KR20140032058A - 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

대상체의 특성에 따라서 단일 에너지 엑스선 영상과 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 생성 방법이 제공된다.
엑스선 영상 장치의 일 실시예는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 발생부; 상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하는 엑스선 검출부; 및 상기 대상체에 관한 영상 신호를 분석하여 상기 대상체의 특성을 판단하고, 상기 판단된 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 생성 방법{X-RAY IMAGE APPARATUS AND X-RAY IMAGE FORMING METHOD}
본 발명은 대상체에 엑스선을 투과시켜 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 대상체의 내부 조직 간의 구별을 용이하게 하는 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 생성 방법에 관한 것이다.
엑스선 영상 장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 통과한 엑스선을 분석하여 대상체의 내부구조를 파악할 수 있도록 하는 장치이다. 대상체를 구성하는 조직에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로 이를 수치화한 감쇠계수(attenuation coefficient)를 이용하여 대상체의 내부구조를 영상화할 수 있다.
최근에는 대상체의 내부 조직 간의 대조도를 높이기 위하여 서로 다른 수준의 에너지를 갖는 복수의 엑스선으로부터 엑스선 영상을 얻는 방법이 개발되어 이에 관한 다양한 연구가 진행되고 있다.
대상체의 특성에 따라서 단일 에너지 엑스선 영상과 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 생성 방법이 제공된다.
엑스선 영상 장치의 일 실시예는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 발생부; 상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하는 엑스선 검출부; 및 상기 대상체에 관한 영상 신호를 분석하여 상기 대상체의 특성을 판단하고, 상기 판단된 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 제어부를 포함한다.
엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예는, 대상체에 엑스선을 조사하고; 상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하고; 상기 영상 신호를 분석하여 상기 대상체의 특성을 판단하고; 상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 것을 포함한다.
대상체의 조직 특성에 따라서 단일 에너지 엑스선 영상과 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하여 효율적인 영상 분석이 가능하다.
도 1에는 엑스선 영상 장치의 일 측면에 대한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 2에는 엑스선 영상 장치 중에서 유방 촬영을 위한 엑스선 영상 장치의 일 실시예에 따른 전체 외관도가 도시되어 있다.
도 3에는 일반적인 유방 조직의 구성을 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도 4에는 엑스선 영상 장치의 일 실시예에 대한 구체적인 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 5에는 엑스선 영상 장치에서 조사할 수 있는 엑스선의 에너지 대역을 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
도 6에는 인체를 구성하는 물질 별 엑스선 감쇠계수 변화를 계략적으로 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
도 7에는 엑스선 영상 장치의 다른 실시예에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 8에는 PCD의 간략한 회로도가 도시되어 있다.
도 9에는 엑스선 영상 장치의 또 다른 실시예에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 10a 및 도 10b에는 디스플레이부에 표시되는 영상의 예시가 도시되어 있다.
도 11에는 엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 12에는 엑스선 영상 생성 방법의 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 13에는 엑스선 영상 생성 방법의 또 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 14에는 엑스선 영상 생성 방법의 또 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 15에는 엑스선 영상 생성 방법의 또 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1에는 엑스선 영상 장치의 일 측면에 대한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 발생부(110), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부(120), 엑스선 발생부(110)와 엑스선 검출부(120)를 지지하는 하우징(101), 검출된 엑스선을 이용하여 대상체의 특성을 판단하고 그 결과에 기초하여 단일 에너지 엑스선 영상 또는 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 제어부(130) 및 생성된 엑스선 영상을 표시하는 디스플레이부(140)를 포함한다.
엑스선 발생부(110)는 일정 레벨의 에너지를 갖는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사한다. 엑스선 발생부(110)는 전원 공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 엑스선을 발생시키며, 공급되는 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있다.
엑스선 발생부(110)에서 조사되는 엑스선은 단색광(monochromatic) 엑스선일 수도 있고, 다색광(polychromatic) 엑스선일 수도 있으나, 설명의 편의를 위하여 이하 상술할 실시예에서는 엑스선 발생부에서 다색광 엑스선을 조사하는 것으로 하여 설명하도록 한다.
따라서, 엑스선 발생부(110)는 일정 에너지 대역을 갖는 엑스선을 조사하고, 조사되는 엑스선의 에너지 대역은 상한과 하한에 의해 정의된다. 엑스선의 에너지는 평균 에너지, 최대 에너지, 에너지 대역 등에 의해 나타낼 수 있는바, 이하 상술할 엑스선 영상 장치의 실시예에서는 엑스선의 에너지 대역 또는 에너지 대역의 최대 에너지에 의해 엑스선의 에너지를 나타내도록 한다.
에너지 대역의 상한, 즉 조사되는 엑스선의 최대 에너지는 관전압의 크기에 의해 조절되고, 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.
엑스선 검출부(120)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고, 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환한다. 엑스선 발생부(110)에서 조사된 엑스선은 대상체를 투과하면서 감쇠되는바, 엑스선이 조사된 부분을 구성하는 조직의 특성 또는 엑스선이 조사된 부분의 두께에 따라 엑스선의 감쇠율이 다르므로 대상체의 내부 구성에 따라서 검출되는 엑스선의 양이 달라진다. 따라서, 엑스선 검출부(120)가 변환한 전기적인 신호를 이용하여 대상체를 영상화할 수 있는바, 엑스선 검출부(120)에서 출력하는 신호는 일종의 영상 신호라 할 수 있다.
엑스선 검출부(120)는 서로 다른 에너지 대역에 대한 복수의 영상 신호를 획득할 수 있는바, 복수의 영상 신호를 획득하는 방식으로는 엑스선 발생부(110)에서 서로 다른 에너지 대역을 갖는 복수의 엑스선을 각각 조사하고 엑스선 검출부(120)에서 이를 각각 검출하는 방식과, 엑스선 발생부(110)에서는 일정 에너지 대역을 갖는 엑스선을 한 번 조사하고 엑스선 검출부(120)에서 상기 엑스선을 특정 에너지 대역 별로 분리하는 방식이 있다. 여기서, 서로 다른 에너지 대역은 에너지 대역의 상한 및 하한 중 적어도 하나가 다른 에너지 대역이란 의미를 포함한다. 엑스선 영상 장치의 실시예에서는 상기 두 방식이 모두 적용될 수 있는바, 구체적인 적용예는 후술하도록 한다.
제어부(130)는 엑스선 검출부(120)에서 획득한 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다. 여기서, 대상체의 특성은 대상체를 구성하는 조직의 구조, 각 조직의 비율, 특정 조직의 치밀도 중 적어도 하나일 수 있으며, 이 외에도 그 특성에 따라 분석이 용이한 엑스선 영상이 달라지는 것이면 제어부(130)에서 판단하는 대상체의 특성이 될 수 있다.
제어부(130)는 대상체의 특성 판단 결과에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성한다. 여기서, 단일 에너지 엑스선 영상이란 일반적으로 사용되는 엑스선 영상으로서 단일 에너지 대역의 엑스선을 검출하여 생성된 엑스선 영상을 의미하고, 다중 에너지 엑스선 영상이란 서로 다른 에너지 대역을 갖는 복수의 엑스선을 검출하고 이들을 이용하여 조직 간의 대조도를 증가시킨 엑스선 영상을 의미한다.
단일 에너지 대역의 엑스선으로부터 생성되는 영상 신호는 신호 대 잡음비(SNR)가 우수하고, 이로 인해 단일 에너지 엑스선 영상은 공간 분해능과 대조도가 우수하다. 다중 에너지 엑스선 영상은 조직 간 대조도가 높아, 병변 등의 특정 조직을 판별하는데 유용하다.
