KR20140119871A - 듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법 - Google Patents

듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치는, 제1궤도를 따라 대상의 둘레를 회전 운동하며 상기 대상의 제1영상 데이터를 획득하는 제1단층 촬영기, 상기 제1단층 촬영기와 소정 거리 이격되고, 상기 대상과 상대 회전 운동하며 상기 대상의 제2영상 데이터를 획득하는 제2단층 촬영기 및 상기 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하는 영상 합성모듈을 포함한다.
그리고 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법은, 제1궤도를 따라 대상의 둘레를 회전 운동하는 제1단층 촬영기로 상기 대상의 제1영상 데이터를 획득하는 단계, 상기 제1단층 촬영기와 소정 거리 이격되고, 상기 대상과 상대 회전 운동하는 제2단층 촬영기로 상기 대상의 제2영상 데이터를 획득하는 단계 및 영상 합성모듈로 상기 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하는 단계를 포함한다.

Description

듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법{DUAL SCAN TYPE COMPUTED TOMOGRAPHY APPARATUS AND COMPUTED TOMOGRAPHY METHOD USING THE SAME}
본 발명은 대상의 단면 영상을 촬영하는 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1단층 촬영기 및 제2단층 촬영기를 이용하여 보다 향상된 퀄리티의 영상을 획득할 수 있는 듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법에 관한 것이다.
컴퓨터 단층 촬영(CT, COMPUTED TOMOGRAPHY)은 X선 발생장치가 장착된 컴퓨터 단층 촬영장치로 원형의 큰 기계에 대상을 투입 및 촬영하고, 상기 대상의 단면 이미지를 획득할 수 있는 촬영 방식을 말한다. 일반적으로 컴퓨터 단층 촬영은 질환 등을 확인하기 위해 인체의 단면 이미지를 획득하는 경우가 많으며, 단순 X선 촬영에 비해 구조물이 겹쳐지는 것이 적어 구조물 및 병변을 좀더 명확히 볼 수 있는 장점이 있다. 즉 대부분의 장기 및 질환에서 병변이 의심되고 정밀검사를 시행해야 할 필요가 있을 때 기본이 되는 검사법이다.
다만, 현재의 컴퓨터 단층 촬영 시스템은 X-ray 소스 및 디텍터가 회전하여 영상을 획득하기 때문에 링 및 메탈 왜곡이 발생되어 단층 촬영 영상데이터가 부정확하고, 이러한 왜곡을 제거하는 소프트웨어적인 방법은 소프트웨어가 적용되는 시스템 및 촬영되는 물질의 종류에 따라 왜곡 보정의 정도가 다르다는 문제가 있다.
도 1은 종래 컴퓨터 단층 촬영장치의 촬영 방식을 나타낸 도면으로, 단층 촬영기(10)가 일정 궤도(C1)를 따라 대상(T)의 주위를 돌며 대상(T)의 촬영 영상을 얻는 방식을 나타낸다. 이는 하나의 단층 촬영기(10)만을 사용하는 방식으로 링 및 메탈 왜곡이 심하게 발생된다.
도 2는 종래 컴퓨터 단층 촬영장치의 또 다른 촬영 방식을 나타낸 것으로, 서로 다른 제1단층 촬영기(10) 및 제2단층 촬영기(20)가 일정 궤도(C1)를 소정 각도씩 왕복 운동하며 대상(T)의 촬영 영상을 얻는 방식을 나타낸다. 이는 하나의 단층 촬영기를 운용하는 것에 비해 보다 향상된 영상을 획득할 수 있으나, 이 역시 하드웨어 및 알고리즘의 한계로 링 및 메탈 왜곡이 발생하는 문제가 있다.
한편 이를 제거하는 소프트웨어적인 방법이 개발되었으나, 시스템 및 촬영되는 물질에 따라 품질이 다른 문제점이 발생하게 된다.
따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되고 있는 상황이다.
한국공개특허공보 10-2009-0078665호
본 발명에 따른 듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법은 촬영 영상에 링 및 메탈 왜곡이 발생되는 문제를 해결하기 위한 목적을 가진다.
그리고 촬영되는 대상의 종류에 따라 상이한 품질의 이미지가 촬영되는 문제를 해결하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치는, 제1궤도를 따라 대상의 둘레를 회전 운동하며 상기 대상의 제1영상 데이터를 획득하는 제1단층 촬영기, 상기 제1단층 촬영기와 소정 거리 이격되어 제1단층촬영기와 상이한 축을 중심으로 상기 대상과 상대 회전 운동하며 상기 대상의 제2영상 데이터를 획득하는 제2단층 촬영기 및 상기 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하는 영상 합성모듈을 포함한다.
