KR20150050604A - 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150050604A
KR20150050604A KR1020130128892A KR20130128892A KR20150050604A KR 20150050604 A KR20150050604 A KR 20150050604A KR 1020130128892 A KR1020130128892 A KR 1020130128892A KR 20130128892 A KR20130128892 A KR 20130128892A KR 20150050604 A KR20150050604 A KR 20150050604A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame image
image
frame
ray
images
Prior art date
Application number
KR1020130128892A
Other languages
English (en)
Inventor
최지영
강동구
성영훈
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 KR1020130128892A priority Critical patent/KR20150050604A/ko
Publication of KR20150050604A publication Critical patent/KR20150050604A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G06T7/38—Registration of image sequences
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. 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 by the use of more than one image, e.g. averaging, subtraction

Abstract

일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체에 대한 복수의 프레임 영상을 획득하는 단계, 상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전 시점까지 획득된 이전 프레임 영상들 중 상기 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 단계, 추출된 상기 제2 프레임 영상을 획득된 상기 제1 프레임 영상에 정합하는 단계 및 상기 제1 프레임 영상을 정합된 제2 프레임 영상과 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법{X-ray imaging apparatus and method for controlling the same}
엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 더욱 상세하게는, 이전 프레임 정보를 이용하여 현재 프레임을 복원하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법이 개시된다.
엑스선 영상 장치는 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 내부구조를 영상화할 수 있다.
한편, 엑스선 영상 장치의 안정성을 확보하기 위해 대상체의 엑스선 선량을 줄이는 것이 중요한 문제로 인식되고 있으며, 엑스선 선량을 줄이기 위한 다양한 연구 및 개발이 진행되고 있다. 이와 같은 엑스선 선량을 줄이기 위한 기술로서, 관심 영역에만 엑스선을 조사하는 방식이 주로 채택되고 있다.
대상체로 입사되는 엑스선 선량은 감소시키는 동시에 화질이 개선된 엑스선 영상을 표시할 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
이전 프레임과 현재 프레임의 정합 정확도 및 속도를 향상시킬 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치는 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체로 엑스선을 연속적으로 조사하는 엑스선 발생부, 상기 관심 영역 및 비관심 영역으로 입사되는 각 엑스선의 선량을 조절하기 위한 필터링부, 상기 대상체를 투과하는 엑스선을 연속적으로 검출하여 엑스선 데이터로 변환하는 엑스선 검출부 및 변환된 상기 엑스선 데이터를 이용하여 복수의 프레임 영상을 획득하고, 획득된 상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전까지 획득된 이전 프레임 영상들 중에서 상기 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 프레임 영상을 추출하고, 추출된 상기 제2 프레임 영상을 상기 제1 프레임 영상과 정합 후 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함한다.
또한, 다른 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치는 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체로 엑스선을 연속적으로 조사하는 엑스선 발생부, 상기 관심 영역 및 비관심 영역으로 입사되는 각 엑스선의 선량을 조절하기 위한 필터링부, 상기 대상체를 투과하는 엑스선을 연속적으로 검출하여 엑스선 데이터로 변환하는 엑스선 검출부 및 변환된 상기 엑스선 데이터를 이용하여 복수의 프레임 영상을 획득하고, 획득된 상기 복수의 프레임 영상을 각각 복수의 영역으로 분할하고, 상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전까지 획득된 이전 프레임 영상들로부터 상기 제1 프레임 영상에 포함된 각 영역별 양상과 동일한 양상을 갖는 영역을 추출하고, 추출된 각각의 영역을 상기 제1 프레임 영상의 대응되는 영역과 정합 후 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함한다.
또한, 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체에 대한 복수의 프레임 영상을 획득하는 단계, 상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전 시점까지 획득된 이전 프레임 영상들 중 상기 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 단계, 추출된 상기 제2 프레임 영상을 획득된 상기 제1 프레임 영상에 정합하는 단계 및 정합된 상기 제2 프레임 영상을 상기 제1 프레임 영상과 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 다른 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체에 대한 복수의 프레임 영상을 획득하는 단계, 획득된 상기 복수의 프레임 영상을 각각 복수의 영역으로 분할하는 단계, 상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전 시점까지 획득된 이전 프레임 영상들로부터 상기 제1 프레임 영상에 포함된 각 영역별 양상과 동일한 양상을 갖는 영역을 추출하는 단계, 추출된 각 영역을 상기 제1 프레임 영상의 대응되는 영역에 정합하는 단계 및 정합된 이전 프레임 영상들의 각 영역을 상기 제1 프레임 영상의 대응되는 영역에 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
본 실시 예에 따르면, 현재 프레임 영상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상을 이용하므로, 프레임 영상 간 움직임에 의한 영상 간 차이가 현저하게 줄어들게 되어 최종 복원 프레임 영상에서의 비관심 영역에 대한 화질이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 프레임 영상 간 움직임에 의한 영상 간 차이가 현저하게 줄어들게 되어 정합(registration) 과정에 있어 정확도 향상 및 계산량 감소를 가져올 수 있으며, 이에 따라 실시간 영상 처리가 엑스선 영상 장치에의 활용이 보다 유리할 수 있다.
또한, 동일한 뷰(view)를 촬영하는 시간이 길어질수록 현재 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상이 많아지므로, 비관심 영역으로 입사되는 엑스선의 선량을 더 줄이고도 영상의 화질을 유지할 수 있다.
도 1은 엑스선 영상 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 도 2에 생체 신호 측정부를 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 도 4에 생체 신호 측정부를 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 6은 엑스선 튜브의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 7은 필터링부를 포함하는 엑스선 영상 장치를 도시한 도면이다.
도 8은 관심 영역과 비관심 영역으로 입사되는 엑스선의 선량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 필터의 개방 영역 형상 예를 도시한 단면도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 11은 다른 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 12는 현재 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상을 이용하여 현재 프레임 영상을 복원하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 13은 현재 프레임 영상과 이전 프레임 영상들간의 차영상을 이용하여 현재 프레임과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상을 찾는 방법을 도시한 개념도이다.
도 14는 생체 신호 주기를 이용하여 현재 프레임 영상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상을 찾는 방법을 도시한 개념도이다.
도 15는 인접 프레임 영상 간의 차영상을 저장하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 16은 첫 번째 프레임 영상과 이후 프레임 영상 각각의 차영상을 저장하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 17은 일 실시 예에 따라 프레임 영상을 복수의 영역으로 분할한 상태를 도시한 도면이다.
도 18은 다른 실시 예에 따라 프레임 영상을 복수의 영역으로 분할한 상태를 도시한 도면이다.