따라서, 대상체의 특성에 따라 조직 간 대조도가 높은 영상이 요구되는 경우에는 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고, 조직 간 대조도가 높은 영상이 요구되지 않는 경우에는 신호 대 잡음비가 우수한 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
일 실시예로서, 제어부(130)는 대상체가 지방 조직보다 실질 조직의 비율이 높은 치밀한 조직의 특성을 갖는 경우에는 조직 간의 대조도가 증가된 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고, 대상체가 지방 조직의 비율이 실질 조직의 비율보다 높은 조직 특성을 갖는 경우에는 단일 에너지 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 사전 촬영(Pre-shot)에 의해 획득된 영상 신호를 분석하여 엑스선 발생부(110)에 공급되는 관전압과 관전류의 크기 및 엑스선 노출 시간 등의 촬영 조건을 제어할 수 있다. 사전 촬영은 본 촬영 앞서 엑스선 촬영 조건을 대상체의 특성에 맞게 조절하기 위한 촬영으로서, 관전류와 엑스선 노출 시간을 조절 하여 엑스선의 선량을 낮게 한 상태에서 수행된다. 또한, 제어부(130)는 엑스선 발생부(110)에서 엑스선 발생을 위해 사용되는 타겟 물질(양극) 또는 발생된 엑스선의 여과를 위해 사용되는 필터를 선택하는 것도 가능하다.
디스플레이부(140)는 제어부(130)에서 최종적으로 생성한 엑스선 영상을 디스플레이하여 사용자가 영상 분석을 통한 진단을 수행할 수 있도록 한다.
대상체를 인체로 할 경우, 진단 목적에 따라 인체의 흉부, 구강, 유방 및 그 외에 각종 뼈를 촬영하기 위해 엑스선 영상 장치를 사용할 수 있고, 촬영 부위에 따라 엑스선 영상 장치의 구조가 조금씩 달라질 수 있다.
엑스선 영상 장치는 그 촬영 부위에 제한이 없으나, 설명의 편의를 위하여 이하 상술할 실시예에서는 유방을 촬영하는 엑스선 영상 장치(Mammography: 맘모그래피)를 주된 예로 들어 엑스선 영상 장치의 의 구체적인 동작을 설명하도록 한다.
도 2에는 엑스선 영상 장치 중에서 유방 촬영을 위한 엑스선 영상 장치의 일 실시예에 따른 전체 외관도가 도시되어 있고, 도 3에는 일반적인 유방 조직의 구성을 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 유방을 촬영하기 위한 엑스선 영상 장치(100)에는 압착 패들(20)이 구비되는바, 엑스선 검출부(120)와 압착 패들(20) 사이에 대상체인 유방을 위치시키고 압착 패들(20)로 유방을 압박하여 두께를 감소시킨 상태에서 엑스선 발생부(110)가 엑스선을 조사하여 엑스선 촬영을 수행한다.
제어부(130)는 유방의 특성에 따라서 엑스선 촬영 조건을 제어할 수 있으며, 이를 위해 엑스선 영상 장치는 유방의 특성을 파악하기 위한 사전 촬영(Pre-shot)을 실행할 수 있다.
제어부(130)는 사전 촬영에 의해 획득된 영상 신호를 분석하여 유방의 밀도와 압착된 유방의 두께를 추정 또는 산출하고, 이들을 분석 요소(factor)로 하여 대상체의 특성에 맞는 촬영 조건을 설정한다. 압착된 유방의 두께에 관한 정보는 압착 패들(20)로부터 전달받는 것도 가능하다.
제어부(130)는 엑스선 영상 장치의 전반적인 동작을 제어하는 워크 스테이션(또는 호스트 장치)에 구비될 수 있으나, 제어부는 그 기능에 의해 다른 구성요소와 구별되는 것이므로 그 위치에는 제한이 없다.
도 3을 참조하면, 유방(50)의 조직은 유방의 둘레를 둘러싸면서 형태를 유지시켜주는 섬유 조직(51), 유방 전체에 분포되는 지방 조직(52), 모유를 생산하는 유선 조직(53), 모유의 이동 통로인 유관 조직(54) 등으로 구성된다. 이 중에서 유선 조직(53)과 유관 조직(54) 등 모유의 생산과 공급에 관계되는 조직을 유방의 실질 조직이라 하는바, 실질 조직은 종양 등의 병변과 엑스선에 대한 흡수 특성이 유사하다. 따라서, 실질 조직이 많이 분포되어 있는 유방의 엑스선 영상에서는 병변을 검출하기가 어렵고, 실질 조직이 적게 분포되어 있는 유방의 엑스선 영상은 상대적으로 병변을 검출하기가 용이하다.
따라서, 엑스선 영상 장치(100)에서 대상체를 유방(50)으로 하는 경우에는, 대상체인 유방(50)이 실질 조직이 많이 분포된 치밀 유방인 경우에는 조직 간 대조도가 향상된 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고, 치밀 유방이 아닌 경우에는 신호 대 잡음비가 우수한 단일 에너지 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 방식으로 엑스선 발생부(110)에서 서로 다른 에너지 대역을 갖는 복수의 엑스선을 각각 조사하는 방식과 엑스선 검출부(120)에서 검출된 엑스선을 에너지 대역 별로 분리하는 방식이 있다. 상기 방식에 따라 구체적인 실시예가 달라지는바, 이하 엑스선 영상 장치의 구체적인 실시예에 따른 동작에 관하여 설명하도록 한다.
도 4에는 엑스선 영상 장치의 일 실시예에 대한 구체적인 제어 블록도가 도시되어 있다.
당해 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(200)는 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하기 위해 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 각각 조사하며, 본 촬영에 앞서 사전 촬영을 수행한다.
엑스선 발생부(210) 및 엑스선 검출부(220) 및 디스플레이부(240)의 기본적인 동작은 상기 도 1에서 설명한 바와 같다.
제어부(230)는 엑스선 검출부(220)에서 획득한 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단하는 영상 분석부(231), 대상체의 특성에 따라 엑스선 촬영 조건을 설정하는 촬영 제어부(232) 및 엑스선 검출부(220)에서 획득한 영상 신호를 이용하여 단일 에너지 엑스선 영상 또는 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부(233)를 포함한다.
엑스선 발생부(210)는 먼저 사전 촬영을 수행하기 위해 선량이 본 촬영에 비해 낮은 엑스선을 대상체에 조사하고, 엑스선 검출부(220)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 대상체에 대한 영상 신호를 획득한다. 일 실시예로서, 엑스선의 선량을 4mAs 정도로 조절하여 사전 촬영을 수행할 수 있다.
영상 분석부(231)는 엑스선 검출부(220)에서 획득한 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다. .
예를 들어, 대상체가 유방인 경우에는 영상 분석부(220)가 유방의 치밀도를 판단할 수 있다. 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이, 유방의 실질 조직이 발달한 경우에는 유방 조직 중의 병변 존재 여부를 판별하기가 용이하지 않은바, 유방에서의 실질 조직의 발달 정도를 유방의 치밀도라 한다.
영상 분석부(231)에서 유방의 치밀도를 판단하는 일 실시예로서, 엑스선 검출부(220)에서 획득한 영상 신호 중에서 유방 영역을 추출하고, 유방 영역 중에서 실질 조직으로 추정되는 영역을 추출한다. 그리고, 유방 영역의 전체 면적에 대한 실질 조직 영역의 면적 비율을 산출하면, 산출된 값을 유방의 치밀도라 할 수 있다.
구체적으로, 실질 조직에 해당하는 영역은 영상 신호의 밝기 값이나 세기 값이 높게 나타날 것으로 추정되므로, 미리 설정된 제1기준값과 영상 신호의 밝기 값 또는 세기 값을 픽셀 영역마다 비교한다. 영상 신호의 밝기 값 또는 세기 값이 상기 제1기준값을 초과하면 해당 픽셀 영역은 실질 조직에 해당하는 것으로 추정할 수 있다. 여기서, 제1기준값은 실험, 통계 또는 이론에 따라 미리 설정될 수 있다.
촬영 제어부(232)는 영상 분석부(231)에서 판단한 대상체의 특성에 기초하여 본 촬영을 제어한다. 구체적으로, 촬영 제어부(232)는 대상체의 특성에 기초하여 본 촬영으로 단일 에너지 엑스선 영상을 촬영할 것인지 또는 다중 에너지 엑스선 영상을 촬영할 것인지 여부를 결정하고, 그 결과에 따라 엑스선 발생부(210)를 제어한다. 즉, 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면 단일 에너지 엑스선 영상을 촬영하도록 하고, 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면 다중 에너지 엑스선 영상을 촬영하도록 한다.
대상체가 유방인 경우, 영상 분석부(231)에서 산출된 유방의 치밀도가 미리 설정된 제2기준값을 초과하면 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것으로 하고, 초과하지 않으면 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것으로 할 수 있다. 여기서, 제2기준값은 대상체인 유방이 치밀 유방인지 여부를 판단하는 기준값을 의미한다.
