KR20140018769A - 물질 정보 검출 장치, 팬텀 정보 기록 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

물질 정보 검출 장치, 팬텀 정보 기록 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

물질 정보 검출 장치, 팬텀 정보 기록 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치는, 복수 개의 물질로 구성된 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 정보를 저장하는 데이터베이스; 분석 객체에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 복수 개의 에너지별 객체 정보를 입력 받는 입력부; 및 상기 팬텀 정보와 상기 복수 개의 에너지별 객체 정보에 기반하여 상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.

Description

물질 정보 검출 장치, 팬텀 정보 기록 장치 및 그 동작 방법{Material Information Detecting Apparatus, Phantom Information Recording Apparatus and Method thereof}
본 발명의 실시예들은 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 기술에 관한 것이다.
멀티 에너지 엑스-레이(Multi-energy X-ray)(예컨대, 듀얼 에너지 엑스-레이, Dual energy X-ray)를 이용한 정량적 영상 의학(quantitative) 또는 정량적 영상화를 위해서는 촬영 대상이 되는 물체(분석 객체)의 구성 성분을 계산할 수 있어야 한다.
이 때, 멀티 에너지 엑스-레이를 이용하여 인체를 비롯한 분석 객체를 촬영할 경우, 복수 개의 물질에 대해 각 물질의 혼합비와 두께(양)에 따른 조합에 기반하여 분석 객체의 물질 분리를 수행할 수 있는데, 이와 같이 복수 개의 물질의 혼합비와 두께에 따른 조합을 X-ray 촬영 영상과 연관성을 찾아내는 것을 캘리브레이션(calibration)이라 한다.
한편, 더욱 정확한 캘리브레이션 동작을 수행하기 위해서는 복수 개의 물질을 사용한 팬텀에 있어서 조합 가능한 모든 혼합비와 두께에 대해서 캘리브레이션 동작을 수행하는 것이 필요하다.
일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치는, 복수 개의 물질로 구성된 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 정보를 저장하는 데이터베이스; 분석 객체에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 복수 개의 에너지별 객체 정보를 입력 받는 입력부; 및 상기 팬텀 정보와 상기 복수 개의 에너지별 객체 정보에 기반하여 상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 팬텀 정보 기록 장치는 복수 개의 물질을 혼합하여 팬텀을 생성하는 생성부; 상기 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출하는 검출부; 및 상기 팬텀 정보를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은, 분석 객체에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 복수 개의 에너지별 객체 정보를 입력 받는 단계; 및 상기 물질 정보 검출 장치의 데이터베이스에 저장되어 있는 팬텀 정보와 상기 복수 개의 에너지별 객체 정보에 기반하여 상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 팬텀 정보는 복수 개의 물질로 구성된 팬텀에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 정보를 나타낼 수 있다.
일실시예에 따른 팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법은, 복수 개의 물질을 혼합하여 팬텀을 생성하는 단계; 상기 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출하는 단계; 및 상기 팬텀 정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 선형 팬텀을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 선형 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 영상을 나타내는 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 비선형 팬텀을 나타내는 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 팬텀 정보 기록 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 검출부가 에너지별 세기값을 이용하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 동작을 나타내는 도면이다.
도 8은 일실시예에 따른 팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 실시예를 상세하게 설명하지만, 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 사용되는 용어(terminology)들은 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 해당 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 용어들에 대한 정의는 실시예 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 물질 정보 검출 장치(100)는 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보(물질 정보)(160)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 멀티 에너지 엑스-레이(Multi-energy X-ray)(110)(예컨대, 듀얼 에너지 엑스-레이, Dual energy X-ray)를 이용한 정량적 영상 의학(quantitative) 또는 정량적 영상화를 위해서는 촬영 대상이 되는 물체(분석 객체)의 구성 성분을 계산할 수 있어야 하는데, 물질 정보 검출 장치(100)는 분석 객체의 구성 물질에 대한 정보(구성 성분, 혼합비, 두께 등)를 검출할 수 있다.
