KR20140142803A - 방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법 - Google Patents

방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140142803A
KR20140142803A KR1020130064218A KR20130064218A KR20140142803A KR 20140142803 A KR20140142803 A KR 20140142803A KR 1020130064218 A KR1020130064218 A KR 1020130064218A KR 20130064218 A KR20130064218 A KR 20130064218A KR 20140142803 A KR20140142803 A KR 20140142803A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
image
images
unit
irradiation
Prior art date
Application number
KR1020130064218A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102126355B1 (ko
Inventor
김성수
오현화
강동구
성영훈
이강의
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020130064218A priority Critical patent/KR102126355B1/ko
Priority to US14/295,943 priority patent/US10083520B2/en
Publication of KR20140142803A publication Critical patent/KR20140142803A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102126355B1 publication Critical patent/KR102126355B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G06T7/0014—Biomedical image inspection using an image reference approach
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/30—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
    • G06T7/33—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration using feature-based methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/30—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
    • G06T7/33—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration using feature-based methods
    • G06T7/337—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration using feature-based methods involving reference images or patches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G06T7/74—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving reference images or patches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/97—Determining parameters from multiple pictures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20—Special algorithmic details
    • G06T2207/20212—Image combination
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20—Special algorithmic details
    • G06T2207/20212—Image combination
    • G06T2207/20221—Image fusion; Image merging
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20—Special algorithmic details
    • G06T2207/20228—Disparity calculation for image-based rendering
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2219/00—Indexing scheme for manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T2219/20—Indexing scheme for editing of 3D models
    • G06T2219/2004—Aligning objects, relative positioning of parts
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2219/00—Indexing scheme for manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T2219/20—Indexing scheme for editing of 3D models
    • G06T2219/2016—Rotation, translation, scaling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/80—Geometric correction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

방사선 영상 방법은, 방사선의 영상 획득을 위한 방사선 피폭량을 분할하여 대상체에 방사선을 조사하고, 조사된 방사선을 검출하여 분할 개수에 상응하는 복수의 방사선 영상을 획득하는 영상 획득 단계 및 상기 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하는 영상 정합 단계를 포함할 수 있다.

Description

방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법{Radiography imaging apparatus and method for generating an radiographic image}
방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법에 관한 것이다.
방사선 촬영 장치는 방사선, 일례로 엑스선(X-ray)을 이용하여 인체나 물건과 같은 대상체 내부에 대한 영상을 획득하기 위한 것으로, 방사선이 지나가는 물질의 특성에 따라서 흡수되거나 투과하는 성질을 이용한 영상 장치이다. 방사선 촬영 장치는 대상체 내부 구조를 용이하게 파악할 수 있기 때문에 의료 분야 등에서 인체 내부의 병변과 같은 이상을 검출하거나, 물체나 부품의 내부 구조를 파악하기 위해서 사용되곤 한다. 또한 방사선 촬영 장치는 공항 등에서 수하물 내부를 확인하기 위해 사용되기도 한다.
이와 같은 방사선 촬영 장치로는 디지털 방사선 촬영 장치(DR, digital radiography), 컴퓨터 단층 촬영 장치(CT, Computed tomography)나 유방 촬영 장치(마모그라피, FFDM, full field digital mammography) 등을 일례로 들 수 있다.
구체적으로 방사선 촬영 장치의 동작 원리에 대해 살펴보면, 인체나 물건 등의 대상체에 방사선을 조사하고, 대상체를 투과하거나 또는 대상체를 투과하지 않고 직접 도달하는 방사선을 수광한 후, 수광된 방사선을 전기적 신호로 변환시키고, 변환된 전기적 신호를 독출함으로써 방사선 영상을 생성하고, 생성된 방사선 영상을 사용자에게 표시하여 사용자가 인체나 물건과 같은 대상체 내부를 알 수 있도록 한다.
복수의 방사선 영상 획득 시 대상체의 움직임에 따른 노이즈(noise)나 아티팩트(artifact)가 제거되거나 최소화된 방사선 영상을 획득할 수 있는 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
복수의 방사선 영상 획득 시 대상체의 움직임에 기인한 영상의 흔들림 또는 복수의 영상 상의 상이함을 방지할 수 있는 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 방법을 제공하는 것 역시 목적이 될 수 있다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 방법이 제공된다.
방사선 촬영 방법은, 방사선의 영상 획득을 위한 방사선 피폭량을 분할하여 대상체에 방사선을 조사하고, 조사된 방사선을 검출하여 분할 개수에 상응하는 복수의 방사선 영상을 획득하는 영상 획득 단계 및 상기 획득된 복수의 방사선 영상 중 적어도 두 개의 방사선 영상을 정합하는 영상 정합 단계를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 정합된 복수의 방사선 영상을 합성하는 영상 합성 단계를 더 포함할 수 있다. 또한 방사선 촬영 방법은, 복수의 에너지의 방사선을 대상체에 조사하여 복수의 서로 다른 에너지의 정합된 방사선 영상을 얻고 서로 다른 에너지의 정합된 방사선 영상을 합성한 후, 서로 다른 에너지의 방사선 조사를 기초로 획득된 복수의 합성된 방사선 영상을 조합하여 다중 에너지 방사선 영상을 생성할 수도 있다.
방사선 촬영 장치는, 방사선의 영상 획득을 위한 방사선 피폭량을 분할하여 방사선을 대상체에 조사하되, 분할 개수에 상응하는 회수로 방사선을 대상체로 조사하는 방사선 조사부, 상기 방사선 조사부에서 조사된 방사선을 수광하여 전기적 신호로 변환하여 출력하는 방사선 검출부 및 상기 전기적 신호를 독출하여 상기 분할 개수에 상응하는 복수의 방사선 영상을 획득하고, 상기 획득된 복수의 방사선 영상 중 적어도 두 개의 방사선 영상을 정합하는 영상처리부를 포함할 수 있다.
상술한 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 방법에 의하면, 적어도 하나의 방사선 영상 획득 시 대상체의 움직임이 보상된 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다.
따라서 대상체의 움직임에 기인한 방사선 영상의 열화를 방지하고, 방사선 영상의 각종 문제점, 일례로 노이즈나 아티팩트 등이 제거되거나 최소화된 영상을 획득할 수 있게 된다.
또한 복수의 방사선 영상을 획득함에 있어서 대상체의 움직임에 기인한 영상의 흔들림에 의한 복수의 영상 상의 상이함을 방지 또는 보정할 수 있게 된다.
뿐만 아니라 다중 에너지 방사선 영상을 획득함에 있어서 획득된 복수의 상이한 에너지의 방사선 조사에 의회 획득된 복수의 방사선 영상 사이의 상이함에 따라 발생하는 여러 문제점을 효과적으로 해결할 수 있게 된다.
또한 다중 에너지 방사선 영상을 획득함에 있어서 대상체의 동작에 기인한 복수의 방사선 영상 사이의 상이함을 제거하여 화질의 열화없이 선명한 다중 에너지 영상을 획득할 수도 있게 된다.
도 1은 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 2는 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 정면도이다.
도 3은 방사선 조사부의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 4 내지 도 8은 방사선 피폭량의 분할의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 방사선 검출 패널의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 방사선 검출부의 여러 실시예에 대한 도면이다.
도 13은 영상처리부의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 14 내지 도 16은 정합 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 다중 에너지 영상을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 내지 도 20은 방사선 영상 생성 방법의 여러 실시예에 대한 흐름도이다.
도 1은 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 의하면 방사선 촬영 장치는 입력부(i), 제어부(10), 방사선 조사부(20), 방사선 검출부(30), 저장부(40), 영상처리부(50) 및 디스플레이부(d)를 포함할 수 있다.
입력부(i)는 사용자로부터 방사선 촬영 장치를 제어하기 위한 각종 지시, 명령이나 정보를 입력받을 수 있다. 여기서 각종 지시나 명령은 방사선 촬영이나 방사선 영상 처리에 관한 다양한 각종 지시나 명령을 포함할 수 있다. 한편 각종 정보는 또는 방사선 조사 회수 또는 방사선 피폭량 분할 개수, 각 회수의 방사선 피폭량 또는 전체 방사선 피폭량 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
입력부(i)는 예를 들어 각종 버튼, 키보드, 마우스, 트랙볼(track-ball), 트랙패드(track-pad), 터치스크린 패널 또는 각종 레버(lever), 핸들(handle)이나 스틱(stick) 등을 포함할 수 있다.
이와 같은 입력부(i)는 방사선 촬영 장치에 직접 설치되어 있을 수도 있고, 유무선 통신망을 통하여 데이터를 송수신할 수 있는 별도의 워크스테이션에 마련되어 있을 수도 있다.
입력부(i)에서 입력된 각종 지시나 명령 또는 각종 정보는 제어부(10)로 전달될 수 있다.
제어부(10)는 소정의 제어 명령을 생성하고 생성된 제어 명령을 방사선 조사부(20), 방사선 검출부(30) 또는 영상처리부(50) 등에 전달함으로써 방사선 조사부(20) 등을 포함하는 방사선 촬영 장치의 전반적인 동작을 제어하도록 할 수 있다.
제어부(10)는 입력부(i)로부터 입력되는 사용자의 지시나 명령 또는 각종 정보를 전달받고, 전달받은 지시나 명령 또는 각종 정보를 이용하여 방사선 촬영 장치의 소정의 동작을 제어하도록 할 수 있다. 또한 제어부(10)는 미리 정의된 설정에 따라서 방사선 촬영 장치의 소정의 동작을 제어하도록 할 수도 있다.
제어부(10)는, 입력부(i)로부터 방사선 촬영 개시 명령 또는 방사선 촬영 준비 명령을 전달받고, 전달받은 방사선 촬영 개시 명령에 따라 방사선 조사부(20) 또는 방사선 검출부(30) 등에 대한 동작 개시 명령 또는 준비 명령을 생성하여 방사선 촬영을 시작하거나 또는 준비하도록 할 수도 있다.