도 19는 현재 프레임 영상의 각 영역별로 동일한 양상을 갖는 영역을 이전 프레임 영상으로부터 추출하여 현재 프레임 영상을 복원하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 20은 현재 프레임 영상과 이전 프레임 영상들간의 차영상을 이용하여 현재 프레임 영상의 각 영역별로 동일한 양상을 갖는 영역을 이전 프레임 영상으로부터 찾는 방법을 도시한 개념도이다.
도 21은 생체 신호 주기를 이용하여 현재 프레임 영상의 각 영역별로 동일한 양상을 갖는 영역을 이전 프레임 영상으로부터 찾는 방법을 도시한 개념도이다.
도 22는 영역이 분할된 인접 프레임 영상 간의 차영상을 저장하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 23은 영역이 분할된 첫 번째 프레임 영상과 이후 획득되는 프레임 영상 각각의 차영상을 저장하는 방법을 도시한 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세히 설명하기로 한다.
엑스선 영상 장치는 촬영 부위, 엑스선 영상의 종류 또는 촬영 목적에 따라 그 구조나 촬영 방식이 달라질 수 있다. 구체적으로, 흉부, 팔, 다리 등을 촬영하는 일반적인 엑스선 영상 장치, 유방 촬영 기술인 맘모그래피(mammography)를 이용한 엑스선 영상 장치, 형광 투시법(fluoroscopy)을 이용한 엑스선 영상 장치, 혈관 조영술(angiography)을 이용한 엑스선 영상 장치, 심박동 기록(cardiography)을 위한 엑스선 영상 장치, 단층 촬영법(tomography)을 이용한 엑스선 영상 장치 등이 있는 바, 개시된 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치는 상술한 엑스선 영상 장치들 중 어느 하나이거나 또는, 두 종류 이상의 엑스선 영상 장치가 결합된 것일 수 있다.
도 1은 엑스선 영상 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 엑스선 영상 장치(100)는 크게 엑스선 발생부(110) 및 엑스선 발생부(110)와 마주보도록 배치된 엑스선 검출부(120)를 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(110)는 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상을 얻기 위하여 엑스선을 발생시키고, 발생된 엑스선을 대상체(ob)를 향해 조사할 수 있다.
엑스선 검출부(120)는 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 검출할 수 있다. 또한, 엑스선 검출부(120)는 검출된 엑스선을 전기적 신호인 엑스선 데이터로 변환할 수 있다.
여기에서, 대상체(ob)는 인간 또는 동물의 생체가 될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 영상 장치(100)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이라면 어떤 것이든 대상체(ob)가 될 수 있다.
엑스선 영상 장치(100)는 대상체(ob)를 수용하는 테이블(102)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 엑스선 발생부(110)로부터 엑스선이 조사되는 동안 대상체(ob)는 테이블(102)에 수용되어 엑스선 발생부(110)와 엑스선 검출부(120) 사이에 위치할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 엑스선 발생부(110)와 엑스선 검출부(120)는 C형 암(C-arm, 104)의 서로 마주보는 양단부에 각각 마련될 수 있다. C형 암(104)은 Z축으로 표시된 수평축(horizontal zxis)을 중심으로 회전 가능하게 장착된다. 또한, C형 암(104)은 화살표(a) 방향으로 원형(circular) 또는 반원형(semicircular)의 형태로 회전할 수 있다. 또한, C형 암(104)은 천장(ce)에 설치된 지지부(106)에 장착될 수 있고, 지지부(106)는 X축으로 표시된 수직축(vertical axis)을 중심으로 회전할 수 있다. 이에 따라, C형 암(104) 및 지지부(106)의 회전을 통해 대상체(ob)의 다양한 관심 영역(Region Of Interest, ROI)에 대해 다양한 방향에서 엑스선 영상들을 획득할 수 있다.
엑스선 검출부(120)를 통해 검출된 엑스선에 대한 전기적 신호에 소정의 영상 처리를 수행하여 획득한 대상체(ob)에 대한 엑스선 영상은 표시부(160)에 표시될 수 있다. 이때, 도 1에서는 표시부(160)가 천장(ce)에 설치된 것으로 도시하고 있으나, 표시부(160)의 위치가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 1에 도시하지는 않았으나, 엑스선 영상 장치(100)는 입력부(170, 도 2 참조)를 더 포함할 수 있다. 이때, 입력부(170)로는 스위치, 키보드, 트랙볼, 터치 스크린 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
표시부(160)로는 브라운관(Cathod Ray Tube, CRT), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 표시장치, 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 표시장치 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이상, 엑스선 영상 장치의 외관에 대하여 설명하였다. 이후부터는 엑스선 영상 장치의 일 실시 예에 따른 내부 구성에 대하여 상세히 설명할 것이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 발생부(110), 엑스선 검출부(120), 필터링부(130), 제어부(140), 영상 처리부(150), 입력부(170), 표시부(160) 및 저장부(180)를 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(110)는 엑스선을 발생시키고, 발생된 엑스선을 대상체(ob)를 향하여 조사하는 구성이다. 엑스선 발생부(110)는 전원 공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 엑스선을 발생시키며, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선 세기 또는 선량이 제어될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 엑스선 발생부(110)는 필요에 따라 저에너지 또는 고에너지의 단일 에너지 엑스선을 조사할 수도 있고, 또는, 저에너지 엑스선 및 고에너지 엑스선를 포함하는 다중 에너지 엑스선을 조사할 수도 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 투시법(fluoroscopy)을 적용하여 복수의 프레임 영상을 갖는 엑스선 동영상을 생성할 수 있다. 이러한 엑스선 동영상은 혈관 조영술(angiography) 등과 같은 엑스선 진단 분야 또는 이를 이용한 각종 시술 분야에 적용될 수 있다. 또한, 이러한 엑스선 동영상은 실시간으로 생성되어 표시될 수 있다.
이와 같이, 엑스선 영상 장치(100)가 복수의 프레임 영상을 갖는 엑스선 동영상을 생성하기 위해서는 엑스선 촬영을 연속으로 수행해야 한다. 이때, 엑스선 촬영을 연속으로 수행한다는 것은 대상체(ob)로 엑스선을 연속으로 조사하고, 대상체(ob)를 투과하는 엑스선을 연속으로 검출한다는 것으로 이해될 수 있다.
엑스선 촬영을 연속으로 수행하는 방식으로는 연속 노출 방식과 펄스 노출 방식이 사용될 수 있다. 연속 노출 방식은 엑스선 튜브(111, 도 3 참조)에 낮은 관전류를 계속 공급하여 대상체(ob)로 엑스선을 끊임없이 조사하는 방식이고, 펄스 노출 방식은 엑스선 튜브(111)에 일정 간격의 펄스 신호를 제공하여 대상체(ob)로 엑스선을 일정 간격으로 복수 회 조사하는 방식이다. 이중, 펄스 노출 방식은 일정 간격으로 복수 회 조사하므로 대상체(ob)로 입사되는 엑스선 선량 및 모션 블러링(motion blurring)을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 상술한 두 가지 방식 모두 사용 가능하나, 이후부터는 설명의 편의를 위해 펄스 노출 방식이 사용되는 것을 예를 들어 설명할 것이다.
