있다. 또한, 목적물이 느리게 움직이는 경우, 제어부(710)는 펄스 진폭을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 목적물이 느리게 움직이는 경우의 펄스 진폭 감소 비율을 목적물이 빠르게 움직이는 경우에 비하여 크게 함으로써, 펄스 진폭이 더 많이 감소되도록 설정할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
제어부(710)는 펄스 레이트 및 펄스 진폭이 모두 변화되는 펄스 신호(1001)가 생성되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 펄스 신호(1201)는, 펄스 레이트 및 펄스 진폭이 변화하는 제2 구간(1220) 및 제2 구간을 제외한 나머지 구간인 제1 구간(1220 구간 이외의 시간 구간)을 포함한다. 또한, 제1 구간의 펄스 레이트를 제1 펄스 레이트라 하고, 제2 구간의 펄스 레이트를 제2 펄스 레이트라 칭할 수 있다. 도 12에 있어서, 제2 펄스 레이트가 제1 펄스 레이트보다 작은 경우를 예로 들어 도시하였다.
구체적으로, 엑스선 장치(700)는 이하와 같이 동작할 수 있다.
엑스선 생성부(720)는 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트 및 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하여 대상체로 조사한다.
그리고, 제어부(710)는 펄스형 엑스선에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득한다.
즉, 제어부(710)는 도 10을 참조하여 설명한 보간 영상 프레임 생성 동작과 도 9b 및 도 11을 참조하여 설명한 영상 프레임 보정 동작을 모두 수행하여, 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득할 수 있다.
도 12에 있어서, 펄스 신호(1201)는 도 9a 에 도시된 펄스 신호(901)과 동일 대응되며, 영상 프레임 보정 동작(1250 블록 동작)은 도 9에 도시된 영상 프레임 보정 동작(945 블록 동작)과 동일 대응되므로, 도 9a 에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도 12에 있어서, 영상 프레임 보간 동작(1260 블록 동작)은 도 10에 도시된 영상 프레임 보간 동작(1070 블록 동작)과 동일 대응되므로, 도 10에서와 중복되는 설명은 생략한다.
구체적으로, 제어부(710)는 영상 프레임 보정 동작(1250 블록 동작)을 수행하여 실제로 출력된 복수개의 펄스에 대응되는 복수개의 보정 영상 프레임들을 획득한다. 계속하여 제어부(710)는 복수개의 보정 영상 프레임 및 대상체의 움직임 정보에 근거하여, 실제로 펄스가 출력되지 않는 적어도 하나의 시점에 대응되는 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 획득한다.
구체적으로, 제어부(710)는 t4 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1251)을 획득하고, t6 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1252)를 획득한다. 여기서, t4 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1251)은 전술한 영상 프레임 보정 동작(1250 블록 동작)에 의해서 획득된 보정 영상 프레임과 동일할 수 있다.
그리고, 제어부(710)는 인접하는 두 개의 보정된 영상 프레임인 t4 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1251) 및 t6 시점에 대응되는 보정 영상 프레임(1252), 및 1060 블록 동작에 의해서 획득된 움직임 정보에 근거하여, t5 시점에 대응되는 보간 영상 프레임(1271)을 생성할 수 있다.
제어부(710)는 적어도 하나의 보간 영상 프레임(1271), 및 수정 영상 프레임(1231)을 포함하며 실제 출력되는 복수개의 펄스에 대응되는 복수개의 수정 영상 프레임을 포함하는 복수개의 최종 영상 프레임들(미도시)을 이용하여, 플루오로스코피 영상을 생성할 수 있다.
또한, 제어부(710)는 대상체에 포함되는 목적물의 움직임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 진폭 및 펄스 레이트를 조절할 수 있다.
