KR20150039641A - 엑스선 영상장치 및 영상획득방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명의 일 측면은, C-arm을 제한된 각도로 회전시켜 획득한 데이터에 기초하여 혈관영상을 획득하고, 이를 통해 혈관의 깊이 정보가 표현된 로드맵 영상을 획득하는 엑스선 영상장치 및 영상획득방법을 제공한다.
엑스선 영상장치는 양단에 각각 엑스선 소스와 엑스선 검출부가 마련된 C-arm, C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하도록 C-arm 의 구동을 제어하는 제어부, C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부에서 획득한 데이터에 기초하여 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하고, 복수의 투영영상에 기초하여 혈관의 깊이 정보가 포함된 로드맵 영상을 획득하는 프로세서 및 로드맵 영상을 표시하는 디스플레이를 포함한다.

Description

엑스선 영상장치 및 영상획득방법{X-RAY IMAGING APPARATUS AND IMAGE ACQUIRING METHOD USING THE SAME}
개시된 발명은 대상체에 엑스선을 조사하여 그 내부를 영상화하는 엑스선 영상장치 및 영상획득방법에 관한 것이다.
엑스선 영상장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 투과한 엑스선을 이용하여 대상체의 내부 영상을 획득할 수 있는 장치이다. 대상체를 구성하는 물질의 특성에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로, 대상체를 투과한 엑스선의 세기 또는 강도를 검출하여 대상체의 내부 구조를 영상화할 수 있다.
오래 전부터 대상체의 내부에서 나타나는 움직임을 관찰할 수 있도록 엑스선 동영상 기술이 개발되어 혈관 조영술(angiography)과 같은 인터벤션(intervention) 시술이나 엑스선 투시법(fluoroscopy) 등의 엑스선 영상 분야에 적용되고 있다.
한편, 혈관 조영술과 같은 시술에 시술도구의 위치를 가이드 하기 위해 혈관 로드맵이 사용되는데, 시술의 정확성과 안정성을 향상시키기 위해, 로드맵에 혈관 사이의 거리감이나 깊이 정보 등과 같은 3차원 정보를 표시할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
개시된 발명의 일 측면은, C-arm 을 제한된 각도로 회전시켜 획득한 데이터에 기초하여 혈관영상을 획득하고, 이를 통해 혈관의 깊이 정보가 표현된 로드맵 영상을 획득하는 엑스선 영상장치 및 영상획득방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 엑스선 영상장치는 양단에 각각 엑스선 소스와 엑스선 검출부가 마련된 C-arm; 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하도록 상기 C-arm 의 구동을 제어하는 제어부; 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 검출부에서 획득한 데이터에 기초하여 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하고, 상기 복수의 투영영상에 기초하여 혈관의 깊이 정보가 포함된 로드맵 영상을 획득하는 프로세서; 및 상기 로드맵 영상을 표시하는 디스플레이;를 포함한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 엑스선 영상장치의 영상획득방법은 C-arm을 미리 정해진 각도만큼 회전시키고; 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 C-arm에 마련된 엑스선 검출부에서 획득한 데이터에 기초하여 프로세서에서 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하고; 상기 프로세서에서 상기 복수의 투영영상에 기초하여 혈관의 깊이 정보가 포함된 로드맵 영상을 획득하는 것;을 포함한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 엑스선 영상장치는 양단에 각각 엑스선 소스와 엑스선 검출부가 마련된 C-arm; 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하도록 상기 C-arm 의 구동을 제어하는 제어부; 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 검출부에서 획득한 데이터에 기초하여 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하고는 프로세서; 및 상기 복수의 투영영상을 상기 C-arm의 회전방향을 따라 동영상으로 표시하는 디스플레이;를 포함한다.
개시된 발명의 일 측면에 의하면, 현 시점의3차원 깊이 정보를 제공할 수 있다.
또한, 시술의 복잡도가 감소될 수 있고, 환자의 피폭선량을 줄일 수 있다.
C-arm 의 움직임을 최소화함으로써 워크 플로우를 단순화시킬 수 있다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치의 외관도이다.
도 2는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치의 제어 블록도이다.
도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치에 포함되는 엑스선 튜브의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 에너지와 감쇠계수와의 관계를 대상체 내부의 물질 별로 나타낸 그래프이다.
도 5는 C-arm이 제한된 각도만큼 회전하면서 엑스선을 대상체로 조사하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 시간 감산법에서 사용되는 엑스선 영상을 간략하게 도시한 도면이다.
도 7a는 시간 감산법에 따라 엑스선을 발생시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는 시간 감산법에 따라 혈관 엑스선 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a는 에너지 감산법에 따라 엑스선을 발생시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8b는 에너지 감산법에 따라 혈관 엑스선 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 혈관 스텐트 삽입술의 경우에 대한 관심 영역의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 개시된 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치에서 로드맵 영상을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 컬러로 깊이 정보가 맵핑된 로드맵 영상을 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치에서 로드맵 영상을 획득하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 15 및 도 16은 C-arm이 회전하면서 획득한 혈관영상을 디스플레이에 동영상으로 표시하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 측면에 따른 엑스선 영상장치 및 그 제어 방법의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치의 외관도이고, 도 2는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치의 제어 블록도이며, 도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치에 포함되는 엑스선 튜브의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 혈관 조영을 위한 엑스선 영상장치(100)는 C-arm 구조를 가질 수 있다. 엑스선 발생 어셈블리(107)와 엑스선 검출부(120)는 C-arm(101)의 양쪽 단부에 각각 장착될 수 있다. C-arm(101)은 연결축(105)을 통해 본체(103)와 연결되며 오비탈 방향(orbital direction)으로 회전할 수 있다.
엑스선 발생 어셈블리(107)의 내부에는 엑스선 소스(110), 콜리메이터(미도시) 및 필터링부(미도시)가 구비될 수 있다. 엑스선 발생 어셈블리(107)와 엑스선 검출부(120) 사이에는 환자 테이블(109)이 위치하고 환자 테이블(109) 상에 대상체가 위치하면 엑스선 소스(110)가 대상체에 엑스선을 조사하고 엑스선 검출부(120)가 조사된 엑스선을 검출하여 대상체에 대한 엑스선 영상을 획득한다.
혈관 조영을 위한 엑스선 영상장치(100)는 다양한 이미징 모드에 따라 엑스선 촬영을 수행할 수 있고, 대상체에 대한 실시간 동영상을 얻을 수 있다.
사용자는 복수의 화면을 구비하여 시술 또는 진단에 필요한 여러 영상을 표시 할 수 있는 디스플레이(172)를 보면서 시술 또는 진단을 수행할 수 있다.
사용자는 엑스선 영상장치(100)에 구비된 입력부(171)를 통해 필요한 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 소스(110)가 엑스선을 반복하여 조사하도록 입력부를 통해 주기를 입력할 수 있다. 입력된 주기는 제어부(160)에 전달되어, 제어부(160)가 입력된 주기에 따라 엑스선 소스(110)를 제어할 수 있다.
도 2에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치(100)의 주요 구성이 블록도로 도시되어 있다. 도 2를 참조하여 엑스선 영상장치(100)의 주요 구성을 보다 구체적으로 설명한다. 도2를 참조하면, 엑스선 영상장치(100)는 엑스선을 발생시켜 조사하는 엑스선 소스(110), 조사된 엑스선을 검출하여 프레임 데이터를 획득하는 엑스선 검출부(120), 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출부(120)를 양 쪽 단부에 구비하는 C-arm(101), C-arm(101)을 구동시키고, 엑스선 촬영을 위한 파라미터를 설정하는 제어부(160), 획득된 프레임 데이터에 기초하여 로드맵 영상을 생성하는 프로세서(150) 및 복수의 화면을 구비하여 시술 또는 진단에 필요한 여러 영상을 표시 할 수 있는 디스플레이(172)를 포함한다.
엑스선 소스(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사한다. 엑스선 소스(110)는 전원 공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 엑스선을 발생시키며, 관전압 또는 필터 중 적어도 하나에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있다.
엑스선 소스(110)는 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브(111)를 포함한다.
도 3은 엑스선 튜브의 구성을 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 엑스선 튜브(111)는 양극(111c)과 음극(111e)을 포함하는 2극 진공관으로 구현될 수 있고, 관체는 규산경질 유리 등을 재료로 하는 유리관(111a)일 수 있다.
음극(111e)은 필라멘트(111h)와 전자를 집속시키는 집속 전극(111g)을 포함하며, 집속 전극(111g)은 포커싱 컵(focusing cup)이라고도 한다. 유리관(111a) 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트(111h)를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다.
필라멘트(111h)의 일 예로 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선(111f)에 전류를 가하여 필라멘트(111h)를 가열할 수 있다. 다만, 개시된 발명의 실시예가 음극(111e)에 필라멘트(111h)를 채용하는 것에 한정되는 것은 아니며, 고속 펄스로 구동 가능한 카본 나노 튜브(carbon nano-tube)를 음극으로 하는 것도 가능하다.
