KR20140135178A

KR20140135178A - X-선 감소 시스템

Info

Publication number: KR20140135178A
Application number: KR1020147024644A
Authority: KR
Inventors: 하임 즈비 멜먼
Original assignee: 컨트롤라드 시스템 인코퍼레이티드
Priority date: 2012-03-03
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-11-25
Also published as: EP2822469A2; CN104540452A; WO2013132387A3; WO2013132387A2; WO2013132387A4; CN104540452B; US20150023466A1; JP2015513423A; US9592014B2; HK1206574A1

Abstract

본 발명은 X-선 방출원, 본질적으로 라운드진 시준기, 검출기와 모티터, 상기 시준기의 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 상기 시준기를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 X-선 시스템에 있어서, 상기 시준기는 모든 방사선이 통과하도록 허용하는 구멍 및, 재료와 그 재료의 두께 그리고 상기 구멍과 외측 환형부 사이의 내측 환형부에 의존하고, 두께가 상기 구멍으로부터의 거리의 함수로 변하되, 상기 구멍 측에서 두께 제로로부터 시작해서 상기 외측 환형부 측에서 외측 환형부의 두께로 끝나, 통과하는 방사선량을 감소시키는 외측 환형부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템을 제공한다.

Description

X-선 감소 시스템{X-RAY REDUCTION SYSTEM}

본 발명은 형광 투시 촬영 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투시 촬영 동안에 X-선 방사선량을 제어하는 분야에 관한 것이다.

본 특허 출원은 미국 가특허 출원 제61/606,375호(2012년 3월 3일 출원)에 기초하여 우선권 주장하며, 그러한 출원과 관련되어 있으며, 나아가 상기 가특허 출원은 여기서 전체적으로 참조되어 통합되어져 있다.

전형적인 투시 촬영 시스템에서 X-선 관은 비교적 광범위한 입체각에 걸쳐 X-선 방사선을 발생시킨다. 환자 및 의료 팀에 대한 불필요한 노출을 피하기 위하여 납과 같은 X-선 흡수 재료의 시준기가 불필요한 방사선을 차단하기 위하여 사용된다. 이러한 방식으로 단지 유용한 방사선의 필요한 입체각이 X-선 관을 나와 필요한 구성요소에만 노출된다.

그러한 시준기는 전형적으로 정적 모드로 사용되지만 다양한 형태의 디자인 및 X-선 방사선 기하학을 가질 수 있다. 시준기는 입력으로서 예컨대 절차와 관련된 장기(기관) 환경의 차원 또는 치수를 사용하여 수동 또는 자동으로 셋업될 수 있다.

투시 촬영에서 상황은 단일 노출 X-선에 비하여 보다 더 동적이다. X-선 방사선은 비교적 긴 기간 동안 활성화되고 치료하는 의료진은 전형적으로 환자 근처, 따라서 X-선 방사선 근처에 서 있어야만 한다. 결과적으로, 의료 팀에 대한 노출을 최소화하는 방법을 제공하는 것이 필요하다. X-선 방사선 강도를 감소시키는 방법이 제안되었고, 결과적으로 X-선 영상의 감소된 신호 대 잡음비(S/N)는 디지털 영상 개선에 의해 보상되었다. 다른 방법으로는 X-선 방사선의 입체각을 영상 강화기의 일부에 제한하고, 시준기를 관심 영역(ROI)이 나머지 영역 보다 더 노출되도록 영상 강화기의 전체 입력 영역을 스왑(swap)하도록 이동시키는 시준기가 제안되었다. 이러한 방법으로, ROI는 우수한 S/N 영상을 생성하기 위해 충분히 높은 X-선 방사선을 가지게 되는 반면, 영상의 나머지는 낮은 X-선 강도에 노출되어져 비교적 낮은 S/N 영상을 제공하게 된다. ROI 크기 및 위치는 복수의 방법으로 결정될 수 있다. 예컨대, 그것은 영상의 중심에 고정된 영역일 수 있고 또는 영상의 가장 활동적인(active) 영역 주변으로 자동적으로 집중될 수 있는데, 이와 같은 활동성은 투시 촬영 시스템의 비디오 카메라로부터 수신된 일련의 연속적 영상의 시간적 영상 분석에 의해 결정된다.

본 발명의 목적은 요구되는 ROI가 위치하는 영상 강화기의 입력 영역에 높은 노출을 제공하여 높은 S/N 영상을 제공하는 반면, 보다 낮은 영상 품질(낮은 S/N)을 희생하면서 영상 강화기 영역의 다른 섹션의 노출을 감소시키는 것에 있다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, X-선 방출원, 단일 기본적 원형 시준기, 검출기, 모니터 및 상기 시준기를 상기 시준기 평면에 일반적으로 수직한 축 둘레로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 X-선 시스템에 있어서, 상기 시준기는 X-선 방사선에 기본적으로 불투명한 영역과 X-선에 투명한 영역으로 구성되는 X-선 시스템을 제공한다.

상기 검출기는 상기 시준기의 360도 회전(노출 사이클) 동안에 신호들을 통합하는 수단을 포함하고, 상기 시스템은 상기 검출기로부터의 픽셀 값들을 포함하는 프레임들을 판독하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 각각의 노출 사이클의 말에 픽셀 값들을 판독하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 노출 사이클의 정수 말에 픽셀 값들을 판독하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 노출 사이클의 말 이전에 픽셀 값들을 판독하는 수단을 포함할 수 있다.

노출 사이클 동안 판독되는 프레임들의 수는 정수이다.

시준기의 형태, 속도 및 위치에 따라 각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정을 계산하기 위한 수단 및 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단을 포함할 수 있다.

노출 사이클내에 판독된 모든 프레임들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 구성된다.

프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 구성된다.

프레임내에 판독된 프레임들에서 모든 노출된 픽셀들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 구성된다.

프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들의 모든 노출 픽셀들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 구성된다.

각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 DPP에서의 차이를 보상하기 위한 이론적 인자를 픽셀 값에 곱셈하는 수단을 포함할 수 있다.

각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 캘리버레레이션 프레임을 획득하는 수단 및 상기 캘리버레이션 프레임들에 기초하여 각각의 픽셀에 대한 캘리버레이션 인자를 계산하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 캘리버레이션 프레임들은 다수의 프레임들의 평균을 포함할 수 있다.

상기 캘리버레이션 프레임들은 X-선 방사선을 온 시킨 상태로 캡쳐된 하나의 프레임과 X-선 방사선을 오프 시킨 상태에서 캡쳐된 하나의 프레임을 포함할 수 있다.

각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 이중선형 교정을 계산하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

상기 보정된 프레임으로부터 노출 영상을 생성하는 수단 및 상기 노출 영상을 갱신하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 갱신 수단은 상기 영상의 상이한 영역에 대하여 상이한 갱신 속도를 사용하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 상기 검출기로부터 전체 프레임에 연속적으로 액세스 및 판독하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 투명 영역은 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원형 홀 및 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원이면서 소정 각도 크기(angular span)를 가지는 형태의 홀의 조합이다.

상기 시준기는 균형잡는 웨이트를 포함할 수 있다.

상기 프레임은 X-선의 제1 양을 수신하는 상기 원형 홀과 관련된 픽셀들 및 X-선 방사선의 제2 양을 수신하는 상기 원형 홀 주변의 시준기 영역과 관련된 픽셀들을 포함하고, 상기 제2 양은 360도에 대한 섹터 각도의 비에 비례하는 상기 제1 양의 일부를 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 상기 검출기로부터의 픽셀들을 무작위로 액세스 및 판독하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 현재 노출된 섹터에 인접한 제1 충분히 노출된 섹터로부터 픽셀 값을 판독하고, 판독 후 상기 픽셀드을 리셋하도록 구성된다.

상기 제1 섹터의 각도 크기는 상기 제1 섹터의 픽셀들을 판독 및 리셋하는데 필요한 시간이 상기 시준기가 동일한 각도 거리를 회전하는데 필요한 시간을 초과하지 않도록 선택된다.

현재 노출된 섹터에 인접한 상기 제2 섹터의 픽셀 값을 막 노출되게 리셋하도록 구성된다.

상기 시준기는 검출기를 시준기 회전과 동기화시키기 위한 동기화 수단을 포함할 수 있다.

상기 동기화 수단은 시준기에 구성되어 포터-센서를 통과하는 탭을 포함할 수 있다.

상기 동기화 수단은 인코더를 포함할 수 있다.

상기 시준기를 회전하는 수단은 시준기와 동심인 위치에 시준기의 위에 장착되는 제1 풀리; 모터에 장착되는 제2 풀리; 상기 제1 풀리와 제2 풀리와 연결하는 벨트; 시준기와 동심을 이루는 V-형 원형 트랙; 및 상기 트랙의 V-홈과 접촉하는 3개의 휠을 포함하고, 상기 3개의 휠의 회전 축은 X-선 관의 참조 프레임에 고정된 환형부 형태의 정적 부분에 장착된다.

상기 벨트는 평판 벨트, 우너형 벨트, V-벨트, 다중-홈 벨트, 립 벨트, 필름 벨트 및 타이밍 벨트로 이루어지는 군으로부터 선택된다.

시준기를 회전하는 수단은 기어 트랜스미션을 포함할 수 있다.

상기 기어 트랜스미션은 스퍼, 헬리컬, 베벨, 하이포이드, 크라운 및 웜 기어로 이루어지는 군으로부터 선택된다.

시준기를 회전시키는 수단은 시준기의 림과 직접 접촉하는 고 마찰 회전 표면 실린더를 포함할 수 있다.

시준기를 회전하는 수단은 고정자를 둘레에 추가적으로 부착한 모터 회전자를 포함할 수 있다.

상기 시준기는 고정된 구멍을 포함할 수 있다.

상기 시준기는 가변형 구멍을 포함할 수 있다.

두개의 동심 고정형 구멍 시준기를 장착하기 위한 수단 및 두개의 시준기를 다른 것에 대하여 하나를 회전시키는 수단을 포함할 수 있다.

상기 두개의 시준기 중 각각의 하나를 독립적으로 회전시키는 수단을 포함할 수 있다.

상기 두개의 시준기 중 각각의 하나를 상이한 속도로 회전시키는 수단을 포함할 수 있다.

상기 시준기를 가변 속도로 회전시키는 수단을 포함할 수 있다.

상기 시준기는 일정한 회전 속도로, 픽셀 당 두개의 상이한 방사선양(DPP)을 제공하도록 설계된 구멍 형태를 포함할 수 있다.

상기 시준기는 시준기 중심으로부터 상이한 거리에 대한 DPP의 상이한 레벨을 제공하는 정성 노출 프로파일을 포함할 수 있다.

시선 추적기를 더 포함하고, 상기 시스템은 오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심 영역(ROI)를 결정하고, 그에 따라서 상기 시준기를 제어한다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, X-선 방출원, 본질적으로 라운드진 시준기, 검출기와 모티터, 상기 시준기의 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 상기 시준기를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 X-선 시스템에 있어서, 상기 시준기는 모든 방사선이 통과하도록 허용하는 구멍 및, 재료와 그 재료의 두께 그리고 상기 구멍과 외측 환형부 사이의 내측 환형부에 의존하고, 두께가 상기 구멍으로부터의 거리의 함수로 변하되, 상기 구멍 측에서 두께 제로로부터 시작해서 상기 외측 환형부 측에서 외측 환형부의 두께로 끝나, 통과하는 방사선량을 감소시키는 외측 환형부를 포함하는 시스템을 제공한다.

상기 검출기는 상기 카메라에 의해 캡쳐된 각각의 프레임의 신호들을 통합시키도록 구성되고, 상기 시스템은 상기 검출기로부터의 픽셀들을 포함하는 프레임을 판독하도록 추가적으로 구성된다.

카메라에 의한 각각의 프레임 캡쳐의 말에 프레임을 판독하도록 구성된다.

상기 시준기의 상기 구멍, 상기 외측 환형부 및 상기 내측 환형부 각각에서의 상이한 방사선 DDP에 따라, 각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정 및 각각의 프레임에 대한 정규화 인자들을 계산하도록 더 구성된다.

상기 구멍으로부터의 거리에 따라 상기 내측 환형부를 다수의 환형부들로 나누고, 이론적 DPP를 다수의 환형부 각각에 할당함으로써, 상기 내측 환형부에 대한 상기 정규화 인자를 계산하도록 구성된다.

시선 추적기를 추가적으로 포함하고, 상기 시스템은 오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심 영역(ROI) 위치를 결정하고, 그에 따라 상기 시준기를 제어하도록 구성된다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, X-선 방출원, 본질적으로 라운드진 시준기, 검출기와 모티터, 상기 시준기의 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 상기 시준기를 회전시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 시준기는 X-선 방사선에 기본적으로 불투명한 영역과 X-선에 투명한 영역을 포함하도록 구성된 X-선 시스템에서, 디스플레이되는 노출 영상를 개선하는 방법에 있어서, 상기 검출기에 의해 X-선 방출원으로부터 영상을 캡쳐하는 단계; 상기 시준기의 360도 회전(노출 사이클) 동안에 상기 검출기에 의해 신호들을 통합하는 단계; 상기 검출기로부터의 픽셀들을 포함하는 프레임들을 판독하는 단계; 각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정을 계산하는 단계; 및 시준기 형태, 속도 및 위치에 따라 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계; 상기 보정된 프레임으로부터 노출 영상을 생성하는 단계; 및 상기 노출 영상을 갱신하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

상기 판독 수단은 각각의 노출 사이클의 말에 픽셀 값들을 판독하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 노출 사이클의 정수 말에 픽셀 값들을 판독하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 판독 수단은 노출 사이클의 말 이전에 픽셀 값들을 판독하는 단계를 포함할 수 있다.

노출 사이클 동안 판독되는 프레임들의 수는 정수이다.

상기 노출 영상을 생성하는 단계는 노출 사이클내에 판독된 모든 프레임들을 보정 및 합산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 노출 영상을 생성하는 단계는 프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들을 보정 및 합산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 노출 영상을 생성하는 단계는 노출 사이클내에 판독된 프레임들에서 모든 노출된 픽셀들을 보정 및 합산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 노출 영상을 생성하는 단계는 프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들의 모든 노출 픽셀들을 보정 및 합산하는 단계를 포함할 수 있다.

각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계는 DPP에서의 차이를 보상하기 위한 이론적 인자를 픽셀 값에 곱셈하는 단계를 포함할 수 있다.

각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계는 캘리버레레이션 프레임을 획득하는 단계 및 상기 캘리버레이션 프레임들에 기초하여 각각의 픽셀에 대한 캘리버레이션 인자를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 이중선형 교정을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 갱신 단계는 상기 영상의 다른 영역에 대하여 상이한 갱신 속도를 사용하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 판독 단계는 상기 검출기로부터 전체 프레임에 연속적으로 액세스 및 판독하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 투명 영역은 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원형 홀 및 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원이면서 소정 각도 크기를 가지는 형태의 홀의 조합이고, 상기 프레임은 X-선의 제1 양을 수신하는 상기 원형 홀과 관련된 픽셀들 및 X-선 방사선의 제2 양을 수신하는 상기 원형 홀 주변의 시준기 영역과 관련된 픽셀들을 포함하고, 상기 제2 양은 360도에 대한 섹터 각도의 비에 비례하는 상기 제1 양의 일부를 포함하고, 상기 판독 단계는 상기 검출기로부터의 픽셀들을 무작위로 액세스 및 판독하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 판독 단계는 현재 노출된 섹터에 인접한 제1 충분히 노출된 섹터로부터 픽셀 값을 판독하고, 판독 후 상기 픽셀드을 리셋하는 단계를 포함할 수 있다.

현재 노출된 섹터에 인접한 상기 제2 섹터의 픽셀 값을 막 노출되게 리셋하는 단계를 포함할 수 있다.