제어부(10)는, 방사선 조사부(20)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(10)에 제어되는 방사선 조사부의 동작의 일례로 조사 방향 조절, 위치 이동, 방사선 조사 개시 또는 방사선 조사를 위한 인가 전압의 조절 등이 있을 수 있다. 예를 들어 제어부(10)는 소정의 제어 신호를 생성하고 생성된 제어 신호를 방사선 조사부(20)에 전달하여, 제어부(10)의 제어 신호에 따라서 방사선 조사부(20)가 소정 전압의 전원을 방사선 튜브에 인가하여 소정 에너지의 방사선을 생성하도록 할 수 있다. 이 경우 생성되는 방사선의 에너지는 인가되는 전압에 따라 결정될 수도 있다. 뿐만 아니라 제어부(10)는 필요에 따라서 소정의 콜리메이터(collimator)나 각종 필터(filter) 등의 동작 역시 제어할 수도 있다.
제어부(10)는 방사선 조사부(20)가 소정의 분할된 방사선 피폭량으로 방사선을 소정의 조사 회수로 대상체(ob)로 조사하도록 제어할 수 있다. 소정의 분할된 방사선 피폭량은 방사선의 영상 획득을 위한 방사선 피폭량을 소정의 방사선 분할 개수로 분할한 것이다. 방사선 분할 개수는 소정의 조사 회수와 동일할 수 있다. 실시예에 따라서 방사선 피폭량의 분할 개수나 일 조사시의 방사선 피폭량은 입력부(i)를 통해 입력되는 사용자의 지시나 명령에 따라 결정될 수도 있고, 미리 정의된 설정 등에 따라 결정될 수도 있다.
또한 제어부(10)는 방사선 검출부(30)의 이동, 획득한 방사선 신호의 독출(read out) 또는 방사선 검출부(30)의 리셋(reset) 등과 같은 방사선 검출부(30)과 관련된 각종 동작을 제어할 수도 있다.
예를 들어 제어부(10)는 방사선 조사부(20)의 이동에 따라서 적절하게 방사선을 수광할 수 있도록 방사선 검출부(30)를 이동시키는 제어 명령을 생성할 수 있고, 영상처리부(50)가 방사선 검출부(30)에 저장된 방사선 신호를 독출하도록 하는 제어 명령을 생성할 수도 있다. 뿐만 아니라 제어부(10)는 방사선 검출부(30)에 저장된 방사선 신호가 소정의 저장부(40)에 전달되도록 하여, 저장부(40)가 방사선 신호를 일시적 또는 비일시적으로 저장하도록 할 수도 있다.
제어부(10)는, 방사선 조사부(20) 및 방사선 검출부(30)가 함께 동작할 수 있도록 제어할 수 있다. 방사선 조사부(20)가 방사선을 대상체(ob)로 조사하면, 방사선 검출부(30)는 대상체(ob)를 투과한 방사선을 수광하여 전기적 신호, 즉 방사선 신호로 변환한 후 저장한다. 이 경우 수광된 방사선이 변환된 방사선 신호는 일회적으로 또는 일시적으로 방사선 검출부(30)의 커패시터(capacitor)에 저장될 수 있다. 그러므로 새로운 방사선 조사에 따라 새로운 방사선 신호가 생성되는 경우 기존에 저장된 방사선 신호는 삭제되거나 또는 새로운 방사선 신호에 영향을 미쳐 방사선 영상 상에 잡음(noise)이 생기도록 할 수도 있다. 따라서 제어부(10)는 방사선 조사부(20)와 방사선 검출부(30)가 동기화되어 함께 동작할 수 있도록 방사선 조사부(20)와 방사선 검출부(30)에 대한 소정의 제어 명령을 생성하고 생성된 제어 명령을 방사선 조사부(20)와 방사선 검출부(30)에 전달하여 방사선 조사 및 검출 사이의 싱크를 조절하도록 할 수 있다.
제어부(10)는 방사선 조사부(20)가 방사선을 조사하기 전에 방사선 검출부(30)가 기존의 방사선 신호를 다른 저장 공간, 일례로 저장부(40)에 전달하도록 하거나 또는 영상처리부(50)가 기존의 방사선 신호를 독출하도록 하여 방사선 검출부(30)가 조사 전에 수광할 준비가 될 수 있도록, 다시 말해서 리셋될 수 있도록 할 수도 있다.
구체적으로 제어부(10)는 방사선 조사부(20)가 대상체(ob) 방향으로 방사선을 조사하기 전에, 조사된 방사선에 따라 적절한 방사선 신호를 얻을 수 있도록 방사선 검출부(30)에 대한 소정의 제어 명령, 일례로 리셋 명령을 생성하고, 생성된 리셋 명령을 방사선 검출부(30) 또는 영상처리부(50) 등으로 전달하여 방사선 검출부(30)를 리셋시킬 수도 있다. 예를 들어 제어부(10)는 방사선 검출부(30)에 저장된 기존의 방사선 신호를 다른 저장 공간, 일례로 저장부(40)로 전달하여 저장부(40) 등에 저장될 수 있도록 하거나, 또는 제어부(10)는 영상처리부(50)가 방사선 검출부(30)에 저장된 기존의 방사선 신호를 방사선 조사 전에 독출하도록 하면서 방사선 검출부(30)를 리셋시키는 소정의 제어 명령을 생성하여, 방사선 검출부(30) 또는 영상처리부(50)에 전달하도록 할 수도 있다.
제어부(10)는 집적 회로가 형성된 적어도 하나의 칩을 포함하는 각종 프로세서(processor)일 수 있으며, 이와 같은 중앙 처리 장치는 방사선 촬영 장치 내에 마련되어 있을 수도 있고, 외부의 워크스테이션에 마련되어 있을 수도 있다.
이하 방사선 조사부(20)에 대해 설명한다.
도 2는 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 정면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 방사선 촬영 장치는 일 실시예에 의하면 디지털 방사선 촬영 장치(1)일 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 디지털 방사선 촬영 장치를 통하여 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대해 설명하도록 하나, 방사선 촬영 장치는 디지털 방사선 촬영 장치에 한정되지 않으며, 유방 촬영 장치나 컴퓨터 단층 촬영 장치에도 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예에 의하면 방사선 조사부(20)는 디지털 방사선 촬영 장치(1)의 방사선 조사 모듈(200)에 설치되어 있을 수 있다. 방사선 조사 모듈(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 소정의 방향, 일례로 지면 방향으로 방사선을 조사할 수 있도록 한다. 물론 방사선 조사 모듈(200)은 지면과 수평 방향으로 방사선을 조사할 수도 있다.
도 3은 방사선 조사부의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 3에 도시된 바에 의하면 방사선 조사부(20)는 전원(21), 방사선 튜브(22) 및 콜리메이터(23)를 포함할 수 있다. 방사선 튜브(22)는 상세하게는 음극 필라멘트(211) 및 애노드(anode, 양극, 222)를 포함할 수 있다.
전원(21)는 소정의 전압을 방사선 튜브(22)에 인가할 수 있다. 전원(21)로부터 방사선 튜브(22)에 소정의 전압이 인가되면, 인가된 전압에 따라서 방사선 튜브(22) 내부의 음(-)극의 필라멘트(221) 또는 필라멘트(221) 주변에 위치하는 전자가 애노드(222) 방향으로 가속하면서 이동하게 된다. 가속된 전자는 애노드(222)에 충돌하면서 쿨롱힘에 의해 급격히 감속되는데, 이 때 에너지 보존 법칙에 따라서 애노드(222)에서 방사선이 발생하게 된다. 발생된 방사선은 소정의 방향으로 조사된다.
이때 방사선 튜브(22)의 음극 필라멘트(211)와 애노드(222) 사이의 전위차를 관전압이라고 하고, 애노드(222)에 충돌하는 전자에 의해 흐르는 전류를 관전류라고 한다. 관전압이 증가하면 전자의 속도가 증가하므로 발생하는 방사선의 에너지가 증가하게 된다. 관전류가 증가하면 방사선의 선량이 증가할 수 있다.
콜리메이터(23)는 특정 방향의 방사선, 일례로 제2 방사선 및 제3 방사선(x2, x3)은 통과시키고 특정 방향 외의 방향으로 진행하는 방사선, 일례로 제1 방사선(x1)은 흡수하거나 반사시켜 필터링(filtering)함으로써 방사선이 소정의 범위 및 소정의 방향으로 조사되도록 제어할 수 있다. 콜리메이터(23)는 도 3에 도시된 바와 같이 방사선의 조사 경로상에 설치된다. 콜리메이터(23)에 의해서 사용자는 엑스선의 조사 방향이나 조사 범위를 제어할 수 있게 된다.
방사선 조사부(20)는 복수 회수로 방사선을 발생시켜 대상체(ob)로 조사할 수 있다. 이 경우 방사선 조사부(20)는 각 방사선 조사 시마다 동일한 에너지의 방사선을 조사하도록 할 수도 있고, 상이한 에너지의 방사선을 조사하도록 할 수도 있다.
일례로 방사선 조사부(20)는, 일 실시예에 의하면 관전압 변환이나 필터 변환을 통해서 다중 에너지 방사선을 생성한 후 생성된 다중 에너지 방사선을 대상체(ob)로 조사할 수 있다. 일례로 방사선 조사부(20)는 복수의 상이한 에너지의 방사선을 대상체(ob)로 조사하도록 할 수도 있다. 한편 방사선 조사부(20)는 각 방사선의 조사 시간을 상이하게 하여 방사선을 조사하도록 할 수도 있다.