또한, 도 8 내지 도 12에서 설명한 복수개의 영상 프레임은 전체 시야(FOV: field of view)를 이미징한 영상 프레임이 될 수 있다. 그에 따라서, 제어부(710)는 전체 시야(FOV)를 이미징한 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 도 8 내지 도 12에서 설명한 복수개의 영상 프레임은 비 관심 영역(non-ROI)을 이미징한 영상 프레임이 될 수 있다. 그에 따라서, 제어부(710)는 비 관심 영역(non-ROI)을 이미징한 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 도 8 내지 도 12에서 설명한 복수개의 영상 프레임은 관심 영역(ROI)을 이미징한 영상 프레임이 될 수 있다. 그에 따라서, 제어부(710)는 관심 영역(ROI)을 이미징한 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
또한, 엑스선 장치(700)는 전체 시야(FOV) 또는 비 관심 영역(non-ROI)을 나타내는 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다. 관심 영역(ROI)의 경우 사용자가 중요하게 관찰되는 대상체 부위이므로, 영상의 정확도를 높이기 위하여 보간 영상 프레임을 이용하지 않고 실제 펄스를 출력하여 이미징된 영상 프레임을 이용할 필요가 있을 수 있다. 따라서, 전체 시야(FOV) 또는 비 관심 영역(non-ROI)에 있어서는 보간 영상 프레임을 생성하고, 관심 영역(ROI)에 있어서는 실제 펄스를 출력하여 이미징된 영상 프레임을 이용할 수 있을 것이다.
또한, 제어부(710)는 관심 영역(ROI), 비 관심 영역(non-ROI), 및 전체 시야(FOV) 및 적어도 하나에서 선택적으로, 전술한 영상 프레임의 수정 및 영상 프레임의 보간 동작 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(710)는 하나의 영상 프레임이 관심 영역(ROI) 및 비 관심 영역(non-ROI)을 모두 포함하는 경우, 관심 영역(ROI)에 대하여 전술한 영상 프레임 수정 동작만을 수행하고, 관심 영역(ROI)에 대하여 전술한 영상 프레임의 보간 동작을 수행할 수 있을 것이다. 또한, 사용자는 사용자 인터페이스 부(735)를 통하여, 보정 동작을 수행할 적어도 하나의 영역, 예를 들어, 관심 영역(ROI), 비 관심 영역(non-ROI), 및 전체 시야(FOV) 중 적어도 하나,을 선택할 수 있을 것이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 일 도면이다.
또한, 엑스선 장치(700)는 이하와 같이 동작할 수 있다.
제어부(710)는 한 주기에 포함되는 복수개의 펄스들이 소정 패턴을 가지는 펄스 신호가 생성되도록 제어한다. 여기서, 펄스 신호의 한 주기에 포함되는 복수개의 펄스는 상이한 적어도 두 개의 펄스를 포함한다. 그리고, 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어한다.
엑스선 생성부(720)는 펄스형 엑스선을 생성한다.
도 13을 참조하면, 펄스 신호(1300)에 있어서, 한주기(P)에 포함되는 복수개의 펄스들(1311, 1312, 1313, 1314)이 소정 패턴(1301)을 갖는다. 또한, 소정 패턴(1301)과 동일하게 후속되는 한주기(P)에 포함되는 복수개의 펄스들(1315, 1316, 1317, 1318)이 소정 패턴(1305)을 갖는다. 그리고, 한주기(P)에 포함되는 복수개의 펄스들(1311, 1312, 1313, 1314) 중 적어도 두 펄스는 서로 상이하다.
구체적으로, 한주기(P)에 포함되는 복수개의 펄스 중 적어도 두 개는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 도 13에서는 한주기(P)에 포함되는 복수개의 펄스들(1311, 1312, 1313, 1314) 각각이 서로 다른 펄스 진폭을 갖는 경우를 예로 들어 도시하였다.
또한, 소정 패턴(예를 들어, 1301)은 대상체 및 목적물 중 적어도 하나의 움직임에 근거하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 목적물이 전술한 바와 같이 굵은 혈관을 통하여 이동하는 경우와 같이 빠르게 이동하는 경우에는, 펄스 진폭이 조금씩 감소되도록 하거나, 펄스 레이트를 감소시키지 않을 수 있다. 또한, 목적물이 가는 혈관을 통하여 이동하는 경우와 같이 느리게 이동하는 경우에는, 펄스 진폭의 감소폭을 증가시키거나, 펄스 레이트를 감소시킬 수 있을 것이다.