엑스선 발생부(110)는 대상체(ob)로 기설정된 시간 간격 또는 사용자로부터 입력되는 임의의 시간 간격에 따라 엑스선을 복수 회 조사할 수 있다. 여기에서, 기설정된 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 결정될 수 있다. 예를 들어, 프레임 레이트는 초당 30프레임(30fps), 초당 7.5프레임(7.5fps) 등으로 설정될 수 있다.
또한, 엑스선 발생부(110)는 단색광(monochromatic) 엑스선 또는 다색광(polychromatic) 엑스선을 조사할 수 있다. 이러한 엑스선 발생부(110)는 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브(111)를 포함할 수 있다.
도 6은 엑스선 튜브의 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 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. 이때, 필라멘트(111h)로는 텅스텐(W) 필라멘트가 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상술한 열전자는 필라멘트(111h)에 연결된 전기도선(111f)에 전류를 가하여 발생시킬 수 있다. 다만, 도 3에서는 음극(111e)에 필라멘트(111h)가 사용된 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며, 고속 펄스로 구동 가능한 카본 나노 튜브(carbon nano-tube)를 음극(111e)으로 사용하는 것 역시 가능하다.
양극(111c)은 주로 구리(Cu)로 이루어질 수 있고, 음극(111e)과 마주보는 쪽에는 타겟 물질(111d)이 형성될 수 있다. 여기에서, 타겟 물질(C)로는 크롬(Cr), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 몰리브덴(Mo) 등의 고저항 재료가 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 타겟 물질(C)의 녹는 점이 높을수록 초점 크기(focal spot size)가 작아질 수 있다.
이러한 음극(111e)과 양극(111c) 사이에 고전압을 걸어주면 필라멘트(111h)에 발생된 열전자가 가속되어 양극(111c)의 타겟 물질(111d)에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우(111i)를 통해 외부로 조사될 수 있다. 이때, 윈도우(111i)로는 베릴륨(Be) 박막이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 타겟 물질(111d)은 로터(111b)에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질(111d)이 회전하게 되면 고정된 경우와 비교하여 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있고, 초점 크기가 감소될 수 있다.
엑스선 튜브(111)의 음극(111e)과 양극(111c) 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 그 크기는 파고치 kVp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 방출 가속이 증가하여 결과적으로 타겟 물질(111d)에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가될 수 있다. 이때, 관전압은 일반적으로 70kVp ∼ 120kVp 범위 내로 가해질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 엑스선 튜브(111)에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가될 수 있다.
따라서, 관전압을 조절하여 엑스선의 에너지 레벨이 조절될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간을 조절하여 엑스선의 강도 및 선량이 조절될 수 있으므로, 대상체(ob)의 종류나 특성에 따라 관전압 또는 관전류를 조절하여 조사되는 엑스선의 에너지 레벨 및 강도를 조절할 수 있다.
엑스선 발생부(110)는 상술한 엑스선 튜브(111)를 이용하여 엑스선을 발생시키고, 발생된 엑스선을 대상체(ob)를 향해 조사할 수 있다.
엑스선 검출부(120)는 엑스선 발생부(110)로부터 조사되어 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 검출하고, 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환하여 엑스선 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 엑스선 검출부(120)는 획득한 엑스선 데이터를 영상 처리부(150)로 제공할 수 있다. 이때, 엑스선 검출부(120)가 획득한 엑스선 데이터는 복수의 프레임 영상에 대한 데이터일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 예에 따른 엑스선 검출부(120)는 전술한 엑스선 발생부(110)로부터 기설정된 시간 간격으로 엑스선이 조사되는 펄스 신호에 동기화하여 대상체(ob)를 투과하는 엑스선을 검출함으로써, 복수 회 조사되는 엑스선을 검출할 수 있다. 또한, 엑스선 검출부(120)는 복수 회 조사되는 엑스선을 검출하고, 이를 전기적 신호인 엑스선 데이터로 변환할 수 있는데 여기에서, 엑스선 데이터는 복수의 프레임 영상에 해당하는 것일 수 있다.
일반적으로, 엑스선 검출부(120)는 재료 구성 방식, 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환시키는 방식 및 엑스선 데이터를 획득하는 방식에 따라 구분될 수 있는 바, 이하 엑스선 검출부가 엑스선을 검출하고 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환하여 엑스선 데이터를 획득하는 다양한 방식에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 엑스선 검출부(120)는 재료 구성 방식에 따라 단일형 소자로 구성되는 경우와 혼합형 소자로 구성되는 경우로 구분된다.
단일형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적인 신호를 발생시키는 부분과 전기적인 신호를 읽고 처리하는 부분이 단일 소재의 반도체로 구성되거나, 단일 공정으로 제조되는 경우에 해당하며, 예를 들어, 수광 소자인 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 이용하는 경우이다.
혼합형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 각기 다른 소재로 구성되거나, 다른 공정으로 제조되는 경우에 해당한다. 예를 들어, 포토 다이오드, CCD(Charge Coupled Device), CdZnTe(cadmium zin telluride) 등의 수광 소자를 이용하여 엑스선을 검출하고, CMOS ROIC(Read Out Intergrated Circuit)을 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리하는 경우, 스트립 검출부를 이용하여 엑스선을 검출하고 CMOS ROIC를 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리하는 경우 및 a-Si 또는 a-Se 플랫 패널 시스템을 이용하는 경우 등이 있을 수 있다.
그리고, 엑스선 검출부(120)는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분될 수 있다.
직접변환방식은 엑스선이 조사되어 수광 소자 내부에 일시적으로 생성된 전자 및 정공이 수광 소자의 양단에 인가된 전장에 의해 각각 양극 및 음극으로 이동하는 것을 전기적 신호로 변환하는 방식을 말한다. 이러한 직접변환방식에서는 수광 소자로 a-Se, CdZnTe, Hgl2, Pbl2 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
간접변환방식은 수광 소자와 엑스선 발생부 사이에 섬광체(scintillator)를 구비하여 엑스선 발생부에서 조사된 엑스선이 섬광체와 반응함에 따라 방출되는 가시광 영역의 파장을 갖는 광자(photon)를 수광 소자가 감지하여 전기적 신호로 변환하는 방식을 말한다. 이러한 간접변환방식에서는 수광 소자로 a-Si 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 섬광체로는 박막 형태의 GADOX(GADolinium OXysulfide) 섬광체, 마이크로 기둥형 또는 바늘 구조형 CSI(TI) 섬광체 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
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 구분될 수 있다.