양극(111c)은 주로 구리로 구성되고, 음극(111e)과 마주보는 쪽에 타겟 물질(111d)이 도포 또는 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질의 녹는점이 높을수록 초점 크기(focal spot size)가 작아진다.
그리고 음극(111e)과 양극(111c) 사이에 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질(111d)에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우(111i)를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베릴륨(Be) 박막을 사용할 수 있다.
타겟 물질(111d)은 로터(111b)에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질(111d)이 회전하게 되면 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있고, 초점 크기가 감소된다.
엑스선 튜브(111)의 음극(111e)과 양극(111c) 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 그 크기는 파고치 kvp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다.
또한, 엑스선의 조사 방향에 필터를 배치하여 엑스선의 에너지를 조절할 수도 있는바, 윈도우(111i)의 전면 또는 후면에 특정 파장 대역의 엑스선을 필터링하는 필터를 위치시켜 특정 에너지 대역의 엑스선을 필터링할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄이나 구리와 같은 필터를 배치하면, 저에너지 대역의 엑스선이 필터링되면서 조사되는 엑스선의 에너지가 증가된다.
엑스선 튜브(111)에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다.
따라서, 관전압에 의해 엑스선의 에너지 대역이 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 강도 또는 선량이 제어될 수 있는바, 대상체의 종류나 특성에 따라 조사되는 엑스선의 에너지 대역 및 강도를 제어할 수 있다.
엑스선 소스(110)는 위에서 설명한 엑스선 튜브(111)를 이용하여 엑스선을 발생시키고, 발생된 엑스선을 대상체에 조사한다.
엑스선 소스(110)로부터 대상체에 엑스선이 조사되면, 대상체 내부의 물질에 따라, 그리고 조사되는 엑스선의 에너지 대역에 따라 엑스선이 감쇠하는 정도가 달라진다. 여기서, 엑스선이 감쇠하는 정도를 수치적으로 나타낸 것을 감쇠계수(attenuation coefficient)라고 한다. 도 4는 에너지와 감쇠계수와의 관계를 대상체 내부의 물질 별로 나타낸 그래프로, 도 4를 참조하여 감쇠계수에 대해 설명한다.
첫째로, 감쇠계수는 대상체 내부의 물질에 따라 달라진다.
도 4에 도시된 그래프에서, x축은 대상체에 조사되는 광자 에너지를 의미하고, y축은 감쇠계수를 나타낸다. 도 4의 그래프를 보면, 뼈의 감쇠계수를 나타내는 곡선이 연조직(근육, 지방)의 감쇠계수를 나타내는 곡선보다 위에 위치하고 요오드의 감쇠계수를 나타내는 곡선이 뼈의 감쇠계수를 나타내는 곡선보다 위에 위치한다. 구체적으로, 동일한 에너지 대역의 엑스선 예를 들어 E1이 조사될 때, 뼈의 감쇠계수는(B1)는 근육의 감쇠계수(M1)보다 크고, 근육의 감쇠계수(M1)는 지방의 감쇠계수(F1)보다 크며, 요오드의 감쇠계수(I1)는 뼈의 감쇠계수(B1)보다 크다.
즉, 대상체 내부의 서로 다른 물질은 서로 다른 감쇠계수를 갖고, 물질의 성질이 단단할수록 감쇠계수가 증가하게 된다.
둘째로, 감쇠계수는 조사되는 엑스선의 에너지 대역에 따라 달라진다.
도 4의 그래프에서, 대상체 내부의 물질인 뼈에 대하여 에너지 대역이 E1, E2인 엑스선이 각각 조사될 때, 에너지 대역이 낮은 E1에서의 감쇠계수(B1)가 에너지 대역이 높은 E2에서의 감쇠계수(B2)보다 크다. 대상체 내부의 물질이 근육이나 지방인 경우에도, 에너지 대역이 낮은 E1이 조사될 때의 감쇠계수(M1, F1)가 에너지 대역이 높은 E2이 조사될 때의 감쇠계수(M2, F2)보다 크다는 것을 각각 확인할 수 있다. 요오드도 마찬가지인 것을 알 수 있다.
즉, 대상체에 조사되는 엑스선의 에너지 대역이 낮을수록 감쇠계수가 증가하게 된다.
이와 같은 감쇠계수는 아래의 [수학식 1]로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
I=Io·e-μ(E)·T
여기서, I0는 물질에 조사된 엑스선의 강도이고, I는 물질을 투과한 엑스선의 강도이며, μ(E)는 에너지 E를 갖는 엑스선에 대한 물질의 감쇠계수이다. T는 엑스선이 투과되는 물질의 두께이다.
[수학식 1]에 의하면 감쇠계수가 증가할수록(즉, 물질의 성질이 단단할수록 또는 조사되는 엑스선의 에너지 대역이 낮을수록), 그리고 물질의 두께가 두꺼울수록 투과한 엑스선의 강도가 작아짐을 알 수 있다.
혈관과 같은 동적 장기에 대한 엑스선 영상을 획득하기 위해서는 시점을 달리하는 복수회의 촬영이 요구된다. 따라서 일반적으로는 사용자가 입력부(171)를 통해 촬영 주기를 설정하고, 주기마다 대상체로 엑스선을 조사하여 대상체의 시간에 따른 변화를 엑스선 영상에 반영하게 된다.
이 때, 혈관 엑스선 영상을 획득하기 위하여 시간 감산법 또는 에너지 감산법에 따라 엑스선을 조사할 수 있다. 특히 에너지 감산법을 따를 때, 조사되는 엑스선의 에너지 대역을 달리 할 수 있다. 즉, 조영제의 성분인 요오드의 감쇠계수가 조사되는 엑스선의 에너지 대역에 따라 다름을 이용하면 엑스선 영상에서 혈관에 대한 영상만을 분리해 낼 수 있다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.
한편, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치(100)는 엑스선 투시법(fluoroscopy)을 적용하여 엑스선 동영상을 생성할 수 있고, 혈관 조영술(angiography), 심혈관 조영술(cardiovascular angiography) 등의 엑스선 진단 분야 또는 이를 이용한 각종 시술 분야에 적용될 수 있다. 이 때, 엑스선 동영상은 실시간으로 생성되어 표시될 수 있다.
엑스선 영상장치(100)는 엑스선 동영상을 생성하기 위해 엑스선 촬영을 연속적으로 수행한다. 엑스선 촬영을 연속적으로 수행하는 방식에는 연속 노출 방식과 펄스 노출 방식이 있다.
연속 노출 방식을 적용하는 경우에는 엑스선 튜브(111)에 낮은 관전류를 연속적으로 공급하여 엑스선을 연속적으로 발생시키고, 펄스 노출 방식을 적용하는 경우에는 엑스선을 짧은 펄스의 연속에 따라 발생시킨다. 따라서, 펄스 노출 방식을 적용하면 엑스선의 선량과 모션 블러링을 감소시킬 수 있다. 엑스선 영상장치(100)는 상기 두 방식 모두 적용 가능하다.
엑스선 소스(110)는 대상체(subject) 영역에 미리 정해진 시간 간격 또는 임의의 시간 간격에 따라 엑스선을 복수 회 조사할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 시간 간격 또는 임의의 시간 간격은 펄스 레이트(pulse rate) 또는 프레임 레이트(frame rate)에 따라 결정될 수 있고, 펄스 레이트는 프레임 레이트에 따라 결정되거나 또는 그 반대일 수 있다. 프레임 레이트는 초당 30프레임(30fps), 초당 15 프레임(15fps), 초당 7.5 프레임(7.5fps) 등으로 설정될 수 있는바, 일 예로 프레임 레이트가 15fps로 설정되면 펄스 레이트가 15pps로 설정되어 1초에 15회 엑스선을 발생시킬 수 있다.
대상체는 엑스선 촬영 대상 즉, 그 내부를 엑스선 영상으로 나타내고자 하는 대상을 의미하며, 대상체 영역은 대상체를 포함하는 일정 영역으로서 엑스선 영상으로 영상화되는 영역을 의미한다. 따라서, 대상체 영역은 엑스선 영상장치(100)의 촬영 영역(FOV)과 일치하거나 엑스선 영상장치(100)의 촬영 영역을 포함할 수 있다.
엑스선 검출부(120)는 엑스선을 검출하여 대상체 영역에 대한 복수의 프레임 데이터를 획득한다. 프레임 데이터는 엑스선 영상장치(100)의 프레임 레이트에 따라 획득되는 복수의 엑스선 데이터 각각을 의미한다. 엑스선 검출부(120)는 복수의 픽셀을 포함하는 2차원 어레이 구조를 가질 수 있고, 검출된 엑스선을 픽셀 별로 전기적 신호로 변환하면 대상체 영역에 대한 하나의 엑스선 영상이 된다.