또한, 패턴(1301)의 구체적인 형태는 실험적으로 최적화되어 설정할 수 있다. 예를 들어, 패턴(1301)은 요구되는 엑스선 영상의 화질을 고려하여, 요구되는 영상 화질을 만족시킬 수 있도록, 목적물의 이동 부위에 따라서 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 패턴(1301)은 사용자 인터페이스 부(735)를 통하여 입력되는 사용자 입력에 근거하여 설정될 수 있다. 사용자는 사용자 인터페이스 부(735)를 통하여, 목적물의 이동 부위 또는 목적물의 움직임에 따라서 패턴(1301)을 다르게 설정하기 위한 패턴 설정 정보를 입력할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 장치의 동작을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 14를 참조하면, 도 13에서 도시된 패턴(예를 들어, 1301)과 다른 패턴(예를 들어, 1401)을 포함하는 펄스 신호(1400)가 도시된다. 펄스 신호(1400)에 있어서, 한주기(P)에 포함되는 복수개의 펄스들(1411, 1412, 1413, 1414)이 소정 패턴(1401)을 갖는다.
구체적으로, 도 13에 도시된 패턴(1301)에 있어서 최대 진폭 값은 A11값이 되며, 최소 진폭 값은 A13 값이 되고, A11>A12>A13 관계를 가진다. 그리고, 도 14에 도시된 패턴은 최대 진폭 값이 A14가 되며, 최소 진폭 값은 A15 값이 된다. 그리고, A14>A11, 및 A15>A13 의 관계를 가진다.
제어부(710)는 전술한 바와 같이, 대상체 및 목적물 중 적어도 하나의 움직임에 근거하여, 펄스 신호의 패턴을 탄력적으로 설정할 수 있다. 구체적으로, 목적물이 제1 부위를 이동하는 속도가 제2 부위를 이동하는 속도보다 느리면, 제1 부위를 이동할 때는 도 13에 도시된 패턴(1301)을 갖도록 펄스 신호를 생성하고, 제2 부위를 이동할 때는 도 15에 도시된 바와 같이 패턴(1301)보다 전체적으로 펄스 진폭이 증가된 패턴(1401)을 갖도록 펄스 신호를 생성할 수 있다.
도 15는 적어도 하나의 소정 패턴을 갖는 펄스 신호를 설명하기 위한 도면이다.
제어부(710)는 적어도 두 개의 소정 패턴을 갖는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어할 수 있다. 여기서, 적어도 두 개의 소정 패턴 각각은 한 주기에 포함되는 복수개의 펄스 중 상이한 적어도 두 개의 펄스를 포함한다. 그리고, 엑스선 생성부(720)는 제어부(710)의 제어에 따라서 펄스형 엑스선을 생성한다.
도 15를 참조하면, 제어부(710)는 적어도 두 개의 소정 패턴(1511, 1521, 1531)을 갖는 펄스 신호가 생성되도록 제어할 수 있다. 여기서, 소정 패턴은 도 13 및 도 14에서 설명한 바와 같이 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 상이한 적어도 두 개의 펄스를 포함한다. 구체적으로, 제어부(710)는 목적물의 움직임에 근거하여, 펄스 신호에 포함되는 패턴을 탄력적으로 변경시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(710)는 목적물이 빠르게 움직이는 대상체 부위에서는 펄스 진폭 및 펄스 레이트를 최고로 하여 패턴(1511)을 갖는 펄스 신호를 생성한다. 구체적으로, 제어부(710)는 목적물이 빠르게 이동하는 제1 시간 구간(1510) 동안에는 패턴(1511)을 갖는 복수개의 펄스들(1512, 1513, 1514)을 주기적으로 생성하고, 목적물이 제1 시간 구간(151)에서보다 느리게 움직이는 제2 시간 구간(1520)에서는 펄스 진폭을 감소시켜서 패턴(1521)을 갖는 복수개의 펄스들을 생성할 수 있다. 계속하여, 제어부(710)는 목적물이 제2 시간 구간(1520)에서보다 느리게 움직이는 제3 시간 구간(1530)에서는 펄스 진폭 및 펄스 레이트를 감소시켜 패턴(1531)을 갖는 복수개의 펄스들을 생성할 수 있다.