필터링부(130)는 관심 영역보다 적은 선량의 엑스선이 비관심 영역에 입사되도록 엑스선 발생부(110)로부터 조사되는 엑스선을 필터링하는 구성이다. 이는 대상체(ob)로 입사되는 엑스선의 전체 선량을 줄이기 위한 것이다.
구체적으로 설명하면, 본 실시 예에 따른 필터링부(130)는 대상체(ob) 내부에 대한 유용한 정보를 많이 포함하는 관심 영역에는 엑스선 발생부(110)로부터 조사되는 엑스선이 그대로 입사되도록 하고, 비관심 영역에는 엑스선 발생부(110)로부터 조사되는 엑스선을 일정 선량으로 줄인 엑스선이 입사되도록 하는 역할을 한다.
상술한 관심 영역은 관심 객체가 위치하고 있는 영역을 나타낸다. 여기에서, 관심 객체는 사용자가 엑스선 촬영 중 지속적으로 주시해야 할 객체를 의미하는 것으로, 대상체(ob)에 사용되는 시술 도구 또는 시술 부위로 이해될 수 있다. 예를 들어, 엑스선 영상 장치(100)가 혈관 조영술에 사용되는 경우에는 혈관에 삽입되는 가이드 와이어(guide wire), 카테터(catheter), 바늘, 풍선, 스텐트(stent) 등과 같은 시술 도구에 대한 세밀한 관찰이 필요하므로, 이러한 시술 도구를 관심 객체로 설정할 수 있다.
또한, 시술 부위를 관심 객체로 설정하는 경우에는 협착증(stenosis), 동맥류(aneurysm), 암 영역(cancerous region) 등과 같은 부위를 관심 객체로 설정할 수 있다.
본 실시 예에서 필터링부(130)는 도 7에 도시한 바와 같이, 필터(131) 및 필터(131)를 x-y 평면 및 z 축을 따라 이동시키기 위한 구동부(133)를 포함할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 필터(131)는 도 7과 같이, 개방 영역(131a) 및 폐쇄 영역(131b)을 포함할 수 있다. 여기에서, 개방 영역(131a)은 대상체(ob)에 대한 관심 영역과 대응되는 영역이고, 폐쇄 영역(131b)은 대상체(ob)에 대한 비관심 영역과 대응되는 영역으로 이해될 수 있다. 즉, 필터(131)의 개방 영역(131a)을 통과한 엑스선은 엑스선 발생부(110)로부터 조사된 그대로의 엑스선에 해당하고, 폐쇄 영역(131b)을 통과한 엑스선은 엑스선 발생부(110)로부터 조사된 엑스선을 일정 선량으로 감소시킨 엑스선에 해당할 수 있다.
이러한 필터(131)를 이용함으로써, 엑스선 발생부(110)로부터 조사되는 엑스선의 선량을 영역에 따라 조절할 수 있다. 도 8에 필터(131)를 통과하여 관심 영역과 비관심 영역으로 입사되는 엑스선 선량의 차이를 개략적으로 도시하였다. 도 8에 도시한 관심 영역과 비관심 영역을 갖는 대상체(ob)를 지나는 임의의 직선 AB 상으로 입사되는 엑스선을 살펴보면, 관심 영역으로 입사되는 엑스선의 선량보다 비관심 영역으로 입사되는 엑스선의 선량이 적은 것을 알 수 있다.
이와 같이, 관심 영역과 비관심 영역으로 서로 다른 선량의 엑스선이 입사되므로, 엑스선 영상 내에서 관심 영역의 화질과 비관심 영역의 화질에 차이가 발생하게 된다. 구체적으로, 적은 선량의 엑스선이 입사되는 비관심 영역의 신호 대 잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR)가 낮아질 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 상술한 개방 영역(131a)의 형상은 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 사각형일 수도 있고, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 원형일 수도 있으나, 이는 단지 실시 예에 불과하고, 필터(131)의 개방 영역(131a) 형상이 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 형상으로 구현될 수 있다.
필터링부(130)에 포함된 구동부(133)는 상술한 바와 같이, 필터(131)를 x-y 평면상에서 이동시키거나 및 z 축을 따라 이동시키기 위한 구성이다. 이는, 관심 객체가 대상체(ob) 내부로 삽입되어 이동하는 시술 도구인 경우 이동하는 관심 객체에 따라 관심 영역도 이동하게 되므로, 이동하는 관심 영역에 대응되는 필터(131)의 개방 영역(131a)을 관심 객체의 이동에 따라 이동시키기 위함이다. 여기에서, x-y 평면상에서 이동시키는 것은 필터(131)의 개방 영역(131a)과 이동하는 대상체(ob)의 관심 영역의 위치를 대응시키기 위한 것이고, z 축을 따라 이동시키는 것은 개방 영역(131a)과 관심 영역의 크기를 대응시키기 위한 것일 수 있다. 이와 같은 구동부(133)로는 모터, 진공 모터, 공압 실린더, 유압 실린더 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 예에서는 제어부(140, 도 2 참조)에서 필터링부(130)의 구동부(133)로 제어 신호를 생성하여 제공할 수 있으며, 구동부(133)는 제어부(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 필터(131)를 x-y 평면상에서 이동시키거나 및 z 축을 따라 이동시킬 수 있다. 이때, 제어부(140)가 필터링부(130)의 구동부(133)로 제공하는 제어 신호를 생성하는 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있다. 일 예로, 관심 객체인 시술 도구의 움직임 등을 객체 추적(object tracking) 알고리즘을 이용하여 엑스선 영상에서 추적한 다음, 추적된 자취 정보 즉, 움직임 정보를 이용하여 생성할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 방법을 통해 생성된 제어 신호를 이용함으로써, 필터(131)는 관심 객체의 움직임에 실시간으로 대응하여 이동할 수 있다. 구체적으로, 필터(131)의 개방 영역(131a)이 관심 객체의 움직임을 따라 이동하도록 필터(131)를 x-y 평면상에서 이동시킬 수 있다.