그리고 상기 제2단층 촬영기는, 상기 제1궤도와 소정 각도를 이루도록 접한 제2궤도를 따라 대상의 둘레를 회전하며 상기 대상의 제2영상 데이터를 획득할 수 있다.
또한 상기 제2단층 촬영기는, 상기 제1단층 촬영기와 소정 거리 이격되어 배치되고, 상기 대상은 상기 제2단층 촬영기에 대해 소정 방향으로 회전할 수 있다.
그리고 상기 제1단층 촬영기 및 상기 제1궤도는 상기 대상과 대응되는 방향으로 동시 회전할 수 있다.
또한 상기 대상에 접촉되어 상기 대상을 소정 방향으로 회전시키는 회전모듈이 더 포함될 수 있다.
그리고 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법은, 제1궤도를 따라 대상의 둘레를 회전 운동하는 제1단층 촬영기로 상기 대상의 제1영상 데이터를 획득하는 단계, 상기 제1단층 촬영기와 소정 거리 이격되고, 상기 대상과 상대 회전 운동하는 제2단층 촬영기로 상기 대상의 제2영상 데이터를 획득하는 단계 및 영상 합성모듈로 상기 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법은 서로 다른 제1단층 촬영기 및 제2단층 촬영기를 사용하여 두 단층 촬영 영상으로부터 왜곡이 발생하지 않는 부분을 추출하여 하나의 단층 촬영 영상을 얻어 링과 메탈 왜곡이 발생하는 것을 개선할 수 있는 효과가 있다.
그리고 제1단층 촬영기 및 제2단층 촬영기는 서로 다른 각도에서 대상을 촬영하므로 보다 신뢰도가 높은 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 컴퓨터 단층 촬영장치의 촬영 방식을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 컴퓨터 단층 촬영장치의 또 다른 촬영 방식을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 촬영 방식을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 제1단층 촬영기로 촬영된 이미지를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 제1단층 촬영기 및 제2단층 촬영기로 촬영된 각 이미지를 합성한 최종 이미지를 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 촬영 방식을 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 듀얼 촬영 방식 컴퓨터 단층 촬영장치 및 이를 이용한 컴퓨터 단층 촬영방법에 관하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 촬영 방식을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치는 제1단층 촬영기(10)와, 제2단층 촬영기(20)를 포함하며, 도시되지는 않았으나 영상 합성모듈이 더 구비된다.
제1단층 촬영기(10)는 제1궤도(C1)를 따라 촬영 대상(T)의 둘레를 회전 운동하며, 상기 대상(T)에 대한 제1영상 데이터를 획득하도록 구비된다.
본 실시예에서 제1궤도(C1)는 폐곡선 형태로 대상(T)의 둘레를 감싸도록 형성되며, 이에 따라 대상(T)이 중앙부에 위치되면 대상(T)을 단층 촬영하여 제1영상 데이터를 획득할 수 있다.
이때 제1단층 촬영기(10) 및 후술할 제2단층 촬영기(20)는 컴퓨터 단층 촬영에 사용되는 촬영기로서, 이는 당업자에게 널리 알려진 사항이므로 보다 자세한 설명은 생략하도록 한다.
제2단층 촬영기(20)는 상기 제1단층 촬영기(10)와 소정 거리 이격되며, 상기 대상(T)과 상대 회전 운동하여 상기 대상(T)의 제2영상 데이터를 획득하도록 구비된다.
여기서 대상(T)과 상대 회전 운동한다는 의미는 제2단층 촬영기(20)가 제1단층 촬영기(10)와 같이 대상(T)의 둘레를 직접 회전 운동하는 것은 물론이며, 대상(T)의 이동에 따라 실질적으로 대상(T)의 둘레를 회전하는 효과를 얻을 수 있는 경우를 모두 포함한다.
본 실시예의 경우, 제2궤도(C2)는 제1궤도(C1)와 마찬가지로 폐곡선 형태로 대상(T)의 둘레를 감싸도록 형성되며, 이에 따라 대상(T)이 중앙부에 위치되면 대상(T)을 단층 촬영하여 제2영상 데이터를 획득할 수 있다.
그리고 본 실시예에서 제2궤도(C2)는 제1궤도(C2)와 소정 각도(θ)를 이루도록 형성된다. 즉 제2궤도(C2)는 제1궤도(C2)와 다른 평면 상에 위치된다. 또한 본 실시예와 같이 제1궤도(C1)와 제2궤도(C2)는 서로 접점이 형성될 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 서로 접점을 공유하지 않을 수도 있음은 물론이다.
이에 따라 제1단층 촬영기(10) 및 제2단층 촬영기(20)는 각각 대상(T)을 서로 다른 위상에서 촬영한 영상을 획득할 수 있다.