분석 객체는 사람, 동물, 물체 등 다양한 대상이 될 수 있다. 예를 들어, 분석 객체가 사람(120)인 경우, 물질 정보 검출 장치(100)는 사람(120)에 멀티 에너지 엑스-레이(110)를 투사하여 획득한 객체 영상(130)을 입력 받을 수 있고, 입력 받은 객체 영상(130) 중에서 선택된 분석 영역(131)(예컨대, 픽셀, Pixel)이 어떠한 물질로 구성되어 있는지, 구성 물질들이 어떠한 혼합비를 갖는지, 구성 물질의 두께는 얼마인지 등의 물질 정보(160)를 검출할 수 있다. 따라서, 물질 정보 검출 장치(100)는 사람의 인체 부위를 구성하는 물질의 혼합비, 두께 등의 물질 정보를 검출함으로써 사용자의 인체 부위에 질병이 있는지 등을 분석하는데 사용될 수 있다.
물질 정보 검출 장치(100)는 분석 객체에 대한 물질 정보(160)를 검출하기 위하여 팬텀 정보를 저장하는 데이터베이스(150)를 참조할 수 있다. 팬텀 정보는 복수 개의 물질로 구성된 팬텀(140)에 멀티 에너지 엑스-레이(110)를 투사하여 획득한 정보를 나타낸다.
물질 정보 검출 장치(100)는 데이터베이스(150)에 저장되어 있는 팬텀 정보(복수 개의 물질의 혼합비와 두께 등의 정보)를 분석 객체(예컨대, 사람(120))에 멀티 에너지 엑스-레이(110)를 투사하여 획득한 객체 정보와 비교하여 연관성을 찾는 캘리브레이션 동작을 수행함으로써, 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 물질 정보(160)를 검출할 수 있다.
더욱이, 더욱 정확한 캘리브레이션 동작을 수행하기 위해서는 복수 개의 물질의 가능한 모든 혼합비와 두께에 대해서 캘리브레이션 동작을 수행하는 것이 필요한데, 물질 정보 검출 장치(100)는 3가지 이상의 물질로 구성된 팬텀(140)을 이용하여 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 따라서, 물질 정보 검출 장치(100)는 분석 객체를 구성하는 물질이 3가지 이상인 경우에도 정확한 물질 정보(160)를 검출할 수 있다.
팬텀(140)은 선형 팬텀 및 비선형 팬텀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 데이터베이스(150)에 저장되어 있는 팬텀 정보는 (1) 선형 팬텀, (2) 비선형 팬텀, (3) 복수 개의 선형 팬텀, (4) 복수 개의 비선형 팬텀, (5) 적어도 하나의 선형 팬텀과 적어도 하나의 비선형 팬텀의 조합에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득된 정보일 수 있다.
선형 팬텀은 팬텀을 구성하는 복수 개의 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 또한 복수 개의 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 제작된 팬텀을 나타낸다.
또한, 비선형 팬텀은 팬텀을 구성하는 복수 개의 물질 중 적어도 하나의 물질의 두께가 비선형적으로 증가 또는 감소하거나 복수 개의 물질 중 적어도 하나의 물질에 대한 혼합비가 비선형적으로 증가 또는 감소하도록 제작된 팬텀을 나타낸다.
본 발명의 일측에 따르면, 물질 정보 검출 장치가 사용하는 데이터베이스에 저장된 팬텀 정보는 팬텀 정보 기록 장치에 의해서 검출 및 저장된 정보일 수 있다. 즉, 팬텀 정보 기록 장치는 복수 개의 물질을 혼합하여 팬텀을 생성하고, 생성된 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출한 후에, 검출된 팬텀 정보를 데이터베이스에 저장할 수 있다. 팬텀 정보 기록 장치에 대해서는 뒤에서 다시 자세히 설명한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 선형 팬텀 및 비선형 팬텀의 실시예에 대해서 설명한다.
도 2는 일실시예에 따른 선형 팬텀을 나타내는 도면이다.
