KR20140122991A - 의료 영상 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명의 일 측면은, 대상체에 관한 2차원 영상을 표시하는 2차원 디스플레이 장치와 3차원 입체 영상을 표시하는 3차원 디스플레이 장치를 모두 구비하여 진단 시에 대상체에 관한 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 확인함으로써 진단의 정확성과 신속성을 도모할 수 있는 의료 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 의료 영상 장치는, 대상체에 대한 투영 데이터를 획득하는 스캔부; 상기 투영 데이터로부터 상기 대상체의 볼륨을 복원하는 3차원 복원부; 상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한2차원 영상을 생성하는 2차원 영상 생성부; 상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부; 상기 대상체에 관한 2차원 영상을 표시하는 2차원 디스플레이부; 및 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 입체적으로 표시하는 3차원 디스플레이부를 포함한다.

Description

의료 영상 장치 및 그 제어 방법{MEDICAL IMAGING APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
개시된 발명은 대상체의 내부를 2차원 및 3차원으로 영상화하는 의료 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치, 양전자 단층 촬영(PET) 장치, 토모신세시스(Tomosynthesis) 장치 및 자기 공명 영상(MRI) 장치와 같은 의료 영상 장치는 대상체에 방사선을 조사하거나 자기장을 가하여 비침습적으로 대상체의 내부를 영상화하는 장치이다.
특히, 상기 의료 영상 장치들은 대상체의 2차원 단면 영상과 함께 3차원 볼륨 데이터를 생성할 수도 있는바, 3차원 볼륨 데이터는 사용자로 하여금 대상체 내부의 형태적 특성을 파악할 수 있도록 하므로, 진단 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
그러나, 3차원 볼륨 데이터는 볼륨 렌더링을 통해 어느 한 시점에서의 2차원 영상으로 보여지거나, 슬라이스 별 2차원 영상으로 보여지는 것이 일반적이어서 실질적으로는 대상체의 전체적인 구조를 한 눈에 파악하기 어렵고, 깊이 방향으로의 중첩된 정도 등을 파악하기 어렵다.
개시된 발명의 일 측면은, 대상체에 관한 2차원 영상을 표시하는 2차원 디스플레이 장치와 3차원 입체 영상을 표시하는 3차원 디스플레이 장치를 모두 구비하여 진단 시에 대상체에 관한 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 확인함으로써 진단의 정확성과 신속성을 도모할 수 있는 의료 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 의료 영상 장치는, 대상체에 대한 투영 데이터를 획득하는 스캔부; 상기 투영 데이터로부터 상기 대상체의 볼륨을 복원하는 3차원 복원부; 상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한2차원 영상을 생성하는 2차원 영상 생성부; 상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부; 상기 대상체에 관한 2차원 영상을 표시하는 2차원 디스플레이부; 및 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 입체적으로 표시하는 3차원 디스플레이부를 포함한다.
상기 3차원 복원부는, 상기 투영 데이터를 재구성하여 상기 대상체에 대한 복수의 단층 영상을 생성하는 단층 영상 생성부; 및 상기 복수의 단층 영상을 축적하여 상기 대상체의 볼륨을 나타내는 볼륨 데이터를 생성하는 볼륨 데이터 생성부를 포함할 수 있다.
상기 2차원 영상 생성부는, 상기 대상체의 볼륨에 대해 적어도 하나의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 상기 적어도 하나의 시점에 대응되는 재투영 영상을 생성할 수 있다.
상기 2차원 영상 생성부는, 상기 대상체의 볼륨으로부터 적어도 하나의 평면에 대응되는 단면 영상을 생성할 수 있다.
상기 3차원 영상 생성부는, 상기 대상체의 볼륨에 대해 서로 다른 복수의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 상기 복수의 시점에 각각 대응되는 복수의 재투영 영상을 생성할 수 있다.
상기 3차원 영상 생성부는, 상기 복수의 재투영 영상을 합성하여 다시점 입체 영상을 생성할 수 있다.
상기 복수의 재투영 영상은, 좌시점에 대응되는 재투영 영상 및 우시점에 대응되는 재투영 영상을 포함할 수 있다.
상기 3차원 디스플레이부는, 상기 좌시점에 대응되는 2차원 영상 및 상기 우시점에 대응되는 2차원 영상을 동시에 표시할 수 있다.
상기 3차원 디스플레이부는, 상기 좌시점에 대응되는 2차원 영상 및 상기 우시점에 대응되는 2차원 영상을 교대로 표시할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 의료 영상 장치의 제어 방법은 대상체에 대한 투영 데이터를 획득하는 단계; 상기 투영 데이터로부터 상기 대상체의 볼륨을 복원하는 단계; 상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한 2차원 영상을 생성하는 단계; 상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계; 및 상기 대상체에 관한 2차원 영상을 2차원 디스플레이부에 표시하고, 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 3차원 디스플레이부에 표시하는 단계를 포함한다.
개시된 발명의 일 측면에 의하면, 대상체에 관한 2차원 영상을 표시하는 2차원 디스플레이 장치와 3차원 입체 영상을 표시하는 3차원 디스플레이 장치를 모두 구비하여 진단 시에 대상체에 관한 2차원 영상과 3차원 영상을 동시에 확인함으로써 진단의 정확성과 신속성을 도모할 수 있다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 장치의 제어 블록도이다.
도 2a는 스캔부가 컴퓨터 단층 촬영을 수행하는 경우의 의료 영상 장치의 외관도이고, 도 2b는 엑스선을 조사하는 방사선 소스의 단면도이다.
도 3a및 도 3b는 스캔부가 토모신세시스를 수행하는 경우의 의료 영상 장치의 외관도이다.
도 3c는 엑스선을 검출하는 방사선 검출기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 스캔부가 자기 공명을 이용하는 경우의 외관도이다.
도 5는 3차원 복원부가 구체화된 제어 블록도이다.
