KR20150027881A - 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

엑스선 영상 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

대상체에 제 1 엑스선을 조사하는 제 1 엑스선 소스와, 제 1 엑스선 소스로부터 이격 배치되어 대상체에 제 2 엑스선을 조사하는 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스를 포함하는 엑스선 발생부; 대상체를 투과한 제 1 엑스선 및 대상체를 투과한 적어도 하나의 제 2 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부; 및 검출된 제 1 엑스선에 기초하여 대상체에 대한 제 1 엑스선 영상을 생성하고, 검출된 적어도 하나의 제 2 엑스선에 기초하여 대상체에 대한 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상을 생성하고, 제 1 엑스선 영상 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상에 기초하여 대상체에 대한 입체 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함함으로써, 엑스선 영상을 이용한 진단 및 시술의 정확도를 향상시킬 수 있다.

Description

엑스선 영상 장치 및 그 제어방법{X-RAY IMAGING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
대상체에 엑스선을 조사하여 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 개시한다.
엑스선 영상 장치는 엑스선(X-ray, 다른 말로 뢴트겐선이라고도 한다)을 이용하여 인체나 동물, 또는 각종 수화물 케이스와 같은 대상체의 내부의 물질이나, 내부의 조직 및 구조를 시각적으로 확인, 진단, 검출할 수 있게 하는 장치로, 예를 들어 인체 내부의 병변과 같은 이상 조직 또는 물질을 검출하거나, 물체나 부품의 내부 구조를 파악하기 위해 사용되기도 하고, 또한 공항 등에서 수하물을 스캐닝하기 위해 사용되기도 한다.
구체적으로, 엑스선 촬영 장치는 인체 등과 같은 대상체를 거치대 또는 소정의 위치에 거치 또는 배치하고, 소정의 방향, 예를 들어 상방향이나 측방향으로부터 엑스선을 대상체에 조사한 후, 조사된 엑스선을 검출하고, 이를 기초로 엑스선 영상을 생성함으로써 대상체 내부를 확인할 수 있게 한다.
이는 엑스선이 소정의 대상체에 조사될 때 엑스선이 지나가는 물질의 특성, 예를 들어 밀도 등에 따라 엑스선이 물질에 흡수되거나 또는 물질을 투과하는 성질을 이용한 것이다.
엑스선 영상 장치는, 일반적인 형태의 엑스선 영상 장치뿐만 아니라, 예를 들어 CT(Computed tomography), 유방 촬영 장치(마모그라피, full field digital mammography, FFDM), 혈관 조영술(Angiography)에 사용되는 엑스선 영상 장치와 같이 다양한 종류의 엑스선을 이용하여 영상을 획득하는 장치를 포함한다
이 중 혈관 조영술에 사용되는 엑스선 영상 장치는 인터벤션 영상의학과 전문의가 피부에 3㎜ 정도 크기의 절개를 한 뒤 카테터라고 하는 2 ㎜ 내외의 가느다란 관을 환자의 혈관에 넣고 조영제라는 약물을 주입하여 우리 몸의 혈관(동맥, 정맥)을 엑스선을 통해서 볼 수 있게 한다. 일반적으로, 병원에서 혈관 조영술을 위해 사용하는 엑스선 영상 장치는 단일 엑스선 소스 및 엑스선 검출기를 이용하여 실시간으로 엑스선 2차원 영상을 제공한다. 따라서, 복잡한 혈관 영상 내에서 시술 도구(카테터)로 시술할 때 혈관들 사이의 선후 관계 및 시술 도구와 혈관 사이의 선후 관계를 분별하기 어려운 문제점이 있다.
복수의 엑스선 소스를 이용하여 대상체 내부에 대한 입체 영상(3차원 영상)을 생성하고, 이를 사용자에게 제공(표시)함으로써, 엑스선 영상을 이용한 진단 및 시술의 정확도를 향상시킬 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 제안하고자 한다.
또한 엑스선 촬영 모드에 따라 복수의 엑스선 소스를 선택적으로 활용할 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 제안하고자 한다.
또한 복수의 엑스선 소스 사이의 거리를 조절함으로써 생성되는 입체 영상의 입체감(깊이감)을 조절할 수 있고, 서로 마주보도록 배치된 엑스선 발생부 및 엑스선 검출부를 회전시킴으로써 시야의 위치 또는 방향을 변경할 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 제안하고자 한다.
엑스선 영상 장치는 대상체에 제 1 엑스선을 조사하는 제 1 엑스선 소스와, 제 1 엑스선 소스로부터 이격 배치되어 대상체에 제 2 엑스선을 조사하는 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스를 포함하는 엑스선 발생부; 대상체를 투과한 제 1 엑스선 및 대상체를 투과한 적어도 하나의 제 2 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부; 및 검출된 제 1 엑스선에 기초하여 대상체에 대한 제 1 엑스선 영상을 생성하고, 검출된 적어도 하나의 제 2 엑스선에 기초하여 대상체에 대한 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상을 생성하고, 제 1 엑스선 영상 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상에 기초하여 대상체에 대한 입체 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함한다.
또한 제 1 엑스선 소스 및 제 2 엑스선 소스는 엑스선 발생부의 외관을 구성하는 케이싱의 중심축으로부터 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 배치된다.
또한 제 1 엑스선 소스 및 제 2 엑스선 소스 중 어느 하나는 엑스선 발생부의 외관을 구성하는 케이싱의 중심축에 배치되고, 나머지는 케이싱의 가장자리에 배치된다.
또한 촬영 모드 선택 명령, 제 1 엑스선 소스 및/또는 제 2 엑스선소스의 병진 이동 명령, 엑스선 생성부 및 엑스선 검출부의 회전 이동 명령을 입력하기 위한 입력부; 및 입력된 명령에 따라 엑스선 생성부 및 엑스선 검출부를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한 제어부는 입력부를 통해 입력된 촬영 모드 선택 명령에 따라 제 1 엑스선 소스 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스 중 하나의 엑스선 소스만 구동하도록 제어하거나, 복수의 엑스선 소스가 구동하도록 제어한다.
또한 제어부는 입력부를 통해 입력된 병진 이동 명령에 따라 제 1 엑스선 소스 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스 간의 베이스라인 거리(baseline distance)를 조절한다.
또한 제어부는 베이스라인 거리를 5㎝~10㎝로 조절한다.
또한 제어부는 입력부를 통해 입력된 회전 이동 명령에 따라 서로 마주보도록 배치된 엑스선 발생부 및 엑스선 검출부를 회전시킨다.
