KR20090130719A - 토모그래피 영상획득방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토모그래피 영상 획득방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일방향으로 동시에 회전하는 x선 광원과 x선 센서의 촬영초점인 회전중심을 피사체의 일측단에서 타측단으로 이동시키면서 다수 개의 x선 구간 영상을 획득하여 x선 센서의 크기에 관계없이 3차원 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 토모그래피 영상 획득방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상 획득방법은 x선 광원과 x선 센서 사이에 피사체를 위치시키는 제 1 단계 및 상기 x선 광원과 x선 센서의 촬영초점을 상기 피사체의 일정부분에 두고 동일방향으로 동시에 회전시켜 상기 피사체의 x선 영상을 획득하되, 상기 x선 광원과 x선 센서의 회전중심은 상기 촬영초점에 위치하고, 상기 촬영초점인 회전중심을 상기 피사체의 일측단에서 타측단으로 이동시키며 x선 영상을 획득하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진다.

토모그래피, 파노라마영상, CT, 촬영초점, 회전중심

Description

토모그래피 영상획득방법{TOMOGRAPHY IMAGES ACQUISITION METHOD}

본 발명은 토모그래피 영상 획득방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일방향으로 동시에 회전하는 x선 광원과 x선 센서의 촬영초점인 회전중심을 피사체의 일측단에서 타측단으로 이동시키면서 다수 개의 x선 구간 영상을 획득하여 x선 센서의 크기에 관계없이 3차원 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 토모그래피 영상 획득방법에 관한 것이다.

의료용 영상획득방법에는 크게 피사체의 전 영역을 커버할 수 있는 대면적 x선 센서를 구비하고, 상기 피사체에 회전 중심을 두고 360도 회전하며 상기 피사체의 단층 영상을 획득하는 방법과 상기 피사체의 일부 영역만을 커버할 수 있는 소면적 스캔 센서를 이용하여 상기 피사체의 일측단에서 타측단까지 연속적으로 x선을 조사하여 스캔하여 촬영함으로써 한 장의 파노라마 영상을 획득하는 방법이 있다.

또한, 상기 단층 영상을 획득하는 방법은 CT 영상획득방법 또는 토모그래피 영상획득방법 등이 있다.

또한, 상기 파노라마 영상 획득방법은 라인 스캔(line scan)방식이라고도 하며, 일반적으로 상기 파노라마 영상 획득방법에 사용되는 소면적 스캔 센서는 TDI(time delay integration)라인 스캔 센서를 사용한다.

한편, 상기 TDI라인 스캔 센서는 x선을 수광하는 픽셀이 라인 상에 배열된 1 차원 센서로써 피사체의 2차원 면적을 촬영하기 위해서는 상기 라인 센서 또는 피사체를 이동시켜 한 라인씩 연속적으로 촬영하여 이미지를 얻는다.

도 1은 종래의 파노라마 영상획득방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 파노라마 영상획득방법은 먼저, x선 광원(10)과 x선 센서(20)의 촬영 초점(F)에 피사체(30)의 일측부를 위치시킨다.

다음, 상기 x선 광원(10)에서 상기 피사체(30)의 일측부를 향해 x선이 조사되고, 상기 피사체(30)의 일측부를 통과한 x선은 신틸레이터(도시하지 않음)를 통해 빛으로 변환된 후, 상기 x선 센서(20)에 수광됨으로써 상기 피사체(30)의 일측부 영상이 획득되게 된다.

다음, 상기 x선 광원(10)은 상기 x선 광원(10)과 상기 x선 센서(20)의 회전 중심(R)을 기준으로 회전하며 x선을 조사한다.

즉, 상기 x선 광원(10)은 위치 a에서 b를 거쳐 c로 이동하며 상기 피사체(30)의 일측부에서 타측부까지 x선을 조사한다.

또한, 동시에 상기 x선 센서(20)는 위치 a'에서 b'을 거쳐 c'으로 이동하며 상기 피사체(30)의 일측부 영상부터 타측부 영상까지 연속적으로 획득하여 한 장의 파노라마 영상을 획득한다.

즉, 상기 x선 광원(10)과 상기 x선 센서(20)의 회전 중심(a)은 고정되어 있고 상기 촬영 초점 F가 상기 x선 광원(10)과 x선 센서(20)의 회전에 의해 촬영 초점 F1, F2로 연속적으로 이동하며 상기 피사체(30)의 전체 파노라마 영상을 획득하게 되는 것이다.

한편, 파노라마 영상획득방법은 상기 x선 센서(20)에 의해 상기 피사체(30)를 스캔하여 영상을 획득하므로 한 장의 파노라마 영상만을 획득할 수 있다.

따라서 토모그래피와 같은 3차원 영상을 획득할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 파노라마 영상획득방법은 상기 피사체(30)에 x선을 연속적으로 조사하여 스캔 방식으로 영상을 획득하므로 상기 피사체(30)에 대한 x선의 피폭량이 크다는 단점이 있었다.