제2기준값은 설계자 또는 사용자가 미리 설정할 수 있으며, 일 예로서 Breast Imaging Reporting and Database System(BI-RADS)의 분류 기준에 따라 치밀도가 50%를 초과하면 치밀 유방인 것으로 판단하도록 설정할 수 있다. 다만, 엑스선 영상 장치(200)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고 실험 또는 통계에 따라 다른 기준값을 설정하는 것도 가능하다.
또한, 촬영 제어부(232)는 대상체의 특성에 따라 엑스선 발생부(210)에 공급할 관전압, 관전류, 엑스선 노출시간 등의 촬영 조건을 제어하는 것도 가능하다.
대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 엑스선 발생부(210)는 본 촬영을 위해 서로 다른 에너지 대역을 갖는 복수의 엑스선을 각각 조사한다. 이 때, 조사되는 엑스선의 에너지 대역은 대상체의 종류 또는 대상체의 특성에 따라 설정된 것일 수 있다.
도 5에는 엑스선 영상 장치에서 조사할 수 있는 엑스선의 에너지 대역을 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 엑스선 발생부는 제1에너지 대역(E1)의 엑스선, 제2에너지 대역(E2)의 엑스선 및 제3에너지 대역(E3)의 엑스선을 조사할 수 있고, 상기 복수의 에너지 대역은 일부 겹칠 수 있다.
각 에너지 대역의 엑스선을 조사하는 일 실시예로서, 제1에너지 대역(E1)의 엑스선을 조사하기 위해 엑스선 발생부(210)에 25kVp의 관전압을 공급하여 25keV를 최대 에너지(E1max)로 갖는 엑스선을 발생시킨다. 그리고 엑스선 발생부(210)의 내부 또는 외부에 구비된 필터를 이용하여 조사되는 엑스선의 최소 에너지(E1min)를 10keV로 조절한다. 이로써, 제1에너지 대역(E1:10-25keV)을 갖는 엑스선이 조사된다.
마찬가지로, 제2에너지 대역(E2)의 엑스선을 조사하기 위해 엑스선 발생부(110)에 35kVp의 관전압을 공급하여 35keV를 최대 에너지(E2max)로 갖는 엑스선을 발생시키고, 필터를 이용하여 조사되는 엑스선의 최소 에너지(E2min)를 15keV로 조절한다. 이로써, 제2에너지 대역(E2:15-35keV)을 갖는 엑스선이 조사된다.
마찬가지로, 제3에너지 대역(E3)의 엑스선을 조사하기 위해 엑스선 발생부(110)에 50kVp의 관전압을 공급하여 50keV를 최대 에너지(E3max)로 갖는 엑스선을 발생시키고, 필터를 이용하여 조사되는 엑스선의 최소 에너지(E3min)를 30keV로 조절한다. 이로써, 제3에너지 대역(E3:30-50keV)을 갖는 엑스선이 조사된다.
다시 도 4를 참조하면, 엑스선 검출부(220)는 대상체를 투과한 복수의 엑스선을 각각 검출하고, 검출된 엑스선으로부터 각 에너지 대역에 대한 복수의 영상 신호를 획득하여 제1영상 처리부(233a)로 전송한다. 제1영상 처리부(233a)는 전송된 영상 신호를 처리하여 조직 간의 대조도가 증가된 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다. 이하 상술할 실시예에서는 제1영상 처리부(233a)가 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하기 위해 복수의 영상 신호에 대해 수행하는 영상 처리를 다중 에너지 영상 처리라 하기로 한다.
다중 에너지 영상 처리는 서로 다른 에너지 대역을 갖는 복수의 영상 신호로부터 엑스선 흡수 특성이 상호 유사한 연조직과 병변의 대조도가 증가된 영상을 생성하거나, 연조직과 경조직(뼈, 석회화 물질 등)의 대조도가 증가된 영상을 생성하는 영상 처리 방식으로서, 엑스선 영상 장치에는 다양한 다중 에너지 영상 처리 방식 중 어떤 방식도 적용될 수 있다.
이하, 다중 에너지 영상 처리 방식 중 하나를 구체적인 실시예로서 설명한다.
도 6에는 인체를 구성하는 물질 별 엑스선 감쇠계수 변화를 계략적으로 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 엑스선은 투과되는 물질의 특성에 따라 그 투과성이 달라지며, 이를 수치적으로 나타낸 것이 감쇠 계수(attenuation coefficient)이다.
도 6의 그래프에는 인체를 구성하는 물질 중 뼈, 근육 및 지방에 대해 엑스선의 에너지에 따른 감쇠 계수 변화를 나타낸 곡선이 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 뼈, 근육 및 지방의 감쇠 계수 변화가 각각 다르게 나타나며 엑스선의 에너지에 따라 각 물질 별 감쇠 계수 차이도 달라진다.
도 6에는 뼈, 근육, 및 지방에 대해서만 감쇠 계수 변화를 도시하였으나, 지방을 포함하는 여러 연조직들 사이에도 감쇠 계수 변화에 차이가 있다. 따라서, 서로 다른 에너지 대역에 대한 복수의 영상 신호를 이용하면 하나의 영상 내에서 서로 다른 감쇠 특성을 나타내는 물질들을 분리해낼 수 있다.
에너지 E를 갖는 N0개의 광자로 이루어진 엑스선의 감쇠 계수가 μ(E)라 하면, 두께 T인 대상체를 통과한 후의 광자의 개수 N은 하기 [수학식 1]로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
N = N0 * e- μ(E)T
엑스선이 투과하는 물질의 종류가 M개인 경우, m번째 물질의 두께는 Tm이라고 하면, 상기 [수학식 1]은 하기 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
N = N0 * e- {μ1(E)T1+ μ2(E)T2+ ...+ μM(E) TM }
상기 수식을 기반으로, 양변을 측정 가능한 N0으로 나누고, -log를 취하여 영상 화소 값이 결정된다. 같은 방식으로 L개의 서로 다른 에너지 E1, E2,...,EL 에 대하여 L개의 엑스선 영상을 얻으면 화소 값 I(E1)은 하기 [수학식 3]으로 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
I(E1) = -log(N(E1)/N0)
= μ1(E1)T1 + μ2(E2)T2 + ... + μM(E1)TM
따라서, L개의 엑스선 영상으로부터 각 화소에 대해 상기 [수학식 3]과 같은 L개의 방정식을 얻을 수 있으며, 이를 행렬식으로 표현하면 하기 [수학식 4]와 같다.
[수학식 4]
I = μ·T
따라서, L=M인 경우 물질 별 분리 영상은 행렬 연산 T = μ-1·I를 계산하여 얻을 수 있다. 상기 [수학식 4]는 이상적인 단색광(Monochromatic) 엑스선 영상을 가정하고 유도된 식이지만 일정 에너지 대역을 갖는 엑스선 영상을 이용할 경우 이에 맞게 상기 [수학식 4]를 변경하여 사용할 수 있다.
제1영상 처리부(233a)에서 생성하는 다중 에너지 엑스선 영상은 상술한 방법에 의해 물질 별로 분리된 복수의 영상일 수도 있고, 특정 물질만을 분리한 영상일 수도 있으며, 물질 별로 분리된 복수의 영상을 이용하여 물질의 비율 차이가 정상 범위를 벗어나는 부분을 비정상 조직으로 구별하여 표시하는 영상이거나, 상기 복수의 영상을 합성하여 하나의 영상에서 복수 물질이 각각 강조되어 표시된 영상일 수도 있다.
다중 에너지 영상 처리 방식 중 다른 실시예로서, 서로 다른 에너지 대역에 대해 획득된 복수의 영상 신호로부터, 촬영되지 않은 다른 에너지 대역에 대한 영상 신호를 얻는 방법도 있다.
앞서 도 6의 그래프에 도시된 바와 같이, 일반적으로 물질 간의 감쇠 계수 차이는 엑스선의 에너지가 커질수록 작아지고, 엑스선의 에너지가 작아질수록 커진다. 따라서, 실질조직, 지방조직, 섬유조직 등의 연조직들로 구성된 유방에 대한 엑스선 영상을 얻고자 하는 경우에는 물질 간의 감쇠 계수 차이가 크게 나타나는 저에너지 대역의 엑스선을 이용하는 것이 유리하다.
