KR102417791B1 - 입사 x-선의 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향 결정(Determining the orientation of an edge-on x-ray detector with respect to the direction of incoming x-rays) - Google Patents
입사 x-선의 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향 결정(Determining the orientation of an edge-on x-ray detector with respect to the direction of incoming x-rays) Download PDFInfo
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Abstract
x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 획득하는 단계(S1)를 포함하며, 여기에서 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된다. 상기 방법은 또한 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 단계(S2)를 포함한다.
Description
본원에 제시된 기술은 일반적으로 x-선 영상화에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 입사 x-선의 방향에 대하여 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법, 및 에지-온 x-선 검출기로부터 측정 정보를 획득하기 위한 방법, 에지-온 x-선 검출기 및/또는 x-선 광원 초점의 움직임 효과를 예측하기 위한 방법, 및 해당 시스템, 컴퓨터-프로그램, 컴퓨터-프로그램 제품 및 x-선 측정 시스템에 관한 것이다.
x-선 영상화와 같은 방사선 영상은 의료 응용 분야와 비파괴 검사 분야에서 수년간 사용되어 왔다.
통상적으로, x-선 영상화 시스템은 하나 또는 여러 검출기 요소(x-선 강도/작용(x-ray intensity/fluence)을 측정하는 독립적인 수단)를 포함하는 다중 검출기로 구성된 x-선 광원(x-ray source) 및 x-선 검출기 어레이를 포함한다. x-선 광원은 x-선을 방출하며, 이는 영상화될 피사체 또는 대상을 통과하여 검출기 어레이에 의하여 등록된다. 어떤 재료는 다른 재료보다 x-선의 더 큰 부분을 흡수하기 때문에 피사체 또는 대상의 이미지가 형성된다.
일반적으로 사용되는 x-선 영상화 시스템의 일례로는 x-선 컴퓨터 단층 촬영, CT, x-선의 팬-빔 또는 콘 빔을 생성할 수 있는 시스템 및 환자 또는 대상을 통해 전송되는 x-선의 분율을 측정하는 x-선 검출기의 대향 어레이가 있다. x-선관 및 검출기 어레이는 영상화될 대상을 중심으로 회전하는 갠트리에 설치된다. 팬 빔 CT 지오메트리의 도식이 도 3에 도시되어 있다. 소정 회전 위치에 대하여, 각각의 검출기 요소는 전송된 x-선을 특정 투영 라인에 대하여 측정한다. 이러한 측정을 투영 측정이라 한다. 여러 투영 라인에 대한 투영 측정 모음을 사이노그램(sinogram)이라 한다. 사이노그램 데이터는 영상화된 대상의 내부 이미지를 얻기 위하여 이미지 재구성을 통해 활용된다. 반복적인 재구성 또는 기본 재료 분해와 같은 특정 형태의 영상 재구성은 소위 정방향 모델의 형성을 필요로 하며, 이는 영상화 시스템을 상세하게 설명한다.
검출기 어레이의 크기 및 세분화는 CT 장치의 영상화 능력에 영향을 미친다. 갠트리의 회전축 방향, 즉, 도 3의 z-방향에서 다수개의 검출기 요소는 다중-슬라이스 영상(multi-slice image)의 획득을 가능하게 한다. 각도 방향(도 3의(ξ))의 다수개의 검출기 요소는 동일한 평면에서 동시에 여러 투영을 측정가능하게 하며, 이는 팬/콘-빔 CT에 적용된다. 대부분의 종래 검출기는 소위 평판 검출기(flat-panel detector)이며, 이는 슬라이스(z) 및 각도(ξ) 방향으로 검출기 요소가 있음을 의미한다.
저-Z 물질로 형성되는 x-선 검출기는 CT에서 사용하기에 충분한 검출 효율을 갖기 위해 x-선 빔 방향으로 상당한 두께를 가져야 한다. 이는 미국 특허 제 8,183,535 호에서와 같이 예를 들어 "에지-온" 지오메트리를 이용함으로써 해결할 수 있으며, 미국 특허 제 8,183,535 호에 의하면, 검출기 어레이는 다수의 검출기로 구성되며, 상기 검출기는 충돌하는 x-선을 향하여 에지가 배향되는 낮은 원자 번호 물질로 이루어지는 얇은 웨이퍼로 구성된다. 각각의 검출기는 웨이퍼상의 2D 그리드 상에 다수개의 검출기 요소를 갖는 것이 일반적이다. 각각의 개별적인 웨이퍼는, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 슬라이스 방향(z) 및 x-선 방향으로 검출기 요소를 갖도록 배향된다. 반도체 검출기용 에지-온 지오메트리 또한 미국 특허 제 4,937,453 호, 미국 특허 제 5,434,417 호, 미국 특허 출원 제 2004/0251419 호 및 국제 특허 공보 제 2010/093314 호에 개시된다. x-선의 방향에 대해 약간의 경사진 각도로 배향된 웨이퍼 검출기 또한 일반적으로 "에지-온"이라는 용어에 포함된다.
에지-온 검출기가 설계된 대로 작동하려면, 검출기가 충돌하는 x-선의 방향에 대하여 설계되는 방식으로 배향되는 것이 일반적으로 중요하며 또는 적어도 검출기 배향이 주지되고 고려되는 것이 중요하다. 검출기 장착에 있어서 그리고 x-선관의 초점 위치에 있어서 불확실성이 있기 때문에, x-선의 방향에 대해 각각의 검출기가 원하는 대로 정렬되었는지는 확실하지 않다. 검출기가 x-선의 방향에 대해 오정렬되고 좌측으로 부정확하면, 예를 들어 다음과 같은 문제가 발생될 수 있다: 보다 낮은 검출 효율; 보다 낮은 공간 해상도; 영상 재구성에서 부정확한 정방향 모델; 및, 나아가, 손상된 영상 품질. x-선 방향에 대한 검출기의 배향이 추정가능한 경우, 영상 획득 이전 또는 이후 보정이 이루어질 수 있다.
미국 특허 출원 제 2014/0211925 호, 미국 특허 제 8622615 호, 및 미국 특허 출원 제 2014/0153694 호는 캘리브레이션 팬텀 또는 장치를 사용한 평면 검출기의 지오메트리 캘리브레이션에 관한 것이다. 그러나, 기존의 평면 검출기의 경우, x-선 방향은 성능에 큰 영향을 미치지 않는다.