또한 방사선 조사부(20)는 상술한 바와 같이 방사선의 영상 획득을 위한 방사선 피폭량을 분할하고, 분할 개수에 상응하는 회수로 방사선을 대상체로 조사하도록 할 수 있다. 이 경우 조사되는 방사선의 피폭량은 분할된 방사선 피폭량에 의해 결정될 수 있다. 아울러 방사선의 조사 회수 역시 분할 개수에 의해 결정될 수 있다.
이하 방사선 피폭량의 분할 및 이에 따른 방사선 조사부(20)의 방사선 조사에 대해 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 8의 도면은 방사선 조사부(20)의 동작 여부를 나타내는 도면이다. 도 4 내지 도 8의 도면에서 x축은 시간을 의미한다. 도면에서 볼록한 부분은 방사선이 조사되고 있음을 의미하고, 그 외의 부분은 방사선 조사가 정지 중임을 의미한다. 볼록한 부분의 상단의 표시는 조사되는 방사선을 식별하기 위한 식별 번호이다. 도면상에서 각각의 식별 번호는 방사선 조사부(20)가 조사하는 방사선의 에너지 스펙트럼과 조사 차례에 따라 정의된 것이다. 예를 들어 10단위가 동일한 식별 번호, 일례로 E11 및 E12는 동일한 에너지 스펙트럼의 방사선을 의미한다. 반대로 10단위가 상이한 식별 번호, 일례로 E11 및 E21는 상이한 에너지 스펙트럼의 방사선을 의미한다. 도면에 있어서 돌출된 부분의 하단에 표기된 t는 방사선이 조사되는 시간을 의미한다. 따라서 볼록하게 돌출된 부분이 길면 길수록 방사선을 피폭 시간이 길어진다는 것을 의미한다.
도 4 및 도 5은 방사선 피폭량의 분할의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 방사선 조사부(20)가 소정의 방사선 영상을 획득하기 위해서는 일반적으로 제1 피폭량의 방사선(E1)이 필요하다고 가정한다. 이 경우 소정의 제1 시간(t1), 일례로 1초 동안 소정 에너지의 제1 방사선(E1)을 대상체(ob)로 조사함으로써 총 제1 피폭량의 방사선이 대상체(ob)로 조사될 수 있다.
일 실시예에 의하면 방사선 조사부(20)는 원래 조사되어야 할 방사선 피폭량, 즉 제1 피폭량을 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개수로 분할하여 복수 회수로 조사하도록 할 수 있다. 이때 피폭량의 분할 개수와 방사선의 조사 회수는 서로 동일할 수 있다. 다시 말해서 도 5에 도시된 제11 방사선(E11)의 피폭량(제11 피폭량) 및 제12 방사선(E12)의 피폭량(제12 피폭량)의 합은, 도 4에 도시된 제1 방사선(E1)의 제1 피폭량과 같을 수 있다. 마찬가지로 제11 방사선(E11)의 조사 시간(t11)과 제12 방사선(E12)의 조사 시간(t12)의 합은 제1 방사선(E1)의 조사 시간(t1)과 동일할 수도 있다. 이와 같은 방사선 피폭량 분할 개수 또는 조사 회수는 사용자 또는 시스템 설계자에 따라 미리 결정되어 있을 수 있다.
각 조사 시마다 조사되는 방사선 피폭량, 즉 제11 방사선(E11)의 피폭량과 제12 방사선의 피폭량(E12)은 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 이 경우 제11 방사선(E11)의 조사 시간(t11)과 제12 방사선(E12)의 조사 시간(t12) 역시 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다. 이와 같은 방사선 조사 시간은 사용자 또는 시스템 설계자에 따라 미리 결정되어 있을 수도 있다.
한편 이 경우 방사선 조사는 도 5에 도시된 바와 같이 소정의 시간 간격(tb)으로 수행될 수도 있다. 예를 들어 제11 방사선(E11)의 조사가 종료된 후 소정의 시간(tb)이 경과한 후에 제12 방사선(E12)의 조사가 개시될 수 있다. 이와 같은 시간 간격(tb) 역시 사용자 또는 시스템 설계자에 따라 미리 결정된 것일 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 방사선 피폭량을 분할하고 분할된 방사선 피폭량에 따라 복수의 회수로 방사선을 대상체(ob)로 조사한다고 하더라도, 전체적인 방사선 피폭량은 도 4에 도시된 바와 같이 분할하지 않고 조사하는 경우와 동일할 수 있다.
일 실시예에 의하면 방사선 조사부(20)는 서로 상이한 에너지의 방사선을 대상체(ob)에 조사할 수 있다. 대상체(ob)를 투과한 서로 상이한 에너지의 방사선을 검출하면, 다중 에너지 방사선 영상을 획득할 수 있다. 대상체(ob) 내부의 물질은 조사되는 방사선의 에너지 대역에 따라 서로 상이한 대조도를 가질 수 있다. 따라서 상이한 에너지의 방사선을 조사하여 다중 에너지 방사선 영상을 획득하는 경우 대상체(ob) 내의 물질을 용이하게 구별할 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 다중 에너지 방사선 조사에 있어서 방사선 피폭량의 분할의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
소정의 다중 에너지 방사선 영상을 획득하기 위해 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 에너지의 방사선, 일례로 제1 에너지의 제1 방사선(E1), 제2 에너지의 제2 방사선(E2) 및 제3 에너지의 제3 방사선(E3)을 소정의 제1 시간(t1), 제2 시간(t2) 및 제3 시간(t3)으로 조사한다고 가정한다. 이 경우 제1 방사선 내지 제3 방사선(E1 내지 E3)은 소정의 방사선 피폭량, 일례로 제1 방사선 피폭량 내지 제3 방사선 피폭량의 방사선을 대상체(ob)로 조사한다. 제1 방사선 내지 제3 방사선(E1 내지 E3)의 각각의 방사선 피폭량은 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있으며 일부는 동일하고 일부는 상이할 수도 있다.
일 실시예에 의하면 방사선 조사부(20)는 방사선의 획득을 위해 필요한 방사선 피폭량, 즉 제1 피폭량 내지 제3 방사선 피폭량을 도 7에 도시된 바와 같이 복수 개수로 분할하여 복수 회수로 조사하도록 할 수 있다. 상술한 바와 같이 피폭량의 분할 개수와 방사선의 조사 회수는 서로 동일할 수 있다. 다시 말해서 도 7에 도시된 제11 방사선(E11)의 피폭량 및 제12 방사선(E12)의 피폭량의 합은, 도 6에 도시된 제1 방사선(E11)의 제1 피폭량과 같을 수 있다. 동일하게 제21 방사선(E21)의 피폭량 및 제22 방사선(E22)의 피폭량의 합은, 각각 도 6에 도시된 제2 방사선(E2)의 제2 피폭량과 동일할 수 있다. 또한 제31 방사선(E31)의 피폭량 및 제32 방사선(E32)의 피폭량의 합은, 도 6에 도시된 제3 방사선(E2)의 제3 피폭량과 동일할 수 있다. 상술한 바와 같이 제11 방사선(E11) 내지 제31 방사선(E31)의 조사 시간(t11, t21 및 t31)과 제12 방사선(E12) 내지 제32 방사선(E33)의 조사 시간(t12, t22 및 t32)의 합은 제1 방사선(E1) 내지 제3 방사선의 조사 시간(t1 내지 t3)과 동일할 수도 있다.
각 조사 시마다 조사되는 방사선 피폭량, 즉 제11 방사선(E11)의 피폭량과 제12 방사선의 피폭량(E12)은 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 마찬가지로 제21 방사선(E21)의 피폭량 또는 제31 방사선의 피폭량(E31)과 제22 방사선의 피폭량(E22) 또는 제32 방사선의 피폭량(E32)은 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 또한 제11 방사선(E11)의 피폭량 내지 제33 방사선(E33)의 피폭량 역시 서로 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있으며, 일부는 동일하고 일부는 상이한 것도 가능하다.
일 실시예에 의하면 방사선 조사부(20)는 서로 다른 에너지의 방사선, 일례로 제11 방사선(E11) 내지 제31 방사선(E31)을 소정의 패턴에 따라서 조사하도록 할 수 있다. 예를 들어 방사선 조사부(20)는 도 7에 도시된 바와 같이 서로 다른 에너지의 방사선을 순차적으로 반복하여 조사하도록 할 수도 있다. 구체적으로 방사선 조사부(20)는 먼저 제11 방사선(E11)을 대상체(ob)로 조사하고, 제11 방사선(E11)의 조사 종료 직후 또는 제11 방사선(E11)의 조사 종료 후 소정의 시간 경과 후에 제21 방사선(E21)을 대상체(ob)로 조사하고, 제21 방사선(E21)의 조사 종료 직후 또는 제21 방사선(E21)의 조사 종료 후 소정의 시간 경과 후 제31 방사선(E31)을 대상체(ob)로 조사하도록 함으로써, 제11 방사선(E11) 내지 제31 방사선(E31)을 순차적으로 조사하도록 할 수도 있다. 또한 더 나아가 제31 방사선(E31)의 조사가 종료되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제31 방사선(E31)의 조사 종료 직후 또는 제31 방사선(E31)의 조사 종료 후 소정의 시간 경과 후에 제12 방사선(E12)를 조사하도록 하여 서로 다른 에너지의 방사선이 대상체(ob)로 순차적으로 조사되도록 할 수도 있다. 이 경우 동일한 에너지의 방사선 조사, 일례로 제1 에너지의 제11 방사선 내지 제12 방사선(E11 내지 E12) 조사는 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 시간(tb)이 경과한 후에 수행될 수 있다.
