KR20130127356A - X-ray image apparatus and control method for the same - Google Patents

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KR20130127356A
KR20130127356A KR1020120158483A KR20120158483A KR20130127356A KR 20130127356 A KR20130127356 A KR 20130127356A KR 1020120158483 A KR1020120158483 A KR 1020120158483A KR 20120158483 A KR20120158483 A KR 20120158483A KR 20130127356 A KR20130127356 A KR 20130127356A
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Abstract

One aspect of an X-ray image device and a controlling method thereof provides the X-ray image device and the controlling method thereof generating an X-ray image with reduced noise by calibrating errors according to the feature of each pixel. The present invention discloses the X-ray image device comprising an X-ray generating part generating and radiating X-ray; an X-ray detecting part detecting the X-ray and counting the number of photons having energy above threshold energy by pixel for outputting X-ray data; a function acquiring part acquiring a calibration function by pixel through using X-ray data for a plurality of phantoms designed in advance; and an image calibrating part calibrating the X-ray image of an object by pixel through using the acquired calibration function. [Reference numerals] (110) X-ray generation unit;(120) X-ray detection unit;(131) Function obtaining unit;(132) Function storage unit;(133) Image revising unit;(134) Image processing unit;(140) Display unit

Description

엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법{X-RAY IMAGE APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}X-RAY IMAGE APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME

본 발명은 대상체에 엑스선을 투과시켜 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an X-ray imaging apparatus for generating X-ray images by transmitting X-rays to an object and a control method thereof.

엑스선 영상 장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 투과한 엑스선을 이용하여 대상체의 내부 영상을 획득할 수 있는 장치이다. 대상체를 구성하는 물질의 특성에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로, 대상체를 투과한 엑스선의 세기 또는 강도를 검출하여 대상체의 내부구조를 영상화할 수 있다.An X-ray imaging apparatus is an apparatus that may radiate X-rays to an object and acquire an internal image of the object by using X-rays transmitted through the object. Since the transmittance of the X-rays differs depending on the characteristics of the material constituting the object, the intensity or intensity of the X-rays transmitted through the object can be detected to image the internal structure of the object.

구체적으로, 엑스선 발생부에서 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하면 엑스선 검출부가 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환한다. 전기적인 신호의 변환은 픽셀 별로 이루어지기 때문에 각 픽셀에 대응되는 전기적인 신호를 조합하여 하나의 엑스선 영상을 얻을 수 있다.Specifically, when the X-ray generator generates X-rays and irradiates the object, the X-ray detector detects X-rays passing through the object and converts the detected X-rays into electrical signals. Since the electrical signal is converted for each pixel, one X-ray image may be obtained by combining electrical signals corresponding to each pixel.

기존에는 전기적인 신호를 일정 시간 동안 누적하여 독출하는 방식이 주로 적용되었으나, 최근에는 일정 에너지 이상의 광자를 계수하여 검출된 엑스선을 에너지 별로 분리하는 PCD(Photon Counting Detector)가 개발되었다. In the past, a method of accumulating electrical signals for a certain period of time has been mainly applied. Recently, a photon counting detector (PCD) has been developed, which separates the detected X-rays by energy.

PCD는 엑스선 영상으로부터 특정 물질의 분리가 가능하고 엑스선 노출과 노이즈가 적다는 장점이 있으나, 픽셀 별 수광 소자의 특성이나 독출 회로(read-out circuit)의 특성에 영향을 받아 모든 픽셀에 동일한 에너지의 엑스선이 입사되더라도 픽셀 별로 다른 계수 값(counter value)이 출력될 수 있고, 이는 영상에 노이즈를 발생시키는 원인이 된다.
PCD has the advantage of being able to separate a specific material from X-ray image and less X-ray exposure and noise.However, PCD is affected by the characteristics of light-receiving element or read-out circuit of each pixel. Even if X-rays are incident, different counter values may be output for each pixel, which causes noise in the image.

엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법의 일 측면은 픽셀 별 특성에 따른 오차를 보정하여 노이즈가 저감된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
An aspect of an X-ray imaging apparatus and a control method thereof provides an X-ray imaging apparatus for generating an X-ray image with reduced noise by correcting an error according to a characteristic of each pixel and a control method thereof.

개시된 발명의 일 측면에 따른 엑스선 영상 장치는 엑스선을 발생시켜 조사하는 엑스선 발생부; 상기 엑스선을 검출하고, 상기 검출된 엑스선에 포함되는 광자 중 문턱 에너지 이상의 에너지를 갖는 광자의 수를 픽셀 별로 카운팅하여 엑스선 데이터를 출력하는 엑스선 검출부; 미리 설계된 복수의 팬텀에 대한 엑스선 데이터를 이용하여 픽셀 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 함수 획득부; 및 상기 획득된 캘리브레이션 함수를 이용하여 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 영상 보정부를 포함한다.An X-ray imaging apparatus according to an aspect of the disclosed invention X-ray generation unit for generating and radiating X-rays; An X-ray detector for detecting the X-rays and counting the number of photons having energy above a threshold energy among the photons included in the detected X-rays for each pixel to output X-ray data; A function obtaining unit obtaining a calibration function for each pixel by using X-ray data of a plurality of previously designed phantoms; And an image corrector configured to correct the X-ray image of the object for each pixel by using the obtained calibration function.

상기 함수 획득부는, 상기 엑스선 발생부가 상기 팬텀에 엑스선을 조사하고 상기 엑스선 검출부가 상기 팬텀을 투과한 엑스선을 검출하여 출력한 엑스선 데이터를 저장하는 측정값 저장부; 및 상기 측정값 저장부에 저장된 엑스선 데이터를 이용하여 상기 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산을 수행하는 연산부를 포함할 수 있다.The function acquisition unit may include: a measurement value storage unit configured to store the X-ray data output by detecting the X-rays transmitted by the X-ray generator through the phantom by the X-ray generator; And an operation unit configured to perform an operation for obtaining the calibration function using the X-ray data stored in the measurement value storage unit.

상기 함수 획득부는, 상기 복수의 팬텀을 적어도 두 개의 팬텀 세트로 나누고, 상기 캘리브레이션 함수를 상기 팬텀 세트 별로 획득할 수 있다.The function obtaining unit may divide the plurality of phantoms into at least two phantom sets, and obtain the calibration function for each phantom set.

상기 영상 보정부는, 상기 대상체의 엑스선 영상에 상기 팬텀 세트 별로 획득된 캘리브레이션 함수를 각각 적용하여 적어도 두 개의 보정 엑스선 영상을 생성할 수 있다.The image corrector may generate at least two corrected X-ray images by applying a calibration function acquired for each phantom set to the X-ray image of the object.

상기 영상 보정부는, 상기 두 개의 보정 엑스선 영상을 합성하여 하나의 보정 엑스선 영상을 생성할 수 있다.The image corrector may generate one corrected X-ray image by synthesizing the two corrected X-ray images.

개시된 발명의 일 측면에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법은, 미리 설계된 복수의 팬텀에 대한 엑스선 데이터를 이용하여 픽셀 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 단계; 대상체에 엑스선을 조사하고, 상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 캘리브레이션 함수를 이용하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 단계를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an X-ray imaging apparatus, the method including: obtaining a calibration function for each pixel using X-ray data of a plurality of pre-designed phantoms; Irradiating X-rays on the object and detecting X-rays passing through the object to obtain an X-ray image of the object; And correcting the X-ray image of the object for each pixel by using the obtained calibration function.

엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법의 일 측면에 의하면, 오차를 보정하는 맵핑 함수를 픽셀 별로 계산하여 저장하고, 각 픽셀의 출력값에 맵핑 함수를 적용함으로써 픽셀 별 특성에 따른 오차를 보정할 수 있다.
According to an aspect of the X-ray imaging apparatus and a method of controlling the same, an error according to characteristics of each pixel may be corrected by calculating and storing a mapping function for correcting an error for each pixel and applying a mapping function to an output value of each pixel.

도 1에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 유방 촬영용 엑스선 영상 장치의 전체 외관도가 도시되어 있다.
도 2에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 3에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 엑스선 검출부의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 4a에는 도 3에 도시된 엑스선 검출부의 단일 픽셀 영역의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 4b에는 검출된 엑스선을 복수 에너지 대역 별로 분리할 수 있는 단일 픽셀 영역의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 5a에는 엑스선 발생부에서 조사되는 엑스선의 에너지 스펙트럼의 예시가 도시되어 있다.
도 5b에는 엑스선 검출부에서 도 4a의 엑스선을 에너지 대역 별로 분리한 경우의 이상적인 스펙트럼이 도시되어 있다.
도 6에는 문턱 에너지 별 표준화된 엑스선 강도를 측정한 그래프와 이론적인 그래프의 예시가 도시되어 있다.
도 7에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치에 있어서, 제어부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 8a에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 엑스선 검출부의 각 픽셀에서 출력되는 엑스선 데이터의 개략적인 구조가 도시되어 있다.
도 8b에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 함수 획득부에 저장되는 데이터의 개략적인 구조가 도시되어 있다.
도 9에는 함수 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 10에는 조건 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 경우에 측정값 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 11에는 조건 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 경우에 함수 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 12에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어블록도가 도시되어 있다.
도 13에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 함수 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 14에는 유방의 내부 조직 구성을 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도 15에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 16에는 픽셀 별 에너지 별 캘리브레이션 함수를 획득 및 저장하는 과정을 구체화한 순서도가 도시되어 있다.
도 17에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
1 illustrates an overall appearance of an X-ray imaging apparatus for mammography according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
2 is a control block diagram of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram schematically illustrating a structure of an X-ray detector of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 4A is a diagram schematically illustrating a structure of a single pixel area of the X-ray detector illustrated in FIG. 3.
FIG. 4B is a diagram schematically illustrating a structure of a single pixel area capable of separating the detected X-rays according to a plurality of energy bands.
5A shows an example of an energy spectrum of X-rays radiated from the X-ray generator.
FIG. 5B illustrates an ideal spectrum when the X-ray detector divides the X-ray of FIG. 4A for each energy band.
6 shows an example of a graph and a theoretical graph measuring the standardized X-ray intensity for each threshold energy.
FIG. 7 is a control block diagram illustrating a configuration of a controller in the X-ray imaging apparatus according to the exemplary embodiment of the present disclosure.
8A illustrates a schematic structure of X-ray data output from each pixel of the X-ray detector of the X-ray imaging apparatus according to the exemplary embodiment of the present disclosure.
8B illustrates a schematic structure of data stored in a function acquisition unit of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
9 is a diagram schematically illustrating a structure of data stored in a function storage unit.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a structure of data stored in a measurement value storage unit when a calibration function is acquired for each condition.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a structure of data stored in a function storage unit when a calibration function is acquired for each condition.
12 is a control block diagram of an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a structure of data stored in a function storage unit of an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
14 is a cross-sectional view showing the internal tissue configuration of the breast.
15 is a flowchart illustrating a control method of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 16 is a flowchart illustrating a process of obtaining and storing a calibration function for each energy per pixel.
17 is a flowchart illustrating a control method of an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

이하 첨부된 도면을 참조하여 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법의 일 측면에 관한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of an X-ray imaging apparatus and a control method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 유방 촬영용 엑스선 영상 장치의 전체 외관도가 도시되어 있고, 도 2에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다. 1 illustrates an overall appearance of a mammography X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 2 illustrates a control block diagram of the X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

엑스선 영상 장치는 다양한 대상을 촬영할 수 있고, 촬영 대상에 따라 구조가 조금씩 달라질 수 있다. 개시된 발명에 따른 엑스선 영상 장치는 그 촬영 대상에 제한을 두지 않으나, 도 1에서는 구체적인 설명을 위한 예시로서 유방 촬영을 위한 엑스선 영상 장치를 도시하였다.The X-ray imaging apparatus may photograph various objects, and the structure of the X-ray imaging apparatus may vary slightly depending on the photographing target. Although the X-ray imaging apparatus according to the present disclosure does not limit the subject to be photographed, FIG. 1 illustrates an X-ray imaging apparatus for mammography as an example for detailed description.

도 1 및 도 2를 참조하면, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 발생부(110), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고 전기적인 신호로 변환하여 엑스선 데이터를 획득하는 엑스선 검출부(120), 픽셀 별 특성에 따른 오차를 보정하기 위한 캘리브레이션 함수를 미리 저장하고 실제 대상체의 촬영 시에 획득된 엑스선 데이터에 미리 저장된 캘리브레이션 함수를 적용하여 영상을 보정하는 제어부(130)를 포함한다.1 and 2, the X-ray imaging apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure detects an X-ray generating unit 110, X-rays passing through an object, and generates an X-ray and radiates an electric signal. The X-ray detector 120 that obtains the X-ray data by converting the data into an X-ray data, stores a calibration function for correcting an error according to the characteristics of each pixel, and applies a calibration function stored in advance to the X-ray data obtained when the actual object is photographed. And a controller 130 to calibrate.

엑스선 발생부(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사한다. 대상체(30)가 연조직 만으로 이루어져 있는 유방인 경우에는 더 선명하고 정확한 영상을 얻기 위해 수직 방향으로의 압착이 요구된다. 따라서, 대상체(30)를 압착 패들(107)과 엑스선 검출부(120) 사이에 위치시키고 압착 패들(107)로 대상체(30)를 압착한 상태에서 엑스선을 조사한다. 엑스선 발생부(110), 엑스선 검출부(120) 및 압착 패들(107)은 하우징(101)에 의해 지지될 수 있다.The X-ray generator 110 generates an X-ray to irradiate the object. When the object 30 is a breast composed of only soft tissue, compression in the vertical direction is required to obtain a clearer and more accurate image. Therefore, the object 30 is positioned between the compression paddle 107 and the X-ray detector 120 and X-rays are irradiated while the object 30 is compressed with the compression paddle 107. The X-ray generator 110, the X-ray detector 120, and the compression paddle 107 may be supported by the housing 101.

엑스선 발생부(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사한다. 엑스선 발생부(110)는 전원 공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 엑스선을 발생시키며, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있다.The X-ray generator 110 generates an X-ray to irradiate the object. The X-ray generator 110 generates X-rays by receiving power from a power supply (not shown), and energy of X-rays may be controlled by a tube voltage, and intensity or dose of X-rays may be controlled by tube current and X-ray exposure time. Can be.

엑스선 발생부(110)는 단색광(monochromatic) 엑스선 또는 다색광(polychromatic) 엑스선을 조사할 수 있으나, 당해 실시예에서는, 엑스선 발생부(110)가 일정 에너지 대역을 갖는 다색광 엑스선을 조사하는 것으로 하고, 조사되는 엑스선의 에너지 대역은 상한과 하한에 의해 정의되는 것으로 한다.The X-ray generator 110 may irradiate monochromatic X-rays or polychromatic X-rays, but in this embodiment, the X-ray generator 110 irradiates multi-colored X-rays having a predetermined energy band. The energy band of X-rays to be irradiated is defined by an upper limit and a lower limit.