또한 제 2 엑스선의 선량은 제 1 엑스선의 선량보다 저선량(low dose)이다.
또한 영상 처리부는 제 1 엑스선 영상 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상의 화질을 일치시킨다.
또한 생성된 대상체에 대한 입체 영상을 표시하는 표시부를 더 포함한다.
엑스선 영상 장치의 제어방법은 대상체에 제 1 엑스선을 조사하고; 대상체를 투과한 제 1 엑스선을 검출하여 대상체에 대한 제 1 엑스선 영상을 생성하고; 제 1 엑스선이 조사된 위치로부터 일정 거리 떨어진 위치에서 대상체에 적어도 하나의 제 2 엑스선을 조사하고; 대상체를 투과한 적어도 하나의 제 2 엑스선을 검출하여 대상체에 대한 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상을 생성하고; 제 1 엑스선 영상 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상에 기초하여 대상체에 대한 입체 영상을 생성한다.
또한 제 2 엑스선의 선량은 제 1 엑스선의 선량보다 저선량(low dose)이다.
또한 대상체에 대한 입체 영상을 생성하기 전에 제 1 엑스선 영상 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상의 화질을 일치시키는 것을 더 포함한다.
또한 제 1 엑스선 영상 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상을 각각 별도의 화면에 표시하는 것을 더 포함한다.
또한 생성된 대상체에 대한 입체 영상을 표시하는 것을 더 포함한다.
제안된 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법에 의하면, 복수의 엑스선 소스를 이용하여 대상체 내부에 대한 입체 영상(3차원 영상)을 생성하고, 이를 사용자에게 제공(표시)함으로써, 엑스선 영상을 이용한 진단 및 시술의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한 제안된 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법에 의하면, 엑스선 촬영 모드에 따라 복수의 엑스선 소스를 선택적으로 활용할 수 있다.
또한 복수의 엑스선 소스 사이의 거리를 조절함으로써 생성되는 입체 영상의 입체감(깊이감)을 조절할 수 있고, 서로 마주보도록 배치된 엑스선 발생부 및 엑스선 검출부를 회전시킴으로써 시야의 위치 또는 방향을 변경할 수 있다.
도 1은 엑스선 영상 장치의 외관 구성도이다.
도 2는 엑스선 영상 장치를 이용한 엑스선 검출 및 엑스선 영상 생성의 전체적인 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 엑스선 영상 장치의 제어 블록도이다.
도 4는 대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스를 포함하는 엑스선 영상 장치(대칭적 듀얼 소스 시스템)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 비대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스를 포함하는 엑스선 영상 장치(비대칭적 듀얼 소스 시스템)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3에 도시한 엑스선 검출부에서 이루어지는 엑스선 검출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3에 도시한 영상 처리부에서 이루어지는 영상 처리 과정(입체 영상 생성 과정)을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 두 개의 엑스선 소스를 이용한 엑스선 촬영(혈관 조영 검사) 시 혈관 조영 모드에 따른 촬영 프로토콜의 예시들을 나타낸 표이다.
도 9a는 대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스 사이의 거리(베이스라인 거리)를 조절할 수 있는 엑스선 영상 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 9b는 비대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스 사이의 거리를 조절할 수 있는 엑스선 영상 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 마주보도록 배치된 두 개의 엑스선 소스 및 엑스선 검출부가 회전 가능한 엑스선 영상 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 엑스선 영상 장치의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 12은 엑스선 영상 장치를 이용한 엑스선 검출 및 엑스선 영상 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명하도록 한다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 개시된 발명을 설명함에 있어서, 발명에 대한 이해의 난해함을 피하고 설명의 편의를 도모하기 위해, 개시된 발명이 혈관 조영술(Angiography)에 사용되는 엑스선 영상 장치에 적용된 일례를 중심으로 설명하도록 한다. 하지만, 개시된 발명이 FFDM에만 적용될 수 있는 것은 아니다. 혈관 조영술에 사용되는 엑스선 영상 장치 외의 기타 다른 종류의 엑스선 영상 장치 등에도 개시된 발명은 적용될 수 있다. 따라서, 개시된 발명을 설명함에 있어서 이하 혈관 조영술에 사용되는 엑스선 영상 장치를 중심으로 설명한다고 하더라도 개시된 발명의 권리범위가 단지 혈관 조영술에 사용되는 엑스선 영상 장치에 한정되는 것으로 해석될 수는 없다.
도 1은 엑스선 영상 장치의 외관 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 엑스선 영상 장치(100)는 검사 또는 진단의 대상이 되는 대상체(ob) 예를 들어, 환자(patient)를 수용하는 테이블(102)을 포함할 수 있다.
엑스선 영상 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 대상체(ob)로 엑스선을 조사하는 엑스선 발생부(110) 및 엑스선 발생부(110)와 마주보도록 배치되어 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부(120)를 포함한다. 엑스선이 방사되는 동안, 대상체 즉, 환자(ob)는 엑스선 발생부(110)와 엑스선 검출부(120)의 사이에 위치하게 된다. 엑스선 검출부(120)는 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 검출 정보를 제어부 또는 프로세서로 전송한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 엑스선 발생부(110)와 엑스선 검출부(120)는 C형 암(C-arm, 104)의 서로 마주보는 양 단부에 각각 배치된다. C형 암(104)은 Z축으로 표시된 수평축(가로축, horizontal axis)을 중심으로 회전 가능하게 장착된다. 또한 C형 암(104)은 화살표(a)로 표시된 바와 같이 원형(circular) 또는 반원형(semicircular)의 형태로 회전될 수도 있다. C형 암(104)은 천장(ce)에 연결 설치되는 지지부(106)에 장착되며, 지지부(106)는 X축으로 표시된 수직축(세로축, vertical axis)을 중심으로 회전 가능하게 장착된다. 전술한 C형 암(104) 및 지지부(106)의 회전을 통해 환자(ob)의 다양한 관심 영역(region of interest: ROI)에 대해 다양한 방향에서 엑스선 영상들을 획득할 수 있게 된다. 엑스선 검출부(120)의 검출 정보에 소정의 영상 처리를 수행하여 획득된 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상은 천장(ce)에 연결 설치되는 표시부(160)에 표시된다.