미국 특허 제 5,131,021 호, 미국 특허 제 8,262,288 호, 미국 특허 제 6,370,218 호, 미국 특허 제 5,469,429 호, 미국 특허 제 5,131,021 호는 x-선관의 초점 위치 캘리브레이션 및/또는 조정에 관한 것이다.
그러나, 선행 기술 어디에도 CT용 에지-온 검출기의 배향에 관련된 파라미터를 결정하는 방법에 대해서는 개시한 바가 없다.
국제 특허 공보 제 2010/093314 호는 단지 x-선 방향으로 세분화된 반도체 검출기 요소의 기계적 오정렬을 상단 및 하단 세그먼트에서 검출된 x-선의 예상비율 모델에 기초하여 측정 및 교정할 수 있는 가능성을 언급할 뿐이다.
목적은 x-선 광원으로부터의 x-선 방향과 관련하여 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
또한 목적은 x-선 광원으로부터의 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는 에지-온 x-선 검출기로부터 측정 정보를 획득하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 추정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 에지-온 x-선 검출기 및/또는 x-선 광원 초점의 움직임의 영향을 예측하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
또한 목적은, 컴퓨터에 의해 실행될 때, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 해당 컴퓨터-프로그램 제품을 제공하는 것이다.
또한 목적은 개선된 x-선 측정 시스템을 제공하는 것이다.
이들 및 기타 목적은 본원에 제시된 기술의 실시 예에 의하여 충족된다.
본원 발명자들은 x-선 방향에서 검출기의 범위로 인하여 에지-온 검출기의 여분의 치수가 영상화 설정의 완전한 지오메트리 설명을 획득하기 위해 결정되어야 하는 하나 이상의 추가 파라미터를 도입한다는 것을 인식하였다.
제 1 양상에 의하면, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는다. 상기 방법은:
- 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 획득하는 단계, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계됨; 및
- 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 단계로 이루어진다.
이러한 방식으로, 여러 다양한 목적으로 사용될 수 있는 유용한 정보를 효율적인 방식으로 획득할 수 있다.
예로써, 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 상기 파라미터들은, 예를 들어, 상기 x-선관의 초점의 조정, 개별적인 검출기의 정렬 조정, 후-처리에 의한 측정 데이터의 보정 및/또는 반복적인 영상 재구성에 사용된 정방향 모델의 개선에 있어서 시스템 캘리브레이션을 수행하는데 사용될 수 있고, 상기 후-처리는 사이노그램 공간의 그리드 상에서 측정 데이터를 보간하는 것을 포함할 수 있다.
제 2 양상에 의하면, x-선 광원으로부터의 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는 에지-온 x-선 검출기로부터 측정 정보를 획득하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은:
- 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에서, x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된 팬텀을 제공하는 단계; 및
- 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련하여 상기 팬텀의 상대 운동을 유발하는 단계; 및
- 상기 측정 정보를 획득하기 위하여, 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 상기 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도의 측정을 수행하는 단계로 이루어진다.
이러한 방식으로, 예를 들면, 에지-온 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 추정하기 위하여 또는 에지-온 x-선 검출기 및/또는 x-선 광원의 초점의 움직임의 효과를 예측하기 위하여 채용가능한 유용한 측정 정보를 효율적인 방식으로 획득할 수 있다.
제 3 양상에 의하면, 제 2 양상에 의한 방법에 의하여 획득된 측정 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 추정하기 위한 방법이 제공된다.
제 4 양상에 의하면, 제 2 양상의 방법에 의하여 획득된 측정 정보에 기초하여, 에지-온 x-선 검출기 및/또는 x-선 광원의 초점의 움직임 효과를 예측하기 위한 방법이 제공되며, 상기 측정은 상기 x-선 검출기 및/또는 상기 초점의 상이한 위치로 만들어진다.
제 5 양상에 의하면, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위하여 구성된 시스템이 제공된다. 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는다. 상기 시스템은 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 획득하도록 구성되고, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된다. 상기 시스템은 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정하도록 구성된다.
제 6 양상에 의하면, 컴퓨터에 의하여 수행될 때, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램이 제공되며, 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는다. 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터에 의하여 수행될 때 상기 컴퓨터로 하여금 다음을 수행하도록 하는 명령어를 포함한다:
- 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 판독하고, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계됨; 및
- 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정함.
제 7 양상에 의하면, 위에 정의된 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터-프로그램 제품이 제공된다.
제 8 양상에 의하면, x-선 측정 시스템이 제공되며, 이는:
- x-선 광원으로부터의 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는 에지-온 x-선 검출기;
- 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 배열되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된 팬텀으로 이루어지며,
상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련하여 상기 팬텀의 상대 운동이 유발될 수 있고; 그리고
상기 x-선 측정 시스템은, 측정 정보를 획득하기 위하여, 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 상기 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도 측정을 수행하도록 구성됨을 특징으로 한다.
상세한 설명으로부터 기타의 장점 또한 이해될 것이다.
첨부 도면과 함께 적용된 다음의 설명을 참조함으로써 실시 예들은 그의 추가의 대상 및 이점과 함께 가장 잘 이해 될 수 있다:
도 1은 일 실시 예에 따라 x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법의 일례를 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 2는 일 실시 예에 따라 에지-온 x-선 검출기로부터 측정 정보를 획득하기 위한 방법의 일례를 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 3은 팬-빔 CT 시스템의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 4는 검출기 오정렬 정의의 예를 도시하는 개략도이다.
도 5는 검출기 요소의 2D 그리드를 표시하는 에지-온 검출기의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 6은 각각의 검출기 요소에 대한 갠트리 회전 각도의 작용을 나타낸 것으로서 x-선 강도 측정으로부터의 데이터 표현을 시각화하는 개략도이다.
도 7은 에지-온 검출기에 대하여 x-선 빔의 방향을 추정하기 위한 방법의 일례를 나타낸 개략적인 흐름도이다.
도 8은 시스템의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 컴퓨터 구현의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 x-선 측정 시스템의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 1은 일 실시 예에 따라 x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법의 일례를 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 2는 일 실시 예에 따라 에지-온 x-선 검출기로부터 측정 정보를 획득하기 위한 방법의 일례를 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 3은 팬-빔 CT 시스템의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 4는 검출기 오정렬 정의의 예를 도시하는 개략도이다.