도 6a는 대상체의 단층 영상을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6b는 복원된 대상체의 볼륨을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 어느 한 시점에서 대상체의 볼륨을 렌더링하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 대상체의 볼륨으로부터 단면 영상을 생성하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 좌시점 및 우시점에서 볼륨 렌더링을 수행하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 3차원 디스플레이의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 11은 다시점 방식이 채용되는 경우의 3차원 영상 생성부의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 12는 대상체의 볼륨을 렌더링하여 복수의 재투영 영상을 생성하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 복수의 재투영 영상을 합성하여 3차원 디스플레이부에 입력하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 의료 영상 장치 및 그 제어 방법의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 장치(100)는 대상체를 스캔하여 대상체 내부에 대한 투영 데이터를 획득하는 스캔부(110), 투영 데이터를 이용하여 대상체의 볼륨을 복원하고 대상체의 볼륨으로부터 대상체에 대한 2차원 영상 및3차원 영상을 생성하는 영상 처리부(120) 및 대상체에 대한 2차원 영상을 표시하는 2차원 디스플레이부(131) 및 대상체에 대한 3차원 영상을 표시하는 3차원 디스플레이부(132)를 포함한다.
개시된 발명의 일 실시예에서, 대상체(object)는 의료 영상 장치(100)를 이용한 진단의 대상이 되는 피검체(subject)의 피검 부위를 의미하는바, 예를 들어 피검 부위가 흉부인 경우에는 흉부가 대상체가 되고 피검 부위가 유방인 경우 유방이 대상체가 된다. 피검체는 인체를 포함하는 생체일 수도 있고, 그 밖에 의료 영상 장치(100)에 의해 내부 구조가 영상화될 수 있는 것이면 의료 영상 장치(100)의 피검체가 될 수 있다.
영상 처리부(120)는 대상체에 대한 투영 데이터를 이용하여 대상체의 볼륨을 3차원 복원하는 3차원 복원부(121), 대상체의 전체 볼륨으로부터 대상체의 2차원 영상을 생성하는 2차원 영상 생성부(122) 및 대상체의 전체 볼륨으로부터 대상체의 3차원 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부(123)를 포함한다. 여기서, 대상체의 2차원 영상 및 3차원 영상은 대상체의 내부에 대한 영상이다.
대상체의 내부를 영상화하기 위해서는 먼저 대상체에 대한 투영 데이터가 필요하다. 전술한 바와 같이, 스캔부(110)가 대상체를 스캔하여 대상체에 대한 투영 데이터를 획득하는바, 스캔부(110)는 대상체의 내부를 영상화하기 위해 방사선이나 자기 공명을 이용할 수 있다.
스캔부(110)는 대상체의 단면 정보와 3차원 구조 정보를 획득하기 위해 대상체를 서로 다른 복수의 시점에서 스캔한다.
구체적인 예로서, 스캔부(110)는 방사선을 이용하는 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography), 양전자 단층 촬영(Positron Emission Tomography) 및 토모신세시스(Tomosynthesis) 중 적어도 하나를 수행하거나, 자기 공명 촬영(Magnetic Resonance Imaging)을 수행할 수 있다. 또는, 상기 촬영 방식 중 둘 이상의 방식을 결합하여 수행할 수도 있다. 이하, 각각의 경우에 대한 스캔부(110)의 구체적인 구성과 동작을 설명하도록 한다.
도 2a는 스캔부가 컴퓨터 단층 촬영을 수행하는 경우의 의료 영상 장치의 외관도이고, 도 2b는 엑스선을 조사하는 방사선 소스의 단면도이다.
스캔부(110)가 컴퓨터 단층 촬영을 수행하는 경우에는 도 2a에 도시된 바와 같이, 대상체(30)에 방사선을 조사하는 방사선 소스(111)와 대상체(30)를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출기 모듈(112)을 포함한다. 방사선 소스(111)와 방사선 검출기 모듈(112)은 서로 마주본 상태로 갠트리(101a)에 장착되고, 갠트리(101a)는 하우징(101) 내부에 장착된다.
대상체(30)가 위치하는 환자 테이블(103)이 하우징(101)에 의해 형성된 보어(105) 내부로 이송되면 방사선 소스(111)와 방사선 검출기 모듈(112)이 장착된 갠트리(101a)가 보어(105)의 주위를 180도 내지360도의 각도로 회전하면서 대상체(30)를 스캔하여 투영 데이터를 획득한다.
방사선은 엑스선, 감마선, 알파선, 베타선, 중성자선 등을 포함하는바, 스캔부(110)가 컴퓨터 단층 촬영을 수행하는 경우에는 방사선 소스(111)에서 엑스선을 조사할 수 있다.
방사선 소스(111)에서 엑스선을 조사하는 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이 엑스선 소스(111)는 양극(111c)과 음극(111e)을 포함하는 2극 진공관으로 구현될 수 있다. 음극(111e)은 필라멘트(111h)와 전자를 집속시키는 집속 전극(111g)을 포함하며, 집속 전극(111g)은 포커싱 컵(focusing cup)이라고도 한다.
유리관(111a) 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트(111h)를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다. 필라멘트(111h)의 일 예로 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선(111f)에 전류를 가하여 필라멘트(111h)를 가열할 수 있다.
양극(111c)은 주로 구리로 구성되고, 음극(111e)과 마주보는 쪽에 타겟 물질(111d)이 도포 또는 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질의 녹는점이 높을수록 초점 크기(focal spot size)가 작아진다. 여기서, 초점은 실효 초점(effective focal spot)을 의미한다. 또한, 타겟 물질은 일정 각도로 기울어져 있는바, 기울어진 각도가 작을수록 초점 크기가 작아진다.
그리고 음극(111e)과 양극(111c) 사이에 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질(111g)에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우(111i)를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베릴륨(Be) 박막을 사용할 수 있다. 이 때, 윈도우(111i)의 전면 또는 후면에는 필터를 위치시켜 특정 에너지 대역의 엑스선을 필터링할 수 있다.