제어부(710)는 대상체 및 목적물 중 적어도 하나의 움직임에 근거하여 적어도 두 개의 소정 패턴을 설정하며, 적어도 두 개의 소정 패턴을 갖는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법(1600)은 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치(600, 700)와 동일한 구성상 특징을 포함한다. 따라서, 엑스선 촬영 방법(1600)을 설명하는데 있어서, 도 1 내지 도 15에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 엑스선 촬영 방법(1600)은 도 7에서 도시한 엑스선 장치(700)를 참조하여 설명한다.
엑스선 장치(700)는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성한다(1610 단계). 여기서, 1610 단계의 동작은 제어부(710)의 제어에 따라서, 엑스선 생성부(720)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 제어부(710)는 대상체의 움직임에 근거하여, 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부(710)는 대상체에 포함되는 목적물에 근거하여, 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 상세하게, 목적물의 이동 속도에 근거하여, 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.
대상체를 투과한 펄스형 엑스선를 이용하여 복수개의 영상 프레임을 획득한다(1620 단계). 1620 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 1620 단계는 적어도 하나의 시점에서의 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 획득된 형태 정보에 근거하여 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다. 여기서, 형태 정보는 대상체의 형태를 나타내는 특징 맵(feature map), 및 대상체에 포함되는 표면을 나타내는 에지 맵(edge map) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
1620 단계에서 획득된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하여 적어도 하나의 보정 영상 프레임을 획득한다(1630 단계). 1630 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다.
또한, 엑스선 촬영 방법(1600)은 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임들 사이에 위치하는 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성할 수 있다(단계 미도시). 보간 영상 프레임을 생성하는 단계는 1620 단계 이후의 시점에서 수행될 수 있다.
또한, 엑스선 촬영 방법(1600)은 보정된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다(단계 미도시). 그리고, 엑스선 촬영 방법(1600)은 적어도 하나의 보간 영상 프레임 및 보정된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
또한, 엑스선 촬영 방법(1600)은 플루오로스코피 엑스선 영상을 디스플레이할 수 있다(단계 미도시).
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법(1700)은 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치(600, 700)와 동일한 구성상 특징을 포함한다. 따라서, 엑스선 촬영 방법(1600)을 설명하는데 있어서, 도 1 내지 도 15에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 엑스선 촬영 방법(1700)은 도 7에서 도시한 엑스선 장치(700)를 참조하여 설명한다.
복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트가 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성한다(1710 단계). 여기서, 1710 단계의 동작은 제어부(710)의 제어에 따라서, 엑스선 생성부(720)에서 수행될 수 있다.
대상체로 조사되는 펄스형 엑스선에 근거하여 복수개의 영상 프레임을 획득한다(1720 단계). 1620 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다.
1720 단계에서 획득된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득한다(1730 단계). 1730 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 1730 단계는 대상체의 움직임에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보 및 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성하는 단계, 및 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 포함하는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법(1800)은 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치(600, 700)와 동일한 구성상 특징을 포함한다. 따라서, 엑스선 촬영 방법(1800)을 설명하는데 있어서, 도 1 내지 도 15에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 엑스선 촬영 방법(1800)은 도 7에서 도시한 엑스선 장치(700)를 참조하여 설명한다.
복수개의 펄스를 포함하며 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성한다(1810 단계). 여기서, 1810 단계의 동작은 제어부(710)의 제어에 따라서, 엑스선 생성부(720)에서 수행될 수 있다.
대상체로 조사되는 펄스형 엑스선에 근거하여 복수개의 영상 프레임을 획득한다(1820 단계). 1820 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다.
복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 영상 프레임을 보정한다(1830 단계). 1830 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 1830 단계는 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여 적어도 하나의 시점에서 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 형태 정보에 근거하여 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법(1900)은 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치(600, 700)와 동일한 구성상 특징을 포함한다. 따라서, 엑스선 촬영 방법(1900)을 설명하는데 있어서, 도 1 내지 도 15에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 엑스선 촬영 방법(1900)은 도 7에서 도시한 엑스선 장치(700)를 참조하여 설명한다.
복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트 및 펄스 진폭이 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성한다(1910 단계). 여기서, 1910 단계의 동작은 제어부(710)의 제어에 따라서, 엑스선 생성부(720)에서 수행될 수 있다.
대상체로 조사되는 펄스형 엑스선에 근거하여 복수개의 영상 프레임을 획득한다(1920 단계). 1920 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다.