도 2에 표시된 선형 팬텀은 2가지의 물질로 구성될 수 있다. 이 때, 선형 팬텀을 구성하는 물질 각각은 지방 조직(adipose tissue) 및 선형 조직(glandular tissue) 중 어느 하나일 수 있다.
일실시예에 따른 선형 팬텀은 사다리꼴 형태(220)로 제작될 수 있다. 도 2의 선형 팬텀은 팬텀 정보 기록 장치에 의해서 생성된 팬텀일 수 있다.
이와 같은 형태로 제작됨으로써, 선형 팬텀을 구성하는 제1 물질(211), 제2 물질(212) 각각의 두께는 선형 팬텀의 앞쪽(B쪽)(222)에서 뒤쪽(C쪽)(223)으로 갈수록 증가될 수 있다. 예컨대, 선형 팬텀의 앞쪽(B쪽)(222)에서 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 두께는 5cm이지만, 뒤쪽(C쪽)(223)으로 갈수록 두께가 선형적으로 증가하여 뒤쪽(C쪽)(223)에서 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 두께는 10cm가 될 수 있다.
또한, 제1 물질(211)과 제2 물질(212)이 사선으로 결합되기 때문에, 선형 팬텀의 좌측면(A쪽)(221)에서 우측면(B쪽)(222)으로 갈수록 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소될 수 있다. 예컨대, 선형 팬텀의 좌측면(A쪽)(221)에서 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 혼합비는 10:0이지만, 우측면(B쪽)(222)으로 갈수록 혼합비가 선형적으로 변경되어 우측면(B쪽)(222)에서 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 혼합비는 0:10이 될 수 있다.
팬텀 정보 기록 장치는 이와 같이 제작된 선형 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하면 팬텀 영상을 획득할 수 있는데, 실시예에 따라서는 선형 팬텀의 위쪽 방향에서 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀을 획득할 수 있다.
도 3은 도 2의 선형 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 영상을 나타내는 도면이다.
도 2의 선형 팬텀의 위쪽 방향에서 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득된 팬텀 영상이기 때문에, 팬텀 영상은 직사각형의 모양을 가질 수 있다. 이 때, 팬텀 영상의 복수의 픽셀 각각은 대응하는 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 두께 및 혼합비의 정보를 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 픽셀(310)은 두께 5.5cm, 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 혼합비 8:2의 정보를 포함하고, 제2 픽셀(320)은 두께 7.5cm, 제1 물질(211)과 제2 물질(212)의 혼합비 5:5의 정보를 포함할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 비선형 팬텀을 나타내는 도면이다.
도 4에 표시된 비선형 팬텀(410, 420, 430)은 3가지의 물질로 구성될 수 있다. 이 때, 비선형 팬텀을 구성하는 물질 각각은 요오드(iodine), 알루미늄(aluminum), 금(gold) 및 칼슘(calcium) 중 적어도 하나의 물질로 구성될 수 있다.
팬텀을 구성하는 물질이 3가지 이상이 되는 경우, 3가지 물질 중 적어도 하나의 물질의 두께 또는 혼합비가 비선형적으로 증가 또는 감소되도록 - 즉, 비선형적으로 - 제작된 팬텀이 사용될 수 있다.
도 4에 표시된 비선형 팬텀(410, 420, 430)은 도 2에 표시된 사다리꼴 형태의 선형 팬텀(411, 421, 431)을 복수 개 생성한 이후에, 복수 개의 선형 팬텀(411, 421, 431) 각각에 두께가 서로 상이한 제3 물질(412, 422, 432)을 부가하여 생성된 팬텀일 수 있다. 도 4의 비선형 팬텀(410, 420, 430)은 팬텀 정보 기록 장치에 의해서 생성된 팬텀일 수 있다.
따라서, 도 4의 비선형 팬텀(410, 420, 430)은 제1 물질과 제2 물질의 두께와 혼합비는 선형적으로 증가 또는 감소하게 되지만, 제3 물질(412, 422, 432)의 두께 또는 혼합비는 비선형적으로(즉, 이산적으로, Discrete) 증가 또는 감소하게 된다.