한편 상술한 바와 같이 대상체(ob)에 조사된 복수 에너지의 방사선(E11 내지 E32)의 피폭량은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 원래 조사될 방사선 피폭량을 분할한 것이기 때문에 대상체(ob)에 대한 전체적인 방사선 피폭량은 도 6에 도시된 바와 같이 분할하지 않고 조사하는 경우와 동일할 수 있다. 즉, 대상체(ob)의 방사선 피폭량은 도 6의 경우나 도 7의 경우 모두 동일할 수 있다.
도 8은 다중 에너지 방사선 조사에 있어서 방사선 피폭량의 분할의 일례를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 서로 다른 에너지의 방사선(E1 내지 E3)의 방사선 피폭량은 도 8에 도시된 바와 같이 서로 다르게 분할될 수도 있다. 예를 들어 제1 에너지의 제1 방사선(E1) 및 제2 에너지의 제2 방사선(E2)의 피폭량은 도 8에 도시된 바와 같이 세 개로 분할하고, 제3 에너지의 제3 방사선(E3)은 다섯 개로 분할할 수 있다. 이에 따르면 제1 에너지의 제1 방사선(E1)과 제2 에너지의 제2 방사선(E2)이 세 번 조사되는 동안 제3 에너지의 제3 방사선(E3)은 다섯 번 조사될 수 있다. 이 경우 서로 상이한 에너지의 방사선 조사에 따른 조사 시간(t11, t21 및 t31)은 서로 상이할 수도 있다. 따라서 동일한 에너지의 방사선 조사 간격 역시 서로 상이할 수 있다.
또한 방사선의 조사 패턴 역시 도 7에 도시된 것과 같이 제11 방사선(E11) 내지 제31 방사선(E31)을 순차적으로 조사하지 않지 않을 수도 있다. 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 먼저 제3 방사선(E3)을 기초로 한 제31 방사선(E31)을 조사하고 이어서 제2 방사선(E2)을 기초로 한 제21 방사선(E21)을 조사한 후, 다시 제3 방사선(E3)를 기초로 한 제32 방사선(E32)을 조사하고 이어서 제1 방사선(E1)을 기초로 한 제11 방사선(E11)을 조사하도록 하는 것도 가능하다.
이와 같이 방사선 영상 획득을 위해 대상체(ob)에 조사되어야 할 방사선 피폭량을 분할하고, 소정의 회수, 일례로 분할 개수로 방사선을 대상체로 소정의 시간 간격에 따라 조사하는 경우, 소정의 시간 간격으로 촬영된 복수의 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다. 만약 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 다중 에너지의 방사선을 분할한 경우라면 복수의 다중 에너지 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다.
이하 방사선 검출부(30)에 대해 설명하도록 한다.
방사선 검출부(30)는 방사선 조사부(20)에서 조사된 방사선을 수광하여 전기적 신호, 즉 방사선 신호로 변환한다. 수광되는 방사선 중 일부는 대상체(ob)를 통과하면서 소정의 감쇠율에 따라 감쇠된 방사선일 수 있다.
도 9는 방사선 검출 패널의 일 실시예에 대한 도면이다.
방사선 검출부(30)는 방사선 조사부(20)에서 조사된 방사선을 수광하기 위해 도 9에 도시된 바와 같이 복수의 픽셀(310p)로 분할되는 방사선 검출 패널(310)을 포함할 수 있다. 방사선 검출 패널(310)의 각각의 픽셀(310p)은 방사선이 도달하면 도달한 방사선에 상응하는 가시광선 광자를 출력하고 가시광선 광자를 감지한 후 감지된 가시광선 광자에 상응하는 전기적 신호를 생성하여 방사선을 상응하는 방사선 신호로 변환하도록 한다.
도 10 내지 도 12는 방사선 검출부의 여러 실시예에 대한 도면이다.
방사선 검출부(30)는 수광한 방사선을 직접 전기적 신호로 변환하여 출력할 수도 있고,(직접 방식) 수광한 방사선에 따라 가시광선을 출력하고 출력된 가시광선을 전기적 신호로 변환하도록 할 수도 있다.(간접 방식)
도 10에는 간접 방식에 의한 방사선 검출부(30)가 도시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 간접 방식에 의한 방사선 검출부(30)는 일 실시예에 의하면 복수의 픽셀(310p)로 이루어진 방사선 검출 패널(310)을 포함할 수 있으며, 방사선 검출 패널(310)의 각각의 픽셀(310p)은 수광소자(311), 광감지소자(312) 및 저장소자(313)를 포함할 수 있다.
수광소자(311)는 신틸레이터일 수 있다. 신틸레이터는 방사선을 수광하고 수광된 방사선에 따라서 소정의 포톤, 일례로 가시 포톤(visible photon)을 내보낼 수 있다. 신틸레이터(311)는 도 10에 도시된 바와 같이 소정의 씨모스칩(CMOS chip)과 결합되어 있을 수 있다. 일 실시예에 의하면 신틸레이터(311)는 웨이퍼(wafer)의 전면에 배치되어 방사선을 수광할 수도 있고,(전면 조사 방식) 다른 실시예에 의하면 웨이퍼의 후면에 배치되어 방사선을 수광할 수도 있다.(이면 조사 방식) 전면 조사 방식에 따르면 웨이퍼의 전면이 빛을 수집하는 수광 수단으로 이용되고, 이면 조사 방식에 의하면 웨이퍼의 이면이 빛을 수집하는 수광 수단으로 이용된다.
한편 씨모스칩은, 신틸레이터(311)에서 출력된 포톤을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 광감지소자(312)가 설치되어 있을 수 있다. 광감지소자(312)는 일 실시예에 의하면 광다이오드(포토다이오드)일 수 있다.
광다이오드(312)에서 출력된 전기적 신호, 즉 방사선 신호는 저장소자(313)에 저장될 수 있다. 저장소자(313)는 일 실시에에 의하면 도 10에 도시된 바와 같이 스토리지 커패시터(storage capacitor)일 수 있다. 스토리지 커패시터(313)는 일시적 또는 비일시적으로 방사선 신호를 저장할 수 있다.
스토리지 커패시터(313)에 저장된 방사선 신호는 일 실시예에 의하면 도 10에 도시된 바와 같이 영상처리부(50)에 의해 독출되고, 영상처리부(50)는 커패시터(313)으로부터 독출한 방사선 신호를 이용하여 방사선 영상을 생성하도록 한다. 영상처리부(50)에서 생성된 방사선 영상은 디스플레이부(d) 등으로 전달되어 사용자에게 표시될 수도 있다.
한편 다른 일 실시예에 의하면 스토리지 커패시터(313)는 도 11에 도시된 바와 같이 저장부(40)로 방사선 신호를 전달하도록 할 수 있다.
스토리지 커패시터(313)는 소정의 전기적 신호를 저장하되 한번에 하나의 전기적 신호만을 저장할 수 있다. 따라서 스토리지 커패시터(313)는 새로운 전기적 신호가 인가되는 경우 종래의 전기적 신호는 제거하고 새로운 전기적 신호를 저장하게 된다. 만약 도 5, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 복수 회수로 방사선을 조사하는 경우 스토리지 커패시터(313)에 저장된 먼저 조사된 방사선에 기인한 방사선 신호는 새로운 방사선이 조사되는 경우 삭제되어 버릴 수 있다. 따라서 먼저 조사된 방사선에 기인한 방사선 신호를 유실하지 않기 위해서 매 조사 시마다 영상처리부(50)가 스토리지 커패시터(313)로부터 방사선 신호를 독출해야 한다. 만약 영상처리부(50)가 스토리지 커패시터(313)로부터 방사선 신호를 독출하는 시간이 장기화되는 경우 새로운 방사선 조사가 지나치게 지연될 수 있다. 즉 방사선 조사 사이의 시간 간격이 지나치게 커질 수 있다. 저장부(40)는 스토리지 커패시터(313)에 저장된 방사선 신호를 별도로 저장하도록 한다. 이에 따라서 영상처리부(50)는 스토리지 커패시터(313)에 저장된 방사선 신호를 조사 시마다 독출하지 않을 수 있게 된다. 즉, 복수 회수로 방사선의 조사가 수행되는 경우 조사 시마다 획득한 방사선 신호를 별도의 저장부(40)에 저장하도록 함으로써 영상처리부(50)가 저장부(40)에 저장된 복수의 방사선 조사에 기인한 복수의 방사선 신호를 일거에 독출하도록 할 수 있게 한다. 따라서 영상처리부(50)가 매 조사 시마다 방사선 신호를 독출하지 않더라도 복수의 방사선 조사에 따른 복수의 방사선 영상을 획득할 수 있게 한다.
이상 상술한 저장부(40)는 일 실시예에 의하면 버퍼(buffer), 램(RAM), 자기디스크, 반도체 기억 장치 또는 광기억 장치 등 전기적 신호를 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있는 다양한 저장 수단일 수 있다.
한편 도 12에 도시된 바와 같이 방사선 검출부(30)는 포톤 카운터부(314)를 포함할 수도 있다. 포톤 카운터부(314)는 광다이오드(312)에서 출력되는 포톤을 계수하여 방사선 포톤을 에너지 대역 별로 분석할 수 있도록 한다.
상세하게는 포톤 카운터부(314)는 임계 에너지 이상의 방사선 포톤의 개수를 측정하고, 측정 결과에 따라 임계 에너지 이상의 방사선에 의한 전기적 신호만을 출력하여 방사선 포톤을 에너지 대역 별로 분리하도록 할 수 있다.
각각의 픽셀(310p)의 각각의 광다이오드(312)는 도 12에 도시된 바와 같이 각각의 포톤 카운터부(314)와 연결되어 있을 수 있으며, 각각의 픽셀(310p)과 연결된 각각의 포톤 카운터부(314)는 각각의 픽셀(310p)에서 출력되는 전기적 신호를 에너지 대역 별로 분석할 수 있도록 한다.
포톤 카운터부(p14)는, 일 실시예에 의하면 도 12에 도시된 바와 같이 증폭부(315), 비교부(316) 및 계수부(317)을 포함하고 있을 수 있다.