일반적으로, 엑스선 검출부(120)는 재료 구성 방식, 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환시키는 방식 및 엑스선 데이터를 획득하는 방식에 따라 구분될 수 있는바, 이하 엑스선 검출부(120)가 엑스선을 검출하고 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환하여 엑스선 데이터를 획득하는 다양한 방식에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 엑스선 검출부(120)는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분될 수 있다.
직접변환방식에서는, 엑스선이 조사되면 수광 소자 내부에 일시적으로 전자-정공 쌍이 생성되고, 수광 소자의 양단에 인가되어 있는 전장에 의해 전자는 양극으로 정공은 음극으로 이동하는바, 엑스선 검출부(120)가 이러한 이동을 전기적 신호로 변환한다. 직접변환방식에서 수광 소자에 사용되는 물질은 a-Se, CdZnTe, HgI2, PbI2 등이 있다.
간접변환방식에서는, 수광 소자와 엑스선 발생부 사이에 섬광체(scintillator)를 구비하여 엑스선 발생부에서 조사된 엑스선이 섬광체와 반응하여 가시광 영역의 파장을 갖는 광자(photon)를 방출하면 이를 수광 소자가 감지하여 전기적 신호로 변환한다. 간접변환방식에서 수광 소자로 사용되는 물질은 a-Si 등이 있고, 섬광체로는 박막 형태의 GADOX 섬광체, 마이크로 기둥형 또는 바늘 구조형 CSI(T1) 등이 사용된다.
또한, 엑스선 검출부(120)는 엑스선 데이터를 획득하는 방식에 따라, 전하를 일정시간 동안 저장한 후에 그로부터 신호를 획득하는 전하 누적 방식(Charge Integration Mode)과 단일 엑스선 광자에 의해 신호가 발생될 때마다 문턱 에너지(threshold energy) 이상의 에너지를 갖는 광자를 계수하는 광자 계수 방식(Photon Counting Mode)으로 구분된다.
제어부(160)는 조영제의 주입과 관련된 파라미터, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출부(120)에 관련된 촬영 파라미터(imaging parameter) 및 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터들을 설정하여 조영제의 주입이나 엑스선 촬영이 최적의 조건에서 이루어질 수 있도록 한다. 조영제의 주입과 관련된 파라미터들은 조영제 주입량, 주입시간, 농도 등을 포함할 수 있고, C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터는 C-arm(101)의 회전각도 또는 회전속도 등을 포함할 수 있다.
촬영 파라미터는 노출 파라미터(exposure parameter)라고도 하며, 엑스선 영상장치(100)에서 촬영 파라미터를 자동으로 제어하는 것을 자동 노출 제어(Auto Exposure Control) 또는, Automatic Brightness Control, Automatic Dose Control, Automatic Dose Rate Control이라고 한다.
촬영 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터의 종류, 촬영 영역(FOV), 프레임 레이트, 펄스 레이트, 타겟 물질의 종류를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
촬영 파라미터는 대상체 영역에 대한 프레임 영상에 기초하여 결정될 수도 있고, 엑스선 촬영을 시작하기 전에 입력된 사전 정보에 기초하여 결정될 수도 있다. 이하 전자의 경우에 관한 실시예를 구체적으로 설명한다.
제어부(160)는 프로세서(150)의 분석 결과에 기초하여 촬영 파라미터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)가 프레임 영상을 분석하여 대상체의 두께나 밀도와 같은 특성을 판단하면, 제어부(160)는 그 판단 결과에 기초하여 대상체의 특성에 맞는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터 종류, 타겟 물질 종류 등의 촬영 파라미터를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 프로세서(150)에서 획득된 관심 영역에 관한 정보에 기초하여 촬영 파라미터를 결정할 수도 있다. 일 실시예로서, 제어부(160)는 관심 객체의 움직임의 크기나 관심 영역에 나타난 영상의 특성에 따라서 프레임 레이트, 관전류, 프레임 당 선량 등의 촬영 파라미터를 결정하여 각각 또는 동시에 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(160)는 관심 객체의 움직임의 크기가 큰 경우에는 프레임 레이트를 증가시켜 관심 객체의 움직임에 관한 정보를 최대한 획득하고, 관심 객체의 움직임의 크기가 작은 경우에는 프레임 레이트를 감소시켜 대상체의 피폭을 줄일 수 있다.
또한, 제어부(160)는 관심 영역의 노이즈 레벨에 따라 프레임 당 선량을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 관심 영역의 노이즈 레벨이 미리 설정된 기준치보다 높으면, 프레임 당 선량을 증가시켜 노이즈 레벨을 낮춤으로써 관심 영역이 더 선명하게 보일 수 있도록 하고, 관심 영역의 노이즈 레벨이 미리 설정된 기준치보다 낮으면, 프레임 당 선량을 감소시켜 대상체의 피폭을 줄일 수 있다.
또한, 제어부(160)는 도 5에 도시된 것처럼, C-arm(101)을 미리 설정된 각도만큼 오비탈 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 일 방향으로 각도 A만큼 회전시키고, 반대방향으로 2A만큼 회전시키거나, 일 방향으로 2A의 각도만큼 회전시킬 수 있다. 개시된 실시예에 따른 엑스선 영상장치는 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 획득하기 위해 C-arm(101)을 제한된 각도만큼만 회전시키는데, C-arm(101)의 회전 각도는 180도 이하인 것이 바람직하다.
C-arm(101)이 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터에 대상체의 3차원 볼륨 데이터를 산출할 수 있을 정도의 정보가 포함될 수 있도록 C-arm(101)의 회전각도가 미리 실험을 통해 산출되어 저장될 수 있다. 또는 오퍼레이터가 설정할 수 있다.
C-arm(101)이 제한된 각도 내에서 회전하면서, 엑스선 소스(110)에서 엑스선이 조사되고, 엑스선 검출부(120)에서 설정된 프레임 레이트로 대상체를 투과한 프레임 데이터를 획득하면, 프로세서(150)에서는 엑스선 검출부(120)로부터 전달받은 프레임 데이터를 기초로 엑스선 영상을 획득할 수 있다. 특히 혈관 엑스선 영상을 획득하는 경우, 프로세서(150)는 엑스선 데이터에서 원하는 내부 조직을 분리하여 혈관 엑스선 영상을 획득할 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 8을 참조하여, 혈관 조영의 방법으로 시간 감산법(temporal subtraction)과 에너지 감산법(energy subtraction)을 나누어, 혈관 조영 시 프로세서(150)의 역할을 설명한다.
도 6은 시간 감산법에서 사용되는 엑스선 영상을 간략하게 도시한 도면이다. 도 6에서 a는 마스크(mask) 영상을 의미한다. 마스크 영상이란 조영제가 주입되기 전에 대상체에 대하여 획득한 엑스선 영상을 말한다. b는 조영제가 주입된 대상체로부터 획득한 엑스선 영상을 의미한다. c는 시간 감산법에 의해 최종적으로 획득한 혈관 엑스선 영상이다.
일반적으로 혈관은 단순한 엑스선 촬영에서는 보이지 않는다. 그러나 혈관속에 조영제를 주입하고 엑스선 촬영을 하면 혈관의 모양을 엑스선 촬영으로 확인할 수 있다. 이러한 방법을 혈관 조영술이라고 한다.
시간 감산법은 혈관 조영술의 한 방법이다. 도 7은 시간 감산법에 따라 혈관 엑스선 영상을 획득하는 과정을 도시한 도면이다. 시간 감산법을 따를 때 조사하는 엑스선은 동일한 종류의 에너지 대역을 갖는 것으로 한다.
도 7a는 시간 감산법에 따라 엑스선을 발생시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다. XS0, XS1, XS2, XS3는 각각 조사 시점이 t0, t1, t2, t3 인 동일 에너지 엑스선을 의미한다. IS는 t0+α 시점에서 대상체에 주입된 조영제를 의미한다.
도 7b는 시간 감산법에 따라 혈관 엑스선 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. MS0는 시점 t0에서 획득한 마스크 영상이며, CS1, CS2, CS3는 조영제 주입 후 시점 t1, t2, t3 에서 획득한 동일 에너지 엑스선 영상이다. 그리고 AS1, AS2, AS3는 조영제 주입 후 시점 t1, t2, t3 에서 시간 감산법에 따라 획득된 혈관 엑스선 영상이다.
도 7a와 같이 먼저 대상체에 대하여 조영제를 주입하기 전의 영상인 마스크 영상을 촬영하기 위해 시점 t0에서 동일 에너지 엑스선 XS0를 조사한다. 조사된 엑스선 XS0로부터 도 5b의 마스크 영상인 MS0를 획득할 수 있다. 마스크 영상이 획득된 시점 t0로부터 소정의 시간이 흐른 시점 t0+α에 대상체로 조영제 IS를 주입한다. 혈관 영상을 얻기 위해 조영제가 혈관을 따라 확산되도록 충분한 시간이 흐른 후, 원하는 시점 t1 에서 동일 에너지 엑스선 XS1을 조사한다.