도 2는 엑스선 영상 장치를 이용한 엑스선 검출 및 엑스선 영상 생성의 전체적인 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 대상체(ob)로 엑스선을 조사하는 엑스선 발생부(110), 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환하는 엑스선 검출부(120) 및 엑스선 검출부(120)를 통해 변환된 전기적 신호로부터 엑스선 영상을 판독하고, 엑스선 영상에 대해 소정의 영상 처리를 수행하는 영상 처리부(150)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생부(110)는 제 1 엑스선 소스(112) 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스(114, 115)를 포함하고 있으며, 각각의 엑스선 소스(112)(114)(115)는 사용자 또는 제어부의 제어에 따라 대상체(ob)로 각각 엑스선을 조사한다. 따라서, 엑스선 발생부(110)는 엑스선을 대상체(ob) 및 엑스선 검출부(120)를 향해 순차적으로 또는 동시에 복수 회 조사할 수 있다.
엑스선 검출부(120)는 제 1 엑스선 소스(112) 및 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스(114, 115)로부터 조사되어 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 검출하여 전기적 신호로 변환한 후 저장하며, 영상 처리부(150)는 전기적 신호로부터 각각의 엑스선 소스(112)(114)(115)로부터 조사된 엑스선에 상응하는 복수의 엑스선 영상을 생성한다.
따라서, 엑스선 영상 장치(100)는 복수의 엑스선 소스(112, 114, 115)를 통해 동일한 대상체(ob)에 대해 촬영 각도가 상이한 복수의 엑스선 영상을 획득할 수 있으며, 촬영 각도가 일정 범위 이내인 경우에는 복수의 엑스선 영상을 조합하여 입체 영상을 생성할 수 있다.
도 3은 엑스선 영상 장치의 제어 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 대상체(ob)에 조사하는 엑스선 발생부(110), 엑스선 발생부(10)로부터 조사되어 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 수광하고 이를 전기적 신호로 변환 및 저장하는 엑스선 검출부(120), 엑스선 검출부(120)를 통해 전기적 신호로 변환된 엑스선으로부터 영상을 판독하고, 영상에 대한 영상 처리를 수행하는 영상 처리부(150), 영상 처리부(150)에 의해 판독되거나, 영상 처리된 영상을 사용자에게 표시하는 표시부(160), 엑스선 발생부(110)와 엑스선 검출부(120)가 장착된 C형 암(104)을 회전 구동하는 암 구동부(170) 및 엑스선 발생부(110), 엑스선 검출부(120), 영상 처리부(150), 표시부(160) 및 암 구동부(170)를 제어하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(110)는 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)를 포함하고 있어, 복수의 위치에서 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상을 촬영할 수 있도록 각각 별도의 엑스선을 대상체(ob)로 조사한다.
구체적으로, 제 1 엑스선 소스(112)는 대상체(ob)로 제 1 엑스선을 조사하여, 엑스선 영상 장치(100)가 엑스선 검출부(120) 및 영상 처리부(150)를 통해 대상체(ob)에 대한 제 1 엑스선 영상을 획득할 수 있도록 한다.
그리고, 제 2 엑스선 소스(114)는 제 1 엑스선 소스(112)와는 다른 각도 또는 다른 위치에서 대상체(ob)를 향해 제 2 엑스선을 조사하여, 엑스선 영상 장치(100)가 엑스선 검출부(120) 및 영상 처리부(150)를 통해 대상체(ob)에 대한 제 2 엑스선 영상을 획득할 수 있도록 한다.
따라서, 엑스선 영상 장치(100)는 복수의 엑스선 소스(112, 114)를 이용하여, 대상체(ob)에 대한 복수의 엑스선 영상을 획득할 수 있게 된다.
또한 엑스선 발생부(110)는 제 1 엑스선 소스(112)를 병진 이동시키는 제 1 소스 구동부(116) 및 제 2 엑스선 소스(114)를 병진 이동시키는 제 2 소스 구동부(118)를 포함할 수 있다. 제 1 소스 구동부(116) 및 제 2 소스 구동부(118)는 동력을 발생시키는 모터와, 발생된 동력을 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)에 전달하는 기어 등의 기구적 구조물을 포함할 수 있다.
엑스선 검출부(120)는 엑스선 발생부(10)로부터 조사되어 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 검출하기 위한 구성부로, 엑스선 검출부(120)는 신틸레이터(122), 포토다이오드(124) 및 저장 소자(126)를 포함하여 이루어진다. 엑스선 검출부(120)의 세부 구성 요소 및 그 상세한 동작 및 작용에 대해서는 도 6에 관한 설명 부분에서 자세하게 설명하기로 한다.
제어부(130)는 엑스선 영상 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(130)는 엑스선 영상 장치(100)의 각 구성 요소, 일례로 도 3에 도시한 엑스선 발생부(110), 엑스선 검출부(120), 영상 처리부(150), 표시부(160) 및 암 구동부(170)에 대한 제어신호를 생성하여 엑스선 영상 장치(100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 특히, 제어부(130)는 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)에 제어신호를 보내어 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)가 번갈아가면서 대상체(ob)를 향해 엑스선을 조사하도록 제어하고, 엑스선 검출부(120)에 제어신호를 보내어 엑스선 검출부(120)가 제 1 엑스선 소스(112)의 스위칭 펄스 신호에 상응하여 조사되어 대상체(ob)를 투과한 제 1 엑스선 및 제 2 엑스선 소스(114)의 스위칭 펄스 신호에 상응하여 조사되어 대상체(ob)를 투과한 제 2 엑스선을 번갈아가면서 검출하도록 제어한다.
또한 제어부(130)는 기정해진 설정에 따라 또는 별도의 입력부(140)를 통해 입력되는 사용자의 지시 또는 명령에 따라 엑스선 영상 장치(100)의 각 구성 요소에 대한 제어명령을 생성하여 엑스선 영상 장치(100)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 입력부(140)를 통해 입력되는 사용자의 제 1 엑스선 소스(112) 및/또는 제 2 엑스선 소스(114)의 병진 이동 명령에 따라 제 1 엑스선 소스(112) 및/또는 제 2 엑스선 소스(114)가 병진 이동하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114) 사이의 거리 즉, 베이스라인 거리(baseline distance, d)가 조절함으로써, 엑스선 영상 장치(100)에서 생성되는 입체 영상의 입체감(깊이감)을 조절할 수 있다.
또한 제어부(130)는 입력부(140)를 통해 입력되는 사용자의 C형 암(104)의 회전 이동 명령에 따라 C형 암(104)이 회전 이동하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 서로 마주보도록 배치된 엑스선 발생부(110) 및 엑스선 검출부(120)를 포함하는 C형 암(104)을 회전시킴으로써, 시야의 위치 또는 방향을 변경할 수 있다.