그러나, 저에너지 대역의 엑스선을 이용하는 것은 물리적인 특성 또는 엑스선 피폭량의 제한으로 인해 한계를 가지므로, 엑스선 피폭량에 대한 제한을 크게 받지 않고 촬영할 수 있는 복수의 에너지 대역에 대해 각각의 영상 신호를 획득하고, 이들 영상 신호로부터 물질 간의 감쇠 계수 차이가 크게 나타나는 저에너지 대역에 대한 영상 신호를 추정하여 물질 간 대조도가 증가된 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
상술한 실시예들은 제1영상 처리부(233a)에서 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 예시에 불과하고, 엑스선 영상 장치의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
생성된 영상은 디스플레이부(240)를 통해 표시되고, 사용자는 대조도가 증가된 영상을 통해 병변의 판별을 용이하게 할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 촬영 제어부(232)는 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우, 즉 대상체인 유방이 치밀 유방이 아닌 것으로 판단된 경우에는 엑스선 발생부(210)로 하여금 대상체에 단일 에너지 대역의 엑스선을 조사하도록 한다.
엑스선 검출부(220)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 대상체에 관한 영상 신호를 획득한다. 획득된 영상 신호는 제2영상 처리부(233b)로 전송되고, 제2영상 처리부(233b)는 영상 신호를 영상 처리하여 엑스선 영상을 생성한다. 여기서의 영상 처리는 일반적인 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하기 위한 노이즈 제거, 에지 강화, 대조도 조정 등의 영상 처리를 의미한다.
구체적으로, 제2영상 처리부(233b)는 계조 처리 및 주파수 처리 등을 통하여 영상의 계조 및 주파수 대응 특성을 제어할 수 있는바, 공간 주파수 처리를 통해 진단 영상의 질을 향상시킬 수 있고, 계조 처리에 의해 객관적인 영상 강조(image enhancement)를 실현할 수 있다. 제2영상 처리부(233b)에서의 영상 처리에 관한 내용은 널리 알려진 공지 기술에 해당하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
생성된 엑스선 영상은 디스플레이부(240)를 통해 표시되고, 사용자는 신호 대 잡음비(SNR)가 우수한 엑스선 영상을 분석하여 병변을 판별할 수 있다.
상술한 실시예에서는 사전 촬영 시에 획득된 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단하는 것으로 하였으나, 상기 도 4의 실시예는 본 촬영의 영상을 분석하여 대상체의 특성을 판단하는 경우도 포함할 수 있다.
구체적으로, 엑스선 발생부(210)가 대상체에 제1에너지 대역의 엑스선을 조사하고, 엑스선 검출부(220)가 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 영상 신호를 획득한다. 여기서, 제1에너지 대역은 단일 에너지 엑스선 영상을 생성할 수 있는 에너지 대역에 해당하며, 사전 촬영에 의해 설정되거나 사전 촬영 없이 대상체의 종류(흉부, 복부, 유방, 기타 골격 등)에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 대상체가 흉부인 경우에는 최대 에너지를 140keV로 하는 고에너지 대역이 제1에너지 대역으로 설정될 수 있고, 대상체가 유방인 경우에는 최대 에너지를 30keV로 하는 저에너지 대역이 제1에너지 대역으로 설정될 수 있다.
획득된 영상 신호는 영상 분석부(231)로 전송되고 영상 분석부(231)는 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다. 대상체의 특성을 판단하는 방법은 전술한 바와 같다.
영상 분석부(231)에서 판단한 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선에 대응되는 경우에는 촬영 제어부(232)가 엑스선 발생부(210)로 하여금 제2에너지 대역 내지 제n에너지(n≥2, 정수) 대역의 엑스선을 조사하게 하고, 엑스선 검출부(220)가 상기 엑스선을 각각 검출하여 영상 신호로 변환한다. 여기서, n은 대상체의 특성에 따라 설정될 수 있으며, n의 순서와 에너지 레벨은 무관하다.
예를 들어, 대상체가 흉부인 경우 n=2로 설정하여 최대 에너지를 70keV로 하는 에너지 대역의 엑스선을 조사할 수 있고, 대상체가 유방인 경우 n=2로 설정하여 최대 에너지를 50keV로 하는 에너지 대역의 에너지를 조사할 수 있다. 고에너지 및 저에너지는 상대적인 개념으로서, 대상체가 흉부인 경우에는 최대 에너지를 70keV로 하는 에너지 대역의 엑스선이 저에너지 대역의 엑스선이 되고, 대상체가 유방인 경우에는 최대 에너지를 50keV로 하는 에너지 대역의 엑스선이 고에너지 대역의 엑스선이 될 수 있다.
변환된 영상 신호는 제1영상 처리부(233a)로 전송되고, 제1영상 처리부(233a)는 제1에너지 대역에 대응되는 영상 신호와 나머지 에너지 대역에 대응되는 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 조직 간 대조도가 증가된 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하여 디스플레이부(240)를 통해 표시한다.
영상 분석부(231)에서 판단된 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우에는 엑스선을 추가로 조사하지 않고 제1에너지 엑스선 신호를 제2영상 처리부(233b)로 전송하여 단일 에너지 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
지금까지 엑스선 발생부에서 복수의 엑스선을 조사하여 다중 에너지 엑스선 영상을 획득하는 방식을 적용한 실시예를 설명하였는바, 이하 엑스선 검출부에서 에너지 대역 별로 엑스선을 분리하는 방식을 적용한 실시예를 설명하도록 한다.
도 7에는 엑스선 영상 장치의 다른 실시예에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 엑스선 영상 장치(300)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 발생부(310), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 영상 신호를 획득하는 엑스선 검출부(320), 검출된 엑스선을 이용하여 대상체의 특성을 판단하고 그 결과에 기초하여 단일 에너지 엑스선 영상 또는 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 제어부(330) 및 생성된 엑스선 영상을 표시하는 디스플레이부(340)를 포함한다.
엑스선 발생부(310)는 엑스선의 선량을 낮게 하여 사전 촬영을 수행할 수 있고, 이 때 엑스선 발생부(310)에서 조사하는 엑스선은 넓은 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선일 수 있다. 여기서, 광대역이란, 서로 다른 복수의 단일 에너지 대역을 포함할 수 있는 에너지 대역을 의미한다. 조사되는 엑스선의 에너지 대역은 대상체의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 예를 들어 대상체가 흉부인 경우에는 10-140keV의 에너지 대역을 갖는 엑스선을 조사할 수 있고, 대상체가 유방인 경우에는 10-50keV의 에너지 대역을 갖는 엑스선을 조사할 수 있다.
조사된 엑스선은 대상체를 투과하고, 대상체를 투과한 엑스선은 엑스선 검출부(320)에 의해 검출된다.
엑스선 검출부(320)는 광자 계수 디텍터(Photon Counting Dector: PCD)를 포함하여 검출된 엑스선을 에너지 대역 별로 분리할 수 있는바, 도 8에는 PCD의 간략한 회로도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, PCD(50)는 엑스선을 검출하는 센서 영역(51)과 신호를 읽어내는 독출 회로 영역(52)으로 구분할 수 있고, 센서 영역(51)은 포토 다이오드와 같은 수광소자로 구현될 수 있다. 상기 두 영역은 범프 본딩(bump bonding) 등의 본딩에 의해 연결될 수 있다. 대상체를 투과한 엑스선이 PCD의 센서 영역(51)에 도달하면 가전도대에 머물러 있던 전자들이 엑스선의 광자 에너지를 전달받아 대역 갭 에너지 격차를 뛰어 넘어 전도대까지 여기된다. 이러한 여기로 인해 전자-정공 쌍이 공핍 영역에도 다량 발생하며, 센서 영역(51)에 인가된 전계에 의해 전자와 정공이 각각 반대 방향으로 이동한다.
전계에 의해 이동된 전자 또는 정공은 범프 본딩을 통해 독출 회로 영역(52)에 입력되고, 독출 회로 영역(52)의 증폭기(52a)는 하나의 광자로부터 발생된 입력 전하를 축적(charging)하고 이에 대응되는 전압 신호를 출력한다. 출력된 전압 신호는 비교기(52b)에 입력되고 분리하고자 하는 에너지 대역에 대응되는 전압을 문턱 전압으로 입력하면, 비교기(52b)는 입력된 전압신호와 문턱 전압을 비교하여 그 결과를 펄스 형태로 출력하고 계수기(52c)에 입력한다. 계수기(52c)는 단위 시간 당 비교기의 출력 펄스를 계수함으로써 입사된 엑스선 중 일정 에너지 대역에서의 엑스선의 크기(광자의 수로 표현됨)를 측정한다.