한편, 도 1에 도시하지는 않았으나, 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 콜리메이터(collimator)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 콜리메이터(미도시)는 엑스선 발생부(110)의 전방 즉, 엑스선이 조사되는 방향에 배치될 수 있다. 콜리메이터(미도시)는 납이나 텅스텐과 같이 엑스선을 흡수하거나 차단하는 물질로 구성되어 엑스선 발생부(110)의 엑스선 조사 영역 즉, 촬영 영역(Field Of View, FOV)의 범위를 조절하고, 엑스선의 산란을 감소시키는 역할을 한다. 본 실시 예에서, 필터(131)는 이러한 콜리메이터(미도시)와 엑스선 발생부(110) 사이에 배치될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
영상 처리부(150)는 상술한 엑스선 검출부(120)로부터 엑스선 데이터를 제공받아 엑스선 영상을 생성하되, 엑스선 영상에서 비관심 영역의 화질을 관심 영역 수준으로 복원한 엑스선 영상을 생성하는 구성이다. 구체적으로는 본 실시 예에 따른 영상 처리부(150)는 도 2에 도시한 바와 같이, 영상 분석부(151) 및 영상 복원부(153)를 포함할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
영상 분석부(151)는 엑스선 검출부(120)를 통해 변환된 엑스선 데이터에 기초하여 복수의 프레임 영상을 생성할 수 있다. 또한, 영상 분석부(151)는 상술한 엑스선 데이터를 분석하여 관심 영역 및 비관심 영역을 설정할 수 있다. 이에 따라, 영상 분석부(151)는 관심 영역 및 비관심 영역이 설정된 복수의 프레임 영상을 생성할 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 본 실시 예에 따른 영상 분석부(151)는 대상체(ob)에 대한 엑스선 데이터를 분석하여 관심 영역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이때, 관심 영역에 대한 정보를 획득하는 방법은 다음과 같다.
즉, 우선 각각의 프레임 영상에서 관심 객체를 검출한다. 여기에서, 관심 객체는 전술한 바와 같이, 사용자가 엑스선 촬영 중 지속적으로 주시해야 할 객체로서, 대상체(ob)에 사용되는 시술 도구(instrument) 또는 시술 부위일 수 있다. 관심 객체를 검출하기 위해서는 관심 객체의 특징을 미리 저장하고, 대상체(ob)에 대한 각각의 프레임 영상으로부터 미리 저장된 특징에 대응되는 객체를 검출해야 한다. 상술한 관심 객체의 특징은 관심 객체의 형상(shape), 엑스선 흡수 특성, 움직임 특성 등이 포함될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 예에 따른 영상 분석부(151)는 상술한 바와 같이 관심 객체를 검출한 다음, 검출된 관심 객체를 포함하는 영역을 관심 영역으로 설정하고, 이외의 영역을 비관심 영역으로 설정할 수 있다. 이때, 관심 영역의 위치와 크기는 관심 객체의 위치, 크기 또는 관심 객체의 움직임 특성을 고려하여 결정될 수 있다.
한편, 영상 분석부(151)는 외부로부터 입력된 정보를 관심 객체를 검출하는 데 사용할 수 있다. 예를 들어, 외부로부터 시술 도구의 종류, 시술의 종류, 시술 부위에 관한 정보, 조영제의 주입 여부 등에 관한 정보가 입력되면, 입력된 정보에 기초하여 각각의 프레임 영상으로부터 관심 객체를 검출할 수 있다.
또한, 영상 분석부(151)는 검출된 관심 객체를 추적하면서 관심 객체의 움직임 특성을 판단할 수 있으며, 관심 객체의 검출, 추적 및 관심 영역에 관한 정보 획득은 영상 분석부(151)로 입력된 복수의 프레임에 대한 프레임 레이트에 따라 실시간으로 이루어질 수 있다. 여기에서, 관심 영역에 관한 정보의 획득은 관심 객체의 검출, 추적 및 이를 기초로 한 관심 영역의 설정을 포함할 수 있다.
관심 객체의 움직임 특성은 관심 객체의 위치, 움직임의 크기, 움직이는 방향 등과 같은 정보를 포함한다. 움직임의 크기는 속도를 포함할 수 있으나, 관심 객체의 움직임은 일정한 패턴을 갖지 않을 수도 있다. 따라서, 움직임의 크기는 속도 이외의 움직임의 정도를 나타내는 다양한 정보를 포함할 수 있다.
관심 영역은 관심 객체를 포함하는 일정 영역이므로 관심 객체에 의해 정의되는바, 관심 객체의 움직임 특성에 따라 관심 영역의 움직임 특성이 결정될 수 있다.
또한, 영상 분석부(151)에서 획득한 관심 영역에 관한 정보, 구체적으로 관심 영역의 위치, 크기 또는 움직임 특성과 같은 정보를 제어부(140)로 전송하여 필터링부(130)를 제어하는데 사용될 수 있다.
또한, 영상 분석부(151)는 관심 영역에 관한 정보뿐 아니라, 복수의 프레임 영상 각각에 나타나는 노이즈, 밝기, 콘트라스트(contrast) 등의 영상 특성에 관한 정보를 획득할 수도 있으며, 이러한 특성들은 제어부(140)로 전송되어 엑스선 촬영 조건을 제어하는데 사용될 수도 있다.
영상 복원부(153)는 복수의 프레임 영상의 관심 영역에 대한 화질 개선을 위해 영상 복원 또는 영상 강화(enhancement)를 수행할 수 있다.
즉, 영상 복원부(153)는 공간적 필터(spatial filter), 시간적 필터(temporal filter), 시공적 필터(spatio-temporal filter), 초해상도 복원(super-resolution reconstruction) 등의 디노이징(denoising) 알고리즘을 사용하여 프레임 영상의 관심 영역을 복원할 수 있다.
또한, 영상 복원부(153)는 히스토그램이나 웨이블렛(wavelet)에 기반한 대조 강화(contrast enhancement) 알고리즘, 에지 강화 필터 등의 디테일 강화 알고리즘 등을 사용하여 프레임 영상의 관심 영역을 강화시킬 수 있다.
한편, 비관심 영역에는 전술한 바와 같이 저 선량의 엑스선이 입사되었기 때문에 관심 영역과 비교하여 신호 대 잡음비(SNR)가 더욱 낮게 나타날 수 있다. 따라서, 영상 복원부(153)는 상술한 바와 같이 관심 영역의 화질 개선을 위한 영상 복원 및 영상 강화하는 것 외에 별도로 비관심 영역의 화질을 개선하기 위한 영상 복원을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 실시 예에 따른 영상 복원부(153)는 현재 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상을 추출하고, 추출된 이전 프레임 영상을 현재 프레임 영상과 결합하여 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다. 이후부터는 설명의 편의를 위하여, 비관심 영역을 복원해야 할 현재 프레임 영상을 제1 프레임 영상이라 하고, 현재 프레임 영상 직전까지 획득된 모든 프레임 영상은 이전 프레임 영상이라 하며, 이전 프레임 영상들 중 현재 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 프레임 영상을 제2 프레임 영상이라 할 것이다. 다만, 여기에서 '동일'의 의미는 수학적인 의미에서 정확하게 동일한 치수를 의미하는 것이 아니며, 설계 오차, 제조 오차, 측정 오차 등을 감안하여 실질적으로 동일함을 의미하는 것임을 유념해야할 것이다.