에너지 대역의 상한, 즉 조사되는 엑스선의 최대 에너지는 관전압의 크기에 의해 조절될 수 있고, 에너지 대역의 하한, 즉 조사되는 엑스선의 최소 에너지는 엑스선 발생부(110)의 내부 또는 외부에 구비된 필터에 의해 조절될 수 있다. 필터를 이용하여 저에너지 대역의 엑스선을 여과시키면, 조사되는 엑스선의 평균 에너지를 높일 수 있다.The upper limit of the energy band, that is, the maximum energy of the irradiated X-rays can be controlled by the magnitude of the tube voltage, and the lower limit of the energy band, that is, the minimum energy of the irradiated X- Lt; / RTI > By filtering the X-rays of the low-energy band using a filter, the average energy of the X-rays to be irradiated can be increased.

한편, 엑스선 영상 장치(100)는 AEC(Auto Exposure Controller)를 구비하여 엑스선 조사를 위한 파라미터, 예를 들어, 관전압, 관전류, 양극의 타겟 물질, 노출시간, 문턱 에너지 및 필터 종류 중 적어도 하나에 관한 파라미터를 조절할 수 있다. 이는 엑스선의 조사 조건을 실제 촬영되는 대상체에 최적화 시키기 위한 것으로서, AEC는 대상체의 프리샷(pre-shot) 영상을 분석하여 대상체의 특성에 최적화된 파라미터를 설정할 수 있다.The X-ray imaging apparatus 100 is provided with an AEC (Auto Exposure Controller) to detect at least one of X-ray irradiation parameters such as tube voltage, tube current, target material of the anode, exposure time, threshold energy, You can adjust the parameters. This is for optimizing X-ray irradiation conditions to an actually photographed object, and AEC may set a parameter optimized for characteristics of the object by analyzing a pre-shot image of the object.

엑스선 검출부(120)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고, 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환하여 엑스선 데이터를 획득한다. The X-ray detector 120 detects the X-rays transmitted through the object and converts the detected X-rays into electrical signals to acquire X-ray data.

일반적으로, 엑스선 검출부는 재료 구성 방식, 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환시키는 방식 및 엑스선 데이터를 획득하는 방식에 따라 구분될 수 있다.In general, the X-ray detector may be classified according to a material composition method, a method of converting the detected X-rays into an electrical signal, and a method of obtaining X-ray data.

먼저, 엑스선 검출부는 재료 구성 방식에 따라 단일형 소자로 구성되는 경우와 혼성형 소자로 구성되는 경우로 구분된다. First, the X-ray detector is classified into a case consisting of a single device and a case of a hybrid device according to a material construction method.

단일형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 단일 소재의 반도체로 구성되거나, 단일 공정으로 제조되는 경우에 해당하며, 예를 들어, 수광 소자인 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 를 단일하게 이용하는 경우이다.In the case of a single element, a portion that detects X-rays and generates an electrical signal and a portion that reads and processes the electrical signal may be formed of a semiconductor of a single material or manufactured in a single process. This is a case where a single device, a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), is used.

혼성형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 각기 다른 소재로 구성되거나, 다른 공정으로 제조되는 경우에 해당한다. 예를 들어, 포토다이오드, CCD, CdZnTe 등의 수광 소자를 이용하여 엑스선을 검출하고 CMOS ROIC(Read Out Intergrated Circuit)을 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리하는 경우, 스트립 검출기를 이용하여 엑스선을 검출하고 CMOS ROIC를 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리하는 경우 및 a-Si 또는 a-Se 플랫 패널 시스템을 이용하는 경우 등이 있다.In the case of a hybrid device, a portion for detecting an X-ray and generating an electrical signal and a portion for reading and processing the electrical signal are formed of different materials or manufactured by different processes. For example, when an X-ray is detected using a photodiode, a CCD, or a CdZnTe and an electrical signal is read and processed using a CMOS ROIC (Read Out Integrated Circuit), a strip detector is used to detect the X- When reading and processing electrical signals using ROIC, and when using an a-Si or a-Se flat panel system.

그리고, 엑스선 검출부는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분된다.The X-ray detector is classified into a direct conversion method and an indirect conversion method according to a method of converting X-rays into electrical signals.

직접변환방식에서는, 엑스선이 조사되면 수광 소자 내부에 일시적으로 전자-정공 쌍이 생성되고, 수광 소자의 양단에 인가되어 있는 전장에 의해 전자는 양극으로 정공은 음극으로 이동하는바, 엑스선 검출부가 이러한 이동을 전기적 신호로 변환한다. 직접변환방식에서 수광 소자에 사용되는 물질은 a-Se, CdZnTe, HgI2, PbI2 등이 있다.In the direct conversion method, when X-rays are irradiated, electron-hole pairs are temporarily generated inside the light receiving element, and electrons move to the anode and the hole moves to the cathode by the electric field applied to both ends of the light receiving element. Is converted into an electrical signal. Materials used in the light receiving device in the direct conversion method include a-Se, CdZnTe, HgI 2 , PbI 2, and the like.

간접변환방식에서는, 수광 소자와 엑스선 발생부 사이에 섬광체(scintillator)를 구비하여 엑스선 발생부에서 조사된 엑스선이 섬광체와 반응하여 가시광 영역의 파장을 갖는 광자(photon)를 방출하면 이를 수광 소자가 감지하여 전기적 신호로 변환한다. 간접변환방식에서 수광 소자로 사용되는 물질은 a-Si 등이 있고, 섬광체로는 박막 형태의 GADOX 섬광체, 마이크로 기둥형 또는 바늘 구조형 CSI(T1) 등이 사용된다.In the indirect conversion method, a scintillator is provided between the light receiving element and the X-ray generating unit, and when the X-ray irradiated from the X-ray generating unit reacts with the scintillator to emit photons having a wavelength in the visible region, the light receiving element detects the photon. To convert it into an electrical signal. In the indirect conversion method, a-Si is used as a light-receiving element. As the scintillator, a GADOX scintillation thin film, a micro-columnar or needle-structured CSI (T1) is used.

또한, 엑스선 검출부는 엑스선 데이터를 획득하는 방식에 따라, 전하를 일정시간 동안 저장한 후에 그로부터 신호를 획득하는 전하 누적 방식(Charge Integration Mode)과 단일 엑스선 광자에 의해 신호가 발생될 때마다 문턱 에너지(threshold energy) 이상의 에너지를 갖는 광자를 계수하는 광자 계수 방식(Photon Counting Mode)으로 구분된다.In addition, the X-ray detector may include a charge integration mode for storing a charge for a predetermined time and then obtaining a signal therefrom according to a method of acquiring X-ray data and a threshold energy whenever a signal is generated by a single X-ray photon. photon counting mode for counting photons having energy above the threshold energy.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 전하 누적 방식에 비해 대상체의 엑스선 노출량과 엑스선 영상의 노이즈가 적은 광자 계수 방식을 이용한다. 따라서, 엑스선 검출부(120)는 PCD(Photon Counting Detector)로 구현된다. The X-ray imaging apparatus 100 according to the exemplary embodiment of the present invention uses a photon counting method in which the X-ray exposure amount of the object and the noise of the X-ray image are smaller than the charge accumulation method. Therefore, the X-ray detector 120 is implemented with a PCD (Photon Counting Detector).

한편, 엑스선 검출부(120)의 재료 구성 방식과 전기적인 신호의 변환 방식에는 제한이 없으나 이하 상술할 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 엑스선으로부터 전기 신호를 직접 획득하는 직접 변환 방식 및 엑스선을 검출하는 수광 소자와 독출 회로 칩이 결합되는 하이브리드 방식을 적용하는 것으로 하여 구체적인 실시예를 설명하도록 한다.On the other hand, the material configuration method of the X-ray detection unit 120 and the method of converting the electrical signal is not limited, but in the embodiments to be described below, for the convenience of description, a direct conversion method for directly acquiring an electrical signal from the X-ray and light receiving for detecting X-rays A specific embodiment will be described by applying a hybrid method in which an element and a read circuit chip are combined.

호스트 장치(140)는 생성된 엑스선 영상을 표시하는 디스플레이부(141)와 사용자로부터 엑스선 영상 장치(100)의 동작에 관한 각종 명령을 입력받는 입력부(142)를 포함한다. 아울러, 엑스선 검출부(120)로부터 전달된 엑스선 데이터를 이용하여 엑스선 영상을 생성하는 프로세스를 수행할 수 있는바, 이는 이하 상술할 제어부(130)가 호스트 장치(140)에 구비된 경우에 가능한 것이다. 다만, 개시된 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 후술하는 기능을 수행할 수만 있으면 제어부(130)가 구비되는 위치에는 제한이 없다.The host device 140 includes a display unit 141 that displays the generated X-ray image and an input unit 142 that receives various commands related to the operation of the X-ray imaging apparatus 100 from a user. In addition, a process of generating an X-ray image using the X-ray data transmitted from the X-ray detector 120 may be performed, which is possible when the controller 130, which will be described later, is provided in the host device 140. However, embodiments of the disclosed invention are not limited thereto, and the position where the control unit 130 is provided is not limited as long as it can perform a function described below.

도 3에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 엑스선 검출부의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다. 3 is a diagram schematically illustrating a structure of an X-ray detector of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 3을 참조하면, 엑스선 검출부(120)는 엑스선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 수광 소자(121)와 전기적인 신호를 읽어 내는 독출 회로 칩(122)을 포함한다. 여기서, 독출 회로 칩(122)은 복수의 픽셀 영역을 포함하는 2차원 픽셀 어레이 형태로 이루어진다. 수광 소자(121)를 구성하는 물질로는 낮은 에너지와 적은 선량에서의 높은 해상도와 빠른 응답 시간 및 높은 동적 영역을 확보하기 위하여 단결정 반도체 물질을 사용할 수 있다. 여기서 사용되는 단결정 반도체 물질은 Ge, CdTe, CdZnTe, GaAs 등이 있다. Referring to FIG. 3, the X-ray detector 120 includes a light receiving element 121 that detects X-rays and converts the X-rays into electrical signals, and a read circuit chip 122 that reads electrical signals. Here, the read circuit chip 122 is formed in the form of a two-dimensional pixel array including a plurality of pixel regions. As the material of the light receiving element 121, a single crystal semiconductor material can be used to secure high resolution, fast response time, and high dynamic range at low energy and small dose. The single crystal semiconductor material used here includes Ge, CdTe, CdZnTe, GaAs and the like.

수광 소자(121)는 고저항의 n형 반도체 기판(121b)의 하부에 p형 반도체가 2차원 픽셀 어레이 구조로 배열된 p형 층(121c)을 접합하여 PIN 포토다이오드 형태로 형성할 수 있고, CMOS 공정을 이용한 독출 회로 칩(122)은 각 픽셀 별로 수광 소자(121)와 결합된다. CMOS 독출 회로(122)와 수광 소자(121)는 플립 칩 본딩 방식으로 결합할 수 있는바, 땜납(PbSn), 인듐(In) 등의 범프(bump)(123)를 형성한 후 reflow하고 열을 가하며 압착하는 방식으로 결합할 수 있다. 다만, 상술한 구조는 엑스선 검출부(120)의 일 실시예에 불과하며, 엑스선 검출부(120)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.The light receiving element 121 can be formed in the form of a PIN photodiode by bonding a p-type layer 121c in which a p-type semiconductor is arranged in a two-dimensional pixel array structure to a lower portion of the n-type semiconductor substrate 121b having a high resistance, The reading circuit chip 122 using the CMOS process is coupled to the light receiving element 121 for each pixel. The CMOS readout circuit 122 and the light receiving element 121 may be coupled in a flip chip bonding method to form a bump 123 such as solder (PbSn), indium (In), and then reflow and heat. It can be combined by pressing and pressing. However, the above-described structure is only an embodiment of the x-ray detector 120, and the structure of the x-ray detector 120 is not limited thereto.

도 4a에는 도 3에 도시된 엑스선 검출부의 단일 픽셀 영역의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있고, 도 4b에는 검출된 엑스선을 복수 에너지 대역 별로 분리할 수 있는 단일 픽셀 영역의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.4A is a diagram schematically illustrating the structure of a single pixel region of the X-ray detector illustrated in FIG. 3, and FIG. 4B is a diagram schematically illustrating a structure of a single pixel region capable of separating the detected X-rays by a plurality of energy bands. The figure is shown.

도 4a를 참조하면, 엑스선의 광자(photon)가 수광 소자(121)에 입사하게 되면 가전도대에 있던 전자들이 광자의 에너지를 전달 받아 밴드 갭 에너지 차이를 넘어 전도대로 여기 된다. 이로써 공핍 영역에서 전자-정공 쌍이 발생된다.Referring to FIG. 4A, when a photon of X-rays is incident on the light receiving element 121, electrons in the household appliance band receive the energy of the photons and are excited as a conduction band beyond the band gap energy difference. This results in electron-hole pairs in the depletion region.

수광 소자(121)의 P형 층과 n형 기판에 각각 메탈 전극을 형성하고 역방향 바이어스를 걸어주면 공핍 영역에서 발생된 전자-정공 쌍 중 전자는 n형 영역으로, 정공은 p형 영역으로 끌려간다. 그리고, p형 영역으로 끌려간 정공이 범프 본딩(123)을 통해 독출 회로(122)로 입력되어 광자에 의해 발생된 전기 신호를 읽을 수 있도록 한다. 그러나, 수광 소자(121)의 구조와 걸어주는 전압 등에 따라 독출 회로(122)에 전자가 입력되어 전기 신호를 생성하는 것도 가능하다. When metal electrodes are formed on the P-type layer and the n-type substrate of the light receiving element 121 and subjected to reverse bias, electrons of the electron-hole pairs generated in the depletion region are attracted to the n-type region and holes to the p-type region. . Holes drawn into the p-type region are input to the readout circuit 122 through the bump bonding 123 to read the electrical signal generated by the photons. However, it is also possible to generate electrons by inputting electrons into the readout circuit 122 according to the structure of the light receiving element 121 and the voltage applied to them.

독출 회로(122)는 수광 소자(121)의 p형 반도체와 대응되는 2차원 픽셀 어레이 구조로 형성될 수 있으며, 각 픽셀 별로 전기 신호를 읽어 낸다. 범프 본딩(123)을 통해 수광 소자(121)에서 독출 회로(122)로 전하가 입력되면, 독출 회로(122)의 전증폭기(pre-amplifier)(122a)에서 하나의 광자로부터 발생된 입력 전하를 축적(charging)하고 이에 대응되는 전압 신호를 출력한다. The read circuit 122 may be formed in a two-dimensional pixel array structure corresponding to the p-type semiconductor of the light receiving element 121, and read out an electrical signal for each pixel. When charge is input from the light receiving element 121 to the readout circuit 122 through the bump bonding 123, the input charge generated from one photon in the pre-amplifier 122a of the readout circuit 122 is received. It accumulates and outputs a voltage signal corresponding thereto.

그리고, 전증폭기(122a)에서 출력된 전압 신호는 비교기(122b)로 전달되고, 비교기는 외부에서 제어될 수 있는 문턱 전압(threshold voltage)과 입력 전압신호를 비교하여 그 결과에 따라 ‘1’ 또는 ‘0’의 펄스 신호를 출력하고, 카운터(122c)에서는 ‘1’이 몇 번 나왔는지를 카운팅하여 디지털 형태로 엑스선 데이터를 출력한다. 픽셀 별 엑스선 데이터를 조합하면 대상체의 엑스선 영상을 획득할 수 있다.The voltage signal output from the preamplifier 122a is transmitted to the comparator 122b. The comparator compares the externally controllable threshold voltage with the input voltage signal and outputs a '1' or ' And outputs a pulse signal of '0'. The counter 122c counts the number of times '1' is output, and outputs the X-ray data in digital form. By combining the X-ray data for each pixel, an X-ray image of the object may be obtained.