대상체를 투과한 엑스선을 제1에너지 대역, 제2에너지 대역, 제3에너지 대역으로 분리하여 검출하는 경우, 독출 회로 영역(52)에는 각 에너지 대역에 대응되는 세 개의 비교기가 구비될 수 있다.
엑스선 검출부(320)에서 최종적으로 출력하는 신호는 에너지 대역 별 엑스선 영상 신호이고, 당해 실시예의 경우, 엑스선 영상 신호는 픽셀 당 광자의 수에 관한 정보를 포함한다. 엑스선 검출부(320)에서 출력하는 신호는 제1에너지 영상 신호, 제2에너지 영상 신호 및 제3에너지 영상 신호가 되고, 분리되지 않은 전체 에너지 대역에서의 영상 신호를 출력할 수도 있다.
다만, 사전 촬영 시에는, 대상체의 특성만 판단하면 되고 디스플레이부(340)에 출력되는 영상은 본 촬영에서 다시 촬영하게 되므로 엑스선 검출부(320)가 에너지 대역 별로 엑스선을 분리하지 않고 전체 에너지 대역에서의 영상 신호만을 출력하는 것도 가능하다.
다시 도 7을 참조하면, 제어부(330)는 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단하는 영상 분석부(331), 영상 분석부(331)의 분석 결과에 따라 엑스선 발생부(310) 또는 엑스선 검출부(320)를 제어하는 촬영 제어부(332), 다중 에너지 엑스선 영상 또는 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하는 영상 처리부(333)를 포함한다.
영상 분석부(331)는 엑스선 검출부(320)에서 출력한 영상 신호 중 적어도 하나를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다. 분석에 사용되는 영상 신호는 제1에너지 영상 신호, 제2에너지 영상 신호, 제3에너지 영상 신호 및 전체 에너지 대역에서의 영상 신호 중 어느 것이라도 가능하다.
영상 분석부(331)는 대상체의 조직 특성을 판단할 수 있고, 일 실시예로서 대상체가 유방인 경우에는 유방의 치밀도를 판단할 수 있다. 영상 분석부(331)의 구체적인 동작은 앞서 전술한 실시예에서 설명한 바와 같으므로 여기서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
촬영 제어부(332)는 영상 분석부(331)의 판단 결과에 기초하여 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는지 또는 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는지 여부를 결정하고, 그 결과에 따라 엑스선 발생부(310) 또는 엑스선 검출부(320)를 제어하여 본 촬영을 시작한다.
대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우에는, 엑스선 발생부(310)에서 사전 촬영 시에 조사한 엑스선보다 더 큰 선량을 갖는 광대역 엑스선을 대상체에 조사하고, 엑스선 검출부(320)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출한다. 조사되는 엑스선의 에너지 대역은 사전 촬영 시에 조사된 엑스선의 에너지 대역과 동일하게 할 수도 있고, 대상체의 특성에 기초하여 새로 설정할 수도 있다.
엑스선 검출부(320)는 엑스선을 검출하여 전압 신호로 변환하고, 변환된 전압 신호를 일정 에너지 대역 별로 분리한다. 여기서, 분리되는 에너지 대역은 촬영 제어부(332) 또는 사용자가 대상체의 종류에 따라 설정한 것일 수도 있고, 촬영 제어부(332)가 영상 분석부(331)에서 분석한 대상체의 특성에 따라 설정한 것일 수도 있다. 대상체에 대한 영상 신호는 에너지 대역 별로 획득되고, 획득된 영상 신호는 제1영상 처리부(333a)로 전송된다.
제1영상 처리부(333a)는 에너지 대역 별 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 조직 간 대조도가 향상된 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고, 디스플레이부(340)를 통해 표시한다. 제1영상 처리부(333a)의 구체적인 영상 처리 동작은 전술한 실시예에서 설명한 바와 같다.
상기 실시예에서는 사전 촬영에서 획득된 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단하였으나, 엑스선 영상 장치의 또 다른 실시예에서는 본 촬영에서 획득된 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단하는 것도 가능하다.
도 9에는 엑스선 영상 장치의 또 다른 실시예에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
복수의 엑스선 영상을 획득하기 위해 엑스선을 에너지 대역 별로 분리하여 검출하는 방식을 적용하는 경우에는, 본 촬영 시에도 엑스선의 선량을 적게 할 수 있고, 일단 엑스선을 조사한 이후에 대상체의 특성에 맞는 에너지 대역을 설정할 수 있으므로 사전 촬영을 실행하지 않을 수도 있다. 도 9의 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(400)는 사전 촬영의 실행 여부와 관계 없이 본 촬영에서 획득된 영상 신호를 분석하는 것으로 한다.
엑스선 발생부(410)에서 복수의 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선을 대상체에 조사한다. 대상체를 투과한 엑스선은 엑스선 검출부(420)에 의해 전기 신호로 변환되고, PCD를 포함하는 엑스선 검출부(420)는 변환된 전기 신호를 대상체의 종류에 따라 미리 설정된 에너지 대역 별로 분리하거나, 대상체의 특성 판단에 사용될 에너지 대역만을 분리하거나 또는 분리하지 않고 전체 에너지 대역에 대한 영상 신호를 획득할 수도 있다.
제어부(430)의 영상 분석부(431)는 대상체에 대한 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다. 이 때, 대상체 특성 판단에 사용되는 영상 신호는 엑스선 검출부(420)에서 변환된 영상 신호 중 하나이며, 엑스선 검출부(420)에서 엑스선을 미리 설정된 에너지 대역 별로 분리한 경우에는 분리된 에너지 대역 중 하나의 에너지 대역을 선택하여 해당 대역의 영상 신호를 분석할 수 있다. 예를 들어, 대상체가 유방인 경우에는 저에너지 대역에 해당하는 영상 신호를 분석할 수 있고, 대상체가 흉부인 경우에는 고에너지 대역에 해당하는 영상 신호를 분석할 수 있다. 대상체 특성 판단에 관한 구체적인 동작은 전술한 실시예에서 설명한 바와 같다.
촬영 제어부(432)는 영상 분석부(431)에서 판단한 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는지 또는 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는지 여부를 결정한다.
이하 다중 에너지 엑스선 영상 또는 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하는 구체적인 실시예를 설명한다.
엑스선 검출부(420)에서 복수의 에너지 대역 별로 복수의 영상 신호를 획득해 놓은 경우에는, 엑스선 검출부(420) 또는 제어부(430)에 구비된 메모리(미도시)에 상기 복수의 영상 신호를 저장할 수 있다.
촬영 제어부(432)에서 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것으로 판단한 경우에는 상기 메모리가 복수의 영상 신호를 제1영상 처리부(433a)로 전송하고, 제1영상 처리부(433a)는 다중 에너지 영상 처리를 통해 조직 간 대조도가 증가된 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다
촬영 제어부(432)에서 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것으로 판단한 경우에는 상기 메모리가 복수의 영상 신호 중 하나의 영상 신호를 제2영상 처리부(433b)로 전송한다. 여기서, 제2영상 처리부(433b)로 전송되는 영상 신호는 대상체의 종류 또는 특성에 따라 선택될 수 있으며, 영상 분석부(431)에서 사용된 영상 신호일 수도 있다.
그리고, 엑스선 검출부(420)가 대상체 특성 판단에 사용될 에너지 대역만을 분리한 경우에는, 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면 복수의 에너지 대역 중 분리되지 않은 나머지 대역에 대해서도 엑스선을 분리하여 각 에너지 대역에 대한 영상 신호와 대상체의 특성 판단에 사용된 영상 신호를 제1영상 처리부(433a)로 전송하고, 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면 특성 판단에 사용된 영상 신호를 제2영상 처리부(433b)로 전송한다.
