KR20140017468A - 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140017468A
KR20140017468A KR1020130156362A KR20130156362A KR20140017468A KR 20140017468 A KR20140017468 A KR 20140017468A KR 1020130156362 A KR1020130156362 A KR 1020130156362A KR 20130156362 A KR20130156362 A KR 20130156362A KR 20140017468 A KR20140017468 A KR 20140017468A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy
ray
soft tissue
ray image
brightness
Prior art date
Application number
KR1020130156362A
Other languages
English (en)
Inventor
조민국
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020130156362A priority Critical patent/KR20140017468A/ko
Publication of KR20140017468A publication Critical patent/KR20140017468A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4007—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/02—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
    • G03B42/021—Apparatus for direct X-ray cinematography

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

본 발명은 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 피검사체에 제1에너지의 엑스선과 제2에너지의 엑스선을 순차적으로 조사하여 이중 에너지 엑스선 영상을 획득할 때, 피검사체에 대한 제1에너지의 엑스선 영상의 밝기 정보를 이용하여 제2에너지의 세기와 양을 조절함으로써 피검사체의 특성을 반영한 정확한 엑스선 영상을 획득하고 이를 통해 정확한 진단을 가능하게 하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

Description

이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법{DUAL-ENERGY X-RAY IMAGING APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 고에너지 및 저에너지의 엑스선을 이용하여 피검사체에 대한 엑스선 투과 영상을 획득하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치에 관한 것이다.
엑스선 영상 장치는 피검사체에 엑스선을 조사하고 피검사체를 통과한 엑스선을 분석하여 피검사체의 내부구조를 파악할 수 있도록 하는 장치이다. 피검사체를 구성하는 조직에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로 이를 수치화한 감쇠계수(attenuation coefficient)를 이용하여 피검사체의 내부구조를 영상화할 수 있다.
최근에는 단일에너지의 엑스선을 이용하는 것이 아니라 고에너지와 저에너지의 이중 에너지 엑스선을 이용하는 방법이 개발되어 이에 관한 다양한 연구가 진행되고 있다.
이중 에너지 엑스선 영상 장치는 피검사체에 제1에너지의 엑스선과 제2에너지의 엑스선을 순차적으로 조사하여 복수의 투과영상을 얻고 이를 이용하여 피검사체의 뼈와 연조직을 분리한 선명한 영상을 얻는다. 이 때 엑스선 에너지의 세기와 양은 엑스선 발생부에 인가되는 전압과 전류량에 따라서 결정되고 상기 전압과 전류는 엑스선 촬영 부위에 맞게 미리 설정되어 있다.
그러나 미리 설정된 전압과 전류로 엑스선의 에너지 세기와 양을 조절하게 되면 피검사체 각각의 특성을 고려하지 못하여 엑스선 에너지의 세기와 양을 적절하게 조절할 수 없게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법은 피검사체에 제1에너지의 엑스선과 제2에너지의 엑스선을 순차적으로 조사하여 이중 에너지 엑스선 영상을 획득할 때, 피검사체에 대한 제1에너지의 엑스선 영상의 밝기 정보를 이용하여 제2에너지의 세기와 양을 조절함으로써 피검사체의 특성을 반영한 정확한 엑스선 영상을 획득하고 이를 통해 정확한 진단을 가능하게 하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치는 피검사체에 제1에너지의 엑스선(X-ray)과 제2에너지의 엑스선(X-ray)을 순차적으로 조사하는 엑스선(X-ray) 발생부, 상기 엑스선 발생부에 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 엑스선 발생부에서 조사되어 상기 피검사체를 투과한 엑스선을 검출하여 전기 신호로 변환하는 검출부 및 상기 검출부로부터 상기 전기 신호를 전송 받아 제1에너지의 엑스선 영상을 획득하고 상기 제1에너지의 엑스선 영상의 밝기를 이용하여 제2에너지를 설정하는 호스트 컴퓨터를 포함한다.
상기 이중 에너지 엑스선 영상 장치는 상기 제1에너지의 엑스선 영상을 획득하고 영상 분할(image sementation)을 통해 상기 제1에너지의 엑스선 영상을 뼈, 연조직, 공기의 영역으로 각각 분할하는 이미지 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 이중 에너지 엑스선 영상 장치는 상기 분할된 각 영역의 밝기를 이용하여 제1에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기와 제2에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기가 같아지도록 하는 제2에너지를 설정하는 에너지 설정부를 더 포함할 수 있다.
상기 에너지 설정부는 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대가 되며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되는 제2에너지를 설정한다.
상기 에너지 설정부는 아래의 [수학식 3]을 만족하고, 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대가 되며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되는 제2에너지를 설정하는 것이다.
[수학식 3]
Figure pat00001
여기서, w는 전원 공급부의 출력의 가중치,
Figure pat00002
는 제2에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기,
Figure pat00003
는 제1에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기를 나타내며 ,
Figure pat00004
는 각 에너지 스펙트럼에서의 평균 에너지를 나타낸다.
상기 이미지 처리부는 제1에너지의 엑스선 영상 및 제2에너지의 엑스선 영상을 획득하고 뼈와 연조직의 엑스선 감쇠 특성 차이를 이용하여 뼈 또는 연조직의 엑스선 흡수효과를 제거함으로써 이중에너지 엑스선 영상을 획득한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 피검사체에 미리 설정된 제1에너지의 엑스선(X-ray)을 조사하고 상기 피검사체를 투과한 제1에너지의 엑스선을 검출하여 전기신호로 변환하고, 상기 전기신호를 이용하여 제1에너지의 엑스선 영상을 획득하고, 상기 획득된 제1에너지의 엑스선 영상의 밝기를 이용하여 제2에너지를 설정하고, 상기 설정된 제2에너지를 갖는 엑스선을 상기 피검사체에 조사하여 제2에너지의 엑스선 영상을 획득하고, 상기 획득된 제1에너지의 엑스선 영상 및 상기 획득된 제2에너지의 엑스선 영상으로부터 이중 에너지 엑스선 영상을 획득하는 것을 포함한다.