증폭부(315)는 광다이오드(312)에서 출력되는 전기적 신호를 증폭하여 증폭된 소정 전압의 전기적 신호를 출력하도록 한다.
비교부(316)는 증폭부(315)에서 증폭된 전기적 신호와 소정의 임계 에너지를 비교하여 증폭된 전기적 신호가 임계 에너지보다 크거나 또는 작은 전기적 신호인지 여부를 비교 판단하고, 비교 판단 결과에 따른 신호를 출력한다. 이 경우 비교부(316)는, 일 실시예에 의하면 전기적 신호의 전압과 임계 에너지에 상응하는 임계 전압을 비교하여 전기적 신호가 임계 에너지보다 크거나 또는 작은지 여부를 판단하도록 할 수도 있다.
한편 비교부(316)에서 비교 대상으로 이용되는 소정의 임계 에너지는 별도의 임계 에너지 데이터베이스(318) 등에 저장된 것일 수 있다. 비교부(316)는 임계 에너지 데이터베이스(318)를 열람하고 임계 에너지 데이터베이스(318)로부터 사용자의 선택 또는 시스템 설정에 따라서 소정의 임계 에너지를 호출한 후, 호출된 소정의 임계 에너지를 증폭부(315)에서 증폭된 전기적 신호와 비교하도록 할 수도 있다.
비교부(316)는 일 실시예에 의하면 판단 결과에 따라서 이진 신호를 생성 및 출력하도록 할 수 있다. 예를 들어 비교부(316)는 임계 에너지와 전기적 신호의 비교 판단 결과 만약 전기적 신호가 임계 에너지와 동일하거나 또는 임계 에너지보다 큰 경우에는 1의 신호를 출력하고, 임계 에너지보다 작은 경우에는 0의 신호를 출력하도록 할 수 있다. 비교부(316)에서 출력되는 이진 신호 등의 비교 판단 결과에 대한 신호는 계수부(317)로 전달된다.
계수부(317)는 비교부(316)에서 전달되는 신호에 따라서 임계 에너지 이상의 포톤을 계수하고, 포톤에 대한 계수 결과 정보를 출력하도록 한다. 이와 같은 계수 결과 정보가 방사선 강도로 이용될 수 있다. 일 실시예에 의하면 계수부(317)는 비교부(316)로부터 출력되는 1의 신호만을 계수함으로써 임계 에너지보다 큰 포톤을 계수하여 측정하도록 할 수 있다.
방사선 검출부(30)의 포톤 카운터부(p14)에서 출력되는 방사선 강도는 도 12에 도시된 바와 같이 영상처리부(50)로 전달될 수 있으며, 영상처리부(50)는 방사선 강도를 기초로 영상을 생성할 수 있다. 물론 실시예에 따라서 방사선 강도는 상술한 바와 같은 별도의 저장부(40)에 저장될 수도 있다.
이하 영상처리부(50)에 대해 설명하도록 한다.
도 13은 영상처리부의 일 실시예에 대한 구성도이다.
영상처리부(50)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 방사선 검출부(30) 또는 저장부(40)로부터 방사선 신호를 전달받고, 전달받은 방사선 신호를 기초로 소정의 방사선 영상을 생성하도록 한 후, 생성된 방사선 영상을 출력하도록 할 수 있다.
영상처리부(50)는 일 실시예에 의하면 영상 생성부(51), 영상 정합부(52), 영상 합성부(53) 및 다중 에너지 영상 생성부(54)를 포함하고 있을 수 있다.
영상 생성부(51)는 전달받은 방사선 신호를 기초로 소정의 방사선 영상을 생성하도록 할 수 있다. 이 경우 영상 생성부(51)는 방사선 조사 시마다 각각 별도의 방사선 영상을 생성할 수 있다. 실시예에 따라서 영상 생성부(51)에서 생성된 방사선 영상에 대해 소정의 영상 처리가 수행될 수도 있다.
도 14는 정합 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이 영상 생성부(51)는 제11 방사선 조사에 따른 방사선 신호를 이용하여 제11 방사선 영상(I11)을 생성하고, 제12 방사선 조사에 따른 방사선 신호를 이용하여 제12 방사선 영상(I12)을 생성하도록 할 수 있다. 만약 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 방사선 조사부(20)가 여러 에너지의 방사선을 조사하는 경우 영상 생성부(51)는 방사선 조사 회수에 상응하여 복수의 여러 에너지의 방사선 영상을 생성하도록 할 수 있다.
영상 정합부(52)는 복수의 방사선 영상을 이용하여 복수의 방사선 영상을 정합(match)한다. 정합이란 서로 상이한 영상을 변형하여 하나의 좌표계로 표시하는 처리 기법이다. 영상 정합부(52)는 도 14에 도시된 바와 같이 복수의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)을 정합할 수 있다. 이 경우 영상 정합부(52)는 하나의 영상, 일례로 제11 영상(I11)을 기준 영상으로 하여 복수의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)을 정합할 수도 있다.
또한 영상 정합부(52)는, 영상 정합의 결과를 기초로 적어도 하나의 방사선 영상을 보정하여 적어도 하나의 보정된 영상(I12')를 생성할 수도 있다.
도 15 및 도 16은 정합 방법의 다양한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이 영상 정합부(52)는, 일 실시예에 의하면, 복수의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)을 정합할 수 있다. 도 11의 좌측에 도시된 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)은 동일한 대상체(ob)를 서로 상이한 시간에 촬영한 방사선 영상이다. 이 경우 촬영 시간의 차이로 인하여 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)은 서로 상이할 수 있다. 즉, 도 11의 제11 방사선 영상(I11)의 특정 위치(A)에 표시되는 소정의 물체가 제12 방사선 영상(I12)에서는 특정 위치(A)와 상이한 위치(B)에서 표시되어 있을 수 있다. 이 경우 영상 정합부(52)는 소정의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11)을 기준 영상으로 삼아 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)을 정합하도록 할 수 있다.
또한 영상 정합부(52)는 서로 정합된 적어도 하나를 기준 영상에 따라 보정하도록 할 수 있다. 예를 들어 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12) 중 적어도 하나의 기준 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11)을 기준으로 다른 영상, 일례로 제12 방사선 영상(I12)을 보정하여 도 15의 우측에 도시된 바와 같이 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12')를 획득하도록 할 수 있다. 이 경우 제11 방사선 영상(I11)은 기준 영상으로 이용되었기 때문에 어떠한 보정도 수행되지 않을 수 있다. 한편 제12 방사선 영상(I12')는 기준 영상으로 이용된 제11 방사선 영상(I11)을 기초로 보정된 것이므로, 제11 방사선 영상(I11)과 동일하거나 거의 유사할 수 있다.
만약 적어도 셋 이상의 방사선 영상을 정합하는 경우, 세 개의 방사선 영상 중 어느 하나의 방사선 영상과 다른 하나의 방사선 영상을 먼저 정합하되, 둘 중 어느 하나의 영상을 기준 영상으로 삼아 정합하고 보정할 수 있다. 그에 따라 기준 영상과 기준 영상에 따라 정합 및 보정된 방사선 영상이 획득될 수 있다. 그 후, 기준 영상으로 이용된 어느 하나의 방사선 영상 또는 기준 영상에 따라 정합 및 보정된 방사선 영상과 또 다른 방사선 영상을 정합하도록 할 수 있다. 이 경우 기준 영상으로 이용된 어느 하나의 방사선 영상 또는 기준 영상에 따라 정합 및 보정된 방사선 영상이 또 다른 방사선 영상의 정합을 위한 기준 영상으로 이용될 수도 있다.
도 16에 도시된 바와 같이 영상 정합부(52)는, 다른 일 실시예에 의하면, 복수의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)을 모두 보정하여 복수의 방사선 영상을 획득할 수 있다. 상술한 바와 마찬가지로 도 12의 좌측에 도시된 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)은 동일한 대상체(ob)를 서로 상이한 시간에 촬영한 서로 상이한 방사선 영상, 즉 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)이다. 이 경우 영상 정합부(52)는 소정의 방사선 영상을 기준 영상으로 삼지 않고, 제11 방사선 영상(I11)과 제12 방사선 영상(I12)의 중간값 또는 평균값을 연산한 후 연산 결과에 따라 정합에 이용될 기준 영상을 먼저 생성할 수 있다. 이어서 영상 정합부(52)는 기준 영상에 따라서 제11 방사선 영상(I11)과 제12 방사선 영상(I12)을 정합하고 보정하여, 도 16의 우측에 도시된 바와 같이 복수의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11') 및 제12 방사선 영상(I12')을 획득할 수 있다. 이 경우 제11 방사선 영상(I11)의 특정 위치(A)에 표시된 물체 또는 제12 방사선 영상(I12)의 특정 위치(B)에 표시된 물체는, 새로 획득된 방사선 영상 상에서는 양 위치(A,B)의 중간 지점 또는 평균 지점(C)에 표시될 수 있다.
만약 적어도 셋 이상의 방사선 영상을 정합하는 경우, 먼저 세 개의 방사선 영상 중 어느 하나의 방사선 영상과 다른 하나의 방사선 영상을 정합 및 보정하여 새로운 방사선 영상을 획득하고, 새로운 방사선 영상과 세 개의 방사선 영상 중 또 다른 방사선 영상을 정합하도록 할 수 있다.
영상 정합부(52)는 일 실시예에 의하면 복수의 방사선 영상의 세기를 비교하여 복수의 방사선 영상을 정합하도록 할 수 있다. 또한 다른 일 실시예에 의하면 영상 정합부(52)는 복수의 영상으로부터 특징점(feature point)를 추출하고 추출된 특징점을 비교하여 복수의 방사선 영상을 정합하도록 할 수도 있다.