오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심영역(ROI)을 결정하고, 그에 따라 상기 시준기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4 태양에 따르면, X-선 방출원, 본질적으로 라운드진 시준기, 검출기와 모티터, 상기 시준기의 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 상기 시준기를 이동시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 시준기는 모든 방사선이 통과하도록 허용하는 구멍 및, 재료와 그 재료의 두께 그리고 상기 구멍과 외측 환형부 사이의 내측 환형부에 의존하고, 두께가 상기 구멍으로부터의 거리의 함수로 변하되, 상기 구멍 측에서 두께 제로로부터 시작해서 상기 외측 환형부 측에서 외측 환형부의 두께로 끝나, 통과하는 방사선량을 감소시키는 외측 환형부를 포함하는 X-선 시스템에서, 디스플레이되는 노출 영상를 개선하는 방법에 있어서, 상기 카메라에 의해 캡쳐된 각각의 프레임을 상기 검출기 신호로 통합하는 단계; 상기 검출기로부터의 픽셀들을 포함하는 프레임들을 판독하는 단계; 각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정을 계산하는 단계; 및 상기 시준기의 상기 중심 구멍, 상기 외측 환형부 및 상기 내측 환형부 각각에서의 상이한 방사선 DDP에 따라, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자들을 계산하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

상기 판독 단계는 카메라에 의한 각각의 프레임 캡쳐의 말에 프레임을 판독하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 내측 현형부에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계는 상기 중심 구멍으로부터의 거리에 따라 상기 내측 환형부를 다수의 환형부들로 나누고, 이론적 DPP를 다수의 환형부 각각에 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심 영역(ROI) 위치를 결정하고, 그에 따라 상기 시준기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 보다 나은 이해를 위하고, 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지 나타내기 위하여, 일 실시예로서 이어지는 도면이 참조되어질 것이다.
도면을 구체적으로 참조하여, 도시된 특징들은 일 실시예이며, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 단지 예시적인 설명 목적일 뿐임에 명심할 것이고, 가장 유용할 것으로 여겨지는 것을 제공할 목적으로 제시되어지고, 나아가 본 발명의 원리 및 개념적 특징에 대한 설명을 이해시킬 목적으로 제공된다. 이와 관련하여 본 발명의 기본적 이해에 필수적인 것 보다 더 상세하게 본 발명의 구조적 내용을 도시할려는 시도는 이루어지지 않았으며, 본 도면을 가지고 기술된 설명은 본 발명의 여러 형태가 실제 어떻게 실시될 수 있는지가 당업자에게 명백해질 것이다. 이어지는 도면은 다음과 같다.
도 1A는 투시 촬영 임상 환경 및 시스템의 예시적인 배치에 대한 단순화된 개략도이다.
도 1B는 본 발명의 시스템 실시예에 따른 구성요소의 추가적 세부사항을 도시하는, 도 1A의 시스템의 예시적인 배치에 대한 도면이다.
도 2는 투시 촬영 시스템의 모니터에 디스플레이되는 영상의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1A의 시스템 실시예의 추가적인 태양을 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 3의 파라메타에 관하여 검출기의 X-선 노출 영역에 대한 일 실시예의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 시준기의 일 실시예에 대한 개략도이다.
도 6은 도 5의 시준기의 특정 회전각에서의 영상 강화기의 노출 영역에 대한 일 실시예의 개략도이다.
도 7은 도 5의 시준기의 특정 회전각에서 센서의 광 노출 패턴에 대한 일 실시예의 개략도이다.
도 8은 센서의 픽셀 값을 판독하는 과정에 대한 실시예의 개략도이다.
도 9는 센서의 픽셀 값을 판독하는 과정에 대한 실시예의 개략도이다.
도 10A는 본 발명의 일 실시예에 따른 시준기를 위에서 본 도면을 나타내는 개략도이다.
도 10B는 도 10A의 일 실시예에 따른 시준기를 아래에서 본 도면을 나타내는 개략도이다.
도 10C는 도 10A의 일 실시예에 따른 시준기의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 11A는 본 발명의 시준기의 다른 실시예의 주된 부품을 나타내는 개략도이다.
도 11B는 작동하는 배치 구조에서 도 11A의 부품들을 나타내는 개략도이다.
도 11C는 도 11B의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 11D는 도 11B의 예시적인 시준기의 부품들을 나타내는 개략도이다.
도 12A는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시준기의 주된 모듈을 나타내는 개략도이다.
도 12B는 동작하는 배치에서 도 12A의 모듈을 나타내는 개략도이다.
도 13A는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 13B는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 14A는 본 발명 다른 실시예에 따른 시준기의 주된 부품을 나타내는 개략도이다.
도 14B는 동작하는 배치에서 도 14A의부품을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 4가지 실시예에 따른 시준기의 개략도이며, 회전 중심으로부터의 거리에 따라 시준기에 의해 발생되는 질적 노출을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 다른 4가지 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 17A는 회전 중심 주변에 일반적으로 위치하지않는 ROI의 예를 나타내는 개략도이다.
도 17B는 도 17A의 ROI의 영상 질을 향상시키기 위하여 시준기의 회전 속도 윤곽을 변화시키는 실시예의 개략도이다.
도 18은 비-회전 시준기 및 그것이 모니터에 디스플레이되는 영상에서 가지게 되는 효과를 예시적으로 나타내는 개략도이다.
도 19는 도 17A의 ROI 예시를 나타내는 개략도이며, 이는 회전 중심을 일반적으로 ROI의중심까지 가져오도록 옮겨질 수 있음을 나타낸다.
도 20A는 도 20B의 시준기와 시각적으로 비교하기 위하여 제공되는 도 5와 동일한 시준기이다.
도 20B는 시준기의 이동 동안에 영상 섀도잉(shadowing)을 방지하기 위하여 사용되고, 보다 큰 직경 및 보다 긴 섹터 홀을 가진 도 5의 시준기 버젼에 대한 일 실시예이다.
도 21은 도 1B를 참조하고 시선 추적기를 사용하는 기본적 투사 촬영 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 1A는 투시 촬영 임상 환경의 전형적 배치를 나타내는데, 여기서 도 1A를 참조하여 설명된다.

X-선 관(100)은 시준기(104)를 향해 비교적 큰 입체각을 차지하면서 위쪽 방향으로 지향되는 X-선 방사선(102)를 발생시킨다. 시준기(104)는 방사선의 일부를 차단하여 보다 적은 입체각의 방사선이 위쪽 방향으로 계속 가고, X-선 방사선에 비교적 투과성인 재료로 전형적으로 제조되는 베드(108)를 통과하고 베드(108)위에 누워있는 환자(110)를 통과하게 되는데, 방사선의 일부는 환자에 의해 흡수 및 산란되고, 잔여 방사선은 영상 강화기(114)의 전형적으로 원형인 입력 영역(112)에 도달하게 된다. 영상 강화기의 입력 영역은 전형적으로 대략 300mm이지만, 모델 및 기술에 따라 달라질 수 있다. 영상 강화기(114)에 의해 생성된 영상은 카메라(116)에 의해 캡쳐되고, 영상 처리기(117)에 의해 처리되고, 그 다음 영상(120)으로 모니터(118)에 디스플레이된다.

비록 본 발명은 영상 강화기(114)와 카메라(116)의 조합에 관하여 주로 기재하고 있을지라도 이러한 구성요소 모두는 CCD 또는 CMOS 평판 패널과 같은 기술 또는 평면(112)에 위치된 섬광체를 가진 비정질 실리콘과 같은 다른 기술에 따른 디지털 엑스레이 센서로 대체될 수 있음은 명백하다. 그러한 하나의 실시예는 뉴욕 레이크 썩세스 소재의 미국 캐논사로부터 구할 수 있는 CXDI50RF이다. 용어 "검출기"는 모든 영상 강화기와 카메라의 조합을 포함하고, 모든 타입의 평판 패널 센서 또는 X-선을 전자 신호로 변환해 주는 모든 다른 디바이스를 포함하여 이러한 기술 모두를 포함하도록 사용되어질 것이다. 용어 "영역" 및 "구역"은 본 발명의 상세한 설명에서 번갈아 사용되어지고, 그것들은 동일한 의미를 가지는 동의어로 사용된다. 용어 "X-선 방출원"은 필수적으로 관 형태를 가지지 않으면서 X-선 점광원을 가지는 디바이스에 대한 광범위한 이해를 제공하기 위하여 사용된다. 비록 용어 X-선 관이 종래 기술의 일반적 전문용어로서 관습적으로 본 발명의 실시예에 사용될지라도, 본 발명의 실시예는 X-선 관의 좁은 의미에 제한되지 않으며, 모든 X-선 방출원이 이러한 실시예에서 사용될 수 있다(예컨대, 심지어 점광원으로 기능하도록 구성된 방사성 재료까지도 사용될 수 있다). 오퍼레이터(122)는 영상(120)을 주시하면서 진료 절차를 수행하기 위하여 환자 곁에 서 있게 된다.

오퍼레이터는 발로 밟는 풋 스위치(124)를 가진다. 스위치를 가압할 때, 연속적인 X-선 방사선(또는 아래에 설명된 바와 같이 비교적 높은 주파수 펄스 X-선)이 방출되어 영상(120)을 제공한다. X-선 방사선의 강도는 전형적으로 환자와 오퍼레이터에 대한 노출을 감소시키기 위하여 요구되어지는 낮은 강도 및 고품질 영상(120)(높은 S/N)을 가능하게 하기 위해 요구되는 높은 강도 사이에서 균형을 가지고 최적화되어진다. 낮은 강도의 X-선 방사선으로 하면 영상 강화기 입력 영역의 적은 노출을 가져오고, 이는 영상(120)의 S/N이 너무 낮아 영상(120)이 무용지물이 될 수 있다.

좌표계(126)는 페이지를 향하는 Y 축을 가진 데카르트 좌표계이고, X-Y는 시준기(104) 평면 및 영상 강화기 입력 평면(112)과 같은 평면에 평행한 평면이다.

본 발명의 목적은 요구되는 ROI가 위치하는 영상 강화기의 입력 영역에 높은 노출을 제공하여 높은 S/N 영상을 제공하는 반면, 보다 낮은 영상 품질(낮은 S/N)을 희생하면서 영상 강화기 영역의 다른 섹션의 노출을 감소시킨다. 이러한 배치에서는 오퍼레이터가 ROI에서는 선명한 영상을 볼 수 있고 영상 영역의 나머지에서의 일반적 오리엔테이션을 위한 충분히 좋은 영상을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 목적은 영상에서 보다 복합적인 세그먼트 맵을 제공하는 것에 있는데, 이 경우 각각의 세그먼트는 특정 응용 기구에서 요구되어지는 바와 같이 상이한 레벨의 X-선 방사선으로부터 얻어지게 된다. 또한, 본 발명의 목적은 영상 센서로부터 데이터를 읽어내는 다양한 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 상세한 설명을 통하여 제공되는 실시예에서, 하나의 영역의 S/N이 다른 영역의 S/N과 비교되어질 때, S/N은 (환자, 오퍼레이터 손과 도구와 같은) 동일한 대상체 투과도를 가지는 픽셀들에 대하여 비교된다. 예컨대, 영역 A가 영역 B 보다 더 작은 S/N을 가지는 것으로 기재될 때, 양쪽 영역에 대하여 대상체에 의한 X-선 투과는 영역에 걸쳐 균일이며 동일한 것으로 간주된다. 예컨대, 영역 A의 중심에서, 대상체에 도달하는 방사선의 단지 1/2이 통과하여 영상 강화기로 투과되고, 영역 B에서의 S/N이 영역 A와비교될 때, 영역 B 또한 대상체에 도달하는 방사선의 단지 1/2이 통과하여 영상 강화기로 투과된다. 영역 A의 S(신호)는 영역 A의 평균 판독 값(만약 그것이 통계학적 개념에서 충분한 픽셀들을 포함하고 있다면, 시간 또는 영역에 대한 평균)이다. 영역 B의 S(신호)는 영역 B의 평균 판독 값(만약 그것이 통계학적 개념에서 충분한 픽셀들을 포함하고 있다면, 시간 또는 영역에 대한 평균)이다.

논의를 간단화시키기 위하여 산란된 방사선은 본 발명의 상세한 설명에서는 고려되지 않는다. 산란된 방사선의 영향 및 그것을 감소시키기 위한 수단은 종래 기술에서도 널리 알려져 있다.

아래 실시예에서 노이즈 통계 자료는 가우스 분포를 가지는 것으로 간주되고, 이는 본 발명의 실제적인 구현 태양을 가장 충족시키며, 본 발명의 실시예에 대한 명확한 제시를 제공한다. 이는 본 발명의 제한사항이 아니며, 만약 필요하다면 가우스 통계자료와 관련하여 제공되는 수학적 계산이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 푸아송 통계자료(또는 다른 통계자료)로 대체될 수 있다. 각각의 신호와 관련된 노이즈 값은 그 신호에 대한 푸아송 통계자료의 표준 편차로 나타내어지고, 이는 종래 기술에서 푸아송 노이즈로 알려져 있다.

본 발명의 상세한 설명 전반에 걸쳐 픽셀 당 양(DPP)은 또한 동일한 의미로 논의되는데, 즉 픽셀 A의 DPP가 픽셀 B의 DPP와 비교될 때, 양쪽 픽셀에 대한 대상체 투과는 동일한 것으로 간주된다.

본 발명에 따른 투시 촬영 임상 환경의 보다 자세한 레이아웃의 일 실시예가 도 1B 및 도 21에 도시된다. 오퍼레이터(122)는 X-선을 작동시키기 위해 풋 스위치(124)를 밟는다. (캐나다 온타리오 카나타 소재 SR 리서치 리미티드로부터 구할 수있는 EyeLink 1000과 같은) 시선 추적기(128) 또는 대안적인 입력 디바이스는 오퍼레이터(122)가 보고 있는 곳에 대한 지시를 제공한다(단계 2728). 이러한 정보는 전형적으로 모니터(118)에 대하여 제공된다. 이러한 정보, "응시점"은 좌표계(126)를 사용하여 모니터(118) 평면에서 예컨대 (X,Z)좌표로 제공될 수있다. 이러한 실시예서 모니터(118)의 평면 및 따라서 영상(120) 또한 좌표계(126)의 (X,Z) 평면에 평행하다. 모니터(118)에 묶음으로 되어 있고 그것이 좌표계(126)에 대하여 회전할 때 모니터(118)와 함께 회전하는 좌표계를 포함하여 다른 좌표계가 사용 가능할 수 있다.

입력(128)으로부터의 데이터는 모든 PC컴퓨터와 같은 기본적으로 컴퓨터 장치인 제어기(127)로 제공된다. 제어기(127)가 오퍼레이터의 시선이 영상(120)에 고정되지 않은 것으로 판단하면, X-선 관(100)은 작동되지 않는다(단계 2700). 만약 그렇지 않다면, 단계 2710에서 X-선 관(100)은 작동되고 시준기(104)를 향해 X-선 방사선이 방출된다.

모니터(118)에 디스플레이되는 영상(120)의 일례를 도시하는 도 2를 참조한다. 본 실시예에서 대시 기호로 이루어진 원형 라인(204)은 영상의 세그먼트(200)와 영상의 세그먼트(202) 사이의 경계를 나타내고, 양쪽 세그먼트는 전체 영상(120)을 구성한다. 본 실시예에서, 세그먼트(200)에서 우수한 영상 품질을 얻는 것이 요구되고, 이는 세그먼트(200)에 대하여 보다 높은 X-선 DPP를 의미하고, 세그먼트(202)에서 보다 낮은 영상 품질을 가지는 것이 용인될 수 있고, 이는 세그먼트(202)에 대하여 보다 낮은 DPP를 의미한다.

단지 본 발명의 일 실시예로서 여기서 두개의 세그먼트(200, 202)가 제공되었지만, 이러한 실시예에 제한되지 않으며, 영상(120)은 시준기의 구멍의 형상 및 시준기의 모션 모드를 제어함으로써 여러 세트의 세그먼트로 분할될 수 있다. 그러한 실시예가 아래에서 제공될 것이다.

DPP는 영상(120)을 구성하기 위하여 사용되는 픽셀 판독 값을 생성하기 위하여 영상(120)의 한 픽셀을 나타내는 세그먼트를 향해 전달되는 X-선 양으로 해석되어져야 함을 인식할 수 있을 것이다(여기서, 환자 또는 오퍼레이터의 손과 기구와 같이 시스템의 일부가 아닌 다른 구성요소에 의한 흡수를 배제한다).

도 3을 참조하여 설명한다. 원형 구멍(304)을 가지는 전형적인 시준기(104)가 X-선 경로에 도입되고, X-선 관(100)의 초점(306)으로부터 투사되는 X-선(106)이 구멍(304)을 통과하여 영상 강화기(114)의 원형 입력 표면(112)에 도달하는 반면 다른 X-선(102)은 시준기에 의해 차단된다. 이러한 배치는 영상 강화기의 전체 입력 영역(112)을 일반적으로 동일한 DPP로 노출시킨다. 그러한 배치는 도 2의 세그먼트(200)와 연관된 세그먼트(300)에 하나의 DPP의 함수를 제공하지 않으며, 도 2의 세그먼트(300)와 연관된 세그먼트(302)에 또 다른 DPP를 제공하지도 않는다. 입력 영역(112)의 직경은 도 3에서 B로 표시된다.

D1은 X-선 초점(306)으로부터 구멍(104)까지의 거리를 나타낸다. D2는 X-선 초점(306)으로부터 영상 강화기 입력 표면(112)까지의 거리를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 실시예를 지지하기 위하여 영상 강화기 입력 표면(112)의 세그먼트를 정의하고 있는데, 여기서 참조된다. 본 실시예에서 세그먼트(300)는 영상 강화기의 원형 입력 영역(112)에 중심을 두며 반경 R1을 가진 원 모양 영역이다. 세그먼트(302)는 내부 반경(R1) 및 외부 반경(R2)를 가진 환형부 형태를 가진다. R2는 또한 일반적으로 영상 강화기의 입력 영역의 반경이다.

도 5를 참조하면, 세그먼트(300)에 대한 하나의 DPP 및 세그먼트(302)에 대한 또 다른 DPP를 제공하도록 작동하는 시준기의 일 실시예를 제공한다.

시준기(500)는 (전형적으로 두께 1-4mm 두께이며, 납과 같은) X-선 흡수 재료로 이루어지며, r2 보다 큰 반경을 가진 원형 플레이트로 기본적으로 구성된다. 시준기(500)의 구멍(502)은 시준기의 중심에서 반경 r1의 원형 절개부(504, cut-out) 및 반경 r2와 각도(508)를 가지는 섹터 절개부(506)로 구성된다. 용어 "섹터"는 원형 영역의 일부 섹터를 나타내거나 또는 문맥에 따라 환형부 형태의 영역의 일부 섹터를 나타내는데 둘다 사용된다.