이렇게 조사된 엑스선 XS1으로부터, 프로세서(150)는 t1 시점에서의 조영제 주입 후 엑스선 영상 CS1를 획득할 수 있다. 프로세서(150)는 조영제 주입 후의 엑스선 영상 CS1을 마스크 영상 MS0와 비교한다. 대상체의 움직임이 없다는 가정하에 두 영상의 차이는 조영제의 분포를 의미하므로, 두 영상의 차 영상을 구하면 t1 시점에서의 혈관 엑스선 영상 AS1을 획득할 수 있다.
시간 감산법을 따를 경우, 마스크 영상과 엑스선 영상의 획득시점 간에 시간차가 존재한다. 앞서 언급한 것처럼, 이러한 시간차는 조영제가 혈관 속에서 일정 정도 확산되도록 충분한 시간이 흐른 후 엑스선 영상을 획득하기 때문에 발생한다. 예를 들어 도 7a, 7b와 같이, 마스크 영상의 획득 시점인 t0 와 그 이후의 엑스선 조사 시점 t1 간에 시간차가 존재하게 된다.
이러한 시간차는 획득된 혈관 엑스선 영상에 오차를 발생시킨다. 조영제 주입 후 엑스선 영상과 마스크 영상을 비교할 때, 배경의 구조적 차이와 명암대비가 일치한다면 완벽하게 혈관 영역만을 추출할 수 있다. 그러나 조영제의 확산이 일어나는 시간 동안 환자, 즉 대상체가 움직일 경우 엑스선 영상의 기하학적인 변형이 일어날 수 있다. 또는 대상체 자체의 수축이나 팽창과 같은 고유의 움직임이 혈관 영역의 추출에 있어 오차를 유발시킬 수 있다.
이러한 오차를 줄이기 위해 에너지 감산법에 따른 혈관 조영술이 이용될 수 있다. 도8은 에너지 감산법에 따른 혈관 조영술을 설명하기 위한 도면이다. 에너지 감산법은 동일 에너지 엑스선을 이용하는 시간 감산법과는 다르게, 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 대상체로 조사한다. 도 8에서는 저 에너지 엑스선과 고 에너지 엑스선을 대상체에 조사하는 경우에 대하여 서술한다. 여기서, 고에너지 대역과 저에너지 대역은 서로 상대적인 개념이며, 대상체에 따라 달라질 수 있다.
도 8a는 에너지 감산법에 따라 엑스선을 발생시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다. XML1, XML2, XML3 는 각각 조사 시점이 t11, t21, t31 인 저 에너지 엑스선을 의미하고, XMH1, XMH2, XMH3 는 각각 조사 시점이 t12, t22, t32 인 고 에너지 엑스선을 의미한다. IM은 t0 시점에서 대상체에 주입된 조영제를 의미한다.
도 8b는 에너지 감산법에 따라 혈관 엑스선 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. CL1, CL2, CL3는 조영제 주입 후 시점 t11, t21, t31 에서 획득한 저 에너지 엑스선 영상이고, CH1, CH2, CH3는 조영제 주입 후 시점 t12, t22, t32 에서 획득한 고 에너지 엑스선 영상이다. 그리고 AM1, AM2, AM3는 조영제 주입 후 시점 t1, t2, t3 에서 에너지 감산법에 의해 획득된 혈관 엑스선 영상이다.
도 8a와 같이, 엑스선을 조사하기에 앞서 조영제 IM을 대상체에 주입한다. 조영제 주입 후, 혈관 영상을 얻기 위해 조영제가 혈관을 따라 확산되도록 충분한 시간이 요구된다.
먼저 서로 다른 두 에너지 대역에 대응되는 엑스선 영상을 획득하기 위해 엑스선 소스(110)에서 엑스선을 조사한다. 이를 위해, 엑스선 소스(110)에서 고 에너지 대역의 엑스선과 저 에너지 대역의 엑스선을 각각 조사하거나, 엑스선 소스(110)에서는 두 에너지 대역을 모두 포함하는 광대역 엑스선을 한 번 조사하고, 엑스선 검출부(120)에서 검출된 엑스선을 고 에너지 대역과 저 에너지 대역으로 분리할 수 있다. 엑스선 영상장치(100) 및 제어 방법의 일 실시예로 엑스선 검출부(120)는 고 에너지와 저 에너지 대역의 엑스선을 각각 순차적으로 조사하는 것으로 전제하고 이하 설명한다. 도 8a를 참조하면, 조영제가 확산되도록 충분한 시간이 흐른 시점 t11, t12 에서, 저 에너지 엑스선 XML1과 고 에너지 엑스선 XMH1을 조사한다.
엑스선 영상에서 두 종류의 물질을 분리하고자 하는 경우, 분리하고자 하는 물질은 서로 다른 엑스선 감쇠 특성을 가져야 하고, 서로 다른 에너지 대역에 대응되는 엑스선 영상을 획득해야 한다. 이를 위해 프로세서(150)는 서로 다른 에너지 대역에 대응되는 엑스선 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 8b와 같이, 엑스선 XML1과 XMH1에 대응하여, 프로세서(150)는 조영제 주입 후의 저 에너지 엑스선 영상 CL1과 고 에너지 엑스선 영상 CH1을 순차적으로 생성할 수 있다.
이렇게 생성된 엑스선 영상 CL1 및 CH1에서 분리하고자 하는 내부 물질인 혈관(조영제)과 뼈 및 석회화 조직 간의 밝기 차이가 다르게 나타난다. 이는 전술한 바와 같이, 에너지 대역 별로 내부 물질의 감쇠 특성 차이가 다르기 때문이다.
프로세서(150)는 원본 영상으로부터 혈관 영상을 분리한다. 프로세서(150)는 두 개의 엑스선 영상 CL1 및 CH1 중 적어도 하나에 가중치를 곱한 후 감산하는 두 번의 연산을 수행하여 두 개의 물질 영상을 분리할 수 있다. 이를 이중에너지 감산법(Dual-Energy X-ray Absorptiometry)라고도 한다.
예를 들어, 혈관을 뼈 및 석회화 조직으로부터 분리하기 위해 저 에너지 엑스선 영상 CL1에 일정 가중치를 곱한 후 고 에너지 엑스선 영상 CH1에서 감산하여 혈관 엑스선 영상을 얻을 수 있다. 즉. 뼈 및 석회 물질이 제거되고 혈관이 선명하게 보이는 영상을 얻을 수 있다.
또 다른 예로서, 분리하고자 하는 물질이 혈관을 포함하여 3종류 이상인 경우에는 프로세서(150)에서 3개 이상의 에너지 대역에 각각 대응되는 3개 이상의 엑스선 영상을 생성하고, 각 영상에 적절한 가중치를 곱한 후 감산하여 혈관을 포함한 3종류 이상의 물질 영상을 분리할 수 있다.
전술한 바와 같이, 엑스선 영상장치(100)는 분리되는 물질의 수에 제한을 두지 않으며, 분리하고자 하는 물질의 수에 따라 원본 영상을 획득하고, 물질 별 감쇠 특성을 이용하여 각각의 물질 영상을 분리할 수 있다.
또한, 영상에 가중치를 곱한 후 감산하여 물질 영상을 분리하는 방법 역시 프로세서(150)에서 사용할 수 있는 방법 중 하나에 불과하며, 이 외에 다른 방법들도 물질 영상 분리에 사용될 수 있다.
이처럼 프로세서(150)는 엑스선 영상 CL1과 CL2를 이용하여 혈관 엑스선 영상 AM1을 생성할 수 있다. 결국 저 에너지 엑스선과 고 에너지 엑스선을 순차적으로 조사한 결과, 그에 대응하는 하나의 혈관 엑스선 영상을 획득하게 된다.
에너지 감산법에 따른 혈관 조영술은 획득되는 혈관 엑스선 영상의 기초가 되는 저 에너지 영상과 고 에너지 영상의 획득 시점의 차이가, 시간 감산법에 의할 때의 마스크 영상 획득 시점과 조영제 주입 후 엑스선 영상의 획득 시점간의 시간차보다 작다. 시간 감산법에서는 조영제가 확산되는 동안 엑스선을 조사할 수 없지만, 에너지 감산법은 이러한 제약 없이 다중 에너지의 엑스선을 순차적으로 조사할 수 있기 때문이다.
따라서 에너지 감산법을 적용할 때 대상체의 움직임이 발생할 시간이 더 짧다. 그 결과, 두 영상의 획득 시점간의 차이 동안 대상체의 움직임에 의해 발생할 수 있는 오차도 에너지 감산법이 시간 감산법에 비해 작다고 할 수 있다.
그러나 에너지 감산법을 통해 획득되는 혈관 엑스선 영상은 시간 감산법을 통해 획득되는 혈관 엑스선 영상에 비해 낮은 신호 대 잡음 비(SNR: Signal to Noise Ratio)를 가진다.