필요에 따라 영상 정합부(52)에서 보정된 방사선 영상 또는 기준 영상에 대해 별도로 소정의 영상 처리가 더 수행될 수도 있을 것이다.
영상 합성부(53)는 영상 정합부(52)에서 정합된 복수의 방사선 영상, 일례로 도 14에 도시된 바와 같이 제11 방사선 영상(I11) 및 보정된 방사선 영상(I12')을 합성하여 적어도 하나의 합성된 방사선 영상을 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이 각각의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11)과 제12 방사선 영상(I12)은 방사선 피폭량을 분할하여 획득된 방사선 영상이기 때문에, 방사선 영상 생성에 요구되는 방사선 피폭량을 일회 조사하여 획득된 방사선 영상보다 상대적으로 영상의 선명도나 정확성이 저하된 것일 수도 있다. 분할된 방사선 피폭량에 따라 획득된 복수의 방사선 영상을 합성하면, 방사선 영상 생성에 요구되는 방사선 피폭량을 일회 조사하여 획득된 방사선 영상과 동일하거나 또는 유사한 양질의 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다.
한편 실시예에 따라서 영상 합성부(53)에서 합성된 방사선 영상에 대해 소정의 영상 처리가 수행될 수도 있다.
다중 에너지 영상 생성부(54)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 에너지의 방사선의 피폭량을 각각 분할하고, 분할 개수에 상응하는 회수로 상이한 에너지의 방사선을 대상체(ob)에 조사하여 복수의 다중 에너지 방사선 영상을 획득한 경우 복수의 다중 에너지 방사선 영상을 이용하여 다중 에너지 영상을 생성하도록 한다.
이하 다중 에너지 영상 생성부(54)에서 다중 에너지 영상이 생성되는 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 17은 다중 에너지 영상을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이 방사선 조사부(20)에서 복수의 상이한 에너지의 방사선(E1 내지 E3)의 피폭량을 소정의 분할 개수로 분할하고, 분할 개수에 상응하는 회수로 분할된 방사선(E11 내지 E32)를 대상체(ob)로 조사하면, 방사선 검출부(30)는 조사된 방사선(E11 내지 E32)을 수광하고 방사선 신호로 변환한다. 영상처리부(50)의 영상 생성부(51)는 방사선 검출부(30)에서 변환된 방사선 신호를 이용하여 방사선 조사 회수에 상응하는 복수의 방사선 영상(I11 내지 I32)를 생성하게 된다.
영상 정합부(52)는 복수의 방사선 영상(I11 내지 I32) 중에서 서로 동일한 에너지의 방사선 조사로 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)을 정합하거나 또는 제21 방사선 영상(I21) 및 제22 방사선 영상(I22)을 정합하도록 할 수 있다.
일 실시예에 의하면 동일한 에너지의 방사선 조사로 획득된 복수의 방사선 영상 중 어느 하나의 방사선 영상을 기준 영상으로 하여 동일한 에너지의 방사선 조사로 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하도록 할 수 있다. 또한 더 나아가 정합 후에 기준 영상이 아닌 다른 방사선 영상을 정합 결과에 따라 보정하여 도 17에 도시된 바와 같이 복수의 방사선 영상을 획득하도록 할 수 있다. 이 경우 획득되는 복수의 방사선 영상은, 예를 들어, 기준 영상으로 이용된 복수의 방사선 영상(I11, I21 및 I31)과 기준 영상을 기준으로 하여 정합 및 보정된 복수의 방사선 영상(I12', I22' 및 I32')일 수 있다.
물론 도 16을 통해 설명한 바와 같이 어느 하나의 방사선 영상을 기준 영상으로 삼지 않고 정합을 수행할 수도 있다.
또한 영상 정합부(52)는 서로 상이한 에너지의 방사선 조사로 획득된 복수의 방사선 영상 중 어느 하나의 방사선 영상을 기준 영상으로 하여 서로 상이한 에너지의 방사선 조사로 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하는 것도 가능하다.
뿐만 아니라 영상 정합부(52)는 적어도 셋 이상의 방사선 영상을 정합할 수도 있다. 이 경우 적어도 셋 이상의 방사선 영상은 모두 동일한 에너지의 방사선 조사에 따라 획득된 방사선 영상일 수도 있고, 일부는 동일하고 일부는 상이한 에너지의 방사선 조사에 따라 획득된 방사선 영상일 수도 있으며, 모두 상이한 에너지의 방사선 조사에 따라 획득된 방사선 영상일 수도 있다.
영상 합성부(53)는 복수의 방사선 영상을 합성하여 합성된 방사선 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어 영상 합성부(53)는 도 17에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 기준 영상으로 이용된 방사선 영상과 기준 영상을 이용하여 정합 및 보정된 적어도 하나의 방사선 영상을 합성하여, 적어도 하나의 합성된 방사선 영상을 생성할 수 있다. 또한 영상 합성부(53)는 도 16에 도시된 바와 같은 방법을 통해 정합된 복수의 방사선 영상을 합성하여, 적어도 하나의 합성된 방사선 영상을 생성할 수도 있다.
한편 일 실시예에 의하면 영상 합성부(53)는 도 17에 도시된 바와 같이 동일한 에너지의 방사선 조사로 획득된 복수의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11)과 제12'방사선 영상(I12')를 합성하여 합성된 방사선 영상(I1)을 생성하도록 할 수 있다. 물론 영상 합성부(53)는 서로 다른 에너지의 방사선 조사로 획득된 복수의 방사선 영상을 합성하도록 할 수도 있다.
영상 합성부(53)는, 예를 들어 복수의 방사선 영상(I11 내지 I32') 중 적어도 두 개의 방사선 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)를 중첩하여 적어도 하나의 다중 에너지 방사선 영상(I)을 획득하도록 할 수도 있다. 이 경우 각각의 영상, 일례로 제11 방사선 영상(I11) 및 제12 방사선 영상(I12)에 소정의 가중치를 부가하거나 또는 부가하지 않고 합성하여 적어도 하나의 합성된 방사선 영상, 일례로 제1 방사선 영상(I1)을 획득하도록 할 수도 있다.
영상 합성부(53)는, 이상 상술한 방법을 통해 복수의 합성된 방사선 영상, 일례로 도 17에 도시된 것과 같이 제1 방사선 영상 내지 제3 방사선 영상(I1 내지 I3)를 획득할 수 있다.
다중 에너지 영상 생성부(54)는, 영상 합성부(53)에서 합성된 복수의 방사선 영상을 합성하여 적어도 하나의 다중 에너지 방사선 영상(I)를 생성하도록 할 수 있다. 이 경우 다중 에너지 영상 생성부(54)에서 합성되는 복수의 방사선 영상은 서로 상이한 에너지의 조사에 따라 획득된 복수의 방사선 영상(I11 내지 I32)을 정합하고 합성하여 획득된 복수의 합성된 방사선 영상(I1 내지 I3)일 수 있다.
다중 에너지 영상 생성부(54)는, 예를 들어 복수의 합성된 방사선 영상(I1 내지 I3)를 중첩하여 적어도 하나의 다중 에너지 방사선 영상(I)을 획득하도록 할 수도 있고, 또한 복수의 합성된 방사선 영상(I1 내지 I3) 중 적어도 하나의 방사선 영상에 소정의 가중치를 가중합하여 합성하여 적어도 하나의 다중 에너지 방사선 영상(I)을 생성하도록 할 수도 있다.
영상처리부(50)는 영상 생성부(51)에서 생성된 방사선 영상, 영상 정합부(52)에서 정합된 방사선 영상, 영상 합성부(53)에서 합성된 방사선 영상 또는 다중 에너지 영상 생성부(54)에서 생성된 다중 에너지 방사선 영상과 같은 여러 종류의 방사선 영상을 도 1에 도시된 바와 같이 영상 후처리부(60)로 전달할 수 있다. 실시예에 따라서 영상처리부(50)는 방사선 영상을 반도체 기억 장치나 자기 디스크 기억 장치와 같은 메모리 장치로 전달하여 방사선 영상을 저장하도록 할 수도 있다. 또한 영상처리부(50)는 방사선 영상을 방사선 촬영 장치(1)나 워크스테이션 등에 설치되어 있는 디스플레이부(d)로 전달하여 사용자에게 방사선 영상이 표시되도록 할 수도 있다.
영상 후처리부(60)는, 일 실시예에 의하면 영상처리부(50)로부터 출력되는 방사선 영상의 전부 또는 일부분의 명도(brightness)나, 대조도(contrast) 또는 선예도(sharpness) 등을 조절하여 방사선 영상을 보정하도록 할 수 있다. 또한 영상 후처리부(60)는 다양한 영상 후처리 방법을 방사선 영상에 적용하여 방사선 영상의 후처리를 수행하도록 할 수도 있다. 뿐만 아니라 영상 후처리부(60)는 복수의 방사선 영상을 중첩하여 중첩된 방사선 영상을 생성하도록 할 수도 있고, 복수의 방사선 영상을 이용하여 삼차원 입체 방사선 영상을 생성하도록 할 수도 있다. 후처리된 방사선 영상은 반도체 기억 장치나 자기 디스크 기억 장치와 같은 메모리 장치에 저장되거나 또는 방사선 촬영 장치(1)나 워크스테이션에 마련된 디스플레이부(d) 등으로 전달되어 사용자에게 표시될 수 있다.
이상 설명한 방법에 의하면 방사선 영상 또는 다중 에너지 방사선 영상을 획득하는 경우 대상체의 움직임을 보상할 수 있게 되어 대상체의 움직임에 기인한 여러 문제점, 일례로 방사선 영상 상의 각종 노이즈나 아티팩트, 복수의 방사선 영상 사이의 틀어짐 등을 해결할 수 있게 된다.