본 실시예에서, 구멍(502)의 r1 및 r2는 도 4의 R1 및 R2를 제공하도록 설계된다. 시준기(500)가 도 4의 시준기(104)의 위치에 놓이게 되면, r1 및 r2는 다음의 공식을 사용하여 계산될 수 있다.

r1=R1/(D2/D1)

r2=R2/(D2/D1)

본 실시예에서 각도 크기(508)은 36도, 즉 원의 1/10이다. 시준기(500)는 화살표(512)로 도시된 바와 같이 그 중심 둘레로 회전할 수 있다. 웨이트(510)가 시준기(500)의 균형을 맞추기 위해 추가될 수 있고, 이는 시준기의 평편에서 중력 좌표의 중심이 회전 중심과 일치되게 하고, 그 결과 불-균형한 시준기로부터 야기될 수 있는 시스템의 진동을 방지할 수 있다. 한번의 360도 회전의 완료 후에 세그먼트(302)에 대한 DPP는 세그먼트(300) DDP의 1/10이 된다.

각도(508)는 모든 요구되는 DPP 비율을 달성하도록 설계될 수 있다. 예컨대, 각도(508)이 18도로 설계되면, 구멍(500)의 한번의 완전한 회전 후 세그먼트(302)에 대한 DPP는 세그먼트(300) DDP의 1/20이 된다. 본 실시예에 대한 논의는 각도(508)가 36도인 것으로 하여 설명될 것이다. 시준기(500)의 한번 회전 완료 후, 카메라(116)는 시준기(500)의 한번 완전한 회전 시간에 걸쳐 센서에 의해 통합된 테이터의 하나의 프레임을 캡쳐하게 되는데, 그러한 프레임은 카메라 센서의 픽셀 세트로부터 판독되는 값들로 구성된다. 이는 여기서 보다 상세히 설명되어질 것인데, 프랑스 벨리지 세덱스 소재 탈레스 일렉트론 디바이스로부터 구할 수 있는 TH 8730 CCD 카메라와 같은 CCD(전하 결합 소자) 센서에 기초를 둔 카메라를 실시예로 제공한다.

본 실시예에서, 카마레(116)와 시준기(500) 회전의 동기화는 미국 일리노이 샴버그 소재 옴론 관리 센터 인코퍼레이티드로부터 구할 수 있는 EE-SX3070과 같은 포토-센서(516)를 통과하는, 시준기(500)에 구비된 탭(514)을 사용하여 이루어진다. 탭(514) 인터럽션(interruption) 신호가 포토 센서(516)로부터 수신될 때, 카메라(116) 센서의 라인들(lines)이 그것들의 시프트 레지스터로 전달되고, 픽셀들은 새로운 통합 사이클을 시작하게 된다. 이전의 통합 사이클의 데이터는 카메라로부터 판독된다. 탭(514)이 포토 센서(516)와 다시 인터럽션하게 되면, 축적된 신호는 다시 카메라 센서(116)의 시프트 레지스터로 전달되어 다음 프레임으로 판독된다.

이러한 방법을 통하여 하나의 프레임이 각각의 시준기에 대한 완전한 라운드에 대하여 생성된다. 각각의 프레임에 대하여 영상(120)의 세그먼트(202)에서의 DPP는 영상(120)의 세그먼트(200)에서의 DPP의 1/10이다.

상기 내용에 대한 추가적인 도면을 제공하기 위하여 도 6이 참조되어지는데, 이는 회전하는 시준기(500)의 순간 위치에서 영상 강화기 입력(112)의 노출 맵을 나타낸다. 이 위치에서 원형 영역(600)과 섹터 영역(602)가 방사선에 노출되는 반면, 상보적인 섹터(604)는 시준기(500)에 의해 차단되어 방사선에 노출되지 않는다. 시준기(500)가 회전함에 따라, 섹터 영역(602, 604)는 그것과 함께 회전하는 반면, 원형 영역(600)은 변하지 않고 그대로 유지된다. 시준기(500)가 일정한 속도의 한 사이클 회전 동안에, 영역(600) 외부의 각 픽셀은 영역(600)에서의 픽셀 시간의 1/10 동안 X-선에 노출되고, 따라서 영역(600)의 픽셀 보다 1/10인 DPP를 수신한다.

도 7에는 카메라 센서(710)에 투사되는 동등한 광 영상이 도시되는데, 도 7의 영역(700)은 도 6의 영역(600)에 대응하는 것이고, 도 7의 영역(702)는 도 6의 영역(602)에 대응하는 것이다. 센서(710)에 투사되는 영상 강화기의 출력 영상은 참조번호 712로 표시된다. 참조번호 714는 영상 강화기 출력 영상의 범위 밖에 있는 전형적 센서 영역이다.

각각의 프레임에 대하여, 픽셀 당 선형 응답 특성을 보상하기 위해 행해지는 전형적인 오프셋 및 게인 보정에 더하여, 영상(120)을 생성하기 위하여 세그먼트(202)의 픽셀로부터의 신호에 인자 10을 곱하는 것이 필요할 수 있고, 그 결과 세그먼트(202)의 밝기 및 명암 출현이 세그먼트(200)의 그것과 유사할 것이다. 특정 실시예를 참조하여 여기서 설명된 상기 방법은 픽셀들의 "정규화"라 불려진다. 정규화 방안은 X-선 노출 방안(즉, 시준기 형태, 속도 및 위치)에 따라 만들어진다. 초당 10 프레임(fps)의 영상을 생성하기 위하여 시준기(500)는 초당 10 라운드(rps)의 속도로 회전되어야 한다. 16 fps의 영상을 생성하기 위해서 시준기(500)는 16 rps의 속도로 회전되어야 한다.

각각의 360도 회전에 따라 입력 영역(112)의 완전한 노출이 완료된다. 따라서, 노출 사이클(EC)은 입력 영역(112)의 최소 완전 설계된 노출을 제공하기 위한 시준기(500)의 최소 회전량으로 정의된다. 도 5의 시준기(500)의 실시예에서, EC는 360도의 회전을 필요로 한다. 도 13A와 같은 다른 시준기 디자인에 대하여는 EC는 180도 회전을 필요로 하고, 도 13B의 시준기는 120도 회전을 필요로 한다.

시준기의 실시예, 영상 강화기 입력 영역(112)에의 X-선 투사, 카메라 센서(또는 평판 패널 센서)에 투사되는 영상 및 모니터(118)에 디스플레이되는 영상은 일반적 방식으로 설명된다. 여기서, 미러가 또한 사용되거나 또는 회전 방향이 시계 방향으로 도시되면 상이할 수 있는 렌즈 영상에 기인한 영상 업-사이드-다운(up-side down)과 같은 가능한 기하학적 이슈들을 무시할 수 있지만, 특정 디자인에 따라 달라질 수 있고, 관찰자의 방향이 상이할 수 있다. 당업자는 이러한 선택사항을 이해할 것이고, 모든 특정 시스템 디자인에 대한 적절한 분석력을 가질 것이다. 시준기(500)를 참조하여 상술한 카메라 프레임 판독 방식이 상이할 수 있다.

1. 프레임의 판독은 탭(514)이 포토 센서(516)를 가로막는 순간에 이루어질 필요가 없다. 이는 매 EC의 동일한 단계에서 행해진다면 시준기(500) 회전의 모든 단계에서 행해질 수 있다.

2. 한번의 EC 동안에 하나의 프레임 이상을 판독한다. 그러나, 각 EC에 대하여 프레임의 정수가 판독되는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 판독 프레임은 하나의 EC의 완전 데이터를 포함하고, 이는 몇몇 방식으로 모니터(118)상에 제공될 수 있는 하나의 디스플레이-프레임을 생성하는 것을 보다 용이하게 한다.

a. 하나의 완전 노출 영상을 생성하기 위하여 하나의 EC의 모든 프레임의 픽셀 값을 합산한다. 그 다음, 다음의 완전 노출 영상을 생성하기 위하여 다음 EC의 모든 프레임의 픽셀 값을 합산한다. 이러한 방법으로, 모니터상의 화면은 EC가 완료되는 시간 마다 일시적으로 연속적인 영상으로 대체된다. 픽셀 값의 정규화는 프레임의 합에 대하여 또는 프레임의 모든 다른 조합에 대하여 개별적으로 또는 단지 한번에 각 프레임에 대하여 행해질 수 있다.

b. 이러한 방법의 실시예에 대하여, 카메라는 한번의 EC 동안에 8 프레임을 제공하는 것으로 추정한다. 이러한 실시예에서, 1에서 8까지 넘버링된 8개의 모든 프레임들은 프레임 스토리지에 저장되고, 제1 디스플레이-프레임이 상술된 바와 같이(프레임 합산 및 픽셀 값 정규화 과정) 이러한 프레임들로부터 생성된다. 그 다음, 결과적인 영상이 모니터(118)상에 디스플레이된다. (1/8 EC 후에) 프레임 9가 획득될 때, 프레임 1은 프레임 스토리지에서 프레임 9로 대체되고, 프레임들 9, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8이 처리되어(합산, 정규화), 제2 디스플레이-프레임을 생성하고, 이는 1/8 EC 후에 모니터(118)상에 디스플레이될 수 있다. 또 다른 1/8 EC 이후에, 프레임 10이 획득되고, 프레임 2의 위치에 저장된다. 프레임들 9, 10, 3, 4, 5, 6, 7, 8이 처리되어 제3 디스플레이-프레임을 생성한다. 이러한 방식으로, FIFO(선입 선출) 방식으로 관리되는 프레임 스토리지를 사용하고, 센서로부터 획득되는 새로운 각각의 프레임을 가진 디스플레이-프레임들을 생성함으로써, 연속적인 영상들이 모니터(118)상에 사용자를 위해 디스플레이된다.

c. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 프레임의 픽셀을 합산하는 과정은 획득된 프레임의 통합 시간 동안 시준기 형태 및 모션의 기준에 따라 X-선에 노출되는 픽셀들에 대하여 단지 행해진다. 상기 실시예 b에서, 이는 EC 타임의 1/8일 것이다. 영상을 생성하기 위하여 합산된 픽셀들은 (1) 영역(700)으로부터 픽셀들 및 (2) 대략 2X의 각도 섹터(시준기 섹터(506)의 각도 범위(508))에서의 픽셀들이다. 2X의 이유는 통합 시간의 1/8 동안 시준기가 1/8 EC 회전하기 때문이다. 2×(각도 508) 보다 다소 더 큰 섹터 각도는 정확도 한계를 위해 보상하는 것이 요구되어질 수 있다. 이러한 합산 방법은 합산 과정과 관련된 픽셀들의 양을 상당히 감소키고, 그 결과 계산 시간 및 연산 리소스들을 감소시킨다.

d. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 픽셀 처리는 상기 c에서 특정되는 픽셀들에 제한된다. 이러한 처리 방법은 처리와 관련된 픽셀의 양을 상당히 감소시키고, 그 결과 계산 시간 및 연산 리소스들을 감소시킨다.

e. 본 발명의 다른 실시예에서, 픽셀의 저장이 상기 c에 특정된 픽셀들에 제한된다. 이러한 저장 방법은 처리와 관련된 픽셀의 양을 상당히 감소시키고, 그 결과 계산 시간 및 연산 리소스들을 감소시킨다.

f. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 섹션(a-일반적 개념, b-a, c, d 및 e의 특정 실시예)에서 설명된 모든 방법들은 결합될 수 있어 상기 방법의 모든 조합 또는 그들 중 몇몇 조합을 사용하여 구현될 수 있다.

3. 한번의 EC 이상 동안에 하나의 프레임을 판독한다. 또 다른 실시예에서, 시준기는 센서로부터 수신되는 하나의 프레임 마다 EC의 정수를 제공하도록 작동될 수 있다. 예컨대, 2 EC가 시준기에 의해 행해진 후, 하나의 프레임이 센서로부터 판독된다. 이러한 프레임의 픽셀 값을 정규화한 후, 모니터(118)상에 디스플레이될 수 있다.

많은 디자인에서 센서로부터 제공되는 프레임률이 센서 및 관련 전자장치 및 펌웨어에 의해 좌우될 수 있다. 그러한 경우에 있어서, 시준기(500)의 회전 속도는 센서 특성에 조절될 수 있고, 그 결과 한번의 EC 타임은 센서로부터 정수의 프레임(하나 이상의 프레임)을 수신하는 시간과 동일할 것이다. 또한, 센서로부터 프레임을 획득하기 위한 타임 사이클 동안, 정수의 EC가 완료되도록 하기 위하여 시준기의 회전 속도를 설정하는 것이 가능하다.

상기 프레임 판독에 대한 기재내용은 특히 센서와 같은 CCD에 적합하고, CCD 카메라는 영상 강화기 및 카메라 대신에 사용되는 영상 강화기 또는 평판 패널 센서에 장착되고, 일반적으로 도 3의 평면(112)상에 위치한다. CCD의 구체적 특징은 한번에 센서의 모든 펙셀, 완전한 프레임의 값을 캡쳐링하는 것이다. 이어서, 아날로그 값을 아날로그 대 디지털 컨버터(A/D)로 연속적으로 전달하는 과정이 뒤따른다. CMOS 이미징 센서와 같은 다른 센서는 전형적으로 하나씩 프레임 픽셀들을 판독하고, 이는 롤링 셔터 방법으로 알려져 있다. 시준기 EC와 동기화된 센서 프레임을 판독하는 방법이 프레임 판독 방법에 상관 없이 그러한 센서에 또한 적용될 수 있다. CMOS 센서와 같이 센서의 픽셀을 판독하는 "랜덤 액세스" 기능은 본 발명의 또 다른 실시예를 제공한다. CCD 센서와 달리, CMOS 센서로부터 픽셀들을 판독하는 순서는 시스템 설계에 의해 요구되는 모든 순서일 수 있다. 다음의 실시예는 이러한 기능을 사용한다. 이 문맥에서 CMOS 센서는 모든 순서의 픽셀 판독을 지원하는 모든 센서를 나타낸다.

도 8을 참조하여 설명된다. 도 8의 실시예는 또한 영상 강화기 및 CMOS 카메라의 일례를 사용하여 또한 설명되지만, 본 실시예에 따른 방법은 또한 평판 패널 센서 및 픽셀 판독을 위한 랜덤 액세서 가능한 다른 센서에도 적용될 수 있다.

영상 강화기(114)의 출력 영상은 센서(710)의 영역(712)에 투사된다. 회전하는 시준기(500)의 순간적인 위치에 따라, 원(700) 및 섹터(702)가 시준기(500) 위치와 함께 순간적으로 환해지고, 섹터(704, 714)는 환해지지 않는다. 섹터 (702, 704)는 시준기(500)의 회전과 함께 화살표(706)으로 도시된 바와 같이 회전한다.

본 실시예의 목적을 위해, 702A 또는 800A와 같은 사선(radial line) 앞의 픽셀들은 그 중심이 사선 상에 있거나 또는 사선으로부터 시간 방향에 있는 픽셀들이다. 사선 뒤에 있는 픽셀들은 사선으로부터 반시계 방향에 중심을 가진 픽셀들이다. 예컨대, 섹터(702)는 사선(702A) 뒤에 있는 픽셀들을 포함하고, 또한 사선(702B) 앞에 있는 픽셀들도 포함한다. 예컨대, 한번의 EC에서 프레임이 센서로부터 한번 판독되는 실시 모드에서, 사선(702A)에 인접한 픽셀들은 영상 강화기의 출력 영상에 바로 노출되기 시작하고, 사선(702B)에 인접한 픽셀들은 영상 강화기의 출력 영상에 노출되는 것을 막 끝마치게 된다. 섹터(702)의 픽셀들은 702A와 702B 사이의 위치에서 부분적으로 노출된다. 이러한 실시예에서, 사선들(702B, 800B) 사이의 섹터내 픽셀들은 영상 강화기 출력에 노출된 후에도 아직 판독되지 않는다.

본 발명의 실시예에서, 사선(702A)의 순간적 각도 위치는 K×360도(K 곱하기 360, K는 회전 시작으로부터 EC 횟수를 나타내는 정수임)이다. 섹션(702)의 각도 범위는 시준기(500)의 실시예에 따라 36도이다. 따라서, 사선(702B)는 각도 K×360-36도에 있게 된다. 시준기의 이 위치에서, 섹터(800) 픽셀의 판독 사이클이 시작된다. 사선(800A)은 이 사선 뒤의 모든 픽셀들이 충분히 노출되는 것을 확실히 하도록 정의된다. 이 각은 도 5의 R1 및 도 5에서 투사된 픽셀 사이즈를 사용하여 결정될 수 있다. 800A에 인접한 픽셀들이 또한 충분히 노출되는 것을 보장하기 위한, 702B 및 800A 사이의 이론적 최소 각도 차이를 계산하기 위하여, 1/2 픽셀 사선(diagonal) 길이의 현을 가지는, 길이에서 반경 R1의 아치를 고려해야만 한다. 이는 702B와 800A 사이의 최소 각도 범위를 결정하여 섹터(800)내의 모든 픽셀에 충분한 노출을 보장하게 된다. 보다 실제적인 실시예에서, 영역(712)는 수직 방향으로 약 1,000 픽셀 및 수평 방향으로 약 1,000 픽셀이며, R1은 R2의 대략 1/4~1/2(도 4 참조)이며, 그러한 디자인과 실시예의 공차를 고려하여 반경 R1의 유용한 아치 길이는 예컨대 5 픽셀 사선 길이일 것이다. 이는 702B와 800A 사이의 각도 범위가 대략 2.5도가 될 것임을 의미한다. 즉, 도 8의 순간에서, 사선(800A)의 각도 위치는 K×360-(36+2.5)도이다.