예컨대, 제1 비선형 팬텀(410)에서 제3 물질(412)의 두께는 2cm이고, 제2 비선형 팬텀(420)에서 제3 물질(422)의 두께는 5cm이며, 제3 비선형 팬텀(430)에서 제3 물질(432)의 두께는 8cm일 수 있다.
팬텀 정보 기록 장치는 이와 같이 제작된 비선형 팬텀(410, 420, 430)에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 영상을 획득할 수 있다.
이하 팬텀 정보 기록 장치의 구성에 대해서 설명한다.
도 5는 일실시예에 따른 팬텀 정보 기록 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 팬텀 정보 기록 장치는 생성부(510), 검출부(520) 및 저장부(530)를 포함할 수 있다.
생성부(510)는 복수 개의 물질을 혼합하여 팬텀을 생성할 수 있다.
검출부(520)는 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출할 수 있다. 팬텀 정보는 팬텀을 멀티 에너지 엑스-레이로 촬영한 영상인 팬텀 영상 및 팬텀 영상의 각 픽셀의 위치에 대응하는 구성 물질의 정보(두께, 혼합비 등)를 포함할 수 있다.
저장부(530)는 데이터베이스에 검출된 팬텀 정보를 저장할 수 있다.
실시예에 따라서는 생성부(510)는 도 2에서 설명한 형태의 선형 팬텀을 2개 생성할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 생성부(510)는 제1 물질과 제2 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 제1 물질과 제2 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 제1 선형 팬텀을 생성할 수 있다.
또한, 생성부(510)는 제3 물질과 제4 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 제3 물질과 제4 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 제3 물질과 제4 물질을 혼합하여 제2 선형 팬텀을 생성할 수 있다.
이 때, 제1, 제2, 제3, 제4 물질 각각은 지방 조직(adipose tissue) 및 선형 조직(glandular tissue) 중 적어도 하나의 물질로 구성될 수 있다.
이와 같이 생성부(510)가 2개의 선형 팬텀을 생성하면, 검출부(520)는 제1 선형 팬텀 및 제2 선형 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라서는 생성부(510)는 도 3에서 설명한 형태의 비선형 팬텀을 생성할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 생성부(510)는 제1 물질과 제2 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 제1 물질과 제2 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 선형 팬텀을 복수 개 생성할 수 있다.
또한, 생성부(510)는 복수 개의 선형 팬텀 각각에 두께가 서로 상이한 제3 물질을 부가하여 비선형 팬텀을 복수 개 생성할 수 있다.
이 때, 제3 물질은 요오드(iodine), 알루미늄(aluminum), 금(gold) 및 칼슘(calcium) 중 적어도 하나의 물질로 구성될 수 있다.
이와 같이 생성부(510)가 비선형 팬텀을 생성하면, 검출부(520)는 복수 개의 비선형 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출할 수 있다.
팬텀 정보 기록 장치가 생성하여 저장한 정보는 데이터베이스에 기록될 수 있고, 도 1에서 설명한 물질 정보 검출 장치는 데이터베이스에 기록된 정보를 이용하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출할 수 있다.
이하 물질 정보 검출 장치에 대해서 자세히 설명한다.
도 6은 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 물질 정보 검출 장치는 데이터베이스(610), 입력부(620) 및 검출부(630)를 포함할 수 있다.
데이터베이스(610)는 복수 개의 물질로 구성된 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 정보를 저장할 수 있다. 데이터베이스(610)는 도 5에서 설명한 팬텀 정보 기록 장치에 의해서 생성될 수 있다.
입력부(620)는 분석 객체에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 복수 개의 에너지별 객체 정보를 입력 받을 수 있다. 예컨대, 입력부(620)는 분석 객체에 저에너지 엑스-레이가 투사되어 획득된 객체 정보와 분석 객체에 고에너지 엑스-레이가 투사되어 획득된 객체 정보를 입력 받을 수 있다.
