KR20070066972A - Ｘ선 감쇠 보정 방법, 화상 생성 장치, ｘ선 ｃｔ 장치 및화상 생성 방법 - Google Patents

Abstract

피검체의 X선 흡수 효율이 변화하는 경계에 있어서의 X선 빔의 감쇠를 보정하는 X선 감쇠 보정 방법 및 X선 CT 장치를 실현한다.

피검체의 투영 정보로부터 X선 흡수 요율이 변화하는 경계 위치 및 이 변화의 크기로 이루어지는 경계 정보를 검출하고, 이 경계 정보를 이용하여, 경계 위치에 있어서의 변화의 크기에 대응하는 양을 산란 X선량에 승산하고, 경계 위치에 있어서의 X선 선량을 보정하는 것으로 하고 있으므로, 경계 위치에 있어서의 X선의 감쇠를, 투영 정보의 산란 X선 보정과 함께 보정하고, 또한 단층 화상에 발생하는 아티팩트(artifact)를 저감하는 것을 실현시킨다.

Description

Ｘ선 감쇠 보정 방법, 화상 생성 장치, Ｘ선 ＣＴ 장치 및 화상 생성 방법{X-RAY ATTENUATION CORRECTION METHOD, IMAGE GENERATING APPARATUS, X-RAY CT APPARATUS, AND IMAGE GENERATING METHOD}

도 1은 X선 장치의 개요를 나타낸 블록도,

도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 데이터 처리 유닛의 기능 구조를 나타낸 기능 블록도,

도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 X선 감쇠 보정 동작을 나타낸 흐름도,

도 4는 피검체 1의 단층 정보, 투영 정보 및 경계 정보를 나타낸 도면,

도 5는 피검체 1의 산란된 X선 정보, 보정이 이루어진 산란된 X선 정보 및 보정된 투영값을 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 제 4 실시 예에 따른 데이터 처리 유닛의 기능 구조를 나타낸 기능 블록도,

도 7은 본 발명의 바람직한 제 4 실시 예에 따른 X선 감쇠 보정 동작을 나타낸 흐름도,

도 8은 피검체 2의 단층 화상, 경계 화상 및 경계 투영값을 나타낸 도면,

도 9는 피검체 2의 산란된 X선 정보, 보정이 이루어진 산란된 X선 정보 및 보정된 투영값을 나타낸 도면,

도 10은 본 발명의 바람직한 제 5 실시 예에 따른 데이터 처리 유닛의 기능 구조를 나타낸 기능 블록도,

도 11은 피검체 2의 단층 화상, 산란된 X선 화상 및 감산된 화상을 나타낸 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

6: 조작 콘솔 68: 표시 장치

70: 조작 장치 60: 데이터 처리 장치

64: 데이터 수집 버퍼 62: 제어 인터페이스

66: 기억 장치 10: 주사 갠트리

34: 회전부 20: X선관

22: 콜리메이터 29: 보어

30: 콜리메이터 제어기 28: X선 제어기

24: X선 검출기 26: 데이터 수집부

36: 회전 콘트롤러 4: 촬영 테이블

본 발명은 피검체에 방사되는 X선 빔의 감쇠를 보정하는 X선 보정 방법, 화상 생성 장치, X선 CT 장치 및 화상 생성 방법에 관한 것이다.

X선 CT 장치는 오늘날 널리 사용되고 있으며, X선 CT 장치에 의해 얻어지는 단층 화상 정보에 대한 화상 품질은 점점 더 고품질일 것을 요구한다. 예를 들어 피검체 내에서 생성되는 산란된 X선의 보정을 포함하는 X선 CT 화상의 화상 품질을 개선하는 방법이 있다.

전술한 방법에서, 이론적으로 또는 실험적으로 결정된 산란 X선의 양은 피검체의 투영 정보로부터 제거된다. 화상 재구성의 기본이 되는 투영 정보는 투과된 X선 빔으로만 이루어지도록 구성된다.

피검체로부터의 산란 X선의 양은 피검체를 통과하는 X선 빔의 투과 거리(이하에서는 투영 길이로 지칭됨)에 따라 증가한다. 따라서, 투영 길이는 산란 X선을 보정할 때 고려되어야 하고, 그에 따라 투영 길이가 더 길어지는 경우, 즉 피검체가 투영 방향에서 보다 더 두꺼운 두께를 갖는 경우 보정되어야 하는 산란 X선의 양은 더 많아야 한다.

그러나, 전술한 종래 기술에 따르면, 투영 길이에 기초한 산란 X선의 보정은 충분하지 않다. 보다 구체적으로, X선 빔 투과의 경로 상에서 X선의 흡수율이 변화되는 경계가 있다면, 이 X선 빔은 그 경계에서 감쇠될 것이다. 이러한 감쇠는 균일한 매체에서 관측되는 X선 빔의 분산과는 다른 현상이며, 투영 길이를 고려하여서는 보정될 수 없다.

특히 경계 상에서의 X선 빔의 감쇠는 화상 재구성을 통해 단층 화상을 형성 하는 동안에, X선 흡수율이 변화되는 경계 근처에서의 화상 상에 아티팩트를 생성할 수 있다. 이러한 아티팩트는 단층 화상의 화상 품질을 저하시키는 원인일 수 있으며, 따라서 이러한 아티팩트는 결코 바람직하지 않다.

따라서, 피검체의 X선 흡수율이 변화되는 경계 상의 X선 빔 감쇠를 보정하는 X선 감쇠 보정 방법 및 X선 CT 장치를 달성하는 것이 중요하다.

본 발명은 전술한 종래 기술에서 설명한 문제를 해결하며, 피검체의 X선 흡수율이 변화되는 경계 상의 X선 빔의 감쇠를 보정하는 X선 감쇠 보정 방법 및 X선 CT 장치를 제공하는 과제를 갖는다.

전술한 문제점 및 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 본 발명의 제 1 측면에 따른 X선 감쇠 보정 방법을 제공한다. 상기 방법은 X선 흡수율이 변화되는 경계 위치에 대한 경계 위치 정보와 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를, 피검체의 X선 투영 정보 또는 상기 투영 정보의 화상 재구성에 의해 생성되는 단층 화상 정보를 사용하여 추출하는 단계와, 상기 투영 정보 또는 상기 단층 화상 정보에 포함된 상기 경계 위치의 X선 감쇠를, 상기 경계 정보를 사용하여 보정하는 단계를 포함한다.

제 1 측면에 따른 본 발명은 X선 투영 정보 또는 단층 화상 정보에 포함되는 X선 흡수율이 변화되는 경계 위치에서 발생하는 X선 감쇠를 보정한다.

제 2 측면에서, 본 발명은 제 1 측면에 따른 X선 감쇠 보정 방법을 제공하 되, 경계 정보를 추출하는 상기 단계는, 상기 투영 정보를 획득하는 X선 검출기의 채널 방향 및/또는 행(row) 방향에 대응하는 방향에서 상기 투영 정보의 투영 값을 미분하는 단계와, 상기 미분 값의 크기가 임계값을 초과하는 위치를 상기 경계 위치 정보로서 추출하는 단계와, 상기 미분 값의 크기를 상기 크기 정보로서 추출하는 단계를 포함한다.

제 2 측면에 따른 본 발명은 투영 값이 심하게 변화되는 위치를 X선 흡수율이 변화되는 경계 위치로서 설정할 수 있다.

제 3 측면에서, 본 발명은 제 1 측면의 X선 감쇠 보정 방법에 따른 X선 감쇠 보정 방법을 제공하되, 경계 정보를 추출하는 상기 단계는 상기 단층 화상 정보의 단층 화상을 미분하는 단계와, 상기 미분 화상의 절대 값 연산을 수행하여 경계 화상을 생성하는 단계와, 상기 경계 화상을 이용하여 상기 경계 정보를 추출하는 단계를 포함한다.