도 2는 종래의 토모그래피 영상획득방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면 종래의 토모그래피 영상획득방법은 영상을 획득하고자하는 피사체(30)의 일부분이나 전체에 촬영 중심(F)과 회전 중심(R)을 동시에 두고 x선 광원(10)과 x선 센서(20)를 동일방향으로 동시에 회전시켜 상기 촬영 중심(F)에 위치하는 피사체(30)의 3차원 토모그래피 영상을 획득한다.

즉, 종래의 토모그래피 영상획득방법은 촬영 중심(F)이 위치하는 피사체(30)의 일부분이나 전체만을 촬영할 수 있다.

더욱 자세하게는, 상기 x선 광원(10)은 위치 a에서 출발하여 b,c,를 거쳐 다시 a로 돌아오면서 x선을 조사하고, 상기 x선 센서(20)는 상기 x선 광원(10)와 대향하여 위치 a'에서 출발하여, b',c'을 거쳐 다시 a'으로 돌아오면서 상기 피사체(30)의 x선 영상을 획득한다.

따라서, 상기 x선 광원(10)과 상기 x선 센서(20)는 동일한 방향으로 동시에 회전하면서 상기 촬영 중심(F)에 위치하는 피사체(30)의 일부분이나 전체를 360도 방향에서 촬영한다.

다음, 상기 x선 센서(20)에서 획득된 2차원 x선 영상들을 바탕으로 상기 피사체(30)의 3차원 토모그래피 영상으로 재구성한다.

즉, 종래의 토모그래피 영상획득방법은 획득하고자 하는 피사체(30)의 크기에 따라 센서의 크기가 변화해야하는 문제점이 있었다.

다시 말해서 크기가 큰 피사체의 토모그래피 영상을 획득하기 위해서는 상기 피사체를 전부 커버할 수 있는 크기가 큰 x선 센서를 구비하여야 하는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 토모그래피 촬영에 있어 x선 센서의 크기에 관계없이 피사체의 3차원 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 토모그래피 영상획득방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 피사체의 구간 영상들을 각각 획득하여 3차원 토모그래피 영상으로 재구성함으로써 종래의 스캔 방식에 비해 피사체에 대한 x선 피폭량을 줄일 수 있는 토모그래피 영상획득방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에따른 토모그래피 영상획득방법은 x선 광원과 x선 센서 사이에 피사체를 위치시키는 제 1 단계 및 상기 x선 광원과 x선 센서의 촬영초점을 상기 피사체의 일정부분에 두고 동일방향으로 동시에 회전시켜 상기 피사체의 x선 영상을 획득하되, 상기 x선 광원과 x선 센서의 회전중심은 상기 촬영초점에 위치하고, 상기 촬영초점인 회전중심을 상기 피사체의 일측단에서 타측단으로 이동시키며 x선 영상을 획득하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 피사체는 다수 개의 촬영구간으로 구분되며, 상기 x선 센서는 상기 촬영구간들 중 어느 하나의 촬영구간을 촬영할 수 있는 소면적 x선 센서로 구비된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 x선 영상은 다수 개의 x선 구간 영상들로 이루어지며, 상기 x선 구간 영상들을 재구성하여 상기 피사체의 3차원 토모그래피 영상을 획득하는 제 3 단계를 더 포함하여 이루어진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 획득하고자하는 피사체의 전 영역을 커버할 수 없는 소면적 x선 센서를 이용하더라도 3차원 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다. 따라서, x선 센서의 크기에 관계없이 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, x선 스캔 센서를 사용하지 않고도 토모그래피 영상을 획득할 수 있으므로 종래의 토모그래피 영상획득방법에 비해 피사체에 대한 x선의 피폭량을 줄일 수 있고 비용이 절감할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상획득방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상획득방법은 먼저 피사체(30)를 사이에 두고 x선 광원(100)과 x선 센서(200)를 구비한다.

또한, 상기 피사체(30)는 사람의 악궁(턱활뼈)을 예로 들어 설명하기로 한 다.

그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상획득방법은 의료용뿐만 아니라 다양한 산업용 비파괴 검사 방법에도 활용이 가능하다.

또한, 상기 x선 광원(100)과 x선 센서(200)는 상기 피사체(30)의 일측단에 촬영초점(F)을 두고 서로 대향하여 구비한다.

즉, 상기 x선 광원(100)과 x선 센서(200)는 상기 피사체(30)의 일측 어금니 부분을 바라보며 서로 대향하여 구비된다.

또한, 상기 x선 센서(200)는 피사체를 연속적으로 스캔하여 촬영하는 스캔 센서가 아닌, 한번에 상기 피사체(30)의 일정 구간을 촬영할 수 있는 소면적 x선 센서로 구비된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상획득방법은 상기 피사체(30)를 다수 개의 촬영구간으로 구분하여, 상기 촬영구간들을 각각 상기 x선 센서(200)로 촬영하여 다수 개의 2차원 구간 영상들을 3차원 영상으로 재구성함으로써 3차원 토모그래피 영상을 획득하는 방식이다.