신호 대 잡음 비가 클수록 획득되는 영상의 화질이 선명함을 의미하므로, 시간 감산법에 의할 때 에너지 감산법보다 잡음이 덜 섞인 선명한 엑스선 영상을 획득할 수 있다.
이와 같이 시간 감산법은 높은 신호 대 잡음 비를 가짐에도 불구하고 대상체의 움직임에 따른 오차 발생의 가능성이 높은 반면, 에너지 감산법은 시간 감산법에 비해 낮은 신호 대 잡음 비를 가지나 대상체의 움직임에 의한 오차를 줄일 수 있다.
도 9는 개시된 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치에서 로드맵 영상을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9의 (a)를 참조하면, C-arm(101)이 회전하면서 조사된 엑스선을 검출하여 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터를 수신하면, 프로세서(150)는 전술한 시간 감산법이나 에너지 감산법을 통해 혈관이 나타난 2차원 투영영상을 획득한다.
시간 감산법을 사용할 경우, 프로세서(150)는 C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터로부터 마스크 영상을 획득하고, 조영제가 대상체로 주입된 후, 마찬가지로 C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터로부터 혈관조영영상을 획득한다. 프로세서(150)는 시간감산법을 통해 두 영상의 차 영상을 구하여 혈관 엑스선 영상을 획득한다.
에너지 감산법을 사용할 경우, 프로세서(150)는 조영제가 대상체에 주입된 후, C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 저에너지 대역의 프레임 데이터와 고에너지 대역의 프레임 데이터를 획득하면, 저에너지 대역의 프레임 데이터에 일정 가중치를 곱한 후 고에너지 대역의 데이터에서 감산하여 혈관 엑스선 영상을 획득한다.
도 9의 (b)를 참조하면, 프로세서(150)는 이렇게 한정된 각도만큼 회전하면서 획득한 2차원 투영영상으로부터 3차원 볼륨 영상을 산출한다.
프로세서(150)는 2차원 투영영상에 대해 역투영방법이나 FBP(filtered back-projection)방법을 적용하여 3차원 볼륨 영상을 산출할 수 있다.
또는 2차원 투영영상에 대해 역투영 과정을 수행하고, 역투영 과정으로 획득된 3차원 볼륨 데이터에 대해 고속 푸리에 변환을 적용하여 3차원 볼륨 데이터를 푸리에 공간의 정보로 변환하고, 필터함수를 곱하여 필터링한 후 역 고속 푸리에 변환을 수행하여 3차원 볼륨 영상을 획득할 수도 있다.
3차원 볼륨 영상을 획득하는 방법들은 전술한 예에 한정되지 않고, 공지된 다양한 방법들이 사용될 수 있음은 물론이다.
도 9의 (c)를 참조하면, 혈관에 대한 3차원 볼륨 영상을 산출하면, 프로세서(150)는 산출된 3차원 볼륨 영상으로부터 혈관이 나타난 2차원 슬라이스 영상을 복원한다.
각각의 슬라이스 영상은 다른 혈관에 대한 다른 정보 또는 동일한 혈관에 대한 다른 정보를 담고 있고, 이런 정보에는 혈관에 대한 깊이 정보가 반영되어 있다.
프로세서(150)는 산출된 각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑한다. 프로세서(150)는 각각의 슬라이스 영상에 반영된 혈관에 대한 깊이 정보를 각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑함으로써 시각적으로 나타낼 수 있다.
예를 들면, 대상체의 표면에 가까운 혈관을 진한 색상으로 맵핑하고, 대상체의 표면에서 멀어질수록 연한 색상으로 맵핑하거나, 그 반대로 맵핑할 수도 있다. 또는 서로 다른 혈관을 서로 다른 색상의 컬러로 맵핑하고, 혈관이 대상체의 표면에서 멀어질수록 같은 혈관을 맵핑하는 색상이 보다 연해지도록 맵핑할 수도 있을 것이다. 각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑하는 방법은 전술한 예에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다.
각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관이 서로 다른 컬러로 맵핑되면, 프로세서(150)는 슬라이스들을 재투영(reprojection)하여 혈관의 깊이 정보를 서로 다른 컬러로 표현한 혈관 로드맵 영상을 생성한다. 도 10에는 컬러로 깊이 정보가 맵핑된 로드맵 영상이 도시되어 있다.
각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관이 서로 다른 컬러로 맵핑되어 각각의 슬라이스가 혈관의 깊이 정보를 반영하기 때문에, 슬라이스들을 재투영하면 도 10에 도시된 것처럼, 컬러를 통해 혈관의 깊이 정보를 알 수 있는 혈관 로드맵 영상을 생성할 수 있다.
혈관에 대한 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 생성하면, 프로세서(150)는 로드맵 영상에 카테터와 같은 시술도구(instrument)에 대한 영상을 결합하여 디스플레이(172)에 엑스선 동영상을 표시한다. 시술자는 디스플레이(172)에 표시된 로드맵에 나타난 혈관의 색상을 통해 혈관의 3차원 깊이를 가늠할 수 있고, 보다 정확하게 시술도구를 활용할 수 있고 따라서 시술의 정확도를 향상시킬 수 있다.
프로세서(150)는 깊이 정보가 반영된 로드맵 영상을 생성하기 위해, 전술한 것처럼, 3차원 볼륨 영상으로부터 슬라이스 영상을 복원하지 않고, 2차원 투영영상에 바로 혈관에 적합한 3차원 모델을 적용하여 혈관의 깊이와 방향을 컬러를 통해 나타낼 수도 있다.
또한, 프로세서(150)는 전술한 것처럼, 컬러로 깊이 정보를 표현한 로드맵 영상을 생성하지 않고, C-arm(101)이 회전하는 동안 시간 감산법 또는 에너지 감산법을 통해 생성된 투영영상을 바로 디스플레이(172)에 동영상으로 표시할 수도 있다. 의료진은 C-arm(101)이 회전하면서 획득된 혈관의 투영영상이 동영상으로 디스플레이(172)에 바로 표시되는 것을 보면서, 혈관의 깊이 정보를 가늠할 수 있다. 디스플레이(172)에 표시되는 영상은 한 방향에서 획득한 영상이 아니라C-arm(101)의 회전을 통해 서로 다른 각도에서 투영된 혈관영상이기 때문에, 의료진이 혈관의 3차원 구조를 파악할 수 있는 것이다.
한편, 혈관의 특성을 추정하고, 그에 기초하여 촬영과 관련된 파라미터를 결정하여 보다 효율적으로 엑스선 영상의 획득이 이루어질 수 있도록, 대상체로 1차 조영제를 주입하고 엑스선 영상장치(100)에서 프리 샷 영상(pre-shot image)을 획득할 수도 있다. 즉, 대상체로 1차 조영제를 주입하고 엑스선 소스(110)에서 대상체에 엑스선을 조사하여 엑스선 검출부(120)에서 영상을 획득한다.
프리 샷 영상을 획득하면 제어부(160)는 프리 샷 영상을 분석하여 혈관의 특성을 추정하고, 촬영과 관련된 파라미터를 결정한다. 예를 들면, 조영제의 주입과 관련하여 주입량, 주입시간, 농도 등을 결정하고, C-arm(101)의 회전과 관련하여 회전각도, 회전속도 등을 결정하고, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출부(120)의 구동과 관련하여 관전압, 관전류, 노출시간, 필터의 종류, 촬영영역, 프레임 레이트, 펄스 레이트, 타겟 물질의 종류 등을 결정한다. 제어부(160)에서 파라미터들을 결정하면, 결정된 파라미터에 따라 엑스선 촬영을 수행하여 전술한 로드맵 영상을 획득한다.
도 11내지 도 14는 본 발명의 개시된 일 실시예에 따른 엑스선 영상장치(100)에서 로드맵 영상을 획득하여 표시하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11을 참조하면, 제어부(160)에서 촬영과 관련된 파라미터를 결정하고(400), C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 마스크 영상을 획득한다(410). 조영제가 주입되고(420) 제어부(160)에서 C-arm(101)을 다시 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 혈관조영영상을 획득한다(430). 마스크 영상과 혈관조영영상을 획득하면, 프로세서(150)는 마스크 영상과 혈관조영영상으로부터 혈관이 나타난 투영영상을 획득한다(440).
제어부(160)는 조영제의 주입과 관련된 파라미터, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출부(120)에 관련된 촬영 파라미터(imaging parameter) 및 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터들을 설정하여 조영제의 주입이나 엑스선 촬영이 최적의 조건에서 이루어질 수 있도록 한다. 조영제의 주입과 관련된 파라미터들은 조영제 주입량, 주입시간, 농도 등을 포함할 수 있고, C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터는 C-arm(101)의 회전각도 또는 회전속도 등을 포함할 수 있다.