일반적으로, 대상체(ob)가 살아있는 생명체(예, 사람 등)인 경우, 엑스선이 연속적으로 조사되는 동안 대상체(ob)를 촬영하는 뷰(view)는 고정되어 있지만 해당 뷰 안에서 대상체(ob)의 관심 영역은 움직임이 발생할 수 있다. 이때의 움직임은 대상체(ob)가 직접적으로 움직이는 것 일수도 있으나, 대상체(ob)의 심박동 및 호흡 등으로 인한 주기적인 움직임일 수 있다. 여기에서, 후자는 주기적으로 크고 복잡한 움직임을 발생시킬 수 있다. 즉, 대상체(ob)의 심박동 또는 호흡 등으로 인하여 엑스선 동영상의 각 프레임 영상마다 주기적인 움직임이 발생할 수 있다. 이때, 심박동 및 호흡으로 인하여 발생되는 각각의 움직임의 주기는 서로 상이할 수 있다.
이와 같이 각 프레임 영상에 주기적인 움직임이 발생하는 경우, 시간적으로 가까운 프레임 영상에 기초하여 비관심 영역을 복원하게 되면, 최종 복원 영상에 동작 잡음(motion artifact)이 포함될 수 있고 이로 인해 영상의 해상도가 저하될 수 있다. 또한, 이와 같이 각 프레임 영상마다 변화하는 영역의 위치 즉, 대상체(ob)의 움직임을 보정하기 위한 정합(registration) 과정을 수행할 경우 계산량과 정확도의 트레이드오프(trade off)가 존재하여 실시간으로 엑스선 영상을 제공하는 것이 어려울 수 있다. 특히 움직임의 정도가 클수록 일정 수준의 정확도를 얻기 위한 정합 과정의 계산량은 더욱 많아지게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 실시 예에서는 상술한 바와 같이, 현재 프레임 영상과 시간적으로 가까운 이전 프레임 영상이 아닌 영상 관점에서 가까운 영상 즉, 현재 프레임 영상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상만을 찾아 효율적으로 비관심 영역을 복원하는 방법을 제안하는 것이다.
예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 주기(R1)에 획득된 프레임 영상이 P10, P11, ..., P1N이라 하고, 제2 주기(R2)에 획득된 프레임 영상이 P20, P21, ..., P2N이라 하며, 제3 주기(R3)에 획득된 프레임 영상이 P30, P31, ..., P3N이라 하자. 이때, 한 주기 동안 획득된 복수의 프레임 영상에는 심박동 또는 호흡 등으로 인한 주기적인 움직임이 발생할 수 있다.
이에 따라, 본 실시 예에서는 도 12에서 제1 프레임 영상이 P3N이라 하면, 이전 프레임 영상들 중 P3N과 동일한 양상을 갖는 P1N 및 P2N을 찾아 이를 P3N의 비관심 영역을 복원하는데 이용하는 것이다. 또한, 제1 프레임 영상이 P31이라 하면, 이전 프레임 영상들 중 P31과 동일한 양상을 갖는 P11 및 P21을 찾아 이를 P31의 비관심 영역을 복원하는데 이용하며, 제1 프레임 영상이 P30이라 하면, 이전 프레임 영상들 중 P30과 동일한 양상을 갖는 P10 및 P20을 찾아 이를 P30의 비관심 영역을 복원하는데 이용하는 것이다.
이때, 본 실시 예에서 영상 복원부(153)가 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 방법으로는 다음과 같은 두 가지의 방법이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
첫 번째 방법은 이전 프레임 영상들 중 제1 프레임 영상과의 차이 값을 이용하여 제2 프레임 영상을 추출하는 방법이고, 두 번째 방법은 생체 신호 측정부(310, 도 3 참조)로부터 제공받은 생체 신호 주기를 이용하되, 이전 프레임 영상들 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점의 위상과 동일한 위상에 획득된 프레임 영상을 추출하는 방법이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 생체 신호 측정부(310)는 심전도 측정 장치, 호흡 주기 측정 장치 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 두 가지 방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 첫 번째 방법을 도 13을 참조하여 설명하면 제1 프레임 영상이 P30이라 하면, P30의 직전 프레임 영상인 P2N부터 순차적으로 차영상을 구한다. 도 13에서 P30와 P2N의 차영상을 A, P30와 P21의 차영상을 B, P30와 P20의 차영상을 C, P30와 P1N의 차영상을 D, P30와 P11의 차영상을 E, P30와 P10의 차영상을 F라고 각각 표시하였다.
도 13을 살펴보면, 차영상 C와 F가 나머지 차영상 A, B, D, E와 비교하여 차이 값이 작은 것을 알 수 있다. 여기에서, '차이 값'은 상기 제1 프레임 영상에서 상기 이전 프레임 영상을 감산한 잔여 크기 값으로 이해될 수 있다. 결과적으로, 제1 프레임 영상인 P30과 이전 프레임 영상 P20 및 제1 프레임 영상인 P30과 이전 프레임 영상 P10이 각각 대상체(ob)의 움직임 차이가 적은 것이다. 이에 따라, 차영상 C와 F에 대응되는 프레임 영상 P20와 P10을 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 상을 갖는 제2 프레임 영상으로 선택할 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이 차이 값이 가장 작은 프레임 영상을 제2 프레임 영상으로 추출할 수도 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며 예를 들어, 차이 값이 기설정된 임계값 이하인 프레임 영상들을 모두 제2 프레임 영상으로 추출하는 것 역시 가능할 것이다.
다음, 두 번째 방법을 도 14를 참조하여 설명하면 생체 신호 측정부(310)를 통해 측정된 생체 신호 주기, 예를 들어, 호흡 주기 곡선과 획득한 엑스선 동영상을 매칭시킨다. 도 14에서는 호흡 주기 곡선을 사용한 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며 본 실시 예에서 사용될 수 있는 생체 신호 주기가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 심박동 주기, 또는 심박동 주기와 호흡 주기가 복합적으로 사용될 수 있다. 다음, 제1 프레임 영상 P30이 획득된 위상과 동일한 위상에서 획득된 이전 프레임 영상 P20 및 P10을 찾을 수 있다.