또한, 상기 x선 광원(100)과 상기 x선 센서(200)는 동기장치(도시하지 않음)와 연결되어 상기 x선 광원(100)의 x선 조사 시기와 상기 x선 센서(200)의 수광 시기가 동기 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상획득방법은 연속적으로 x선을 조사하여 토모그래피를 획득하는 종래의 토모그래피 영상획득방법에 비해 피사체에 대한 x선의 피폭량을 줄일 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기 x선 센서(200)는 x선 스캔 센서로 구비되어 토모그래피 영상의 해상도를 높일 수 있음은 물론이다.

다음, 상기 x선 광원(100)은 상기 피사체(30)의 일측단을 바라보는 위치 a에서 x선을 조사하고, 상기 x선 센서(200)는 상기 x선 광원(100)과 대향하는 위치 b에서 상기 피사체(30)의 일측단 영상을 획득한다.

다음, 상기 x선 광원(100)은 상기 위치 a에서 일정한 각도 회전하여, 상기 피사체(30)의 일측단과 인접한 촬영구간을 바라보는 위치 a1으로 이동하고, 상기 x선 센서는(200)는 상기 x선 광원(100)과 대향하는 위치인 위치 b1으로 이동한다.

즉, 상기 x선 광원(100)과 x선 센서는 회전 중심을 기준으로 동일 방향으로 동시에 회전하며 상기 피사체(30)의 영상을 획득한다.

한편, 상기 x선 광원(100)이 일정한 각도로 회전하는 동안 상기 회전 중심의 위치는 R1에서 R2로 이동한다.

다시 말해서, 상기 x선 광원(100)과 상기 x선 센서(200)는 한 점을 기준으로 회전하는 것이 아니라 상기 피사체의 일측단(일측 어금니)에서 타측단(타측 어금니)으로 이동하는 회전중심을 기준으로 회전하면서 상기 피사체(30)의 촬영구간들을 촬영하는 것이다.

즉, 종래의 토모그래피 영상획득방법은 촬영 초점과 회전중심이 이동하지 않고 상기 회전중심에 위치하는 피사체를 360도 회전하면서 촬영하기 때문에 크기가 큰 피사체의 영상을 획득하기 위해서는 상기 피사체의 전 영역을 커버할 수 있는 크기가 큰 x선 센서를 구비하여야 하는 문제점이 발생하였던 것이다.

다음, 상기 x선 광원(100)과 상기 x선 센서(200)는 촬영중심인 이동하는 회전중심을 기준으로 일정한 각도 회전하며 상기 피사체(30)의 타측단(타측 어금니) x선 영상까지 획득한다.

또한, 상기 x선 영상들은 한 번의 x선 조사에 의해 촬영되는 다수 개의 x선 구간 영상들로 획득된다.

따라서 종래의 스캔 방식의 토모그래피 영상획득방법과 비교하여 x선이 연속적이 아닌 간헐적으로 조사되므로 피사체에 대한 x선의 피폭량을 줄일 수 있다.

다음, 상기 획득된 x선 구간 영상들을 재구성하여 상기 피사체(30)의 3차원 토모그래피 영상을 획득한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 획득하고자하는 피사체(30)의 전 영역을 커버하지 못하는 소면적 x선 센서를 이용하더라도 3차원 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 파노라마 촬영방법과 동일하게 회전중심을 고정하고 촬영초점만을 이동시킬 경우 파노라마 촬영도 가능하다.

따라서, 하나의 x선 센서를 이용하여 파노라마 및 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 부수적인 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 파노라마 영상획득방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 종래의 토모그래피 영상획득방법을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상획득방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30:피사체 100:x선 광원

200:x선 센서

Claims (3)

1. x선 광원과 x선 센서 사이에 피사체를 위치시키는 제 1 단계; 및

   상기 x선 광원과 x선 센서의 촬영초점을 상기 피사체의 일정부분에 두고 동일방향으로 동시에 회전시켜 상기 피사체의 x선 영상을 획득하되,

   상기 x선 광원과 x선 센서의 회전중심은 상기 촬영초점에 위치하고, 상기 촬영초점인 회전중심을 상기 피사체의 일측단에서 타측단으로 이동시키며 x선 영상을 획득하는 제 2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토모그래피 영상획득방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피사체는 다수 개의 촬영구간으로 구분되며,

   상기 x선 센서는 상기 촬영구간들 중 어느 하나의 촬영구간을 촬영할 수 있는 소면적 x선 센서로 구비되는 것을 특징으로 하는 토모그래피 영상획득방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 x선 영상은 다수 개의 x선 구간 영상들로 이루어지며,

   상기 x선 구간 영상들을 재구성하여 상기 피사체의 3차원 토모그래피 영상을 획득하는 제 3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토모그래피 영상획득방법.

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