영상 합성모듈은 상기 제1단층 촬영기(10)로부터 획득한 제1영상 데이터 및 상기 제2단층 촬영기(20)로부터 획득한 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하도록 구비된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치를 사용하여 최종 영상을 획득하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영방법은, 제1영상 데이터를 획득하는 단계(S10), 제2영상 데이터를 획득하는 단계(S20), 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 가공하는 단계(S30) 및 영상을 복원하는 단계(S40)를 포함한다.
제1영상 데이터를 획득하는 단계(S10)는 제1궤도를 따라 대상의 둘레를 회전 운동하는 제1단층 촬영기로 상기 대상의 제1영상 데이터를 획득하는 과정으로, 본 단계에 의해 특정 위상에서의 영상 데이터를 얻을 수 있다.
제2영상 데이터를 획득하는 단계(S20)는 상기 제1단층 촬영기와 소정 거리 이격되고, 상기 대상과 상대 회전 운동하는 제2단층 촬영기로 상기 대상의 제2영상 데이터를 획득하는 과정으로, 본 단계에 의해 전술한 제1영상 데이터와 다른 위상에서 촬영된 영상 데이터를 얻을 수 있다.
제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 가공하는 단계(S30)는 영상 합성모듈로 상기 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하는 과정으로, 본 단계에 의해 링 및 메탈 왜곡이 현저하게 감소된 영상을 얻을 수 있다.
본 단계에서는 두 영상의 좌표계를 정합하여 영상을 비교하고, 차이를 분석하여 이를 반영하며 계속적으로 영상을 복원한다. 그리고 두 영상이 동일한 영상을 나타난다고 판단될때까지 이 과정을 반복하여 최종 합성 영상 데이터를 제작하게 된다.
종래 X-ray 단층 촬영 영상에서는 하나의 시스템에서 데이터를 얻어 디텍터 결함에 의한 링 왜곡, 금속에서의 선속경화 현상에 의한 왜곡이 발생할 수 있다는 문제가 있었다.
따라서 본 발명에서는 이를 해결하기 위해 다른 축을 가지는 X-ray 소스와 디텍터를 추가하여 다른 축 평면을 가진 단층 촬영 영상을 획득하고 이 두 단층 촬영 영상으로부터 왜곡이 발생하지 않는 부분을 추출한다. 결과적으로 하나의 단층 촬영 영상을 얻어 링과 메탈 왜곡이 발생하는 것을 개선할 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 제1단층 촬영기로 촬영된 이미지를 나타낸 사진이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 제1단층 촬영기 및 제2단층 촬영기로 촬영된 각 이미지를 합성한 최종 이미지를 나타낸 사진이다
도 5에 도시된 바와 같이 제1단층 촬영기로만 촬영된 이미지는 링 및 메탈 왜곡이 심하게 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 도 6에 도시된 이미지의 경우 이와 같은 현상이 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있다.
즉 제1영상 데이터와 제2영상 데이터로부터 각각 왜곡이 발생하지 않은 부분을 합성하여 우수한 품질의 이미지를 얻을 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 촬영 방식을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치는 제1단층 촬영기(10) 및 제2단층 촬영기(20)가 구비된다는 점이 전술한 일 실시예의 경우와 동일하다. 다만, 본 실시예의 경우 제2단층 촬영기가 회전 이동을 하는 것이 아니며, 소정 위치에 고정된 상태로 구비된다는 점이 다르다.
구체적으로 본 실시예의 경우 제2단층 촬영기(20)는 상기 제1단층 촬영기(10)와 소정 거리 이격된 위치에 고정되고, 상기 대상(T)이 상기 제2단층 촬영기(20)에 대해 소정 방향으로 회전하도록 구비된다. 즉 본 실시예에서는 대상(T)이 소정 각도로 회전 이동하여 제2단층 촬영기(20)는 대상(T)과 상대적으로 회전하는 효과를 얻을 수 있다. 결과적으로 본 실시예 역시 전술한 일 실시예의 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
그리고 도시되지는 않았으나 본 실시예에서는 이를 위해 상기 대상(T)에 접촉되어 상기(T) 대상을 소정 방향으로 회전시키는 회전모듈이 더 포함될 수 있다.
한편 본 실시예에서 상기 제1단층 촬영기(10) 및 상기 제1궤도(C1)는 상기 대상(T)과 대응되는 방향으로 동시에 회전할 수 있다. 이는 대상(T)의 회전에 따라 제1단층 촬영기(10)가 실질적으로 본래의 궤도를 이동하지 않게 되는 것을 방지하기 위해서이다.
따라서 제1단층 촬영기(10)와 제1궤도(C1)는 대상(T)과 같은 각도로 동시에 회전하여 목적한 영상을 얻을 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 제1단층 촬영기 20: 제2단층 촬영기
C1: 제1궤도 C2: 제2궤도
T: 대상