제 3 측면에 따른 본 발명은 단층 화상 정보로부터 경계 화상을 결정할 수 있다.

제 4 측면에서, 본 발명은 제 3 측면의 X선 감쇠 보정 방법에 따른 X선 감쇠 보정 방법을 제공하되, 경계 정보를 추출하는 상기 단계는 상기 경계 화상을 사용하여 경계 투영 정보를 계산하는 단계와, 상기 경계 투영 정보의 경계 투영 값이 0이 아닌 위치를 경계 위치 정보로서 추출하는 단계와, 상기 경계 투영 값을 상기 크기 정보로서 추출하는 단계를 포함한다.

제 4 측면에 따른 본 발명은 경계 화상으로부터 경계 위치 및 변화 크기를 결정할 수 있다.

제 5 측면에서, 본 발명은 제 1 내지 제 4 측면 중 어느 한 측면의 X선 감쇠 보정 방법에 따른 X선 감쇠 보정 방법을 제공하되, X선 감쇠를 보정하는 상기 단계는 상기 투영 정보의 다차원 함수를 갖는 이득 함수를 사용하여 보정하는 단계를 포함한다.

제 5 측면에 따른 본 발명은 변화 크기를 분산 X선 보정에 적합한 값으로 변환할 수 있다.

제 6 측면에서, 본 발명은 제 5 측면의 X선 감쇠 보정 방법에 따른 X선 감쇠 보정 방법을 제공하되, X선 감쇠를 보정하는 상기 단계는 상기 투영 정보 내의 상기 경계 위치에서의 산란 X선의 양에 상기 이득 함수의 함수 값을 곱하는 단계를 포함한다.

제 6 측면에 따른 본 발명은 산란 X선의 양에 약간의 보정을 부가함으로써 경계 위치에서의 X선 감쇠에 대한 보정을 수행할 수 있다.

제 7 측면에서, 본 발명은 제 5 측면의 X선 감쇠 보정 방법에 따른 X선 감쇠 보정 방법을 제공하되, X선 감쇠를 보정하는 상기 단계는 상기 단층 화상 정보 내의 상기 경계 위치에서의 산란 X선의 양에 상기 이득 함수의 함수 값을 곱하는 단계와, 산란 X선의 상기 곱한 양의 화상 재구성을 수행하는 단계와, 상기 단층 화상 정보로부터 상기 양을 감산하는 단계를 포함한다.

제 7 측면에 따른 본 발명은 단층 화상으로부터 재구성된 산란 X선 화상의 보정된 양을 감산함으로써 경계 위치에서의 X선 감쇠 보정을 수행할 수 있다.

제 8 측면에서, 본 발명은 X선 CT 장치에서 단층 화상을 생성하는 화상 생성 장치를 제공한다. 상기 화상 생성 장치는 X선 흡수율이 변화되는 경계 위치에 대한 경계 위치 정보와 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를, 피검체의 X선 투영 정보 또는 상기 투영 정보의 화상 재구성에 의해 생성되는 단층 화상 정보를 사용하여 추출하는 수단과, 상기 투영 정보 또는 상기 단층 화상 정보에 포함된 상기 경계 위치의 X선 감쇠를, 상기 경계 정보를 사용하여 보정하는 수단을 포함한다.

제 8 측면에 따른 본 발명은 X선 흡수율이 변화하며 X선 투영 정보 또는 단층 화상 정보에 포함된 경계 위치에서 보이는 X선 감쇠를 보정한다.

제 9 측면에서, 본 발명은 제 8 측면의 화상 생성 장치에 따른 화상 생성 장치를 제공하되, 상기 경계 정보를 추출하는 수단은 상기 투영 정보를 획득하는 X선 검출기의 채널 방향 및/또는 열 방향에 대응하는 방향으로 상기 투영 정보의 투영 값을 미분하는 수단과, 상기 미분 값의 크기가 상기 경계 위치 정보로서의 임계값을 초과하는 위치를 추출하는 수단을 포함한다.

제 9 측면에 따른 본 발명은 투영 값이 현저히 변화하는 위치를 X선 흡수율이 변화하는 경계 위치로서 결정한다.

제 10 측면에서, 본 발명은 제 8 측면의 화상 생성 장치에 따른 화상 생성 장치를 제공하되, 상기 경계 정보를 추출하는 수단은 상기 단층 화상 정보의 단층 화상를 미분하는 수단과, 상기 미분 화상에 대해 절대 값 연산을 실행하여 경계 화상를 생성하는 수단과, 상기 경계 화상를 이용하여 상기 경계 정보를 추출하는 수 단을 포함한다.

제 10 측면에 따른 본 발명은 단층 화상 정보로부터 경계 화상를 결정한다.

제 11 측면에서, 본 발명은 제 10 측면의 화상 생성 장치에 따른 화상 생성 장치를 제공하되, 상기 경계 정보를 추출하는 수단은 상기 경계 화상를 이용하여 경계 투영 정보를 계산하는 수단과, 상기 경계 투영 정보의 경계 투영 값이0이 아닌 위치를 경계 위치 정보로서 추출하는 수단과, 상기 경계 정보를 상기 크기 정보로서 추출하는 수단을 포함한다.

제 11 측면에 따른 본 발명은 경계 화상로부터 경계 위치 및 변화 크기를 결정한다.

제 12 측면에서, 본 발명은 제 8 측면 내지 11 측면 중 어느 하나로부터 선택된 화상 생성 장치에 따른 화상 생성 장치를 제공하되, 상기 X선 감쇠를 보정하는 수단은 상기 크기 정보의 다차원 함수를 갖는 이득 함수를 이용하여 보정하는 수단을 포함한다.

제 12 측면에 따른 본 발명은 변화의 크기를 분산 X선 보정에 적합한 값으로 변환한다.

제 13 측면에서, 본 발명은 제 12 측면의 화상 생성 장치에 따른 화상 생성 장치를 제공하되, 상기 X선 감쇠를 보정하는 수단은 상기 투영 정보의 상기 경계 위치에서 산란시킨 X선의 양을 상기 이득 함수의 함수 값으로 승산하여 상기 투영 정보로부터 상기 산란시킨 X선의 승산된 양을 감산함으로써 보정하는 수단을 포함한다.

제 13 측면에 따른 본 발명은 산란된 X선의 양에 대한 보정을 추가함으로써 경계 위치에서 X선 감쇠의 보정을 가능하게 한다.

제 14 측면에서, 본 발명은 제 12 측면의 화상 생성 장치에 따른 화상 생성 장치를 제공하되, 상기 X선 감쇠를 보정하는 수단은 상기 단층 화상 정보의 상기 경계 위치에서 산란된 X선의 양을 상기 이득 함수의 함수 값으로 승산하고, 상기 산란된 X선의 승산된 양의 화상 재구성을 실행하며, 상기 단층 화상 정보로부터 그 양을 감산함으로써 보정하는 수단을 포함한다.

제 14 측면에 따른 본 발명은 재구성된 산란된 X선 화상의 보정된 양을 단층 화상 정보로부터 감산하여 경계 위치에서 X선 감쇠의 보정을 가능하게 한다.

제 15 측면에서, 본 발명은, X선 발생기 및 상기 X선 발생기에 대해 대향 배치된 X선 검출기를 포함하여, 상기 X선 발생기 및 X선 검출기를 피검체 주위에서 상대적으로 회전시켜 X선 투영 데이터를 획득하는 X선 데이터 획득 수단과, 상기 X선 투영 데이터를 이용하여 피검체의 화상 정보를 생성하는 화상 정보 생성 수단을 포함하되, 상기 화상 생성 장치는 상기 투영 정보의 화상 재구성을 수행함으로써 생성한 피검체의 X선 투영 정보 또는 단층 화상 정보를 이용하여, X선 흡수율이 변화하는 경계 위치의 경계 위치 정보 및 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를 추출하는 수단과, 상기 경계 정보를 이용하여 상기 투영 정보 또는 상기 단층 화상 정보에 포함된 상기 경계 위치의 X선 감쇠를 보정하는 수단을 포함하는 X선 CT 장치를 제공한다.