입력부(140)는 사용자가 엑스선 영상 장치(100)의 동작에 관한 명령을 입력하기 위한 구성부로, 사용자는 입력부(140)를 통해 엑스선 진단 시작 명령, 투시 진단(fluoroscopy) 모드, DSA(Digital Subtraction Angiography) 모드, 로드맵핑(roadmapping) 모드 등의 모드 선택 명령, 제 1 엑스선 소스(112) 및/또는 제 2 엑스선 소스(114)의 병진 이동 명령, C형 암(104)의 회전 이동 명령 등을 입력하거나 설정할 수 있다. 여기서, 입력부(140)는 예를 들어, 키보드, 마우스, 트랙볼(trackball), 태블릿(tablet) 또는 터치스크린 모듈 등과 같이 사용자가 데이터, 지시나 명령을 입력할 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있다.
영상 처리부(150)는 엑스선 검출부(120)를 통해 검출된 대상체(ob)를 투과한 엑스선에 기초하여 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상을 생성한다. 또한 영상 처리부(150)는 flat field correction, noise reduction 등 엑스선 영상의 화질 향상을 위한 영상 후처리(calibration)를 수행할 수 있고, 영상 후처리를 마친 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상은 표시부(160)를 통해 표시된다.
영상 처리부(150)는 영상 판독부(152), 입체 영상 생성부(154) 및 화질 제어부(156)를 포함하여 이루어진다. 영상 처리부(150)의 세부 구성 요소 및 그 상세한 동작 및 작용에 대해서는 도 7에 관한 설명 부분에서 자세하게 설명하기로 한다.
표시부(160)는 엑스선 진단 과정에서 획득한 엑스선 영상 및 엑스선 진단에 필요한 메뉴나 안내 사항 등을 표시한다. 여기서, 표시부(160)는 예를 들어, 브라운관(Cathod Ray Tube; CRT), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 등으로 구현될 수 있다.
암 구동부(170)는 제어부(130)의 제어신호에 따라 엑스선 발생부(110)와 엑스선 검출부(120)가 장착된 C형 암(104)을 회전 구동한다.
도 4는 대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스를 포함하는 엑스선 영상 장치(대칭적 듀얼 소스 시스템)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 엑스선 발생부(110)는 엑스선 발생부(110)의 외관을 구성하는 케이싱의 중심축으로부터 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 배치된 두 개의 엑스선 소스(112, 114) 즉, 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)를 포함한다. 도 4에 도시한 시스템은 두 개의 엑스선 소스(112, 114)가 케이싱의 중심축을 기준으로 좌우 대칭하고 있으므로, 이와 같은 시스템을 대칭적 듀얼 소스 시스템(symmetrical dual source system)으로 지칭할 수 있다.
대상체(ob)에 대한 엑스선 촬영 시 제어부(130)는 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)가 번갈아가면서 대상체(ob)를 향해 엑스선을 조사할 수 있도록 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)를 각각 스위칭할 수 있는 펄스 신호를 생성한다. 이때, 실시간으로 혈관 조영 검사를 위한 입체 영상을 생성하기 위해서는 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)를 구동하기 위한 펄스 신호의 스위칭 온(switching ON) 시간이 수 ㎳ 내지 수십 ㎳ 정도이어야 하며, 이는 제어부(130)나 메모리(미도시)에 미리 저장되어 있을 수도 있고 사용자에 의해 조절될 수도 있다.
엑스선 검출부(120)는 제어부(130)의 제어신호에 따라 제 1 엑스선 소스(112)의 스위칭 펄스 신호에 상응하여 조사되어 대상체(ob)를 투과한 제 1 엑스선 및 제 2 엑스선 소스(114)의 스위칭 펄스 신호에 상응하여 조사되어 대상체(ob)를 투과한 제 2 엑스선을 번갈아가면서 검출한다. 이렇게 검출된 제 1 엑스선에 기초하여 생성된 제 1 엑스선 영상(P1, 좌측 영상) 및 검출된 제 2 엑스선 에 기초하여 생성된 제 2 엑스선 영상(P2, 우측 영상)을 두 개의 모니터(표시부)에 각각 2차원 엑스선 영상으로 표시할 수도 있고, 획득한 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)을 조합하여 대상체(ob)에 대한 입체 영상을 생성한 후 표시부(160)에 표시할 수도 있다.
한편, 도 4에서는 엑스선 검출부(120)가 두 개의 엑스선 소스(112, 114)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 엑스선 검출부(120)가 세 개 이상의 엑스선 소스 즉, 어레이 소스(array source)를 포함하도록 그 개념을 확장하여 구성하는 것도 가능하다. 엑스선 검출부(120)가 어레이 소스를 포함하도록 구성할 경우 다중 뷰(multi-view) 엑스선 영상에 기초하여 대상체(ob)에 대한 입체 영상을 생성하는 것도 가능해진다.
도 5는 비대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스를 포함하는 엑스선 영상 장치(비대칭적 듀얼 소스 시스템)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 엑스선 발생부(110)는 엑스선 발생부(110)의 외관을 구성하는 케이싱의 중심축에 배치되는 주(primary) 엑스선 소스(112) 및 케이싱의 가장자리에 배치되는 보조(secondary) 엑스선 소스(114)를 포함한다. 도 5에 도시한 시스템은 두 개의 엑스선 소스(112, 114)가 케이싱의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되어 있지 않으므로, 이와 같은 시스템을 비대칭적 듀얼 소스 시스템(asymmetrical dual source system)으로 지칭할 수 있다.
엑스선 발생부(110)를 이루는 두 개의 엑스선 소스(112, 114) 중 어느 하나의 소스만을 이용하여 엑스선 영상을 획득하고자 하는 경우 일반적으로 도 5에서 빗금으로 표시된 주 엑스선 소스(112)를 이용하여 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상을 획득한다.
한편, DSA 모드나 로드맵핑(roadmapping) 모드에서와 같이 복잡한 혈관의 3차원 깊이 정보를 필요로 할 때에는 주 엑스선 소스(112)뿐만 아니라 보조 엑스선 소스(114)까지 추가로 가동시킴으로써 대상체(ob)에 대한 입체 영상을 획득할 수 있다. 이러한 비대칭적 듀얼 소스 시스템의 이점은 주 엑스선 소스(112)만을 단독으로 사용할 때 엑스선 소스(112)의 위치가 등각점(isocenter)에 위치하게 된다는 점이다. 단일 엑스선 소스를 이용하여 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상을 획득할 때에는 엑스선 소스가 최대한 등각점에 근접하게 위치하는 것이 영상 획득의 측면에서 유리하기 때문이다. 보조 엑스선 소스(114)는 대상체(ob) 내부에 대한 3차원 정보가 필요할 경우 추가적으로 동작시키기 위한 것으로, 케이싱의 외곽에 위치하게 된다.