이상, 상술한 두 가지 방법을 통해 현재 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상을 추출할 수 있으나, 이는 단지 실시 예에 불과하며, 현재 프레임 영상의 상과 동일한 상을 갖는 이전 프레임 영상을 추출하는 방법이 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 영상 복원부(153)는 상술한 방법을 통해 추출된 제2 프레임 영상을 제1 프레임 영상에 정합(registration)할 수 있다. 프레임 영상 간 정합을 위한 알고리즘으로는 특징 기반 알고리즘(feature-based algorithm), 신호 세기 기반 알고리즘(intensity-based algorithm) 또는 특징과 신호 세기가 혼합된 알고리즘이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예에서는 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 제1 프레임 영상에 대하여 정합하므로, 움직임의 차이가 적기 때문에 종래와 비교하여 계산량이 감소하는 동시에 정확하게 정합할 수 있다.
또한, 영상 복원부(153)는 정합된 제2 프레임 영상을 제1 프레임 영상과 결합하여 제1 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다. 이때, 제1 프레임 영상과 제2 프레임 영상 간의 결합은 비관심 영역에 대해서만 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 프레임 영상과 제2 프레임 영상을 결합하는 방법의 예로써, 제1 프레임 영상과 제2 프레임 영상을 합산하는 방법, 제1 프레임 영상과 제2 프레임 영상을 평균하는 방법, 에지 방향과 같은 영상 특성을 고려하여 제1 프레임 영상에 적용되는 필터를 가변하거나, 움직임 보상 시간적 필터링(motion-compensated temporal filtering)을 적용하는 방법, 움직임 보상 공간적 필터링(motion-compensated spatial filtering)을 적용하는 방법 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 합산은 단순 합산이거나 가중치 합산일 수도 있고, 평균 역시 단순 평균이거나 가중치 평균일 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 영상 복원부(153)는 하나의 제2 프레임 영상이 추출될 때마다 제1 프레임 영상과 정합 및 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수도 있고, 또는 제2 프레임 영상을 기설정된 개수만큼 추출한 다음 추출된 모든 제2 프레임 영상을 한꺼번에 제1 프레임 영상과 정합 및 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수도 있다.
이중, 하나의 제2 프레임 영상이 추출될 때마다 제1 프레임 영상과 정합 및 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 경우, 영상 복원부(153)는 생성된 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질 예를 들어, 밝기, 대비(contrast), 선명도 등을 검출하여 기설정된 임계값을 초과하는지를 판단하고, 기설정된 임계값을 초과할 때까지 제1 프레임 영상과 가까운 시점부터 먼 시점까지 순차적으로 제2 프레임 영상을 하나씩 추출하여 제1 프레임 영상과 정합 및 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다.
한편, 제2 프레임 영상을 기설정된 개수만큼 추출하여 한꺼번에 제1 프레임 영상과 정합 및 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 경우에도 영상 복원부(153)가 생성된 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질이 기설정된 임계값을 초과하는지를 판단하고 기설정된 임계값 미만이면 임계값을 초과할 때까지 제2 프레임 영상을 더 추출하여 정합 및 결합할 수 있도록 구현하는 것 역시 가능하다.
한편, 영상 처리부(150)는 도 4에 도시한 바와 같이, 영상 분할부(155)를 더 포함할 수 있다.
영상 분할부(155)는 관심 영역 및 비관심 영역이 설정된 각각의 프레임 영상을 복수의 영역으로 분할하는 구성이다.
본 실시 예에 따른 영상 분할부(155)가 각 프레임 영상을 복수의 영역으로 분할하는 방법으로는 다음과 같은 두 가지 방법이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
첫 번째 방법은 프레임 영상을 단순히 임의 개수의 영역으로 분할하는 방법이다. 예를 들어, 도 17에 점선으로 표시한 것과 같이 프레임 영상은 9개의 영역으로 분할될 수 있다. 이때, 도 17에서는 프레임 영상을 3×3으로 분할한 경우를 예를 들어 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과할 뿐 프레임 영상이 분할되는 영역의 개수가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
두 번째 방법은 프레임 영상 내의 관심 영역(ROI)을 기준으로 분할하는 방법이다. 이와 같이 관심 영역(ROI)을 기준으로 영역을 분할하는 방법은 시술 중 프레임 영상 내에서 관심 영역(ROI)이 일정 시간 이상 이동하지 않는 경우에 사용 가능하다. 예를 들어, 도 18에 점선으로 표시한 바와 같이, 프레임 영상은 관심 영역(ROI) 테두리의 각 변의 연장에 의해 복수의 영역으로 분할될 수 있다.
본 실시 예에서 상술한 바와 같이 각각의 프레임 영상을 복수의 영역으로 분할하는 것은 프레임 영상이 전체적으로는 주기적인 움직임을 가질 수 있는 반면, 부분적으로는 움직임 주기가 서로 다를 수도 있기 때문에 각 부분별로 움직이는 주기가 일치하는 프레임 영상을 선택하여 최종 복원 프레임 영상을 생성하기 위함이다.
즉, 대상체(ob)의 심박동 또는 호흡 등으로 인하여 엑스선 동영상의 각 프레임 영상마다 주기적인 움직임이 발생할 수 있는데, 이때, 심박동 주기와 호흡 주기는 서로 다르므로, 결과적으로 심박동에 관련된 부분의 움직임 주기와 호흡에 관련된 부분의 움직임 주기는 서로 상이할 수 있다. 이후부터는 호흡으로 인하여 발생하는 움직임을 제1움직임이라 하고, 심박동으로 인하여 발생하는 움직임을 제2움직임이라 할 것이다.
이와 같이 각 부분의 움직임 주기가 서로 상이한 경우, 한 부분의 양상을 기준으로 대응되는 이전 프레임 영상을 추출하게 되면 생성된 최종 복원 프레임 영상에 동작 잡음이 포함될 수도 있고 이로 인해 영상의 해상도가 저하될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시 예에서는 영상 분할부(155)를 통해 복수의 영역으로 분할된 현재 프레임 영상에 포함된 각각의 영역별로 동일한 양상을 갖는 각각의 영역을 이전 프레임 영상들로부터 추출하고, 추출된 각 영역을 현재 프레임 영상의 대응되는 영역과 결합하여 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다. 이로써, 현재 프레임 영상의 각 부분에 대한 움직임을 별도로 보정할 수 있으므로 화질이 더욱 향상된 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다.
예를 들어, 호흡으로 인하여 발생하는 제1움직임의 주기 및 심박동으로 인하여 발생하는 제2움직임의 주기가 서로 상이할 수 있으므로, 제1움직임이 발생하는 부분과 제2움직임이 발생하는 부분을 별도의 영역으로 분할하고, 분할된 각 영역별로 동일한 양상을 갖는 각각의 영역을 이전 프레임 영상들로부터 추출하고, 추출된 각 영역을 현재 프레임 영상의 A 영역 또는 B 영역과 결합하여 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다.