상기 제1에너지는 고에너지이고, 상기 제2에너지는 저에너지인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 상기 획득된 제1에너지의 엑스선 영상을 뼈, 연조직, 공기의 영역으로 영상 분할(image segmentation)하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 제2에너지를 설정하는 것은, 상기 분할된 각 영역의 밝기를 산출하고,상기 산출된 밝기와 뼈와 연조직의 감쇠계수(,attenuation coefficient)이용하여 뼈와 연조직의 두께를 추정하고, 상기 산출된 밝기와 상기 추정된 두께를 이용하는 것이다.
상기 산출된 밝기와 상기 추정된 두께를 이용하는 것은, 제1에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기와 제2에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기가 동일하고, 제2에너지에서의 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대값을 가지며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되도록 하는 제2에너지를 결정하는 것이다.
상기 산출된 밝기와 상기 추정된 두께를 이용하는 것은, 아래 [수학식 3]을 만족하고, 제2에너지에서의 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대값을 가지며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되도록 하는 제2에너지를 결정하는 것이다.
[수학식 3]
Figure pat00005
여기서, w는 전원 공급부의 출력의 가중치,
Figure pat00006
는 제2에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기,
Figure pat00007
는 제1에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기를 나타내며 ,
Figure pat00008
는 각 에너지 스펙트럼에서의 평균 에너지를 나타낸다.
상기 이중 에너지 엑스선 영상을 획득하는 것은, 뼈와 연조직의 엑스선 감쇠 특성 차이를 이용하여 제1에너지의 엑스선 영상 및 제2에너지의 엑스선 영상으로부터 뼈 또는 연조직의 엑스선 흡수효과를 제거하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 의하면 피검사체에 대한 제1에너지의 엑스선 영상에 기초하여 제2에너지를 설정함으로써 피검사체의 특성에 맞는 선명한 이중 에너지 엑스선 영상을 얻을 수 있게 되고 이로 인해 더 정확한 진단을 내릴 수 있게 된다.
또한, 설정된 제2에너지는 연조직의 에너지 흡수를 최소로 하는 것이므로 엑스선 촬영 시 발생하는 에너지 피폭을 경감할 수 있어 더욱 안전한 엑스선 촬영을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상장치의 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 호스트 컴퓨터(40)에 대한 제어 블록도이다.
도 3은 뼈, 연조직, 공기 부분을 구분하여 표시한 엑스선 영상이다.
도 4은 뼈와 연조직에 대한 감쇠계수 그래프이다.
도 5의 (a)는 통상적인 흉부촬영에 의한 엑스선 영상이다.
도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상장치에 의해 골조직을 제거한 영상이다.
도 5의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상장치에 의해연조직을 제거한 영상이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 전체 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 대한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 있어서 제2에너지 설정 방법에 대한 순서도이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어방법에 의해 획득된 고에너지의 흉부 엑스선 영상이다.
도 9의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어방법에 의해 획득된 저에너지의 흉부 엑스선 영상이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어방법에 있어서, 엑스선의 에너지에 따른 뼈와 연조직의 감쇠계수 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어방법에 의한 결과 영상이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
실시예를 설명하기에 앞서, 제1에너지의 엑스선 영상이라 함은 제1에너지를 갖는 엑스선이 조사되어 생성된 영상을 의미하고, 제2에너지의 엑스선 영상이라 함은 제2에너지를 갖는 엑스선이 조사되어 생성된 영상을 의미하는 것으로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상장치의 제어블록도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상장치는 피검사체에 제1에너지 및 제2에너지의 엑스선을 조사하는 엑스선 발생부(10), 엑스선 발생부(10)에 전원을 공급하는 전원 공급부(20), 상기 피검사체를 투과한 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 검출부(30) 및 상기 검출부(30)로부터 상기 엑스선이 변환된 전기 신호를 전송 받아 제1에너지의 엑스선 영상을 획득하고 상기 제1에너지의 엑스선 영상에 기초하여 제2에너지의 세기와 양을 제어하는 호스트 컴퓨터(40)를 포함한다.
엑스선 발생부(10)는 전원 공급부(20)로부터 전원을 공급받아 엑스선을 발생시키고 피검사체를 향하여 엑스선을 조사한다. 이 때 제1에너지와 제2에너지의 엑스선을 순차적으로 조사하는데, 조사되는 제1에너지와 제2에너지의 세기 및 양은 전원 공급부(20)로부터 공급되는 전원 및 공급 시간에 따라 달라진다.
제1에너지는 고에너지 또는 저에너지일 수 있고, 제1에너지가 고에너지인 경우에는 제2에너지가 저에너지이고 제1에너지가 저에너지인 경우에는 제2에너지가 고에너지이다. 두 경우 모두 본 발명의 실시예에 포함되지만 이하 상술할 실시예에서는 제1에너지가 고에너지이고 제2에너지가 저에너지인 것으로 한다.
전원 공급부(20)는 엑스선 발생부(10)에 일정한 전압을 갖는 전원을 공급하여 엑스선을 발생시키는 바, 전원 공급부(20)에서 공급하는 전원의 세기는 호스트 컴퓨터(40)에 의하여 제어된다.
검출부(30)는 피검사체를 투과한 엑스선을 검출한다. 엑스선 발생부(10)에서 조사된 엑스선은 피검사체를 투과하고 엑스선은 피검사체를 투과하면서 감쇠되는 바, 엑스선이 조사된 부분을 구성하는 조직에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로 엑스선이 조사된 위치에 따라서 투과된 엑스선의 양이 달라지게 된다.