촬영 파라미터는 노출 파라미터(exposure parameter)라고도 하며, 엑스선 영상장치(100)에서 촬영 파라미터를 자동으로 제어하는 것을 자동 노출 제어(Auto Exposure Control)라고 한다. 촬영 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터의 종류, 촬영 영역(FOV), 프레임 레이트, 펄스 레이트, 타겟 물질의 종류를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
제어부(160)는 결정된 파라미터 중 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터에 기초하여 C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시킨다. 제어부(160)는 도 5에 도시된 것처럼, C-arm(101)을 미리 설정된 각도만큼 오비탈 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 일 방향으로 각도 A만큼 회전시키고, 반대방향으로 2A만큼 회전시키거나, 일 방향으로 2A의 각도만큼 회전시킬 수 있다. 개시된 실시예에 따른 엑스선 영상장치는 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 획득하기 위해 C-arm(101)을 제한된 각도만큼만 회전시킨다.
C-arm(101)이 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터에 대상체의 3차원 볼륨 데이터를 산출할 수 있을 정도의 정보가 포함될 수 있도록 C-arm(101)의 회전각도가 미리 실험을 통해 산출되어 저장될 수 있다. 또는 오퍼레이터가 설정할 수 있다.
도 9의 (a)를 참조하면, C-arm(101)이 회전하면서 조사된 엑스선을 검출하여 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터를 수신하면, 프로세서(150)는 전술한 시간 감산법을 통해 혈관이 나타난 2차원 투영영상을 획득한다.
시간 감산법을 사용할 경우, 프로세서(150)는 C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터로부터 마스크 영상을 획득하고, 조영제가 대상체로 주입된 후, 마찬가지로 C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터로부터 혈관조영영상을 획득한다. 프로세서(150)는 시간 감산법을 통해 두 영상의 차 영상을 구하여 혈관 엑스선 영상을 획득한다.
혈관이 나타난 투영영상을 획득하면, 프로세서(150)는 투영영상으로부터 슬라이스 영상을 복원하고(450), 각각의 슬라이스 영상을 서로 다른 컬러로 맵핑한다(460).
프로세서(150)는 2차원 투영영상으로부터 3차원 볼륨영상을 산출하고, 산출된 3차원 볼륨영상으로부터 슬라이스 영상을 복원한다.
프로세서(150)는 2차원 투영영상에 대해 역투영방법이나 FBP(filtered back-projection)방법을 적용하여 3차원 볼륨 영상을 산출할 수 있다.
또는 2차원 투영영상에 대해 역투영 과정을 수행하고, 역투영 과정으로 획득된 3차원 볼륨 데이터에 대해 고속 푸리에 변환을 적용하여 3차원 볼륨 데이터를 푸리에 공간의 정보로 변환하고, 필터함수를 곱하여 필터링한 후 역 고속 푸리에 변환을 수행하여 3차원 볼륨 영상을 획득할 수도 있다.
3차원 볼륨 영상을 획득하는 방법들은 전술한 예에 한정되지 않고, 공지된 다양한 방법들이 사용될 수 있음은 물론이다.
도 9의 (c)를 참조하면, 혈관에 대한 3차원 볼륨 영상을 산출하면, 프로세서(150)는 산출된 3차원 볼륨 영상으로부터 혈관이 나타난 2차원 슬라이스 영상을 복원한다.
각각의 슬라이스 영상은 다른 혈관에 대한 다른 정보 또는 동일한 혈관에 대한 다른 정보를 담고 있고, 이런 정보에는 혈관에 대한 깊이 정보가 반영되어 있다.
프로세서(150)는 산출된 각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑한다. 프로세서(150)는 각각의 슬라이스 영상에 반영된 혈관에 대한 깊이 정보를 각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑함으로써 시각적으로 나타낼 수 있다.
예를 들면, 대상체의 표면에 가까운 혈관을 진한 색상으로 맵핑하고, 대상체의 표면에서 멀어질수록 연한 색상으로 맵핑하거나, 그 반대로 맵핑할 수도 있다. 또는 서로 다른 혈관을 서로 다른 색상의 컬러로 맵핑하고, 혈관이 대상체의 표면에서 멀어질수록 같은 혈관을 맵핑하는 색상이 보다 연해지도록 맵핑할 수도 있을 것이다. 각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑하는 방법은 전술한 예에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다.
프로세서(150)는 컬러로 맵핑된 슬라이스 영상을 재투영하여 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 생성하고(470), 로드맵 영상에 시술도구영상을 결합하여 디스플레이(172)에 표시한다(480).
각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관이 서로 다른 컬러로 맵핑되면, 프로세서(150)는 슬라이스들을 재투영(reprojection)하여 혈관의 깊이 정보를 서로 다른 컬러로 표현한 혈관 로드맵 영상을 생성한다. 도 10에는 컬러로 깊이 정보가 맵핑된 로드맵 영상이 도시되어 있다.
각각의 슬라이스 영상에 나타난 혈관이 서로 다른 컬러로 맵핑되어 각각의 슬라이스가 혈관의 깊이 정보를 반영하기 때문에, 슬라이스들을 재투영하면 도 10에 도시된 것처럼, 컬러를 통해 혈관의 깊이 정보를 알 수 있는 혈관 로드맵 영상을 생성할 수 있다.
혈관에 대한 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 생성하면, 프로세서(150)는 로드맵 영상에 카테터와 같은 시술도구(instrument)에 대한 영상을 결합하여 디스플레이(172)에 엑스선 동영상을 표시한다. 시술자는 디스플레이(172)에 표시된 로드맵에 나타난 혈관의 색상을 통해 혈관의 3차원 깊이를 가늠할 수 있고, 보다 정확하게 시술도구를 활용할 수 있고 따라서 시술의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 12에 도시된 로드맵 영상을 생성하는 방법은 시간감산법이 아닌 에너지 감산법을 이용하여 2차원 투영영상을 획득하는 점이 다르고 나머지는 도 11과동일하다. 따라서, 도 11과 동일한 설명은 생략하고, 차이가 있는 500~530단계에 대해 설명한다.
도 12를 참조하면, 제어부(160)에서 촬영과 관련된 파라미터를 결정하면(500), 파라미터에 기초하여 조영제가 주입된다(510). 제어부에서 C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 듀얼 에너지 영상을 획득하고(520), 듀얼 에너지 영상으로부터 혈관이 나타난 투영영상을 획득한다(530)..
제어부(160)는 조영제의 주입과 관련된 파라미터, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출부(120)에 관련된 촬영 파라미터(imaging parameter) 및 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터들을 설정하여 조영제의 주입이나 엑스선 촬영이 최적의 조건에서 이루어질 수 있도록 한다. 조영제의 주입과 관련된 파라미터들은 조영제 주입량, 주입시간, 농도 등을 포함할 수 있고, C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터는 C-arm(101)의 회전각도 또는 회전속도 등을 포함할 수 있다.
촬영 파라미터는 노출 파라미터(exposure parameter)라고도 하며, 엑스선 영상장치(100)에서 촬영 파라미터를 자동으로 제어하는 것을 자동 노출 제어(Auto Exposure Control)라고 한다. 촬영 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터의 종류, 촬영 영역(FOV), 프레임 레이트, 펄스 레이트, 타겟 물질의 종류를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
제어부(160)에서 결정된 조영제의 주입관련 파라미터에 기초하여 조영제가 대상체로 주입된다.
또한, 제어부(160)는 결정된 파라미터 중 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터에 기초하여 C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시킨다. 제어부(160)는 도 5에 도시된 것처럼, C-arm(101)을 미리 설정된 각도만큼 오비탈 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 일 방향으로 각도 A만큼 회전시키고, 반대방향으로 2A만큼 회전시키거나, 일 방향으로 2A의 각도만큼 회전시킬 수 있다. 개시된 실시예에 따른 엑스선 영상장치는 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 획득하기 위해 C-arm(101)을 제한된 각도만큼만 회전시킨다.
C-arm(101)이 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터에 대상체의 3차원 볼륨 데이터를 산출할 수 있을 정도의 정보가 포함될 수 있도록 C-arm(101)의 회전각도가 미리 실험을 통해 산출되어 저장될 수 있다. 또는 오퍼레이터가 설정할 수 있다.
도 9의 (a)를 참조하면, C-arm(101)이 회전하면서 조사된 엑스선을 검출하여 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터를 수신하면, 프로세서(150)는 전술한 에너지 감산법을 통해 혈관이 나타난 2차원 투영영상을 획득한다.
에너지 감산법을 사용할 경우, 프로세서(150)는 조영제가 대상체에 주입된 후, C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 저에너지 대역의 프레임 데이터와 고에너지 대역의 프레임 데이터를 획득하면, 저에너지 대역의 프레임 데이터에 일정 가중치를 곱한 후 고에너지 대역의 데이터에서 감산하여 혈관 엑스선 영상을 획득한다.