본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 섹터(800)의 각도 범위는 또한 36도로 선택된다. 따라서, 도 8의 순간에서, 사선(800B)의 각도 위치는 K×360-(36+2.5+36)도이다.

도 8에서, 섹터(800)의 각도 범위가 섹터(702)의 각도 범위 보다 더 적은 각도를 가지도록 도시되었는데, 이는 상기 각도들이 동일할 필요가 없고, 본 발명의 특정 실시예만을 위하여 여기 문서상으로 제공되는 실시예에서는 동일할 수도 있음을 강조하기 위함이다. 섹터(800)의 기하학을 결정한 다음, 그 섹터의 픽셀들이 카메라 센서로부터 판독된다. 전형적인 CMOS 센서에서는 각각의 픽셀의 판독에 이어 그 픽셀에 대해 리셋되어 그 픽셀이 다시 0으로부터 통합 신호를 시작할 수 있게 한다. 또 다른 실시예에서, 제1 단계에서 섹터(800)의 모든 픽셀들이 판독되고, 제2 단계에서 픽셀들은 리셋된다. 섹터(800)에 대한 판독 및 리셋 사이클은 섹터(702)가 섹터(800)의 각도 범위와 동일한 각도 거리를 회전하는데 걸리는 시간내에 끝나쳐야 하며, 이는 시스템이 섹터(800)와 동일한 각도 범위를 가지는 그 다음의 섹터를 판독하는데 제 시간에 준비 상태에 있게 해 줄 수 있고, 섹터(800)의 각 위치 대비 섹터(800)의 각도 범위 양 만큼 시계 방향으로 회전된다. 본 실시예에서는 36도이다.

상기 실시예에서, 시준기(500)는 10 rps로 회전하고, 36도 간격을 가지는 섹터(800)는 한번의 EC를 통해 10 지향(orientation)을 가질 것이고, 그러한 지향은 36도 만큼 떨어져 있고, 픽셀 판독 및 리셋 사이클은 10 cps(초당 사이클) 속도로 이루어질 것이다.

이러한 실시예는 상이한 특정 디자인으로 구현될 수 있다.

예컨대, 섹터(800)의 각도 크기는 18도로 설계될 수 있는 반면, 섹터(702)의 각도 크기는 여전히 36도이고, 시준기(500)는 10 rps로 회전한다.

본 실시예에서, 섹터(800)는 한번의 EC를 통하여 20 지향을 가질 것이고, 그러한 지향은 18도 만큼 떨어져 있고, 픽셀 판독 및 리셋 사이클은 20 cps(초당 사이클) 속도로 이루어질 것이다.

또 다른 실시예에서, 사선(800B)의 뒤 및 사선(802A)의 앞에 있는 섹터(704)내의 픽셀들에 의해 축적되는 다크 노이즈는 (사선(802A)의 뒤 및 사선(802B)의 앞에 있는) 섹터(802)내에 위치하는 픽셀들의 또 다른 리셋 사이클에 의해 제거된다. 이러한 리셋 과정은 섹터(702) 근처 및 앞에 특정된 섹터(802)에서 이상적으로 행해진다. 섹터(802)의 모든 픽셀들의 리셋은 회전하는 섹터(702)의 사선(702A)이 섹터(802)의 픽셀들에 도달하기 이전에 완료되어야만 한다. 그렇지 않으면, 리셋 섹터(802)의 각도 크기 및 각도 위치는 섹터(800)를 결정하는데 사용된 방법과 유사한 방식 및 고려사항을 가지고 설계된다.

섹터(800)로부터의 픽셀 판독은 정규화를 위해 처리되어야만 하고, 상기 섹션 2에서 설명된 것("한번의 EC 동안에 하나 이상의 프레임을 판독하는 방식")과 유사한 방식으로 디스플레이-프레임들을 생성하는데 사용될 수 있고, 본 발명에서는 단지 섹터 픽셀들이 판독, 저장 및 처리되고, 완전한 센서 프레임이 아니다.

본 발명의 실시예에서, 판독된 마지막 섹터의 픽셀 정규화 이후에, 처리된 픽셀들은 디스플레이-프레임내에서 대응하는 픽셀들을 직접 대체하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 디스플레이-프레임은 영상의 다음 섹터가 갱신(refresh)될 때 마다, 레이더 빔 스윕(sweep)과 유사한 모드로 갱신된다. 360/(판독 섹터의 각도 크기) 갱신 다음에, 전체 디스플레이-프레임이 갱신된다. 이는 단순한 영상 갱신 방안을 제공한다.

도 9를 참조하여 설명된다. 판독 섹터가 사선(800A)의 뒤 및 사선(800B)의 앞에 위치한 완전 픽셀 세트를 포함했던 도 8과 달리, 본 발명에서 판독 영역 기하학은 두개의 부분: 원형 영역(700) 및 섹터(900)으로 나누어진다. 도 9의 실시예에 따른 섹터(900)는 사선(900A)의 뒤 및 사선(900B)의 앞에 있는 픽셀들을 포함하고, 또한 반경 R-1의 뒤 및 R-2의 앞에 위치한다. 본 실시예에서, 반경 앞의 픽셀들은 중심으로부터의 거리가 반경 R 보다 적거나 또는 동일한 것이고, 반경 R 뒤의 픽셀들은 중심으로부터의 거리가 R 보다 큰 것이다. 영역(700)의 픽셀들은 R-1의 앞에 위치하는 모든 픽셀들이다.

본 실시예에서, 섹션(900)의 픽셀들은 도 8의 실시예를 참조하여 설명된 동일한 방법을 사용하여 판독 및 조작된다. 리셋 섹터(802)에 대하여도 또한 동일하다.

영역(700)의 픽셀들은 다르게 다루어진다.

본 발명의 일 실시예에서, 영역(700)의 픽셀들은 한번의 EC 동안 한번 이상 판독될 수 있고, 전체 CMOS 센서를 판독하는 실시예에 대하여 상술된 바와 같이 다루어질 수 있다. 또한 영역(700)은 한번의 EC 이상에서 한번 판독될 수 있고, 따라서 전체 CMOS 센서를 판독하는 실시예에 대하여 상술한 바와 같이 조작될 수 있다.

각각의 판독 방법에 대하여 픽셀들의 정규화 과정은 디스플레이-프레임을 획득하기 위하여 실행되어야만 하고, 이 경우 모든 픽셀 값들은 노출에 대하여 동일한 민감도를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 도 10은 모션 시스템과 결합된 본 발명의 시준기 디자인의 일 실시예를 제공하는데, 이는 시준기(500)의 회전 기능을 제공한다.

도 10A는 본 실시예에 따른 시준기 및 회전 시스템의 평면도이다.

도 10B는 본 실시예에 따른 시준기 및 회전 시스템의 저면도이다.

도 10C는 도 10A의 단면도이다.

도 10A는 시준기(500) 및 구멍(502)[다른 세부사항은 명료화를 위해 제거됨]을 도시한다. 풀리(1000)가 시준기와 동심 위치에서 시준기(500)의 상부에 장착된다. 풀리(1002)는 모터(1012)에 장착된다[도 10B 및 도 10C의 모터 참조]. 벨트(1004)는 풀리(1000)과 풀리(1002)를 연결하여 풀리(1002)의 회전을 풀리(1000)에 전달하고, 그 결과 시준기(500)의 요구되는 회전을 제공한다. 벨트 및 풀리 시스템 실시예(1000, 1002 및 1004)는 플랫 벨트 시스템을 제공하지만, 라운드 벨트, V-벨트, 다중-홈 벨트, 립 벨트, 필름 벨트 및 타이밍 벨트 시스템을 포함하여 모든 다른 벨트 시스템이 사용될 수 있다.

도 10A의 저면을 도시하는 도 10B는 이전에 도시되지 않은 구성요소들을 표시한다. 시준기(500)와 동심을 이루는 V-형 원형 트랙(1006)이 도시된다[도 10C의 1006의 단면 참조]. 3개의 휠(1008, 1010, 1012)가 트랙(1006)의 V-홈과 접촉한다. 3개의 휠의 회전축은 환형부 형태의 정적 부품(1016)(도 10B에 도시되지 않음)에 장착된다. 상기 정적 부품(1016)은 X-선 관의 참조 프레임에 고정된다.

이러한 구조는 X-선 관을 참조하여 요구되는 위치(예컨대, 도 3의 시준기(104)의 위치)에 시준기(500) 서포트를 제공하고, 그와 동시에 요구되는 대로 회전할 수 있도록, 3개의 휠(1008, 1010, 1012)을 시준기(500)용 트랙(1006)에 제공한다.

모터(1014)의 회전은이 풀리(1002), 벨트(1004) 및 풀리(1006)을 통하여 시준기(500)에 전달된다. 그 다음, 시준기(500)는 휠(1008, 1010, 1022)상에서 미끄러지는 트랙(1006)에 의해 지지된 채로 회전한다.

여기서 기술된 회전 메카니즘은 시준기를 회전시키기 위한 회전 메커니즘의 가능한 일 실시예에 지나지 않는다. 회전 메커니즘은 스퍼, 헬리컬, 베벨, 하이포이드, 크라운 및 웜 기어를 포함하는 모든 종류의 기어 트랜스미션을 대신 사용할 수 있다. 회전 메커니즘은 높은 마찰 표면 실린더(1002)를 위해 사용할 수 있고, 1002를 시준기(500)의 림과 직접 접촉되게 하여 벨트(1004) 및 풀리(1000)이 필요하지 않다. 또 다른 실시예에서는 시준기(500)를 그 둘레에 장착되는 고정을 추가하여 모터의 회전자로 구성할 수도 있다.

도 5의 시준기에 대한 기재내용에서, 탭(514) 및 포토 센서(516)는 시준기 각도 위치와 센서 판독 과정 사이에 동기화를 위하여 시준기(500)의 각도 위치 추적 기능을 제공하는 구성요소로 제공되었다. 이러한 구성요소는 일 실시예로서 제공되었다. 회전 위치를 추적하는 수단은 많은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 도 10의 실시예에서, 모터(1002)는 미국 마이애미 폴 리버 소재 맥손 프리시젼 모터스 주식회사로부터 구할 수 있는 부착형 인코더를 구비할 수 있다. 간단한 인코더는 시준기(500)의 원주에 검정 및 흰색 이진법으로 코드화된 스트립을 테이핑하고, 뉴아크(http://www.newark.com)로부터 구할 수 있는 TCRT5000 반사형 광 센서와 같은 광 센서들을 사용하여 상기 스트립을 판독함으로써 구성될 수 있다.

시준기(500)는 위에서 상세히 설명되었고, 시준기의 제조 후에 변경될 수 없는 고정형 구멍을 가진다.

본 발명의 다른 실시예에서, 시준기 조립체는 교환가능한 시준기를 수용할 수 있도록 기계적으로 디자인될 수 있다. 이러한 방식으로, 상이한 구멍들이 특정 적용사항이 필요할 때 마다 시준기 조립체에 형성될 수 있다.

본 발명의 추가적인 실시예에서, 시준기는 시준기 조립체내에 가변적인 구멍을 가지도록 설계될 수 있다. 이는 도 11을 참조하여 설명된다.

도 11의 시준기는 도 11A에 도시된 두개의 중첩된 시준기로부터 구성된다. 하나의 시준기는 구멍(1104)를 가진 1100이고, 이 시준기의 중력 중심을 시준기의 회전 중심에 가져가기 위하여 웨이트(510)로 균형을 잡고 있다. 제2 시준기는 구멍(1105)을 가진 1102이고, 이 시준기의 중력 중심을 시준기의 회전 중심에 가져가기 위하여 웨이트(511)로 균형을 잡고 있다. 양쪽 시준기에서 구멍 기하학은 반경 r1의 중심 원형 홀과 반경 r2의 섹터 홀 그리고 180도의 섹터 각도 크기의 조합이다. 실질적으로, 시준기(1102)는 시준기(1100)과 동일한 일반적인 디자인이며, 그것은 거꾸로 뒤집혀 있다.

시준기(1100, 1102)가 도 11B에 도시된 바와 같이 다른 것의 상부에 동심을 가지면서 배치될 때, 도 5의 시준기(500)와 동일한 조합된 구멍을 가진다. 시준기(1102)에 대하여 시준기(1100)을 회전시킴으로써 섹터(508)의 각도 크기는 증대 또는 감소될 수 있다. 이러한 실시예에서, 섹터(508)의 각도 크기는 0~180도 범위내에서 설정될 수 있다. 본 실시예에서, 링(1108)는 도 11C[이는 도 11B의 b-b 단면이다]에 또한 도시된 바와 같이 시준기(1100, 1102)와 함께 수용한다. 도 11C를 참조하여 설명한다[웨이트(510, 511)는 단면도에 도시되지 않음]. 본 발명의 실시예에서, 링(1108)이 시준기(1100, 1102)를 함께 수용하도록 도시되고, 이는 시준기들이 다른 것에 대하여 하나가 회전될 수 있도록 허용하여 섹터(506)의 각도 크기(508)을 요구되는대로 설정할 수 있게 해 준다. 시준기(1100, 1102)를 수용하기 위한 락킹 메커니즘에 대한 실시예가 도 11D에 비교적 바람직한 방향으로 도시되어 있다. 도 11D에서, 링(1108)은 명료화를 위해 시준기(1100, 1102) 없이 도시된다. 섹션(1110)은 도면상에 절개되어 있고, 링(1108)의 u-형태(1112)를 보여주고, 그 내부에 시준기(1100, 1102)가 수용된다. 나사산 홀(1116)에 결합되는 나사(1114)가 요구되는 각도 크기(508)이 설정된 후에 시준기(1100, 1102)를 제 위치에 잠그기 위하여 사용된다. 각도 크기(508)을 변경하기 위하여 오퍼레이터는 나사(1114)를 풀어 해제하고, 시준기(1100 및/또는 1102)의 방향을 조절하고, 다시 나사(1114)를 조여서 시준기 위치를 설정할 수 있다. 각도 크기(508)의 수동 조절을 포함하여 도 11의 실시예가 본 발명의 일 실시예로서 제공된다. 많은 다른 선택들이 이용가능하다. 하나 이상의 실시예가 도 12에 도시되어 있다. 일 실시예에서, 각도 크기(508)은 컴퓨터에 의해 제어될 수 있다. 도 12의 메커니즘은 주로 시준기의 림을 풀리로 대신 사용하여 풀리(1000)를 제거하는 것을 포함하여, 사소한 변경을 가하면서, 도 10의 유닛과 유사한 두개의 유닛을 포함하는 구조이다. 균형 웨이트(510, 511)는 도면의 명료화를 위하여 여기에 도시되지 않는다.

도 12A에서, 시준기(500)를 포함하는 하부 유닛은 풀리(1000)를 제거한 상태에서 시준기(500)의 림을 풀리로 대신 사용한, 도 10의 조립체이다. 시준기(1200)를 포함하는 상부 유닛에서, 조립체는 하부 조립체가 페이지에 수직한 축 둘레로 180도 회전할 때, 모터(1214)가 180도 회전하여 풀리 아래에 있고, 모터(1014)와 동일하다는 점을 제외하고는 하부 조립체와 동일하다. 이는 본 실시예에서 강제적인 사항이 아니지만, 일부 디자인의 경우에는 도 12의 조립체 위의 공간에 불필요한 물체가 없도록 유지하는 것이 도움이 될 수 있다. 도 12B는 시준기(500, 1200)가 서로 근접해 있고 동심을 이루도록 결합된 2개의 조립체를 도시한다.

도 12B의 조립체에서는, 시준기(500, 1200) 각각이 독립적으로 회전될 수 있다. 각각의 시준기에 대하여 각도 위치는 위에서 제공된 실시예를 포함하여 모든 인코딩 시스템을 통하여 알려진다. 도 12B의 조립체의 사용 실시예에서, 각도 크기(508)은 시준기가 움직이지 않을 때 설정되고, 시준기(1200)는 요구되는 각도(508)에 도달될 때까지 회전된다. 그 다음, 시준기 둘 다는 상술한 X-선 노출 패턴을 제공하기 위하여 동일한 속도로 회전된다. 각도(508)을 조절하기 위하여 시준기 모두를 정지시킬 필요가 없다. 대신에, 시준기 두개 모두가 회전하는 동안에, 다른 쪽에 대한 한쪽 시준기의 회전 속도가 요구되는 각도(508)이 달성될 때가지 변경될 수 있고, 그 다음에 시준기 둘다를 동일한 속도로 회전을 계속시킨다.

도 12B의 실시예와 같은 기능을 가진 메커니즘은 보다 정교한 노출 패턴을 도입하기 위하여 사용될 수 있다. 그러한 메커니즘에 의해 각도(508)은 EC 동안에 다수의 노출 패턴을 생성하도록 변경될 수 있다. 예컨대, 각도(508)는 EC의 제1 절반 동안 증가될 수 있고, EC의 제2 절반 동안 감소될 수 있다. 이는 3가지 상이한 노출 패턴을 생성할 것이다. 섹터(506)을 통해 노출된 영역들 사이의 경계는 뾰족하지 않을 것이고, 이러한 경계의 두께는 각도(508) 및 시준기의 회전 속대 대비 상기 각도를 변경하는 속도에 의존한다.