도 5는 검출기 요소의 2D 그리드를 표시하는 에지-온 검출기의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 6은 각각의 검출기 요소에 대한 갠트리 회전 각도의 작용을 나타낸 것으로서 x-선 강도 측정으로부터의 데이터 표현을 시각화하는 개략도이다.
도 7은 에지-온 검출기에 대하여 x-선 빔의 방향을 추정하기 위한 방법의 일례를 나타낸 개략적인 흐름도이다.
도 8은 시스템의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 컴퓨터 구현의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 x-선 측정 시스템의 일례를 도시하는 개략도이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호는 유사하거나 대응하는 요소에 사용된다.
제 1 양상에 의하면, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는다.
도 1을 참조하면, 상기 방법은 기본적으로 다음의 단계를 포함한다:
S1: 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 획득하는 단계, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계됨; 및
S2: 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 단계.
이러한 방식으로, 여러 다양한 목적으로 사용될 수 있는 유용한 정보를 효율적인 방식으로 획득할 수 있다.
예로써, 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 상기 파라미터들은, 예를 들어, 상기 x-선관의 초점의 조정, 개별적인 검출기의 정렬 조정, 후-처리에 의한 측정 데이터의 보정 및/또는 영상 재구성에 사용된 정방향 모델의 개선에 있어서 시스템 캘리브레이션을 수행하는데 사용될 수 있다.
일례로, 상기 지오메트리 모델은 광원의 위치, 상기 x-선 검출기의 위치 및 배향, 상기 팬텀의 위치, 및 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련한 상기 팬텀의 상대 운동을 나타내는 지오메트리 파라미터를 기술할 수 있다.
일 특정 예에서, 상기 지오메트리 모델은 상기 검출기에 대하여 상기 팬텀으로부터의 궤적 또는 그림자의 움직임을 예측할 수 있다. 궤적에 의하여, 상기 팬텀 및 검출기 웨이퍼에 의해 정의된 상기 x-선 조사 범위에서의 특징의 교차점을 의미한다.
기본적인 예에서, 전반적인 x-선 검출기 배열은 일반적으로 다수의 에지-온 x-선 검출기의 검출기 어레이에 기초하며, 이는 입사 x-선을 향하여 에지가 배향된 검출기 웨이퍼이다. 각각의 검출기 웨이퍼는 소위 슬라이스 방향(도 3에서 (z))으로 검출기 요소를 가지며 또한 실질적으로 상기 x-선 방향으로도 검출기 요소를 갖는다. 여기에서, "검출기 평면"은 일반적으로 상기 검출기 웨이퍼의 평면으로 간주된다.
예를 들어, 배향에 연관된 상기 파라미터(들)는, 적어도, 상기 검출기 상에서 x-선 빔의 궤적에 의하여 정의되는 검출기 평면에서의 라인과 상기 x-선 방향 사이의 각도를 포함하고, 상기 x-선 빔은 상기 팬텀의 특징에 의하여 정의된다.
배향에 연관된 상기 파라미터(들)는 상기 검출기 평면에서의 상기 라인의 배향을 더욱 포함할 수 있다.
일 특정 예에서, 상기 에지-온 검출기는 일반적으로 2개 방향으로 요소를 가지며, 상기 에지-온 검출기의 방향 중 하나는 상기 x-선 방향으로 성분을 갖는다.
상기 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하는 소위 팬텀은 여러 상이한 종류가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 팬텀은 x-선 감쇠 시트에서 적어도 하나의 홀 및/또는 에지, 또는 적어도 하나의 볼 베어링을 포함할 수 있다. 달리 말하자면, 하나 이상의 홀이 상기 팬텀에 정의될 수 있고, 또는 상기 팬텀의 하나 이상의 에지나 볼 베어링이 사용될 수 있다.
일 특정 예에서, 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 영상 재구성에 사용된 정방향 모델을 개선하는 데에 이용될 수 있다.
다른 예에서, 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 상기 x-선관의 초점을 위치 파악(localize)하는 데에 이용될 수 있다.
예를 들어, 상기 방법은 영상 품질의 관점에서 상기 초점의 최적 위치를 찾는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 검출기 어레이에서 개별적인 x-선 검출기를 조정하는 데에 이용될 수 있다.
상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 투영 공간에서 오버샘플링이 달성되도록 상기 x-선 방향으로 상기 x-선 검출기의 검출기 요소를 의도적으로 오정렬하는 데에 이용될 수 있다.
제 2 양상에 의하면, x-선 광원으로부터의 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는 에지-온 x-선 검출기로부터 측정 정보를 획득하기 위한 방법이 제공된다.
도 2를 참조하면, 상기 방법은 기본적으로 다음의 단계를 포함한다:
S11: 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에서, x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된 팬텀을 제공하는 단계;
S12: 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련하여 상기 팬텀의 상대 운동을 유발하는 단계; 및
S13: 상기 측정 정보를 획득하기 위하여, 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 상기 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도의 측정을 수행하는 단계.
이러한 방식으로, 예를 들면, 에지-온 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 추정하기 위하여 또는 에지-온 x-선 검출기 및/또는 x-선 광원의 초점의 움직임의 효과를 예측하기 위하여 채용가능한 유용한 측정 정보를 효율적인 방식으로 획득할 수 있다.
예로써, 상기 팬텀은 x-선 감쇠 시트에서 적어도 하나의 홀 및/또는 에지, 또는 적어도 하나의 볼 베어링을 포함할 수 있다.
일 특정 예에서, 상기 상대 운동은 상기 x-선 광원 및 상기 x-선 검출기를 포함하는 회전 시스템의 회전에 의하여 유발되고, 및/또는 상기 상대 운동은 상기 팬텀의 움직임에 의하여 유발된다.
제 3 양상에 의하면, 제 2 양상에 의한 방법에 의하여 획득된 측정 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 추정하기 위한 방법이 제공된다.
예로써, 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 획득된 측정 정보에 기초하여 결정된다.
일 특정 예에서, 상기 지오메트리 모델은 광원의 위치, 상기 x-선 검출기의 위치 및 배향, 상기 팬텀의 위치, 및 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련한 상기 팬텀의 상대 운동을 나타내는 지오메트리 파라미터를 기술한다.