여기서, 문턱 전압은 문턱 에너지(threshold energy)에 대응되는 것으로서, E 이상의 에너지를 갖는 광자의 개수를 카운팅하고자 하는 경우 문턱 에너지 E에 대응되는 문턱 전압을 비교기(122b)에 입력한다. 문턱 에너지와 문턱 전압을 대응시킬 수 있는 것은, 광자가 갖는 에너지에 따라 수광 소자에서 발생되는 전기적인 신호(전압)의 크기가 달라지기 때문이다. 따라서, 광자의 에너지와 발생되는 전압 사이의 관계식을 이용하여 원하는 문턱 에너지에 대응되는 문턱 전압을 계산할 수 있고, 이하 상술할 실시예에서 엑스선 검출부(120)에 문턱 에너지를 입력한다는 것은 문턱 에너지에 대응되는 문턱 전압을 입력한다는 것과 같은 의미로 사용될 수 있다.Here, the threshold voltage corresponds to a threshold energy, and when the number of photons having energy equal to or greater than E is counted, the threshold voltage corresponding to the threshold energy E is input to the comparator 122b. The threshold energy and the threshold voltage can be matched because the magnitude of the electrical signal (voltage) generated in the light receiving element varies according to the energy of the photons. Accordingly, a threshold voltage corresponding to a desired threshold energy may be calculated using a relationship between energy of photons and a generated voltage, and inputting the threshold energy into the X-ray detector 120 in the following embodiment corresponds to the threshold energy. It may be used in the same sense as inputting a threshold voltage.

대상체의 내부 물질 간의 대조도를 향상시키기 위해 서로 다른 복수의 에너지 대역의 엑스선 영상을 획득하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 서로 다른 복수의 에너지 대역의 엑스선 영상을 획득하기 위해 에너지 대역을 달리하여 엑스선을 복수 회 조사할 수도 있으나, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 검출부(120)가 PCD로 구현되므로 엑스선 발생부(110)는 복수의 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선을 한 번만 조사하고, 엑스선 검출부(120)가 검출된 엑스선을 복수의 에너지 대역 별로 분리한다.In order to improve contrast between internal materials of the object, multiple energy X-ray images may be generated by acquiring X-ray images of a plurality of different energy bands. In this case, in order to obtain X-ray images of a plurality of different energy bands, X-rays may be irradiated a plurality of times by varying energy bands, but the X-ray imaging apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include an X-ray detector 120. Is implemented as a PCD, the X-ray generator 110 irradiates broadband X-rays including a plurality of energy bands only once, and the X-ray detector 120 separates the detected X-rays for each of the plurality of energy bands.

이를 위해, 도 4b에 도시된 바와 같이 비교기와 카운터를 복수 개 비교하여 복수의 에너지 대역 별로 광자를 카운팅한다. 도 4b의 예시에는 비교기를 3개 구비하는 것으로 하였으나, 개시된 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고 분리하고자 하는 에너지 대역의 수에 따라 비교기를 구비할 수 있다. To this end, as shown in FIG. 4B, a plurality of comparators and counters are compared to count photons for each of a plurality of energy bands. In the example of FIG. 4B, three comparators are provided. However, the embodiment of the disclosed invention is not limited thereto, and a comparator may be provided according to the number of energy bands to be separated.

도 4b를 참조하면, 단일 광자에 의해 발생된 전자 또는 정공이 전증폭기(122a)로 입력되어 전압 신호로 출력되면 이 전압 신호는 3 개의 비교기(122b-1,122b-2,122b-3)로 입력된다. 그리고 각각의 비교기에 문턱 전압 1(Vth1) 내지 문턱 전압 3(Vth3)을 입력하면 비교기 1(122b-1)에서는 문턱 전압 1과 입력 전압을 비교하고 카운터 1에서는 문턱 전압 1보다 큰 전압을 발생시킨 광자의 개수를 카운팅한다. 같은 방식으로 카운터 2에서는 문턱 전압 2보다 큰 전압을 발생시킨 광자의 개수를 카운팅하고, 카운터 3에서는 문턱 전압 3보다 큰 전압을 발생시킨 광자의 개수를 카운팅한다. Referring to FIG. 4B, when electrons or holes generated by a single photon are input to the preamplifier 122a and output as voltage signals, the voltage signals are input to three comparators 122b-1, 122b-2, and 122b-3. . When the threshold voltage 1 (V th1 ) to the threshold voltage 3 (V th3 ) are input to the respective comparators, the comparator 1 (122b-1) compares the threshold voltage 1 with the input voltage. And counts the number of generated photons. In the same manner, the counter 2 counts the number of photons that generate a voltage higher than the threshold voltage 2, and the counter 3 counts the number of photons that generate a voltage that is higher than the threshold voltage 3.

도 5a에는 엑스선 발생부에서 조사되는 엑스선의 에너지 스펙트럼의 예시가 도시되어 있고, 도 5b에는 엑스선 검출부에서 도 4a의 엑스선을 에너지 대역 별로 분리한 경우의 이상적인 스펙트럼이 도시되어 있다.5A shows an example of an energy spectrum of X-rays radiated from the X-ray generator, and FIG. 5B shows an ideal spectrum when the X-rays of FIG. 4A are separated by energy bands in the X-ray detector.

엑스선 발생부(110)에서 조사되는 엑스선의 에너지는 대상체에 따라 달라지는바, 대상체를 유방으로 하는 경우에는 도 5a에 도시된 바와 같이 에너지의 하한을 10keV로 하고 에너지의 상한을 50keV로 하는 엑스선을 발생시켜 조사할 수 있다. 이를 위해 관전압을 50kvp로 하여 엑스선을 발생시키고, 저에너지 대역(약 0-10kev)을 필터링하여 엑스선을 조사할 수 있다. 이 때, y축으로 표현되는 엑스선의 선량(광자의 수)은 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 제어될 수 있다.The energy of X-rays irradiated by the X-ray generator 110 varies according to the object. When the object is a breast, as shown in FIG. 5A, X-rays having a lower limit of energy of 10 keV and an upper limit of energy of 50 keV are generated. Can be investigated. To this end, X-rays may be generated with a tube voltage of 50 kVp and X-rays may be irradiated by filtering low energy bands (about 0-10 kev). At this time, the dose of X-rays (number of photons) represented by the y-axis can be controlled by the tube current and the X-ray exposure time.

그리고, 엑스선 검출부(120)에서 검출한 엑스선을 도 5b에 도시된 바와 같이 3개의 에너지 대역(Eband1, Eband2, Eband3) 별로 분리할 수 있다. 이를 위해, 도 4b의 비교기 1(122b-1)에 E1 , min에 대응되는 전압을 계산하여 문턱 전압으로 입력하고, 비교기 2(122b-2)에는 E2 , min에 대응되는 전압을 계산하여 문턱 전압으로 입력하고, 비교기 3(122b-3)에는 E3 , min에 대응되는 전압을 계산하여 문턱 전압으로 입력할 수 있다.And it can be separated by a three-band energy (E band1, band2 E, E band3) as shown in Figure 5b the X-ray detected by the X-ray detection unit 120. To this end, a voltage corresponding to E 1 and min is calculated and input to the comparator 1 122b-1 of FIG. 4B as a threshold voltage, and a voltage corresponding to E 2 and min is calculated to the comparator 2 122b-2. The threshold voltage may be input, and a voltage corresponding to E 3 and min may be calculated and input to the comparator 3 122b-3 as the threshold voltage.

이론적으로 엑스선 검출부(120)의 각 픽셀에서 발생되는 전압 신호의 크기는 입사되는 광자의 에너지에만 영향을 받아야 하지만 각 픽셀의 수광 소자의 특성이나 독출 회로의 특성에도 영향을 받을 수 있다. 따라서, 모든 픽셀에 대해 동일한 에너지를 갖는 광자가 입사되더라도 픽셀 별 특성에 따라 도 로 단일 광자에서 발생되는 전압 신호의 크기가 달라질 수 있다. Theoretically, the magnitude of the voltage signal generated in each pixel of the x-ray detector 120 should be influenced only by the energy of the incident photons, but may also be influenced by the characteristics of the light receiving element of each pixel and the characteristics of the reading circuit. Therefore, even if photons having the same energy are incident on all pixels, the magnitude of the voltage signal generated in a single photon may vary according to the pixel-specific characteristics.

구체적인 예로서, 픽셀 별로 수광소자의 특성이 다르거나 전증폭기의 특성이 달라 전증폭기에 입력되거나 출력되는 신호에 오차가 있는 경우 카운터에서 출력되는 엑스선 데이터에도 오차가 발생할 수 있다.As a specific example, when the characteristics of the light receiving element are different for each pixel or the characteristics of the preamplifier are different, there may be an error in the X-ray data output from the counter when there is an error in the signal input or output to the preamplifier.

도 6에는 문턱 에너지 별 표준화된 엑스선 강도를 측정한 그래프와 이론적인 그래프의 예시가 도시되어 있다.6 shows an example of a graph and a theoretical graph measuring the standardized X-ray intensity for each threshold energy.

도 6을 참조하면, 문턱 에너지를 바꿔가면서 측정된 표준 엑스선 강도 곡선과 동일한 조건에서의 이론적인 표준 엑스선 강도 곡선 사이에는 픽셀 특성에 따라 오차가 발생할 수 있다. Referring to FIG. 6, an error may occur between the standard X-ray intensity curve measured while changing the threshold energy and the theoretical standard X-ray intensity curve under the same conditions.

예를 들어, 문턱 에너지로 입력하고자 하는 값이 E인 경우, 즉 E 이상의 에너지를 갖는 광자의 수를 카운팅 하고자 하는 경우, 문턱 에너지 E에 대한 이론적인 표준 엑스선 강도는 m2이나, 실제 E를 문턱 에너지로 입력했을 때 측정된 표준 엑스선 강도는 m1일 수 있다. For example, if the value to be input as the threshold energy is E, that is to count the number of photons with energy above E, the theoretical standard x-ray intensity for the threshold energy E is m 2 , The standard x-ray intensity measured when input with energy can be m 1 .

측정된 표준 엑스선 강도 곡선과 이론적인 표준 엑스선 강도 곡선을 비교하면, 동일한 조건에서 문턱 에너지 E 이상에 대응되는 이론적인 표준 엑스선 강도 m2를 엑스선 검출부를 통해 획득하기 위해서는 문턱 에너지를 E’으로 입력해야 함을 알 수 있다.Comparing the measured standard X-ray intensity curve with the theoretical standard X-ray intensity curve, the threshold energy must be inputted as E 'in order to obtain the theoretical standard X-ray intensity m 2 corresponding to the threshold energy E or more under the same conditions through the X-ray detector. It can be seen.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 검출부(120)의 구조를 하드웨어적으로 변경하여 픽셀 별 특성에 따라 문턱 에너지를 보정할 수 있다. 그러나, 설계의 복잡성을 최소화하기 위해 상기 보정 방식을 적용하지 않을 수도 있으며, 픽셀 별로 문턱 에너지를 보정한다 하더라도 각 픽셀에 할당되는 비트 수의 한계로 인해 정밀한 보정이 이루어지지 않을 수 있다.The X-ray imaging apparatus 100 according to the exemplary embodiment of the present disclosure may correct the threshold energy according to the pixel-specific characteristics by changing the structure of the X-ray detector 120 in hardware. However, in order to minimize design complexity, the correction scheme may not be applied, and even if the threshold energy is corrected for each pixel, precise correction may not be performed due to the limitation of the number of bits allocated to each pixel.

따라서, 제어부(130)는 팬텀에 대해 측정한 데이터를 이용하여 엑스선 데이터를 보정하는 캘리브레이션 함수를 픽셀 별로 미리 추정하고, 실제 대상체의 촬영에 의해 획득된 엑스선 데이터에 픽셀 별 캘리브레이션 함수를 적용하여 대상체의 엑스선 영상을 보정한다.Accordingly, the controller 130 estimates a calibration function for correcting X-ray data for each pixel in advance using the data measured for the phantom, and applies a calibration function for each pixel to the X-ray data obtained by photographing the actual object. Correct the X-ray image.

도 7에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치에 있어서, 제어부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.FIG. 7 is a control block diagram illustrating a configuration of a controller in the X-ray imaging apparatus according to the exemplary embodiment of the present disclosure.

도 7을 참조하면, 제어부(130)는 픽셀 별 캘리브레이션 함수를 획득하는 함수 획득부(131), 획득된 캘리브레이션 함수를 저장하는 함수 저장부(132), 실제 대상체의 촬영에 의해 획득된 엑스선 데이터에 픽셀 별 캘리브레이션 함수를 적용하는 영상 보정부(133) 및 보정된 영상에 영상 강화를 위한 영상 처리를 수행하여 디스플레이부(141)를 통해 출력하는 영상 처리부(134)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the controller 130 may include a function acquisition unit 131 for acquiring a calibration function for each pixel, a function storage unit 132 for storing the obtained calibration function, and X-ray data obtained by photographing an actual object. The image correction unit 133 applies a pixel-by-pixel calibration function and an image processor 134 which performs image processing for image enhancement on the corrected image and outputs the image through the display unit 141.

함수 획득부(131)는 엑스선 검출부(120)에서 출력된 엑스선 데이터를 보정하는 캘리브레이션 함수를 획득한다. 캘리브레이션 함수의 획득은 실제 대상체를 촬영하기 전에 이루어지며, 엑스선 영상 장치(100)를 사용하기 전에 한 번 이루어질 수도 있고, 일정 주기마다 이루어질 수도 있으며, 부품 교체 시마다 또는 정해진 주기 없이 임의로 이루어지는 것도 가능하다. 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 캘리브레이션 함수를 획득하는 시기나 횟수에 제한을 두지 않는다. The function acquirer 131 obtains a calibration function for correcting the X-ray data output from the X-ray detector 120. The acquisition of the calibration function is performed before the actual object is photographed. The calibration function may be acquired once before using the X-ray imaging apparatus 100, may be performed at regular intervals, or may be arbitrarily performed at every component replacement or without a predetermined cycle. The X-ray imaging apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present disclosure does not limit the timing or number of times of obtaining a calibration function.

함수 저장부(132)는 함수 획득부(131)에서 획득한 캘리브레이션 함수를 픽셀 별, 문턱 에너지 별로 저장하여 실제 대상체에 대한 영상 보정 시에 사용할 수 있도록 한다. 이하, 함수 획득부(131) 및 함수 저장부(132)의 동작을 구체적으로 설명하도록 한다.The function storage unit 132 stores the calibration function obtained by the function obtaining unit 131 for each pixel and the threshold energy, so that the function storage unit 132 can be used to correct an image of an actual object. Hereinafter, operations of the function acquisition unit 131 and the function storage unit 132 will be described in detail.