혈관이 나타난 투영영상을 획득하면, 프로세서(150)는 투영영상으로부터 슬라이스 영상을 복원하고(540), 각각의 슬라이스 영상을 서로 다른 컬러로 맵핑한다(550). 프로세서(150)는 컬러로 맵핑된 슬라이스 영상을 재투영하여 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 생성하고(560), 로드맵 영상에 시술도구영상을 결합하여 디스플레이(172)에 표시한다(570). 540~570단계에 대한 설명은 도 11과 동일하므로 생략한다.
도 13에 도시된 로드맵 영상을 생성하는 방법은 슬라이스 영상을 복원하여 재투영하는 방법을 이용하지 않고, 혈관에 적합한 3차원 모델을 통해 로드맵을 생성하는 점이 도 11과 다르고 나머지는 동일하다.
도 13을 참조하면, 제어부(160)에서 촬영과 관련된 파라미터를 결정하고(600), C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 마스크 영상을 획득한다(610). 조영제가 주입되고(620) 제어부(160)에서 C-arm(101)을 다시 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 혈관조영영상을 획득한다(630). 마스크 영상과 혈관조영영상을 획득하면, 프로세서(150)는 마스크 영상과 혈관조영영상으로부터 혈관이 나타난 투영영상을 획득한다(640). 상기 600~640단계는 도 11의 400~440단계와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
혈관이 나타난 투영영상을 획득하면, 프로세서(150)는 투영영상에 기초하여 혈관에 적합한 3차원 모델을 생성하고(650), 3차원 모델의 혈관의 깊이와 방향을 컬러로 인코딩하여 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 생성한다(660). 프로세서(150)는 혈관의 깊이와 방향이 컬러로 인코딩된 로드맵 영상에 시술도구영상을 결합하여 디스플레이(172)에 표시한다(670).
프로세서(150)는 깊이 정보가 반영된 로드맵 영상을 생성하기 위해, 전술한 것처럼, 3차원 볼륨 영상으로부터 슬라이스 영상을 복원하지 않고, 2차원 투영영상에 바로 혈관에 적합한 3차원 모델을 적용하여 혈관의 깊이와 방향을 컬러를 통해 나타낼 수도 있다.
혈관에 대한 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 생성하면, 프로세서(150)는 로드맵 영상에 카테터와 같은 시술도구(instrument)에 대한 영상을 결합하여 디스플레이(172)에 엑스선 동영상을 표시한다. 시술자는 디스플레이(172)에 표시된 로드맵에 나타난 혈관의 색상을 통해 혈관의 3차원 깊이를 가늠할 수 있고, 보다 정확하게 시술도구를 활용할 수 있고 따라서 시술의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 14에 도시된 로드맵 영상을 생성하는 방법은 시간감산법이 아닌 에너지 감산법을 이용하여 2차원 투영영상을 획득하는 점이 다르고 나머지는 도 13과 동일하다. 따라서, 도 13과 동일한 설명은 생략하고, 차이가 있는 700~730단계에 대해 설명한다.
도 14를 참조하면, 제어부(160)에서 촬영과 관련된 파라미터를 결정하면(700), 파라미터에 기초하여 조영제가 주입된다(710). 제어부에서 C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 듀얼 에너지 영상을 획득하고(720), 듀얼 에너지 영상으로부터 혈관이 나타난 투영영상을 획득한다(730).
제어부(160)는 조영제의 주입과 관련된 파라미터, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출부(120)에 관련된 촬영 파라미터(imaging parameter) 및 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터들을 설정하여 조영제의 주입이나 엑스선 촬영이 최적의 조건에서 이루어질 수 있도록 한다. 조영제의 주입과 관련된 파라미터들은 조영제 주입량, 주입시간, 농도 등을 포함할 수 있고, C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터는 C-arm(101)의 회전각도 또는 회전속도 등을 포함할 수 있다.
촬영 파라미터는 노출 파라미터(exposure parameter)라고도 하며, 엑스선 영상장치(100)에서 촬영 파라미터를 자동으로 제어하는 것을 자동 노출 제어(Auto Exposure Control)라고 한다. 촬영 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터의 종류, 촬영 영역(FOV), 프레임 레이트, 펄스 레이트, 타겟 물질의 종류를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
제어부(160)에서 결정된 조영제의 주입관련 파라미터에 기초하여 조영제가 대상체로 주입된다.
또한, 제어부(160)는 결정된 파라미터 중 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터에 기초하여 C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시킨다.
도 9의 (a)를 참조하면, C-arm(101)이 회전하면서 조사된 엑스선을 검출하여 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터를 수신하면, 프로세서(150)는 전술한 에너지 감산법을 통해 혈관이 나타난 2차원 투영영상을 획득한다.
에너지 감산법을 사용할 경우, 프로세서(150)는 조영제가 대상체에 주입된 후, C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 저에너지 대역의 프레임 데이터와 고에너지 대역의 프레임 데이터를 획득하면, 저에너지 대역의 프레임 데이터에 일정 가중치를 곱한 후 고에너지 대역의 데이터에서 감산하여 혈관 엑스선 영상을 획득한다.
혈관이 나타난 투영영상을 획득하면, 프로세서(150)는 투영영상에 기초하여 혈관에 적합한 3차원 모델을 생성하고(740), 3차원 모델의 혈관의 깊이와 방향을 컬러로 인코딩하여 깊이 정보를 포함하는 로드맵 영상을 생성한다(750). 프로세서(150)는 혈관의 깊이와 방향이 컬러로 인코딩된 로드맵 영상에 시술도구영상을 결합하여 디스플레이(172)에 표시한다(760). 740~760단계에 대한 설명은 도 13의 650~670단계와 동일하므로 생략한다.
도 15에는 C-arm(101)이 회전하면서 획득한 혈관영상을 디스플레이(172)에 동영상으로 표시하는 방법이 도시되어 있다.
도 15를 참조하면, 제어부(160)에서 촬영과 관련된 파라미터를 결정하고(800), C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 마스크 영상을 획득한다(810). 조영제가 주입되고(820) 제어부(160)에서 C-arm(101)을 다시 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 혈관조영영상을 획득한다(830). 마스크 영상과 혈관조영영상을 획득하면, 프로세서(150)는 마스크 영상과 혈관조영영상으로부터 혈관이 나타난 투영영상을 획득한다(840). 상기 800~840단계는 도 11의 400~440단계와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
혈관이 나타난 투영영상을 획득하면, C-arm(101)의 회전에 따라 달라지는 투영영상을 디스플레이(172)에 동영상으로 표시한다(850).
프로세서(150)는 컬러로 깊이 정보를 표현한 로드맵 영상을 생성하지 않고, C-arm(101)이 회전하는 동안 시간 감산법을 통해 생성된 투영영상을 바로 디스플레이(172)에 동영상으로 표시할 수도 있다. 의료진은 C-arm(101)이 회전하면서 획득된 혈관의 투영영상이 동영상으로 디스플레이(172)에 바로 표시되는 것을 보면서, 혈관의 깊이 정보를 가늠할 수 있다. 디스플레이(172)에 표시되는 영상은 한 방향에서 획득한 영상이 아니라C-arm(101)의 회전을 통해 서로 다른 각도에서 투영된 혈관영상이기 때문에, 의료진이 혈관의 3차원 구조를 파악할 수 있는 것이다.
도 16에 도시된 동영상 표시방법은 시간 감산법이 아닌 에너지 감산법을 이용하여 2차원 투영영상을 획득하는 점이 다르고 나머지는 도 15와 동일하다. 따라서 도 15와 동일한 설명은 생략하고, 차이가 있는 900~930단계에 대해 설명한다.
도 16을 참조하면, 제어부(160)에서 촬영과 관련된 파라미터를 결정하면(900), 파라미터에 기초하여 조영제가 주입된다(910). 제어부에서C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시키면, C-arm(101)이 회전하는 동안 프로세서(150)는 듀얼 에너지 영상을 획득하고(920), 듀얼 에너지 영상으로부터 혈관이 나타난 투영영상을 획득한다(930)..
제어부(160)는 조영제의 주입과 관련된 파라미터, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출부(120)에 관련된 촬영 파라미터(imaging parameter) 및 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터들을 설정하여 조영제의 주입이나 엑스선 촬영이 최적의 조건에서 이루어질 수 있도록 한다. 조영제의 주입과 관련된 파라미터들은 조영제 주입량, 주입시간, 농도 등을 포함할 수 있고, C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터는 C-arm(101)의 회전각도 또는 회전속도 등을 포함할 수 있다.
촬영 파라미터는 노출 파라미터(exposure parameter)라고도 하며, 엑스선 영상장치(100)에서 촬영 파라미터를 자동으로 제어하는 것을 자동 노출 제어(Auto Exposure Control)라고 한다. 촬영 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터의 종류, 촬영 영역(FOV), 프레임 레이트, 펄스 레이트, 타겟 물질의 종류를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
제어부(160)에서 결정된 조영제의 주입관련 파라미터에 기초하여 조영제가 대상체로 주입된다.
또한, 제어부(160)는 결정된 파라미터 중 C-arm(101)의 회전과 관련된 파라미터에 기초하여 C-arm(101)을 미리 정해진 각도만큼 회전시킨다.