도 6은 도 3에 도시한 엑스선 검출부에서 이루어지는 엑스선 검출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 엑스선 검출부(120)는 엑스선을 수광하는 복수의 픽셀(121)로 이루어지는데, 각각의 픽셀(121)은 신틸레이터(scintillator, 122), 포토다이오드(photodiode, 124) 및 저장 소자(126)를 포함할 수 있다.
신틸레이터(122)는 엑스선이 입사하면 발광하는 물질로 이루어져 있는데, 엑스선 발생부(110) 즉, 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)에서 조사된 엑스선을 수광하여 광자(photon)를 내보낸다. 그러면 포토다이오드(124)는 광자를 수집하여 전기적 신호로 변환시키고, 전기적 신호는 저장 소자(126) 예를 들어, 스토리지 커패시터(storage capacitor) 등에 저장되어 최종적으로 엑스선 검출부(120)가 엑스선을 검출할 수 있도록 한다. 저장 소자(126)에 저장된 조사된 엑스선에 상응하는 전기적 신호는 영상 처리부(150)가 판독하여 이를 바탕으로 입사된 엑스선에 상응하는 엑스선 영상을 생성한다.
이하에서는 개시된 발명의 실시예에 따라, 여러 각도에서 촬영된 복수의 엑스선 영상이 생성되는 과정을 살펴보기로 한다. 먼저, 제 1 엑스선 발생부(112)가 제 1 엑스선을 대상체(ob) 및 엑스선 검출부(120)를 향해 조사하면, 엑스선 검출부(120)는 전술한 바와 같이, 신틸레이터(122), 포토다이오드(124) 및 저장 소자(126)를 이용하여 대상체(ob)를 투과한 제 1 엑스선을 전기적 신호로 변환 및 저장한다. 그리고, 이 전기적 신호는 영상 처리부(150), 구체적으로 영상 처리부(150)의 영상 판독부(152)에 의해 판독되어 제 1 엑스선 영상(P1)이 생성된다. 제 1 엑스선 영상(P1)이 생성된 후, 제 2 엑스선 발생부(114)가 제 2 엑스선을 대상체(ob) 및 엑스선 검출부(120)를 향해 조사하면 동일한 과정을 거쳐 제 2 엑스선 영상이 생성된다. 다시 말해, 엑스선 발생부(110)를 이루는 각 엑스선 소스(112)(114)의 엑스선 조사에 따라 순차적으로 각 엑스선 소스(112)(114)의 조사 위치에 상응하는 복수의 엑스선 영상이 생성된다.
도 7은 도 3에 도시한 영상 처리부에서 이루어지는 영상 처리 과정(입체 영상 생성 과정)을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 영상 판독부(152), 입체 영상 생성부(154) 및 화질 제어부(156)를 포함할 수 있다.
영상 판독부(152)는 엑스선 검출부(120)의 저장 소자(126)에 저장된 전기적 신호를 판독하여 조사된 엑스선에 상응하는 엑스선 영상을 생성한다. 따라서, 영상 판독부(152)를 통해 제 1 엑스선 및 제 2 엑스선에 상응하는 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)이 생성된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)은 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)의 위치 차이로 인하여 서로 다른 각도에서 촬영한 대상체(ob)에 대한 영상을 나타낸다.
입체 영상 생성부(154)는 판독된 영상, 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)을 이용하여 별도의 입체 영상을 생성하거나, 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)이 소정의 표시 장치(표시부)에 소정의 방법으로 표시되도록 제어하여 사용자가 대상체(ob)에 대한 입체적 엑스선 영상을 볼 수 있도록 한다.
입체 영상 생성부(154)는 양안 시차(兩眼視差, Binocular Disparity)를 이용하여 사용자가 2차원 영상을 3차원적으로 볼 수 있도록 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)에 대해 영상 처리를 하거나, 영상의 표시를 제어한다.
예를 들어, 입체 영상 생성부(154)는 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)에, 제 1 및 제 2 엑스선 영상(P1, P2)이 각각 좌안용 영상, 우안용 영상으로 사용될 수 있도록 소정의 영상 처리를 가하여 입체 영상을 생성하거나, 입체적으로 보일 수 있도록 표시부(160)의 영상 표시를 제어한다.
이 경우, 입체 영상 생성부(154)는 사용자가 대상체(ob)에 대한 입체적인 엑스선 영상을 볼 수 있도록, 각각의 엑스선 영상(P1, P2)에 소정의 영상 처리를 하는 과정에 있어서, 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)의 베이스라인(baseline)이나 중심이 일치하도록 제어할 수도 있다.
입체 영상 생성부(154)에 의한 입체 영상 생성 과정의 일례를 구체적으로 살펴보면, 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)에 대해서 색채 필터를 이용하여 각 영상의 색상을, 예를 들어 어느 하나는 적색으로 어느 하나는 녹색으로 수정한 후, 이를 중첩하여 새로운 조합 영상을 생성하거나, 수정된 영상이 화면에 표시되도록 할 수 있다.
이후 사용자가 애너글리프(anaglyph) 안경 등을 착용하고, 하나의 화면에 표시되는 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)을 보면 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)의 대상체(ob)가 입체적으로 보이게 된다.
뿐만 아니라, 입체 영상 생성부(154)는 편광 안경 방식이나 셔터 안경 방식으로 입체 영상을 볼 수 있도록, 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)을 일정하게 영상 처리할 수 있다. 아울러, 이와 같은 영상 처리 후 영상들이 반복적으로 화면에 표시되도록 하여, 결국 최종적으로 사용자가 편광 안경 등을 통해 입체 영상을 볼 수 있도록 제어할 수도 있다.