도 8a에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 엑스선 검출부의 각 픽셀에서 출력되는 엑스선 데이터의 개략적인 구조가 도시되어 있고, 도 8b에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 함수 획득부에 저장되는 데이터의 개략적인 구조가 도시되어 있다. FIG. 8A illustrates a schematic structure of X-ray data output from each pixel of an X-ray detector of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 8B illustrates a function of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure. A schematic structure of the data stored in the acquisition section is shown.

엑스선 데이터는 각 픽셀에서 출력되는 데이터로서, 픽셀에 입력된 광자 중 문턱 에너지 이상의 에너지를 갖는 광자의 수를 나타낸다. 예를 들어, 엑스선 검출부(120)의 각 픽셀에 입력되는 문턱 에너지가 세 개이고, 엑스선 검출부(120)가 m*n개의 픽셀로 이루어지는 경우(m과 n은 각각 자연수) 도 8a에 도시된 바와 같이, m*n개의 픽셀 각각(PX11, PX12, 내지 PXmn)에서 문턱 에너지 1에 대응되는 데이터 b1,11 , b1 ,12 , 내지 b1 , mn , 문턱 에너지 2에 대응되는 데이터 b2 ,11 , b2 ,12 , 내지 b2 , mn 및 문턱 에너지 3에 대응되는 데이터 b3 ,11 , b3 ,12 , 내지 b3 , mn의 데이터가 출력된다. PX의 아래 첨자와 b의 두 번째의 아래 첨자는 모두 2차원 픽셀 어레이에서 해당 데이터에 대응되는 픽셀의 위치를 나타내는 좌표이고, b의 첫 번째 아래 첨자는 대응되는 문턱 에너지를 나타낸다.X-ray data is data output from each pixel, and represents the number of photons having energy above a threshold energy among photons input to the pixel. For example, when the threshold energy input to each pixel of the X-ray detector 120 is three, and the X-ray detector 120 includes m * n pixels (m and n are natural numbers, respectively), as shown in FIG. 8A. data b 1,11 , b 1 , 12 , b 1 , mn , and data b corresponding to threshold energy 2 in each of m * n pixels PX 11 , PX 12 , and PX mn . Data of data b 3 , 11 , b 3 , 12 , to b 3 , mn corresponding to 2 , 11 , b 2 , 12 , to b 2 , mn and threshold energy 3 are output. Both the subscript of PX and the second subscript of b are coordinates indicating the position of the pixel corresponding to the data in the two-dimensional pixel array, and the first subscript of b indicates the corresponding threshold energy.

도 8b를 참조하면, 함수 획득부(131)는 미리 설계된 팬텀(phantom)에 대한 측정값을 저장하는 측정값 저장부(131a)와 저장된 측정값을 이용해서 캘리브레이션 함수를 얻기 위한 연산을 수행하는 연산부(131b)를 포함한다. Referring to FIG. 8B, the function acquisition unit 131 may include a measurement value storage unit 131a that stores measured values for a phantom designed in advance, and an operation unit that performs an operation for obtaining a calibration function using the stored measured values. 131b.

팬텀은 엑스선 검출부(120)의 모든 픽셀을 커버할 수 있고, 모든 픽셀 영역에 대해 두께와 물질이 균일하도록 설계되는바, 서로 다른 두께와 물질 구성을 갖는 복수의 팬텀이 설계된다.The phantom may cover all the pixels of the X-ray detector 120, and the thickness and the material are designed to be uniform for all the pixel areas, so that a plurality of phantoms having different thicknesses and the material configurations are designed.

그리고, 설계된 팬텀들에 대해 실제 대상체의 촬영 시에 적용되는 조건에서 엑스선 촬영을 수행하여 엑스선 데이터를 측정한다. 이 때, 퀀텀 노이즈의 영향이 최소화되도록 충분한 노출 시간을 주어 촬영할 수 있다. 실제 대상체의 촬영 시에 적용되는 조건은 엑스선 발생부(110)의 관전압과 관전류, 양극의 타겟 물질, 노출시간, 필터의 종류 및 엑스선 검출부(120)에 입력되는 문턱 에너지 중 적어도 하나를 포함한다.The X-ray data is measured by performing X-ray imaging on the designed phantoms under conditions applied when the actual object is photographed. At this time, the image can be taken with sufficient exposure time so that the influence of quantum noise is minimized. The conditions applied when the actual object is photographed include at least one of the tube voltage and tube current of the X-ray generator 110, the target material of the anode, the exposure time, the type of filter, and the threshold energy input to the X-ray detector 120.

측정된 엑스선 데이터는 측정값 저장부(131a)에 문턱 에너지 별(Th1, Th2, Th3), 팬텀의 종류 별(Phantom1 내지 Phantomk)로 저장된다. 촬영한 팬텀의 종류가 k개인 경우(k는 자연수), 각각의 문턱 에너지(Th1, Th2, Th3)에 대응되는 엑스선 데이터(b11, b12 내지 bmn)를 팬텀의 종류 별(Phantom1 내지 Phantomk)로 저장한다. 도 8b에 도시된 데이터의 위 첨자는 팬텀의 종류를 나타내고, 첫 번째 아래 첨자는 문턱 에너지를 나타내며, 두 번째 아래 첨자는 해당 픽셀의 위치를 나타낸다. The measured X-ray data is measured by the threshold energy (Th 1 , Th 2 , Th 3 ) and the type of phantom (Phantom 1 ) in the measured value storage unit 131a. To Phantom k ). If the type of phantom taken is k (k is a natural number), the X-ray data (b 11 , b 12 to b mn ) corresponding to each threshold energy (Th 1 , Th 2 , Th 3 ) is divided by type of phantom ( Phantom 1 To Phantom k ). The superscript of the data shown in FIG. 8B indicates the type of phantom, the first subscript indicates the threshold energy, and the second subscript indicates the position of the corresponding pixel.

연산부(131b)는 측정값 저장부(131a)에 저장된 데이터를 이용하여 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산을 수행한다. 엑스선 검출부(120)의 출력값에 나타나는 오차는 수광 소자의 특성 또는 독출 회로의 특성에 기인한 것이므로, 캘리브레이션 함수는 픽셀 별로 획득된다. The calculation unit 131b performs an operation for obtaining a calibration function using data stored in the measurement value storage unit 131a. Since the error appearing in the output value of the X-ray detector 120 is due to the characteristics of the light receiving element or the characteristics of the readout circuit, the calibration function is obtained for each pixel.

또한, 앞서 설명한 도 4b에 도시된 바와 같이, 검출된 엑스선을 복수의 에너지 대역으로 분리하기 위해 엑스선 검출부(120)에 비교기와 카운터가 복수개 구비되는 경우에는 각 소자 별로 특성이 다르게 나타날 수 있는바, 이 경우에는 문턱 에너지 별, 픽셀 별로 캘리브레이션 함수를 획득한다.In addition, as shown in FIG. 4B, when a plurality of comparators and counters are provided in the X-ray detector 120 to separate the detected X-rays into a plurality of energy bands, characteristics may be different for each device. In this case, a calibration function for each threshold energy and pixel is obtained.

일 실시예로서, 연산부(131b)는 캘리브레이션 함수를 복수의 계수(coefficient)에 의해 정의되는 다항식이라 가정하고, 측정값 저장부(131a)에 저장된 데이터를 이용하여 다항식의 계수 값을 결정할 수 있다. 하나의 문턱 에너지에 대한 캘리브레이션 함수를 획득하기 위해, 다른 문턱 에너지에 대응되는 엑스선 데이터를 이용할 수 있으며, 캘리브레이션 함수는 아래 [수학식 1] 내지 [수학식 3]과 같이 정의될 수 있다.
As an example, the calculator 131b may assume that the calibration function is a polynomial defined by a plurality of coefficients, and may determine coefficient values of the polynomial by using data stored in the measured value storage unit 131a. In order to obtain a calibration function for one threshold energy, X-ray data corresponding to another threshold energy may be used, and the calibration function may be defined as shown in Equations 1 to 3 below.

[수학식 1][Equation 1]

b1' = C1 ,0 + C1 ,1b1 + C1 ,2b2 + C1 ,3b3 + C1 ,4b1b2 + C1 ,5b1b3 + C1 ,6b2b3 + C1 ,7b1 2 + C1,8b2 2 + C1 ,9b3 2
b 1 '= C 1 , 0 + C 1 , 1 b 1 + C 1 , 2 b 2 + C 1 , 3 b 3 + C 1 , 4 b 1 b 2 + C 1 , 5 b 1 b 3 + C 1 , 6 b 2 b 3 + C 1 , 7 b 1 2 + C 1,8 b 2 2 + C 1 , 9 b 3 2

[수학식 2]&Quot; (2) "

b2' = C2 ,0 + C2 ,1b1 + C2 ,2b2 + C2 ,3b3 + C2 ,4b1b2 + C2 ,5b1b3 + C2 ,6b2b3 + C2 ,7b1 2 + C2,8b2 2 + C2 ,9b3 2
b 2 '= C 2 , 0 + C 2 , 1 b 1 + C 2 , 2 b 2 + C 2 , 3 b 3 + C 2 , 4 b 1 b 2 + C 2 , 5 b 1 b 3 + C 2 , 6 b 2 b 3 + C 2 , 7 b 1 2 + C 2,8 b 2 2 + C 2 , 9 b 3 2

[수학식 3]&Quot; (3) "

b3' = C3 ,0 + C3 ,1b1 + C3 ,2b2 + C3 ,3b3 + C3 ,4b1b2 + C3 ,5b1b3 + C3 ,6b2b3 + C3 ,7b1 2 + C3,8b2 2 + C3 ,9b3 2
b 3 '= C 3 , 0 + C 3 , 1 b 1 + C 3 , 2 b 2 + C 3 , 3 b 3 + C 3 , 4 b 1 b 2 + C 3 , 5 b 1 b 3 + C 3 , 6 b 2 b 3 + C 3 , 7 b 1 2 + C 3,8 b 2 2 + C 3 , 9 b 3 2

상기 [수학식 1] 내지 [수학식 3]에서, b1', b2', b3'는 각각 문턱 에너지 1(Th1), 문턱 에너지 2(Th2), 문턱 에너지 3(Th3)에 대응되는 이상적인 엑스선 데이터 즉, 픽셀 별 특성에 따른 오차가 반영되지 않은 것으로 가정한 엑스선 데이터이다. 그리고, b1, b2, b3 는 측정값 저장부(131a)에 저장된 문턱 에너지 별 엑스선 데이터이며, C는 다항식의 계수이다. 따라서, [수학식 1], [수학식 2] 및 [수학식 3]은 측정된 엑스선 데이터와 이상적인 엑스선 데이터 사이의 관계를 나타내는 함수가 된다. In [Equations 1] to [Equation 3], b 1 ', b 2 ', b 3 'are the threshold energy 1 (Th 1 ), threshold energy 2 (Th 2 ), threshold energy 3 (Th 3 ), respectively The ideal X-ray data corresponding to the X-ray data, that is, assumes that an error according to characteristics of each pixel is not reflected. In addition, b 1 , b 2 , and b 3 are X-ray data for each threshold energy stored in the measured value storage unit 131a, and C is a coefficient of the polynomial. Therefore, Equations 1, 2, and 3 become functions representing the relationship between the measured X-ray data and the ideal X-ray data.

캘리브레이션 함수의 획득을 위한 연산은 문턱 에너지 별, 픽셀 별로 이루어진다. 먼저, (1,1)의 좌표를 갖는 픽셀(이하, 픽셀11이라 함) 및 문턱 에너지 1(Th1)에 대응되는 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산부(131b)의 동작을 설명한다.The calculation for obtaining the calibration function is performed for each threshold energy and pixel. First, an operation of the calculator 131b for obtaining a calibration function corresponding to a pixel having a coordinate of (1, 1) (hereinafter referred to as pixel 11 ) and a threshold energy 1 (Th 1 ) will be described.

상기 [수학식 1]의 다항식은 10개의 계수를 포함하는바, 미지의 계수 10개를 결정하기 위해서는 10개의 방정식이 필요하다. 따라서, 적어도 10 종류의 팬텀에 엑스선을 조사하여 측정된 엑스선 데이터가 측정값 저장부(131a)에 저장된다. 다만, 이는 개시된 발명의 일 실시예에 불과하며, 계수의 개수에는 제한이 없고, 필요에 따라 다항식이 적절한 개수의 계수를 갖도록 설정할 수 있다. 그리고, 계수의 개수에 따라 팬텀 종류의 개수도 달라진다. Since the polynomial of Equation 1 includes ten coefficients, ten equations are required to determine ten unknown coefficients. Therefore, the X-ray data measured by radiating X-rays to at least 10 kinds of phantoms is stored in the measurement value storage unit 131a. However, this is only one embodiment of the disclosed invention, and there is no limitation on the number of coefficients, and if necessary, the polynomial may be set to have an appropriate number of coefficients. The number of phantom types also varies according to the number of coefficients.

상기 도 8b를 다시 참조하면, 픽셀11 및 문턱 에너지 1(Th1)에 대응되는 캘리브레이션 함수를 획득하기 위해 필요한 데이터는 도 8b의 데이터 구조의 첫 번째 열의 데이터 세트이다. 구체적으로, 연산부(131b)는 상기 [수학식 1]의 b1에 b1 1 , 11를 대입하고, b2에 b1 2,11를 대입하고, b3에 b1 3 , 11를 대입하여 팬텀 1에 대한 하나의 방정식을 만든다. 그리고, 이상적인 데이터 b1'에 도 8b의 데이터 구조 중 첫 번째 행의 데이터 세트 즉, 문턱 에너지 1과 팬텀 1에 대응되는 데이터 세트의 대표값이 대입될 수 있다. 여기서, 대표값은 m*n개의 픽셀값 중 가장 빈도수가 높은 최빈값, m*n개의 픽셀값 중의 중앙값, 각 픽셀값에 적절한 가중치를 부여하여 합산한 가중치 합산값 및 m*n개의 픽셀값의 평균값을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다(m과 n은 각각 자연수). 그리고, 대표값은 측정된 엑스선 데이터와 함께 측정값 저장부(131a)에 저장되어 있을 수 있다.Referring back to FIG. 8B, the data needed to obtain a calibration function corresponding to pixel 11 and threshold energy 1 (Th 1 ) is the data set of the first column of the data structure of FIG. 8B. Specifically, the operating section (131b) by substituting the first b 1, 11 b 1 of the Equation 1, and substituting the 2,11 b 1 to b 2, and substituting 1 b 3, b 3 to 11 Create one equation for Phantom 1. The representative data of the data set of the first row of the data structure of FIG. 8B, that is, the data set corresponding to the threshold energy 1 and the phantom 1 may be substituted into the ideal data b 1 ′. Here, the representative value is the most frequent mode value among the m * n pixel values, the median value of the m * n pixel values, the weighted sum value obtained by adding an appropriate weight to each pixel value, and the average value of m * n pixel values. At least one selected from the group containing (m and n are each a natural number). The representative value may be stored in the measured value storage unit 131a together with the measured X-ray data.