타겟 물질(111d)은 로터(111b)에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질(111d)이 회전하게 되면 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있다.
엑스선 소스(111)의 음극(111e)과 양극(111c) 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 그 크기는 파고치 kvp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. 엑스선 소스(111)에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 필라멘트에서 방출되는 열전자의 수가 증가하고 결과적으로 타겟 물질(111d)에 충돌하여 발생되는 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다.
따라서, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있는바, 대상체(30)의 종류, 특성 또는 진단 목적에 따라 조사되는 엑스선의 에너지 및 세기를 제어할 수 있다.
조사되는 엑스선이 일정 에너지 대역을 갖는 경우, 에너지 대역은 상한과 하한에 의해 정의될 수 있다. 에너지 대역의 상한, 즉 조사되는 엑스선의 최대 에너지는 관전압의 크기에 의해 조절될 수 있고, 에너지 대역의 하한, 즉 조사되는 엑스선의 최소 에너지는 필터에 의해 조절될 수 있다. 필터를 이용하여 저에너지 대역의 엑스선을 여과시키면, 조사되는 엑스선의 평균 에너지를 높일 수 있다.
방사선 검출기 모듈(112)은 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출하여 대상체(30)에 대한 투영 데이터를 획득하고, 획득된 투영 데이터를 영상 처리부(120)로 전송한다. 어느 한 시점에서 획득되는 투영 데이터는 대상체(30)에 대한 2차원 투영 영상을 나타내며, 방사선 소스(111)와 방사선 검출기 모듈(112)이 회전하면서 복수의 시점에서 투영 데이터를 획득하므로 영상 처리부(120)로 전송되는 투영 데이터는 복수의 2차원 투영 영상을 나타낸다.
컴퓨터 단층 촬영에서 방사선 검출기 모듈(112)은 DAS(Data Acquisition System)이라고도 불리는바, 방사선 검출기 모듈(112)은 1차원 어레이 형태로 프레임에 장착된 복수의 검출기를 포함할 수 있다. 방사선 검출기의 구조에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
스캔부(110)가 양전자 단층 촬영을 수행하는 경우에는 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 결합한 의약품을 생체 내에 주입한 후 스캔부(110)를 이용하여 이를 추적함으로써 체내 분포를 파악한다. 이 경우에도 의료 영상 장치(100)의 외관은 도 2a에 도시된 컴퓨터 단층 촬영을 수행하는 경우와 유사하다.
방출된 양전자는 생체 내에서 주위에 있는 전자와 결합하여 소멸되고, 양전자가 소멸하면서 서로 정반대의 방향으로 감마선이 방출된다. 방출된 감마선은 생체 조직을 투과하는바, 스캔부(110)는 생체 조직을 투과한 감마선을 검출하는 방사선 검출기 모듈을 포함한다. 감마선이 어느 방향으로 방출될지 예측할 수 없으므로, 양전자 단층 촬영에서의 방사선 검출기 모듈은 복수의 검출기가 대상체를 둘러싸는 원형의 링 모양으로 배열된 형태를 갖는다.
도 3a및 도 3b에는 스캔부가 토모신세시스 수행하는 경우의 의료 영상 장치의 외관도가 도시되어 있고, 도 3c에는 엑스선을 검출하는 방사선 검출기의 구조를 나타낸 도면이 도시되어 있다.
스캔부(110)가 토모신세시스(Tomosynthesis)를 수행하는 경우에는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 스캔부(110)는 방사선을 발생시켜 대상체(30)에 조사하는 방사선 소스(111) 및 대상체(30)를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출기 모듈(112)을 포함한다. 방사선 소스(111)는 엑스선을 발생시킬 수 있으며, 그 내부 구성은 앞서 도 2b에서 설명한 바와 같다.
연조직으로만 이루어진 유방의 특성 상 선명한 영상을 얻기 위해 압착 패들(107)을 이용하여 대상체인 유방(30)을 압착할 수 있다. 압착 패들(107)은 방사선 검출기 모듈(112)과 연결된 제2암(104b)을 따라 상하 방향으로 이동 가능하며, 유방(30)이 방사선 검출기 모듈(112) 위에 위치하면 압착 패들(107)이 아래로 이동하여 유방(30)을 일정 두께로 압착한다.
유방(30)이 압착되면 방사선 소스(111)에서 엑스선이 조사되고, 유방(30)을 투과한 엑스선은 방사선 검출기 모듈(112)에 의해 검출된다. 방사선 검출기 모듈(112)은 검출된 엑스선으로부터 투영 데이터를 획득하여 영상 처리부(120)로 전송한다. 스캔부(110) 또는 방사선 소스(111)는 일정 각도, 예를 들어 20도 내지 60도로 회전하여 서로 다른 복수의 시점에서 대상체를 스캔한다. 따라서, 영상 처리부(120)로 전송되는 투영 데이터는 대상체(30)에 대한 복수의 2차원 투영 영상을 나타낸다.
서로 다른 복수의 시점에서 대상체를 스캔하기 위해, 도 3a에 도시된 바와 같이 방사선 소스(111)가 연결된 제1암(104a)이 하우징(102)과 연결된 축(109)을 중심으로 일정 각도로 회전하면서 대상체(30)에 엑스선을 조사할 수 있다. 이 때, 방사선 검출기 모듈(112)은 고정될 수도 있고, 함께 회전할 수도 있으나, 스캔부(110)가 도 3a에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 경우에는 방사선 검출기 모듈(112)은 고정되고 방사선 소스(111)만 회전한다.
또는, 도 3b에 도시된 바와 같이 방사선 소스(111)와 방사선 검출 모듈(112)이 모두 제1암(104a)에 연결된 일체형 구조를 갖는 경우에는 제1암(104a)이 회전축(109)을 중심으로 회전할 때에 방사선 소스(111)와 방사선 검출기 모듈(112)이 함께 회전한다.
방사선 검출기 모듈(112)은 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출하는 방사선 검출기를 포함하고, 엑스선의 산란을 방지하기 위한 그리드도 함께 포함할 수 있다.