Claims (6)

  1. 제1궤도(C1)를 따라 대상(T)의 둘레를 회전 운동하며 상기 대상(T)의 제1영상 데이터를 획득하는 제1단층 촬영기(10);
    상기 제1단층 촬영기(10)와 소정 거리 이격되어 상기 제1단층 촬영기(10)와 상이한 축을 중심으로 상기 대상(T)과 상대 회전 운동하며 상기 대상(T)의 제2영상 데이터를 획득하는 제2단층 촬영기(20); 및
    상기 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하는 영상 합성모듈;
    을 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2단층 촬영기(20)는,
    상기 제1궤도(C1)와 소정각도를 이루도록 접한 제2궤도(C2)를 따라 상기 대상(T)의 둘레를 회전하며 상기 대상(T)의 제2영상 데이터를 획득하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2단층 촬영기(20)는,
    상기 제1단층 촬영기(10)와 소정 거리 이격되어 배치되고,
    상기 대상(T)은 상기 제2단층 촬영기(20)에 대해 소정 방향으로 회전하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1단층 촬영기(10) 및 상기 제1궤도(C1)는 상기 대상(T)과 대응되는 방향으로 동시 회전하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 대상(T)에 접촉되어 상기 대상(T)을 소정 방향으로 회전시키는 회전모듈이 더 포함되는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  6. 제1궤도를 따라 대상(T)의 둘레를 회전 운동하는 제1단층 촬영기(10)로 상기 대상(T)의 제1영상 데이터를 획득하는 단계(S10);
    상기 제1단층 촬영기(10)와 소정 거리 이격되고, 상기 대상(T)과 상대 회전 운동하는 제2단층 촬영기(20)로 상기 대상(T)의 제2영상 데이터를 획득하는 단계(S20); 및
    영상 합성모듈로 상기 제1영상 데이터 및 제2영상 데이터를 합성하여 합성 영상 데이터를 가공하는 단계(S30);
    를 포함하는 컴퓨터 단층 촬영방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180065229A (ko) * 2016-12-07 2018-06-18 주식회사 에이치비티 족부 스캐닝 장치

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KR20180065229A (ko) * 2016-12-07 2018-06-18 주식회사 에이치비티 족부 스캐닝 장치

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