한편, 두 개의 엑스선 소스(112, 114)는 동일한 선량의 엑스선을 조사할 수도 있고, 서로 다른 선량의 엑스선을 조사할 수도 있다. 예를 들어, 영상 판독부(152)를 통해 판독된 제 1 엑스선 영상(P1)은 제 2 엑스선에 비해 상대적으로 고선량의 제 1 엑스선을 이용하여 획득한 영상이고, 제 2 엑스선 영상(P2)은 제 1 엑스선에 비해 상대적으로 저선량의 제 2 엑스선을 이용하여 획득한 영상일 수 있다. 이 경우, 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)은 엑스선 선량의 차이로 인해 서로 화질이 동일하기 어려우며, 화질이 동일하지 않은 두 영상을 이용하여 입체 영상을 생성하는 경우에는 생성된 입체 영상의 입체감이 저하되거나, 입체 멀미를 야기하는 원인이 될 수 있다. 따라서, 입체 영상의 생성 전 단계에서 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)의 화질을 일치시키는 영상 처리 작업이 필요하다.
따라서, 영상 처리부(150)는 상대적으로 저선량의 엑스선을 이용하여 획득한 엑스선 영상의 화질을 향상시키는 화질 제어부(156)를 더 포함할 수 있다.
영상 처리부(150) 내 화질 제어부(156)는 예를 들어, 대상체(ob)에 대한 입체 영상을 생성하기 전에 상대적으로 저선량의 엑스선을 이용하여 획득한 제 2 엑스선 영상(P2)의 화질을 개선하여 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)의 화질을 일치시킨다.
이와 같이, 화질 제어부(156)에 의해 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)의 화질이 일치되면, 제 1 엑스선 영상(P1)과 제 2 엑스선 영상(P2)을 이용한 입체 영상의 생성 또는 표시에 있어서 입체 멀미와 같은 입체 영상의 열람에 따른 피로도를 절감할 수 있게 된다.
도 8은 두 개의 엑스선 소스를 이용한 엑스선 촬영(혈관 조영 검사) 시 혈관 조영 모드에 따른 촬영 프로토콜의 예시들을 나타낸 표이다.
혈관 조영 검사에서의 촬영 모드는 크게 투시 진단(fluoroscopy) 모드, DSA(Digital Subtraction Angiography) 모드, 로드맵핑(roadmapping) 모드의 세 가지 모드로 분류할 수 있다. 투시 진단은 엑스선 형광 투시경(fluoroscope)의 사용을 통해 대상체(ob) 내부 구조에 대한 실시간 이동 영상을 획득하기 위해 엑스선을 사용하는 영상 기술로, 투시 진단 모드는 대상체(ob) 내부의 시술 부위를 모니터링하면서 시술 도구만을 관찰하고자 할 때(혈관을 관찰할 필요가 없을 때) 이용될 수 있다. DSA는 조영제 주입 전 및 주입 후의 엑스선 영상을 텔레비전 카메라로 촬영하여 디지털화한 후에, 두 개의 디지털 메모리 장치를 사용하여 감산처리(subtraction)를 행하여, 뼈나 연부조직을 빼서 제거하여 조영된 혈관상만을 추출하는 방법이다. 이 방법에 의하면, 소량의 조영제로 콘트라스트 분해능이 좋은 영상을 얻을 수 있어, 경정맥성(頸靜脈性)의 조영제 주입으로 선명한 동맥상을 얻을 수도 있다. 로드맵핑은 엑스선을 이용하여 획득한 혈관 영상과 엑스선을 이용하여 획득한 시술 도구에 대한 영상을 결합하는 기술로, 시술 도구 사이의 선후 관계, 혈관 사이의 선후 관계 및 시술 도구와 혈관 사이의 선후 관계 등을 판별하고자 할 때 이용될 수 있다.
보통, 뇌혈관 시술 시의 촬영 모드는 필요에 따라 수시로 바뀔 수 있다. 예를 들어, 투시 진단 모드 → DSA 모드 → 투시 진단 모드 → 로드맵핑 모드 → DSA 모드 → 투시 진단 모드와 같이, 사용자(주로, 의사)의 요구에 따라 변경될 수 있다. 일반적으로, 투시 진단 모드에서는 제 1 엑스선 소스(112) 또는 주 엑스선 소스(112)만을 이용하여 촬영 부위에 대한 대략적인 모니터링 및 시술 도구에 대한 확인을 할 수 있다. 물론 필요에 의해 추가적으로 제 2 엑스선 소스(114) 또는 보조 엑스선 소스(114)를 동작시킬 수 있다. DSA 모드나 로드맵핑 모드의 경우 대상체(ob) 내의 복잡한 혈관을 관찰할 필요가 있을 때 이용되므로, 사용자에게 대상체(ob) 내부에 대한 3차원 깊이 정보를 제공해 주면 시술 시 유용한 정보가 될 수 있다. 이때에는 제 1 엑스선 소스(112, 또는 주 엑스선 소스) 및 제 2 엑스선 소스(114, 보조 엑스선 소스)를 모두 동작시킬 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 프로토콜1은 모든 혈관 조영 모드에서 제 1 엑스선 소스(112)만을 ON 시키고, 제 2 엑스선 소스(114)는 OFF 시키는 프로토콜을 나타내고 있다. 이때에는 모든 혈관 조영 모드에서 단일 소스만을 이용한 엑스선 영상을 획득하게 된다.
또한 프로토콜2는 모든 혈관 조영 모드에서 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)을 모두 ON 시키는 프로토콜을 나타내고 있다. 이때에는 모든 혈관 조영 모드에서 두 개의 소스를 이용한 엑스선 영상을 획득하게 된다.
또한 프로토콜3은 투시 진단 모드에서만 제 1 엑스선 소스(112)는 ON, 제 2 엑스선 소스(114)는 OFF 시키고, DSA 모드 및 로드맵핑 모드에서는 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)을 모두 ON 시키는 프로토콜을 나타내고 있다. 즉, 프로토콜3은 전술한 바와 같이, 촬영 부위에 대한 대략적인 모니터링 및 시술 도구에 대한 확인만을 필요로 하는 투시 진단 모드 시에는 제 1 엑스선 소스(112)만을 ON 시키고, 대상체(ob) 내의 복잡한 혈관을 관찰할 필요가 있는 DSA 모드나 로드맵핑 모드 시에는 제 1 엑스선 소스(112) 및 제 2 엑스선 소스(114)을 모두 ON 시킨다.
도 8에 도시한 표에서는 세 가지의 촬영 프로토콜을 예시하였지만, 혈관 조영 모드에 따른 촬영 프로토콜은 사용자의 요구 또는 촬영 환경에 따라 여러 가지로 변형이 가능하다.