제 15 측면에 따른 본 발명은 X선 흡수율이 변화하며 X선 투영 정보 또는 단 층 화상 정보에 포함된 경계 위치에서 보이는 X선 감쇠를 보정한다.

제 16 측면에서, 본 발명은 제 15 측면의 X선 CT 장치에 따른 X선 CT 장치를 제공하되, 상기 경계 정보를 추출하는 수단은 상기 투영 정보를 획득하는 X선 검출기의 채널 방향 및/또는 열 방향에 대응하는 방향으로 상기 투영 정보의 투영 값을 미분하는 수단과, 상기 미분 값의 크기가 상기 경계 위치 정보로서의 임계값을 초과하는 위치를 추출하는 수단을 포함한다.

제 16 측면에 따른 본 발명은 X선 흡수율이 변화하는 경계 위치로서 투영 값이 현저히 변화하는 위치를 결정한다.

제 17 측면에서, 본 발명은 제 15 측면의 X선 CT 장치에 따른 X선 CT 장치를 제공하되, 상기 경계 정보를 추출하는 수단은 상기 단층 화상 정보의 단층 화상를 미분하는 수단과, 상기 미분 화상에 대해 절대 값 연산을 실행하여 경계 화상를 생성하는 수단과, 상기 경계 화상를 이용하여 상기 경계 정보를 추출하는 수단을 포함한다.

제 17 측면에 따른 본 발명은 단층 화상 정보로부터 경계 화상를 결정한다.

제 18 측면에서, 본 발명은 제 17 측면의 X선 CT 장치에 따른 X선 CT 장치를 제공하되, 상기 경계 정보를 추출하는 수단은 상기 경계 정보를 이용하여 경계 투영 정보를 계산하는 수단과, 상기 경계 정보의 경계 투영 값이 0이 아닌 위치를 경계 위치 정보로서 추출하는 수단과, 상기 크기 정보로서 상기 경계 투영 값을 추출하는 수단을 포함한다.

제 18 측면에 따른 본 발명은 경계 화상로부터 경계 위치 및 변화 크기를 결 정한다.

제 19 측면에서, 본 발명은 X선 CT 장치에서 단층 화상를 생성하는 화상 생성 방법을 제공하되, 상기 화상 생성 방법은 X선 흡수율이 변화하는 경계 위치의 경계 위치 정보 및 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를 추출하기 위해 상기 투영 정보의 화상 재구성에 의해 생성한 피검체의 X선 투영 정보 또는 단층 정보 화상를 미분하는 단계를 포함한다.

제 19 측면에 따른 본 발명에서는 X선 투영 정보 또는 단층 화상 정보에 포함된 X선 흡수율이 변경되는 경계 위치에서의 X 선 감쇠를 보정할 수 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 X선 감쇠 보정 방법 및 X선 CT 장치를 실시하는 최적 모드를 보다 상세히 설명할 것이다. 본 발명을 실시하기 위한 최적 모드가 본 발명을 제한하는 것은 아니라는 것을 유의하자.

제 1 실시예:

본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 X선 CT 장치의 개요를 설명하겠다. 도 1을 참조하면, X선 CT 장치의 개략적인 블록도가 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이 장치는 주사 갠트리(10), 조작 콘솔(6) 및 촬영 테이블(4)을 포함한다.

주사 갠트리(10)는 X선 튜브(20)를 포함한다. X선은 도면에 도시되지는 않았지만 X선 생성기인 X선 튜브(20)로부터 방출되며, 콜리메이터(22)에 의해, 예를 들어, 특정 두께를 가진 팬 형상의 X선 콘 빔으로 성형되고, X선 튜브(20)의 반대측 에 자리한 X선 검출기(24)에 조사된다.

X선 검출기(24)는 다수의 신털레이터(scintillator)를 가지며, 그 신털레이터는 팬 빔 X선의 연장 방향으로 매트릭스 형태로 배열된다. X선 검출기(24)는 특정 폭을 가진 매트릭스 구조로 배열된 다수의 신털레이터를 가진 다채널 검출기이다.

X선 검출기(24)는 전체로서 요면의 X선 입사 평면을 형성한다. X선 검출기(24)는 각각이 무기성 결정질로 이루어진 신털레이터들과 광전 변환기로서 작용하는 포토다이오드로 구성된다.

X선 검출기(24)에는 데이터 수집 유닛(26)이 접속된다. 데이터 수집 유닛(26)은 X선 검출기(24)의 각 신털레이터로부터 검출 정보를 수집한다. X선 튜브(20)로부터의 X선의 조사는 X선 제어기(28)에 의해 제어된다. X선 튜브(20)와 X선 제어기(28)간의 접속, 콜리메이터(22)와 콜리메이터 제어기(30)간의 접속은 도면에 도시하지 않았다. 콜리메이터(22)는 콜리메이터 제어기(30)에 의해 제어된다.

X선 튜브(20)에서 콜리메이터 제어기(30)로의 이들 부재들은 주사 갠트리(10)의 회전부(34)상에 탑재된다. 피검체 또는 팬텀(phantom)은 회전부(34)의 중심에 자리한 보어(29)내의 촬영 테이블(4)상에 배치된다. 회전부(34)는 회전 제어기(36)의 제어하에 회전하여, X선 튜브(20)로부터 X선을 방출하며, 피검체 및 팬텀을 통해 투과된 X선을 회전 각도에 대응하는 뷰 번호(이하에서는 j)와 회전 방향의 X선 검출기 어레이의 채널 번호(이하에서는 I)로 이루어진 투영 정보로서 검출한다. 회전부(34)와 회전 제어기(36)간의 접속은 도면에서 생략하였다.

조작 콘솔(6)은 데이터 처리 장치(60)를 가진다. 데이터 처리 장치(60)는 컴퓨터로 이루어질 수 있다. 데이터 처리 장치(60)는 제어 인터페이스(62)와 접속된다. 제어 인터페이스(62)에는 주사 갠트리(10)가 접속된다. 데이터 처리 장치(60)는 제어 인터페이스(62)를 통해 주사 갠트리(10)를 제어한다.

주사 갠트리(10)내의 데이터 수집 유닛(26), X선 검출기(28), 콜리메이터 제어기(30), 및 회전 제어기(36)는 제어 인터페이스(62)를 통해 제어된다. 이들 유닛과 제어 인터페이스(62)간의 개별적 접속은 명확성을 위해 도면에 도시하지 않았다.

데이터 처리 유닛(60)에는 데이터 수집 버퍼(64)가 접속된다. 데이터 수집 버퍼(64)에는 주사 갠트리(10)의 데이터 수집 유닛(26)이 접속된다. 데이터 수집 유닛(26)에 의해 수집된 데이터는 데이터 수집 버퍼(64)를 통해 데이터 처리 장치(60)로 입력된다.

데이터 처리 장치(60)는 데이터 수집 버퍼(64)를 통해 수집된 투과 X선 신호, 즉 투영 정보를 이용하여 화상 재구성을 실행한다. 데이터 처리 장치(60)에는 저장 장치(66)가 접속된다. 그 저장 장치(66)는 데이터 수집 버퍼(64)로 수집된 투영 정보와, 재구성된 단층 화상 정보 및 그 장치의 기능을 달성하기 위한 프로그램을 저장한다.

데이터 처리 장치(60)에는 표시 장치(68)와 조작 장치(70)가 접속된다. 표시 장치(68)는 데이터 처리 장치(60)로부터 출력된 단층 화상 정보 및 다른 정보를 표시한다. 조작 장치(70)는 조작자에 의해 조작되어, 데이터 처리 장치(60)에 여러 명령 및 정보를 입력한다. 조작자는 표시 장치(68)와 조작 장치(70)를 이용하여 그 장치를 대화식으로 조작한다. 주사 갠트리(10), 촬영 테이블(4) 및 조작 콘솔(6)은 피검체 또는 팬텀을 촬영하여 단층 화상을 획득한다.