본 발명에 따른 모든 시준기는 EC를 통해 가변적 속도로 회전될 수 있고, 노출 기하학에 영향을 줄 수 있다. 예컨대, 도 5의 시준기(500)는 EC의 제1 180도에 걸쳐서 일정 속도로 회전할 수 있고, EC의 다른 180도 동안에 두배 빠르게 회전할 수 있다. 이러한 실시예에서, EC의 제1 절반 동안에 섹터(506)를 통해 노출된 영역은 EC의 제2 절반 동안에 섹터(506)를 통해 노출된 영역 보다 두배의 DPP를 가질 것이며, 이러한 두개의 절반 사이의 경계에 걸쳐서 DPP는 점진적으로 변할 것이다.

원형 구멍(504)을 통하여 노출되는 중심 영역은 DPP의 제3 레벨을 가질 것이다. 다른 회전 속도 프로파일(profile)은 다른 노출 기하학을 생성할 수 있다. 예컨대, EC에서 3개의 상이한 부분에 걸쳐 3개의 상이한 회전 속도를 가지게 함으로써 상이한 DPP를 가진 4개의 영역을 생성할 것이다.

위에서 제공된 실시예들은 섹터-형태의 개구와 결합된 중심의 원형 개구로 이루어진 유사한 기본적 형태를 가진 구멍을 가지는 시준기를 제시했다. 이러한 실시예는 본 발명의 많은 태양을 제공하기 위하여 사용되었지만, 본 발명은 이러한 실시예에 제한되지 않는다.

도 13A를 참조하면, 도 13A는 본 발명에 따른 구멍의 또 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에서 시준기(1300)의 구멍은 시준기 림과 동심을 이루는 원형 홀(1302), 섹터-형태의 홀(1304) 및 1304의 반대쪽에 있는 섹터 형태의 홀(1306)[두개의 섹터는 180도 떨어져 있다]로 구성된다. 필요하다면, 예컨대 [섹터(602, 604)를 포함하는] 도 6의 환형부 영역이 도 6의 영역(600)의 DPP 보다 1/10인 DPP로 노출될 것이고, 그러면 한번의 EC는 도 5의 시준기에 대하여 요구되어지는 360도와 대비하여 시준기(1300)의 단지 180도 회전으로 달성될 수 있다. 또한, 10 fps 동안 시준기(1300)의 회전 속도는 5 rps이어야만 하고, 도 5의 시준기(500)의 경우와 같이 10 rps가 아니다. 게다가, 도 5의 510과 같은 균형 웨이트는 도 13A의 시준기(1300)에는 필요하지 않는데, 이는 그것의 기하학에 의해 균형 잡히기 때문이다.

본 발명에 따른 시준기의 또 다른 실시예가 도 13B에 제공된다. 시준기(1310)의 구멍은 시준기 림과 동심을 이루는 원형 홀(1312), 섹터-형태의 홀(1314), 섹터-형태의 홀(1316) 및 섹터 형태의 홀(1318)로 구성되고, 그러한 3개의 섹터는 120도 떨어져 있다. 필요하다면, 예컨대, [섹터(602, 604)를 포함하는] 도 6의 환형부 영역이 도 6의 영역(600)의 DPP 보다 1/10인 DPP로 노출될 것이고, 섹터들(1314, 1416, 1318) 각각은 120도로 설정될 수 있고, 그러면 한번의 EC는 도 5의 시준기에 대하여 요구되어지는 360도와 대비하여 시준기(1310)의 단지 120도 회전으로 달성될 수 있다. 또한, 10 fps 동안 시준기(1300)의 회전 속도는 10/3 rps이어야만 하고, 도 5의 시준기(500)의 경우와 같이 10 rps가 아니다. 게다가, 도 5의 510과 같은 균형 웨이트는 도 13B의 시준기(1310)에는 필요하지 않는데, 이는 그것의 기하학에 의해 균형 잡히기 때문이다.

도 13A 및 도 13B의 시준기 실시예를 회전시키고 도 5의 시준기 실시예와 관련하여 상술된 영상 센서로부터 픽셀 값을 판독하는 방법과 관계는 당업자에게 자명한 변경사항을 가지면서 도 13A 및 도 13B의 시준기 실시예에 충분히 적용 또는 응용될 수 있다.

예컨대, 도 13B의 시준기에 대하여 도 8의 CMOS 카메라 픽셀 판독 섹터(800)가 추가적인 2개의 픽셀 판독 섹터에 의해 보완될 수 있는데, 이 경우 각각의 픽셀 판독 섹터는 도 13B의 2개의 추가적인 구멍 섹터 중 하나에 결합되게 된다.

이러한 변경사항 및 비교사항 일부는 3개의 상이한 시준기 실시예 사이의 특징 및 실시에서의 차이점 일례를 나타내는 다음의 표1에 표시된다.

시준기	도 5	도 13A	도 13B	비고
중심 원형 구멍	예	예	예
구멍 섹터의 #	1	2	3
섹터 각도 크기	36도	18도	12도	1:10 DPP 비율
섹터 각도 이격	NA	180도	120도
EC 회전	360도	180도	120도
rps	10	5	10/3	10 fps에 대해
10rps에서의 fps	10	20	30

도 11 및 도 12는 도 5의 시준기(500)가 섹터(506)의 가변적 각도 크기(508)을 가능하게 하는 방식으로 어떻게 구성될 수 있는가에 대한 실시예를 제공한다.

도 14는 도 13A의 시준기가 섹터들(1304, 1306)의 각도 크기가 필요한대로 조절될 수 있도록 어떻게 구성될 수 있는가에 대한 실시예를 제공한다.

도 14는 2개의 시준기들(1400, 1402)의 실시예를 나타낸다. 회색 배경의 직사각형은 시준기 고체 면적 및 구멍 홀들의 보다 나은 시각화를 위해 제공되며, 이는 구조의 일부가 아니다.

도 14B도 마찬가지다. 시준기들 각각은 시준기 림과 동심을 이루는 원형 홀 및 두개의 섹터 홀로 이루어진 구멍을 가진다. 여기서, 두개의 섹터 홀 각각은 90도의 각도 크기를 가지며, 섹터들은 180도 떨어져 있다. 시준기들(1400, 1402)이 다른 것 위에 하나가 동심을 이루며 놓여질 때, 도 14B의 결합된 시준기가 제공된다. 도 14B의 시준기의 구멍 사이즈 및 형태는 도 13A의 시준기의 구멍 사이즈 및 형태와 동일하다. 그러나, 도 14B의 조립의 경우, 구멍 섹터들(1404, 1406)의 각도 크기는 시준기들(1400, 1402)를 서로에 대하여 회전시킴으로서 변경될 수 있다. 이는 도 11 및 도 12를 참조하여 상술한 모든 방법을 사용하여 행해질 수 있다.

유사한 디자인들이 도 13B의 시준기(1310)의 구멍 섹터의 각도 크기를 가변적으로 구성할 수 있도록 제공될 수 있고, 나아가 다른 구멍 디자인을 제공할 수도 있다.

상술한 구멍 디자인에서, 구멍 형태는 일정한 회전 속도로 두개의 다른 DPP를 가진 두개의 영역을 제공하도록 설계되었다.

도 15A는 그러한 시준기를 제공하는데, 이는 중심으로부터 상이한 거리(r)에 대하여 두개 레벨의 DPP를 나타내는 정성 노출 프로파일을 또한 제공한다.

다른 구멍들이 모든 필요한 노출 프로파일들을 제공하기 위하여 설계될 수 있다. 일부 실시예가 도 15B, 도 15C 및 도 15D에 도시된다. 도 15의 모든 시준기들은 한번의 EC에 대하여 360도 회전하도록 목표 설정된 구멍 디자인을 가진다.

도 15의 시준기에서의 구멍들의 특징은 도 13의 시준기의 구멍들의 특징과 조합될 수 있다. 그러한 조합에 대한 실시예들이 4개의 상이한 구멍 디자인을 가진 4개의 시준기들을 도시하는 도 16에 도시된다. 도 16A에서 구멍의 좌측 절반 및 우측 절단은 대칭이 아니며, 한번의 EC는 360도 회전을 필요로 한다. 도 16B는 도 15C와 유사한(동일하지 않음) 노출 프로파일을 제공하는 구멍을 가진 시준기를 제공하지만, 한번의 EC는 단지 90도 회전으로 이루어진다. 도 16C는 도 15D와 유사한(동일하지 않음) 노출 프로파일을 제공하는 구멍을 가진 시준기를 제공하지만, 한번의 EC는 단지 360/8=45도 회전으로 이루어진다. 도 16D는 도 15D와 유사한(동일하지 않음) 노출 프로파일을 제공하는 구멍을 가진 시준기를 제공하지만, 한번의 EC는 단지 180도 회전으로 이루어진다.

이러한 실시예에 이어서, 본 발명은 다양한 디자인으로 구현될 수 있고, 위에서 실시예로 제공된 특정 디자인에 제한되지 않는다.

픽셀 보정

상술한 바와 같이, 시준기 디자인 및 용도 마다 상이한 DPP를 가진 픽셀들은 적당한 디스플레이-프레임을 제공하기 위하여 정규화된다. 정규화 방안은 X-선 노출 방안(즉, 시준기 형태, 속도 및 위치)에 따라 만들어진다. 그러한 정규화는 이론적 파라메터들에 기초하여 행해질 수 있다. 예컨대, 일정한 속도로 회전하는 시준기(500)를 가진 도 7 및 도 5를 참조하면, 섹터들(702, 704)을 통합하는 환형부의 픽셀들은 원형 영역(700)의 양의 1/10을 받아 들인다[이 실시예에서 섹터(506)의 각도 크기(508)은 36도이다]. 본 실시예의 단순화를 위하여, 한번의 EC가 완료될 때[즉, 시준기(500)는 360도 회전을 끝마친다] 마다 하나의 프레임이 센서로부터 판독되는 것으로 가정한다. 또한, 모든 센서 픽셀들은 영상 강화기 출력에 동일하게 반응하고, 영상 강화기는 균일한 반응을 가지고, X-선 관으로부터의 X-선 빔은 균일한 것으로 가정한다. 픽셀들 사이의 차이점들에 대한 유일한 내재된(즉, 시스템 레벨) 원천은 시준기 및 그것이 작동하는 방식으로부터이다. 본 실시예에서, 시스템 디자인에 기초한 정규화는 1 또는 2 인자(factor)로 픽셀 곱셈을 하는 것이며, 이는 DPP에서의 차이를 보상할 것이다.

하나의 정규화 실시예에서, 섹터들(702, 204)를 통합하는 환형부의 픽셀들로부터 얻은 값들은 10으로 곱해질 수 있다. 또 다른 정규화 실시예에서, 원형 영역(700)의 픽셀들로부터 얻은 값들은 1/10로 곱해질 수 있다. 또 다른 정규화 실시예에서, 섹터들(702, 204)를 통합하는 환형부의 픽셀들로부터 얻은 값들은 5로 곱해질 수 있고, 원형 영역(700)의 픽셀들로부터 얻은 값들은 1/2로 곱해질 수 있다. 본 발명의 기술, 설명 및 실시예에서, 곱셈 및 나눗셈은 전적으로 동등하며, "1/10으로 곱하다"와 같은 표현은 전적으로 "10으로 나눈다"와 같은 표현과 전적으로 동등하다. 값에 의한 곱셈이 언급될 때 마다, 상호적인 값 선택 및 그 역에 의해 또한 나눗셈을 의미할 수 있다. 동일한 개념이 수식에서 사용된 곱셈 및 나눗셈 기호에 대하여도 적용된다. 예컨대, A/B는 또한 A×C[여기서, C=1/B]를 나타낸다.

상기 실시예는 정규화 방안이 두개의 알려진 DPP를 가진 2개의 알려진 영역을 통합하는 것이기 때문에 비교적 단순하다. 이러한 상황은 상이한 시준기 또는 시준기 동작 방안과 함께 비교적 보다 복잡해질 것이다.

다음의 실시예에서, 시준기(500)의 회전에 일부 변경이 도입된다. 일정한 회전 속도 대신에 가변적인 회전 속도가 사용되는데, 이는 한번의 EC에 대하여 다음의 표2에 제공된다[시준기(500):360도의 경우].

섹터 #	EC 레인지(도)	각도 회전 상태
1	0-150	일정 속도 1
2	150-180	일정 가속
3	180-330	일정 속도 2
4	330-360	일정 감속

영상 픽셀들과의 콘볼루션(convolution, 회선)과 함께 이러한 회전 패턴은 특히 가속 섹터에서 정규화 인자들을 추정하는 것을 보다 어렵게 한다.

도 15C 및 도 15D의 시준기 실시예에서, 많은 "픽셀 링들"(중심으로부터 소정 거리에 있는 픽셀들)은 적절한 정규화 인자를 필요로 한다. 정규화 인자들의 이론적 추정에 포함되지 않는 시스템의 제조 공차는 모니터(118)에 디스플레이되는 영상에서 링 패턴들로 나타나는 에러들을 야기할 수 있다. 다음의 캘리버레이션 방법은 인자들의 이론적 추정을 위한 필요사항을 없애고 나아가 제조 공차까지 보상하는 캘리버레이션을 제공한다.

본 실시예에서 본 발명의 모든 시준기가 사용될 수 있고, EC 마다 고정된 모든 회전 패턴이 사용될 수 있다.

투시 촬영 시스템은 영상 촬영 과정과 관련된 모든 고정된 구성들(X-선 관, 요구되는 X-선 작동 모드, 즉 전압 및 전류, 가능한 X-선 필터, 시준기, 환자 베드, 영상 강화기, 카메라)을 포함하도록 설정된다.

캘리버레이션 방법에 따라면, 요구되는 시준기는 요구되는 패턴으로 회전된다. (상술한 실시예를 사용하여) 로(raw)프레임 세트가 획득된다. 로프레임은 픽셀들에 대한 어떠한 조작 없이, 모든 픽셀들로 1 이상 정수의 EC로부터 얻게되는 프레임이다. 획득되는 로프레임의 수는 획득된 로프레임의 평균인 평균 로프레임에서 충분하여 비교적 우수한 S/N를 얻을 수 있어야만 한다. 로프레임 보다 10배 높은 S/N을 가진 평균 로프레임은 일반적으로 충분하고, 이는 100 로프레임들을 평균함으로써 얻을 수 있다. 정규화 프레임의 요구되는 품질에 따라, 그 이상 또는 그 이하의 프레임들이 사용될 수 있다.

하나의 평균 로프레임은 X-선을 오프한 상태 및 X-선을 온한 상태로 생성된다. 이러한 실시예를 위하여 디스플레이 목적을 위한 각 픽셀의 밝기 값이 0에서 255까지의 범위에 있다고 가정한다. 또한 5 내지 250 범위내에서 이론적 무잡음(noiseless) 프레임을 디스플레이하도록 선택한다[최악의 무잡음 픽셀은 값 5에서 디스플레이될 것이고, 최상으로 노출된 무잡음 픽셀은 값 250에서 디스플레이될 것이다. 이는 픽셀 값들을 0 내지 4 및 251 내지 255 범위로 가져오는 노이즈가 디스플레이되는 프레임에 대한 통계적 출현에 기여할 수 있게 한다.

로프레임들 j의 각 픽셀 i에 대한 보정, Pij(본 실시예에서 j는 프레임 지수이다)는 X-선 방사선으로 만들어지는 평균 로프레임의 픽셀들의 값, Ai 및 X-선을 오프시킨 상태에서 만들어지는 평균 로프레임의 픽셀들의 값, Bi를 사용하여 계산되고, 이는 아래와 같이 보정 픽셀 Dij를 산출한다.

(수식 1) Dij=(Pij-Bi)×(245/Ai)+5

보다 간단한 접근법에서 보정은 최악 및 최상 레벨에서의 노이즈 시각 측면을 무시할 수 있고, 이는 아래와 같이 0 내지 255의 디스플레이 범위로 간단히 보정한다.

(수식 2) Dij=(Pij-Bi)×(245/Ai)

위에서 제안된 보정은 선형적이며, 영상 강화기 및 카메라에서 비교적 선형 응답을 가진 시스템에서 최상으로 작동한다.

비선형 응답을 가지는 시스템에 대하여는 보다 복잡한 보정 방안이 이중선형(bi-linear) 보정과 같이 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 픽셀들 값의 범위는 대략 2 범위까지 나누어진다. X-선의 전류는 정상 작동 모드에서 예컨대 1/2로 감소되어 DPP가 1/2로 감소된다. 감소된 전류 레벨은 비선형성의 특성에 의존하며, 최적 이중선형 보정은 X-선 전류의 1/2 이외를 필요로 할 수 있다. DPP는 시준기 뒤 오른족에 알루미늄판을 놓는 것과 같은 다른 방식으로 또한 감소될 수 있다.

이러한 실시예에서, 1/2 X-선 전류를 가지고, 로프레임들의 또 다른 세트가 획득된다. 이러한 로프레임들의 S/N은 특정 장치를 위한 표준 X-선 전류의 로프레임들의 S/N 보다 더 적다. 이는 1/2 X-선 전류에 대한 평균 로프레임을 생성하기 위하여 보다 많은 로프레임들, 예컨대 200 로프레임들을 사용함으로써 보상될 수 있다. Mi를 1/2 X-선 방사선이 온된 상태에서 만들어진 평균 로프레임의 픽셀들 값을 나타내는 것으로 하자.

수식 2의 보정 실시예는 아래와 같이 본 실시예에서 구현된다.

Pij가 127과 동일 또는 그 이하인 값을 가질 경우

(수식 3) Dij=(Pij-Bi)×(127/Mi)

Pij가 127을 초과하는 값을 가질 경우

(수식 4) Dij=(Pij-Bi)×(255/Ai)

Mi을 위한 X-선 전류는 상이한 레벨로 설정되고[예컨대 특정 장치에 대해서는 표준 전류의 1/4], 수식들은 다음의 형식을 가질 것이다.