검출부(630)는 데이터베이스(610)에 저장된 팬텀 정보와 입력 받은 복수 개의 에너지별 객체 정보에 기반하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출할 수 있다. 즉, 검출부(630)는 캘리브레이션 동작을 수행하여 분석 객체를 구성하는 물질의 두께, 혼합비 등의 물질 정보를 검출할 수 있다.
일측에 따른 복수 개의 에너지별 객체 정보는 (1) 분석 객체에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 객체 영상 및 (2) 객체 영상의 복수 개의 픽셀(Pixel) 각각에 대한 에너지별 세기 값(intensity value)을 포함할 수 있다.
이 때, 검출부(630)는 에너지별 세기 값을 이용하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출할 수 있다.
자세히 설명하면, 검출부(630)는 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 영상에서 에너지별 세기 값을 갖는 영역을 복수 개 검출할 수 있다. 또한, 검출부(630)는 검출된 복수 개의 영역의 교차 영역을 검출할 수 있다. 또한, 검출부(630)는 교차 영역에 대응하는 팬텀의 부분(Part)을 구성하는 (1) 복수 개의 물질의 혼합비 및 (2) 복수 개의 물질 각각의 두께 중 적어도 하나에 대한 정보를 검출할 수 있다. 검출부(630)는 이와 같이 검출된 정보를 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보로 사용할 수 있다.
이하 도 7을 참조하여 물질 정보 검출 장치의 검출부가 에너지별 세기값을 이용하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 동작에 대해서 자세히 설명한다.
도 7은 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 검출부가 에너지별 세기값을 이용하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 동작을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 물질 정보 검출 장치의 입력부(620)가 입력 받는 복수 개의 에너지별 객체 정보는 에너지별 세기 값(intensity value)(713, 723)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 분석 객체에 fL(710)의 주파수를 갖는 저에너지 엑스-레이를 투사되는 경우, 저에너지에 대한 객체 영상(711)과 그 때의 픽셀 별 세기값 IL(713)(예컨대, 구성 물질에 대한 정보를 검출하고자 하는 선택 픽셀(712)(이하 '선택 픽셀'이라 함)에 대한 세기값은 10)이 획득될 수 있다.
또한, 분석 객체에 fH(720)의 주파수를 갖는 고저에너지 엑스-레이를 투사되는 경우, 고에너지에 대한 객체 영상(721)과 그 때의 픽셀 별 세기값 IH(723)(예컨대, 선택 픽셀(712)에 대한 세기값은 5)이 획득될 수 있다.
이 때, 검출부(630)는 선택 픽셀(712)에 대응하는 분석 객체의 부위가 어떠한 물질로 구성되는지 등의 물질 정보를 검출하기 위하여, 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 영상(730)에서 에너지별 세기 값을 갖는 영역(731, 732)을 검출할 수 있다. 예컨대, 검출부(630)는 팬텀 영상(730)에서 저에너지에서의 세기 값 IL(예컨대, 10의 값)을 갖는 영역(731)을 검출할 수 있다. 또한, 검출부(630)는 팬텀 영상(730)에서 고에너지에서의 세기 값 IH(예컨대, 5의 값)을 갖는 영역(732)을 검출할 수 있다.
또한, 검출부(630)는 검출된 에너지별 영역의 교차 영역(740)을 검출할 수 있다.
이 때, 데이터베이스(610)에는 팬텀 영상(730)과 팬텀 영상(730)의 각 픽셀에 대응하는 팬텀의 부분을 구성하는 물질에 대한 정보(두께, 혼합비 등)가 저장되어 있고, 따라서 검출부(630)는 데이터베이스(610)를 참조하여 교차 영역(740)에 대응하는 팬텀의 부분(Part)을 구성하는 (1) 복수 개의 물질의 혼합비 및 (2) 복수 개의 물질 각각의 두께 중 적어도 하나에 대한 정보를 검출할 수 있다. 또한 검출부(630)는 이와 같이 검출된 정보를 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보로 사용할 수 있다.