같은 방식으로 나머지 9개의 팬텀에 대해 각각 하나의 방정식을 만들어10개의 방정식이 완성되면, 연산부(131b)는 방정식을 풀이하여 10개의 계수에 대한 값을 결정한다. 결정된 계수 값을 [수학식 1]에 대입하면 문턱 에너지 1 및 픽셀11에 대한 캘리브레이션 함수가 획득된다. In the same manner, if one equation is made for each of the remaining nine phantoms and ten equations are completed, the calculator 131b solves the equations and determines values for the ten coefficients. Substituting the determined coefficient value into [Equation 1], a calibration function for threshold energy 1 and pixel 11 is obtained.

도 9에는 함수 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.9 is a diagram schematically illustrating a structure of data stored in a function storage unit.

연산부(131b)는 상술한 문턱 에너지 1 및 픽셀11에 대한 캘리브레이션 함수를 획득한 것과 같은 방식으로 문턱 에너지 별, 픽셀 별로 캘리브레이션 함수를 획득할 수 있고, 획득된 캘리브레이션 함수는 함수 저장부(132)에 저장된다.The calculation unit 131b may obtain a calibration function for each threshold energy and for each pixel in the same manner as the above-described calibration functions for the threshold energy 1 and the pixel 11 , and the obtained calibration function is stored in the function storage unit 132. Stored.

도 9를 참조하면, 문턱 에너지 1(Th1) 및 픽셀11(PX11)에 대한 함수 f1 , 11 부터 문턱 에너지 3(Th3) 및 픽셀mn(PXmn)에 대한 함수 f3 , mn까지 문턱 에너지 별, 픽셀 별로 함수 저장부(132)에 저장될 수 있는바, 실제 대상체의 영상을 보정할 때에 함수 저장부(132)로부터 저장된 함수를 불러와 사용할 수 있다. 9, functions f 1 and 11 for threshold energy 1 (Th 1 ) and pixel 11 (PX 11 ) to functions f 3 and mn for threshold energy 3 (Th 3 ) and pixel mn (PX mn ). The function may be stored in the function storage unit 132 for each threshold energy and pixel. The function stored in the function storage unit 132 may be called and used when correcting an image of an actual object.

도 10에는 조건 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 경우에 측정값 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있고, 도 11에는 조건 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 경우에 함수 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a structure of data stored in a measurement value storage unit when acquiring a calibration function for each condition, and FIG. 11 is stored in a function storage unit when acquiring a calibration function for each condition. A diagram schematically showing the structure of the data is shown.

앞서 언급한 바와 같이, 엑스선 영상 장치(100)는 AEC를 구비하여 엑스선 촬영 조건을 대상체에 최적화시킬 수 있다. 이 경우, 대상체에 따라 엑스선 촬영 조건이 달라질 수 있는바, 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 촬영 조건 별로 캘리브레이션 함수를 획득할 수 있다. As mentioned above, the X-ray imaging apparatus 100 may include an AEC to optimize X-ray imaging conditions to an object. In this case, X-ray imaging conditions may vary according to an object, and the X-ray imaging apparatus 100 may obtain a calibration function for each X-ray imaging condition.

도 10을 참조하면, AEC에 의해 설정될 수 있는 엑스선 촬영 조건을 몇 세트 미리 추측하고, 엑스선 촬영 조건 세트 별로 팬텀에 엑스선을 조사하여 엑스선 데이터를 측정하고, 이를 측정값 저장부(131a)에 저장한다. 앞서 설명한 관전압, 관전류, 양극의 타겟 물질, 노출시간, 문턱 에너지, 필터 종류 등의 엑스선 촬영 조건이 하나의 세트를 이룰 수 있다. 도 10의 실시예는 3개의 엑스선 촬영 조건 세트에 대해 엑스선 데이터를 측정한 경우이며, 하나의 픽셀에 입력되는 문턱 에너지가 하나인 경우이다. 따라서, 조건 1, 조건 2 및 조건 3에서 각각 측정된 엑스선 데이터는 팬텀 별, 픽셀 별로 측정값 저장부(131a)에 저장된다.Referring to FIG. 10, some sets of X-ray imaging conditions that can be set by the AEC are estimated in advance, X-ray data is measured by radiating X-rays to the phantom for each X-ray imaging condition set, and the X-ray data is stored in the measured value storage unit 131a. do. X-ray imaging conditions such as the tube voltage, the tube current, the target material of the anode, the exposure time, the threshold energy, and the filter type described above may form one set. 10 illustrates a case where X-ray data is measured for three sets of X-ray imaging conditions, and one threshold energy input to one pixel is one. Therefore, the X-ray data measured under the conditions 1, 2 and 3 are stored in the measurement value storage unit 131a for each phantom and for each pixel.

그리고 연산부(131b)는 전술한 바와 같은 방식으로 연산을 수행하여 캘리브레이션 함수를 획득하나, 상기 [수학식 1]이 문턱 에너지 1이 아닌 조건 1에 대한 것이 되고, [수학식 2]는 조건 2, [수학식 3]은 조건 3에 대한 것이 된다. And the calculation unit 131b performs a calculation in the manner described above to obtain a calibration function, but [Equation 1] is for condition 1, not the threshold energy 1, [Equation 2] is the condition 2, Equation 3 is for condition 3.

획득된 캘리브레이션 함수는 도 11에 도시된 바와 같이 함수 저장부(132)에 조건 별(조건 1, 조건 2, 조건 3), 픽셀 별(PX11 내지 PXmn)로 저장되고, 실제 대상체의 영상 보정 시에는 대상체의 촬영에 적용된 조건에 대응되는 함수를 불러와 사용할 수 있다. The obtained calibration function is stored in the function storage unit 132 for each condition (condition 1, condition 2, condition 3) and for each pixel (PX 11 to PX mn ), as shown in FIG. 11, and corrects an image of an actual object. In the poem, a function corresponding to a condition applied to photographing an object may be called and used.

다시 도 7을 참조하면, 영상 보정부(133)는 함수 저장부(132)에 저장된 캘리브레이션 함수를 이용하여 실제 대상체를 촬영하여 획득한 엑스선 영상을 보정한다. Referring to FIG. 7 again, the image corrector 133 corrects an X-ray image obtained by photographing an actual object by using a calibration function stored in the function storage 132.

엑스선 검출부(120)가 각 픽셀에 입력된 엑스선을 3개의 문턱 에너지 별로 분리하는 것으로 가정하고 상기 도 8 및 도 9의 예를 적용하면, 먼저 엑스선 발생부(110)가 대상체에 3개의 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선을 조사하고, 엑스선 검출부(120)가 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 문턱 에너지 1보다 큰 광자의 수, 문턱 에너지 2보다 큰 광자의 수 및 문턱 에너지 3보다 큰 광자의 수를 각각 문턱 에너지 1에 대응되는 엑스선 데이터, 문턱 에너지 2에 대응되는 엑스선 데이터 및 문턱 에너지 3에 대응되는 엑스선 데이터로서 출력한다. Assuming that the X-ray detector 120 separates the X-rays input to each pixel by three threshold energies and applies the example of FIGS. 8 and 9, the X-ray generator 110 first applies three energy bands to the object. Irradiating a wide-band X-ray, and the X-ray detector 120 detects the X-rays transmitted through the object, the number of photons larger than the threshold energy 1, the number of photons larger than the threshold energy 2 and the number of photons larger than the threshold energy 3, respectively X-ray data corresponding to the threshold energy 1, X-ray data corresponding to the threshold energy 2, and X-ray data corresponding to the threshold energy 3 are output.

출력된 엑스선 데이터는 영상 보정부(133)에 입력되어 보정된다. 문턱 에너지 1에 대응되는 엑스선 데이터는 문턱 에너지 1에 대응되는 엑스선 영상을 이루고, 문턱 에너지 2 및 문턱 에너지 3에 대해서도 마찬가지이므로 영상 보정부(133)에서 엑스선 데이터를 보정한다는 것은 엑스선 영상을 보정한다는 것과 같은 의미가 될 수 있다.The output X-ray data is input to the image corrector 133 and corrected. Since the X-ray data corresponding to the threshold energy 1 forms an X-ray image corresponding to the threshold energy 1, and the same for the threshold energy 2 and the threshold energy 3, the correction of the X-ray data by the image corrector 133 is equivalent to correcting the X-ray image. It can mean the same thing.

영상 보정부(133)는 문턱 에너지 1에 대응되는 엑스선 영상을 보정하기 위해 함수 저장부(132)로부터 문턱 에너지 1(Th1)에 대응되는 함수 f1 ,11 내지 f1 , mn을 불러온다. 그리고, 각 픽셀의 엑스선 데이터를 해당 픽셀에 대응되는 함수를 이용하여 보정한다. The image corrector 133 reads the functions f 1 , 11 to f 1 , mn corresponding to the threshold energy 1 (Th 1 ) from the function storage 132 to correct the X-ray image corresponding to the threshold energy 1. The X-ray data of each pixel is corrected by using a function corresponding to the pixel.

예를 들어, 픽셀11의 엑스선 데이터는 f1 , 11를 이용하여 보정한다. 함수 획득부(131)에서 상기 [수학식 1]을 이용하여 캘리브레이션 함수를 획득한 경우, 문턱 에너지 1에 대응되는 함수 f1 , 11는 하기 [수학식 4]로 나타낼 수 있다.
For example, the X-ray data of the pixel 11 is corrected using f 1 and 11 . When the function obtaining unit 131 obtains the calibration function by using Equation 1, the functions f 1 and 11 corresponding to the threshold energy 1 may be represented by Equation 4 below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

f1 ,11(b1, b2, b3) = C1 ,0 + C1 ,1b1 + C1 ,2b2 + C1 ,3b3 + C1 ,4b1b2 + C1 ,5b1b3 + C1 ,6b2b3 + C1 ,7b1 2 + C1 ,8b2 2 + C1 ,9b3 2
f 1 , 11 (b 1 , b 2 , b 3 ) = C 1 , 0 + C 1 , 1 b 1 + C 1 , 2 b 2 + C 1 , 3 b 3 + C 1 , 4 b 1 b 2 + C 1 , 5 b 1 b 3 + C 1 , 6 b 2 b 3 + C 1 , 7 b 1 2 + C 1 , 8 b 2 2 + C 1 , 9 b 3 2

여기서, C1 ,0 내지 C1 ,9는 이미 결정된 계수이며 b1, b2 및 b3는 변수로서, 여기에 픽셀11에서 출력된 각 문턱 에너지에 대응되는 엑스선 데이터(b1 ,11 , b2 ,11 , b3 ,11)가 입력되면, 오차가 보정된 엑스선 데이터를 얻을 수 있다. 그리고, 나머지 픽셀에 대해서도 같은 방식으로 엑스선 데이터를 보정하면 문턱 에너지 1에 대응되는 엑스선 영상이 보정된다. Here, C 1 , 0 to C 1 , 9 are coefficients already determined, and b 1 , b 2, and b 3 are variables, and X-ray data (b 1 , 11 , b) corresponding to each threshold energy output from the pixel 11 are here. 2 , 11 , b 3 , 11 ) can be obtained, the X-ray data can be obtained that the error is corrected. When the X-ray data is corrected in the same manner with respect to the remaining pixels, the X-ray image corresponding to the threshold energy 1 is corrected.

영상 보정부(133)는 문턱 에너지 2에 대응되는 엑스선 영상을 보정하기 위해 함수 저장부(132)로부터 문턱 에너지 2(Th2)에 대응되는 함수 f2 ,11 내지 f2 , mn을 불러온다. 그리고, 각 픽셀의 엑스선 데이터를 해당 픽셀에 대응되는 함수를 이용하여 보정한다. The image corrector 133 reads the functions f 2 , 11 to f 2 , mn corresponding to the threshold energy 2 (Th 2 ) from the function storage 132 to correct the X-ray image corresponding to the threshold energy 2. The X-ray data of each pixel is corrected by using a function corresponding to the pixel.

예를 들어, 픽셀11의 엑스선 데이터는 f2 , 11를 이용하여 보정한다. 함수 획득부(131)에서 상기 [수학식 2]를 이용하여 캘리브레이션 함수를 획득한 경우, 함수 f2 , 11는 하기 [수학식 5]로 나타낼 수 있다.
For example, the X-ray data of the pixel 11 is corrected using f 2 , 11 . When the function obtaining unit 131 obtains the calibration function using Equation 2, the functions f 2 and 11 may be represented by Equation 5 below.

[수학식 5]&Quot; (5) "

f2 ,11(b1, b2, b3) = C2 ,0 + C2 ,1b1 + C2 ,2b2 + C2 ,3b3 + C2 ,4b1b2 + C2 ,5b1b3 + C2 ,6b2b3 + C2 ,7b1 2 + C2 ,8b2 2 + C2 ,9b3 2
f 2 , 11 (b 1 , b 2 , b 3 ) = C 2 , 0 + C 2 , 1 b 1 + C 2 , 2 b 2 + C 2 , 3 b 3 + C 2 , 4 b 1 b 2 + C 2 , 5 b 1 b 3 + C 2 , 6 b 2 b 3 + C 2 , 7 b 1 2 + C 2 , 8 b 2 2 + C 2 , 9 b 3 2

여기서, C2 ,0 내지 C2 ,9는 이미 결정된 계수이며 b1, b2 및 b3는 변수로서, 여기에 픽셀11에서 출력된 각 문턱 에너지에 대응되는 엑스선 데이터(b1 ,11 , b2 ,11 , b3 ,11)가 입력되면, 오차가 보정된 엑스선 데이터를 얻을 수 있다. 그리고, 나머지 픽셀에 대해서도 같은 방식으로 엑스선 데이터를 보정하면 문턱 에너지 2에 대응되는 엑스선 영상이 보정된다.Here, C 2 , 0 to C 2 , 9 are coefficients already determined, and b 1 , b 2, and b 3 are variables, and X-ray data (b 1 , 11 , b) corresponding to each threshold energy output from the pixel 11 are included here. 2 , 11 , b 3 , 11 ) can be obtained, the X-ray data can be obtained that the error is corrected. When the X-ray data is corrected in the same manner with respect to the remaining pixels, the X-ray image corresponding to the threshold energy 2 is corrected.

영상 보정부(133)는 문턱 에너지 3에 대응되는 엑스선 영상을 보정하기 위해 함수 저장부(132)로부터 문턱 에너지 3(Th3)에 대응되는 함수 f3 ,11 내지 f3 , mn을 불러온다. 그리고, 각 픽셀의 엑스선 데이터를 해당 픽셀에 대응되는 함수를 이용하여 보정한다. The image corrector 133 reads the functions f 3 , 11 to f 3 , mn corresponding to the threshold energy 3 (Th 3 ) from the function storage 132 to correct the X-ray image corresponding to the threshold energy 3. The X-ray data of each pixel is corrected by using a function corresponding to the pixel.