방사선 검출기는 재료 구성 방식, 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환시키는 방식 및 영상 신호를 획득하는 방식에 따라 구분될 수 있다.
먼저, 방사선 검출기는 재료 구성 방식에 따라 단일형 소자로 구성되는 경우와 혼성형 소자로 구성되는 경우로 구분된다.
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.
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, 포토다이오드나 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.
그리고, 방사선 검출기는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분된다.
직접변환방식에서는, 엑스선이 조사되면 수광 소자 내부에 일시적으로 전자-정공 쌍이 생성되고, 수광 소자의 양단에 인가되어 있는 전장에 의해 전자는 양극으로 정공은 음극으로 이동하는바, 엑스선 검출기가 이러한 이동을 전기적 신호로 변환한다. 직접변환방식에서 수광 소자에 사용되는 물질은 a-Se, CdZnTe, HgI2, PbI2 등이 있다.
간접변환방식에서는, 수광 소자와 엑스선 소스 사이에 섬광체(scintillator)를 구비하여 엑스선 소스에서 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.
또한, 방사선 검출기는 영상 신호를 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.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 장치(100)에 사용되는 방사선 검출기는 상술한 방식 중 어느 방식이 적용되어도 무방하다.
일 예로서, 방사선 검출기(112a)는 도 3c에 도시된 바와 같이 엑스선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 수광 소자(112a-1)와 전기적인 신호를 읽어 내는 독출 회로(121a-2)를 포함할 수 있다. 여기서, 독출 회로(121a-2)는 복수의 픽셀 영역을 포함하는 2차원 픽셀 어레이 형태로 이루어질 수 있다. 수광 소자(121a-1)를 구성하는 물질로는 낮은 에너지와 적은 선량에서의 높은 해상도와 빠른 응답 시간 및 높은 동적 영역을 확보하기 위하여 단결정 반도체 물질을 사용할 수 있고, 단결정 반도체 물질은 Ge, CdTe, CdZnTe, GaAs 등이 있다.
수광 소자(121a-1)는 고저항의 n형 반도체 기판(121a-3)의 하부에 p형 반도체가 2차원 픽셀 어레이 구조로 배열된 p형 층(121a-4)을 접합하여 PIN 포토다이오드 형태로 형성할 수 있고, CMOS 공정을 이용한 독출 회로(121a-2)는 각 픽셀 별로 수광 소자(121a-1)와 결합된다. CMOS 독출 회로(121a-2)와 수광 소자(121a-1)는 플립 칩 본딩 방식으로 결합할 수 있는바, 땜납(PbSn), 인듐(In) 등의 범프(bump)(121a-5)를 형성한 후 reflow하고 열을 가하며 압착하는 방식으로 결합할 수 있다. 다만, 상술한 구조는 방사선 검출기(121a)의 일 예시에 불과하며, 방사선 검출기(121a)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 이 외에도 공지된 방사선 검출기의 어떤 구조든지 개시된 발명의 실시예에 적용될 수 있다.
한편, 상술한 도 3c의 방사선 검출기(121a)의 구조는 앞서 설명한 컴퓨터 단층 촬영을 수행하는 스캔부(110)에 대해서도 적용될 수 있다.
도 4에는 스캔부가 자기 공명을 이용하는 경우의 외관도가 도시되어 있다.
자기 공명을 이용하는 경우, 스캔부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(101) 내부에 장착된 자석 어셈블리(110)를 포함하고, 자석 어셈블리(110)는 하우징(101)에 의해 형성된 보어(105) 내부에 정자장(static field)을 형성하는 정자장 코일(113), 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient field)을 형성하는 경사 코일(114) 및 RF 펄스를 인가하여 원자핵을 여기시키고 원자핵으로부터 에코 신호를 수신하는 RF 코일(115)을 포함한다. 즉, 보어(105)의 내부 공간에 대상체(30)가 위치하는 환자 테이블(103)이 이송되면 대상체(30)에 정자장, 경사자장 및 RF 펄스가 인가되어 대상체(30)를 구성하는 원자핵이 여기되고, 그로부터 에코 신호가 발생된다. RF 코일(115)은 에코 신호를 수신하여 영상 처리부(120)로 전송한다. 스캔부(110)가 자기 공명 촬영을 수행하는 경우에는 RF 코일(115)에서 수신한 에코 신호가 대상체에 대한 투영 데이터가 된다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 스캔부(110)가 자기 공명 촬영을 수행하는 경우에는 의료 영상 장치(100)에 정자장의 세기 및 방향을 제어하고, 펄스 시퀀스를 설계하여 그에 따라 경사 코일(113)과 RF 코일(115)을 제어하는 제어기가 구비될 수 있다.
다시 도 2a, 도 3a, 도 3b 및 도 4를 참조하면, 의료 영상 장치(100)는 스캔부(110)의 동작이나 영상 처리 등에 관한 전반적인 제어를 수행하는 호스트 장치(130)를 포함한다. 호스트 장치(130)에는 2차원 디스플레이부(131)와 3차원 디스플레이부(132)가 구비될 수 있으며, 사용자로부터 제어 명령을 입력받는 입력부(133)도 구비될 수 있다.
지금까지 대상체를 스캔하여 투영 데이터를 획득하는 스캔부(110)의 구성 및 동작에 대해 구체적으로 설명하였는바, 이하 대상체의 내부를 영상화하는 영상 처리부(120)의 구성 및 동작에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 3차원 복원부가 구체화된 제어 블록도이며, 도 6a는 대상체의 단층 영상을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6b는 복원된 대상체의 볼륨을 개략적으로 나타낸 도면이다.