이하 도 18 내지 도 20을 참조하여 방사선 영상 생성 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 18은 방사선 영상 생성 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 18에 도시된 바에 따르면 방사선 영상의 생성을 위해 먼저 방사선 영상 촬영에 필요한 소정의 방사선 피폭량이 결정될 수 있다. (s300)
이어서 사용자의 선택 또는 시스템 설정에 따라서 방사선 피폭량을 소정의 분할 개수, 일례로 k개로 분할한다. (s310) 이 경우 방사선 피폭량은 모두 동일한 크기로 분할될 수도 있지만, 반드시 모두 동일해야 하는 것은 아니다.
이어서 방사선이 대상체(ob) 방향으로 조사된다. (s311, s320) 이 경우 조사되는 방사선의 피폭량은 분할된 방사선 피폭량을 따른다. 대상체(ob)를 투과하거나 또는 대상체(ob)에 직접 닿지 않은 방사선은 방사선 검출부에 의해 수광된다. (s330) 수광된 방사선은 전기적 신호, 즉 방사선 신호로 변환되고 소정의 저장 소자에 저장된다. (s340) 이어서 소정의 저장 소자로부터 변환된 방사선 신호를 읽어들여 방사선 영상을 생성한다. (s350)
상술한 단계 s320 내지 s350을 방사선 피폭량의 분할 개수, 일례로 k회만큼 반복하여 k개의 방사선 영상을 획득하도록 한다. (s360, s361) 이 경우 i번째 방사선 조사와 (i+1)번째 방사선 조사는 소정의 시간이 경과된 후에 수행될 수도 있다. (s362) 또한 (i+1)번째로 조사되는 방사선의 피폭량은 i번째로 조사되는 방사선의 피폭량과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
이와 같은 과정에 따라 획득된 복수의 방사선 영상, 일례로 k개의 방사선 영상을 정합한다. (s370) 이 경우 방사선 영상의 정합은 복수의 방사선 영상 중 일부의 방사선 영상에 대해서만 수행될 수도 있고, 모든 방사선 영상에 대해서 수행될 수도 있다. 또한 방사선 영상의 정합을 위해서 복수의 방사선 영상 중 적어도 하나의 방사선 영상이 기준 영상으로 이용될 수도 있다. 필요에 따라서 정합 결과를 기초로 일부의 방사선 영상을 보정하도록 할 수 있다. 이 경우 보정되는 영상은 기준 영상이 아닌 영상일 수 있다.
복수의 방사선 영상이 정합되면, 정합 결과에 따라 복수의 방사선 영상을 합성하여 합성된 방사선 영상을 획득한다. (s380) 이때 기준 영상 및 정합 결과에 따라 보정된 영상을 합성하거나, 또는 정합 결과에 따라 보정된 영상들을 합성하여 합성된 방사선 영상을 획득하도록 할 수 있다.
이에 따라 대상체(ob), 일례로 환자의 움직임이 보상된 방사선 영상의 획득이 가능해진다.
도 19는 방사선 영상 생성 방법의 다른 실시예에 대한 흐름도이다.
도 19에 도시된 바와 같이 방사선 영상 생성 방법의 다른 실시예에 의하면 방사선 영상 생성을 위해 필요한 소정의 방사선 피폭량이 결정될 수 있다. (s400) 사용자의 선택 또는 시스템 설정에 따라서 방사선 피폭량은 소정의 분할 개수, 일례로 k개로 분할된다. (s410) 상술한 바와 동일하게 방사선 피폭량은 모두 동일한 크기로 분할될 수도 있지만, 반드시 모두 동일해야 하는 것은 아니다. 방사선 피폭량은 모두 서로 상이할 수도 있다.
이어서 분할된 방사선 피폭량에 따라 방사선이 조사되고, (s420) 조사된 방사선을 수광한 후, (s430) 수광된 방사선을 변환하여 소정의 전기적 신호, 즉 방사선 신호를 획득한다. (s440)
이어서 획득된 방사선 신호를 소정의 저장부에 저장한다. (s450) 이 경우 저장부는 방사선 신호를 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다. 또한 저장부는 복수의 방사선 조사에 따라 획득된 방사선 신호를 모두 저장하도록 할 수도 있다.
상술한 단계 s420 내지 s450을 방사선 피폭량의 분할 개수, 일례로 k회만큼 반복하여 k개의 방사선 영상에 대한 복수의 방사선 신호를 획득하도록 한다. (s460, s461) 이 경우 i번째 방사선 조사와 (i+1)번째 방사선 조사는 소정의 시간이 경과된 후에 수행될 수도 있다. (s463) 또한 (i+1)번째로 조사되는 방사선의 피폭량은 i번째로 조사되는 방사선의 피폭량과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
방사선 조사가 모두 종료되거나, 미리 저장된 조사 회수만큼 방사선이 조사되었거나 또는 사용자로부터 입력되는 지시 또는 명령에 따라서 영상처리부가 상술한 저장부에 저장된 복수의 방사선 신호를 독출하여 복수의 방사선 영상을 생성하도록 한다. (s470) 결과적으로 복수의 방사선 영상이 획득된다.
획득된 복수의 방사선 영상, 일례로 k개의 방사선 영상을 정합한다. (s480) 상술한 바와 동일하게 방사선 영상의 정합은 복수의 방사선 영상 중 일부의 방사선 영상에 대해서만 수행될 수도 있고, 모든 방사선 영상에 대해서 수행될 수도 있다. 또한 방사선 영상의 정합을 위해서 복수의 방사선 영상 중 적어도 하나의 방사선 영상이 기준 영상으로 이용될 수도 있다. 필요에 따라서 정합 결과를 기초로 일부의 방사선 영상을 보정하도록 할 수 있다. 이 경우 보정되는 영상은 기준 영상이 아닌 영상일 수 있다.
복수의 방사선 영상이 정합되면, 정합 결과에 따라 복수의 방사선 영상을 합성하여 합성된 방사선 영상을 획득한다. (s490) 이때 기준 영상 및 정합 결과에 따라 보정된 영상을 합성하거나, 또는 정합 결과에 따라 보정된 영상들을 합성하여 합성된 방사선 영상을 획득하도록 할 수 있다.
이에 의하면 방사선 신호의 독출에 따른 방사선 촬영 시간의 지연을 방지할 수 있게 된다.
도 20은 다중 에너지 방사선 영상 생성 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 20에 도시된 바와 같이 다중 에너지 방사선 영상 생성 방법의 일 실시예에 따르면, 먼저 다중 에너지의 방사선 영상 획득을 위해 대상체로 조사될 복수의 방사선 각각에 대한 방사선 피폭량이 결정될 수 있다. (s500) 이 경우 복수의 방사선 각각은 서로 다른 에너지의 방사선이다. 다시 말해서 서로 다른 에너지 마다 각각 필요한 방사선 피폭량이 결정될 수 있다. (s500)
사용자의 선택 또는 시스템 설정에 따라서 복수의 서로 다른 에너지의 방사선 피폭량을 소정의 분할 개수, 일례로 k개로 분할한다. (s510) 이 때 복수의 서로 다른 에너지의 방사선 피폭량을 동일한 개수로 분할할 수도 있다. 물론 반드시 동일한 개수로 분할해야 하는 것은 아니다. 분할 방법은 사용자 또는 시스템 설계자에 의해 임의적으로 선택될 수 있다. 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 제1 에너지의 방사선 및 제2 에너지의 방사선에 대한 방사선 피폭량은 3개로 분할하고, 제3 에너지의 방사선에 대한 방사선 피폭량은 5개로 분할하여, 복수의 서로 다른 에너지의 방사선을 총 11개로 분할하는 것도 가능하다. (이 경우 k=11)
이어서 방사선 피폭량이 분할된 복수의 서로 다른 에너지의 방사선을 소정의 패턴에 따라 피사체로 조사하도록 할 수 있다. 이 경우 방사선의 조사에 대한 소정의 패턴은 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이 정의된 것일 수도 있고, 사용자 또는 시스템 설계자에 의해 임의적으로 정의될 수도 있다. (s511, s520, s560, s561)
한편 매 방사선의 조사 시마다 조사된 방사선을 수광하여(s530) 소정의 전기적 신호, 즉 방사선 신호로 변환하도록 할 수 있다. (s540) 그리고 변환된 방사선 신호를 독출하여 적어도 하나의 방사선 영상을 생성하도록 한다.(s550) 이 경우 일 실시예에 의하면 방사선 영상을 독출하기 전에 변환된 방사선 신호를 복수의 방사선 신호를 저장할 수 있는 소정의 저장 공간에 먼저 별도로 저장하고, 소정의 저장 공간에 저장된 방사선 신호를 독출하여 적어도 하나의 방사선 영상을 획득할 수도 있다.
복수의 방사선 영상이 획득되면 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하도록 한다. (s570) 일 실시예에 의하면 서로 동일한 에너지의 복수의 방사선 영상을 서로 정합하도록 할 수 있다. 이 경우 정합 결과에 따라서 소정의 방사선 영상을 보정하여 복수의 방사선 영상을 획득할 수 있다. 이 경우 복수의 방사선 영상 중 적어도 하나의 영상은 기준 영상으로 이용된 방사선 영상일 수도 있다.
복수의 방사선 영상이 정합되면, 정합 결과에 따라 복수의 방사선 영상을 합성한다. (s580) 일 실시예에 의하면 서로 동일한 에너지의 복수의 방사선 영상을 합성하여 복수의 합성된 방사선 영상을 획득할 수도 있다.
이어서 서로 다른 에너지의 조사에 따라 획득되고 정합 및 합성된 복수의 방사선 영상을 합성하여 다중 에너지 방사선 영상을 획득한다. (s590)
이에 따라 장시간 노출에 따른 대상체, 일례로 인체의 움직임이 보상된 다중 에너지의 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다.