또한, 엑스선 검출부(420)가 엑스선을 분리하지 않고 전체 에너지 대역의 엑스선을 영상 신호로 변환한 경우에는, 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면 엑스선 검출부는 복수의 에너지 대역 각각에 대해 영상 신호를 획득하여 제1영상 처리부(433a)로 전송한다. 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면 전체 에너지 대역의 영상 신호가 제2영상 처리부(433b)로 전송되거나, 엑스선 검출부(420)가 대상체의 종류 또는 대상체의 특성에 따라 설정된 단일 에너지 대역에 대해 영상 신호를 획득하여 제2영상 처리부(433b)로 전송한다.
엑스선 검출부(420)에서 분리하는 복수의 에너지 대역 또는 단일 에너지 대역은 사용자 또는 촬영 제어부(432)가 대상체의 종류 또는 대상체의 두께에 따라 미리 설정한 것일 수도 있고, 촬영 제어부(432)가 영상 분석부(431)에서 판단한 대상체의 특성에 따라 설정한 것일 수도 있다.
지금까지 상술한 실시예에서는 대상체의 특성에 따라 다중 에너지 엑스선 영상 및 단일 에너지 엑스선 영상 중 하나를 생성하여 표시하는 것으로 하였으나, 엑스선 영상 장치의 실시예는 다중 에너지 엑스선 영상과 단일 에너지 엑스선 영상을 모두 생성하여 표시하는 것도 포함할 수 있다.
도 10에는 디스플레이부에 표시되는 영상의 예시가 도시되어 있다. 도 10에서의 디스플레이부(140)는 엑스선 영상 장치의 여러 실시예(200, 300, 400)에서의 디스플레이부(240, 340, 440)을 모두 포함한다.
대상체의 특성을 판단하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하기로 결정한 경우, 대상체에 대한 다중 에너지 엑스선 영상과 함께 단일 에너지 엑스선 영상도 생성하여 도 10a에 도시된 바와 같이 디스플레이부(110)에 다중 에너지 엑스선 영상을 메인으로 표시하고, 단일 에너지 엑스선 영상을 보조적으로 표시할 수 있다.
또한, 대상체의 특성을 판단하여 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하기로 결정한 경우, 대상체에 대한 단일 에너지 엑스선 영상과 함께 다중 에너지 엑스선 영상도 생성하여 도 10b에 도시된 바와 같이 디스플레이부(110)에 단일 에너지 엑스선 영상을 메인으로 표시하고, 다중 에너지 엑스선 영상을 보조적으로 표시할 수 있다.
사용자는 대상체의 조직 간 대조도가 향상된 다중 에너지 엑스선 영상과 화질이 우수한 단일 에너지 엑스선 영상을 함께 판독함으로써 더 정확한 진단을 수행할 수 있게 된다.
이하, 엑스선 영상 생성 방법의 일 측면에 따른 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 11에는 엑스선 영상 생성 방법의 일 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예는 다중 에너지 엑스선 영상을 획득하기 위해 엑스선을 복수회 조사하는 방식을 적용하는 실시예 중에서 사전 촬영(Pre-shot) 시에 획득된 영상 신호를 분석하는 경우의 실시예이다.
도 11을 참조하면, 사전 촬영(Pre-shot)을 위해 대상체에 엑스선을 조사한다(611). 이 때, 조사되는 엑스선은 본 촬영에 비해 관전류와 노출시간을 낮게 조절하여 엑스선의 선량을 적게 한 엑스선이고, 상기 엑스선의 에너지 대역은 대상체에 따라 적절한 값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 대상체가 흉부인 경우에는 120-140keV 정도의 고에너지 대역을 설정할 수 있으며, 대상체가 유방인 경우에는 10-30keV 정도의 저에너지 대역을 설정할 수 있다.
그리고, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여(612) 영상 신호를 획득한다(613). 전술한 바와 같이, 대상체를 투과한 엑스선은 엑스선 검출부에서 픽셀 별로 검출되고 검출된 엑스선은 전기신호로 변환되는바, 여기서 전기신호는 아날로그 신호일 수도 있고 디지털 신호일 수도 있다. 픽셀 별 전기신호를 전체 픽셀에 대해 모두 합치면 대상체에 대한 하나의 영상을 획득할 수 있으므로, 상기 전기신호는 대상체에 대한 영상신호에 해당한다.
획득된 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다(614). 대상체의 특성은 대상체의 내부 구조에 관한 특성 중 영상 분석에 영향을 미치는 특성으로 할 수 있고, 예를 들어 대상체의 조직의 구성, 각 조직의 비율, 특정 조직의 비율 중 하나일 수 있다.
구체적인 실시예로서, 대상체가 유방인 경우에는 유방의 치밀도를 판단할 수 있다. 유방의 치밀도는 전체 유방 조직에 대한 실질 조직의 비율로 나타낼 수 있고, 실질 조직의 추정 기준이 되는 기준값은 실험, 통계 또는 이론에 따라 미리 설정될 수 있다.
판단된 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면(615의 예), 본 촬영을 통해 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 서로 다른 에너지 대역을 갖는 복수의 엑스선을 각각 대상체에 조사한다(616). 이는 엑스선 발생부에서 엑스선을 복수회 조사함을 의미하고, 엑스선은 순차적으로 조사될 수 있다. 조사되는 엑스선의 에너지 대역 및 엑스선의 조사 횟수는 대상체의 종류에 따라 미리 설정된 것일 수도 있고, 영상 신호를 분석하여 판단된 대상체의 특성에 따라 설정된 것일 수도 있다.
조사된 엑스선은 대상체를 투과하고, 대상체를 투과한 복수의 엑스선을 각각 검출하여 복수의 영상 신호로 변환한다(616). 당해 순서도에서는 복수의 엑스선을 조사한 이후에 이들을 검출하는 것으로 기재하였으나, 이는 설명의 편의에 따른 기재에 불과하고 엑스선 영상 생성 방법의 실시예는 첫 번째 엑스선을 조사하고 검출한 뒤에 그 다음 엑스선을 조사하고 검출하는 것을 포함한다.
그리고, 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다(618). 여기서, 다중 에너지 영상 처리는 복수의 영상 신호로부터 조직 간 대조도가 향상된 하나의 영상을 획득하기 위한 것으로서, 구체적인 과정은 전술한 실시예에서와 같다.
생성된 다중 에너지 엑스선 영상을 디스플레이부에 표시한다(619). 사용자는 치밀 유방을 조직 간 대조도가 높은 다중 에너지 엑스선 영상으로 분석함으로써 병변의 존재 여부를 효율적으로 판별할 수 있다.
판단된 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이 아니면(615의 아니오), 즉 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이면, 본 촬영을 통해 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 단일 에너지 대역의 엑스선을 대상체에 조사한다(621). 여기서, 조사되는 엑스선의 에너지는 사전 촬영 시에 조사된 엑스선의 에너지와 동일할 수 있으나, 관전류와 노출 시간을 증가시켜 엑스선의 선량을 사전 촬영 시보다 증가시킨다.
그리고, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여(622) 영상 신호를 획득하고(623), 변환된 영상 신호를 영상 처리하여 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다(624). 여기서, 영상 처리는 엑스선 영상을 생성하는데 사용되는 일반적인 영상 처리를 의미하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 생성된 영상을 디스플레이부에 표시한다(619).
도 12에는 엑스선 영상 생성 방법의 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예는 다중 에너지 엑스선 영상을 획득하기 위해 엑스선을 복수회 조사하는 방식을 적용한 실시예 중에서 사전 촬영을 실행하지 않는 경우에 관한 실시예이다.
도 12를 참조하면, 먼저 제1에너지 엑스선을 대상체에 조사한다(631). 여기서, 제1에너지 엑스선은 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하는데 사용될 수 있는 엑스선으로서, 제1에너지의 레벨은 대상체의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다.
그리고, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고(632), 검출된 엑스선으로부터 대상체에 대한 제1에너지 영상 신호를 획득한다(633). 여기서, 제1에너지 영상 신호는 일반적인 단일 에너지 엑스선 영상을 나타내는 영상 신호에 해당한다.
제1에너지 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다(634). 대상체의 특성 판단에 관한 설명은 앞서 도 8에서 설명한 바와 같으므로 생략하도록 한다.