예컨대, 교차 영역(740)에 대응하는 팬텀의 부분을 구성하는 제1 물질과 제2 물질의 두께가 5cm이고, 제1 물질과 제2 물질의 혼합비가 5:5인 경우, 검출부(630)는 분석 객체의 선택 픽셀(712)을 구성하는 물질의 두께가 5cm이고, 혼합비가 5:5인 것으로 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따른 팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법은 복수 개의 물질을 혼합하여 팬텀을 생성할 수 있다(810).
팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법은 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출할 수 있다(820). 팬텀 정보는 팬텀을 멀티 에너지 엑스-레이로 촬영한 영상인 팬텀 영상 및 팬텀 영상의 각 픽셀의 위치에 대응하는 구성 물질의 정보(두께, 혼합비 등)를 포함할 수 있다.
팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법은 데이터베이스에 검출된 팬텀 정보를 저장할 수 있다(830).
도 9는 일실시예에 따른 물질 정보 검출 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 분석 객체에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 복수 개의 에너지별 객체 정보를 입력 받을 수 있다(910). 예컨대, 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 분석 객체에 저에너지 엑스-레이가 투사되어 획득된 객체 정보와 분석 객체에 고에너지 엑스-레이가 투사되어 획득된 객체 정보를 입력 받을 수 있다.
물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 데이터베이스에 저장된 팬텀 정보와 입력 받은 복수 개의 에너지별 객체 정보에 기반하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출할 수 있다(920). 즉, 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 캘리브레이션 동작을 수행하여 분석 객체를 구성하는 물질의 두께, 혼합비 등의 물질 정보를 검출할 수 있다.
일측에 따른 복수 개의 에너지별 객체 정보는 (1) 분석 객체에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 객체 영상 및 (2) 객체 영상의 복수 개의 픽셀(Pixel) 각각에 대한 에너지별 세기 값(intensity value)을 포함할 수 있다.
이 때, 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 에너지별 세기 값을 이용하여 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출할 수 있다.
자세히 설명하면, 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 영상에서 에너지별 세기 값을 갖는 영역을 복수 개 검출할 수 있다. 또한, 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 검출된 복수 개의 영역의 교차 영역을 검출할 수 있다. 또한, 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 교차 영역에 대응하는 팬텀의 부분(Part)을 구성하는 (1) 복수 개의 물질의 혼합비 및 (2) 복수 개의 물질 각각의 두께 중 적어도 하나에 대한 정보를 검출할 수 있다. 물질 정보 검출 장치의 동작 방법은 이와 같이 검출된 정보를 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보로 사용할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
또한, 이상에서 설명된 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 물질 정보 검출 장치
110: 멀티 에너지 엑스-레이
120: 분석 객체
130: 객체 영상
140: 팬텀
150: 데이터베이스
160: 물질 정보

Claims (14)

  1. 복수 개의 물질로 구성된 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 정보를 저장하는 데이터베이스;
    분석 객체에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 복수 개의 에너지별 객체 정보를 입력 받는 입력부; 및
    상기 팬텀 정보와 상기 복수 개의 에너지별 객체 정보에 기반하여 상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 검출부
    를 포함하는 물질 정보 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팬텀은
    상기 복수 개의 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 상기 복수 개의 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 제작된 선형 팬텀; 및
    상기 복수 개의 물질 중 적어도 하나의 물질의 두께가 비선형적으로 증가 또는 감소하거나 상기 복수 개의 물질 중 적어도 하나의 물질에 대한 혼합비가 비선형적으로 증가 또는 감소하도록 제작된 비선형 팬텀
    중 적어도 하나를 포함하는
    물질 정보 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 에너지별 객체 정보는
    상기 분석 객체에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 객체 영상 및 상기 객체 영상의 복수 개의 픽셀(Pixel) 각각에 대한 에너지별 세기 값(intensity value)을 포함하는 물질 정보 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 팬텀 정보는
    상기 팬텀에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 영상
    을 포함하고,
    상기 검출부는
    상기 팬텀 영상에서 상기 에너지별 세기 값을 갖는 영역을 복수 개 검출하고,
    상기 검출된 복수 개의 영역의 교차 영역을 검출하며,
    상기 교차 영역에 대응하는 상기 팬텀의 부분(Part)을 구성하는 (1) 상기 복수 개의 물질의 혼합비 및 (2) 상기 복수 개의 물질 각각의 두께 중 적어도 하나에 대한 정보를 검출하고,
    상기 검출된 정보를 상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보로 사용하는
    물질 정보 검출 장치.