도 2를 참조하면, 데이터 처리 장치(60)의 기능 구성을 나타낸 기능 블록도가 도시된다. 데이터 처리 장치(60)는 전처리 수단(71), 화상 재구성 수단(72), 후처리 수단(73), 경계 정보 추출 수단(74), X선 감쇠 보정 수단(75) 및 산란된 X선 보정 수단(76)을 포함한다. 본 발명에 따르면 데이터 처리 장치(60)는, 예를 들어, 화상 생성 장치이다.

전처리 수단(71)은 오프셋 보정과, 데이터 수집 버퍼(64)로부터 입력된 투영 정보에 대한 X선 검출기 감도 보정을 수행한다.

화상 재구성 수단(72)은 화상 재구성에 대한 전처리된 투영 정보 P(i,j)를 이용하여 단층 화상 정보를 생성한다. 화상 재구성은, 예를 들어, 투영 정보가 축 주사 또는 헬리컬 주사를 이용하여 수집되는 경우에 FBR(Filtered Back Projection) 방법을 이용한다. 또한, 소정 두께를 가진 투영 정보는 3차원 화상 재구성 방법을 적용하기 위해 체적 데이터로서 처리될 수 있다.

후처리 수단(73)은 단층 화상 정보의 CT 값 변환과 같은 후처리를 수행한다. 후처리가 행해진 단층 화상 정보는 표시장치(68)로 송신된다.

경계 정보 추출 수단(74)은 전처리된 투영 정보(P(i,j))로부터 X 선 흡수율이 불연속적으로 바뀌는 경계 위치의 경계 위치 정보 및 X 선 흡수율의 변화의 크기를 나타내는 크기 정보로 이루어진 경계 정보를 구한다. 경계 정보 추출 수 단(74)은 투영 정보를 X 선 검출기의 채널 방향(이하에서는 채널 방향이라고 함)에 대응하는 방향으로 미분하는 미분 계산 수단을 갖는다. 이 미분값이 임계값을 초과하는 경우에 경계 위치를 판정한다. 여기서, 뷰 번호(j) 및 채널 번호(i)의 위치에서의 투영값을 P(i,j)라고 하면, 미분값(D)의 크기는 다음과 같고,

경계 위치는, 임계값을 th로 하면 다음과 같다.

산란 X 선 보정 수단(76)은 투영 정보에 포함되는 뷰 번호 및 채널 번호의 산란 X 선량(S(i,j))을 산출한다. 산란 X 선량(S(i,j))은, 예를 들면 팬텀 등을 이용하여 취득되는 산란 X 선 정보에 기초하여 산출되고, 또한, X 선이 투과하는 피검체 중의 투영 길이를 고려함으로써 정밀도가 더욱 향상된다(예를 들면, JP-A-2005-095397 참조)

X 선 감쇠 보정 수단(75)은 경계 정보 추출 수단(74)에 의해 취득된 경계 정보를 이용하여, 산란 X 선 보정 수단(76)에서 산출되는 산란 X 선량에, X 선 흡수율이 변화하는 경계 위치에서의 X 선 감쇠량에 보정을 가한다. X 선 감쇠 보정 수단(75)은, 산란 X 선량에 승산되는 산란 X 선량을 보정하는 이득 함수(G(i,j))를 갖는다. 이제, 이득 함수(G(i,j))는, f가 다차원 함수인 경우, 다음과 같이 된다.

따라서, 각 채널 번호에 대한 산란 X 선량(S(i,j))에 이득 함수(G(i,j))가 승산되어, 경계 위치에서의 X 선 감쇠의 보정을 포함한 산란 X 선량으로 된다. 이 이득 함수는 변화의 크기와 그에 따른 보정량을 조정한다. 이 다차원 함수는 실험적으로 보정량이 최적으로 되도록 결정된다.

또한, X 선 감쇠 보정 수단(75)은, 이 보정된 산란 X 선량을 투영 정보로부터 감쇠하여 산란 X 선의 보정을 행한다. 즉, 보정 후의 투영값을 CP(i,j)로 하면, 다음 식이 성립한다.

보정된 투영 정보(CP(i,j))는 화상 재구성을 위해 화상 재구성 수단(72)으로 출력된다.

데이터 처리 장치(60)에 의한 X 선 감쇠 보정의 구체적인 동작에 대해서는 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 X 선 감쇠 보정의 동작을 나타내는 순서도이다. 먼저, 오퍼레이터는 피검체(1)를 구멍(29) 내에 배치하고, 피검체(1)의 투영 정보를 취득한다(단계 S301). 도 3(a)는 피검체(1)의 투영 단면을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 3(a)에 도시된 예에서는, 피검체(1)는 타원 형상의 낮은 Z 선 흡수율부(2)와, 이 타원 형상의 중심 근방에 위치하는 원형 형상의 높은 X 선 흡수율부(3)를 포함하는 단면을 갖는다. 도 3(b)는 도 3(a)에 도시한 피검체(1)의 단면을 면 내의 상하 방향으로 투영한 투영 정보를 도시한 도면이다. 이 투영 정보는 채널 방향으로 반원형의 낮은 X 선 흡수율부(2)의 투영상을 가지며, 또한 반원의 중심 위치 근방에는 높은 X 선 흡수율부(3)를 포함하는 작은 반원형의 투영상이 중첩되어 있다. 또한, 이러한 투영 정보가 피검체(1)의 주변 360°에 대해 회전부(34)의 회전 각도에 따른 각 뷰 번호(j)에 취득된다.

그 후, 경계 정보 추출 수단(74)은, 투영 정보에 미분을 행하는 경계 정보인 경계 위치 및 X 선 흡수율의 변화의 크기를 추출한다(단계 S 302). 도 3(c)는 도 3(b)에 도시한 투영 정보에 미분 연산을 행하여 미분값의 크기를 구하는 예이다. 투영 정보의 투영 값이 급격하게 변화하는 경계 위치에서는 큰 값을 갖고 있다.

그 후, X 선 감쇠 보정 수단(75)은 산란 X 선 보정 수단(76)에서 연산된 뷰 번호 및 채널 번호마다의 산란 X선량(S(i,j))에 보정을 행한다(단계 S303). 이 때, X 선 감쇠 보정 수단(75)은 이득 함수를 이용하여 미분값, 즉 X 선 흡수율의 변화의 크기와 산란 X 선량에 승산되는 보정량을 조정한다.

도 5(a)는, 도 3(a)에 도시되어 있는 단면을 피검체(1)가 갖는 경우에, 산란 X 선 보정 수단(76)에서 산출되는 도 3(b)와 유사한 뷰 번호(j)의 투영 방향에 대한 산란 X 선량(S(i,j))을 도시한 도면이다. 산란 X 선량은, 높은 X 선 흡수율부(3)가 존재하고 투영 길이가 긴 중앙 근방 위치에서는 큰 값으로 되고, 투영 길이가 짧은 주변 위치에서는 점진적으로 작아진다. 도 5(b)는 도 3(c)에 도시된 채널 방향 위치에서의 미분값의 크기(|D(i,j)|), 즉 X 선 흡수율의 변화의 크기를 이용하여, 산란 X 선량(S(i,j))을 보정한 예이다. 투영값이 급격하게 변화하는 경계 위치에서는 X 선의 감쇠가 생기기 때문에, 산란 X 선량이 충분히 높다고 간주된다.