복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여, 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득한다(1930 단계). 1930 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 1930 단계는 대상체의 움직임에 대한 정보에 근거하여 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성하는 단계, 및 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 포함하는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 1930 단계는 적어도 하나의 기준 영상 프레임에 근거하여 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나의 영상 프레임을 보정하여 적어도 하나의 보정 영상 프레임을 생성하는 단계, 및 적어도 하나의 보정 영상 프레임을 포함하는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법(2000)은 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 장치(600, 700)와 동일한 구성상 특징을 포함한다. 따라서, 엑스선 촬영 방법(2000)을 설명하는데 있어서, 도 1 내지 도 15에서와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 엑스선 촬영 방법(2000)은 도 7에서 도시한 엑스선 장치(700)를 참조하여 설명한다.
한 주기에 포함되는 복수개의 펄스들이 소정 패턴을 가지며 한 주기에 포함되는 복수개의 펄스 중 상이한 적어도 두 개의 펄스를 포함하는 펄스 신호를 생성한다(2010 단계). 2010 단계의 동작은 제어부(710)에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 한주기에 포함되는 복수개의 펄스 중 적어도 두 개는 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 상이하다.
펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성한다(2020 단계). 제어부(710)의 제어에 따라서, 2020 단계의 동작은 엑스선 생성부(720)에서 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법은 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 조절하는 가변 펄스를 생성 및 이용한다. 그에 따라서, 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법은 대상체로 조사되는 방사선 량을 감소시킬 수 있으며, 저선량의 엑스선 촬영을 구현할 수 있다. 또한, 대상체 및 목적물의 움직임에 근거하여 가변 펄스를 탄력적으로 조절함으로써, 방사선량을 감소시키면서도 자연스러운 플루오로스코피 영상을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 또는 다른 실시예에 따른 엑스선 장치 및 엑스선 촬영 방법은 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나를 조절하는 가변 펄스를 생성 및 이용하고, 이미징되는 복수개의 영상 프레임들을 보정 또는 보간한다. 그에 따라서, 방사선량이 감소되더라도 영상 프레임의 보정 또는 보간으로 인하여 영상 품질의 저하가 없는 엑스선 영상을 생성 및 제공할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.
15: 네트워크
100: 엑스선 장치
110: 워크스테이션
111: 출력부
112: 입력부
113: 제어부
120: 엑스선 조사부
121: 고전압 발생부
122: 엑스선 소스
123:
130: 검출부
140: 조작부
141: 출력부
142: 입력부
150: 제어부
162: 서버
164: 의료 장치
도 1의 164: 의료 장치
166: 휴대용 단말
200: C-arm 엑스선 장치
210: C-arm
211: 엑스선 조사부
212: 검출부
220: 대상체
300a, 300b, 300c: C-arm 엑스선 장치
310a: 엑스선 소스
320a: 검출부
330a: C-arm
600, 700: 엑스선 장치
610, 710: 제어부
620, 720: 엑스선 생성부
730: 디스플레이 부
735: 사용자 인터페이스 부
740: 데이터 획득부
750: 메모리
760: 통신부

Claims (68)

  1. 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스로 형성되며, 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제1 구간 및 적어도 하나의 펄스를 포함하는 제2 구간을 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하며, 상기 제1 구간에 포함되는 기준 펄스에 대응되는 영상 프레임에 근거하여, 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선을 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 상기 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스에 대응되는 적어도 하나의 영상 프레임을 보정하는 제어부; 및
    상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    대상체, 상기 대상체에 포함되는 목적물, 및 상기 목적물의 이동 속도 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 펄스 신호의 레이트 및 진폭 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 레이트 및 진폭 각각은 상기 제1 구간에 포함되는 적어도 하나의 펄스의 레이트 및 진폭 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구간은
    목적물이 상기 대상체의 제1 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함하며,
    상기 제2 구간은
    상기 목적물이 제1 부위에서보다 느리게 이동하는 제2 부위를 이동하는 동안에 인가되는 적어도 하나의 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 부위는 굵은 혈관을 포함하는 대상체의 영역이며,