엑스선에 대한 투과성이 다른 조직은 크게 지방조직, 근육, 혈액 등의 연조직과 골, 치아 등 칼슘을 다량 함유하는 조직 및 기체로 나눌 수 있다. 따라서 엑스선이 피검사체의 뼈에 조사되었는지 연조직에 조사되었는지 및 기체 또는 지방조직에 조사되었는지에 따라서 투과된 엑스선의 양이 다르게 된다.
검출부(30)는 통상적인 영상증폭장치(image intensifier)와 CCD 카메라를 구비할 수 있는 바, 피검사체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 영상증폭장치를 통해 이미지를 증폭하고 전기 신호로 변환하여 호스트 컴퓨터(40)로 전송한다.
호스트 컴퓨터(40)는 검출부(30)에서 검출한 엑스선을 이용하여 엑스선 영상을 획득하고 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 각 구성 요소를 제어하는 역할을 한다. 특히, 호스트 컴퓨터(40)는 전원 공급부(20)를 제어하여 엑스선 발생부(10)로 공급되는 전원의 크기를 조절하며 결과적으로 엑스선 발생부(10)에서 조사되는 엑스선의 에너지의 세기와 양(선량)을 조절할 수 있게 된다.
호스트 컴퓨터(40)는 먼저 전원 공급부(20)에 신호를 보내 미리 설정된 고전압과 전류를 엑스선 발생부(10)에 공급하도록 하여 고에너지의 엑스선이 조사되도록 한다. 엑스선 촬영의 대상이 되는 부분에 따라 전압과 전류가 다르게 설정된다. 조사된 고에너지의 엑스선은 피검사체를 투과하여 검출부(30)를 거쳐 호스트 컴퓨터(40)로 전송되고 호스트 컴퓨터(40)는 고에너지의 엑스선 신호를 이용하여 고에너지의 엑스선 영상을 획득하고 영상처리를 통하여 고에너지의 엑스선 영상을 뼈, 연조직, 공기의 영역으로 분할(segmentation)한 후, 각 분할 영역의 밝기 정보에 기초하여 피검사체의 특성에 맞는 저에너지의 세기와 선량을 설정한다.
호스트 컴퓨터(40)는 설정한 저에너지의 세기와 선량에 상응하는 전압과 전류 신호를 전원 공급부(20)에 전송하여 엑스선 발생부(10)에서 피검사체로 저에너지의 엑스선을 조사하도록 하고 피검사체를 투과한 저에너지의 엑스선이 검출부(30)를 거쳐 호스트 컴퓨터(40)로 전송되면 이중에너지감산법 또는 이중에너지흡수법(DEXA: dual-energy x-ray absorptiometry)에 의하여 피검사체의 뼈와 연조직의 잔상을 제거하여 검시자가 원하는 선명한 영상을 얻게 된다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 호스트 컴퓨터(40)에 대한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트 컴퓨터(40)는 검출부(30) 및 전원 공급부(20)와 신호를 주고받는 송수신부(41), 검출부(30)에서 전송한 엑스선 신호를 영상처리하여 엑스선 영상을 생성하는 이미지 처리부(42), 고에너지의 엑스선 영상에 기초하여 저에너지의 세기와 선량을 설정하는 에너지 설정부(43) 및 엑스선 영상을 스크린을 통해 표시하는 표시부(45)를 포함한다.
송수신부(41)는 엑스선 발생부(10)가 미리 설정된 고에너지를 갖는 엑스선을 발생시킬 수 있도록 전원 공급부(20)에 미리 설정된 고에너지에 상당하는 전압 및 전류 신호를 송신한다. 그리고 검출부(30)에서 피검사체를 투과한 고에너지의 엑스선을 검출하여 전기 신호로 변환하면 이 전기 신호를 수신하고, 에너지 설정부(43)에서 저에너지의 세기와 양을 설정하면 이에 상당하는 전압 및 전류 신호를 전원 공급부(20)에 송신한다. 그리고 검출부(30)에서 피검사체를 투과한 저에너지의 엑스선을 검출하여 전기 신호로 변환하면 이 전기 신호를 수신하여 이미지 처리부(42)로 보낸다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 호스트 컴퓨터(40)는 이중 에너지 엑스선 영상 장치를 전반적으로 제어하는 제어부(44)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(44)는 송수신부(41)를 통하여 전원 공급부(20), 엑스선 발생부(10) 및 검출부(30)에 제어신호를 송신할 수 있다.
이미지 처리부(42)는 송수신부(41)로부터 엑스선 신호를 전송 받아 엑스선 영상을 생성한다. 먼저, 이미지 처리부(42)는 고에너지의 엑스선 신호를 전송 받아 고에너지의 엑스선 영상을 생성한다. 도 3에 고에너지에서 촬영한 흉부 영상이 그 예시로서 도시되어 있다. 도 3을 참조하면 고에너지의 엑스선 영상은 크게 뼈, 연조직 및 공기 부분으로 나눌 수 있는 바, 영상 처리를 통해 고에너지의 엑스선 영상을 공기, 뼈, 연조직의 영역으로 분할(segmentation) 한 후 이를 에너지 설정부(43)로 보낸다. 엑스선 영상의 분할은 통상적으로 사용되는 영상 분할(image segmantation)에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 검출부(30)로부터 저에너지의 엑스선 신호가 전송되면 이미지 처리부(42)에서 저에너지의 엑스선 영상을 생성하고 이중에너지감산법(DEXA)에 의해 고에너지의 엑스선 영상과 저에너지의 엑스선 영상으로부터 뼈와 연조직을 분리한 엑스선 영상을 생성한다. 이미지 처리에 대한 자세한 내용은 후술하기로 한다.
에너지 설정부(43)는 이미지 처리부(42)에서 분할(segmentation)된 고에너지의 엑스선 영상에서 각 분할 영역의 밝기 정보에 기초하여 저에너지의 세기와 선량을 설정한다. 먼저, 고에너지의 엑스선 영상에서 각각의 분할 영역에 대해 대표 밝기 IA(공기에 대한 대표 밝기), Is(연조직에 대한 대표 밝기), IB(뼈에 대한 대표 밝기)를 산출하고 상기 대표 밝기와 감쇠계수(attenuation coefficient)를 이용하여 각 분할 영역에 상응하는 부위 별 두께를 추정한다. 여기서 각 분할 영역의 대표 밝기라 함은 각 분할 영역의 밝기의 평균값을 의미한다. 앞으로 언급되는 밝기는 각 분할 영역의 밝기의 평균값이다.