그 후, X 선 감쇠 보정 수단(75)은 보정된 산란 X선량을 이용하여 투영 정보에 산란 보정을 행한다(단계 S304). 이 산란 보정에서는 투영 정보의 투영값(P(i,j))으로부터 산란 X 선량이 감산된다. 또 5(c)는 도 5(b)에 도시된 보정된 산란 X 선량 S(i,j)×G(i,j)를 이용하여 도 4(b)의 투영 정보를 산란 보정한 예이 다. 도 5(c)에서 실선으로 표시된 부분은 산란 보정된 투영 정보(CP(i,j))이다. 또한, 도 5(c)에서 파선으로 표시된 부분은 도 4(b)와 동일한 투영 정보(P(i,j))에서 비교를 위해 도시하였다.

그 후, 화상 재구성 수단(72)은 이 보정된 투영 정보를 이용하여 화상 재구성을 행하고(단계 S305), 재구성된 단층 화상 정보는 표시 장치(68)에 표시된다(단계 306).

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에서는, 피검체(1)의 투영 정보(P(i,j))로부터, X 선 흡수율이 변화하는 경계 위치 및 이 변화의 크기로 이루어지는 경계 정보(D(i,j))를 추출하고, 이 경계 정보를 이용하여, 경계 위치에서의 변화의 크기에 대응하는 양(G(i,j))을 산란 X 선량(S(i,j))에 승산하여, 경계 위치에서의 X 선 감쇠를 보정한다. 경계 위치에서의 X 선의 감쇠는 투영 정보의 산란 X 선의 보정과 함께 보정되어, 단층 화상에서 생기는 아티팩트(artifact)를 억제할 수 있다.

제 2 실시예:

전술한 제 1 실시예에서는, 채널 방향의 투영 정보를 미분하여 X 선 흡수율이 변화하는 경계 정보를 추출한다. 본 실시예에서는, X 선 검출기의 회전 방향과 직교하는 방향(이하에서는 간단히 행 방향이라 함)의 폭인 X 선 검출기의 행 방향에 대응하는 방향의 투영 정보를 미분하여 행 방향의 경계 정보를 추출하는 실시예를 설명한다. 이 실시예에서는 경계 정보 추출 수단(74) 및 X 선 감쇠 보정 수단(75)을 보다 상세히 설명하고, 전술한 실시예와 유사한 기타 구성에 대한 설명은 생략한다.

본 실시예에서, 경계 정보 추출 수단(74)은 열 방향 내의 투영 정보를 미분하고, 미분된 값이 임계값을 초과할 때 경계 위치를 판단하는 미분 수단을 구비한다. 미분된 값 Dk(i,k,j)의 크기는

에 의해 획득될 수 있으며 이때 P(i,j,k)는 뷰 번호 j 및 열 번호 k에서의 투영 값이고, 주어진 임계값 th_k에서, 열 번호의 위치인

가 경계 위치로서 결정될 것이다.

산란된 X선 보정 수단(76)은 투영 정보 내에 포함된 각 뷰 번호, 각 채널 번호 및 각 열 번호에 대해 산란된 X선 S(i,k,j)의 양을 계산한다. 투영 길이 및 X선 전송 대상 내의 투영 영역을 고려함으로써 정확도를 더 향상시키도록, 디폴트 패턴(default pattern) S(i,k,j)의 양은 예를 들어 피검체를 사용하여 획득된 산란된 X선 정보에 기초하여 전술된 실시예와 유사한 방법으로 계산될 수 있다.

X선 감쇠 보정 수단(75)은 산란된 X선 보정 수단(76) 내에서 계산된 산란된 X선의 양에 대해 변화하는 X선 흡수율의 경계 위치에서 X선 감쇠량의 보정을 더 추가하도록 경계 정보 추출 수단(74)에 의해 획득된 경계 정보를 사용한다. X선 감쇠 보정 수단(75)은 산란된 X선의 양에 대해 보정하도록 산란된 X선의 양에 의해 곱해지는 이득 함수 G2(i,k,j)를 갖는다. 이제 이득 함수는 G2(i,k,j) 및 다차원의 함수로서의 f2로서 주어지고,

이다.

그 다음, 경계 위치에서의 X선 감쇠에 대한 보정을 포함하는 산란된 X선의 양을 획득하기 위해 산란된 X선 S(i,k,j)의 양은 이득 함수 G2(i,k,j)로 곱해진다. 이득 함수는 변화의 크기 및 상응하는 보정의 양을 조정하기 위한 것이다. 다차원 함수는 보정의 양이 최적화되도록 실험적으로 결정될 수 있다.

또한, 산란된 X선의 보정을 획득하기 위해, X선 감쇠 보정 수단(75)은 투영 정보에서 산란된 X선의 보정된 양을 공제한다. 다시 말하면 보정 후의 투영값은 CP(i,k,j)로서 주어진다.

보정 후의 투영 정보 CP(i,k,j)는 영상 재구성 수단(72)으로 출력되어 영상의 재구성을 수행한다.

전술된 바와 같이, 바람직한 제 2 실시예에서, X선 흡수율이 변화하는 경계 위치 및 변화의 크기로 구성되는 경계 정보 D(i,k,j)를 피검체(1)의 투영 정보 P(i,k,j)로부터 추출하며, 경계 정보는 X선 S(i,k,j)의 양을 경계 위치에서의 변화의 크기에 상응하는 양 G2(i,k,j)으로 곱하고 경계 위치에서 X선 감쇠에 대해 보정하는 데에 사용된다. 열 방향의 투영 정보의 경계 위치에서의 X선 감쇠는 투영 정보의 산란된 X선 보정에 대해 함께 보정될 수 있으며, 단층 영상 내에서 보이는 아티팩트(artifact)를 억제한다.

제 3 실시예:

전술된 바람직한 제 1 실시예에서, 채널 방향의 투영 정보가 미분되고, 전술된 바람직한 제 2 실시예에서, 변화하는 X선 흡수율의 경계 정보를 추출하기 위해 열 방향인 본 발명이 미분된다. 본 실시예에서, 채널 방향 및 열 방향 모두의 투영 정보가 X선 흡수율이 변화하는 경계 정보를 추출하도록 미분되는 예시가 기술될 것이다. 바람직한 실시예에서 경계 정보 추출 수단(74) 및 X선 감쇠 보정 수단(75)은 보다 자세하게 기술될 것이며, 제 1 실시예와 동일한 그 외의 구성은 기술되지 않을 것이다.

본 실시예에서, 경계 정보 추출 수단(74)은 채널 방향 및 열 방향 내의 투영 정보를 미분하고, 미분된 값이 임계값을 초과할 때 경계 위치를 판단하는 미분 수단을 구비한다. 뷰 번호 j 및 열 번호 k의 위치에서의 투영 값이 P(i,k,j)로 주어지고, 채널 방향의 미분된 값 Di(i,k,j) 및 열 방향의 미분된 값 Dk(i,k,j)의 크기는

과 같이 주어진다.

경계 위치는 열 번호

에서의 위치로부터 획득될 수 있으며, 이때 th_i는 채널 방향의 임계값이고, th_k는 열 방향의 임계값이다.

산란된 X선 보정 수단(76)은 투영 정보 내에 포함된 각 뷰 번호, 각 채널 번호 및 각 열 번호에 대해 산란된 X선 S(i,k,j)의 양을 계산한다. 투영 길이 및 X선 전송 대상 내의 투영 영역을 고려함으로써 정확도를 더 향상시키도록, 산란된 X선 S(i,k,j)의 양은 예를 들어 피검체를 사용하여 획득된 산란된 X선 정보에 기초하여 제 1 실시예와 유사한 방법으로 계산될 수 있다.

X선 감쇠 보정 수단(75)은 산란된 X선 보정 수단(76) 내에서 계산된 산란된 X선의 양에 대해 변화하는 X선 흡수율의 경계 위치에서 X선 감쇠량에 대한 보정을 적용하도록 경계 정보 추출 수단(74)에 의해 획득된 경계 정보를 사용한다. X선 감쇠 보정 수단(75)은 산란된 X선의 양에 대해 보정하도록 산란된 X선의 양에 의해 곱해지는 이득 함수 G3(i,k,j)를 갖는다.