예를 들어, 픽셀11의 엑스선 데이터는 f3 , 11를 이용하여 보정한다. 함수 획득부(131)에서 상기 [수학식 1]을 이용하여 캘리브레이션 함수를 획득한 경우, 함수 f3 , 11는 하기 [수학식 4]로 나타낼 수 있다.
For example, the X-ray data of the pixel 11 is corrected using f 3 and 11 . When the function obtaining unit 131 obtains the calibration function using Equation 1, the functions f 3 and 11 may be represented by Equation 4 below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

f3 ,11(b1, b2, b3) = C3 ,0 + C3 ,1b1 + C13 ,2b2 + C3 ,3b3 + C3 ,4b1b2 + C3 ,5b1b3 + C3 ,6b2b3 + C3 ,7b1 2 + C3 ,8b2 2 + C3 ,9b3 2
f 3 , 11 (b 1 , b 2 , b 3 ) = C 3 , 0 + C 3 , 1 b 1 + C 13 , 2 b 2 + C 3 , 3 b 3 + C 3 , 4 b 1 b 2 + C 3 , 5 b 1 b 3 + C 3 , 6 b 2 b 3 + C 3 , 7 b 1 2 + C 3 , 8 b 2 2 + C 3 , 9 b 3 2

여기서, C3 ,0 내지 C3 ,9는 이미 결정된 계수이고 b1, b2 및 b3는 변수로서, 여기에 픽셀11에서 출력된 각 문턱 에너지에 대응되는 엑스선 데이터(b1 ,11 , b2 ,11 , b3 ,11)가 입력되면, 오차가 보정된 엑스선 데이터를 얻을 수 있다. 그리고, 나머지 픽셀에 대해서도 같은 방식으로 엑스선 데이터를 보정하면 문턱 에너지 3에 대응되는 엑스선 영상이 보정된다.Here, C 3 , 0 to C 3 , 9 are coefficients already determined and b 1 , b 2, and b 3 are variables, and X-ray data (b 1 , 11 , b corresponding to each threshold energy output from pixel 11) are included here. 2 , 11 , b 3 , 11 ) can be obtained, the X-ray data can be obtained that the error is corrected. When the X-ray data is corrected in the same manner with respect to the remaining pixels, the X-ray image corresponding to the threshold energy 3 is corrected.

영상 처리부(134)는 보정된 엑스선 영상에 영상 처리를 수행하는바, 여기서의 영상 처리는 화질 향상 또는 영상 강화를 위한 영상 처리 및 다중 에너지 엑스선 영상 획득을 위한 영상 처리 중 적어도 하나를 포함한다. 후자의 영상 처리를 포함하는 경우는, 엑스선 검출부(120)에서 검출된 엑스선을 복수의 에너지 대역 별로 분리한 경우이다. The image processor 134 performs image processing on the corrected X-ray image, wherein the image processing includes at least one of image processing for image enhancement or image enhancement and image processing for multi-energy X-ray image acquisition. The latter image processing includes a case in which the X-rays detected by the X-ray detector 120 are separated for each of a plurality of energy bands.

구체적인 예로서, 대상체가 유방이고 엑스선 검출부(120)에서 3개의 문턱 에너지에 대응되는 엑스선 영상을 출력한 경우에, 영상 보정부(133)에서 이를 보정하면, 영상 처리부(134)는 보정된 엑스선 영상으로부터 에너지 대역 별 엑스선 영상을 구하고, 에너지 대역 별 엑스선 영상에 적절한 가중치를 곱하여 감산하는 등의 방식을 적용하여 서로 다른 감쇠 특성을 갖는 3 종류의 연조직을 분리한 영상을 얻을 수 있다.As a specific example, when the object is a breast and the X-ray detector 120 outputs an X-ray image corresponding to three threshold energies, if the image corrector 133 corrects the X-ray image, the image processor 134 may correct the X-ray image. An X-ray image for each energy band is obtained from the X-ray image, and an X-ray image for each energy band is multiplied by an appropriate weight and subtracted to obtain an image obtained by separating three types of soft tissues having different attenuation characteristics.

다른 예로서, 대상체가 흉부이고 엑스선 검출부(120)에서 2개의 문턱 에너지에 대응되는 엑스선 영상을 출력한 경우에, 영상 보정부(133)에서 이를 보정하면, 영상 처리부(134)는 보정된 엑스선 영상으로부터 에너지 대역 별 엑스선 영상을 구하고, 에너지 대역 별 엑스선 영상에 적절한 적절한 가중치를 곱하여 감산하는 등의 방식을 적용하여 뼈와 연조직을 분리한 영상을 얻을 수 있다.As another example, when the object is a chest and the X-ray detector 120 outputs an X-ray image corresponding to two threshold energies, when the image corrector 133 corrects the X-ray image, the image processor 134 corrects the X-ray image. The X-ray image of each energy band can be obtained from the X-ray image, and the X-ray image of each energy band can be multiplied by an appropriate weight and subtracted to obtain an image of bone and soft tissue.

그리고, 영상 처리부(134)에서 출력되는 최종 엑스선 영상은 디스플레이부(141)를 통해 표시된다.The final X-ray image output from the image processor 134 is displayed on the display unit 141.

도 12에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어블록도가 도시되어 있다. 12 is a control block diagram of an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

도 12를 참조하면, 엑스선 영상 장치(200)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 발생부(210), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고 전기적인 신호로 변환하여 엑스선 데이터를 획득하는 엑스선 검출부(220), 픽셀 별 특성에 따른 오차를 보정하기 위한 캘리브레이션 함수를 팬텀 세트 별로 획득하여 미리 저장하고 실제 대상체의 엑스선 영상에 미리 저장된 팬텀 세트 별 캘리브레이션 함수를 적용하여 영상을 보정하는 제어부(230) 및 엑스선 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(241)를 포함한다.Referring to FIG. 12, the X-ray imaging apparatus 200 generates an X-ray, an X-ray generator 210 that irradiates an object, and an X-ray detector that detects X-rays passing through the object and converts the signal into an electrical signal to obtain X-ray data. 220) and a control function for acquiring a calibration function for correcting an error according to pixel characteristics for each phantom set and storing the calibration function for each phantom set and applying the calibration function for each phantom set stored in advance to the X-ray image of the real object to correct the image and the X-ray And a display unit 241 for displaying an image.

엑스선 발생부(210) 및 엑스선 검출부(220)에 대한 설명은 전술한 실시예에서와 동일하므로 생략하도록 한다. Since the description of the X-ray generator 210 and the X-ray detector 220 is the same as in the above-described embodiment, the description thereof will be omitted.

제어부(230)는 문턱 에너지 별, 픽셀 별, 팬텀 세트 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 함수 획득부(231), 획득된 함수를 저장하는 함수 저장부(232), 캘리브레이션 함수를 적용하여 실제 대상체의 엑스선 영상을 보정하는 영상 보정부(233) 및 보정된 엑스선 영상에 영상 처리를 수행하는 영상 처리부(234)를 포함한다.The controller 230 applies a function obtaining unit 231 for obtaining a calibration function for each threshold energy, pixel, and phantom set, a function storage unit 232 for storing the obtained function, and a calibration function to apply the calibration function. And an image processor 234 for correcting an image, and an image processor 234 for performing image processing on the corrected X-ray image.

함수 획득부(231) 및 함수 저장부(232)에서 캘리브레이션 함수를 획득하고 저장하는 동작도 전술한 실시예에 따른 함수 획득부(131) 및 함수 저장부(132)의 동작과 유사하나, 당해 실시예에 따른 함수 획득부(231)는 복수의 팬텀을 적어도 두 세트로 나누어 팬텀 세트 별로 캘리브레이션 함수를 획득하고 함수 저장부(232)는 획득된 함수를 저장한다.The operation of acquiring and storing the calibration function in the function acquiring unit 231 and the function storage unit 232 is similar to that of the function acquiring unit 131 and the function storage unit 132 according to the above-described embodiment. The function acquirer 231 according to an example divides the plurality of phantoms into at least two sets to obtain a calibration function for each phantom set, and the function storage unit 232 stores the obtained function.

도 13에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 함수 저장부에 저장되는 데이터의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다. FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a structure of data stored in a function storage unit of an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure.

예를 들어, 상기 [수학식 1] 내지 [수학식 3]을 이용하여 캘리브레이션 함수를 획득하는 경우, 세트 A에 속하는 팬텀 10 종류와 세트 B에 속하는 팬텀 10 종류에 대해 각각 엑스선 데이터를 측정하고, 측정된 엑스선 데이터를 이용하여 문턱 에너지 별, 픽셀 별 캘리브레이션 함수를 세트 A 및 세트 B에 대해 각각 획득한다. For example, when the calibration function is obtained using Equations 1 to 3, X-ray data is measured for each of 10 types of phantoms belonging to set A and 10 types of phantoms belonging to set B, respectively. By using the measured X-ray data, a threshold energy and a pixel-specific calibration function are obtained for sets A and B, respectively.

이에 따라, 함수 저장부(232)는 도 13에 도시된 바와 같이, 문턱 에너지 별(Th1, Th2, Th3), 픽셀(PX11 내지 PXmn) 별로 세트 A에 대한 캘리브레이션 함수 fA(b)와 세트 B에 대한 캘리브레이션 함수 fB(b)를 저장한다. 구체적으로, 문턱 에너지 1 및 픽셀11(PX11)에 대응되는 함수 fA 1 ,11 및 fB 1 ,11을 저장하고, 나머지 픽셀 및 나머지 문턱 에너지에 대해서도 마찬가지이다.Accordingly, as shown in FIG. 13, the function storage unit 232 may perform the calibration function f A (for the set A for each threshold energy Th 1 , Th 2 , Th 3 , and pixels PX 11 to PX mn ). b) and the calibration function f B (b) for set B. Specifically, the functions f A 1 , 11 and f B 1 , 11 corresponding to the threshold energy 1 and the pixel 11 (PX 11 ) are stored, and the same applies to the remaining pixels and the remaining threshold energy.

영상 보정부(233)는 세트 A에 대한 캘리브레이션 함수 fA(b)를 적용하여 실제 대상체의 엑스선 영상을 보정하는 제1영상 보정부(233a), 세트 B에 대한 캘리브레이션 함수 fB(b)를 적용하여 실제 대상체의 엑스선 영상을 보정하는 제2영상 보정부(233b), 세트 A에 대한 캘리브레이션 함수 fA(b)가 적용된 보정 영상과 세트 B에 대한 캘리브레이션 함수 fB(b)가 적용된 보정 영상을 합성하는 영상 합성부(233c)를 포함한다.The image corrector 233 applies the calibration function f A (b) for the set A to the first image corrector 233a for correcting the X-ray image of the real object, and the calibration function f B (b) for the set B. A second image corrector 233b for correcting the X-ray image of the real object, a corrected image to which a calibration function f A (b) is applied, and a corrected image to which a calibration function f B (b) is applied to Set B And an image synthesizing unit 233c for synthesizing the same.

제1영상 보정부(233a)와 제2영상 보정부(233b)에서 엑스선 영상을 보정하는 동작은 전술한 실시예에 따른 영상 보정부(133)의 동작과 동일하다. 다만, 제1영상 보정부(233a)는 세트 A에 대한 캘리브레이션 함수 fA(b)를 적용하여 보정 영상 A를 출력하고, 제2영상 보정부(233b)는 세트 B에 대한 캘리브레이션 함수 fB(b)를 적용하여 보정 영상 B를 출력한다. Correcting the X-ray image by the first image corrector 233a and the second image corrector 233b is the same as that of the image corrector 133 according to the above-described embodiment. However, the first image corrector 233a applies the calibration function f A (b) for the set A to output the corrected image A, and the second image corrector 233b outputs the calibration function f B (for the set B). b) is applied to output the corrected image B.

보정 영상 A 및 보정 영상 B는 영상 합성부(233c)로 입력되고, 영상 합성부(233c)는 서로 다른 캘리브레이션 함수가 적용된 보정 영상 A 및 보정 영상 B를 합성하여 최종적으로 하나의 보정 영상을 생성한다. 그리고, 문턱 에너지가 두 개 이상인 경우에는 제1영상 보정부(233a) 및 제2영상 보정부(233b)에서 각 문턱 에너지에 대응되는 엑스선 영상 별로 함수 fA(b) 및 fB(b)를 적용하여 보정하고, 영상 합성부(233c)는 문턱 에너지 별로 보정 영상 A 및 보정 영상 B를 합성하여 최종적으로 문턱 에너지 별로 하나의 보정 영상을 생성한다. The corrected image A and the corrected image B are input to the image synthesizing unit 233c, and the image synthesizing unit 233c synthesizes the corrected image A and the corrected image B to which different calibration functions are applied to finally generate one corrected image. . When the threshold energy is two or more, the first image corrector 233a and the second image corrector 233b respectively perform functions f A (b) and f B (b) for each X-ray image corresponding to each threshold energy. The image synthesizer 233c synthesizes the corrected image A and the corrected image B for each threshold energy, and finally generates one corrected image for each threshold energy.

영상 합성부(233c)는 보정 영상 A 및 보정 영상 B를 영역 별로 비교하여 노이즈가 가장 작은 영역을 선택 또는 추출하여 합성하거나, 또는 노이즈가 작은 영역에 더 큰 가중치를 주어 합산할 수 있다. 이 때, 비교되는 영역은 픽셀 단위일 수도 있고 픽셀보다 더 큰 단위일 수도 있으며, 대상체의 특성에 따라 구분되는 영역일 수도 있다. 이하, 대상체의 특성에 따라 구분되는 영역을 비교하는 경우를 예로 들어 설명하도록 한다. The image synthesizing unit 233c may compare the corrected image A and the corrected image B for each region to select or extract the region with the least noise, or may add the region having the smallest noise with a greater weight. In this case, the area to be compared may be a pixel unit, a unit larger than the pixel, or may be an area divided according to the characteristics of the object. Hereinafter, a case of comparing regions divided according to characteristics of an object will be described as an example.

도 14에는 유방의 내부 조직 구성을 나타낸 단면도가 도시되어 있다.14 is a cross-sectional view showing the internal tissue configuration of the breast.

일 실시예로서, 유방을 대상체로 하여 엑스선 촬영을 할 수 있다. 도 14를 참조하면, 유방(30)의 조직은 유방의 둘레를 둘러싸면서 형태를 유지시켜주는 섬유 조직(31), 유방 전체에 분포되는 지방 조직(32), 모유를 생산하는 유선 조직(33), 모유의 이동 통로인 유관 조직(34) 등으로 구성된다. 이 중에서 유선 조직(33)과 유관 조직(34) 등 모유의 생산과 공급에 관계되는 조직을 유방의 실질 조직이라 하는바, 실질 조직과 지방 조직(32)은 엑스선 감쇠 특성이 상이하여 엑스선 영상에서의 특성도 다르게 나타난다.As an example, X-ray imaging may be performed using the breast as a subject. Referring to FIG. 14, the tissue of the breast 30 is formed around the circumference of the breast to maintain its shape, the fibrous tissue 31, the adipose tissue 32 distributed throughout the breast, and the mammary gland 33 to produce breast milk. And the associated tissue 34, which is a passage for breast milk. Among these, tissues related to the production and supply of breast milk, such as the mammary gland tissue 33 and the coronary tissue 34, are called parenchymal tissues of the breast. The parenchymal tissue and the adipose tissue 32 have different X-ray attenuation characteristics, so Also appears differently.