그리고 추정된 두께와 산출된 밝기에 기초하여 뼈와 연조직의 감쇠계수의 차이를 최대화하고 인체 내에 흡수되는 에너지를 최소화하는 제2에너지를 설정한다. 수식을 이용한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
그리고 설정된 저에너지의 세기와 선량에 대응되는 전압 및 전류에 관한 신호를 송수신부(41)를 통하여 전원 공급부(20)로 전송함으로써 피검사체의 특성에 맞게 선명한 엑스선 영상을 얻을 수 있도록 하는 저에너지의 엑스선이 발생되도록 한다.
표시부(45)는 이미지 처리부(42)에서 생성한 엑스선 영상을 표시하여 검사자로 하여금 피검사체의 건강상태를 진단할 수 있도록 한다.
이하 에너지 설정부(43)에서 에너지를 설정하는 과정 및 이미지 처리부(42)에서 이미지 처리를 수행하는 과정을 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 엑스선은 투과되는 물질에 따라 그 투과율 또는 감쇠율이 다르게 나타나고, 엑스선 영상은 이 점을 이용하여 피검사체의 내부를 나타낸 영상이다. 엑스선의 감쇠율을 수치적으로 나타낸 것이 감쇠계수(attenuation coefficient)이다. 감쇠계수는 피검사체에 입사된 엑스선의 강도(Io)와 피검사체의 두께(t)를 투과한 강도(I)와의 관계를 나타낸 것으로서 아래의 [수학식 1]로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
I=Io * exp(-μt)
여기서, μ가 감쇠계수에 해당하는 바, 감쇠계수가 클수록 투과한 엑스선의 강도가 작음을 나타낸다. 따라서 감쇠계수가 클수록 피검사체에 대한 엑스선의 투과율이 작은 것이고 감쇠계수가 작을수록 피검사체에 대한 엑스선의 투과율이 큰 것이다.
도 4에는 뼈와 연조직에 대한 감쇠계수 그래프가 도시되어 있다. 이를 참조하면, 엑스선의 에너지가 클수록 감쇠계수가 작아지는데 이는 엑스선의 에너지가 커지면 피검사체를 잘 투과한다는 것을 의미한다. 또한, 도 4의 그래프를 참조하면 뼈의 감쇠계수를 나타내는 곡선(61)이 연조직의 감쇠계수를 나타내는 곡선(62)보다 더 위에 위치하는 바, 뼈에 대한 엑스선의 투과율보다 연조직에 대한 엑스선의 투과율이 더 크다는 것은 의미한다.
도 4의 그래프에서 에너지의 세기에 따라 두 감쇠계수의 차이는 달라짐을 알 수 있다. 엑스선의 에너지가 xkev에 해당하는 지점에서의 뼈에 대한 감쇠계수와 연조직에 대한 감쇠계수 차이(a)는 엑스선의 에너지가 ykev에 해당하는 지점에서의 뼈에 대한 감쇠계수와 연조직에 대한 감쇠계수 차이(b)보다 크다. 즉, 엑스선의 에너지가 작을수록 뼈와 연조직 사이의 감쇠계수 차이가 크다.
앞서 설명한 바와 같이, 에너지 설정부(43)에서는 각 분할 영역에 대한 밝기 및 감쇠계수를 이용하여 각 분할 영역 별 두께를 측정하는 바, 아래의 [수학식 2]로 표현할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00009

여기서
Figure pat00010
는 제1에너지에서 뼈의 감쇠계수,
Figure pat00011
는 제1에너지에서 연조직의 감쇠계수, TB는 뼈의 두께, TT는 연조직의 두께를 나타내는 것으로 한다.
Figure pat00012
는 각각 제1에너지 스펙트럼의 평균 에너지 및 제2에너지 스펙트럼의 평균 에너지를 나타낸다.
그리고 제1에너지의 엑스선 영상과 제2에너지의 엑스선 영상의 밝기를 맞춰주기 위해, 제1에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기와 제2에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기가 같아지게 하는 제2에너지를 설정하는 바, 아래의 [수학식 3]을 이용할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00013

여기서, w는 제1에너지와 제2에너지 사이의 차이를 고려하여 밝기 정보를 동일하게 만들기 위한 전원 공급부 출력의 가중치를 나타내는 것으로서 예를 들어, 100mAs의 출력으로 제1에너지의 엑스선을 발생시킨 경우 w가 1.5이면 제2에너지의 엑스선은 150mAs의 출력으로 발생시킨다.
[수학식 3]을 만족하고, 제2에너지에서의 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이 즉,
Figure pat00014
가 최대(조건 1)가 되고 연조직 내의 에너지 흡수가 최소(조건 2)가 되는 제2에너지를 결정하는 것이 피검사체에 최적화된 제2에너지를 설정하는 것이다. 제2에너지가 정의되면 가중치 w는 엑스선 스펙트럼 라이브러리를 통해서 연산이 가능하다. 즉, 제2에너지와 선량은 [수학식 3]과 조건 1 및 조건 2를 고려하여 결정될 수 있다.