Pij가 63과 동일 또는 그 이하인 값을 가질 경우

(수식 5) Dij=(Pij-Bi)×(63/Mi)

Pij가 63을 초과하는 값을 가질 경우

(수식 6) Dij=(Pij-Bi)×(255/Ai)

픽셀들의 비선형성이 시스템의 작동 범위내에서 상이한 픽셀들 사이에서 유사하다면[즉, 비선형 응답에서의 차이가 비교적 적으면], 대부분의 경우에 비선형성에 대한 보정은 필요하지 않다. 만약 장치가 선형 응답을 필요로 하지 않고 디스플레이되는 프레임에 영향을 주는 비균일성 응답을 가지는 픽셀들을 단지 감소시키는 것이라면, 비선형성 보정을 생략할 수 있다.

이로부터 야기되는 노이즈 패턴이 장치에 장애를 일으키지 않는다면, 모든 픽셀들 보정은 생략될 수 있다. 보정은 장치에 적합한 대로 다른 정교한 레벨(선형, 이중선형, 삼중선형, 다항식 내삽 등) 도는 전혀 정교하지 않게 이루어질 수 있다.

가변적인 ROI 및 가변적인 회전 속도 프로파일

위 실시예에서, 다른 회전 속도를 가진 상이한 회전 프로파일이 설명되었다. 다음의 실시예에서는 가변적인 속도를 가진 회전 프로파일들이 영상에서의 ROI 맥락에서 설명되어질 것이다. 상기 시준기의 실시예에서, 중앙의 원형 영역(도 6의 600 및 도 7의 700)이 ROI로 제시되었고, 따라서 보다 낮은 DPP를 수신하는 섹터들(702, 704)의 환형부 보다 더 높은 DPP를 수신하게 된다. 이는 사소한 점이며, 전형적으로 영상의 중심 영역이 ROI이며, 이는 영상의 보다 중요한 부분이 위치하는 곳이다. 보다 높은 DPP는 그 영역에서 보다 높은 S/N을 가져 오고, 그 결과 그 영역에서 보다 우수한 품질의 영상을 제공한다. 일반적으로, 예컨대 카테테르 삽입 과정 동안에, 환자 베드가 그 과정 동안에 카테테르의 팁이 영역(700) 범위내에 유지되도록 이동한다. 그러나, 때때로 영상에서 가장 관심있는 영역이 영역(700) 밖, 예컨대 도 17A에서 참조번호 1700으로 표시된 영역으로 이동할 수 있다.

이는 (1)카테테르 팁이 영역(1700)으로 이동하여 환자가 카테테르 팁을 영역(700)으로 가져 가도록 이동하지 않거나 (2)오퍼레이터가 어떤 이유로 영역(1700)을 주시하고 있기는 것과 같은 많은 이유로부터 야기될 수 있다. 이러한 새로운 ROI 정보는 카테테르 팁에 대한 자동 팔로우업 또는 (캐나다 온타리오 카나타 소재 SR 리서치 리미티드로부터 구할 수 있는 EyeLink 1000과 같은) 시선 추적기 디바이스를 사용하여 오퍼레이터가 주시하는 영역에 대한 팔로우업을 포함하여 많은 방식으로 시스템에 입력으로 제공될 수 있고, 이는 사용자의 응시점과 함께 있어야만 하는 요구되는 ROI 위치를 지시하거나 또는 컴퓨터 마우스를 사용하여 요구되는 ROI 위치를 지시할 수 있다.

시준기(500)의 일정 회전 속도에서 구멍 섹터(702)의 각도 크기를 가진 상태에서 영역(700) 외측 환형부에서의 DPP는 원형 영역(700) 내측의 DPP의 1/10이며, 영역(700) 외측 환형부에서의 S/N은 영역(700) S/N의 1/10^1/2이고, 그 결과 보다 낮은 품질의 영상을 주게 된다. 이러한 점을 극복하고 본 발명의 기본적 실시예로서 초당 1/10의 EC인 시준기(500)로 10 fps의 디스플레이 프레임의 갱신 속도를 유지하기 위하여, 회전 프로파일은 변경될 수 있고, 그 결과 영역(700)을 포함하는 섹터(1702)(도 17B)에서의 시준기 회전 속도는 균일한 속도의 1/10까지 감소될 것이고, EC의 나머지에서의 회전 속도는 초당 1/10의 EC를 유지하기 위하여 증가될 것이다.

이는 도 17B 및 실제인 실시예를 참조하여 설명되어질 것이다. 영역(1700)을 포함하는 섹터(1702)의 각도 크기는 54도인 것으로 가장하자. 섹터(1702)의 제1 엣지는 1702A이고 각도 위치 63도에 위치하고, 섹터(1702)의 제2 엣지는 1702B이고 각도 위치 117도에 위치한다. 즉, 섹터(1700)는 각도 위치 90도에 중심을 주고 있다.

본 실시예에서, 섹터(702)의 엣지(702A)가 각도 63 도(1702A의 위치)로 접근할 때, 시준기(500)의 회전 속도는 1 rps로 감소된다. 이 회전 속도는 섹터(702)의 엣지(702B)가 엣지(1702B)(117 도)의 위치에 도달할 때까지 유지된다. 이러한 관점으로부터 시준기(500)의 회전 속도는 다시 증가된다. 단순화를 위하여 가속 및 감속이 매우 높고, 따라서 가속 및 감속 횟수는 본 실시예에 명확히 알 수 있는 것으로 가정한다. 상기 설명에 따라, 시준기(500) 회전 프로파일은 1 rps의 속도에서 54+36=90 도(EC의 1/4 회전)를 포함한다. 이것을 보상하고 평균 10 rps로 EC를 마치기 위하여 EC의 나머지 3/4 회전에서 시준기(500)의 회전 속도는 X rps로 증가되어야만 하고, 이는 아래의 수식을 충족시킨다.

(수식 7) 1rps×1/4 + Xrps×3/4=10rps

따라서:

(수식 8) Xrps=(10rps - 1rps×1/4)/(3/4)

즉, EC의 나머지 270도 회전 동안에 회전 속도는 13 rps여야만 한다.

이러한 회전 프로파일 섹터(1702)가 영역(700)과 동일한 DPP로 노출되고, 영역(1700)의 S/N 또한 요구되는대로 영역(700)과 동일하다.

섹터(1702) 외측의 섹터 범위에서 시준기 회전 속도는 13 rps로 증가되고, DPP는 일정 회전 속도의 DPP 아래로 영역(700)의 1/13 DPP까지 감소될 것이다. 상이한 ROI 기하학에 따른 회전 프로파일의 설계를 보여주기 위하여 영역(1700)이 실시예로 여기서 제시되었다. 영역(1700)는 형태 및 위치에서 달라질 수 있고, 이는 하나 이상의 ROI가 기본 사이클의 ROI(700)에 추가될 수 있다. 그러한 변경들은 상술한 동일한 개념의 프로파일 변경으로 이루어질 수 있다.

위에서 언급된 가속 및 감속은 EC의 신뢰할 수 없는 부분을 가질 수 있고, 설명되어져야만 한다. 다음의 실시예에서 가속 및 감속은 각각 45도 회전을 차지하고, 균일하다. 이 경우에, 가속은 엣지(702A)가 엣지(1702A)의 위치에 도달할 때 45 도에서 시작해야만 하고, 감속은 엣지(702B)가 엣지(1702ㅠ)의 위치에 도달할 때 45 도에서 시작한다. 시스템의 모든 다른 파라메터들은 동일하다. 만약 X는 EC의 180 도 동안의 회전 속도를 나타내고 Y는 각각의 45 도 가속 및 감속 섹터들에서의 평균 회전 속도이고, 따라서 아래의 수식은 0.1s의 EC(또는 10 rps의 평균 회전 속도)를 유지하도록 충족되어질 필요가 있다.

(수식 9) 1rps×1/4 + 2×Yrps×1/8 + Xrps×1/2=10rps

일정한 가속 및 감속이 1 rps와 10 rps 사이에서 이루어지면, Y=(1+10)/2=5.5이고, 180도 동안에 높은 회적은 16.75 rps이다. 상기 실시예를 통해 제시되는 이러한 접근법은 다른 가속 프로파일, 다른 시준기 및 (다른 fps 율과 같은) 다른 작동 방안에도 또한 적용될 수 있다. 위에 설명된 픽셀 보정 방법은 가변적인 회전 속도 프로파일에도 또한 충분히 적용될 수 있다.

영상의 다른 영역들에 대한 상이한 갱신(refreshment) 속도

상술된 바와 같이, 도 5의 시준기(500)의 실시예에서 시준기의 일정 회전 속도를 10 rps로 하고 디스플레이-프레임 갱신 속도를 10 fps로 하면, 도 7의 원형 영역(700)의 DPP는 섹터들(702, 704)[이는 간단하게 "환형부"로 표시됨]로 구성된 환형부 영역의 DPP 보다 10배 높다. 따라서, 영역(700)의 S/N은 환형부 영역의 S/N 보다 10^1/2 만큼 우수하다. 전체 영상(120)(도 2 참조)의 갱신 속도는 10 fps로 동일하다. 전체 프레임의 시간해상도는 0.1 초이다. 이전의 실시예에서, 각각의 디스플레이-프레임은 카메라(116)으로부터 획득된 하나의 프레임 데이터로부터 구성되었다. 디스플레이(118)상의 영역(200)은 센서에서의 영역(700)에 대응된다. 영역(200)은 영역(202)의 DPP의 10 배로 노출되고, 영역(200)의 S/N은 환형부 영역(202)의 S/N 보다 10^1/2 만큼 더 우수하다. 시준기(500)의 각 EC에서 데이터는 센서(714)로부터 판독되고, 처리되어 모니터(118)에 디스플레이된다. 완전한 영상(120)은 0.1s 마다 갱신된다. 본 발명의 다음 실시예에서, 환형부(202)의 S/N을 향상시키는 것이 바람직하다.

제1 실시예에서, 영역(200)은 센서(714)로부터 판독된 데이터로 0.1s 마다 갱신되고, 환형부(202)는 단지 1s 마다 갱신된다. 이 1s 동안에, 환형부(202)의 픽셀들에 대하여 센서(714)로부터 수신된 데이터가 환형부 영상을 생성하기 위해 사용되는데, 이 경우 환형부 영상은 10개의 이전의 프레임의 합이다. 간소화된 형태로서, j=1 내지 10으로 지수 표시된 모두 10개의 프레임들이 저장된다. 그 다음, 환형부(202)의 범위에서 각각의 픽셀들 i에 대하여 값들의 합이 계산된다: Pni=∑pij. Pni는 보정되고 디스플레이되고, 여기서 n은 매 10 프레임 세트에 대한 지수이다. 따라서, j=1 내지 10까지에 대하여 합산 프레임들의 픽셀들은 P1i. j=11 내지 10까지의 프레임들에 대하여 합산 프레임들의 픽셀들은 P2i. j=21 내지 30까지의 프레임들에 대하여 합산 프레임들의 픽셀들은 P3i 등이다. 이러한 실시예로 비록 환형부(202)가 영역(200)의 기본 시간 마다 DPP의 1/10을 수신하지만, 환형부(202)의 S/N이 영역(200)의 S/N과 유사한 영상(120)의 디스플레이를 얻을 수 있다. 그러한 절충안은 영역(200)의 매 0.1s에 비하여 매 1s 마다 환형부(202)가 갱신되고, 환형부(202)의 시간해상도가 영역(200)의 0.1s에 비하여 1s라는 점이다.

제2 실시예에서, j=1 내지 10으로 지수 표시된 첫번째 10개의 프레임들이 획득 및 저장된 후, 환형부(202)의 픽셀들의 합으로 디스플레이되고, 환형부(202)의 갱신은 다른 방식으로 이루어진다. j=11 내지 20이 획득될 때까지 1s 동안 환형부(202)의 디스플레이를 유지하는 대신, 그 디스플레이된 영상은 다음과 같이 0.1s 후에 갱신된다.

j=11 프레임이 획득되고 프레임 1 대신에 저장된다. 따라서, 이전에 저장된 프레임들(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)에 이어 다음의 프레임들(11,2,3,4,5,6,7,8,9,10)이 저장된다. 이러한 프레임 세트는 이전의 세트 및 환형부(202)가 갱신되는 것과 같은 방식으로 다루어진다. 추가적인 0.1s 후에, 12로 지수 표시된 프레임이 획득되고 2로 지수 표시된 프레임 대신에 저장된다. 즉, 11,12,3,4,5,6,7,8,9,10이다. 그러한 세트는 동일한 방식으로 처리되고, 환형부(202)의 디스플레이가 갱신된다. 이러한 과정이 그 자체로 반복되고, 결과적으로 환형부 영역은 영역(200)과 같이, 매 0.1s 마다 갱신된다. 환형부(202)의 시간해상도는 0.1s의 시간해상도를 가진 영역(200)에 비교하여 여전히 1s이다. 환형부(202)의 S/N은 영역(200)의 S/N과 유사하다. 제3 실시예에서, 중간적 접근법이 제시된다. 제1 실시예에 이어서, 10개의 프레임을 합산하고 환형부(202)를 매 1s 마다 갱신하는 대신에, 합산은 5 프레임 마다 행해질 수 있고 환형부(202)의 갱신은 매 0.5s 마다 이루어질 수 있다. 환형부(202)의 S/N은 영역(200)의 S/N의 1/2^1/2이지만, 여전히 시준기(500)의 기본 실시예의 1/10^1/2 보다 더 좋고, 시간해상도는 이 방법의 제1 실시예의 1s와 비교해서 단지 0.5s이다.

또한, 제2 실시예에서 중간적 접근법이 사용될 수 있는데, 매번 10 프레임들 중 하나를 대체하는 대신에, 5 프레임 세트내(1,2,3,4,5, 그 다음, 6,2,3,4,5, 그 다음 6,6,3,4,5 등)에서 하나의 프레임을 대체하는 것이다. 여기서, 0.1s 마다 환형부(202)의 갱신을 다시 얻지만, 0.5s의 시간해상도를 가지며, 환형부(202)의 S/N은 영역(200) S/N의 1/2^1/2가 될 것이지만, 여전히 시준기(500)의 기본 실시예의 1/10^1/2보다 우수하다.

이러한 방법은 도 18의 시준기와 같이 시준기를 회전시키지 않는 시준기에 대하여 또한 구현될 수 있다. 도 18A는 시준기의 평면도를 제공하고, 도 18B는 도 18A의 단면 c-c이다. 시준기(1800)는 본 발명의 시준기와 같은 X-선 감소의 유사 기능을 제공한다. 시준기는 그 영역내의 모든 방사선이 통과하도록 허용하는 구멍(1802), 재료(전형적으로 알루미늄) 및 그 재료의 두께에 기초하여 그 영역을 통과하는 방사선을 감소시키는 환형부(1806), 및 두께가 중심으로부터의 거리의 함수로 변하고 구멍(1802)의 측면에서 두께 0에서 시작하여 환형부(1806)의 측면에서 환형부(1806)의 두께에서 끝나는 환형부(1804)를 포함한다. 도 18C는 중심으로부터의 거리 r의 함수로 체계적인 DPP 그래프를 제공한다.

환형부(1806)을 넘어서서는 방사선이 충분히 차단된다. 본 실시예의 설명을 위하여 시준기(1800)로부터 산란되는 방사선은 무시된다. 본 실시예를 위하여 환형부(1806)를 통과하는 DPP는 구멍(1802)을 통과하는 DPP의 1/10이다. 프레임율은 10 fps이고, 디스플레이-프레임 재상율은 10/s이다. 상기 실시예에서 설명된 바와 같이, 환형부(1806)와 관련된 영상 부분의 S/N은 구멍(1802)와 관련된 S/N의 1/10^1/2이다. 환형부(1806)와 관련된 영역의 S/N이 구멍(1802)와 관련된 영역의 S/N과 유사한 영상을 디스플레이하기 위하여 상술한 모든 방법이 사용될 수 있다.

도 18D는 모니터(118)의 표현에 시준기(1800)와 관련된 디스플레이 프레임을 제공한다. 원(1822)은 시준기(1800)의 구멍(1802)을 통하여 도달하는 방사선과 관련된 영역이다. 환형부(1824)는 시준기(1800)의 환형부(1804)를 통과하여 도달한 방사선과 관련된 영역이다. 환형부(1826)은 시준기(1800)의 환형부(1806)을 통하여 도달하는 방사선과 관련된 영역이다. 도 18B의 환형부(1804)의 실시예는 두께가 선형으로 변하고, 도 18C에서의 1814의 방사선 변화에 대한 실시예는 비-선형 두께 변화이다. 즉, 많은 다른 함수들이 도 18B의 환형부(1800) 및 환형부(1806) 사이에서 방사선의 요구되는 기울기 변화를 맞추기 위하여 두께 기울기(1804)를 생성하도록 사용될 수 있다.