스캔부(110)에서 대상체를 스캔하여 획득한 투영 데이터는 3차원 복원부(121)로 전송된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 3차원 복원부(121)는 대상체의 단층 영상을 생성하는 단층 영상 생성부(121a)와 대상체의 단층 영상으로부터 대상체의 볼륨 데이터를 생성하는 볼륨 데이터 생성부(121b)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 스캔부(110)는 대상체(30)의 주위를 일정 각도로 회전하거나 대상체(30)를 둘러싼 구조를 이용하여 서로 다른 복수의 시점에서 투영 데이터를 획득하는바, 단층 영상 생성부(121a)는 스캔부(110)로부터 전송되는 투영 데이터를 재구성하여 대상체(30)의 단층 영상을 생성할 수 있다. 단층 영상은 대상체의 단면을 나타내는 영상으로서, 설명의 편의상 개시된 발명의 실시예에서는 투영 데이터를 재구성하여 생성되는 영상은 단층 영상이라 하기로 한다.
단층 영상 생성부(121a)에서 투영 데이터를 재구성하는 방법으로는 반복(iterative) 방법, 직접 푸리에(direct fourier) 방법, 역투영법(back projection), 여과 중첩 재구성법(filtered back-projection) 등이 있다.
반복 방법은 투영 데이터를 연속적으로 보정하여 대상체의 원래 구조에 근접한 데이터가 얻어질 때까지 보정하는 방법이고, 역투영법은 복수의 시점에서 얻은 투영 데이터들을 한 화면에 되돌려 놓는 방법이며, 직접 푸리에 변환법은 투영 데이터를 공간 영역에서 주파수 영역으로 변환하는 방법이다. 여과 중첩 재구성법은 투영 데이터의 중심 부위 주변으로 형성되는 흐림을 상쇄시키기 위하여 여과 처리를 한 후에 역투영을 하는 방법이다.
스캔은 대상체의 일정 면적을 갖는 영역에 대해 이루어지므로, 단층 영상 생성부(121a)는 서로 다른 위치에 대응되는 복수의 단층 영상을 생성할 수 있다.
일 예로서, 도 6a를 참조하면, 대상체(30)가 인체의 흉부이고 인체를 보어(105) 내부로 이송하여 스캔한 경우 xz 평면 상의 일정 면적을 갖는 영역에 대해 투영 데이터가 획득되는바, xy 평면 상의 단층 영상을 z 방향으로 복수 개(SI1 내지 SIn) 생성할 수 있다.
볼륨 데이터 생성부(121b)는 복수의 단층 영상을 이용하여 대상체의 볼륨을 3차원 복원한다. 복수의 단층 영상이 횡단면 영상인 경우에는 종축 방향으로 복수의 단면 영상을 축적하여 대상체의 볼륨을 3차원 복원할 수 있다. 도 6a의 예시에서는, 복수의 단면 영상(SI1 내지 SIn)을 z 방향으로 축적하여 대상체의 볼륨을 복원할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 대상체의 볼륨은 볼륨 데이터로 표현될 수 있으며, 볼륨 데이터는 3차원으로 배열된 데이터들의 집합이다. 볼륨 데이터를 구성하는 데이터를 복셀(voxel)이라 하며, 복셀은 일정한 간격마다 샘플링된 스칼라 값 또는 벡터 값을 갖는다.
이하 도 7 및 도 8a, b를 참조하여 2차원 영상 생성부(122)의 동작을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은 어느 한 시점에서 대상체의 볼륨을 렌더링하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
일 예로서, 2차원 영상 생성부(122)는 도 7에 도시된 바와 같이 대상체의 볼륨에 대해 어느 한 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 해당 시점에서 대상체의 볼륨을 바라본 것과 같은 2차원 영상을 생성할 수 있다. 어느 한 시점에서의 볼륨 렌더링은 해당 시점에서 대상체의 볼륨을 투영하는 것으로 볼 수 있으므로, 이하 상술할 실시예에서는 볼륨 렌더링에 의해 생성되는 2차원 영상을 재투영 영상이라 하기로 한다.
볼륨 렌더링이란 3차원의 볼륨 데이터를 2차원 영상으로 가시화하는 작업으로서, 볼륨 렌더링의 방식은 크게 표면 렌더링(surface rendering) 방식과 직접 렌더링(direct rendering) 방식으로 나뉜다. 표면 렌더링 방식은 볼륨 데이터로부터 사용자가 설정한 스칼라 값과 공간적인 변화량을 기반으로 표면 정보를 추정한다. 그리고, 이를 다각형이나 곡면 패치(patch) 등의 기하학적 요소로 바꾸어 가시화한다. 대표적인 표면 렌더링 방식에는 마칭 큐브(marching cubes) 알고리즘이 있다.
직접 렌더링 방식은 표면을 기하학적 요소로 바꾸는 중간 단계 없이 볼륨 데이터를 직접 가시화하는 방식이다. 직접 렌더링 방식은 볼륨 데이터를 탐색하는 방식에 따라 영상 순서(image-order) 알고리즘과 객체 순서(object-order) 알고리즘으로 나뉠 수 있다.
객체 순서 알고리즘은 볼륨 데이터를 저장 순서에 따라 탐색하여 각 복셀을 그에 대응되는 픽셀에 합성하는 방식으로서, 대표적인 예로서 스플래팅(splatting) 방식이 있다.
영상 순서 알고리즘은 영상의 스캔 라인 순서대로 각 픽셀 값을 결정해 나가는 방식으로서, 각각의 픽셀로부터 출발한 광선을 따라 볼륨 데이터에 대응되는 픽셀 값을 차례로 결정해 나가는 방식이다. 영상 순서 알고리즘의 대표적인 방식으로 레이 캐스팅(ray casting)과 레이 트레이싱(ray tracing)이 있다.
레이 캐스팅은 영상 평면을 구성하는 각 픽셀로부터 광선을 조사하여 광선 위의 각 샘플점에서의 색상과 불투명도 값(opacity)을 구하고, 이들을 합성함으로써 해당 픽셀의 값을 결정하는 방식이다. 광선의 조사 방법 즉, 투영 방법은 평행 투영(parallel projection)과 투시 투영(perspective projection)이 있다.