대상체의 특성을 판단한 결과, 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우(635의 예), 예를 들어, 대상체의 조직이 치밀하여 조직 간의 대조도가 향상된 영상이 요구되는 경우, 대상체에 대한 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 대상체에 제2에너지 내지 제n에너지(n≥2, n은 정수) 대역의 엑스선을 각각 조사한다(636). 여기서, 제2에너지 내지 제n에너지 대역은 서로 다른 에너지 대역이며 제1에너지 대역과도 다른 에너지 대역이다. 엑스선은 엑스선 발생부에서 순차적으로 조사되며, 제1에너지 내지 제n에너지는 엑스선 조사 순서를 나타낸 것뿐이고 에너지 레벨과는 무관하다. 엑스선의 에너지 레벨 및 서로 다른 에너지 대역의 수(n)는 대상체의 종류에 따라 미리 설정된 것일 수도 있고, 영상 신호를 분석하여 판단된 대상체의 특성에 따라 설정된 것일 수도 있다.
그리고, 대상체를 투과한 제2에너지 내지 제n에너지를 각각 검출하고(637), 검출된 엑스선으로부터 대상체에 대한 제2에너지 영상 신호 내지 제n에너지 영상 신호를 각각 획득한다(638). 당해 순서도에서는 제2에너지 내지 제n에너지 엑스선을 조사한 이후에 이들을 검출하는 것으로 기재하였으나, 이는 설명의 편의에 따른 기재에 불과하고 엑스선 영상 생성 방법의 실시예는 제2에너지 엑스선을 조사하고 검출한 뒤에 그 다음 엑스선을 조사하고 검출하는 것을 포함한다.
제1에너지 영상 신호 내지 제n에너지 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고(639), 생성된 영상을 디스플레이부에 표시한다(640). 제1에너지 영상 신호는 대상체의 특성 판단에 사용되었던 영상 신호이다.
대상체의 특성을 판단한 결과, 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것이 아닌 경우(635의 아니오), 예를 들어, 대상체의 조직이 치밀하지 않아 단일 에너지 엑스선 영상 만으로도 병변을 판별할 수 있는 경우에는 대상체에 대한 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 앞서 획득한 제1에너지 영상 신호를 영상 처리하여 제1에너지 엑스선 영상을 생성하고(641), 이를 디스플레이부에 표시한다(640).
도 13에는 엑스선 영상 생성 방법의 또 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예는 다중 에너지 엑스선 영상을 획득하기 위해 엑스선을 에너지 대역 별로 분리하여 검출하는 방식을 적용한 실시예 중에서 사전 촬영을 수행하는 경우에 관한 실시예이다.
도 13을 참조하면, 먼저 사전 촬영을 위해 대상체에 엑스선을 조사한다(651). 이 때 조사되는 엑스선은 관전류와 노출시간을 낮게 하여 엑스선의 선량 또는 피폭량을 작게 한 엑스선이고, 상기 엑스선은 대상체의 종류에 따라 설정된 에너지 대역을 갖는 것일 수도 있고, 복수의 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선일 수도 있다.
그리고, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고(652), 검출된 엑스선으로부터 대상체에 대한 영상 신호를 획득한다(653). 앞서 조사된 엑스선이 일정 에너지 대역을 갖는 다색광 엑스선인 경우에는 영상 신호 획득 시에 대상체에 따라 적절한 에너지 대역을 분리할 수 있다. 예를 들어, 대상체가 유방인 경우에는 30kev 이하의 에너지 대역에 대한 영상 신호를 획득할 수 있다.
대상체에 대한 영상신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다(654). 대상체의 특성을 판단하는 것은 전술한 실시예에서 설명한 바와 같다.
대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우(655의 예), 예를 들어, 대상체의 조직이 치밀하여 병변의 판별을 위해 조직 간 대조도가 향상된 다중 에너지 엑스선 영상이 요구되는 경우에는 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 대상체에 엑스선을 조사하여 본 촬영을 시작한다(656). 이 때 조사되는 엑스선은 일정 에너지 대역을 갖는 다색광 엑스선일 수 있고, 저에너지 대역과 고에너지 대역을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체가 유방인 경우에는 10-50kev 대역을 포함하는 엑스선을 조사할 수 있다.
대상체를 투과한 엑스선을 검출하고(657), 검출된 엑스선을 에너지 대역 별로 분리하여 복수의 영상 신호를 획득한다(658). 여기서, 분리되는 에너지 대역은 대상체의 종류에 따라 미리 설정된 것일 수도 있고, 대상체의 특성도 함께 고려하여 설정된 것일 수도 있다. 복수의 영상 신호는 에너지 대역 별 영상 신호이다.
복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 조직 간 대조도가 향상된 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고(659), 생성된 영상을 디스플레이부에 표시한다(660).
대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우가 아닌 경우(655의 아니오), 예를 들어, 대상체의 조직이 치밀하지 않아 단일 에너지 엑스선 영상으로도 병변의 판별이 가능한 경우에는 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 대상체에 엑스선을 조사하여 본 촬영을 시작한다(661). 이 때, 대상체의 종류나 특성에 따라 설정된 특정 에너지 대역의 엑스선을 조사할 수도 있고, 상기 특정 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선을 조사할 수도 있다.
대상체를 투과한 엑스선을 검출하고(662), 검출된 엑스선으로부터 대상체에 대한 영상 신호를 획득한다(663). 앞서 조사된 엑스선이 특정 에너지 대역을 포함하는 광대역 엑스선인 경우에는 검출된 광대역 엑스선으로부터 대상체의 종류나 특성에 따라 설정된 특정 에너지 레벨의 엑스선을 분리하여 해당 에너지 레벨에 대한 영상 신호를 획득할 수 있다.
획득된 영상 신호를 영상 처리하여 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하고(664), 생성된 영상을 디스플레이부에 표시한다(660).
도 14에는 엑스선 영상 생성 방법의 또 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예는 다중 에너지 엑스선 영상을 획득하기 위해 엑스선을 에너지 대역 별로 분리하여 검출하는 방식을 적용한 실시예 중에서 사전 촬영을 수행하지 않는 경우에 관한 실시예이다.
도 14를 참조하면, 먼저 대상체에 엑스선을 조사하는바(671), 이 때 조사되는 엑스선은 본 촬영을 위한 엑스선으로서, 대상체에 따라 설정된 복수의 에너지 대역을 포함하는 엑스선이다.
대상체를 투과한 엑스선을 검출하고(672), 검출된 엑스선으로부터 대상체에 관한 영상 신호를 획득한다(673).
그리고, 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다(674). 대상체의 특성 판단에 관한 설명은 전술한 실시예에서와 같다.
대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우(675의 예), 예를 들어 대상체의 조직이 치밀하여 조직 간 대조도가 향상된 영상이 요구되는 경우, 대상체에 관한 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 672단계에서 검출된 엑스선을 에너지 대역 별로 분리하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득한다(676). 여기서, 분리되는 에너지 대역은 대상체의 종류 또는 대상체의 특성에 따라 설정될 수 있다.
획득된 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고(677), 생성된 영상을 디스플레이부에 표시한다(678).
대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우(675의 아니오), 예를 들어 대상체의 조직이 치밀하지 않아 단일 에너지 엑스선 영상으로도 병변의 판별이 가능한 경우, 대상체에 관한 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다(679).
이를 위해, 673단계에서 획득된 영상 신호를 영상 처리하여 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다. 즉, 검출된 엑스선의 전체 에너지 대역에 대응되는 엑스선 영상을 생성할 수 있으나, 다른 실시예로서 673단계에서 검출된 엑스선 중 원하는 에너지 대역의 엑스선을 추출하여 추출된 엑스선으로부터 영상 신호를 획득하고, 이 영상 신호로부터 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 대상체가 유방인 경우에는 저에너지 대역(10-30keV)의 엑스선을 추출할 수 있고, 대상체가 흉부인 경우에는 고에너지 대역(120-140keV)의 엑스선을 추출할 수 있다.
생성된 영상은 디스플레이부에 표시되고(678), 사용자는 화질이 우수한 단일 에너지 엑스선 영상을 분석하여 병변을 판별할 수 있다.
도 15에는 엑스선 영상 생성 방법의 또 다른 실시예에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예는 사전 촬영을 실행하지 않고, 대상체의 특성 판단 전에 엑스선을 에너지 대역 별로 분리하는 경우에 관한 실시예이다.