이득 함수 G3(i,k,j)는

로서 주어질 수 있으며, 이때 f3은 다차원 함수이다. 다음으로, 경계 위치에서의 X선 감쇠에 대한 보정을 포함하는 산란된 X선의 양을 결정하기 위해 이득 함수 G3(i,k,j)는 산란된 X선 S(i,k,j)의 양에 곱해진다. 이득 함수는 변화의 크기 및 상응하는 보정의 양을 조정한다. 다차원 함수는 보정의 양이 최적화되도록 실험적으로 결정될 수 있다.

또한, 산란된 X선에 대해 보정하기 위해, X선 감쇠 보정 수단(75)은 투영 정보에서 산란된 X선의 보정된 양을 공제한다. 보다 구체적으로, 보정 후의 투영값은 CP(i,k,j)로서 주어지며, 이것은

이다.

그 다음 보정된 투영 정보 CP(i,k,j)는 영상을 재구성하는 영상 재구성 수단(72)으로 출력될 것이다.

전술된 바와 같이, 바람직한 제 3 실시예는 X선 흡수율이 변화하는 경계 위치 및 변화의 크기로 구성되는 경계 정보 D(i,k,j)를 피검체(1)의 투영 정보 P(i,k,j)로부터 추출하며, 그 다음 산란된 X선 S(i,k,j)의 양을 경계 위치에서의 변화의 크기에 상응하는 양 G2(i,k,j)으로 곱하고 경계 위치에서 X선 감쇠에 대해 보정하는 데에 경계 정보를 사용한다. 채널 방향 및 열 방향의 투영 정보의 경계 위치에서의 X선 감쇠는 투영 정보의 산란된 X선 보정에 대해 함께 보정되고, 따라서 단층 영상 내에서 보이는 아티팩트(artifact)를 억제한다.

제 4 실시예:

전술된 제 1 내지 제 3 실시예에서, 투영 정보 P(i,j)는 X선 흡수율이 변하는 경계 정보 D(i,j)를 추출하도록 미분되어 경계 위치에서 X선 감쇠를 보정하는데, 이 경계 정보는 화상이 재구성되게 하는 단층 화상 정보로부터도 추출될 수 있다. 따라서, 바람직한 본 발명의 제 4 실시예에서, X선 흡수율이 변하는 경계 위치에 X선 감쇠에 대한 보정을 적용하기 위해, 화상이 재구성되게 하는 단층 화상 정보로부터 경계 정보가 추출된다.

이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 데이터 처리 유닛(61)의 기능적 배치를 나타내는 개략적인 기능 블록도가 도시된다. 데이터 처리 유닛(61)은 도 1의 개략도에 도시된 데이터 처리 디바이스(60)에 해당하고, 다른 유닛의 배치는 도 1에 도시된 것과 동일하므로, 이들에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.

데이터 처리 유닛(61)은 처리 수단(71), 화상 재구성 수단(72), 후처리 수단(73), 경계 정보 추출 수단(84), X선 감쇠 보정 수단(85) 및 산란형 X선 보정 수단(76)을 포함한다. 전처리 수단(71), 화상 재구성 수단(72), 후처리 수단(73), 경계 정보 추출 수단(84), X선 감쇠 보정 수단(85) 및 산란형 X선 보정 수단(76)은 도 2에 도시된 수단들과 기능적으로 동일하다.

바람직한 제 1 실시예에서, 후처리 수단(71)은 전처리된 투영 정보를 경계 정보 추출 수단(74)으로만 출력하지만, 바람직한 제 4 실시예에서는, 화상 재구성 수단(72) 및 X선 감쇠 보정 수단(85)으로 출력한다. 이어서 화상 재구성 수단(72)은 전처리 수단(74)으로부터 제공된 투영 정보를 사용하여 화상 재구성을 수행함으로써 단층 화상 정보를 생성한다.

경계 정보 추출 수단(84)은 화상 재구성 수단(72)으로부터 획득된 단층 화상 정보 IMG(x,y)를 사용하여(여기서, x 및 y는 각각 화상의 수평 및 수직 방향의 위치 좌표를 표시함) X선 흡수율이 불연속적으로 변하는 경계 위치의 경계 위치 정보로 구성된 경계 정보와, 그 경계 위치에서의 X선 흡수율의 변화 크기를 나타내는 크기 정보를 결정한다. 경계 정보 추출 수단(84)은 단층 화상 정보에 포함된 단층 화상을 미분하는 미분 수단과, 미분된 화상의 절대값을 결정함으로써 경계 화상을 생성하는 절대값 수단 및 이 경계 화상을 이용하여 모든 뷰(view) 각도에 대응하는 위치로부터 복수의 투영 화상을 결정하는 재투영 수단을 구비한다.

단층 화상 IMG(x,y)으로부터 경계 화상 BIMG(x,y)을 생성하기 위해, 다음 식(1)이 이용될 것이다.

이상의 식에서, "*"는 컨볼루션 계산이고, HF(x,y)는 고역 통과 유형의 필터 함수이다. 이상의 식의 분자는 전술된 미분 수단을 구성하고, 이상의 식의 분모는 정규화 계수(normalization factor)를 구성하여 CT 값에 의존하지 않는다.

이어서, 경계 정보 추출 수단(84)은 각 뷰 번호 및 각 채널 번호에 대한 경계 화상 BIMG(x,y)의 투영 화상 BD(i,j)을 결정한다. 다음에, 투영 화상 BD(i,j)이 0이 아닌 투영값을 가지면, 경계 정보 추출 수단(84)은 투영값을 갖는 경계 방향으로의 위치를 경계 위치로서 결정하고, 투영 정보의 크기를 X선 흡수율의 변화 크기로서 결정한다.

X선 감쇠 보정 수단(85)은 경계 정보 추출 수단(84)에 의해 획득된 경계 정보를 사용하여, X선 흡수율이 산란형 X선 보정 수단(76)에 의해 계산된 산란된 X선 양까지 변하는 경계 위치에 X선 감쇠량에 대한 보정을 적용한다. X선 감쇠 보정 수단(85)은 X선 감쇠 보정 수단(75)과 유사하게 산란된 X선 양에 대해 보정하기 위해 산란된 X선 양이 곱해지는 이득 함수를 갖는다. 이득 함수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 f는 다차원 함수이다. 이제 산란된 X선 양을 S(i,j)로 정의하고, 보정된 산란된 X선 양은 S(i,j)×G(i,j)로 정의한다.

X선 감쇠 보정 수단(85)은 프로세싱 수단(71)으로부터의 투영 정보 P(i,j)로부터 산란된 X선 양 CP(i,j)을 뺌으로써 산란된 X선에 대해 보정한다.

다음에, 도 7을 참조하여 데이터 처리 유닛(61)에 의한 X선 감쇠 보정에 대한 보다 구체적인 연산이 보다 상세하게 설명될 것이다. 이제 도 7을 참조하면, X선의 감쇠에 대한 보정 연산을 나타내는 흐름도가 도시된다. 처음에, 운용자는 구멍(29) 내에 (bore) 대상(2)을 배치하여 대상(2)의 투영 정보를 획득한다(단계 S701). 투영 정보는 데이터 처리 유닛(61)에 전송되고, 이어서 전처리 수단(71)으로 전처리된 후, 화상 재구성 수단(72)으로 출력한다. 다음에, 화상 재구성 수단(72)은 투영 정보 P(i,j)의 화상 재구성을 수행하여(단계 S702), 단층 화상 정보 IMG(x,y)를 획득할 것이다. 도 8a는 대상(2)으로부터의 단층 화상의 예를 도시한다. 도시된 단층 화상은 대상(2)의 대부분인 저 X선 흡수부(8)와, 저 X선 흡수부(8) 내의 2개의 원형 고 X선 흡수부(9)를 통합한다. 단층 화상에서 점선으로 도시된 부분은 X선 흡수율이 변하는 경계 위치에서 X선 감쇠에 의해 생성된 제조물(7)(artifact)을 개략적으로 나타낸다.