따라서, 영상 합성부(233c)는 대상체의 엑스선 영상을 실질 조직 영역과 지방 조직 영역으로 구분하고, 실질 조직 영역의 노이즈가 보정 영상 A에서 더 작게 나타나는지, 보정 영상 B에서 더 작게 나타나는지 비교하여 노이즈가 더 작게 나타나는 보정 영상에서 실질 조직 영역을 추출하고, 지방 조직 영역의 노이즈가 보정 영상 A에서 더 작게 나타나는지, 보정 영상 B에서 더 작게 나타나는지 비교하여 노이즈가 더 작게 나타나는 보정 영상에서 지방 조직 영역을 추출하여 두 영역을 합성할 수 있다.Accordingly, the image synthesizer 233c divides the X-ray image of the object into a real tissue region and an adipose tissue region, and compares whether the noise of the real tissue region is smaller in the corrected image A or smaller in the corrected image B. The real tissue region is extracted from the smaller corrected image, and the adipose tissue region is extracted from the corrected image where the noise is smaller by comparing whether the noise of the adipose tissue region is smaller in the corrected image A or smaller in the corrected image B. Two regions can be synthesized.

또는, 영역 별로 가중치를 주어 합산하되, 노이즈가 더 작게 나타나는 보정 영상에 더 큰 가중치를 주는 것도 가능하다.Alternatively, the weighted data may be added for each region, and a larger weight may be given to a corrected image in which noise is smaller.

합성된 보정 영상은 영상 처리부(234)에서 영상 처리를 거쳐 디스플레이부(241)를 통해 표시된다.The synthesized corrected image is displayed on the display unit 241 through image processing by the image processor 234.

이하, 개시된 발명의 일 측면에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법의 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of a control method of an X-ray imaging apparatus according to an aspect of the disclosed invention will be described.

도 15에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.15 is a flowchart illustrating a control method of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

도 15를 참조하면, 먼저 픽셀 별, 문턱 에너지 별 캘리브레이션 함수를 획득하고 저장한다(410). 캘리브레이션 함수의 획득 및 저장은 실제 대상체를 촬영하기 전에 이루어지며, 엑스선 영상 장치를 사용하기 전에 한 번 이루어질 수도 있고, 일정 주기마다 이루어질 수도 있으며, 부품 교체 시마다 또는 정해진 주기 없이 임의로 이루어지는 것도 가능하다. 개시된 발명의 일 실시예는 캘리브레이션 함수를 획득하는 시기나 횟수에 제한을 두지 않는다.Referring to FIG. 15, first, a calibration function for each pixel and threshold energy is obtained and stored (410). Acquisition and storage of the calibration function is performed before the actual object is photographed, may be performed once before using the X-ray imaging apparatus, may be performed at regular intervals, or may be performed at every component replacement or arbitrarily without a predetermined cycle. One embodiment of the disclosed invention does not limit the timing or number of times to obtain a calibration function.

그리고, 실제 대상체에 엑스선을 조사하고(420), 대상체를 투과한 엑스선을 검출한다(430). 일 실시예로서, 조직 간 대조도가 높은 다중 에너지 엑스선 영상을 얻기 위해 대상체에 복수의 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선을 조사하여 검출할 수 있다.In operation 420, X-rays are irradiated to the actual object, and X-rays transmitted through the object are detected (430). For example, in order to obtain a multi-energy X-ray image having high contrast between tissues, a wide-band X-ray including a plurality of energy bands may be irradiated onto the object and detected.

그리고, 검출된 엑스선을 검출된 엑스선을 문턱 에너지 별로 분리하여 문턱 에너지 별 엑스선 영상을 획득한다(440). 구체적으로, 엑스선 검출부의 각 픽셀에 입력되는 문턱 에너지가 2개인 경우에는 각 문턱 에너지에 대응되는 2개의 엑스선 영상이 획득되고, 엑스선 검출부의 각 픽셀에 입력되는 문턱 에너지가 3개인 경우에는 각 문턱 에너지에 대응되는 3개의 엑스선 영상이 획득된다. In operation 440, the detected X-rays are separated by the threshold energy and the X-ray image for each threshold energy is obtained. Specifically, when there are two threshold energies input to each pixel of the X-ray detector, two X-ray images corresponding to each threshold energy are obtained. When the threshold energies input to each pixel of the X-ray detector are three threshold energies, Three X-ray images corresponding to are obtained.

문턱 에너지 별 엑스선 영상의 각 픽셀 데이터에 그와 대응되는 캘리브레이션 함수를 적용하여 엑스선 영상을 보정한다(450). 이를 위해, 410 단계에서 저장된 캘리브레이션 함수를 불러와 문턱 에너지 별, 픽셀 별로 그에 대응되는 캘리브레이션 함수를 적용한다. 캘리브레이션 함수를 적용한 영상의 보정은 앞서 엑스선 영상 장치(100)의 실시예에서 설명한 바와 같으므로 설명을 생략하도록 한다.The X-ray image is corrected by applying a calibration function corresponding to the pixel data of the X-ray image for each threshold energy (450). To do this, the stored calibration function is retrieved in step 410 and the corresponding calibration function is applied for each threshold energy and pixel. Correction of the image to which the calibration function is applied is the same as described above in the embodiment of the X-ray imaging apparatus 100, and thus description thereof will be omitted.

그리고, 보정된 문턱 에너지 별 엑스선 영상에 영상 처리를 수행하고(460), 최종 영상은 디스플레이부를 통해 출력할 수 있다. 여기서의 영상 처리는 화질 향상 또는 영상 강화를 위한 영상 처리 및 다중 에너지 엑스선 영상 획득을 위한 영상 처리 중 적어도 하나를 포함한다. 후자의 영상 처리를 포함하는 경우는, 엑스선 검출부에서 검출된 엑스선을 복수의 에너지 대역 별로 분리한 경우이고, 이에 관한 설명은 앞서 엑스선 영상 장치(100)의 실시예에서 설명한 바와 같으므로 설명을 생략하도록 한다.The image processing may be performed on the corrected threshold energy X-ray image (460), and the final image may be output through the display unit. The image processing may include at least one of image processing for image quality enhancement or image enhancement and image processing for multi-energy X-ray image acquisition. In the case of the latter image processing, the X-rays detected by the X-ray detector are separated for each of a plurality of energy bands, and the description thereof is the same as described above in the embodiment of the X-ray imaging apparatus 100, and thus description thereof will be omitted. do.

도 16에는 픽셀 별 에너지 별 캘리브레이션 함수를 획득 및 저장하는 과정을 구체화한 순서도가 도시되어 있다.FIG. 16 is a flowchart illustrating a process of obtaining and storing a calibration function for each energy per pixel.

도 16을 참조하면, 먼저 미리 설계된 팬텀에 엑스선을 조사하고(411) 팬텀을 투과한 엑스선을 검출한다(412). 팬텀은 엑스선 검출부의 모든 픽셀을 커버할 수 있고, 모든 픽셀 영역에 대해 두께와 물질이 균일하도록 설계되는바, 서로 다른 두께와 물질 구성을 갖는 복수의 팬텀이 설계된다.Referring to FIG. 16, X-rays are first irradiated to a phantom designed in advance (411), and X-rays transmitted through the phantom are detected (412). The phantom can cover all the pixels of the X-ray detector, and the thickness and the material are designed to be uniform for all the pixel areas, so that a plurality of phantoms having different thicknesses and material configurations are designed.

그리고, 팬텀에 엑스선을 조사할 때에는 실제 대상체의 촬영 시에 적용되는 조건에서 엑스선을 조사하고. 이 때, 퀀텀 노이즈의 영향이 최소화되도록 충분한 노출 시간을 주어 촬영할 수 있다. 실제 대상체의 촬영 시에 적용되는 조건은 엑스선 발생부의 관전압과 관전류, 양극의 타겟 물질, 필터의 종류, 엑스선 노출 시간 및 엑스선 검출부에 입력되는 문턱 에너지 중 적어도 하나를 포함한다.When X-rays are irradiated to the phantom, X-rays are irradiated under conditions applied when the actual object is photographed. At this time, the image can be taken with sufficient exposure time so that the influence of quantum noise is minimized. The conditions applied when the actual object is photographed include at least one of the tube voltage and tube current of the X-ray generator, the target material of the anode, the type of filter, the X-ray exposure time, and the threshold energy input to the X-ray detector.

검출된 엑스선을 문턱 에너지 별로 분리하여 문턱 에너지 별 엑스선 영상을 획득한다(413). 획득된 영상은 측정값 저장부에 저장된다. The detected X-rays are separated for each threshold energy to obtain an X-ray image for each threshold energy (413). The acquired image is stored in the measurement value storage unit.

모든 팬텀에 대해 엑스선 영상이 획득되면(414의 예), 저장된 팬텀의 엑스선 영상을 이용하여 픽셀 별, 문턱 에너지 별 캘리브레이션 함수를 획득하고 저장한다(415). 엑스선 영상은 각 픽셀에 대응되는 엑스선 데이터로 이루어지므로, 저장된 엑스선 데이터를 이용하여 픽셀 별, 문턱 에너지 별 캘리브레이션 함수를 획득할 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 함수를 복수의 계수에 의해 정의되는 다항식이라 가정하고, 저장된 엑스선 데이터를 팬텀 별로 다항식에 대입하여 방정식 풀이를 이용하면 미지의 계수 값을 결정할 수 있다. 캘리브레이션 함수의 획득 및 저장에 관한 내용은 전술한 실시예에서와 같다.When the X-ray image is acquired for all the phantoms (Yes of 414), the calibration function for each pixel and the threshold energy is acquired and stored using the stored X-ray image of the phantom (415). Since the X-ray image is composed of X-ray data corresponding to each pixel, a calibration function for each pixel and threshold energy may be obtained using the stored X-ray data. For example, assuming that the calibration function is a polynomial defined by a plurality of coefficients, unknown coefficient values can be determined by substituting the stored X-ray data into polynomials for each phantom and using equation solving. The information regarding the acquisition and storage of the calibration function is the same as in the above-described embodiment.

모든 픽셀 및 모든 문턱 에너지에 대해 완료 될 때까지(416) 캘리브레이션 함수의 획득 및 저장을 반복한다. 상술한 실시예에서는 문턱 에너지 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 것으로 하였으나, 엑스선 영상 장치가 AEC를 이용하여 엑스선 촬영 조건을 조절하는 경우에 있어서는 실제 대상체에 적용 가능한 몇 가지 조건을 예측하여 조건 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 것도 가능하다. 상기 조건에는 문턱 에너지도 포함될 수 있다. The acquisition and storage of the calibration function are repeated until 416 is complete for all pixels and all threshold energies. In the above-described embodiment, the calibration function is acquired for each threshold energy. However, when the X-ray imaging apparatus adjusts the X-ray imaging conditions using AEC, the calibration function is acquired for each condition by predicting some conditions applicable to the actual object. It is also possible. The condition may also include threshold energy.

도 17에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예는 캘리브레이션 함수를 팬텀 세트에 따라 두 종류 이상 획득하는 방식이다. 17 is a flowchart illustrating a control method of an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment of the present disclosure. In this embodiment, two or more types of calibration functions are acquired according to the phantom set.

도 17을 참조하면, 미리 설계된 팬텀에 대해 엑스선을 조사하고(511), 팬텀을 투과한 엑스선을 검출한다(512). 엑스선은 실제 대상체의 촬영 시에 적용되는 조건에서 조사되고, 팬텀은 엑스선 검출부의 모든 픽셀을 커버할 수 있고 모든 픽셀 영역에 대해 두께와 물질이 균일하도록 설계되는바, 서로 다른 두께와 물질 구성을 갖는 복수의 팬텀이 설계된다.Referring to FIG. 17, X-rays are irradiated to a phantom designed in advance (511), and X-rays transmitted through the phantom are detected (512). X-rays are irradiated under conditions that are applied at the time of photographing an actual object, and phantoms can cover all pixels of the X-ray detector and are designed to have a uniform thickness and material for all pixel areas, and thus have different thicknesses and material configurations. Multiple phantoms are designed.

검출된 엑스선을 문턱 에너지 별로 분리하여 문턱 에너지 별 엑스선 영상을 획득하고(513) 이를 저장한다. The detected X-rays are separated for each threshold energy, and an X-ray image for each threshold energy is obtained (513) and stored.

모든 팬텀 세트에 대해 엑스선 영상의 획득이 완료되면(514의 예), 팬텀 세트 별, 픽셀 별, 문턱 에너지 별 캘리브레이션 함수를 획득하고 저장한다(515). 하나의 팬텀 세트는 하나의 캘리브레이션 함수를 획득하는데 이용되는 복수의 팬텀으로 구성되며, 팬텀 세트는 두 개 이상이면 되고 그 수에 제한은 없으나 당해 실시예에서는 두 개의 팬텀 세트(팬텀 세트 A, 팬텀 세트 B)를 이용하는 것으로 한다.When the acquisition of the X-ray image is completed for all the phantom sets (Yes of 514), a calibration function for each phantom set, for each pixel, for each threshold energy is obtained and stored (515). One phantom set is composed of a plurality of phantoms used to obtain one calibration function, and the phantom set may be two or more, and there is no limit to the number of phantom sets, but in this embodiment, two phantom sets (phantom set A, phantom set) It is assumed that B) is used.

캘리브레이션 함수의 획득하고 저장하는 과정은 전술한 실시예에서와 동일하나 동일하나, 당해 실시예에서는 이를 두 개의 팬텀 세트에 대해 수행하여 픽셀 별, 문턱 에너지 별로 두 개의 캘리브레이션 함수를 획득하고 저장한다는 점에서 차이가 있다.The process of acquiring and storing the calibration function is the same as in the above-described embodiment, but the same process is performed in this embodiment for two phantom sets to obtain and store two calibration functions per pixel and per threshold energy. There is a difference.

캘리브레이션 함수의 획득과 저장이 완료되면 실제 대상체에 대한 엑스선 촬영과 영상 보정이 수행된다.When the acquisition and storage of the calibration function are completed, X-ray imaging and image correction are performed on the real object.

이를 위해, 대상체에 엑스선을 조사하고(520), 대상체를 투과한 엑스선을 검출한다(530). 일 실시예로서, 조직 간 대조도가 높은 다중 에너지 엑스선 영상을 얻기 위해 대상체에 복수의 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선을 조사하여 검출할 수 있다.To this end, X-rays are irradiated to the object (520), and X-rays transmitted through the object are detected (530). For example, in order to obtain a multi-energy X-ray image having high contrast between tissues, a wide-band X-ray including a plurality of energy bands may be irradiated onto the object and detected.

그리고, 검출된 엑스선을 검출된 엑스선을 문턱 에너지 별로 분리하여 문턱 에너지 별 엑스선 영상을 획득한다(540).In operation 540, the detected X-rays are separated by the threshold energy and the X-ray image for each threshold energy is obtained.

문턱 에너지 별 엑스선 영상에 팬텀 세트 A의 캘리브레이션 함수 및 팬텀 세트 B의 캘리브레이션 함수를 적용하여(550) 문턱 에너지 별로 각각 보정 영상 A와 보정 영상 B를 생성한다. The calibration function of the phantom set A and the calibration function of the phantom set B are applied to the X-ray images for each threshold energy (550) to generate a corrected image A and a corrected image B for each threshold energy.