도 9a는 대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스 사이의 거리(베이스라인 거리)를 조절할 수 있는 엑스선 영상 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
일반적으로, 두 개의 엑스선 소스(112, 114) 사이의 거리 즉, 베이스라인 거리(baseline distance)를 증가시키면 입체 영상의 입체감(깊이감)이 향상되고, 베이스라인 거리를 감소시키면 입체 영상의 입체감이 저하된다. 따라서, 두 개의 엑스선 소스(112, 114) 사이의 거리를 조절함으로써, 대상체(ob)에 내부에 대한 입체 영상의 입체감을 조절할 수 있다. 이때, 베이스라인 거리가 제 2 설정 거리(d2)보다 커지면 입체 영상의 입체감은 향상시킬 수 있지만 사용자가 어지러움(입체 멀미)을 느끼게 되며, 반대로 제 1 설정 거리(d1, 여기서, d1＜d2 )보다 작아지면 사용자가 어지러움을 느끼지는 않지만 입체 영상의 입체감이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 두 개의 엑스선 소스(112, 114) 사이의 거리인 베이스라인 거리는 인간의 양안 시차를 고려하여 사용자가 어지러움을 느끼지 않으면서 입체 영상의 입체감을 느낄 수 있는 소정의 거리 예를 들어, 5㎝~10㎝의 범위로 조절할 수 있다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 대칭적 듀얼 소스 시스템에서 제 1 엑스선 소스(112)가 A 지점에 위치하고, 제 2 엑스선 소스(114)가 C 지점에 위치하는 경우 베이스라인 거리는 A 지점과 C 지점 사이의 거리인 d가 된다. 여기서, 입체 멀미를 해소하기 위해 베이스라인 거리를 감소시키고자 하는 경우, 제 2 엑스선 소스(114)를 화살표 방향 즉, 제 1 엑스선 소스(112)에 접근하는 방향으로 이동시켜 제 2 엑스선 소스(114)를 B 지점에 위치시키면 베이스라인 거리는 A 지점과 B 지점 사이의 거리인 d´으로 감소한다. 도 9a에서는 하나의 소스(제 2 엑스선 소스)만을 이동시켜 두 엑스선 소스(112, 114) 사이의 거리를 조절하는 경우를 예시하고 있으나, 대칭적 듀얼 소스 시스템에서는 두 개의 엑스선 소스(112, 114)를 모두 이동시켜 베이스라인 거리를 길게 또는 짧게 가변시키는 것도 가능하다.
도 9b는 비대칭적으로 배치된 두 개의 엑스선 소스 사이의 거리를 조절할 수 있는 엑스선 영상 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9b에 도시한 바와 같이, 비대칭적 듀얼 소스 시스템에서 주 엑스선 소스(112)가 A 지점에 위치하고, 보조 엑스선 소스(114)가 C 지점에 위치하는 경우 베이스라인 거리는 A 지점과 C 지점 사이의 거리인 d가 된다. 여기서, 입체 멀미를 해소하기 위해 베이스라인 거리를 감소시키고자 하는 경우, 제 2 엑스선 소스(114)를 화살표 방향 즉, 주 엑스선 소스(112)에 접근하는 방향으로 이동시켜 보조 엑스선 소스(114)를 B 지점에 위치시키면 베이스라인 거리는 A 지점과 B 지점 사이의 거리인 d´으로 감소한다. 이와 같이, 비대칭적 듀얼 소스 시스템에서는 주 엑스선 소스(112)가 항상 등각점(isocenter)에 위치하게 되므로, 보조 엑스선 소스(114)의 위치를 이동시킴으로써 베이스라인 거리를 조절하게 된다.
도 10은 마주보도록 배치된 두 개의 엑스선 소스 및 엑스선 검출부가 회전 가능한 엑스선 영상 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
대상체(ob) 즉, 환자가 테이블(102)에 고정되어 있는 상태에서 환자의 체내를 입체적으로 관찰하고자 할 때에는 촬영 위치 또는 방향이 매우 중요하다. 검사 또는 진단하고자 하는 환자의 내부 장기 등의 구조에 따라 대상체(ob)에 대한 수평 방향의 시야를 통해 관찰하는 입체감이 더 좋은 경우가 있을 수 있고, 반대로 대상체(ob)에 대한 수직 방향의 시야를 통해 관찰하는 입체감이 더 좋은 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 검사 또는 진단하고자 하는 환자의 내부 장기 등의 구조에 따라 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 대상체(ob)에 대한 수평 방향의 시야를 통해 대상체(ob)의 내부 구조를 관찰할 수도 있고, X축을 기준으로 90도 회전시켜 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 대상체(ob)에 대한 수직 방향의 시야를 통해 대상체(ob)의 내부 구조를 관찰할 수도 있다.
또한 대상체(ob)에 대한 수평 방향 또는 수직 방향 이외의 다른 방향에서 대상체(ob)의 내부 구조를 관찰할 필요가 있을 수도 있다. 따라서, 사용자가 대상체(ob) 의 내부 구조를 3차원적으로 관찰하고자 할 때 복수의 엑스선 소스(112, 114) 및 엑스선 검출부(120)가 배치된 C형 암(104)이 회전 자유도를 갖도록 구현함으로써, 사용자가 원하는 임의의 방향에서 대상체(ob) 내부 구조에 대한 스테레오 입체감을 느끼게 할 수 있다.
도 11은 엑스선 영상 장치의 제어방법을 도시한 흐름도이고, 도 12은 엑스선 영상 장치를 이용한 엑스선 검출 및 엑스선 영상 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12에 도시한 실시예에서는, 두 개의 엑스선 소스(112, 114)를 이용하여 대상체(ob)에 대한 두 개의 엑스선 영상을 획득하고, 획득한 두 개의 엑스션 영상에 기초하여 대상체(ob)에 대한 입체 영상을 생성하는 과정을 설명하고 있다.
먼저, 제 1 엑스선 소스(112)가 대상체(ob)를 향해 제 1 엑스선을 조사한다(도 11의 210, 도 12의 (a)). 그러면 엑스선 검출부(120)는 신틸레이터(122), 포토다이오드(124) 및 저장 소자(126)을 이용하여 대상체(ob)를 투과한 제1 엑스선을 검출하고, 이를 전기적 신호로 변환하여 저장한다(도 11의 220). 이후 영상 처리부(150) 내 영상 판독부(152)가 저장 소자(126)로부터 전기적 신호를 읽어 들이고 이를 영상으로 변환함으로써, 대상체(ob)를 투과한 제 1 엑스선으로부터 대상체(ob)에 대한 제 1 엑스선 영상(P1)을 생성한다(도 11의 230, 도 12의 (b)).