일례로, 상기 지오메트리 모델은 상기 검출기에 대하여 상기 팬텀으로부터의 궤적 또는 그림자의 움직임을 예측할 수 있다.
예를 들어, 배향에 연관된 상기 적어도 하나의 파라미터는, 적어도, 상기 검출기 상에서 x-선 빔의 궤적에 의하여 정의되는 검출기 평면에서의 라인과 상기 x-선 방향 사이의 각도를 포함할 수 있고, 상기 x-선 빔은 상기 팬텀의 특징에 의하여 정의된다.
선택적으로, 배향에 연관된 상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 검출기 평면에서의 상기 라인의 배향을 더욱 포함한다.
일 특정 예에서, 상기 에지-온 검출기는 2개 방향으로 요소를 가지며, 상기 에지-온 검출기의 방향 중 하나는 상기 x-선 방향으로 성분을 갖는다.
상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)은 여러 목적을 위하여 활용될 수 있다.
예로써, 갠트리에 장착된 상기 검출기의 품질은 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 평가될 수 있다.
다른 예에서, 상기 광원/검출기 시스템의 정방향 모델의 입력 파라미터는 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 캘리브레이팅된다.
또 다른 예에서, 투영 측정의 위치와 같은, 상기 x-선 광원-검출기 시스템의 공간 구성을 기술하는 지오메트리 파라미터는 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 캘리브레이팅된다.
x-선 측정 데이터의 보정 또한 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 수행될 수 있다.
제 4 양상에 의하면, 제 2 양상에 따른 방법에 의하여 획득된 측정 정보에 기초하여, 에지-온 x-선 검출기 및/또는 x-선 광원의 초점의 움직임 효과를 예측하기 위한 방법이 제공되며, 상기 측정은 상기 x-선 검출기 및/또는 상기 초점의 상이한 위치로 만들어진다.
일 특정 예에서, 상기 x-선 검출기의 위치 및/또는 상기 x-선 광원의 초점에 대한 적어도 하나의 보정은 계산된다.
예를 들어, 상기 적어도 하나의 보정은 상기 x-선 검출기, 상기 초점, 또는 상기 x-선 검출기와 상기 초점 모두의 위치의 물리적 조정에 대한 기초로 이용될 수 있다.
일례로, 상기 x-선 광원의 위치의 공간적 보정은 검출기 어레이에서 하나 또는 여러 x-선 검출기의 오정렬 오차를 동시에 최소화하기 위해 계산될 수 있다.
이하에서는 본원에 제시된 기술을 다양한 비-제한적인 예를 들어 설명한다. 본 발명은 이에 한정되지 않음을 이해해야 한다.
예시적인 본 실시 예에서, 상기 검출기 어레이는 중심축을 중심으로 회전하는 CT 갠트리에 장착된다. 도 3은 일반적인 지오메트리를 나타내며, 여기에서 
-축은 회전축을 정의하고, 
-축 및 
-축은 상기 중앙 슬라이스 평면을 정의하며, 각도(θ)는 상기 갠트리의 회전 위치를 정의하고, 각도(ξ)는 상기 검출기 어레이의 검출기 위치를 정의한다.
상기 x-선 광원은 회전 중심으로부터 거리를 두고 상기 갠트리의 일측에 위치된다. 상기 검출기 어레이는 상기 갠트리의 반대측에 상기 x-선 광원을 마주보며 장착된다. 상기 x-선 광원 및 상기 검출기 어레이는 모두 상기 갠트리와 함께 회전된다.
상기 검출기는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼이며, 반도체 웨이퍼는 2차원으로 다수개의 픽셀을 가지며 (도 5), 이들은 에지-온 장착된다. 도 5에서 상기 벡터(
) 및 (
)는 상기 검출기 평면에 놓이며, 벡터(
)는 상기 검출기 평면의 법선에 있다. 상기 검출기의 에지-온 장착의 일례는 상기 광원이 상기 
-축 상에 놓여서 x-선이 검출기의 전방 행의 중심을 쳤을 때 상기 x-선이 상기 
-축을 따라 이동되도록 될 때이다.
본 발명의 이러한 예시적인 실시 예에서, 팬텀 대상을 흡수하는 x-선은 상기 갠트리 내에서 오프-센터 위치에 고정되게 위치된다. 상기 대상은 예를 들어, 다수개의 홀 또는 고감쇠 비드 세트를 갖는 금속 시트로 될 수 있다. 상기 대상은 "그림자"를 만들어냄으로써 상기 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입한다. 달리 말하자면, 상기 감쇠 대상은 상기 x-선 방향에 직교하는 상기 x-선 조사 범위에 구배를 생성하고, 따라서 상기 팬텀 후방의 상기 x-선 조사 범위의 구배에 식별가능한 특징에 의하여 상기 x-선 방향이 정의된다. 간단히 하기 위하여, 상기 팬텀은 x-선의 단일 빔을 생성하는 고감도 시트에 정의된 단일 홀을 갖는 것으로 가정한다. 상기 홀로부터 상기 회전축까지의 방사상 거리를 가능한 한 높은 정확도로 알 수 있도록 상기 팬텀은 상기 갠트리 내에 위치된다.
상기 갠트리는 회전시키고 상기 팬텀은 고정된 채로 유지할 때, x-선의 빔은 상기 홀의 오프-센터 위치로 인하여 상기 검출기 어레이에 대하여 이동될 것이다. 이제 우리는 각각의 회전 위치(θ k )에서 상기 검출기로 측정을 수행한다고 가정하고, 여기에서 측정은 그 검출기 요소를 통과하는 x-선의 강도에 비례하게 각각의 검출기 요소에 대하여 신호를 발생한다. 데이터 표현은 일반적으로 각각의 회전 위치(θ k )에 대하여 상기 검출기 상에서 각각의 검출기 요소에 대한 x-선 강도의 측정 어레이로 구성된다. 도 6은 상기 검출기 상기 갠트리가 회전하는 상기 검출기 위로 지나가는 단일의 x-선 빔의 경우에 대한 테이터 표현을 시각화한다.
본 발명은 기하학적 논증을 이용하여 상기 검출기에 대한 상기 x-선 방향을 추정하기 위해 상기 측정의 활용을 포함한다. 상기 방법의 일례는 도 7의 흐름도에 의해 설명된다. 검출기에 대하여 x-선 방향을 추정하는 단계를 수행하기 위하여 여러 방법이 존재한다. 도 7을 참조하면, 이러한 방법의 비-제한적인 예가 도시된다.