도 9의 (a)를 참조하면, C-arm(101)이 회전하면서 조사된 엑스선을 검출하여 엑스선 검출부(120)에서 획득한 프레임 데이터를 수신하면, 프로세서(150)는 전술한 에너지 감산법을 통해 혈관이 나타난 2차원 투영영상을 획득한다.
에너지 감산법을 사용할 경우, 프로세서(150)는 조영제가 대상체에 주입된 후, C-arm(101)이 제한된 각도만큼 회전하는 동안 엑스선 검출부(120)에서 저에너지 대역의 프레임 데이터와 고에너지 대역의 프레임 데이터를 획득하면, 저에너지 대역의 프레임 데이터에 일정 가중치를 곱한 후 고에너지 대역의 데이터에서 감산하여 혈관 엑스선 영상을 획득한다.
에너지 감산법을 통해 혈관이 나타난 투영영상을 획득하면, C-arm(101)의 회전에 따라 달라지는 투영영상을 디스플레이(172)에 동영상으로 표시한다(940).
의료진은 C-arm(101)이 회전하면서 획득된 혈관의 투영영상이 동영상으로 디스플레이(172)에 바로 표시되는 것을 보면서, 혈관의 깊이 정보를 가늠할 수 있다. 디스플레이(172)에 표시되는 영상은 한 방향에서 획득한 영상이 아니라C-arm(101)의 회전을 통해 서로 다른 각도에서 투영된 혈관영상이기 때문에, 의료진이 혈관의 3차원 구조를 파악할 수 있는 것이다.
100 : 엑스선 영상장치
110 : 엑스선 소스
120 : 엑스선 검출부
150 : 프로세서
160 : 제어부
172 : 디스플레이

Claims (20)

  1. 양단에 각각 엑스선 소스와 엑스선 검출부가 마련된 C-arm;
    상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하도록 상기 C-arm 의 구동을 제어하는 제어부;
    상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 검출부에서 획득한 데이터에 기초하여 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하고, 상기 복수의 투영영상에 기초하여 혈관의 깊이 정보가 포함된 로드맵 영상을 획득하는 프로세서; 및
    상기 로드맵 영상을 표시하는 디스플레이;를 포함하는 엑스선 영상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 투영영상으로부터 복수의 슬라이스 영상을 획득하고, 상기 복수의 슬라이스 영상 각각에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑(mapping)하는 엑스선 영상장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 투영영상으로부터 3차원 볼륨 영상을 획득하고, 상기 3차원 볼륨 영상으로부터 상기 복수의 슬라이스 영상을 획득하는 엑스선 영상장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    서로 다른 컬러로 맵핑된 상기 복수의 슬라이스 영상들을 재투영(reprojection)하여 혈관의 깊이 정보가 컬러로 맵핑된 혈관 로드맵 영상을 획득하는 엑스선 영상장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 투영영상으로부터 3차원 혈관 모델을 획득하고, 상기 혈관의 깊이 및 방향 중 적어도 하나를 서로 다른 컬러로 나타내는 엑스선 영상장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 소스에서 조사되어 대상체를 투과한 엑스선을 상기 엑스선 검출부에서 검출하여 획득한 데이터에 기초하여 마스크 영상을 획득하고,
    조영제가 대상체에 주입된 후 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 다시 회전하는 동안 상기 엑스선 소스에서 조사되어 대상체를 투과한 엑스선을 상기 엑스선 검출부에서 검출하여 획득한 데이터에 기초하여 혈관조영영상을 획득하고.
    상기 마스크 영상과 상기 혈관조영영상 간의 감산을 통해 상기 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하는 엑스선 영상장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    조영제가 대상체에 주입된 후, 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 소스에서 조사되어 대상체를 투과한 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 상기 엑스선 검출부에서 검출하여 획득한 데이터로부터 서로 다른 에너지 대역의 엑스선 영상을 각각 획득하고,
    상기 서로 다른 에너지 대역의 엑스선 영상 중 어느 하나에 가중치를 곱한 후 감산하여 혈관이 나타나는 복수의 투영영상을 획득하는 엑스선 영상장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 로드맵 영상에 시술도구가 나타난 영상을 결합하여 상기 디스플레이에 표시하는 엑스선 영상장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 C-arm의 구동을 위한 파라미터, 조영제의 주입을 위한 파라미터 및 촬영 파라미터 중 적어도 하나를 결정하는 엑스선 영상장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 C-arm의 구동을 위한 파라미터는 상기 C-arm의 회전각도 및 회전속도를 포함하고, 상기 조영제의 주입을 위한 파라미터는 상기 조영제의 주입시간, 주입량 및 농도를 포함하고, 상기 촬영 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터의 종류, 촬영 영역(FOV), 프레임 레이트, 펄스 레이트, 타겟 물질의 종류를 포함하는 엑스선 영상장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 C-arm이 180도 이하의 각도만큼 회전하도록 상기 C-arm의 구동을 제어하는 엑스선 영상장치.
  12. C-arm을 미리 정해진 각도만큼 회전시키고;
    상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 C-arm에 마련된 엑스선 검출부에서 획득한 데이터에 기초하여 프로세서에서 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하고;
    상기 프로세서에서 상기 복수의 투영영상에 기초하여 혈관의 깊이 정보가 포함된 로드맵 영상을 획득하는 것;을 포함하는 엑스선 영상장치의 영상획득방법.
  13. 제12항에 있어서,
    복수의 투영영상을 획득하면, 상기 프로세서에서 상기 복수의 투영영상으로부터 복수의 슬라이스 영상을 획득하고;
    상기 복수의 슬라이스 영상 각각에 나타난 혈관을 서로 다른 컬러로 맵핑(mapping)하는 것;을 더 포함하는 엑스선 영상장치의 영상획득방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 슬라이스 영상을 획득하는 것은,
    상기 프로세서에서 상기 복수의 투영영상으로부터 3차원 볼륨 영상을 획득하고;
    상기 3차원 볼륨 영상으로부터 상기 복수의 슬라이스 영상을 획득하는 것;을 포함하는 엑스선 영상장치의 영상획득방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서에서 서로 다른 컬러로 맵핑된 상기 복수의 슬라이스 영상들을 재투영(reprojection)하여 혈관의 깊이 정보가 컬러로 맵핑된 혈관 로드맵 영상을 획득하는 것;을 더 포함하는 엑스선 영상장치의 영상획득방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 로드맵 영상을 획득하는 것은,
    상기 프로세서에서 상기 복수의 투영영상으로부터 3차원 혈관 모델을 획득하고;
    상기 3차원 혈관 모델의 혈관의 깊이 및 방향 중 적어도 하나를 서로 다른 컬러로 나타내는 것;을 포함하는 엑스선 영상장치의 영상획득방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 투영영상을 획득하는 것은,
    상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 소스에서 조사되어 대상체를 투과한 엑스선을 상기 엑스선 검출부에서 검출하여 획득한 데이터에 기초하여 상기 프로세서에서 마스크 영상을 획득하고;
    조영제가 대상체에 주입된 후 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 다시 회전하는 동안 상기 엑스선 소스에서 조사되어 대상체를 투과한 엑스선을 상기 엑스선 검출부에서 검출하여 획득한 데이터에 기초하여 상기 프로세서에서 혈관조영영상을 획득하고;
    상기 프로세서에서 상기 마스크 영상과 상기 혈관조영영상 간의 감산을 통해 상기 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하는 것;을 포함하는 엑스선 영상장치의 영상획득방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 투영영상을 획득하는 것은,
    조영제가 대상체에 주입된 후, 상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 소스에서 조사되어 대상체를 투과한 서로 다른 에너지 대역의 엑스선을 상기 엑스선 검출부에서 검출하여 획득한 데이터로부터 상기 프로세서에서 서로 다른 에너지 대역의 엑스선 영상을 각각 획득하고;
    상기 프로세서에서 상기 서로 다른 에너지 대역의 엑스선 영상 중 어느 하나에 가중치를 곱한 후 감산하여 혈관이 나타나는 복수의 투영영상을 획득하는 것;을 포함하는 엑스선 영상장치의 영상획득방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 로드맵 영상에 시술도구가 나타난 영상을 결합하여 디스플레이에 표시하는 것;을 더 포함하는 엑스선 영상장치.
  20. 양단에 각각 엑스선 소스와 엑스선 검출부가 마련된 C-arm;
    상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하도록 상기 C-arm 의 구동을 제어하는 제어부;
    상기 C-arm이 미리 정해진 각도만큼 회전하는 동안 상기 엑스선 검출부에서 획득한 데이터에 기초하여 혈관이 나타난 복수의 투영영상을 획득하고는 프로세서; 및
    상기 복수의 투영영상을 상기 C-arm의 회전방향을 따라 동영상으로 표시하는 디스플레이;를 포함하는 엑스선 영상장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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