상술한 방법에 의하여 에너지 설정부(43)에서 제2에너지의 세기와 선량을 설정하고 나면 전원 공급부(20)는 그에 상응하는 전압과 전류를 출력하여 제2에너지의 엑스선을 발생시키고 검출부는 피검사체를 투과한 제2에너지의 엑스선을 호스트 컴퓨터(40)로 전송한다. 그리고 호스트 컴퓨터(40)의 이미지 처리부(42)는 제2에너지의 엑스선 영상을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에서는 엑스선 영상에 대한 이미지 처리 방식으로서 공지의 이중에너지감산법(Dual-Energy X-ray Absorptiometry)을 사용할 수 있고 제1에너지를 고에너지, 제2에너지를 저에너지로 할 수 있다. 이중에너지감산법은 고에너지와 저에너지에서 획득한 영상을 대수화(logarithm)한 후 적절한 가중치를 가하여 두 영상의 차이를 구함으로써 뼈와 연조직 중 원하는 부분을 선명하게 나타내는 영상을 추출하는 방법이다.
[수학식 4]
Isoft=IH-wsIL
[수학식 5]
Ibone=ILwb -IH
상기 [수학식 4] 및 [수학식 5]의 IL과 IH는 저에너지에서 획득한 영상과 고에너지에서 획득한 영상에 각각 로그를 취한 영상을 나타내고 가중치를 나타내는 ws와 wb는 아래의 수학식들로 표현된다.
[수학식 6]
Figure pat00015
[수학식 7]
Figure pat00016
여기서,
Figure pat00017
는 고에너지에서의 뼈의 감쇠계수를 나타내고
Figure pat00018
는 저에너지에서의 뼈의 감쇠계수를 나타낸다.
Figure pat00019
는 고에너지에서의 연조직의 감쇠계수를 나타내고
Figure pat00020
는 저에너지에서의 연조직의 감쇠계수를 나타낸다. [수학식 6], [수학식 7]를 이용하여 가중치를 구한 후, [수학식 4], [수학식 5]에 대입하면 뼈와 연조직을 분리한 선명한 영상을 얻을 수 있다.
이 때 저에너지가 미리 설정된 통계적인 값이 아니라 상술한 바와 같이 [수학식 3]과 조건 1, 조건 2를 모두 고려하여 설정된 값이라면 피검사체의 특성을 반영하여 뼈와 연조직이 더 선명하게 구별되는 영상을 얻을 수 있고 연조직의 엑스선 흡수를 최소화 하여 엑스선 촬영시 발생하는 피폭량을 경감할 수 있게 된다.
상술한 이중에너지감산법은 이중 에너지의 엑스선을 이용하여 엑스선 영상을 획득하는 방법의 예시에 불과하며, 본 발명의 실시예가 상술한 방법에 한정되는 것은 아니다.
도 5에 이중에너지감산법을 의해 획득된 실제 엑스선 영상에 대한 실험 결과가 도시되어 있다.
도 5의 (a)는 통상적인 흉부촬영에 의한 엑스선 영상이고, 도 5의 (b)는 상술한 방법에 의해 골조직을 제거한 영상, 도 5의 (c)는 연조직을 제거한 영상이다.
도 5의 (a)를 참조하면 우측 폐의 내부에 병변이 있는 것으로 추측할 수 있고 폐결절을 의심할 수 있다. 이중에너지 엑스선 촬영에 의해 골조직을 제거하면 도 5b의 영상을 얻을 수 있고 이를 참조하면 피검사체에 대해 폐결절 진단을 내릴 수 있으며, 연조직을 제거하여 도 5의 (c)의 영상을 얻으면 앞의 영상에서와 같은 부위에 늑골과 유사한 밀도의 음영이 있어 결절이 석회성분을 함유하고 있음을 알 수 있게 된다.
도 6에 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 전체 구성도가 도시되어 있다.
도 6를 참조하면, 엑스선 발생부(10)는 일정한 거리 상에 있는 검출부(30)를 향하여 설치되고, 전원 공급부(미도시)는 엑스선 발생부(10)에 연결되어 엑스선 발생부(10)에 전압과 전류를 공급하여 엑스선을 발생시킬 수 있도록 한다.
이 때 전원 공급부(미도시)는 호스트 컴퓨터(40)에 의해 제어되어 먼저 고에너지의 엑스선 발생을 위해 미리 설정된 고전압과 전류를 공급한다.
사람이 피검사체(6)가 되는 경우에 피검사체(6)는 검출부(30)의 앞에서 촬영하고자 하는 신체 부위에 따라 그에 맞는 자세를 취하게 되는데, 흉부 엑스선 촬영을 하고자 하는 경우에는 엑스선 발생부(10)를 등지고 검출부(30)에 가슴을 밀착시킨다. 검출부(30)는 엑스선 발생부(10)에서 조사되어 피검사체(6)를 투과한 엑스선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하고 이를 호스트 컴퓨터(40)로 전송한다.
호스트 컴퓨터(40)는 검출부(30) 및 전원 공급부(20)와 연결되어(미도시) 전원 공급부(20)로 전압, 전류에 관한 신호를 보내고 검출부(30)로부터 전송된 엑스선 신호에 기초하여 고에너지 엑스선 영상을 획득한다.
호스트 컴퓨터(40)의 에너지 설정부(43)는 획득한 고에너지의 엑스선 영상을 영상 분할(image segmentation)을 통해 뼈, 연조직, 공기의 영역으로 분할하고 상기 각 분할 영역의 밝기를 이용하여 최적화된 저에너지의 세기와 선량을 설정한다. 그리고 설정된 저에너지의 세기와 선량에 상응하는 전압, 전류 신호를 전원 공급부(20)로 전송한다.
전원 공급부(20)가 피검사체(6)에 대하여 저에너지의 엑스선을 조사하면, 검출부(30)를 통하여 호스트 컴퓨터(40)의 송수신부(41)로 저에너지 엑스선에 관한 전기적 신호가 전송되고 호스트 컴퓨터(40)의 이미지 처리부(42)는 고에너지와 저에너지에서 각각 획득된 엑스선 영상에서 각 에너지에서의 감쇠 계수 차이를 이용하여 뼈와 연조직의 잔상을 제거할 수 있다. 그리고 그 결과를 표시부를 통하여 출력함으로써 검시자가 피검사체에 대해 질병의 유무를 판단할 수 있게 된다.