제1 실시예에서, 영역(1822)는 센서(714)로부터 판독된 데이터를 가지고 매 0.1s 마다 갱신되고, 환형부(1826)은 단지 1s 마다 갱신된다. 이 1s 동안에, 환형부(1826)의 픽셀들에 대하여 센서(714)로부터 수신된 데이터가 이전의 10 프레임들의 합산인 환형부 영상을 생성하는데 사용된다. 간소화된 형태로, j=1 내지 10으로 지수 표시된 모두 10개의 프레임들이 저장된다. 그 다음, 환형부(1826)의 범위에서 각각의 픽셀들 i에 대하여 값들의 합이 계산된다: Pni=∑pij. Pni는 보정되고 디스플레이되고, 여기서 n은 매 10 프레임 세트에 대한 지수이다. 따라서, j=1 내지 10까지에 대하여 합산 프레임들의 픽셀들은 P1i. j=11 내지 10까지의 프레임들에 대하여 합산 프레임들의 픽셀들은 P2i. j=21 내지 30까지의 프레임들에 대하여 합산 프레임들의 픽셀들은 P3i 등이다. 이러한 실시예로 비록 환형부(1826)가 영역(1822)의 기본 시간 마다 DPP의 1/10을 수신하지만, 환형부(1826)의 S/N이 영역(1822)의 S/N과 유사한 영상(120)의 디스플레이를 얻을 수 있다. 그러한 절충안은 영역(1822)의 매 0.1s에 비하여 매 1s 마다 환형부(1826)가 갱신되고, 환형부(1826)의 시간해상도가 영역(1822)의 0.1s에 비하여 1s라는 점이다.

환형부(1824)에 대하여, DPP가 환형부의 너비에 따라 1822의 DPP로부터 이 DPP의 1/10, 즉 환형부(1826)의 DPP에 이르기까지 선형적으로 감소되는 실시예를 여기서 사용할 것이다.

본 실시예에서 환형부(1824)를 똑같은 반경 단계를 가지는 8개의 환형부들로 나눌 수 있고, 가장 작은 환형부 #1의 평균 DPP가 1822의 9/10이고, 그 다음의 환형부 #2의 평균 DPP는 1822의 8/10이고, 환형부 #3은 7/10 등이고, 그리고 마지막 환형부 #8는 1822의 2/10 DPP이다.

상기 세그먼트들(환형부 #1 내지 #8)을 참조하여 값이 언급될 때마다, 그 값은 그 세그먼트에 걸친 시준기의 두께 변이를 고려한 그 세그먼트의 평균값이다. 전체 디스플레이되는 영상(120)에서 동일한 S/N을 제공하고 1s 까지의 시간해상도를 유지하는 것을 목적으로 할 때, 영역(1822)에서의 DPP와 환형부 #5에서의 DPP의 비율이 정수이기 때문에, 환형부 #5[영역(1822)의 1/2 DPP] 및 환형부 #8[영역(1822)의 1/5 DPP]에 대하여 단순한 방식으로 행해질 수 있다.

환형부 #5의 경우에, (상기 설명된 적절한 픽셀 보정과 함께) 상기 방법으로 설명된 바와 같이 2개의 시간적으로 연속적인 프레임들을 추가하면, 영역(1822)와 유사한 S/N을 제공할 것이다. 본 실시예에서 시간해상도는 0.2s일 것이다.

환형부 #8의 경우에, (상기 설명된 적절한 픽셀 보정과 함께) 상기 방법으로 설명된 바와 같이 5개의 시간적으로 연속적인 프레임들을 추가하면, 영역(1822)와 유사한 S/N을 제공할 것이다. 본 실시예에서 시간해상도는 0.5s일 것이다.

다른 환형부들(#1, #3, #4, #6, #7, 및 #8)에 대하여, 영역(1822)에서의 DDP와 이러한 환형부들에서의 DDP의 비율은 정수가 아니다. 따라서, 프레임들의 정수의 픽셀들을 (1s 시간해상도 보다 커지 않는 요구된 제한치를 고려하면 10까지) 추가하면, 요구되는 S/N을 초과하거나 또는 그 요구되는 S/N 보다 적을 것이다.

본 실시예의 필요조건하에서 요구되는 S/N을 얻기 위하여 다음의 방법이 적용될 수 있다.

1. 각각의 환형부 #m에 대하여, 시간적으로 연속적인 프레임들의 픽셀들의 최소 수를 추가한다. 이는 영역(1822)의 S/N과 동일하거나 그 보다 높은 S/N을 제공한다.

2. 픽셀 보정(상술된 바와 같이, 오프셋, 정규화 등등)을 실시한다.

3. 영역(1822) 보다 높은 S/N의 경우에 대하여 보상하기 위하여 환형부 #m의 각 픽셀에 노이즈를 추가한다.

상기 단계들은 환형부 #1을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 환형부 #1의 DPP는 영역(1822)의 9/10 DPP이다. 환형부 #1에서의 S/N은 영역(1822)에서의 S/N의 (9/10)^1/2이다. 따라서, 상기 단계 1을 따르면 환형부 #1의 영역에서 2개의 시간적으로 연속적인 프레임들의 픽셀들을 추가할 필요가 있고, 이는 환형부 #1의 픽셀들의 S/N을 영역(1822)의 그것과 동일하거나 또는 더 높게 만들 수 있다.

환형부 #1의 영역에 2개의 시간적으로 연속적인 프레임들의 픽셀들을 추가함으로써, 호나형부 1에서 결과적인 프레임의 유효한 DPP는 영역(1822)에서의 DPP의 18/10이다. 환형부 #1의 S/N은 영역(1822)의 S/N의 (18/10)^1/2이다. 영상(120)에서 너무 높은 S/N을 보상하고 가능한 시각적 형태를 얻기 위하여 가우스 잡음이 하기 수식을 만족하도록 각각의 픽셀에 추가된다.

(수식 10) (N₁₈₂₂)²=(N_#1)²+(N_add)²

여기서, N₁₈₂₂는 특정 대상체 투사를 위한 영역(1822)의 특정 픽셀과 관련된 노이즈이고, N_#1은 환형부 #1에서 2개의 시간적으로 연속적인 픽셀들의 합(픽셀-합)인 픽셀과 관련된 노이즈인데, 여기서는 동일한 대상체 투사를 가지고 픽셀-합은 (가장 단순한 보정 형태로서 합산된 픽셀들의 값을 1.8로 나우어 18/10부터 10/10까지의 DPP을 가져오고-이는 영역(1822)와 동일한) 픽셀 보정 과정을 거치게 되고, N_add는 픽셀-합에 추가되는 노이즈이고, 이는 영역(1822)와 동등한 픽셀과 동일한 레벨로 S/N을 얻게 해 준다.

상기 실시예에서, 환형부 #1의 픽셀 합에서 X-선 광자의 수는 영역(1822)의 동등한 픽셀(동일한 대상체 투사)의 1.8이고, 픽셀-합의 노이즈는 영역(1822)의 동등한 픽셀의 (1.8)^1/2이고, S/N은 또한 영역(1822)의 동등한 픽셀의 (1.8)^1/2이다.

Nadd의 양을 계산하기 위하여 우리는 아래 형태의 수식 11을 사용한다.

(수식 11) N_add=((N₁₈₂₂)²-(N_#1)²)^1/2

1.8로 픽셀 보정 나누기 하면,

숫자를 사용하면:

Nadd = (1²-((1.8^1/2)/1.8)²)^1/2

Nadd = 0.667

따라서, 픽셀 합에 푸아송 노이즈를 추가함으로써 우리는 영역(1822)의 동등한 픽셀과 유사한 노이즈를 그 픽셀에 제공한다.

모든 실시예는 관련 기초에 따라 계산되고, 다라서 영역(1822)의 픽셀은 1이다.

수식 10에서의 노이즈 값들은 픽셀 값에 의존하고, 전형적으로 픽셀 평균 레벨의 제곱근이다. 동일한 보정 방법이 적절한 변형과 함께 환형부(1824)의 모든 세그먼트들에 적용될 수 있다.

연속적인 프레임들의 픽셀들을 추가하는 것은 디스플레이-프레임 재상 이전에 매번 새로운 프레임들을 추가하거나 또는 상술한 FIFO 방법을 사용함으로써 가능할 수 있다.

환형부(1824)를 8개의 세그먼트들로(환형부 #1 내지 환형부 #8)로 나누는 것은 단지 일 실시예로 제공된 것이다. 보다 많은 갯수의 세그먼트들, 환형부(1824)에 걸쳐 보다 균일한 S/N이 가능할 수 있다. 그러나, S/N 조절의 비균일성에 의해 시인성이 영상의 S/N에 의해 모호해지고, 따라서 세그먼트들의 어떤 수 이상에서는 더 많은 세그먼트들의 기여도가 낮아 오퍼레이터가 분간할 수 없을 수 있다. 따라서, 특정 절차에서 영상의 S/N 통계 자료에 따른 환형부 세그먼트들의 개수를 제한할 수 있다.

시준기 실시예(1800)의 환형부(1824)와 같은 비-균일 DPP 영역을 다루기 위하여 동일한 방법이 도 15C, 도 15D 및 비-균일 DPP 영역을 또한 생성하는 도 16의 시준기들에도 사용될 수 있다. 이러한 방법은 상이한 노출 영역이 시준기의 형태, 시준기의 움직임 또는 형태와 움직임의 조합에 의해 발생하든지 또는 시준기에 의해 사용되는 방법과 무관하게, 상이한 노출 영역을 발생시키는 모든 시준기로 사용될 수 있다. 시준기가 이동하는 모든 경우에는, 동일한 움직임 패턴을 가진 사이클들은 상술한 바와 같이 영상 개선을 간소화하지만, 상술한 영상 개선을 하는 것이 필요 조건은 아니다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, ROI가 도 17A에서 제시된 바와 같이 영역(1700)으로 옮기게 될 때, 도 17B를 참조하여 설명된 바와 같이 시준기(500)의 회전 프로파일을 조절하는 대신에, 전체 시준기가 시준기(500)의 평면에 평행한 방향으로 선형적으로 이동될 수 있고, 그 결과 도 5의 원형 구멍(504)을 통과하는 X-선 방사선은 카메라 센서(710)에서 도 19A에 도시된 바와 같이 영역(1700) 둘레에 중심이 놓이게 된다. 시준기 입력 표면(112)에 도달할 수 있는 유일한 방사선은 시준기(500)의 구멍[원형 구멍(505) 및 섹터 홀(506)]을 통과하는 방사선이다. 따라서, 센서에서의 영역(1902)는 도 19A에서 섀도잉 되고[어떠한 방사선도 영상 강화기 입력(112)의 대응 영역에 도달하지 않는다], 경계선(712)에 의해 제한되는 700, 702 및 704를 포함하는 영역이 단지 노출된다. 그 노출된 영역은 두개의 원들 사이에 중첩이 있게 되며, 하나의 중심이 다른 것에 대하여 이동하게 되고, 도 19A에서 참조번호 1900으로 표시된다.

본 발명의 필요한 기능은 영역(700)에서 보다 높은 DPP를 가능하게 하는 원형 홀(504) 및 홀(504)의 DPP의 단지 1/10을 가능하게 하는 영상 영역의 나머지와 관련된 섹터 홀(506)에 의해 영역(1900)내에서 제공된다.

도 19B는 도 19A의 실시예에 따른 도 2의 출현 버젼을 도시한다.

시준기(500)는 공통의 X-Y 메커니즘 시스템을 사용하여 X-Y 평면에서 이동될 수 있다[도 1 의 좌표계(126) 참조]. 예컨대, 도 10C의 환형부 형태의 정적 부분(1016)는 X-선 관 구조에 결합되는 대신에 X-Y 시스템에 결합되고, X-Y 시스템은 X-Y 관의 구조에 결합되고, 그 결과 본 실시예에서 도 10C의 시준기가 도 19A의 실시예에서 요구되는 바와 같이 X-Y 평면에서 이동할 수 있다.

픽셀 보정, S/N 조절, 상이한 프레임들의 픽셀 추가와 같은 상술한 방법이 시준기의 이동을 위한 조절과 함께 도 19A의 실시예에 충분히 적용될 수 있다. X-Y 이동 방법은 본 발명의 모든 시준기에 적용될 수 있다.

X-Y 대신에 라인(예컨대 X 축)을 따른 이동이 동일한 방식으로 적용될 수 있는데, 이는 영상(120) 영역에 걸쳐 이 방법으로 할 수 있는 ROI 영역들이 제한되는 한계를 가진다. X-Y 기계계는 중국 상하이 소재 상하이 정신 리미티드로부터 구할 수 있는 전동 XY 테이블 ZXW050HA02와 같은 것을 포함하여 많은 디자인을 가질 수 있다. X-Y 기계계의 전통적 디자인은 종래 기술에서 공통적이고, 종종 장치의 요구사항을 최적으로 충족시키도록 만들어진다. 전통적으로 설계된 X-Y 기계계의 제공자는 미국 캘리포니아 몬로비아 소재 LinTech이다.

시준기(500)의 직경은 증가될 수 있고, 섹터(702)의 길이는 도 20B에 도시된 바와 같이 r3로 증가된다. 도 20A는 도 20B의 시준기와 용이한 비교를 위하여 도 20A와 같이 여기서 제공되는 도 5의 시준기이다. 각도(508)는 동일하고[본 실시예에서 36도], 원형 홀(504)의 직경도 동일하다(r1). R3는 도 19를 참조하여 설명된 바와 같이 시준기가 측면으로 이동될 때, 영상 강화기 입력(112)의 전체 뷰 영역을 통합할 정도로 충분히 크다. 본 디자인으로, 도 19B의 전체 영상 영역(120)은 도 19의 실시예에서 1902와 같은 섀도잉 영역 없이 활성화된 상태로 유지된다. 이러한 시준기는 본 발명의 모든 시준에서 구현될 수 있다.

도 19의 실시예에 대하여, 요구되는 최대 이동은 엣지 원형 홀(700)이 영상(712)의 엣지 어디에서나 한번 점접촉되는 지점까지이며[일 실시예가 도 19A의 점(1904)이다], 섹터 홀의 요구되는 반경(r3)는 도 20B를 참조하여 다음과 같이 계산될 수 있다.

(수식 12) r3 = A - r1

A는 시준기 평면에 투사로 크기 조정된 영상 강화기 입력(112B)(도 3 참조)의 직경이다. 즉:

(수식 13) A = B×(D1/D2)

X-Y 평면에서 시준기를 이동시키는 과정에서, (영역(504)를 통하여) 최대 DPP로 노출된 픽셀들은 1/10 DPP로 노출되는 상태로 변경될 수 있는데, 이는 영역(504)가 이동하고 그러한 픽셀들이 더 이상 그 영역에 포함되지 않게 되기 때문이다. 1s 동안 픽셀은 영역(504)에서 최대 DPP로 포함된 상태를 영역(504) 외측 1/10 DPP로 변한다. 이러한 실시예의 작동 모드를 고려하면, 1/10 DPP의 10 프레임들이 이미 획득되고, 이 픽셀의 처리가 디플레이를 위해 영역(504)내와 같은 S/N을 제공하기 위해 마지막 10 프레임들을 사용하는 상술된 방법에 의해 이루어질 수 있다[또 다른 실시예에서는 0.5s 동안 5 프레임들]. 1s 전이 동안, 영역(504)에 포함될 때 이 픽셀을 그와 같은 S/N으로 유지하기 위한 또 다른 조작이 요구된다. 본 실시예에서, 0.1s의 갱신 속도 및 0.1s 내지 1s로 변하는 시간해상도를 가지고, 다음의 절차로 실시되는데, 여기서 N은 그 픽셀에 대한 마지막 최대 DPP 프레임의 지수이다.

1. 시간 0에서, 프레임 N의 마지막 최대 DPP 데이터 100%인 픽셀을 디스플레이한다. 시간해상도는 0.1s이다.

2. 시간 0.1s에서, 프레임 N의 마지막 최대 DPP 데이터 90%, 및 프레임 N+1의 새로운 DPP 데이터 100%에 대한 가중합인 픽셀을 디스플레이한다.

3. 시간 0.2s에서, 프레임 N의 마지막 최대 DPP 데이터 80%, 프레임 N+1의 DPP 데이터 100%, 및 프레임 N+2의 DPP 데이터 100%에 대한 가중합인 픽셀을 디스플레이한다.

4. ....

5. ....

6. ....

7. ....

8. ....

9. ....

10. 시간 0.9s에서, 프레임 N의 마지막 최대 DPP 데이터 10% 및 프레임들 N+1, N+2,...,N+9 각각의 새로운 DPP 데이터 100%에 대한 가중합인 픽셀을 디스플레이한다.

11. 시간 1.0s에서, 프레임 N의 마지막 최대 DPP 데이터 0%, 및 프레임들 N+1, N+2,...,N+9, N+10 각각의 새로운 DPP 데이터 100%에 대한 가중합인 픽셀을 디스플레이한다. 시간해상도는 1s로 변한다.

12. 1/10 DPP 영역에 대한 영상 개선을 위해 상술한 방법을 계산한다. 시간해상도는 1s일 것이다.

1/10 DPP의 픽셀들을 단지 1fps의 속도로 갱신하는 방법의 경우, 마지막 최대 DPP 데이터는 픽셀의 1/10 DPP 노출로 변경한 후에 1s 동안 제공될 것이고, 그 이후 1/10 DPP의 마지막 10 프레임들의 평균이 픽셀을 갱신하기 위해 사용될 것이다.

픽셀이 반대 방향으로 상태를 변경할 경우, 즉 1/10 DPP 영역으로부터 최대 DPP 영역으로 변경될 경우, 이러한 전이는 순간적이며, 상태 변경 후 처음 0.1s에서 그 디스플레이되는 영상은 최대 DPP의 처음 0.1s 프레임으로 갱신된다.