검출기에 대한 x-선 방향을 추정하기 위해, 상기 검출기, 상기 광원 및 상기 팬텀의 상대적인 위치에 대한 가정이 이루어진다. 상기 x-선 광원의 초점 위치는 포인트(
)로 모델화되며, 검출기의 정렬 상태는 도 X에서와 같이 상기 검출기 평면에서 2개의 벡터(
)와 (
) 및 포인트(
)에 의하여 모델화되어, 각각의 검출기 요소의 위치는 다음과 같이 표현가능하다, 
, 여기에서, 
및 
는 상기 검출기 모델로부터 알려진다.
간략화를 위하여, 상기 검출기 요소가 정사각형 그리드 상에 놓이는 것으로 가정되지만, 설명된 방법은 검출기 요소가 정사각형 그리드 상에 없을 때에도 적용되도록 용이하게 조정될 수 있다. 공통의 x-좌표를 갖는 상기 검출기 요소는 이후에는 검출기 행으로 언급될 것이다. 모든 위치는 상기 검출기 및 상기 광원이 고정되도록 상기 갠트리와 함께 회전하는 좌표계로 표현된다. 회전축은 z-축으로 정의된다.
도 4는 본원에 사용된 상기 x-선 방향에 대한 검출기의 오정렬을 설명하는 파라미터의 정의를 나타낸다. x-선이 상기 검출기의 전방을 쳤을 때의 상기 x-선 방향이 기준으로서 사용된다. 각도(β)는 상기 x-선 빔이 상기 갠트리의 회전 중에 상기 검출기를 통과할 때 상기 x-선 빔의 궤적에 근사치인 라인의 배향을 기술한다. 각도(
)는 상기 검출기에서 상기 빔의 궤적 주위의 상기 검출기의 배향을 기술한다. 회전 각도의 함수로서의 x-선 강도의 상기 측정은 x-선의 단일 빔이 사용되는 경우 상기 각도(
)에 대해 불변한다. 상기 각도(
)는, 예를 들어, 상기 팬텀에서 에지를 상기 회전축에 맞추어 정렬시키고 상기 검출기의 우측 및 좌측이 상기 에지로부터의 그림자와 마주칠 때를 비교함으로써 추정될 수 있다. 그러나, 상기 각도(
)는 에너지 응답 및 검출 효율 면에서 검출기 성능에 있어서는 중요하지 않은 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 이하에 설명하는 방법은 각도(α)를 추정하는 역할을 한다.
상기 팬텀에서 홀의 위치는 
에 의하여 모델화되고 (도 4에서 p 1 및 p 2 로 표시되며 φ 1 및 φ 2 에 의하여 r로 각각 결정됨) 및 회전 좌표계에서 
로 회전된다, 여기에서 (ω)는 상기 갠트리의 각속도이다. 이는 소정치(φ)에 대해, 상기 팬텀 내의 홀에 의하여 생성된 빔의 x-선이 라인(
)을 따라 이동됨을 의미한다.
x-선이 
에서 상기 검출기의 행(i:th)을 교차하도록 상기 검출기가 장착된다고 가정한다. 상기 검출기가 에지-온 정렬되면, 상기 x-선 빔은 (θ)의 동일값에 대하여 모든 행을 교차할 것이다. 반면에 상기 검출기가 상기 광원에 대하여 오정렬되면, 상기 x-선 빔은 (θ)의 상이한 값에 대하여 상이한 행을 교차한다.
우선, 각각의 검출기 행에 대하여, 상기 행을 따라 위치를 결정하고 상기 빔과 상기 행이 교차되는 회전 각도(θ)가 최대로 되도록, 예를 들어, 상기 측정된 x-선 교차점에 가우시안 피팅(Gaussian fitting)을 이용하여 결정한다. 이러한 값을 
및 
으로 각각 칭한다.
상기 x-선 빔이 제 1 검출기 행을 교차하는 위치를 다음과 같이 모델화한다:
상기 x-선 빔이 제 1 검출기 행을 교차할 때 상기 팬텀(
)에서 홀의 위치는 
와 
의 사이의 라인 상에 위치되어 
을 만족해야 하며, 여기에서 (r)는 상기 팬텀에서의 홀과 회전축 사이의 직교 거리이다 (도 2 참조). 
을 구하기 위하여 다음의 방정식을 푼다:
(q)에 대하여 그리고 비드가 상기 광원보다 상기 검출기에 더 가깝거나 그 반대인 경우, (q)에 대해 보다 작은 해를 선택한다. 이제 
는 다음과 같이 주어진다:
여기에서, q*는 (0.1)의 해로부터 나온다. 측정된 회전 각도(
)의 함수로서 상기 팬텀 상의 홀의 위치에서 x-선 강도는 다음과 같이 모델화될 수 있다:
여기에서, 상기 z-성분은 모든 (i)에 대하여 동일한데 
가 상기 z-축 주위로 회전하기 때문이다, 그리고
그리고
k>0에 대하여 상기 x-선 빔의 범위는 라인 
에 의하여 모델화될 수 있다. 상기 x-선 빔 및 상기 검출기 행이 교차하는 위치들 사이의 상대적인 길이는 
에 의하여 주어진다. 상기 x-선 빔이 상기 검출기를 교차하는 위치는 그러므로 다음의 방정식을 풀어서 획득할 수 있다:
k에 대하여 그리고 상기 x-선 빔이 상기 검출기 행을 교차하는 위치를 다음에 의하여 추정함으로써:
상기 팬텀에서 홀이 회전됨에 따라, 상기 빔은 원추형 표면을 따라 이동된다. 상기 원추의 크기 및 형상은 상기 회전축 및 상기 광원에 대한 상기 홀의 위치에 따라 좌우될 것이다. 상기 검출기의 오정렬이 작고 상기 원추의 곡률이 상기 팬텀 대상의 적절한 선택에 의하여 매우 작게 형성될 수 있음을 고려하여, 상기 빔이 상기 검출기를 교차하는 위치는 매우 양호한 근사치까지 직선에 놓인다.