레이 트레이싱은 뷰어의 눈에 들어오는 광선의 경로를 일일이 추적하는 방식으로서, 광선이 대상체의 볼륨과 만나는 교점만을 찾는 레이 캐스팅과 달리 조사된 광선의 경로를 추적하여 광선의 반사, 굴절과 같은 현상까지도 반영할 수 있다.
레이 트레이싱은 순방향 레이 트레이싱과 역방향 레이 트레이싱으로 나뉠 수 있다. 순방향 레이 트레이싱은 가상의 광원에서 조사된 광선이 대상체에 닿아 반사, 산란, 투과되는 현상을 모델링하여 최종적으로 뷰어의 눈에 들어오는 광선을 찾는 기법이고, 역방향 레이 트레이싱은 뷰어의 눈에 들어오는 광선의 경로를 역방향으로 추적하는 기법이다.
2차원 영상 생성부(122)는 상술한 볼륨 렌더링 방식 중 하나를 적용하여 어느 한 시점에서의 재투영 영상을 생성할 수 있다.
한편, 볼륨 렌더링을 수행하는 시점은 사용자가 입력부(133)를 통해 설정할 수 있으며, 2차원 영상 생성부(122)에서 임의로 설정하는 것도 가능하다. 개시된 발명의 실시예에서 사용자는 의료 영상 장치(100)를 이용하여 피검체의 진단을 수행하는 자로서 의사, 방사선사, 간호사 등을 포함하는 의료진일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 의료 영상 장치(100)를 사용하는 자이면 모두 사용자가 될 수 있는 것으로 한다.
도 8a 및 도 8b는 대상체의 볼륨으로부터 단면 영상을 생성하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
다른 예로서, 2차원 영상 생성부(122)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 대상체의 볼륨으로부터 임의의 평면에 대응되는 단면 영상(SI)을 생성할 수도 있다. 이 경우, 2차원 영상 생성부(122)에서 생성하는 2차원 영상은 대상체의 단면 영상이 된다.
도 8a를 참조하면, 2차원 영상 생성부(122)는 x, y, z축으로 표현되는 3차원 공간 상에 위치하는 대상체의 볼륨으로부터 xy 평면, xz 평면 또는 yz 평면에 대응되는 단면 영상(SI)을 생성할 수 있다. 또는, 도 8b에 도시된 바와 같이, xy 평면, xz 평면 또는 yz 평면 이외의 임의의 평면에 대응되는 단면 영상(SI)을 생성할 수도 있다.
2차원 영상 생성부(122)에서 생성하는 단면 영상이 나타내는 영역은 사용자가 입력부(133)를 통해 설정할 수 있다. 따라서, 사용자는 대상체에서 단면 정보가 필요한 영역을 단면 영상이 생성되는 영역으로 설정함으로써 진단에 필요한 단면 영상을 얻을 수 있다.
2차원 영상 생성부(122)에서 생성한 2차원 영상은 2차원 디스플레이부(131)를 통해 표시된다. 2차원 디스플레이부(131)는 LCD, LED, OLED, PDP, CRT 등의 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
한편, 2차원 디스플레이부(131)는 단층 영상 생성부(121a)에서 생성한 대상체의 단층 영상을 표시하는 것도 가능하다.
사용자는 2차원 디스플레이부(131)에 표시된 단면 영상, 렌더링 영상 또는 단층 영상을 통해 세부적으로 파악하고자 하는 영역에 대한 정보 또는 전체적인 구조를 확인할 수 있다.
이하 도 9 내지 도 13을 참조하여 3차원 영상 생성부(123)에서 대상체에 대한 3차원 영상을 생성하는 동작을 구체적으로 설명하도록 한다.
3차원 영상 생성부(123)는 대상체의 볼륨에 대해 복수의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 각각의 시점에 대응되는 복수의 재투영 영상을 생성한다. 3차원 영상 생성부(123)에서 생성하는 3차원 영상은 3차원 디스플레이부(132)를 통해 출력되었을 때 3차원 입체 영상으로 보여질 수 있는 영상으로서, 복수의 재투영 영상도 3차원 영상에 해당한다.
3차원 영상 생성부(123)에서 수행하는 볼륨 렌더링은 2차원 영상 생성부(122)에서 수행하는 볼륨 렌더링과 같은 방식일 수도 있고 다른 방식일 수도 있다.
도 9는 좌시점 및 우시점에서 볼륨 렌더링을 수행하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
볼륨 렌더링이 이루어지는 복수의 시점의 개수는 3차원 디스플레이부(132)의 출력 포맷에 의해 결정될 수 있다. 일 예로서, 3차원 디스플레이부(132)가 스테레오스코픽(stereoscopic) 방식에 대응되는 출력 포맷을 갖는 경우에는3차원 영상 생성부(123)가 도 9에 도시된 바와 같이 대상체의 볼륨에 대해 인체의 좌안 및 우안에 대응되는 좌시점 및 우시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 좌시점에 대응되는 재투영 영상(좌시점 영상)과 우시점에 대응되는 재투영 영상(우시점 영상)을 생성할 수 있다. 생성된 좌시점 영상과 우시점 영상은 3차원 디스플레이부(132)에 입력된다.
도 10은 3차원 디스플레이의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 10을 참조하면, 3차원 디스플레이부(132)는 좌시점 영상과 우시점 영상을 입체적으로 표시하는 3차원 디스플레이(132b)와 3차원 디스플레이(132a)를 제어하는 디스플레이 제어부(132a)를 포함한다.
다시 도 9를 참조하면, 3차원 디스플레이부(132)가 스테레오스코픽 방식인 경우에는 뷰어가 특수 안경(135)을 착용함으로써 3차원 디스플레이부(132)에 표시되는 영상을 입체적으로 볼 수 있다.