상기 도 6의 장치 전체 구성도는 본 발명에 대한 일 실시예에 불과하며 피검사체가 누워 있거나 앉아 있는 상태에서 엑스선 촬영을 하는 것도 가능하고 상술한 기능을 수행하는 구성요소만 구비되어 있으면 각각의 구성요소의 위치는 도 6에 의해 제한되는 것이 아니다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 대하여 설명하도록 한다. 여기서 제1에너지는 고에너지, 제2에너지는 저에너지인 것으로 한다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 대한 순서도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 먼저 미리 설정된 고에너지를 갖는 엑스선을 발생시켜 피검사체에 조사한다. 진단부위에 따라 설정되는 고에너지의 값이 달라지는 바, 흉부촬영의 경우 일반적으로 110kVp의 관전압 및 120mA의 관전류를 공급하여 고에너지의 엑스선을 발생시킨다. 조사된 고에너지의 엑스선은 피검사체를 투과하여 검출부(30)를 통해 호스트 컴퓨터(40)로 전송된다. 이때 전송되는 것은 전기 신호로 변환된 고에너지의 엑스선 신호이다.
그리고 고에너지의 엑스선 신호를 영상 처리하여 고에너지의 엑스선 영상을 획득하고, 상기 엑스선 영상을 뼈, 연조직 및 공기의 영역으로 분할하고 각 분할 영역의 밝기 정보에 기초하여 피검사체에 최적화된 저에너지의 세기와 선량을 설정한다.
그리고 설정된 저에너지의 세기와 선량에 상응하는 전압 및 전류 신호를 공급하여 저에너지를 갖는 엑스선을 피검사체에 조사한다. 조사된 저에너지의 엑스선은 피검사체를 투과하여 검출부(30)를 통해 전기 신호로 변환되고 호스트 컴퓨터(40)로 전송된다.
저에너지의 엑스선 신호는 영상 처리를 통해 저에너지의 엑스선 영상이 되고 상기 고에너지의 엑스선 영상 및 상기 저에너지의 엑스선 영상으로부터 뼈와 연조직의 엑스선 감쇠계수 차이를 이용하여 뼈나 연조직만의 엑스선 흡수효과를 선택적으로 제거한다. 뼈나 연조직의 엑스선 흡수효과를 제거하는 과정은 공지의 이중에너지감산법(DEXA)을 이용할 수 있고, 구체적인 방법은 상기 [수학식 1]~[수학식 5]에 의해 표현된 방법일 수 있으나 이는 일 예시에 불과하고 본 발명의 실시예가 상기 방법에 한정되는 것은 아니다.
도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 저에너지의 설정 과정에 대한 순서도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 먼저 고에너지 엑스선 영상의 각 분할 영역의 밝기(IA:공기에 대한 밝기, Is:연조직에 대한 밝기, IB:뼈에 대한 밝기)를 산출한다. 엑스선 영상의 밝기를 산출하는 것은 널리 알려진 공지기술이므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 각 분할 영역의 밝기 정보와 뼈와 연조직의 감쇠계수(attenuation coefficient)를 이용하여 뼈와 연조직의 두께를 추정한다. 뼈와 연조직의 두께의 추정은 아래 [수학식 2]를 이용할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00021

여기서 는
Figure pat00022
제1에너지에서 뼈의 감쇠계수,
Figure pat00023
는 제1에너지에서 연조직의 감쇠계수, TB는 뼈의 두께, TT는 연조직의 두께를 나타내는 것으로 한다.
Figure pat00024
는 각각 제1에너지 스펙트럼의 평균 에너지 및 제2에너지 스펙트럼의 평균 에너지를 나타낸다.
산출된 밝기, 추정된 두께에 기초하여 저에너지의 세기와 양을 설정한다. 구체적으로 아래의 [수학식 3]과 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이 즉,
Figure pat00025
가 최대가 되는 조건 1, 인체 내의 에너지 흡수가 최소가 되는 조건 2를 모두 만족하는 제2에너지와 선량을 결정한다.
[수학식 3]
Figure pat00026

[수학식 3]은 두 에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기를 같게 해주기 위한 조건으로서 w는 에너지 차이에 따른 선량(mAs)의 가중치를 나타낸다. 또한 조건 1은 뼈와 연조직을 명확하게 구분하기 위한 것이고 조건 2는 피검사체의 엑스선 피폭을 최소화하기 위한 것이다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따라 피검사체의 흉부 엑스선 촬영을 수행하는 과정에 대하여 설명하도록 한다. 제1에너지가 고에너지이고 제2에너지가 저에너지인 것으로 한다.
먼저 피검사체의 흉부에 고에너지의 엑스선을 조사하는데, 이를 위해 전원 공급부(20)에서 120 kVp의 관전압을 엑스선 발생부(10)에 공급하였다. 피검사체의 흉부를 투과한 고에너지의 엑스선은 검출부(30)에서 전기 신호로 변환되어 호스트 컴퓨터(40)로 전송된다.
호스트 컴퓨터(40)의 이미지 처리부(42)는 상기 전기 신호로 변환된 고에너지의 엑스선으로부터 고에너지의 엑스선 영상을 획득하고 영상 분할을 통하여 고에너지의 엑스선 영상을 뼈, 연조직, 공기의 영역으로 분할(segmentation)한다. 그리고 이를 에너지 설정부(43)로 전송한다.
에너지 설정부(43)는 분할된 고에너지의 엑스선 영상에서 각 분할 영역의 밝기 정보에 기초하여 피검사체 내의 에너지 흡수가 최소가 되고 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대가 되는 저에너지를 설정한다. 에너지 흡수를 최소로 하는 것은 인체의 엑스선 피폭을 최소화하기 위함이다. 자세한 저에너지의 설정 방법은 도 8을 참조한다.