그러므로, 포인트(
)의 집합에 맞고 상기 검출기 평면에 놓이는 라인을 정의하는 방향 벡터(
)를 형성할 수 있다. 상기 x-선이 상기 포인트(
)를 통과할 때 상기 x-선의 방향은 
로 주어진다. 상기 각도(α)는 이제 다음과 같이 추정될 수 있다:
모델 및/또는 측정에서의 작은 오차가 본 방법의 결과에 실질적으로 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있다. 상기 검출기는 상기 검출기 갠트리의 모델에 따라 장착되기 때문에, 위에서 언급한 상대적인 위치를 밀리미터 단위로 상당히 높은 정확도로 알고 있다고 가정하는 것이 적절하다.
측정 정보를 이용하는 또 다른 예시적인 방법은 상기 x-선 광원의 초점의 최적 위치 설정, 즉, 실제 에지에 상기 검출기를 정렬시키는 위치에 관한 것이다. 상기 검출기가 이동되고 초점이 고정되는 유사한 방법(일부 수정)도 가능하다. 이 작업은, 예를 들어, 간단한 계산으로 초점을 이동할 수 있는 방향을 아는 경우에 위의 방법을 사용함으로써 이루어질 수 있다. 초점이 이동될 수 있는 방향은 (상기 검출기 좌표계에서) 일반적으로 알려지지 않으며 또한 위의 방법은 오류를 유발할 수 있는 모델을 사용한다. 이 방법에서는 대신, 초점이 이동될 때 상기 빔이 상기 검출기를 통과함에 따라 상기 빔의 측정이 어떻게 달라지는지를 추적하고, 상기 시스템의 지오메트리 모델을 사용하지 않으면서 상기 초점의 최적 위치를 계산한다.
여기에서, 빔이 상기 검출기를 통과할 때 상기 검출기에 대한 빔의 국부 운동은 선형이며, 즉, 빔은 단지 이동만 되고 회전은 되지 않는다고 가정한다. 상기 검출기는 일반적으로 얇은 웨이퍼(약 0.5mm 두께)이고 x-선에 대하여 에지-온 정렬되는 것에 가깝다는 것을 고려하면, 상기 빔은 상기 검출기를 매우 간략하게 통과하고 선형 이동이 좋은 접근법이다. 그러나, 본원에 설명된 방법에서와 같이 모델을 사용하지 않으면 상기 빔이 상기 검출기에 대하여 이동되는 방향을 알 수 없다. 또한, 상기 검출기에 대하여 빔이 이동되는 속도를 알 수 없다.
좌표계(
)를 도입한다, 여기에서 
는 움직임의 방향을 나타낸다. 
축은 
및/또는 
에 대해 기울어질 수 있다. 이 좌표계에서, 빔이 상기 검출기 행(i:th)과 교차하는 위치를 
로 정의하고 (정의에 대하여 위 참조), 경사 좌표계에서 x-선 방향(v')은 포인트(
)로의 선형 회귀에 의해 주어진다. 이제, 3가지 상이한 초점 위치를 측정한다(v'): 널(null) 위치 및 상기 널 위치로부터 상기 초점이 독립적인 선형 방향으로 이동된 두 개의 이동(T 1 및 T 2 ). 측정된 벡터를 
, 
및 
로 칭한다. 이 방법은 초점의 이동(k 1 T 1 + k 2 T 2 )이 상기 검출기를 에지-온 정렬하도록 하는 인자(k 1 및 k 2 )를 찾기 위한 것이다. 상기 검출기를 에지-온 정렬하는 상태는 
, 즉 v'의 z 및 y 성분이 제로인 위치이다. 이 상태가 발생하는 때를 예측하기 위하여, x=상수 평면으로의 (v')의 투영이 초점의 이동과 함께 매우 좋은 근사치로 선형 이동한다는 것을 관찰한다. 그러므로, x=1 평면에 대해 벡터(v')를 
로 투영하고 k 1 및 k 2 의 함수로서 s가 다음과 같이 표현될 수 있음을 관찰한다:
상기 정렬 상태는 
및 
에 의하여 정의된다. 그러므로, 상기 검출기를 정렬하는 값(k 1 및 k 2 )의 값을 다음의 선형 방정식을 풀어서 발견할 수 있다:
본원에 설명된 방법 및 장치는 다양한 방법으로 결합 및 재구성될 수 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 실시 예들은 하드웨어로, 또는 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위해 소프트웨어로, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
본원에 설명된 단계, 기능, 과정, 모듈 및/또는 블록은 범용 전자 회로 및 주문형 회로 모두를 포함하여 개별 회로 또는 집적 회로 기술과 같은 임의의 종래 기술을 사용하여 하드웨어로 구현될 수 있다.
특정 예는 하나 이상의 적절하게 구성된 디지털 신호 프로세서 및 기타 공지된 전자 회로, 예를 들면, 특수 기능을 수행하도록 상호 접속된 이산 논리 게이트 또는 주문형 집적회로(Application Specific Integrated Circuits ASIC)를 포함한다.
대안으로, 여기에 설명된 단계, 기능, 과정, 모듈 및/또는 블록의 일부는 하나 이상의 프로세서 또는 처리 유닛과 같은 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위한 컴퓨터 프로그램과 같은 소프트웨어로 구현될 수 있다.
처리 회로의 예로는 하나 이상의 마이크로프로세서, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 비디오 가속 하드웨어 및/또는 하나 이상의 현장 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Arrays FPGA)와 같은 임의의 적절한 프로그램 가능한 논리 회로, 또는 하나 이상의 프로그램 가능한 논리 제어 장치(PLC)가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 제안된 기술이 구현되는 임의의 종래의 장치 또는 유닛의 일반적인 처리 능력을 재-사용하는 것이 가능할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면 기존 소프트웨어를 다시 프로그래밍하거나 새로운 소프트웨어 구성 요소를 추가함으로써 기존 소프트웨어를 재-사용할 수도 있다.
제 5 양상에 의하면, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위하여 구성된 시스템이 제공된다. 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는다. 상기 시스템은 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 획득하도록 구성되고, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된다. 상기 시스템은 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정하도록 구성된다.
일 특정 예에서, 상기 시스템(100)은 프로세서(110) 및 메모리(120)를 포함하며, 상기 메모리는 상기 프로세서에 의하여 수행 가능한 명령어를 포함함으로써, 상기 프로세서는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 에지-온 검출기의 배향에 연관된 파라미터(들)를 결정하도록 작동된다. 선택적으로, 상기 시스템은 입력 데이터를 수신하고 결과적인 출력 데이터를 출력하는 입력/출력 인터페이스를 포함한다.
이 특정 예에서, 본원에 기재된 단계, 기능, 과정, 모듈 및/또는 블록의 적어도 일부는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 처리 회로에 의한 실행을 위해 메모리에 로딩되는 컴퓨터 프로그램으로 구현된다. 상기 프로세서(들) 및 메모리는 서로 상호 연결되어 정상적인 소프트웨어 실행을 가능하게 한다. 선택적인 입력/출력 장치 또한 입력 파라미터(들) 및/또는 결과적인 출력 파라미터(들)와 같은 관련 데이터의 입력 및/또는 출력을 가능하게 하기 위하여 상기 프로세서(들) 및/또는 상기 메모리에 상호 연결될 수 있다.
상기 용어 '프로세서'는 일반적인 의미에서 특정 처리, 결정 또는 계산 작업을 수행하기 위하여 프로그램 코드 또는 컴퓨터 프로그램 명령어를 실행할 수 있는 임의의 시스템 또는 장치로 해석되어야 한다.
따라서, 하나 이상의 프로세서를 포함하는 처리 회로는 컴퓨터 프로그램을 실행할 때 본원에 설명된 바와 같이 잘 정의된 처리 작업을 수행하도록 구성된다.
상기 처리 회로는 상술한 바의 단계, 기능, 절차, 모듈 및/또는 블록을 실행하기 위하여 전용될 필요 없이 기타의 작업 역시 실행할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 컴퓨터 구현의 다른 일례를 도시하는 개략도이다.
제 6 양상에 의하면, 컴퓨터에 의하여 수행될 때, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램이 제공되며, 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는다. 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터에 의하여 수행될 때 상기 컴퓨터로 하여금 다음을 수행하도록 하는 명령어를 포함한다:
- 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 판독하고, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계됨; 및
- 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정함.
본원에 제시된 기술은 또한 그러한 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터-판독가능 매체(220; 230)를 포함하는 컴퓨터-프로그램 제품을 제공한다.
예로서, 소프트웨어 또는 컴퓨터 프로그램(225; 235)은 컴퓨터-판독가능 매체(220; 230) 상에 정상적으로 운반되거나 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품, 특히 비-휘발성 매체로서 실현될 수 있다. 상기 컴퓨터-판독가능 매체는, 판독 전용 메모리(Read-Only Memory ROM), 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory RAM), 콤팩트 디스크(Compact Disc CD), 디지털 다기능 디스크(Digital Versatile Disc), 블루레이 디스크(Blu-ray disc), 범용 직렬 버스(Universal Serial BusUSB) 메모리, 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive HDD) 저장 장치, 플래시 메모리, 자기 테이프 또는 임의의 기타 종래의 메모리 장치를 포함하여, 하나 이상의 분리형 또는 비-분리형 메모리 장치를 포함할 수 있고 이에 한정되지 않는다. 따라서, 상기 컴퓨터 프로그램은 그의 처리 회로에 의한 실행을 위하여 컴퓨터 또는 동등한 처리 장치의 동작 메모리에 로딩될 수 있다.
본원에 제시된 흐름도 또는 다이어그램은 하나 이상의 프로세서에 의하여 실행될 때의 컴퓨터 흐름도 또는 다이어그램으로 간주될 수 있다. 상응하는 장치, 시스템 및/또는 장치는 기능 모듈의 그룹으로서 정의될 수 있으며, 상기 프로세서에 의하여 수행되는 각 단계는 하나의 기능 모듈에 대응한다. 이 경우, 기능 모듈은 상기 프로세서에서 실행되는 컴퓨터 프로그램으로 구현된다. 따라서, 상기 장치, 시스템 및/또는 장치는 대안적으로 기능 모듈의 그룹으로서 정의될 수 있으며, 상기 기능 모듈은 적어도 하나의 프로세서 상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램으로서 구현된다.
따라서, 메모리에 존재하는 컴퓨터 프로그램은 상기 프로세서에 의하여 실행될 때 본원에 설명된 단계 및/또는 작업의 적어도 일부를 수행하도록 구성된 적절한 기능 모듈로서 구성될 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 x-선 측정 시스템의 일례를 도시하는 개략도이다. 기본적으로, 상기 x-선 측정 시스템(300)은:
- x-선 광원(320)으로부터의 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는 에지-온 x-선 검출기(310);
- 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 배열되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된 팬텀(330)으로 이루어지며,
상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련하여 상기 팬텀의 상대 운동이 유발될 수 있고; 그리고
상기 x-선 측정 시스템(300)은, 측정 정보를 획득하기 위하여, 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 상기 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도 측정을 수행하도록 구성된다.
상기 x-선 측정 시스템(300)은 단순히 x-선 시스템으로도 언급되며 하나보다 많은 에지-온 x-선 검출기를 포함할 수 있다.
도 10의 상기 특정 예에서, 측정 판독 모듈(340)은 상기 측정 데이터를 판독 및 전-처리하고 상기 측정 데이터를 컴퓨터 또는 컴퓨터화된 처리를 위한 유사한 처리 시스템(도 10에 도시되지 않음)에 전송할 수 있도록 각각의 검출기에 연결될 수 있다.
예로써, 상기 x-선 측정 시스템(300)은 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서의 상기 x-선의 강도 측정 수행 및/또는 상대 운동 유도를 포함하여 상기 시스템의 원하는 제어 동작을 달성하기 위한 제어 시스템(350)을 포함할 수 있다.
상술한 실시 예는 단지 예로서 제시된 것이고, 본원에 제시된 기술은 이에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 당업자는 첨부된 특허 청구의 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 실시예에 대하여 다양한 변형, 조합 및 변경이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특히, 기타의 실시 예에서의 상이한 부분적인 해결책은 기술적으로 가능할 경우 기타의 구성으로 결합될 수 있다.