도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 방법들은 비교적 높은 주파수 펄스 X-선에 대하여도 또한 적용될 수 있다. 용어 "비교적 높은 주파수"는 시준기 디자인 및 작동 모드에 관련된다. 36도의 섹터 각도 크기를 가지고 10 rps로 회전하는 도 5의 시준기(500)의 실시예에서, 펄스 주파수는 각각의 36도 프레임 영역 당 적어도 하나의 X-선 펄스가 있도록 하기 위하여 적어도 100/s의 주파수에 있어야만 한다. 픽셀 보정 방안을 간소화하기 위하여, X-선 펄스 주파수는 최소 주파수의 양의 정수배일 것이 요구된다. 본 실시예에서, 200/s, 300/s, 400/s 등이다. 본 실시예에서, 1,000/s, 즉 최소 주파수의 10배가 비교적 높은 주파수로 간주될 수 있다.

시준기는 X-선에 전적으로 불투명하지 않고, 시준기들은 불투명 영역에서 X-선 대부분을 차단하도록 구성된다. 0.25mm의 HVL(반가층)[납의 그것과 유사함]을 가진 3mm 두께 시준기는 입사 X-선 방사선의 0.5^(3/0.25)=1/4096를 (산란 없이) 통과하게 할 것이다. 용어 "기본적으로 불투명한"은 이러한 실제적인 시준기를 기술하기 위해 사용될 것이다. 여기서 설명되는 대부분의 시준기들은 도 5의 518과 같은 기본적으로 불투명한 영영 및 및 도 5의 504 및 506과 같은 구멍들 또는 홀들로 구성된다. 도 18의 실시예와 같은 시준기들은 상이한데, 이는 기본적으로 불투명한 영역(1806) 및 구멍(1802)에 더하여, 도 18A의 1804와 같이 반-불투명한 영역을 포함하기 때문이다.

본 발명에 따른 시준기들은 독립형으로 X-선 시스템에 장착될 수 있거나 또는 예컨대 또 다른 시준기와 함께 장착될 수 있는데, 이는 X-선을 영상 강화기의 입력 영역(112)의 일부에 제한하도록 설계된다. 본 발명의 시준기들과 다른 시준기들은 X-선 경로를 따라 모든 순서로 놓여질 수 있다. 영역(112)의 노출 부분은 X-선 차단 경로에서 모든 시준기들의 중첩 영역의 나머지일 것이다. 그러한 연속적인 배치 디자인에서, X-선 방출원으로부터의 각각의 시준기들의 거리 및 영역(112)까지의 거리는 요구되는 기능을 얻기 위하여 상술한 바와 같이 시준기들의 기하학을 고려해야 할 것이다.

상술한 방법 및 기술은 위에서 실시예로 언급된 구성 및 방법에 제한되지 않음을 당업자는 이해할 것이다. 이러한 실시예 및 다른 구성들 및 방법들은 특정 디자인 및 디자인 생성에서 실시되는 기술들에 따라, 최종적인 결과를 최적화하기 위해 사용될 수 있다. 상기 실시예들은 단지 일 실시예로서 기술된 것이고, 이는 본 발명의 범위를 제한되게 특정하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 범위는 이어지는 청구범위에 의해 단지 제한된다.

Claims

X-선 방출원, 본질적으로 라운드진 시준기, 검출기와 모티터, 상기 시준기의 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 상기 시준기를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 X-선 시스템에 있어서,
상기 시준기는 모든 방사선이 통과하도록 허용하는 구멍 및, 재료와 그 재료의 두께 그리고 상기 구멍과 외측 환형부 사이의 내측 환형부에 의존하고, 두께가 상기 구멍으로부터의 거리의 함수로 변하되, 상기 구멍 측에서 두께 제로로부터 시작해서 상기 외측 환형부 측에서 외측 환형부의 두께로 끝나, 통과하는 방사선량을 감소시키는 외측 환형부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 검출기는 상기 카메라에 의해 캡쳐된 각각의 프레임의 신호들을 통합시키도록 구성되고, 상기 시스템은 상기 검출기로부터의 픽셀들을 포함하는 프레임을 판독하도록 추가적으로 구성되는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 2 항에 있어서, 카메라에 의한 각각의 프레임 캡쳐의 말에 프레임을 판독하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 시준기의 상기 구멍, 상기 외측 환형부 및 상기 내측 환형부 각각에서의 상이한 방사선 DDP에 따라, 각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정 및 각각의 프레임에 대한 정규화 인자들을 계산하도록 더 구성된 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 구멍으로부터의 거리에 따라 상기 내측 환형부를 다수의 환형부들로 나누고, 이론적 DPP를 다수의 환형부 각각에 할당함으로써, 상기 내측 환형부에 대한 상기 정규화 인자를 계산하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 1 항에 있어서, 시선 추적기를 추가적으로 포함하고, 상기 시스템은 오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심 영역(ROI) 위치를 결정하고, 그에 따라 상기 시준기를 제어하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
X-선 방출원, 본질적으로 라운드진 시준기, 검출기와 모티터, 상기 시준기의 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 상기 시준기를 이동시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 시준기는 모든 방사선이 통과하도록 허용하는 구멍 및, 재료와 그 재료의 두께 그리고 상기 구멍과 외측 환형부 사이의 내측 환형부에 의존하고, 두께가 상기 구멍으로부터의 거리의 함수로 변하되, 상기 구멍 측에서 두께 제로로부터 시작해서 상기 외측 환형부 측에서 외측 환형부의 두께로 끝나, 통과하는 방사선량을 감소시키는 외측 환형부를 포함하는 X-선 시스템에서, 디스플레이되는 노출 영상를 개선하는 방법에 있어서,
상기 카메라에 의해 캡쳐된 각각의 프레임을 상기 검출기 신호로 통합하는 단계;
상기 검출기로부터의 픽셀들을 포함하는 프레임들을 판독하는 단계;
각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정을 계산하는 단계; 및
상기 시준기의 상기 중심 구멍, 상기 외측 환형부 및 상기 내측 환형부 각각에서의 상이한 방사선 DDP에 따라, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자들을 계산하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 판독 단계는 카메라에 의한 각각의 프레임 캡쳐의 말에 프레임을 판독하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 내측 현형부에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계는 상기 중심 구멍으로부터의 거리에 따라 상기 내측 환형부를 다수의 환형부들로 나누고, 이론적 DPP를 다수의 환형부 각각에 할당하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심 영역(ROI) 위치를 결정하고, 그에 따라 상기 시준기를 제어하는 단계를 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
X-선 방출원, 단일 기본적 원형 시준기, 검출기, 모니터 및 상기 시준기를 상기 시준기 평면에 일반적으로 수직한 축 둘레로 회전시키기 위한 수단을 포함하는 X-선 시스템에 있어서,
상기 시준기는 X-선 방사선에 기본적으로 불투명한 영역과 X-선에 투명한 영역으로 구성되는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 검출기는 상기 시준기의 360도 회전(노출 사이클) 동안에 신호들을 통합하는 수단을 포함하고, 상기 시스템은 상기 검출기로부터의 픽셀 값들을 포함하는 프레임들을 판독하는 수단을 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 판독 수단은 각각의 노출 사이클의 말에 픽셀 값들을 판독하는 수단을 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 판독 수단은 노출 사이클의 정수 말에 픽셀 값들을 판독하는 수단을 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 판독 수단은 노출 사이클의 말 이전에 픽셀 값들을 판독하는 수단을 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 12 항에 있어서, 노출 사이클 동안 판독되는 프레임들의 수는 정수인 것임을 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 12 항에 있어서, 시준기의 형태, 속도 및 위치에 따라 각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정을 계산하기 위한 수단 및 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단을 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 16 항에 있어서, 노출 사이클내에 판독된 모든 프레임들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 더 구성된 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 17 항에 있어서, 프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 더 구성된 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 16 항에 있어서, 프레임내에 판독된 프레임들에서 모든 노출된 픽셀들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 더 구성된 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 17 항에 있어서, 프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들의 모든 노출 픽셀들을 보정 및 합산함으로써 노출 영상을 생성하도록 더 구성된 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 17 항에 있어서, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 DPP에서의 차이를 보상하기 위한 이론적 인자를 픽셀 값에 곱셈하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 17 항에 있어서, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 캘리버레레이션 프레임을 획득하는 수단 및 상기 캘리버레이션 프레임들에 기초하여 각각의 픽셀에 대한 캘리버레이션 인자를 계산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 23 항에 있어서, 상기 캘리버레이션 프레임들은 다수의 프레임들의 평균을 포함하는 것임을 특징으로 하는 X-선 시스템.
제 23 항에 있어서, 상기 캘리버레이션 프레임들은 X-선 방사선을 온 시킨 상태로 캡쳐된 하나의 프레임과 X-선 방사선을 오프 시킨 상태에서 캡쳐된 하나의 프레임을 포함하는 것임을 특징으로 하는 시스템.
제 17 항에 있어서, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 이중선형 교정을 계산하기 위한 수단을 포함하는 것임을 특징으로 하는 시스템.
제 17 항에 있어서, 상기 보정된 프레임으로부터 노출 영상을 생성하는 수단 및 상기 노출 영상을 갱신하는 수단을 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 시스템.
제 27 항에 있어서, 상기 갱신 수단은 상기 영상의 상이한 영역에 대하여 상이한 갱신 속도를 사용하는 수단을 포함하는 것임을 특징으로 하는 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 판독 수단은 상기 검출기로부터 전체 프레임에 연속적으로 액세스 및 판독하는 수단을 포함하는 것임을 특징으로 하는 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 투명 영역은 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원형 홀 및 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원이면서 소정 각도 크기를 가지는 형태의 홀의 조합인 것을 특징으로 하는 시스템.
제 30 항에 있어서, 상기 시준기는 균형잡는 웨이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 30 항에 있어서, 상기 프레임은 X-선의 제1 양을 수신하는 상기 원형 홀과 관련된 픽셀들 및 X-선 방사선의 제2 양을 수신하는 상기 원형 홀 주변의 시준기 영역과 관련된 픽셀들을 포함하고, 상기 제2 양은 360도에 대한 섹터 각도의 비에 비례하는 상기 제1 양의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 32 항에 있어서, 상기 판독 수단은 상기 검출기로부터의 픽셀들을 무작위로 액세스 및 판독하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 33항에 있어서, 상기 판독 수단은 현재 노출된 섹터에 인접한 제1 충분히 노출된 섹터로부터 픽셀 값을 판독하고, 판독 후 상기 픽셀드을 리셋하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
제 34 항에 있어서, 상기 제1 섹터의 각도 크기는 상기 제1 섹터의 픽셀들을 판독 및 리셋하는데 필요한 시간이 상기 시준기가 동일한 각도 거리를 회전하는데 필요한 시간을 초과하지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 34 항에 있어서, 현재 노출된 섹터에 인접한 상기 제2 섹터의 픽셀 값을 막 노출되게 리셋하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 12 항에 있어서, 상기 시준기는 검출기를 시준기 회전과 동기화시키기 위한 동기화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 37 항에 있어서, 상기 동기화 수단은 시준기에 구성되어 포터-센서를 통과하는 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 37 항에 있어서, 상기 동기화 수단은 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 시준기를 회전하는 수단은 시준기와 동심인 위치에 시준기의 위에 장착되는 제1 풀리; 모터에 장착되는 제2 풀리; 상기 제1 풀리와 제2 풀리와 연결하는 벨트; 시준기와 동심을 이루는 V-형 원형 트랙; 및 상기 트랙의 V-홈과 접촉하는 3개의 휠을 포함하고, 상기 3개의 휠의 회전 축은 X-선 관의 참조 프레임에 고정된 환형부 형태의 정적 부분에 장착되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 40 항에 있어서, 상기 벨트는 평판 벨트, 우너형 벨트, V-벨트, 다중-홈 벨트, 립 벨트, 필름 벨트 및 타이밍 벨트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 시준기를 회전하는 수단은 기어 트랜스미션을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 42 항에 있어서, 상기 기어 트랜스미션은 스퍼, 헬리컬, 베벨, 하이포이드, 크라운 및 웜 기어로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 시준기를 회전시키는 수단은 시준기의 림과 직접 접촉하는 고 마찰 회전 표면 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 시준기를 회전하는 수단은 고정자를 둘레에 추가적으로 부착한 모터 회전자를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 시준기는 고정된 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 시준기는 가변형 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 47 항에 있어서, 두개의 동심 고정형 구멍 시준기를 장착하기 위한 수단 및 두개의 시준기를 다른 것에 대하여 하나를 회전시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 48 항에 있어서, 상기 두개의 시준기 중 각각의 하나를 독립적으로 회전시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 49 항에 있어서, 상기 두개의 시준기 중 각각의 하나를 상이한 속도로 회전시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 시준기를 가변 속도로 회전시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 시준기는 일정한 회전 속도로, 픽셀 당 두개의 상이한 방사선양(DPP)을 제공하도록 설계된 구멍 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 시준기는 시준기 중심으로부터 상이한 거리에 대한 DPP의 상이한 레벨을 제공하는 정성 노출 프로파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 시선 추적기를 더 포함하고, 상기 시스템은 오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심 영역(ROI)를 결정하고, 그에 따라서 상기 시준기를 제어하는 것을 특징으로 하는 시스템.
X-선 방출원, 본질적으로 라운드진 시준기, 검출기와 모티터, 상기 시준기의 평면에 일반적으로 평행한 평면에서 상기 시준기를 회전시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 시준기는 X-선 방사선에 기본적으로 불투명한 영역과 X-선에 투명한 영역을 포함하도록 구성된 X-선 시스템에서, 디스플레이되는 노출 영상를 개선하는 방법에 있어서,
상기 검출기에 의해 X-선 방출원으로부터 영상을 캡쳐하는 단계;
상기 시준기의 360도 회전(노출 사이클) 동안에 상기 검출기에 의해 신호들을 통합하는 단계;
상기 검출기로부터의 픽셀들을 포함하는 프레임들을 판독하는 단계;
각각의 프레임에 대한 게인 및 오프셋 보정을 계산하는 단계; 및
시준기 형태, 속도 및 위치에 따라 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계;
상기 보정된 프레임으로부터 노출 영상을 생성하는 단계; 및
상기 노출 영상을 갱신하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 판독 수단은 각각의 노출 사이클의 말에 픽셀 값들을 판독하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 판독 수단은 노출 사이클의 정수 말에 픽셀 값들을 판독하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 판독 수단은 노출 사이클의 말 이전에 픽셀 값들을 판독하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 노출 사이클 동안 판독되는 프레임들의 수는 정수인 것을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 노출 영상을 생성하는 단계는 노출 사이클내에 판독된 모든 프레임들을 보정 및 합산하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 노출 영상을 생성하는 단계는 프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들을 보정 및 합산하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 노출 영상을 생성하는 단계는 노출 사이클내에 판독된 프레임들에서 모든 노출된 픽셀들을 보정 및 합산하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 노출 영상을 생성하는 단계는 프레임의 각각의 판독 이후에 마지막 판독된 N 프레임들의 모든 노출 픽셀들을 보정 및 합산하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계는 DPP에서의 차이를 보상하기 위한 이론적 인자를 픽셀 값에 곱셈하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 64 항에 있어서, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 단계는 캘리버레레이션 프레임을 획득하는 단계 및 상기 캘리버레이션 프레임들에 기초하여 각각의 픽셀에 대한 캘리버레이션 인자를 계산하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 65 항에 있어서, 상기 캘리버레이션 프레임들은 다수의 프레임들의 평균을 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 65 항에 있어서, 상기 캘리버레이션 프레임들은 X-선 방사선을 온 시킨 상태로 캡쳐된 하나의 프레임과 X-선 방사선을 오프 시킨 상태에서 캡쳐된 하나의 프레임을 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 64 항에 있어서, 각각의 프레임에 대한 정규화 인자를 계산하는 수단은 이중선형 교정을 계산하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 갱신 단계는 상기 영상의 다른 영역에 대하여 상이한 갱신 속도를 사용하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 판독 단계는 상기 검출기로부터 전체 프레임에 연속적으로 액세스 및 판독하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 상기 투명 영역은 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원형 홀 및 상기 시준기의 회전 중심과 동심을 이루는 원이면서 소정 각도 크기를 가지는 형태의 홀의 조합이고, 상기 프레임은 X-선의 제1 양을 수신하는 상기 원형 홀과 관련된 픽셀들 및 X-선 방사선의 제2 양을 수신하는 상기 원형 홀 주변의 시준기 영역과 관련된 픽셀들을 포함하고, 상기 제2 양은 360도에 대한 섹터 각도의 비에 비례하는 상기 제1 양의 일부를 포함하고,
상기 판독 단계는 상기 검출기로부터의 픽셀들을 무작위로 액세스 및 판독하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 71 항에 있어서, 상기 판독 단계는 현재 노출된 섹터에 인접한 제1 충분히 노출된 섹터로부터 픽셀 값을 판독하고, 판독 후 상기 픽셀드을 리셋하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 72 항에 있어서, 상기 제1 섹터의 각도 크기는 상기 제1 섹터의 픽셀들을 판독 및 리셋하는데 필요한 시간이 상기 시준기가 동일한 각도 거리를 회전하는데 필요한 시간을 초과하지 않도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 71 항에 있어서, 현재 노출된 섹터에 인접한 상기 제2 섹터의 픽셀 값을 막 노출되게 리셋하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 55 항에 있어서, 오퍼레이터의 시선을 추적하고, 그에 의해 관심영역(ROI)을 결정하고, 그에 따라 상기 시준기를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.