이제 도 7을 참조하면, 데이터 처리 유닛(61)은 경계 정보 추출 수단(84)을 사용하여 경계 정보를 추출한다(단계 S703). 경계 정보의 추출에 있어서, 단층 화 상 IMG(x,y)에서 식(1)을 이용하여 연산을 실행하여, 경계 화상 BIMG(x,y)을 결정한다. 도 8b는 도 8a에 도시된 단층 화상으로부터 결정된 경계 화상을 도시한다. 도면에서, 대상(2)의 저 X선 흡수부(8)와 고 X선 흡수부(9) 사이의 경계 영역이 추출된다. 이어서, 경계 정보 추출 수단(84)은 경계 화상 BIMG(x,y)으로부터 각 뷰 번호 및 각 채널 번호에 대한 경계 정보인 경계 투영값 BD(i,j)을 계산한다. 도 8c는 도 8b에 도시된 경계 화상의 평면 내에서 수직 방향으로 투영된 경계 투영값의 예를 도시한다. 도 8c에서, 경계 투영값은 저 X선 흡수부(8)의 주위 및 고 X선 흡수부(9)의 주위에서 더 크고, 고 X선 흡수부(9)를 포함하는 경계 투영값은 저 X선 흡수부(8)로 구성된 경계 투영값보다 큰 값을 나타낸다.

이제 도 7을 참조하면, 데이터 처리 유닛(61)은 X선 감쇠 보정 수단(85)을 사용하여 산란된 X선 양에 대해 보정한다(단계 S704). 이러한 보정에서, 이득 함수 G(i,j)는 경계 투영값 BD(i,j)을 사용하여 결정되고, 이어서 이득 함수 G(i,j)와 산란된 X선 양 S(i,j)을 곱한다.

도 9a는 산란형 X선 보정 수단(76)에 의해 결정된 산란된 X선 양 S(i,j)을 대상(2)의 수직 방향으로 도시한다. 도 9b는 경계 투영값 BD(i,j)의 이득 함수 G(i,j)와 산란된 X선 양 S(i,j)을 곱함으로써 보정된 산란된 X선 양을 도시한다.

이제 도 7을 참조하면, 데이터 처리 유닛(61)은 X선 감쇠 보정 수단(85)을 사용하여 분산 보정을 수행한다(단계 S705). 분산 보정에서, X선 감쇠 보정 수단(85)은 처리 수단(71)으로부터 획득된 대상(2)의 투영 정보 P(i,j)에서 보정된 산란된 X선 양 S(i,j)을 뺀다. 도 9c는 도면에서 대상(2)의 투영 정보 P(i,j)는 점선으로 도시하고, 분산 보정을 사용하는 대상(2)의 투영 정보 CP(i,j)는 실선으로 도시한다.

도 7을 다시 참조하면, 데이터 처리 장치(61)는 화상 재구성 수단(72)에 의해, 산란 보정을 행한 투영 정보 CP(i, j)를 화상 재구성하고(단계 S706), 이 재구성 화상을 표시 장치에 표시한다(단계 S707). 또한, 이 재구성 화상에서는, 도 8(a)의 투영 화상에 표시된 아티팩트(7)의 저감을 도모할 수 있다.

전술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 실시예 2에서는, 피검체(2)의 단층 화상으로부터, X선 흡수율이 변화하는 경계 위치로만 이루어지는 경계 화상 BIMG(x, y)를 검출하고, 이 경계 화상의 경계 투영값 BD(i, j)를 뷰 번호 및 채널 번호마다 산출하며, 이 경계 투영값을 이용하여 산란 X선량 S(i, j)를 보정하고, 이 산란 X선량을 이용하여 피검체(2)의 투영 정보 P(i, j)의 산란 보정을 행하는 것으로 하고 있으므로, X선 흡수 효율이 상이한 경계 위치에 있어서의 X선의 감쇠를, 투영 정보의 산란 보정과 함께 보정하고, 또한 단층 화상에 발생하는 아티팩트(7)를 저감하는 것을 실현시킬 수 있다.

제 5 실시예:

그런데, 상기 실시예 4에서는, 단츨 화상으로부터 경계 화상 BIMG(x, y)를 검출하고, 이 경계 화상의 경계 투영값 BD(i, j)를 이용하여 피검체(2)의 투영 정보를 보정하였으나, 경계 투영값에 근거하여 보정된 산란 X선량을 화상 재구성하여 산란 X선 화상을 생성하며, 이 산란 X선 화상을 단층 화상으로부터 감산하여 산란 X선 및 아티팩트의 경감도 도모하는 것이 가능하다. 그래서, 본 실시예 6에서는, 경계 투영값에서 보정된 산란 X선 화상을 이용하여, 단층 화상의 X선 흡수 효율이 변화하는 경계 위치에 있어서의 X선 감쇠를 보정하는 경우를 나타내는 것으로 한다.

도 10은 본 실시예 3에 따른 데이터 처리 장치(63)의 기능적인 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 여기서, 데이터 처리 장치(63)는 도 1의 전체 구성에 도시하는 데이터 처리 장치(60)에 대응하는 것으로, 그 외의 구성은 도 1에 도시하는 것과 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다.

데이터 처리 장치(63)는, 전처리 수단(71), 화상 재구성 수단(72), 후처리 수단(73), 경계 정보 검출 수단(84), X선 감쇠 보정 수단(95) 및 X선 보정 수단(76)을 포함한다. 여기서, 전처리 수단(71), 화상 재구성 수단(72), 후처리 수단(73), 경계 정보 검출 수단(84) 및 X선 보정 수단(76)은 도 6에 도시한 실시예 4의 것과 기능적으로는 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다. 단, 본 실시예 5에서는, 전처리 수단(71)은, 전처리된 투영 정보를 X선 감쇠 보정 수단(95)에 출력하지 않고, X선 감쇠 보정 수단(95)은, 화상 재구성된 단층 화상 및 산란 X선 화상만을 이용하여 경계 위치의 X선 감쇠를 보정한다. 또한, 화상 재구성 수단(72)은 후처리 수단(73)에 직접 재구성 화상을 출력하지 않고, X선 감쇠 보정 수단(95)을 거쳐서 출력한다.

도 11(a)는 피검체(2)의 단츨 화상으로부터 화상 재구성되는 단층 화상 IMG(x, y)의 예이다. 피검체(2)는 저 X선 흡수율부(8)와 그 내부에 2개의 원형의 고 X선 흡수율부(9)를 갖는다. 그리고, 저 X선 흡수율부(8)와 고 X선 흡수율부(9) 주변부에는 아티팩트(7)가 파선으로 도시되어 있다.

X선 감쇠 보정 수단(95)은 X선 감쇠 보정 수단(85)과 마찬가지로 경계 정보 검출 수단(84)에 의해 경계 화상 BIMG(x, y)로부터 취득되는 경계 투영값 BD(i, j)를 이용하여, 산란 X선 보정 수단(76)에서 산출되는 산란 X선량 S(i, j)를 보정한다. 또한, 단층 화상 IMG(x, y)로부터 경계 화상 BIMG(x, y)를 생성할 때에는,

의 관계에 있는 (수학식 2)가 이용된다. 또한, *는 콘볼루션 연산을 나타내고, HF(x, y)는 고역 통과형의 필터 함수이다. 또한, X선 감쇠 보정 수단(85)과 마찬가지로 이득 함수 G(i, j)를 이용하여, 경계 투영값 BD(i, j)를 변환한다.