그리고, 보정 영상 A와 보정 영상 B를 합성하여(560) 하나의 보정 영상을 생성한다. 구체적으로, 보정 영상 A 및 보정 영상 B를 영역 별로 비교하여 노이즈가 가장 작은 영역을 선택 또는 추출하여 합성하거나, 또는 노이즈가 작은 영역에 더 큰 가중치를 주어 합산할 수 있다. 이 때, 비교되는 영역은 픽셀 단위일 수도 있고 픽셀보다 더 큰 단위일 수도 있으며, 대상체의 특성에 따라 구분되는 영역일 수도 있다.The corrected image A and the corrected image B are synthesized (560) to generate one corrected image. In detail, the corrected image A and the corrected image B may be compared for each region to select or extract the region having the smallest noise, and may combine or may add the region having the smallest noise with greater weight. In this case, the area to be compared may be a pixel unit, a unit larger than the pixel, or may be an area divided according to the characteristics of the object.

그리고, 최종적으로 보정된 문턱 에너지 별 엑스선 영상을 영상 처리하고(570) 디스플레이부를 통해 출력한다. 영상 처리에 관한 내용은 전술한 실시예에서와 같다.The X-ray image for each of the finally corrected threshold energy is image-processed and output through the display unit. The content of image processing is the same as in the above-described embodiment.

100,200 : 엑스선 영상 장치 110,210: 엑스선 발생부
120,220 : 엑스선 검출부 130,230 : 제어부
131,231 : 함수 획득부 132,232 : 함수 저장부
131a,231a : 측정값 저장부 131b,231b : 연산부
133, 233 : 영상 보정부
100,200: X-ray imaging apparatus 110,210: X-ray generator
120,220: X-ray detection unit 130,230: control unit
131,231: function acquisition unit 132,232: function storage unit
131a and 231a: measurement value storage unit 131b and 231b and calculation unit
133, 233: image correction unit

Claims (30)

엑스선을 발생시켜 조사하는 엑스선 발생부;
상기 조사된 엑스선을 검출하고, 상기 검출된 엑스선에 포함되는 광자 중 문턱 에너지 이상의 에너지를 갖는 광자의 수를 픽셀 별로 카운팅하여 엑스선 데이터를 출력하는 엑스선 검출부;
미리 설계된 복수의 팬텀에 대해 출력된 엑스선 데이터를 이용하여 픽셀 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 함수 획득부; 및
상기 획득된 캘리브레이션 함수를 이용하여 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 영상 보정부를 포함하는 엑스선 영상 장치.
An x-ray generator for generating and irradiating an x-ray;
An X-ray detector for detecting the irradiated X-rays and counting the number of photons having energy above a threshold energy among the photons included in the detected X-rays for each pixel to output X-ray data;
A function obtaining unit obtaining a calibration function for each pixel by using X-ray data output for a plurality of previously designed phantoms; And
And an image corrector configured to correct the X-ray image of the object for each pixel by using the obtained calibration function.
제 1 항에 있어서,
상기 함수 획득부는,
상기 엑스선 발생부가 상기 팬텀에 엑스선을 조사하고 상기 엑스선 검출부가 상기 팬텀을 투과한 엑스선을 검출하여 출력한 엑스선 데이터를 저장하는 측정값 저장부; 및
상기 측정값 저장부에 저장된 엑스선 데이터를 이용하여 상기 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산을 수행하는 연산부를 포함하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 1,
The function acquisition unit,
A measurement value storage unit configured to store X-ray data output by the X-ray generation unit radiating X-rays to the phantom and the X-ray detection unit detects X-rays passing through the phantom; And
And an operation unit configured to perform an operation for obtaining the calibration function using the X-ray data stored in the measurement value storage unit.
제 2 항에 있어서,
상기 연산부는,
적어도 하나의 계수에 의해 정의되는 함수를 상기 캘리브레이션 함수로 가정하고, 상기 측정값 저장부에 저장된 엑스선 데이터를 상기 함수의 변수로 대입하여 상기 계수의 값을 결정하는 엑스선 영상 장치.
3. The method of claim 2,
The operation unit,
And a function defined by at least one coefficient as the calibration function, and determines the value of the coefficient by substituting X-ray data stored in the measured value storage unit as a variable of the function.
제 3 항에 있어서,
상기 연산부는,
오차가 반영되지 않은 이상적인 엑스선 데이터를 상기 함수의 함수값으로 가정하여 상기 계수의 값을 결정하는 상기 엑스선 영상 장치.
The method of claim 3, wherein
The operation unit,
And determining the value of the coefficient by assuming ideal X-ray data without an error as a function value of the function.
제 4 항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 팬텀에 대한 엑스선 데이터의 대표값을 상기 함수의 함수값으로 대입하여 상기 계수의 값을 결정하는 상기 엑스선 영상 장치.
5. The method of claim 4,
The operation unit,
And determining the value of the coefficient by substituting a representative value of the X-ray data for the phantom as a function value of the function.
제 5 항에 있어서,
상기 팬텀에 대한 엑스선 데이터의 대표값은,
전체 픽셀값 중 가장 빈도수가 높은 최빈값, 전체 픽셀값 중의 중앙값, 각 픽셀값에 적절한 가중치를 부여하여 합산한 가중치 합산값 및 전체 픽셀값을 평균한 평균값을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나인 것으로 하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 5, wherein
The representative value of the X-ray data for the phantom,
X-ray at least one selected from the group including the most frequent mode value among all pixel values, the median value among all pixel values, a weighted sum value obtained by appropriately weighting each pixel value, and an average value averaged over all pixel values Imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 엑스선 검출부의 단일 픽셀에 두 개 이상의 문턱 에너지가 입력되는 경우, 상기 함수 획득부는 상기 캘리브레이션 함수를 문턱 에너지 별로 획득하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 1,
And at least two threshold energies are input to a single pixel of the X-ray detector, the function obtaining unit obtaining the calibration function for each threshold energy.
제 7 항에 있어서,
상기 영상 보정부는,
상기 엑스선 검출부의 단일 픽셀에 두 개 이상의 문턱 에너지가 입력되는 경우, 상기 캘리브레이션 함수를 이용하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별, 문턱 에너지 별로 보정하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 7, wherein
Wherein the image correction unit comprises:
When two or more threshold energies are input to a single pixel of the X-ray detector, the X-ray imaging apparatus corrects the X-ray image of the object for each pixel and for each threshold energy by using the calibration function.
제 1 항에 있어서,
상기 함수 획득부는,
상기 캘리브레이션 함수를 대상체의 엑스선 촬영 조건 별로 획득하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 1,
The function acquisition unit,
An X-ray imaging apparatus for acquiring the calibration function for each X-ray imaging condition of an object.
제 9 항에 있어서,
상기 영상 보정부는,
상기 대상체에 적용된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 캘리브레이션 함수를 이용하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 보정하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 9,
Wherein the image correction unit comprises:
An X-ray imaging apparatus for calibrating an X-ray image of the object by using a calibration function corresponding to an X-ray imaging condition applied to the object.
제 1 항에 있어서,
상기 함수 획득부는,
상기 복수의 팬텀을 적어도 두 개의 팬텀 세트로 나누고, 상기 캘리브레이션 함수를 상기 팬텀 세트 별로 획득하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 1,
The function acquisition unit,
And dividing the plurality of phantoms into at least two phantom sets, and obtaining the calibration function for each phantom set.
제 11 항에 있어서,
상기 영상 보정부는,
상기 대상체의 엑스선 영상에 상기 팬텀 세트 별로 획득된 캘리브레이션 함수를 각각 적용하여 적어도 두 개의 보정 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 11,
Wherein the image correction unit comprises:
And at least two corrected X-ray images by applying a calibration function acquired for each phantom set to the X-ray image of the object.
제 12 항에 있어서,
상기 영상 보정부는,
상기 두 개의 보정 엑스선 영상을 합성하여 하나의 보정 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the image correction unit comprises:
And a corrected X-ray image by synthesizing the two corrected X-ray images.
제 13 항에 있어서,
상기 영상 보정부는,
상기 두 개의 보정 엑스선 영상을 영역 별로 비교하여 노이즈가 가장 작은 영역을 선택하여 합성하거나, 또는 노이즈가 작은 영역에 더 큰 가중치를 주어 합산하는 엑스선 영상 장치.
The method of claim 13,
Wherein the image correction unit comprises:
And comparing the two corrected X-ray images for each region to select and synthesize an area having the least noise, or to add the weighted area to the area having the least noise.
제 14 항에 있어서,
상기 영역은, 픽셀 단위의 영역 및 대상체의 특성에 따라 구분되는 영역 중 하나에 해당하는 엑스선 영상 장치.
15. The method of claim 14,
The area corresponds to one of a region in pixels and a region divided according to characteristics of an object.
미리 설계된 복수의 팬텀에 대한 엑스선 데이터를 이용하여 픽셀 별로 캘리브레이션 함수를 획득하는 단계;
대상체에 엑스선을 조사하고, 상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 캘리브레이션 함수를 이용하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
Obtaining a calibration function for each pixel using X-ray data of a plurality of pre-designed phantoms;
Irradiating X-rays on the object and detecting X-rays passing through the object to obtain an X-ray image of the object; And
And calibrating the X-ray image of the object for each pixel by using the obtained calibration function.
제 16 항에 있어서,
상기 캘리브레이션 함수를 획득하는 단계는,
상기 팬텀에 대한 엑스선 데이터를 저장하는 단계; 및
상기 저장된 엑스선 데이터를 이용하여 상기 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산을 수행하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
17. The method of claim 16,
Acquiring the calibration function,
Storing X-ray data for the phantom; And
And performing a calculation to obtain the calibration function using the stored X-ray data.
제 17 항에 있어서,
상기 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산을 수행하는 단계는,
적어도 하나의 계수에 의해 정의되는 함수를 상기 캘리브레이션 함수로 가정하고, 상기 저장된 엑스선 데이터를 상기 함수의 변수로 대입하여 상기 계수의 값을 결정하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
The method of claim 17,
Performing an operation for obtaining the calibration function,
And assuming that a function defined by at least one coefficient is the calibration function, and substituting the stored X-ray data as a variable of the function to determine a value of the coefficient.
제 18 항에 있어서,
상기 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산을 수행하는 단계는,
오차가 반영되지 않은 이상적인 엑스선 데이터를 상기 함수의 함수값으로 가정하여 상기 계수의 값을 결정하는 상기 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
The method of claim 18,
Performing an operation for obtaining the calibration function,
And determining the value of the coefficient by assuming ideal X-ray data having no error reflected as a function value of the function.
제 19 항에 있어서,
상기 캘리브레이션 함수를 획득하기 위한 연산을 수행하는 단계는,
상기 팬텀에 대한 엑스선 데이터의 대표값을 상기 함수의 함수값으로 대입하여 상기 계수의 값을 결정하는 상기 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
The method of claim 19,
Performing an operation for obtaining the calibration function,
The control method of the X-ray imaging apparatus determines the value of the coefficient by substituting the representative value of the X-ray data for the phantom as a function value of the function.
제 20 항에 있어서,
상기 팬텀에 대한 엑스선 데이터의 대표값은,
전체 픽셀값 중 가장 빈도수가 높은 최빈값, 전체 픽셀값 중의 중앙값, 각 픽셀값에 적절한 가중치를 부여하여 합산한 가중치 합산값 및 전체 픽셀값을 평균한 평균값을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나인 것으로 하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
21. The method of claim 20,
The representative value of the X-ray data for the phantom,
X-ray at least one selected from the group including the most frequent mode value among all pixel values, the median value among all pixel values, a weighted sum value obtained by appropriately weighting each pixel value, and an average value averaged over all pixel values Control method of the imaging device.
제 16 항에 있어서,
상기 대상체의 엑스선 영상이 적어도 두 개의 문턱 에너지 별로 획득되는 경우, 상기 캘리브레이션 함수를 획득하는 단계는, 상기 캘리브레이션 함수를 상기 문턱 에너지 별로 획득하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
17. The method of claim 16,
If the X-ray image of the object is obtained for each of at least two threshold energies, the obtaining of the calibration function comprises obtaining the calibration function for each of the threshold energies.
제 22 항에 있어서,
상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 단계는,
상기 대상체의 엑스선 영상이 적어도 두 개의 문턱 에너지 별로 획득되는 경우, 상기 캘리브레이션 함수를 이용하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별, 문턱 에너지 별로 보정하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
23. The method of claim 22,
Compensating the X-ray image of the object for each pixel,
If the X-ray image of the object is obtained for at least two threshold energy, the control method of the X-ray imaging apparatus to correct the X-ray image of the object for each pixel, the threshold energy by using the calibration function.
제 16 항에 있어서,
상기 캘리브레이션 함수를 획득하는 단계는,
상기 캘리브레이션 함수를 대상체의 엑스선 촬영 조건 별로 획득하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
17. The method of claim 16,
Acquiring the calibration function,
And obtaining the calibration function for each X-ray imaging condition of an object.
제 24 항에 있어서,
상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 단계는,
상기 획득된 캘리브레이션 함수 중 상기 대상체에 적용된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 캘리브레이션 함수를 이용하여 상기 대상체의 엑스선 영상을 보정하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
25. The method of claim 24,
Compensating the X-ray image of the object for each pixel,
And correcting an X-ray image of the object by using a calibration function corresponding to an X-ray imaging condition applied to the object among the obtained calibration functions.
제 16 항에 있어서,
상기 캘리브레이션 함수를 획득하는 단계는,
상기 복수의 팬텀을 적어도 두 개의 팬텀 세트로 나누고, 상기 캘리브레이션 함수를 상기 팬텀 세트 별로 획득하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
17. The method of claim 16,
Acquiring the calibration function,
Dividing the plurality of phantoms into at least two phantom sets, and obtaining the calibration function for each of the phantom sets.
제 26 항에 있어서,
상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 단계는,
상기 대상체의 엑스선 영상에 상기 팬텀 세트 별로 획득된 캘리브레이션 함수를 각각 적용하여 적어도 두 개의 보정 엑스선 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
The method of claim 26,
Compensating the X-ray image of the object for each pixel,
And generating at least two corrected X-ray images by applying a calibration function acquired for each phantom set to the X-ray image of the object.
제 27 항에 있어서,
상기 대상체의 엑스선 영상을 픽셀 별로 보정하는 단계는,
상기 두 개의 보정 엑스선 영상을 합성하여 하나의 보정 엑스선 영상을 생성하는 단계를 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
The method of claim 27,
Compensating the X-ray image of the object for each pixel,
And synthesizing the two corrected X-ray images to generate one corrected X-ray image.
제 28 항에 있어서,
상기 두 개의 보정 엑스선 영상을 합성하는 단계는,
상기 두 개의 보정 엑스선 영상을 영역 별로 비교하여 노이즈가 가장 작은 영역을 선택하여 합성하거나, 또는 노이즈가 작은 영역에 더 큰 가중치를 주어 합산하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
29. The method of claim 28,
Synthesizing the two corrected X-ray images,
And comparing the two corrected X-ray images for each region, selecting and synthesizing the region having the least noise, or summing the regions having the least noise with greater weight.
제 29 항에 있어서,
상기 영역은, 픽셀 단위의 영역 및 대상체의 특성에 따라 구분되는 영역 중 하나에 해당하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
30. The method of claim 29,
And the area corresponds to one of a pixel area and an area divided according to characteristics of an object.
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