구체적으로, 스테레오스코픽 방식은 편광 글래스 방식과 셔터 글래스 방식으로 나뉠 수 있다. 전자의 경우, 디스플레이 제어부(132a)는 3차원 디스플레이(132b)를 구성하는 주사선을 짝수선과 홀수선으로 나눈 뒤 각각의 주사선에 좌시점 영상과 우시점 영상이 표시되도록 한다. 즉, 좌시점 영상과 우시점 영상이 3차원 디스플레이(132b)에 동시에 표시된다. 디스플레이(132b)의 전면에는 두 영상을 분리하여 출력할 수 있는 편광 필터가 부착되며, 특수 안경(135)에는 서로 다른 편광판이 좌측의 렌즈와 우측의 렌즈에 각각 장착되는바, 좌시점 영상은 좌측의 렌즈를 통해서만 보이고, 우시점 영상은 우측의 렌즈를 통해서만 보인다.
셔터 글래스 방식을 적용하는 경우에는 디스플레이 제어부(132a)가 좌시점 영상과 우시점 영상이 3차원 디스플레이(132b)에 교대로 표시되도록 한다. 이 때, 특수 안경(135)에 장착된 셔터는 3차원 디스플레이부(132)와 동기화되어 3차원 디스플레이(132b)에 표시되는 영상이 좌시점 영상인지 우시점 영상인지에 따라 선택적으로 개폐된다.
한편, 3차원 디스플레이부(132)는 특수 안경을 사용하지 않는 오토스테레오스코픽(autostereoscopic) 방식을 채용하는 것도 가능하다. 오토스테레오스코픽 방식에는 다시점(multi-view) 방식, 부피 표현(volumetric) 방식 및 직접 영상(Integral Image) 방식 등이 있다.
3차원 디스플레이부(132)가 다시점 방식을 채용하는 경우에는 3차원 영상 생성부(123)에서 다시점 입체 영상을 생성하여 3차원 디스플레이부(132)로 출력한다.
도 11은 다시점 방식이 채용되는 경우의 3차원 영상 생성부의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 11을 참조하면, 의료 영상 장치(100)의 3차원 영상 생성부(123)는 대상체의 볼륨에 대해 복수의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하는 렌더링부(123a)와 볼륨 렌더링에 의해 생성된 복수의 재투영 영상을 합성하여 다시점 입체 영상을 생성하는 영상 합성부(123b)를 포함할 수 있다.
도 12는 대상체의 볼륨을 렌더링하여 복수의 재투영 영상을 생성하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 13은 복수의 재투영 영상을 합성하여 3차원 디스플레이부에 입력하는 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 렌더링부(123a)는 대상체의 볼륨에 대해 n개(n은 2이상의 정수)의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 각각의 시점에 대응되는 n개의 재투영 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 렌더링부(123a)는 시점 1에 대응되는 재투영 영상(시점 1 영상) 내지 시점 n에 대응되는 재투영 영상(시점 n 영상)을 생성할 수 있다.
도 13을 참조하면, 영상 합성부(123b)는 시점 1 영상 내지 시점 n 영상을 합성하여 다시점 입체 영상을 생성하는바, 각각의 시점에 대응되는 영상을 합성하는 기술을 위빙(weaving)이라고도 한다. 다시점 입체 영상은 3차원 디스플레이부(132)로 출력되고, 3차원 디스플레이부(132)는 다시점 입체 영상을 입체적으로 표시한다.
3차원 디스플레이부(132)는 3차원 디스플레이(132b)의 전면에 설치되는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)나 패럴렉스 배리어(parallax barrier)를 구비할 수 있다. 렌티큘러 렌즈는 빛을 모아 좌우 영상을 분리하고 패럴렉스 배리어는 빛을 차단하여 좌우 영상을 분리함으로써 뷰어가 특수 안경을 쓰지 않고서도 입체감을 느끼도록 할 수 있다.
사용자는 2차원 디스플레이부(131)에 표시되는 단면 영상 또는 어느 한 시점에서의 재투영 영상으로부터 관심 영역 대한 세부적인 정보를 파악할 수 있고, 이와 함께3차원 디스플레이부(132)에 표시되는 3차원 입체 영상으로부터 대상체의 전체 윤곽과 깊이 정보를 파악할 수 있다. 즉, 정확한 진단을 위해 필요한 정보를 한눈에 파악할 수 있게 되므로, 진단의 정확성과 효율성이 향상될 수 있다.
이하 개시된 발명의 일 측면에 따른 의료 영상 장치의 제어 방법에 관한 실시예를 설명하도록 한다.
도 14는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 먼저 대상체에 대한 투영 데이터를 획득한다(311). 투영 데이터는 서로 다른 복수의 시점에서 대상체를 스캔하여 획득될 수 있는바, 대상체의 스캔은 방사선을 이용하는 컴퓨터 단층 촬영, 양전자 단층 촬영 및 토모신세시스 중 적어도 하나 또는 자기 공명 촬영에 의해 수행될 수 있다.
투영 데이터를 이용하여 대상체의 볼륨을 복원한다(312). 대상체의 볼륨을 복원하기 위해 투영 데이터를 재구성하여 복수의 단층 영상을 생성하고, 복수의 단층 영상을 축적하여 볼륨 데이터를 생성할 수 있다. 대상체의 볼륨은 3차원으로 배열된 볼륨 데이터로 이루어진다. 투영 데이터의 재구성 및 볼륨 데이터의 생성에 관한 설명은 앞서 의료 영상 장치의 실시예에서 설명한 바와 같으므로 여기서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
대상체의 볼륨으로부터 2차원 영상을 생성한다(313). 2차원 영상은 대상체의 볼륨에 대해 어느 한 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 생성되는 재투영 영상일 수도 있고, 대상체의 볼륨 중 임의의 평면에 대응되는 단면 영상일 수도 있다. 볼륨 렌더링에 관한 구체적인 설명은 전술한 의료 영상 장치(100)의 실시예에서와 같다.