  5. 복수 개의 물질을 혼합하여 팬텀을 생성하는 생성부;
    상기 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출하는 검출부; 및
    상기 팬텀 정보를 저장하는 저장부
    를 포함하는 팬텀 정보 기록 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 생성부는
    제1 물질과 제2 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 상기 제1 물질과 제2 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 상기 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 제1 선형 팬텀을 생성하고,
    제3 물질과 제4 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 상기 제3 물질과 제4 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 상기 제3 물질과 제4 물질을 혼합하여 제2 선형 팬텀을 생성하며,
    상기 검출부는
    상기 제1 선형 팬텀 및 상기 제2 선형 팬텀에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 상기 팬텀 정보를 검출하는 팬텀 정보 기록 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 물질, 상기 제2 물질, 상기 제3 물질 및 상기 제4 물질 각각은
    지방 조직(adipose tissue) 및 선형 조직(glandular tissue) 중 적어도 하나의 물질로 구성되는 팬텀 정보 기록 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 생성부는
    제1 물질과 제2 물질 각각의 두께가 선형적으로 증가 또는 감소하고, 상기 제1 물질과 제2 물질의 혼합비가 선형적으로 증가 또는 감소하도록 상기 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 선형 팬텀을 복수 개 생성하고,
    상기 복수 개의 선형 팬텀 각각에 두께가 서로 상이한 제3 물질을 부가하여 비선형 팬텀을 복수 개 생성하며,
    상기 검출부는
    상기 복수 개의 비선형 팬텀에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 상기 팬텀 정보를 검출하는 팬텀 정보 기록 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 물질은
    요오드(iodine), 알루미늄(aluminum), 금(gold) 및 칼슘(calcium) 중 적어도 하나의 물질로 구성되는 팬텀 정보 기록 장치.
  10. 물질 정보 검출 장치의 동작 방법에 있어서,
    분석 객체에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 복수 개의 에너지별 객체 정보를 입력 받는 단계; 및
    상기 물질 정보 검출 장치의 데이터베이스에 저장되어 있는 팬텀 정보와 상기 복수 개의 에너지별 객체 정보에 기반하여 상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 팬텀 정보는
    복수 개의 물질로 구성된 팬텀에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 정보를 나타내는
    물질 정보 검출 장치의 동작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 에너지별 객체 정보는
    상기 분석 객체에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 객체 영상 및 상기 객체 영상의 복수 개의 픽셀(Pixel) 각각에 대한 에너지별 세기 값(intensity value)을 포함하는 물질 정보 검출 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 팬텀 정보는
    상기 팬텀에 상기 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 획득한 팬텀 영상
    을 포함하고,
    상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보를 검출하는 단계는
    상기 팬텀 영상에서 상기 에너지별 세기 값을 갖는 영역을 복수 개 검출하는 단계;
    상기 검출된 복수 개의 영역의 교차 영역을 검출하는 단계;
    상기 교차 영역에 대응하는 상기 팬텀의 부분(Part)을 구성하는 (1) 상기 복수 개의 물질의 혼합비 및 (2) 상기 복수 개의 물질 각각의 두께 중 적어도 하나에 대한 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 정보를 상기 분석 객체를 구성하는 물질에 대한 정보로 사용하는 단계
    를 포함하는 물질 정보 검출 장치의 동작 방법.
  13. 팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법에 있어서,
    복수 개의 물질을 혼합하여 팬텀을 생성하는 단계;
    상기 팬텀에 멀티 에너지 엑스-레이를 투사하여 팬텀 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 팬텀 정보를 저장하는 단계
    를 포함하는 팬텀 정보 기록 장치의 동작 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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