이어서 제 1 엑스선 소스(112)로부터 일정 거리 떨어져 배치된 제 2 엑스선 소스(114)가 대상체(ob)를 향해 제 1 엑스선을 조사한다(도 11의 240, 도 12의 (c)). 그리고, 전술한 바와 동일하게 엑스선 검출부(120)가 대상체(ob)를 투과한 제 2 엑스선을 검출하여 저장 소자(126)에 저장한다(도 11의 250). 이후 영상 처리부(150) 내 영상 판독부(152)는 대상체(ob)를 투과한 제 2 엑스선으로부터 대상체(ob)에 대한 제 2 엑스선 영상(P2)을 생성한다(도 11의 260, 도 12의 (d)).
이와 같은 과정을 통해 엑스선 영상 장치(100)는 대상체(ob)에 대한 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)를 획득한다.
이후 영상 처리부(150) 내 화질 제어부(156)는 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2) 중 적어도 하나에 대해 영상 처리를 수행하여 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)의 화질을 일치시킨다.
다음으로, 영상 처리부(150) 내 입체 영상 생성부(154)는 대상체(ob)에 대한 제 1 엑스선 영상(P1) 및 제 2 엑스선 영상(P2)을 조합하여 대상체(ob)에 대한 새로운 입체 영상(3차원 영상 또는 스테레오 영상)을 생성한다(도 11의 270).
이후 제어부(130)는 영상 처리부(150) 및 표시부(160)에 제어신호를 보내어 생성된 대상체(ob)에 대한 입체 영상을 표시하도록 제어한다(도 11의 280).
전술한 실시예에 의하면, 복수의 엑스선 소스(112, 114)가 대상체(ob)를 향해 복수의 엑스선을 조사하고, 엑스선 검출부(120)가 대상체(ob)를 투과한 복수의 엑스선을 검출하며, 검출된 복수의 엑스선에 기초하여 대상체(ob)에 대한 입체 영상을 생성할 수 있다. 따라서, 사용자는 대상체(ob)의 내부 조직 예를 들어, 심장의 혈관 조직을 입체적으로 볼 수 있어, 병변의 유무나 위치를 보다 신속하고 정확하게 판단할 수 있다.
100 : 엑스선 영상 장치 110 : 엑스선 발생부
112 : 제 1 엑스선 소스 114 : 제 2 엑스선 소스
120 : 엑스선 검출부 130 : 제어부
140 : 입력부 150 : 영상 처리부
160 : 표시부 170 : 암 구동부

Claims (16)

  1. 대상체에 제 1 엑스선을 조사하는 제 1 엑스선 소스와, 상기 제 1 엑스선 소스로부터 이격 배치되어 상기 대상체에 제 2 엑스선을 조사하는 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스를 포함하는 엑스선 발생부;
    상기 대상체를 투과한 제 1 엑스선 및 상기 대상체를 투과한 적어도 하나의 제 2 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부; 및
    상기 검출된 제 1 엑스선에 기초하여 상기 대상체에 대한 제 1 엑스선 영상을 생성하고, 상기 검출된 적어도 하나의 제 2 엑스선에 기초하여 상기 대상체에 대한 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상을 생성하고, 상기 제 1 엑스선 영상 및 상기 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상에 기초하여 상기 대상체에 대한 입체 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하는 엑스선 영상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 엑스선 소스 및 상기 제 2 엑스선 소스는 상기 엑스선 발생부의 외관을 구성하는 케이싱의 중심축으로부터 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 배치되는 엑스선 영상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 엑스선 소스 및 상기 제 2 엑스선 소스 중 어느 하나는 상기 엑스선 발생부의 외관을 구성하는 케이싱의 중심축에 배치되고, 나머지는 상기 케이싱의 가장자리에 배치되는 엑스선 영상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    촬영 모드 선택 명령, 상기 제 1 엑스선 소스 및/또는 상기 제 2 엑스선소스의 병진 이동 명령, 상기 엑스선 생성부 및 상기 엑스선 검출부의 회전 이동 명령을 입력하기 위한 입력부; 및
    상기 입력된 명령에 따라 상기 엑스선 생성부 및 상기 엑스선 검출부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 엑스선 영상 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 상기 촬영 모드 선택 명령에 따라 상기 제 1 엑스선 소스 및 상기 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스 중 하나의 엑스선 소스만 구동하도록 제어하거나, 복수의 엑스선 소스가 구동하도록 제어하는 엑스선 영상 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 상기 병진 이동 명령에 따라 상기 제 1 엑스선 소스 및 상기 적어도 하나의 제 2 엑스선 소스 간의 베이스라인 거리(baseline distance)를 조절하는 엑스선 영상 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 베이스라인 거리를 5㎝~10㎝로 조절하는 엑스선 영상 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 상기 회전 이동 명령에 따라 서로 마주보도록 배치된 상기 엑스선 발생부 및 상기 엑스선 검출부를 회전시키는 엑스선 영상 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 엑스선의 선량은 상기 제 1 엑스선의 선량보다 저선량(low dose)인 엑스선 영상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 제 1 엑스선 영상 및 상기 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상의 화질을 일치시키는 엑스선 영상 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성된 상기 대상체에 대한 입체 영상을 표시하는 표시부를 더 포함하는 엑스선 영상 장치.
  12. 대상체에 제 1 엑스선을 조사하고;
    상기 대상체를 투과한 제 1 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 대한 제 1 엑스선 영상을 생성하고;
    상기 제 1 엑스선이 조사된 위치로부터 일정 거리 떨어진 위치에서 상기 대상체에 적어도 하나의 제 2 엑스선을 조사하고;
    상기 대상체를 투과한 적어도 하나의 제 2 엑스선을 검출하여 상기 대상체에 대한 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상을 생성하고;
    상기 제 1 엑스선 영상 및 상기 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상에 기초하여 상기 대상체에 대한 입체 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 엑스선의 선량은 상기 제 1 엑스선의 선량보다 저선량(low dose)인 엑스선 영상 장치의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 대상체에 대한 입체 영상을 생성하기 전에 상기 제 1 엑스선 영상 및 상기 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상의 화질을 일치시키는 것을 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 엑스선 영상 및 상기 적어도 하나의 제 2 엑스선 영상을 각각 별도의 화면에 표시하는 것을 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 생성된 상기 대상체에 대한 입체 영상을 표시하는 것을 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어방법.
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