대상체의 볼륨으로부터 3차원 영상을 생성한다(314). 3차원 영상은 대상체의 볼륨에 대해 복수의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 생성되는 복수의 재투영 영상 또는 복수의 재투영 영상을 합성하여 생성되는 다시점 입체 영상일 수 있다. 순서도의 특성상 3차원 영상의 생성을 후술하였는바, 2차원 영상과 3차원 영상은 동시에 생성될 수도 있고, 2차원 영상이 먼저 생성될 수도 있다. 즉, 개시된 발명의 실시예에서는 2차원 영상과 3차원 영상의 생성 순서에 제한을 두지 않는다.
2차원 영상을 2차원 디스플레이부에 표시하고, 3차원 영상을 3차원 디스플레이부에 표시한다(315). 사용자는 2차원 디스플레이부(131)에 표시되는 단면 영상 또는 어느 한 시점에서의 재투영 영상으로부터 관심 영역 대한 세부적인 정보를 파악할 수 있고, 이와 함께3차원 디스플레이부(132)에 표시되는 3차원 입체 영상으로부터 대상체의 전체 윤곽과 깊이 정보를 파악할 수 있다. 즉, 정확한 진단을 위해 필요한 정보를 한눈에 파악할 수 있게 되므로, 진단의 정확성과 효율성이 향상될 수 있다.
100 : 의료 영상 장치 110 : 스캔부
120 : 제어부 121 : 3차원 복원부
122 : 2차원 영상 생성부 123 : 3차원 영상 생성부
131 : 2차원 디스플레이부 132 : 3차원 디스플레이부

Claims (17)

  1. 대상체에 대한 투영 데이터를 획득하는 스캔부;
    상기 투영 데이터로부터 상기 대상체의 볼륨을 복원하는 3차원 복원부;
    상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한2차원 영상을 생성하는 2차원 영상 생성부;
    상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 생성하는 3차원 영상 생성부;
    상기 대상체에 관한 2차원 영상을 표시하는 2차원 디스플레이부; 및
    상기 대상체에 관한 3차원 영상을 입체적으로 표시하는 3차원 디스플레이부를 포함하는 의료 영상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캔부는,
    서로 다른 복수의 시점에서 상기 투영 데이터를 획득하는 의료 영상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 3차원 복원부는,
    상기 투영 데이터를 재구성하여 상기 대상체에 대한 복수의 단층 영상을 생성하는 단층 영상 생성부; 및
    상기 복수의 단층 영상을 축적하여 상기 대상체의 볼륨을 나타내는 볼륨 데이터를 생성하는 볼륨 데이터 생성부를 포함하는 의료 영상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 영상 생성부는,
    상기 대상체의 볼륨에 대해 적어도 하나의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 상기 적어도 하나의 시점에 대응되는 재투영 영상을 생성하는 의료 영상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 영상 생성부는,
    상기 대상체의 볼륨으로부터 적어도 하나의 평면에 대응되는 단면 영상을 생성하는 의료 영상 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 3차원 영상 생성부는,
    상기 대상체의 볼륨에 대해 서로 다른 복수의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 상기 복수의 시점에 각각 대응되는 복수의 재투영 영상을 생성하는 의료 영상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 3차원 영상 생성부는,
    상기 복수의 재투영 영상을 합성하여 다시점 입체 영상을 생성하는 의료 영상 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 재투영 영상은,
    좌시점에 대응되는 재투영 영상 및 우시점에 대응되는 재투영 영상을 포함하는 의료 영상 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 3차원 디스플레이부는,
    상기 좌시점에 대응되는 2차원 영상 및 상기 우시점에 대응되는 2차원 영상을 동시에 표시하는 의료 영상 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 3차원 디스플레이부는,
    상기 좌시점에 대응되는 2차원 영상 및 상기 우시점에 대응되는 2차원 영상을 교대로 표시하는 의료 영상 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 3차원 디스플레이부는,
    상기 다시점 입체 영상을 표시하는 3차원 디스플레이; 및
    상기 3차원 디스플레이의 전면에 배치되는 렌티큘러 렌즈 또는 패럴랙스 배리어를 포함하는 의료 영상 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캔부는,
    컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography), 양전자 단층 촬영(Positron Emission Tomography), 토모신세시스(Tomosynthesis) 및 자기 공명 촬영(Magnetic Resonance Imaging) 중 적어도 하나를 수행하여 상기 대상체에 대한 투영 데이터를 획득하는 의료 영상 장치.
  13. 대상체에 대한 투영 데이터를 획득하는 단계;
    상기 투영 데이터로부터 상기 대상체의 볼륨을 복원하는 단계;
    상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한 2차원 영상을 생성하는 단계;
    상기 대상체의 볼륨으로부터 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 대상체에 관한 2차원 영상을 2차원 디스플레이부를 통해 표시하고, 상기 대상체에 관한 3차원 영상을 3차원 디스플레이부를 통해 표시하는 단계를 포함하는 의료 영상 장치의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 대상체에 관한 2차원 영상을 생성하는 단계는,
    상기 대상체의 볼륨에 대해 적어도 하나의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 상기 적어도 하나의 시점에 대응되는 재투영 영상을 생성하는 것을 포함하는 의료 영상 장치의 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 대상체에 관한 2차원 영상을 생성하는 단계는,
    상기 대상체의 볼륨으로부터 적어도 하나의 평면에 대응되는 단면 영상을 생성하는 의료 영상 장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 대상체에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계는,
    상기 대상체의 볼륨에 대해 서로 다른 복수의 시점에서 볼륨 렌더링을 수행하여 상기 복수의 시점에 각각 대응되는 복수의 재투영 영상을 생성하는 것을 포함하는 의료 영상 장치의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 대상체에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 재투영 영상을 합성하여 다시점 입체 영상을 생성하는 것을 더 포함하는 의료 영상 장치의 제어 방법.
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WO2017069347A1 (ko) * 2015-10-20 2017-04-27 한국과학기술원 자기 공명 영상에서의 고스트 아티팩트를 제거하는 방법 및 이를 위한 자기 공명 장치

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