도 15를 참조하면, 먼저 대상체에 엑스선을 조사하는바(681), 이 때 조사되는 엑스선은 본 촬영을 위한 것으로서, 대상체에 따라 미리 설정된 복수의 에너지 대역을 포함할 수 있다.
대상체를 투과한 엑스선을 검출하고(682), 검출된 엑스선을 상기 에너지 대역 별로 분리하여 복수의 영상 신호를 획득한다(683). 더불어, 전체 에너지 대역에 대한 영상 신호도 함께 획득할 수 있다.
그리고, 복수의 영상 신호 중 하나를 분석하여 대상체의 특성을 판단한다(684). 여기서, 분석되는 영상 신호는 전체 에너지 대역에 대한 영상 신호일 수도 있고, 대상체에 따라 저에너지 대역에 대한 영상 신호 또는 고에너지 대역에 대한 영상 신호일 수도 있다.
대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 경우(685의 예), 예를 들어 대상체의 조직이 치밀하여 조직 간 대조도가 향상된 영상이 요구되는 경우, 다중 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 683단계에서 획득된 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하고(686), 생성된 영상을 디스플레이부에 표시한다(687).
대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되지 않는 경우(685의 아니오), 예를 들어 대상체의 조직이 치밀하지 않아 단일 에너지 엑스선 영상으로도 병변의 판별에 어려움이 없는 경우, 단일 에너지 엑스선 영상을 생성한다.
이를 위해, 상기 획득된 영상 신호 중 하나를 영상 처리하여 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하고(688), 생성된 영상을 디스플레이부에 표시한다(687).
100, 200, 300, 400 : 엑스선 영상 장치
110, 210, 310, 410 : 엑스선 발생부
120, 220, 320, 420 : 엑스선 검출부
130, 230, 330, 430 : 제어부
131, 231, 331, 431 : 영상 분석부
132, 232, 332, 432 : 촬영 제어부
133, 233, 333, 433 : 영상 처리부

Claims (33)

  1. 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 발생부;
    상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하는 엑스선 검출부; 및
    상기 대상체에 관한 영상 신호를 분석하여 상기 대상체의 특성을 판단하고, 상기 판단된 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 제어부를 포함하는 엑스선 영상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성은,
    상기 대상체를 구성하는 조직의 구조, 각 조직의 비율 및 특정 조직의 치밀도 중 적어도 하나를 포함하는 엑스선 영상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체가 유방인 경우, 유방의 전체 조직에 대한 실질 조직의 비율을 산출하여 유방의 치밀도를 산출하고, 상기 산출된 치밀도가 미리 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 판단하는 엑스선 영상 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체가 유방인 경우, 유방의 전체 조직에 대한 실질 조직의 비율을 산출하여 유방의 치밀도를 산출하고, 상기 산출된 치밀도가 미리 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 판단하는 엑스선 영상 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 엑스선 발생부는,
    상기 대상체에 대한 사전 촬영(Pre-shot)을 위해 대상체에 엑스선을 조사하고,
    상기 제어부는,
    상기 사전 촬영을 위해 조사된 엑스선으로부터 획득된 영상 신호를 분석하여 대상체의 특성을 판단하고, 상기 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는지 또는 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는지 여부를 결정하는 엑스선 영상 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 엑스선 발생부는,
    상기 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체의 종류 또는 상기 대상체의 특성에 따라 설정된 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선을 각각 조사하는 엑스선 영상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출부는,
    상기 복수의 엑스선을 각각 검출하여 상기 서로 다른 에너지 대역 별 복수의 영상 신호를 획득하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 상기 대상체에 대한 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 엑스선 발생부는,
    상기 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체의 종류 또는 상기 대상체의 특성에 따라 설정된 단일 에너지 대역의 엑스선을 조사하는 엑스선 영상 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 엑스선 발생부는,
    상기 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체의 종류 또는 상기 대상체의 특성에 따라 설정된 복수의 서로 다른 에너지 대역을 포함하는 엑스선을 조사하는 엑스선 영상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출부는,
    상기 조사된 복수의 서로 다른 에너지 대역을 포함하는 엑스선을 검출하고, 상기 검출된 엑스선을 상기 복수의 에너지 대역 별로 분리하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하는 엑스선 영상 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 엑스선 발생부는,
    상기 영상 처리부에서 판단한 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체의 종류 또는 상기 대상체의 특성에 따라 설정된 단일 에너지 대역의 엑스선을 조사하는 엑스선 영상 장치.
  12. 제 8 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출부는,
    상기 조사된 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하고,
    상기 제어부는,
    상기 영상 신호를 영상 처리하여 상기 대상체에 대한 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출부는,
    상기 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 검출된 엑스선을 상기 대상체의 종류 또는 상기 대상체의 특성에 따라 설정된 복수의 에너지 대역 별로 분리하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하는 엑스선 영상 장치
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출부는,
    상기 검출된 엑스선을 상기 대상체에 따라 미리 설정된 복수의 에너지 대역 별로 분리하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하고,
    상기 제어부에서 분석하는 영상 신호는,
    상기 복수의 영상 신호 중 하나인 엑스선 영상 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
  16. 제 4 항에 있어서,
    상기 엑스선 발생부는,
    상기 판단된 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체에 따라 설정된 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선을 조사하는 엑스선 영상 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 엑스선 검출부는,
    상기 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선을 각각 검출하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하고,
    상기 제어부는,
    상기 대상체의 특성 판단에 사용한 영상 신호와 상기 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
  18. 대상체에 엑스선을 조사하는 단계;
    상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하는 단계;
    상기 영상 신호를 분석하여 상기 대상체의 특성을 판단하는 단계;
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성은,
    상기 대상체를 구성하는 조직의 구조, 각 조직의 비율 및 특정 조직의 치밀도 중 적어도 하나를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성을 판단하는 단계는,
    상기 대상체가 유방인 경우, 유방의 전체 조직에 대한 실질 조직의 비율을 산출하여 유방의 치밀도를 산출하고, 상기 산출된 치밀도가 미리 설정된 기준값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 대상체에 엑스선을 조사하는 단계는,
    상기 대상체에 대한 사전 촬영(Pre-shot)을 위해 대상체에 엑스선을 조사하는 단계인 엑스선 영상 생성 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 판단된 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체의 종류 또는 상기 대상체의 특성에 따라 설정된 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선을 조사하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 엑스선을 검출하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하는 단계;
    상기 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 상기 대상체에 대한 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 판단된 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체에 따라 설정된 단일 에너지 대역의 엑스선을 조사하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 판단된 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체에 따라 설정된 복수의 에너지 대역을 포함하는 엑스선을 조사하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 조사된 복수의 에너지 대역을 포함하는 엑스선을 검출하고, 상기 검출된 엑스선을 복수의 에너지 대역 별로 분리하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 판단된 대상체의 특성이 단일 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체에 따라 설정된 단일 에너지 대역의 엑스선을 조사하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치.
  28. 제 24 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 조사된 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하는 단계;
    상기 영상 신호를 영상 처리하여 상기 대상체에 관한 단일 에너지 엑스선 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  29. 제 18 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 판단된 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 검출된 엑스선을 상기 대상체에 따라 설정된 복수의 에너지 대역 별로 분리하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치.
  30. 제 18 항에 있어서,
    상기 대상체에 관한 영상 신호를 획득하는 단계는,
    상기 검출된 엑스선을 상기 대상체에 따라 미리 설정된 복수의 에너지 대역 별로 분리하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하는 단계 이고,
    상기 대상체의 특성을 판단하는데 사용되는 영상 신호는,
    상기 복수의 영상 신호 중에서 선택되는 엑스선 영상 생성 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  32. 제 18 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 판단된 대상체의 특성이 다중 에너지 엑스선 영상에 대응되는 것인 경우, 상기 대상체에 따라 설정된 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선을 조사하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 대상체의 특성에 따라 단일 에너지 엑스선 영상 및 다중 에너지 엑스선 영상 중 적어도 하나를 생성하는 단계는,
    상기 서로 다른 에너지 대역의 복수의 엑스선을 각각 검출하여 각 에너지 대역에 대응되는 복수의 영상 신호를 획득하는 단계;
    상기 대상체의 특성 판단에 사용된 영상 신호와 상기 복수의 영상 신호를 다중 에너지 영상 처리하여 다중 에너지 엑스선 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 생성 방법.
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