호스트 컴퓨터(40)의 송수신부(41)는 설정된 저에너지에 상응하는 전압과 전류의 신호를 전원 공급부(20)에 전송함으로써 에너지 발생부로 하여금 설정된 저에너지를 갖는 엑스선을 발생시켜 피검사체에 조사하도록 한다. 당해 실시예에서는 전단계에서 설정된 저에너지의 세기와 양에 따라 60kVp의 관전압을 공급하였다.
피검사체에 조사되어 피검사체를 투과한 저에너지의 엑스선은 검출부(30)를 통해 전기 신호로 변환되어 호스트 컴퓨터(40)로 전송된다.
호스트 컴퓨터(40)는 전송된 전기 신호로부터 저에너지의 엑스선 영상을 획득한다. 도 9에 고에너지와 저에너지의 흉부 엑스선 영상이 도시되어 있다. 도 9a가 고에너지의 흉부 엑스선 영상이고 도 9b가 저에너지의 흉부 엑스선 영상이다.
그리고 호스트 컴퓨터(40)는 고에너지를 갖는 엑스선의 뼈와 연조직에 대한 감쇠계수, 저에너지를 갖는 엑스선의 뼈와 연조직에 대한 감쇠계수에 기초하여 뼈 또는 연조직에 대한 이중 에너지 엑스선 영상을 획득한다. 도 10에 엑스선의 에너지에 따른 뼈와 연조직의 감쇠계수 그래프가 도시되어 있다.
도 10을 참조하면, 60kVp 에너지 스펙트럼의 평균 에너지는 36.2keV이므로 그래프 상에서 36.2keV의 에너지에 대응하는 뼈와 연조직의 감쇠계수를 찾고, 120kVp의 에너지 스펙트럼의 평균 에너지는 59keV이므로 그래프 상에서 59keV의 에너지에 대응하는 뼈와 연조직의 감쇠계수를 찾아서 [수학식 4]~[수학식 7]에 대입하면 뼈의 엑스선 흡수효과를 제거한 엑스선 영상 또는 연조직의 엑스선 흡수효과를 제거한 엑스선 영상을 얻을 수 있다.
도 11에 그 결과 영상이 도시되어 있다. 도 11의 (a)는 도 9의 단일 에너지 흉부 엑스선 영상에서 연조직의 엑스선 흡수효과를 제거하여 얻은 늑골에 대한 엑스선 영상이고 도 11의 (b)는 도 9의 단일 에너지 흉부 엑스선 영상에서 골조직의 엑스선 흡수효과를 제거하여 얻은 연조직에 대한 엑스선 영상이다. 검시자는 진단하고자 하는 부위에 따라 원하는 엑스선 영상을 얻을 수 있으며 특히 저에너지의 엑스선 영상이 피검사체의 특성에 맞게 조절된 것이므로 더욱 선명한 엑스선 영상을 얻을 수 있고 피검사체의 엑스선 피폭을 최소화할 수 있어 정확하고 안전한 진단을 할 수 있게 된다.
10 : 엑스선 발생부 40 : 호스트 컴퓨터
20 : 전원 공급부 42 : 이미지 처리부
30 : 검출부 43 : 에너지 설정

Claims (13)

  1. 피검사체에 제1에너지의 엑스선(X-ray)과 제2에너지의 엑스선(X-ray)을 순차적으로 조사하는 엑스선(X-ray) 발생부;
    상기 엑스선 발생부에 전원을 공급하는 전원 공급부;
    상기 엑스선 발생부에서 조사되어 상기 피검사체를 투과한 엑스선을 검출하여 전기 신호로 변환하는 검출부;및
    상기 검출부로부터 상기 전기 신호를 전송 받아 제1에너지의 엑스선 영상을 획득하고 상기 제1에너지의 엑스선 영상의 밝기를 이용하여 제2에너지를 설정하는 호스트 컴퓨터를 포함하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1에너지의 엑스선 영상을 획득하고 영상 분할(image segmentation)을 통해 상기 제1에너지의 엑스선 영상을 뼈, 연조직, 공기의 영역으로 각각 분할하는 이미지 처리부를 더 포함하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분할된 각 영역의 밝기를 이용하여 제1에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기와 제2에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기가 같아지도록 하는 선량을 설정하는 에너지 설정부를 더 포함하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에너지 설정부는 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대가 되며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되는 제2에너지를 설정하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 에너지 설정부는 아래의 [수학식 3]을 만족하고, 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대가 되며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되는 제2에너지와 선량을 설정하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치.
    [수학식 3]
    Figure pat00027

    여기서, w는 전원 공급부의 출력의 가중치,
    Figure pat00028
    는 제1에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기,
    Figure pat00029
    는 제2에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기, IA는 공기 영역의 밝기, μT(E2)는 제2에너지 대역에서의 연조직의 감쇠계수, TT는 연조직의 두께를 나타내며,
    Figure pat00030
    는 각 에너지 스펙트럼에서의 평균 에너지를 나타낸다.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 이미지 처리부는 제1에너지의 엑스선 영상 및 제2에너지의 엑스선 영상을 획득하고 뼈와 연조직의 엑스선 감쇠 특성 차이를 이용하여 뼈 또는 연조직의 엑스선 흡수효과를 제거함으로써 이중에너지 엑스선 영상을 획득하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치.