그 후, X선 감쇠 보정 수단(95)은, 보정된 산란 X선량 S(i, j)×G(i, j)를 화상 재구성 수단(72)에 출력한다. 화상 재구성 수단(72)은 보정된 산란 X선량을 화상 재구성하여 산란 X선 화상 SIMG(x, y)를 생성한다. 도 11(b)는 화상 재구성된 산란 X선 화상을 모식적으로 도시하는 도면이다. 또한, 도 11(a)에 도시하는 아티팩트(7) 부분을 화상화한 것으로 된다.

그 후, X선 감쇠 보정 수단(95)은, 화상 재구성 수단(73)으로부터 이 산란 X선 화상 SIMG(x, y)를 입력하고, 단층 화상 IMG(x, y)과의 감산을 행하여 감산 화상 DIMG(x, y)를 생성한다. 즉,

를 산출한다. 도 11(c)는 감산된 감산 화상을 도시하고 있다. 감산 화상은, 단층 화상으로부터 아티팩트(7) 부분을 제외한 것으로 되어 있다.

그 후, X선 감쇠 보정 수단(95)은 후처리 수단(73)에 감산 화상을 출력하고, 또한 후처리 수단(73)은 후처리 다음에 표시 장치(68)에 이 경계 화상을 출력한다.

전술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 실시예 5에서는, 피검체(2)의 단층 화상 IMG(x, y)의 경계로만 이루어지는 경계 화상 BIMG(x, y)로부터 경계 투영값 BP(i, j)를 뷰 번호 및 채널 번호마다 산출하고, 이 경계 투영값을 이용하여 산란 X선량 S(i, j)를 보정하고, 이 산란 X선량을 화상 재구성하여 산란 X선 화상 SIMG(i, j)를 생성하며, 단츨 화상으로부터 감쇠하는 것으로 하고 있으므로, X선 흡수 효율이 상이한 경계 위치에 있어서의 X선의 감쇠를, 산란 X선 보정과 함께 보정하고, 또한 단층 화상에 발생하는 아티팩트(8)를 저감하는 것을 실현시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, X선 투영 정보 또는 단층 화상 정보에 포함된 X선 흡수율이 변경되는 경계 위치에서의 X 선 감쇠는 산란된 X선 보정내에 포함되어 보정된다. 이에 따라, 산란된 X선 보정을 보다 정교하게 할 수 있게 되고, 경계 위치에서의 X선 감쇠로 인한 단층 화상내의 아티팩트를 완화시키며, 보다 높은 화상 품질의 단층 화상을 수집할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. X선 감쇠 보정 방법에 있어서,

   피검체의 X선 투영 정보 또는 상기 투영 정보를 화상 재구성하여 생성되는 단층 화상 정보를 사용함으로써 X선 흡수율이 변화하는 경계 위치의 경계 위치 정보 및 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를 추출하는 단계(S301)와,

   상기 경계 정보를 사용하여 상기 투영 정보 또는 상기 단층 화상 정보에 포함된 상기 경계 위치의 X선 감쇠를 보정하는 단계(S303)를 포함하는

   X선 감쇠 보정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 경계 정보를 추출하는 단계(S301)는,

   상기 투영 정보의 투영값을 채널 방향에 대응하는 방향 및/또는 상기 투영 정보를 취득하는 X선 검출기의 행 방향으로 미분하는 단계와,

   상기 미분된 값의 크기가 임계값을 초과하는 위치를 상기 경계 위치 정보로서 추출하는 단계와,

   상기 미분값의 크기를 상기 크기 정보로서 추출하는 단계를 포함하는

   X선 감쇠 보정 방법.
3. X선 CT 장치용 단층 화상을 생성하기 위한 화상 생성 장치(60)에 있어서,

   피검체의 X선 투영 정보 또는 상기 투영 정보를 화상 재구성하여 생성되는 단층 화상 정보를 사용함으로써 X선 흡수율이 변화하는 경계 위치의 경계 위치 정보 및 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를 추출하는 수단(74)과,

   상기 경계 정보를 사용하여 상기 투영 정보 또는 상기 단층 화상 정보에 포함된 상기 경계 위치의 X선 감쇠를 보정하는 수단(75, 85, 95)을 포함하는

   화상 생성 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 경계 정보를 추출하는 수단(74)은,

   상기 투영 정보의 투영값을 채널 방향에 대응하는 방향 및/또는 상기 투영 정보를 취득하는 X선 검출기의 행 방향으로 미분하는 수단과,

   상기 미분된 값의 크기가 임계값을 초과하는 위치를 상기 경계 위치 정보로서 추출하는 수단을 포함하는

   화상 생성 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 경계 정보를 추출하는 수단(74)은,

   상기 단층 화상 정보의 단층 화상을 미분하는 수단과, 상기 미분된 화상에 대해 절대값 동작을 수행하여 경계 화상을 수행하는 수단과, 상기 경계 화상을 사용하여 상기 경계 정보를 추출하는 수단을 포함하는

   화상 생성 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 경계 정보를 추출하는 수단(74)는, 상기 경계 화상을 사용하여 경계 투영 정보를 계산하는 수단과, 상기 경계 투영 정보의 경계 투영값이 제로가 아닌 위치를 경계 위치 정보로서 추출하는 수단과, 상기 경계 투영값을 상기 크기 정보로서 추출하는 수단을 포함하는

   화상 생성 장치.
7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 X선 감쇠를 보정하는 수단(75, 85, 95)은 상기 크기 정보의 다차원 함수를 갖는 이득 함수를 사용하여 보정하는 수단을 포함하는

   화상 생성 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 X선 감쇠를 보정하는 수단(75, 85, 95)은 상기 투영 정보 내의 상기 경계 위치에서의 산란된 X선의 양을 상기 이득 함수의 함수값과 승산하고, 상기 승산된 산란 X선의 양을 상기 투영 정보로부터 감산함으로써 보정하는 수단을 포함하는

   화상 생성 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 X선 감쇠를 보정하는 수단(75, 85, 95)은 상기 단층 화상 정보 내의 상기 경계 위치에서의 산란된 X선의 양을 상기 이득 함수의 함수값으로 승산하고, 상기 승산된 산란 X선의 양의 화상 재구성을 수행하고, 그리고 상기 단층 화상 정보로부터 상기 양을 감산함으로써 보정하는 수단을 포함하는

   화상 생성 장치.
10. X선 CT 장치에 있어서,

    X선 발생기(20)와 상기 X선 발생기에 대향하게 위치한 X선 검출기(24)를 포 함하며 상기 X선 발생기 및 상기 X선 검출기를 피검체 주위로 상대적으로 회전시킴으로써 X선 투영 데이터를 취득하는 X선 데이터 취득 수단(10)과,

    상기 X선 투영 데이터를 사용하여 상기 피검체의 화상 정보를 발생시키는 화상 정보 발생 수단(60)을 포함하되,

    상기 화상 발생 수단(60)은,

    피검체의 X선 투영 정보 또는 상기 투영 정보를 화상 재구성하여 생성되는 단층 화상 정보를 사용함으로써 X선 흡수율이 변화하는 경계 위치의 경계 위치 정보 및 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를 추출하는 수단(74)과,

    상기 경계 정보를 사용하여 상기 투영 정보 또는 상기 단층 화상 정보에 포함된 상기 경계 위치의 X선 감쇠를 보정하는 수단(75, 85, 95)을 포함하는

    X선 CT 장치.
11. X선 CT 장치용으로 사용되는 단층 화상을 생성하기 위한 화상 생성 방법에 있어서,

    피검체의 X선 투영 정보 혹은 상기 투영 정보의 화상 재구성에 의해 생성된 단층 화상 정보를 미분하여, X선 흡수율이 변화하는 경계 위치의 경계 위치 정보와 상기 변화의 크기를 나타내는 크기 정보를 포함하는 경계 정보를 추출하는 단계를 포함하는

    화상 생성 방법.

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