10 : 제어부 20 : 방사선 조사부
30 : 방사선 검출부 40 : 저장부
50 : 영상처리부 60 : 영상 후처리부
101 : 조사 제어부 102 : 검출 제어부

Claims (20)

  1. 방사선 피폭량을 분할하여 대상체에 방사선을 조사하고, 조사된 방사선을 검출하여 분할 개수에 상응하는 복수의 방사선 영상을 획득하는 영상 획득 단계; 및
    상기 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하는 영상 정합 단계;
    를 포함하는 방사선 영상 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는, 미리 결정된 시간 간격으로 방사선을 대상체로 조사하여 상기 대상체에 대한 복수의 방사선 영상을 획득하는 방사선 영상 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는, 상이한 에너지의 방사선의 피폭량을 각각 분할하고, 분할 개수에 상응하는 회수로 상이한 에너지의 방사선을 대상체에 조사하여 상기 대상체에 대한 복수의 방사선 영상을 획득하는 방사선 영상 생성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는, 서로 상이한 에너지의 방사선을 미리 정해진 패턴에 따라 대상체로 조사하는 방사선 영상 생성 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는, 서로 상이한 에너지의 방사선을 순차적으로 대상체로 조사하는 방사선 영상 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는, 분할된 방사선 피폭량에 따라 방사선을 대상체에 조사하고, 상기 방사선을 수광하여 전기적 신호로 변환하고, 상기 전기적 신호를 저장하고, 상기 저장된 전기적 신호로부터 방사선 영상을 독출하는 과정을 반복하여 복수의 방사선 영상을 획득하는 방사선 영상 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는, 분할된 방사선 피폭량에 따라 방사선을 대상체에 조사하고, 상기 방사선을 수광하여 전기적 신호로 변환하고, 상기 변환된 전기적 신호를 복수의 저장 수단 중 적어도 하나의 저장 수단에 저장하는 과정을 반복하여 복수의 변환된 전기적 신호를 획득하고, 상기 복수의 변환된 전기적 신호로부터 복수의 방사선 영상을 독출하여 복수의 방사선 영상을 획득하는 방사선 영상 생성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상 정합 단계는, 동일한 에너지의 방사선 조사에 의해 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하는 방사선 영상 생성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 정합된 복수의 방사선 영상을 합성하는 영상 합성 단계;
    를 더 포함하는 방사선 영상 생성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    서로 다른 에너지의 방사선 조사를 기초로 획득된 복수의 합성된 방사선 영상을 합성하여 다중 에너지 방사선 영상을 생성하는 다중 에너지 방사선 영상 생성 단계;
    를 더 포함하는 방사선 영상 생성 방법.
  11. 방사선의 영상 획득을 위한 방사선 피폭량을 분할하여 방사선을 대상체에 조사하되, 분할 개수에 상응하는 회수로 방사선을 대상체로 조사하는 방사선 조사부;
    상기 방사선 조사부에서 조사된 방사선을 수광하여 전기적 신호로 변환하여 출력하는 방사선 검출부; 및
    상기 전기적 신호를 독출하여 상기 분할 개수에 상응하는 복수의 방사선 영상을 획득하고, 상기 획득된 복수의 방사선 영상을 정합하는 영상처리부;
    를 포함하는 방사선 촬영 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방사선 조사부는, 미리 결정된 시간 간격으로 방사선을 대상체로 조사하는 방사선 촬영 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 방사선 조사부는, 복수의 에너지의 방사선을 조사하는 방사선 촬영 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 방사선 조사부는, 서로 상이한 에너지의 방사선을 미리 정해진 패턴에 따라 대상체로 조사하는 방사선 촬영 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 방사선 검출부에서 변환된 전기적 신호를 일시적 또는 비일시적으로 저장하는 저장부;
    를 더 포함하는 방사선 촬영 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 저장부는, 서로 다른 시간에 출력된 전기적 신호를 저장하는 방사선 촬영 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 저장부에 저장된 서로 다른 시간에 출력된 전기적 신호를 독출하여 복수의 방사선 영상을 획득하는 방사선 촬영 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 전기적 신호를 변환될 때마다 독출하는 방사선 촬영 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 동일한 에너지의 방사선 조사에 의해 획득된 복수의 방사선 영상 중 적어도 하나의 방사선 영상을 정합하는 방사선 촬영 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 정합된 복수의 방사선 영상을 합성하는 방사선 촬영 장치.
KR1020130064218A 2013-06-04 2013-06-04 방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법 KR102126355B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130064218A KR102126355B1 (ko) 2013-06-04 2013-06-04 방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법
US14/295,943 US10083520B2 (en) 2013-06-04 2014-06-04 Radiographic imaging apparatus and radiographic image generation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130064218A KR102126355B1 (ko) 2013-06-04 2013-06-04 방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140142803A true KR20140142803A (ko) 2014-12-15
KR102126355B1 KR102126355B1 (ko) 2020-06-25

Family

ID=51985110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130064218A KR102126355B1 (ko) 2013-06-04 2013-06-04 방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10083520B2 (ko)
KR (1) KR102126355B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102181595B1 (ko) * 2019-07-03 2020-11-23 주식회사 뷰웍스 방사선 검출기의 노출 시간 자동 재설정 방법 및 이를 수행하는 방사선 검출기

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2871496B1 (en) * 2013-11-12 2020-01-01 Samsung Electronics Co., Ltd Radiation detector and computed tomography apparatus using the same
US10721082B2 (en) * 2016-07-18 2020-07-21 International Business Machines Corporation Screen printed phosphors for intrinsic chip identifiers
DE102019111567A1 (de) * 2019-05-03 2020-11-05 Wipotec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Röntgeninspektion von Produkten, insbesondere von Lebensmitteln
JP7480520B2 (ja) * 2020-02-21 2024-05-10 コニカミノルタ株式会社 曝射実績合算装置および放射線撮影システム
KR102530973B1 (ko) 2021-06-25 2023-05-16 (주)아이스트 2차 전지 x-선 검사를 위한 보정 데이터 취득 장치 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040081280A1 (en) * 2002-01-28 2004-04-29 Avinash Gopal B. System and method for mitigating image noise with multi-energy image decomposition
US20040252873A1 (en) * 2003-06-13 2004-12-16 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Analysis of temporal change using dual or multi-energy decomposition images
US20060257051A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Semiconductor Insights Inc. Method of registering and aligning multiple images
US20130121537A1 (en) * 2011-05-27 2013-05-16 Yusuke Monobe Image processing apparatus and image processing method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005122901A1 (ja) 2004-06-16 2005-12-29 Hitachi Medical Corporation 放射線断層像撮像装置
KR100702240B1 (ko) 2005-08-16 2007-04-03 삼성전자주식회사 디스플레이장치 및 그 제어방법
US7961925B2 (en) 2006-11-14 2011-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for dual energy image registration
US8031830B2 (en) 2007-05-31 2011-10-04 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray CT apparatus and method of controlling a collimator and an angle to acquire X-ray data
JP2010005016A (ja) 2008-06-25 2010-01-14 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ｘ線ｃｔ装置およびプログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040081280A1 (en) * 2002-01-28 2004-04-29 Avinash Gopal B. System and method for mitigating image noise with multi-energy image decomposition
US20040252873A1 (en) * 2003-06-13 2004-12-16 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Analysis of temporal change using dual or multi-energy decomposition images
US20060257051A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Semiconductor Insights Inc. Method of registering and aligning multiple images
US20130121537A1 (en) * 2011-05-27 2013-05-16 Yusuke Monobe Image processing apparatus and image processing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102181595B1 (ko) * 2019-07-03 2020-11-23 주식회사 뷰웍스 방사선 검출기의 노출 시간 자동 재설정 방법 및 이를 수행하는 방사선 검출기

Also Published As

Publication number Publication date
KR102126355B1 (ko) 2020-06-25
US10083520B2 (en) 2018-09-25
US20140355739A1 (en) 2014-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10973488B2 (en) Automatic exposure control for x-ray imaging
US11000701B2 (en) Dual-layer detector for soft tissue motion tracking
KR102126355B1 (ko) 방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법
EP2951615B1 (en) Method and device for generating an energy-resolved x-ray image with adapted energy threshold
US8175357B2 (en) X-ray diagnostic apparatus, image processing apparatus, and image processing method
US10357214B2 (en) Photon counting CT apparatus, light detection device, radiation detection device, and radiation analysis device
JP6009755B2 (ja) 画像診断装置及び方法
US20120020541A1 (en) Radiographic apparatus and control method for the same
WO2014163187A1 (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮影装置
US10159450B2 (en) X-ray CT apparatus including a photon-counting detector, and an image processing apparatus and an image processing method for correcting detection signals detected by the photon-counting detector
US9161732B2 (en) Radiographic apparatus, control method, and computer program product
JP2020507753A (ja) 一致を可能にする光子計数検出器
KR20150142854A (ko) 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법
CN111163698A (zh) 图像处理设备、图像处理方法以及程序
JP2023181487A (ja) Ｘ線ｃｔ装置
US20130003912A1 (en) System and method of acquiring computed tomography data using a multi-energy x-ray source
JPH10192267A (ja) Ｘ線装置
JP6129517B2 (ja) Ｘ線診断装置及び制御プログラム
US20170181724A1 (en) X-ray detection device and apparatus and method for calibrating x-ray detector
JP7121534B2 (ja) 撮影制御装置、放射線撮影システム、撮影制御方法及びプログラム
JP2022013686A (ja) Ｘ線ｃｔ装置、データ処理方法及びプログラム
JP2021178119A (ja) 放射線撮像システム、撮像制御装置、放射線撮像装置、放射線撮像方法及びプログラム
KR20150047691A (ko) 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법
US10213177B2 (en) X-ray CT apparatus, data processing device, and projection data generation method
KR20130127356A (ko) 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant