KR102423104B1 - 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 금속 이미지 구분 방법, 금속 인공음영 제거 방법 및 이를 이용한 엑스선 영상 획득 장치 - Google Patents
듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 금속 이미지 구분 방법, 금속 인공음영 제거 방법 및 이를 이용한 엑스선 영상 획득 장치 Download PDFInfo
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Abstract
엑스선 CT 촬영 장치 또는 다수 프레임의 엑스선 프로젝션 데이터를 이용하여 엑스선 영상을 재구성하는 장치에서, 금속 인공음영을 제거하기 위해 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용하여 엑스선 프로젝션 데이터에서 금속 이미지를 정확하게 구분(metal segmentation)하는 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 금속 이미지 구분 방법은, (a) 다수의 프레임마다 동일 피검체에 대한 동일 각도, 동일 시간의 고에너지 프로젝션 데이터와 저에너지 프로젝션 데이터를 포함하는 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; 및, (b) 피검체를 동일한 경로로 투과한 고에너지 프로젝션 데이터 및 저에너지 프로젝션 데이터 사이의 부분별 신호 강도 차이를 이용하여 상기 피검체 중 금속 부분을 구분하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 엑스선 영상 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수 프레임의 엑스선 프로젝션 데이터를 이용하여 엑스선 영상을 재구성하는 장치에서 금속 이미지를 정확히 구분하고, 그에 의한 인공음영을 제거하는 방법 및 이를 위한 장치 구성에 관한 것이다.
의료분야에서 엑스선 촬영 장치는 일정량의 엑스선을 촬영하고자 하는 신체부위에 투과시키고, 투과된 엑스선을 엑스선 센서로 감지하여, 감지된 전기적 신호를 바탕으로 엑스선 영상을 구성하는 장치를 말한다. 엑스선은 그 진행경로 상의 물질 및 그 두께에 따라 다른 감쇠율로 감쇠되며 투과되고, 엑스선 센서에 도달하면 광전효과에 의해 전기적 신호로 변환된다. 엑스선 촬영 장치는 이와 같이 엑스선 진행경로에 따른 누적 감쇠량이 반영된 전기적 신호를 이용하여 촬영대상의 내부에 관한 정보를 엑스선 영상으로 제공한다.
치과 진료분야에서, 엑스선 CT 영상은 환자의 신체 중 주요 관심 부위인 치열, 턱 관절 또는 머리 부분에 대한 3차원 엑스선 영상은 물론, 사용자가 원하는 위치 및 방향에 따른 단층 영상을 정확하고 선명하게 표시할 수 있어서 임플란트 시술 등 고도의 정밀성이 요구되는 분야에 활용되고 있다. 한편, 치과에서는 충치나 충격 등으로 인해 환자의 치아가 손상되면, 손상된 부분을 금속성의 치과용 충진재(dental restoration)나 인공 보철물(prosthetic appliance)로 치료한다. 문제는 이러한 치료를 받은 환자에 대한 엑스선 영상 촬영 시에, 특히 CT 촬영 시에 금속 재료들이 그 주변의 연조직 또는 치아조직에 대한 엑스선 데이터에 영향을 미처 금속 인공음영(metal artifact)이 발생한다는 점이다.
치과용 엑스선 촬영 장치 분야에서는 이런 금속 인공음영을 제거 또는 감소시키기 위한 여러 가지 기술들이 제안되어 왔다. 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0078665호(2009.07.20) 및 제10-2010-0045277호(2010.05.03)를 비롯하여, 최근에 공개된 제10-2017-0025063호(2017.03.08) 등이 그 예이다. 금속 인공음영 제거 또는 감소 기술은 크게 엑스선 영상에서 금속의 이미지를 구분하여 제거하는 기술과, 제거된 금속 이미지 데이터를 그 주변부의 데이터를 이용하여 보간하는 기술로 구성된다. 이들 두 기술은 모두 중요하지만, 그 중에서도 금속 이미지 구분 기술(Metal Segmentation)은 성공적인 금속 인공음영 제거/감소(Metal Artifact Reduction)를 위한 전제가 되는 것이라는 점에서 중요한 의미가 있다.
본 발명은 엑스선 CT 촬영 장치 또는 다수 프레임의 엑스선 프로젝션 데이터를 이용하여 엑스선 영상을 재구성하는 장치에서, 금속 인공음영을 제거하기 위해 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용하여 엑스선 프로젝션 데이터에서 금속 이미지를 정확하게 구분(metal segmentation)하는 방법과 이를 포함하는 금속 인공음영 제거 방법, 그리고 이를 수행하는 엑스선 영상 획득 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 금속 이미지 구분 방법은, (a) 다수의 프레임마다 동일 피검체에 대한 동일 각도, 동일 시간의 고에너지 프로젝션 데이터와 저에너지 프로젝션 데이터를 포함하는 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; 및, (b) 피검체를 동일한 경로로 투과한 고에너지 프로젝션 데이터 및 저에너지 프로젝션 데이터 사이의 부분별 신호 강도 차이를 이용하여 상기 피검체 중 금속 부분을 구분하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는 상기 고에너지 프로젝션 데이터 및 상기 저에너지 프로젝션 데이터를 변수로 한 함수 연산을 통해 금속 부분을 나타내는 데이터를 식별하는 과정을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 함수 연산은 상기 고에너지 프로젝션 데이터 또는 상기 고에너지 프로젝션 데이터에 미리 정해진 소정의 계수 α를 곱한 데이터로부터 상기 저에너지 프로젝션 데이터 또는 상기 저에너지 프로젝션 데이터에 이리 정해진 소정의 계수 β를 곱한 데이터를 차감하는 연산을 포함할 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따른 금속 인공음영 제거 방법은, (a) 다수의 프레임마다 동일 피검체에 대한 동일 각도, 동일 시간의 고에너지 프로젝션 데이터와 저에너지 프로젝션 데이터를 포함하는 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 획득하는 단계; (b) 피검체를 동일한 경로로 투과한 고에너지 프로젝션 데이터 및 저에너지 프로젝션 데이터 사이의 부분별 신호 강도 차이를 이용하여 상기 피검체 중 금속 부분을 구분하는 단계; 및, (c) 다수 프레임의 고에너지 프로젝션 데이터로부터 상기 (b) 단계에서 구분된 금속 부분에 해당하는 데이터를 삭제하고, 그 주변부의 데이터를 이용하여 삭제된 데이터를 보간하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는 상기 고에너지 프로젝션 데이터 및 상기 저에너지 프로젝션 데이터를 변수로 한 함수 연산을 통해 금속 부분을 나타내는 데이터를 식별하는 과정을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 함수 연산은 상기 고에너지 프로젝션 데이터 또는 상기 고에너지 프로젝션 데이터에 미리 정해진 소정의 계수 α를 곱한 데이터로부터 상기 저에너지 프로젝션 데이터 또는 상기 저에너지 프로젝션 데이터에 이리 정해진 소정의 계수 β를 곱한 데이터를 차감하는 연산을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 한 측면에 따른 엑스선 영상 획득 장치는, 일정한 강도의 엑스선 빔을 조사하는 엑스선 방출부; 피검체 및 회전축을 사이에 두고 상기 엑스선 방출부와 대향 회전하며, 동일 엑스선 빔의 진행 경로 상에 전후로 교차 배치된 제 1, 2 엑스선 디텍터, 상기 제 1, 2 엑스선 디텍터 사이에 배치되어 소정의 감쇠율로 엑스선을 감쇠시키는 엑스선 필터를 포함하는 엑스선 검출부; 및, 상기 엑스선 검출부로부터 다수 프레임의 엑스선 프로젝션 데이터를 획득하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 피검체에 대해 동일 각도, 동일 시간에 상기 제 1 엑스선 디텍터로부터 고에너지 프로젝션 데이터를 획득하고, 상기 제 2 엑스선 디텍터로부터 저에너지 프로젝션 데이터를 획득하도록 구성된다.
상기 제어부는 상기 엑스선 방출부로부터 상기 제 1 엑스선 디텍터와 상기 제 2 엑스선 디텍터까지의 거리 차로 인한 상기 고에너지 프로젝션 데이터와 상기 저에너지 프로젝션 데이터의 확대도 차이를 보상하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 엑스선 CT 촬영 장치 또는 다수 프레임의 엑스선 프로젝션 데이터를 이용하여 엑스선 영상을 재구성하는 장치에서, 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용하여 엑스선 프로젝션 데이터에서 금속 이미지를 정확하게 구분(metal segmentation)할 수 있게 된다. 그 결과 엑스선 CT 영상 등에서도 금속 인공음영 제거된 정확한 영상을 획득할 수 있게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 다른 한 측면에 따르면 전술한 방법을 수행하는 엑스선 영상 획득 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 금속 인공음영 제거 방법을 데이터의 흐름을 중심으로 보인다.
도 2는 상기 도 1의 실시예에서 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 이용한 금속 이미지 구분 방법을 보인다.
도 3은 듀얼 에너지 프로젝션 데이터에서 금속이 포함된 부분의 신호 특성을 보이는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 엑스선 영상 획득 장치의 촬영부 구성 예를 보인다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 엑스선 영상 획득 장치의 구성 예를 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 장치의 엑스선 디텍터의 구성 예를 보인다.
도 2는 상기 도 1의 실시예에서 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 이용한 금속 이미지 구분 방법을 보인다.
도 3은 듀얼 에너지 프로젝션 데이터에서 금속이 포함된 부분의 신호 특성을 보이는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 엑스선 영상 획득 장치의 촬영부 구성 예를 보인다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 엑스선 영상 획득 장치의 구성 예를 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 장치의 엑스선 디텍터의 구성 예를 보인다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상이 좀 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명이 이하에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니다. 동일한 도면 부호는 동일한 성격의 구성요소임을 나타내는 것으로서, 한 도면에서 설명된 구성요소와 동일한 도면 부호를 갖는 구성요소에 대한 설명은 다른 도면에 대한 설명에서는 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 금속 인공음영 제거 방법을 데이터의 흐름을 중심으로 보인다.
본 도면은 금속 인공음영 제거(Metal Artifact Reduction) 기술을 포함하는 엑스선 CT 영상 획득 과정을 데이터의 흐름을 중심으로 한 도표 형태로 정리한 것이다. 다만, 본 도면에 표시된 데이터의 흐름이 엑스선 CT 영상 획득 과정만을 적용될 수 있는 것은 아니고, 다수 프레임의 엑스선 프로젝션 데이터를 이용하여 다양한 형태의 엑스선 영상을 재구성하는 데에 적용될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 먼저 엑스선 영상 획득 장치의 촬영부로부터 다양한 각도에서 피검체를 촬영한 다수 프레임의 프로젝션 데이터(S10)를 획득한다. 상기 다수 프레임의 프로젝션 데이터(S10)에서 각 프레임의 데이터는 고에너지(High Energy) 프로젝션 데이터(S11)와 저에너지(Low Energy) 프로젝션 데이터(S12)를 포함한다. 이때, 고에너지 프로젝션 데이터와 저에너지 프로젝션 데이터는 동일 피검체에 대한 동일 각도, 동일 시간에 각각 별도로 획득된 것일 수 있고, 어느 하나는 다른 하나와 동일 확대율을 나타내도록 영상처리된 것일 수 있다. 이에 대해서는 해당 부분에서 자세히 살펴본다.
다수 프레임의 고에너지 프로젝션 데이터(S11)를 이용하여 영상 재구성 알고리즘을 통해 초기 재구성 영상(S21)을 생성한다. 예컨대 CT 영상 재구성 알고리즘에 따라 재구성하는 경우, 상기 초기 재구성 영상(S21)은 피검체에 포함된 금속에 의한 금속 인공음영(metal artifact)을 포함하는 엑스선 CT 영상일 수 있다. 다음으로, 상기 초기 재구성 영상(S21)에서 피검체에 포함된 금속 부분의 이미지가 재구성된 금속 이미지 재구성 영상(S22)을 분리 획득한다.
위에서 설명한 금속 이미지 재구성 영상(S22) 획득 과정과 시간적 선후에 관계없이, 상기 고에너지 프로젝션 데이터(S11)와 상기 저에너지 프로젝션 데이터(S12)를 이용하여 이들 프로젝션 데이터에서 금속 이미지가 차지하는 부분을 정확하게 특정한 금속 이미지 구분(metal segmentation)(S30) 데이터를 획득한다. 이 과정은 전술한 다수 프레임의 프로젝션 데이터(S10)에서, 다시 말해 다수 프레임의 투과 영상에서 금속 부분의 이미지를 모두 식별하여 나머지 부분의 이미지와 구별될 수 있도록 특정하는 과정을 의미한다. 이 과정은 예컨대 다수 프레임의 프로젝션 데이터(S10)를 포함하는 사이노그램(sinogram) 상에 금속 이미지 궤적, 이른바 메탈 트레이스(metal trace) 또는 메탈 패스(metal path)를 특정하는 방식으로 수행될 수 있다.
그런 다음, 금속 이미지 구분(metal segmentation)(S30) 데이터를 이용하여, 상기 고에너지 프로젝션 데이터(S11)로부터 전술한 금속 이미지 궤적(metal path)에 대응되는 데이터를 삭제하고, 그 대신 그 주변부 데이터를 이용하여 삭제된 금속 이미지 부분의 데이터를 보간 함으로써, 금속 이미지 제거 프로젝션 데이터(S41)를 생성한다. 여기서 삭제된 금속 이미지 부분의 데이터를 채워 넣는 보간법으로는 선행기술문헌 등을 통해 알려진 다양한 방법이 적용될 수 있다.
다음으로 다수의 프레임에 대한 상기 금속 이미지 제거 프로젝션 데이터(S41)를 이용하여 영상 재구성 알고리즘을 수행함으로써 프로젝션 데이터 단계부터 금속 이미지 데이터가 제거된 상태로 재구성된 영상인, 금속 이미지 제거 재구성 영상(S42)을 생성한다.
이렇게 생성된 금속 이미지 제거 재구성 영상(S42)에 앞서 준비된 상기 금속 이미지 재구성 영상(S22)을 중첩하여 합성하면 금속 인공음영 제거(MAR) 재구성 영상(S50)이 얻어진다.
도 2는 상기 도 1의 실시예에서 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 이용한 금속 이미지 구분 방법을 보인다.
본 도면을 참조하여 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 이용하여 금속 이미지 구분(metal segmentation)(S30) 데이터를 획득하는 과정을 좀 더 구체적으로 살펴본다. 본 과정은 다수 프레임을 구성하는 듀얼 에너지 프로젝션 데이터, 즉 고에너지 프로젝션 데이터(S11)와 저에너지 프로젝션 데이터(S12)를 변수로 한 함수 연산(S31)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 함수 연산(S31)은 단순하게는 고에너지 프로젝션 데이터(S11)로부터 저에너지 프로젝션 데이터(S12)를 차감하는 연산을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 각 방향의 엑스선 빔에 의한 고에너지 엑스선 투과 영상의 각 부분에 해당하는 신호에서 해당 부분에 대응되는 저에너지 엑스선 투과 영상의 신호를 차감하는 방식의 연산을 포함할 수 있다.
나아가 상기 함수 연산(S31)은 상기 고에너지 프로젝션 데이터에 미리 정해진 소정의 계수 α를 곱한 데이터로부터 상기 저에너지 프로젝션 데이터에 이리 정해진 소정의 계수 β를 곱한 데이터를 차감하는 연산을 포함할 수 있다. 소정의 계수 α와 β를 적절히 설정하면 이 같은 연산을 통해, 전술한 다수 프레임의 프로젝션 데이터에 대응되는 것으로 금속 이미지 궤적(metal path)에 해당하는 부분과 나머지 부분이 이분법적으로 구별되는 데이터를 갖는 금속 이미지 구분 데이터가 생성될 수 있다.
도 3은 듀얼 에너지 프로젝션 데이터에서 금속이 포함된 부분의 신호 특성을 보이는 그래프이다.
본 그래프는 어느 한 방향각의 엑스선 빔에 의해 형성된 한 프레임의 듀얼 에너지 프로젝션 데이터를 가로축이 엑스선 디텍터 상의 위치를, 세로축이 수광된 엑스선 신호 강도를 나타내는 그래프 상에 고에너지(HE) 및 저에너지(LE) 프로젝션 데이터별로 표시한 것이다. 그래프에서 신호 강도가 급격히 떨어지는, 즉 엑스선 감쇠율이 급격히 높아지는 부분은 엑스선 빔이 피검체 중의 금속을 투과한 부분을 나타낸다. 여기서 관심 있게 볼 점은, 빨간색의 고에너지(HE) 프로젝션 데이터 프로파일과 파란색의 저에너지(LE) 프로젝션 데이터 프로파일의 간격이 상기 금속 투과 부분과 나머지 부분에서 상당한 차이를 보인다는 점이다. 두 프로파일 사이의 간격이 금속 부분과 나머지 부분에서의 차이가 나는 것은, 엑스선의 감쇠율이 투과하는 물질의 종류에 따라서 차이가 나는데, 그 차이 나는 정도가 조사되는 엑스선의 강도 즉, 에너지 레벨에 따라서 달라지기 때문이다.
상기 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 고에너지 프로젝션 데이터와 저에너지 프로젝션 데이터를 이용하여 정확한 금속 이미지 구분(metal segmentation) 데이터를 얻을 수 있는 것은 상기 도 3의 그래프를 통해 설명된 원리를 이용하기 때문이다. 본 발명에 따른 금속 이미지 구분 방법은 이러한 차이로 인해, 엑스선 프로젝션 데이터에 소정의 문턱 값(threshold)을 설정하여 금속 이미지를 구분하는 종래의 방법에 비해 그 정확성이 월등하다. 정확한 금속 이미지 구분의 결과는 상기 도 1을 참조하여 설명된 금속 이미지 데이터 삭제 및 보간으로 연결되어, 금속 인공음영 제거의 정확성으로 이어진다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 엑스선 영상 획득 장치의 촬영부 구성 예를 보인다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션을 이용한 엑스선 영상 획득 장치의 구성 예를 보인다.
일 예로 엑스선 영상 획득 장치의 촬영부는 엑스선 빔을 조사하는 엑스선 방출부(10)와 피검체를 투과한 엑스선 빔을 검출하는 엑스선 검출부(20), 그리고 상기 엑스선 방출부(10)와 상기 엑스선 검출부(20)가 회전축(31)을 중심으로 서로 대향 회전하도록 구동하는 회전 구동부(30)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 장치는, 상기 엑스선 방출부(10)와 상기 엑스선 검출부(20)의 동작을 제어하고 상기 엑스선 검출부(20)로부터 엑스선 프로젝션 데이터를 획득하는 제어부(50)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 제어부(50)는 상기 회전 구동부(30)를 통해 상기 엑스선 방출부(10)와 상기 엑스선 검출부(20)를 대향 회전시키며, 엑스선 빔의 다양한 방향각 θ에 따른 방향 정보 Dθ와 함께 다수 프레임의 엑스선 프로젝션 데이터를 획득하되, 상기 엑스선 빔에 대하여 상기 제 1 엑스선 디텍터(21)로부터 고에너지 프로젝션 데이터(DH)를 획득하고, 상기 제 2 엑스선 디텍터(23)로부터 저에너지 프로젝션 데이터(DL)를 실질적으로 동시에 획득할 수 있다.
듀얼 에너지 엑스선 프로젝션 데이터를 획득하기 위한 구성으로서, 상기 엑스선 검출부(20)는 동일 엑스선 빔의 진행 경로 상에 전후로 교차 배치된 제 1 엑스선 디텍터(21)와, 제 2 엑스선 디텍터(23), 그리고 상기 제 1 엑스선 디텍터(21)와 상기 제 2 엑스선 디텍터(23) 사이에 배치되어 소정의 감쇠율로 엑스선을 감쇠시키는 엑스선 필터(22)를 포함한다. 상기 엑스선 필터(22)는 알루미늄(Al), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 또는 티타늄(Ti) 등의 금속 재료나 금속 합금 또는 알루미나 등의 세라믹 재료로 형성될 수 있다.
이러한 촬영부 구성을 통해 듀얼 에너지 엑스선 프로젝션 데이터가 획득되는 원리를 살펴본다. 예를 들어, 방향각 θ의 엑스선 빔이 피검체를 투과하면, 상기 제 1 엑스선 디텍터(21)에 도달하여 한 프레임의 프로젝션 데이터를 형성하고, 그와 실질적으로 동시에 상기 엑스선 필터(22)를 투과하고 다시 제 2 엑스선 디텍터(23)에 도달하여 또 한 프레임의 프로젝션 데이터를 형성하게 된다. 이때, 제 2 엑스선 디텍터(23)에 도달한 엑스선 빔은 상기 엑스선 필터(22)에 의해 감쇠된 것이어서 그 에너지 레벨이 상대적으로 낮으므로 이것에 의해 저에너지 프로젝션 데이터가 생성되고, 상대적으로 높은 에너지 레벨의 엑스선 빔에 의해 상기 제 1 엑스선 디텍터(21)에서 고에너지 프로젝션 데이터가 생성된다.
한편, 상기 엑스선 방출부(10) 내의 엑스선 방출 초점(11)으로부터 상기 제 1 엑스선 디텍터(21) 및 상기 제 2 엑스선 디텍터(23)까지의 거리인 D1과 D2는 상기 엑스선 필터(22)의 두께만큼 혹은 그 이상 차이가 나게 된다. 따라서, 상기 제 2 엑스선 디텍터(23)에서 생성된 저에너지 프로젝션 데이터는 상기 제 1 엑스선 디텍터(21)에서 생성된 고에너지 프로젝션 데이터에 비해 상대적으로 확대도가 더 크다. 따라서, 상기 제어부(50)에는 상기 고에너지 프로젝션 데이터와 상기 저에너지 프로젝션 데이터를 이용한 연산에 앞서 이들의 확대도를 일치시키기 위해 소정의 영상처리를 통해 적어도 어느 한쪽의 확대도를 보상하는 구성이 마련될 수 있다.
위에서 상기 고에너지 프로젝션 데이터와 상기 저에너지 프로젝션 데이터가 실질적으로 동시에 생성된다는 것은 완벽한 동일 시점에 생성됨을 의미하는 것이 아니라, 엑스선이 (D2-D1)의 거리를 더 진행하는 데에 소요되는 시간은 물론 상기 제 1 엑스선 디텍터(21) 및 상기 제 2 엑스선 디텍터(23)를 구성하는 각각의 센서 어레이에서 엑스선 수광 신호를 순차적으로 스캐닝하는 데에 소요되는 정도의 짧은 시간 차이를 두고 생성되는 것을 포함한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 획득 장치의 엑스선 디텍터의 구성 예를 보인다.
본 도면은 엑스선 검출부에서 엑스선 필터를 생략하고 제 1 엑스선 디텍터(21)와 제 2 엑스선 디텍터(23)를 도시한 것이다. 일 예로서, 상기 제 1 엑스선 디텍터(21)는 매트릭스 형태의 센서 어레이로서 격자형태로 배열된 다수의 금속 배선(211)과 각 격자 점에 대응되게 배치된 스위칭 소자(212) 그리고, 격자마다 배치되고 엑스선에 대해 투명한 전극들로 구성된 센싱 소자(213)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 엑스선 디텍터(23) 역시 다수의 금속 배선(231)과 스위칭 소자(232) 및 센싱 소자(233)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제 1 엑스선 디텍터(21)를 구성하는 센서 어레이의 센서 피치(pitch)와 제 2 엑스선 디텍터(23)를 구성하는 센서 어레이의 센서 피치는 엑스선 방출 초점(11)으로부터 이들 각각에 이르는 거리의 비에 따라 서로 다르게 형성될 수 있다. 제 2 엑스선 디텍터(23) 상의 센싱 소자(233)는 엑스선 빔의 진행 방향을 고려할 때, 제 1 엑스선 디텍터(21) 상의 금속 배선(211)과 중첩되지 않도록 배치되는 것이 바람직하다.
10: 엑스선 방출부
11: 엑스선 빔 초점 20: 엑스선 검출부
21: 제 1 엑스선 디텍터 22: 엑스선 필터
23: 제 2 엑스선 필터 30: 회전 구동부
31: 회전축
11: 엑스선 빔 초점 20: 엑스선 검출부
21: 제 1 엑스선 디텍터 22: 엑스선 필터
23: 제 2 엑스선 필터 30: 회전 구동부
31: 회전축
Claims (8)
- (a) 금속 부분을 포함하는 동일 피검체에 대해 프레임 단위의 고에너지 프로젝션 데이터와 저에너지 프로젝션 데이터를 획득하는 단계;
(b) 상기 고에너지 프로젝션 데이터와 상기 저에너지 프로젝션 데이터 사이의 부분별 신호 강도 차이를 이용하여 상기 고에너지 프로젝션 데이터 내의 상기 금속 부분을 구분(segmentation)하는 단계;
(c) 상기 고에너지 프로젝션 데이터로 상기 금속 부분의 제 1 재구성 영상을 획득하는 단계;
(d) 상기 고에너지 프로젝션 데이터에서 상기 금속 부분을 삭제 및 보간하고 재구성해서 상기 금속 부분이 제거된 제 2 재구성 영상을 획득하는 단계; 및
(f) 상기 제 1, 2 재구성 영상으로 금속 음영(metal artifact)이 제거된 제 3 재구성 영상을 획득하는 단계를 포함하는,
금속 이미지 구분 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 고에너지 프로젝션 데이터 및 상기 저에너지 프로젝션 데이터를 변수로 한 함수 연산을 통해 상기 금속 부분을 구분하는,
금속 이미지 구분 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 함수 연산은 상기 고에너지 프로젝션 데이터 또는 상기 고에너지 프로젝션 데이터 중 하나에 미리 정해진 소정의 계수 α를 곱한 데이터로부터 상기 저에너지 프로젝션 데이터 또는 상기 저에너지 프로젝션 데이터 중 하나에 미리 정해진 소정의 계수 β를 곱한 데이터를 차감하는 연산을 포함하는,
금속 이미지 구분 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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