  7. 피검사체에 미리 설정된 제1에너지의 엑스선(X-ray)을 조사하고;
    상기 피검사체를 투과한 제1에너지의 엑스선을 검출하여 전기신호로 변환하고;
    상기 전기신호를 이용하여 제1에너지의 엑스선 영상을 획득하고;
    상기 획득된 제1에너지의 엑스선 영상의 밝기를 이용하여 제2에너지를 설정하고;
    상기 설정된 제2에너지를 갖는 엑스선을 상기 피검사체에 조사하여 제2에너지의 엑스선 영상을 획득하고;
    상기 획득된 제1에너지의 엑스선 영상 및 상기 획득된 제2에너지의 엑스선 영상으로부터 이중 에너지 엑스선 영상을 획득하는 것을 포함하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1에너지는 고에너지이고, 상기 제2에너지는 저에너지인 것으로 하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 획득된 제1에너지의 엑스선 영상을 뼈, 연조직, 공기의 영역으로 영상 분할(image segmentation)하는 것을 더 포함하는 이중 에너지 엑스선 영상 장치 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2에너지를 설정하는 것은,
    상기 분할된 각 영역의 밝기를 산출하고;
    상기 산출된 밝기와 뼈와 연조직의 감쇠계수(attenuation coefficient)이용하여 뼈와 연조직의 두께를 추정하고;
    상기 산출된 밝기와 상기 추정된 두께를 이용하는 것인 이중 에너지 엑스선 영상 장치 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 산출된 밝기와 상기 추정된 두께를 이용하는 것은,
    제1에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기와 제2에너지의 엑스선 영상에서의 연조직의 밝기가 동일하고, 제2에너지에서의 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대값을 가지며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되도록 하는 제2에너지 및 선량을 결정하는 것인 이중 에너지 엑스선 영상 장치 제어 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 산출된 밝기와 상기 추정된 두께를 이용하는 것은,
    아래 [수학식 3]을 만족하고, 제2에너지에서의 뼈와 연조직의 감쇠계수 차이가 최대값을 가지며, 연조직의 에너지 흡수가 최소가 되도록 하는 제2에너지와 선량을 결정하는 것인 이중 에너지 엑스선 영상 장치 제어 방법.
    [수학식 3]
    Figure pat00031

    여기서, w는 전원 공급부의 출력의 가중치,
    Figure pat00032
    는 제1에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기,
    Figure pat00033
    는 제2에너지의 엑스선 영상에서 연조직의 밝기, IA는 공기 영역의 밝기, μT(E2)는 제2에너지 대역에서의 연조직의 감쇠계수, TT는 연조직의 두께를 나타내며 ,
    Figure pat00034
    는 각 에너지 스펙트럼에서의 평균 에너지를 나타낸다.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 이중 에너지 엑스선 영상을 획득하는 것은, 뼈와 연조직의 엑스선 감쇠 특성 차이를 이용하여 제1에너지의 엑스선 영상 및 제2에너지의 엑스선 영상으로부터 뼈 또는 연조직의 엑스선 흡수효과를 제거하는 것인 이중 에너지 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
KR1020130156362A 2013-12-16 2013-12-16 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법 KR20140017468A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130156362A KR20140017468A (ko) 2013-12-16 2013-12-16 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130156362A KR20140017468A (ko) 2013-12-16 2013-12-16 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110071756A Division KR20130010952A (ko) 2011-07-20 2011-07-20 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140017468A true KR20140017468A (ko) 2014-02-11

Family

ID=50266078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130156362A KR20140017468A (ko) 2013-12-16 2013-12-16 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140017468A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101963189B1 (ko) * 2018-10-30 2019-07-31 한국해양과학기술원 듀얼 에너지 x선 영상을 이용한 물질 추정 방법 및 그 장치
KR20200081833A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 부산대학교 산학협력단 이중에너지 x선 흡수 계측법(dxa)의 이차원(2d) 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법
KR20210098175A (ko) * 2020-01-31 2021-08-10 부산대학교병원 이중에너지 x선 흡수 계측법(dxa)을 이용한 간 지방량 측정방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101963189B1 (ko) * 2018-10-30 2019-07-31 한국해양과학기술원 듀얼 에너지 x선 영상을 이용한 물질 추정 방법 및 그 장치
WO2020091172A1 (ko) * 2018-10-30 2020-05-07 한국해양과학기술원 듀얼 에너지 x선 영상을 이용한 물질 추정 방법 및 그 장치
KR20200081833A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 부산대학교 산학협력단 이중에너지 x선 흡수 계측법(dxa)의 이차원(2d) 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법
KR20210098175A (ko) * 2020-01-31 2021-08-10 부산대학교병원 이중에너지 x선 흡수 계측법(dxa)을 이용한 간 지방량 측정방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130010952A (ko) 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법
CN107753048B (zh) X射线成像装置
JP6413927B2 (ja) 動態解析装置及び動態解析システム
JP6275374B2 (ja) Ｘ線映像装置及びその制御方法
US7342999B2 (en) Method and apparatus for generation of a digital x-ray image of an examination subject
KR101429067B1 (ko) 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 시스템
WO2015147324A1 (ja) 放射線画像撮影装置、放射線画像撮影方法、及び放射線画像撮影プログラム
WO2008075595A1 (ja) Ｘ線ｃｔ装置
US7746976B2 (en) Bone mineral density assessment using mammography system
KR20140052563A (ko) 최적 다중에너지 엑스선 영상을 획득하는 장치 및 방법
JP6662428B2 (ja) 動態解析システム
KR20140017468A (ko) 이중 에너지 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법
JP5388476B2 (ja) 画像表示装置、乳房ｘ線撮影装置および画像表示プログラム
JP6083990B2 (ja) 放射線撮影装置、その制御方法及びプログラム
KR20160036903A (ko) 엑스선 장치 및 그 제어방법
US20210383543A1 (en) Radiographic image processing device and non-transitory computer readable medium
CN110678123A (zh) 改进的x射线图像中的几何测量
KR101870856B1 (ko) 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 시스템
JP2022022846A (ja) 放射線撮影システム、制御装置、放射線撮影システムの制御方法、及びプログラム
JP2023067431A (ja) Ｘ線透視撮影装置
JP2009273707A (ja) 放射線画像検出装置および方法
JP2009285048A (ja) エネルギーサブトラクション方法及び装置
JP2021074461A (ja) 画像処理装置、放射線撮影装置、画像処理方法及びプログラム
JP2008136602A (ja) ディジタル及びコンピューティッド・ラジオグラフィ画像についての適応画像処理及び表示法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
WITN Withdrawal due to no request for examination