Claims (36)
- x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 방법으로서, 여기에서 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 가짐:
- 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 획득하는 단계, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계됨; 및
- 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 단계
로 이루어지는, 상기 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 지오메트리 모델은 광원의 위치, 상기 x-선 검출기의 위치 및 배향, 상기 팬텀의 위치, 및 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련한 상기 팬텀의 상대 운동을 나타내는 지오메트리 파라미터를 기술함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지오메트리 모델은 상기 검출기에 대하여 상기 팬텀으로부터의 궤적 또는 그림자의 움직임을 예측하기 위하여 적응됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 배향에 연관된 상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 검출기 상에서 x-선 빔의 궤적에 의하여 정의되는 검출기 평면에서의 라인과 상기 x-선 방향 사이의 각도를 포함하고, 여기에서 상기 x-선 빔은 상기 팬텀의 특징에 의하여 정의됨, 및/또는
배향에 연관된 상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 검출기 평면에서의 상기 라인의 배향을 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 에지-온 검출기는 2개 방향으로 요소를 가지며, 상기 에지-온 검출기의 방향 중 하나는 상기 x-선 방향으로 성분을 가짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 팬텀은 x-선 감쇠 시트(attenuating sheet)에서 적어도 하나의 홀 및/또는 에지를 포함하거나, 또는 적어도 하나의 볼 베어링을 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 영상 재구성에 사용된 정방향 모델을 개선하는 데에 이용되거나, 또는
상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 x-선관의 초점을 위치파악(localize)하는 데에 이용되고, 및/또는 상기 방법은 영상 품질의 관점에서 상기 초점의 최적 위치를 찾는 단계를 더욱 포함하거나, 또는
상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 검출기 어레이에서 개별적인 x-선 검출기를 조정하는 데에 이용되거나, 또는
상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 상기 x-선 검출기에 의하여 측정된 측정 데이터의 후-처리 수행에 이용되거나, 또는
상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관되어 결정된 상기 파라미터(들)는 오버샘플링이 달성되도록 상기 x-선 방향으로 상기 x-선 검출기의 검출기 요소를 의도적으로 오정렬하는 데에 이용됨을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 갠트리에 장착된 상기 검출기의 품질은 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 평가되거나, 또는
상기 광원/검출기 시스템의 정방향 모델의 입력 파라미터는 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 캘리브레이팅되거나, 또는
투영 측정의 위치와 같은, 상기 x-선 광원-검출기 시스템의 공간 구성을 기술하는 지오메트리 파라미터는 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 캘리브레이팅되거나, 또는
x-선 측정 데이터의 보정은 상기 x-선 방향에 대한 x-선 검출기의 배향에 연관된 추정 파라미터(들)에 기초하여 수행됨을 특징으로 하는 방법. - x-선 광원으로부터의 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는 에지-온 x-선 검출기로부터 측정 정보를 획득하기 위한 방법으로서:
- 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에서, x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된 팬텀을 제공하는 단계; 및
- 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련하여 상기 팬텀의 상대 운동을 유발하는 단계; 및
- 상기 측정 정보를 획득하기 위하여, 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 상기 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도의 측정을 수행하는 단계
로 이루어지는, 상기 방법. - 제 9 항에 있어서, 상기 팬텀은 x-선 감쇠 시트에서 적어도 하나의 홀 및/또는 에지를 포함하거나, 또는 적어도 하나의 볼 베어링을 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 상대 운동은 상기 x-선 광원 및 상기 x-선 검출기를 포함하는 회전 시스템의 회전에 의하여 유발되고, 및/또는 상기 상대 운동은 상기 팬텀의 움직임에 의하여 유발됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 9 항의 방법에 의하여 획득된 측정 정보에 기초하여, 에지-온 x-선 검출기 및/또는 x-선 광원의 초점의 움직임 효과를 예측하기 위한 방법으로서, 상기 측정은 상기 x-선 검출기 및/또는 상기 초점의 상이한 위치로 만들어짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 x-선 검출기의 위치 및/또는 상기 x-선 광원의 초점에 대한 적어도 하나의 보정은 계산되고, 및/또는
상기 적어도 하나의 보정은 상기 x-선 검출기, 상기 초점, 또는 상기 x-선 검출기와 상기 초점 모두의 위치의 물리적 조정에 대한 기초로 이용되고, 및/또는
상기 x-선 광원의 위치의 공간적 보정은 검출기 어레이에서 하나 또는 여러 x-선 검출기의 오정렬 오차를 동시에 최소화하기 위해 계산됨을 특징으로 하는 방법. - x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위하여 구성된 시스템으로서, 여기에서 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 가짐:
상기 시스템은 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 획득하도록 구성되며, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계됨; 및
상기 시스템은 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정하도록 구성됨
을 특징으로 하는 시스템. - 컴퓨터에 의하여 수행될 때, x-선 광원으로부터의 x-선 방향에 대한 에지-온 x-선 검출기의 배향을 적어도 부분적으로 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 여기에서 상기 에지-온 x-선 검출기는 상기 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 가지며, 여기에서 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터에 의하여 수행될 때 상기 컴퓨터로 하여금 다음을 수행하도록 하는 명령어를 포함함:
- 상기 x-선 검출기에 의하여 수행된 측정으로부터 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도를 나타내는 정보를 판독함, 상기 팬텀은 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 위치되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계됨; 및
- 상기 x-선 검출기, x-선 광원 및 팬텀의 공간적 구성의 지오메트리 모델 및 측정으로부터 획득된 정보에 기초하여 상기 x-선 방향에 대한 상기 x-선 검출기의 배향에 연관된 적어도 하나의 파라미터를 결정함;
을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 저장매체. - x-선 측정 시스템으로서:
- x-선 광원으로부터의 x-선 방향으로 공간적 분리를 가지면서 x-선 강도를 측정할 수 있도록 배열된 검출기 요소를 갖는 에지-온 x-선 검출기;
- 상기 x-선 광원과 상기 x-선 검출기 사이에 배열되며 x-선에 노출되었을 때 x-선 조사 범위에 방향 정보를 삽입하도록 설계된 팬텀으로 이루어지며,
여기에서 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원에 관련하여 상기 팬텀의 상대 운동이 유발될 수 있고; 그리고
여기에서 상기 x-선 측정 시스템은 측정 정보를 획득하기 위하여, 상기 x-선 검출기 및 상기 x-선 광원과 관련된 상기 팬텀의 최소 2개의 상이한 상대적인 위치에서 상기 x-선의 강도 측정을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 x-선 측정 시스템. - 삭제
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