    상기 제2 부위는 가는 혈관을 포함하는 대상체의 영역인 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    적어도 하나의 시점에서의 상기 대상체를 나타내는 형태 정보를 획득하고, 상기 형태 정보에 근거하여 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 형태 정보는
    상기 대상체의 해부학적 구조를 나타내는 정보, 상기 대상체의 형태를 나타내는 특징 맵(feature map), 및 상기 대상체에 포함되는 표면을 나타내는 에지 맵(edge map) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  10. 펄스 레이트 및 펄스 진폭 중 적어도 하나가 변화하는 복수개의 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하며, 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선를 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 및
    상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 복수개의 영상 프레임들 사이에 위치하는 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  11. 펄스 진폭이 변화되는 복수개의 펄스로 형성되며, 기준 펄스 및 상기 기준 펄스에 인접하며 상기 기준 펄스의 진폭보다 작은 진폭을 가지는 제1 펄스를 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하며, 상기 기준 펄스에 대응되는 기준 영상 프레임에 근거하여, 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선를 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 상기 제1 펄스에 대응되는 제1 영상 프레임을 보정하는 제어부; 및
    상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 기준 영상 프레임에 근거하여 획득된 상기 대상체의 형태 정보에 근거하여, 상기 제1 영상 프레임에 포함되는 상기 대상체의 움직임을 보정하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 펄스 신호는 상기 제1 펄스에 인접하여 상기 제1 펄스의 진폭보다 작은 진폭을 가지는 제2 펄스를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 보정된 제1 영상 프레임에 근거하여, 상기 제2 펄스에 대응되는 제2 영상 프레임을 보정하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  14. 펄스 레이트가 변화되는 복수개의 펄스로 형성되며, 적어도 하나의 펄스를 포함하며 제1 펄스 레이트를 갖는 제1 구간 및 적어도 하나의 펄스를 포함하며 상기 제1 펄스 레이트보다 작은 제2 펄스 레이트를 갖는 제2 구간을 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하며, 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선를 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 및
    상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 제1 구간에 포함되는 제1 시점에서 출력되는 기준 펄스에 대응되는 기준 영상 프레임 및 상기 기준 펄스에 인접하며 상기 제2 구간에 포함되는 제2 시점에서 출력되는 제1 펄스에 대응되는 제1 영상 프레임에 근거하여, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 사이의 제3 시점에 대응되는 보간 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  15. 펄스 레이트 및 펄스 진폭이 변화하는 복수개의 펄스로 형성되며, 기준 펄스를 포함하는 제1 구간 및 상기 제1 구간에서의 펄스 레이트 및 펄스 진폭보다 작은 펄스 레이트 및 펄스 진폭을 갖는 적어도 하나의 제1 펄스를 포함하는 제2 구간을 포함하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선이 생성되도록 제어하며, 대상체를 투과한 상기 펄스형 엑스선를 이용하여 이미징된 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 및
    상기 펄스형 엑스선을 생성하는 엑스선 생성부를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 기준 펄스에 대응되는 기준 영상 프레임에 근거하여, 상기 적어도 하나의 제1 펄스에 대응되는 적어도 하나의 제1 영상 프레임을 보정하며,
    상기 기준 영상 프레임 및 상기 적어도 하나의 제1 영상 프레임에 근거하여, 상기 기준 영상 프레임 및 상기 적어도 하나의 제1 영상 프레임 중 어느 하나 사이에 배치되는 보간 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    전체 시야(FOV), 비 관심 영역(non-ROI), 및 관심 영역(ROI) 중 적어도 하나를 이미징한 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나를 보정하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 보정된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 플루오로스코피(fluoroscopy) 엑스선 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  18. 복수개의 펄스를 포함하며 펄스 레이트가 변화하는 펄스 신호에 대응되는 펄스형 엑스선을 생성하여 대상체로 조사하는 엑스선 생성부; 및
    상기 펄스형 엑스선에 근거하여 이미징된 복수개의 영상 프레임에 근거하여, 상기 펄스 신호의 펄스 레이트보다 큰 프레임 레이트를 갖는 복수개의 최종 영상 프레임을 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 대상체의 움직임에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보 및 상기 복수개의 영상 프레임 중 적어도 하나에 근거하여, 적어도 하나의 보간 영상 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 장치.
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