이에 대하여 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 도 19에 도시한 바와 같이, 제1 주기(R1)에 획득된 프레임 영상이 P10, P11, ..., P1N이라 하고, 제2 주기(R2)에 획득된 프레임 영상이 P20, P21, ..., P2N이라 하며, 제3 주기(R3)에 획득된 프레임 영상이 P30, P31, ..., P3N이라 하자.
이때, 각각의 프레임 영상은 A 영역과 B 영역으로 분할될 수 있다. 여기에서, A 영역은 호흡으로 인한 제1움직임이 발생하는 영역으로 이해될 수 있고, B 영역은 심박동으로 인한 제2움직임이 발생하는 영역으로 이해될 수 있다. 이때, 도 19에서는 설명의 편의를 위하여 각각의 프레임 영상이 움직임별로 두 개의 영역으로 분할된 경우를 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며 각 프레임 영상의 분할 영역 개수가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 도 19에서 제1 프레임 영상이 P3N이라 하고, 제1 프레임 영상 P3N이 A 영역 및 B 영역으로 분할되었다고 하면, 이전 프레임 영상들 중 P3N의 A 영역과 동일한 양상의 A 영역을 갖는 P10 및 P21을 찾아 P10 및 P21의 A 영역을 P3N의 A 영역 내의 비관심 영역을 복원하는데 이용하고, 이전 프레임 영상들 중 P3N의 B 영역과 동일한 양상의 B 영역을 갖는 P1N 및 P2N을 찾아 P1N 및 P2N의 B 영역을 P3N의 B 영역 내의 비관심 영역을 복원하는데 이용할 수 있다.
이때, 도 19에서는 제1 프레임 영상을 복원하는데 두 개의 제2 프레임 영상을 이용하는 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과할 뿐 제1 프레임 영상을 복원하는 제2 프레임 영상의 개수가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 19에 도시하지는 않았으나, 제1 프레임 영상이 P31이라 하면, 상술한 방법과 마찬가지로 이전 프레임 영상들 중 P31의 A 영역 및 B 영역과 각각 동일한 양상을 갖는 A 영역 및 B 영역을 갖는 제2 프레임 영상을 찾아 이를 P31의 A 영역 및 B 영역 각각의 비관심 영역을 복원하는데 이용할 수 있다.
이때, 본 실시 예에서 영상 복원부(153)가 제1 프레임 영상의 A 영역 및 B 영역 각각의 양상과 동일한 양상을 갖는 A 영역 및 B 영역을 이전 프레임 영상들에서 추출하는 방법으로는 위에서 설명한 방법과 마찬가지로 다음과 같은 두 가지의 방법이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
첫 번째 방법은 이전 프레임 영상들과 제1 프레임 영상과의 차이 값을 이용하여 추출하는 방법이고, 두 번째 방법은 생체 신호 측정부(310, 도 5 참조)로부터 제공받은 생체 신호 주기를 이용하되, 이전 프레임 영상들 중 제1 프레임 영상의 각 영역이 획득된 시점의 위상과 동일한 위상에 획득된 영역을 추출하는 방법이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 생체 신호 측정부(310)는 심전도 측정 장치, 호흡 주기 측정 장치 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 두 가지 방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 첫 번째 방법을 도 20을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1 프레임 영상이 P30이라 하면, P30의 직전 프레임 영상인 P2N부터 순차적으로 차영상을 구한다. 도 20에서 P30와 P2N의 차영상을 ①, P30와 P21의 차영상을 ②, P30와 P20의 차영상을 ③, P30와 P1N의 차영상을 ④, P30와 P11의 차영상을 ⑤, P30와 P10의 차영상을 ⑥이라고 각각 표시하였다.
도 20을 살펴보면, 차영상 ④가 나머지 차영상 ①, ②, ③, ⑤, ⑥과 비교하여 A 영역의 차이 값이 작은 것을 알 수 있다. 또한, 차영상 ③과 ⑥이 나머지 차영상 ①, ②, ④, ⑤와 비교하여 B 영역의 차이 값이 작은 것을 알 수 있다. 여기에서, '차이 값'은 상기 제1 프레임 영상에서 상기 이전 프레임 영상을 감산한 잔여 크기 값으로 이해될 수 있다. 또한, 차이 값이 작다는 것은 기설정된 임계값 이하인 것으로 이해될 수도 있고 또는, 가장 작은 값인 것으로 이해될 수도 있다.
결과적으로, 제1 프레임 영상인 P30과 이전 프레임 영상 P1N이 대상체(ob)의 제1움직임 차이가 적은 것이고, 제1 프레임 영상인 P30과 이전 프레임 영상 P20 및 제1 프레임 영상인 P30과 이전 프레임 영상 P10이 각각 대상체(ob)의 제2움직임 차이가 적은 것이다. 이에 따라, 차영상 ④에 대응되는 이전 프레임 영상 P1N을 제1 프레임 영상 P30의 A 영역과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상으로 선택할 수 있고, 차영상 ③과 ⑥에 대응되는 프레임 영상 P20와 P10을 각각 제1 프레임 영상P30의 B 영역과 동일한 움직임 양상을 갖는 제2 프레임 영상으로 선택할 수 있다.
다음, 두 번째 방법을 도 21을 참조하여 설명하면 생체 신호 측정부(310)를 통해 측정된 생체 신호 주기, 예를 들어, 심박동 주기 및 호흡 주기를 획득한 엑스선 동영상을 매칭시킨다. 도 21에서는 심박동 주기와 호흡 주기를 사용한 것으로 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며 본 실시 예에서 사용될 수 있는 생체 신호 주기가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 제1 프레임 영상 P30의 A 영역에 대해서는 호흡 주기를 기준으로 제1 프레임 영상 P30이 획득된 위상과 동일한 위상에서 획득된 제2 프레임 영상 P1N을 찾을 수 있으며, 제1 프레임 영상 P30의 B 영역에 대해서는 심박동 주기를 기준으로 제1 프레임 영상 P30이 획득된 위상과 동일한 위상에서 획득된 제2 프레임 영상 P20 및 P10을 찾을 수 있다.
이상, 상술한 두 가지 방법을 통해 현재 프레임 영상 A 영역 및 B 영역의 양상과 동일한 양상의 A 영역 및 B 영역을 갖는 이전 프레임 영상들을 추출할 수 있으나, 이는 단지 실시 예에 불과하며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 영상 복원부(153)는 상술한 방법을 통해 이전 프레임 영상들로부터 추출된 A 영역 및 B 영역을 각각 제1 프레임 영상의 A 영역 및 B 영역에 정합하고, 정합된 이전 프레임 영상들의 A 영역 및 B 영역을 제1 프레임 영상의 A 영역 및 B 영역에 각각 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다. 이때, 영상 복원부(153)가 이전 프레임 영상들로부터 추출된 각각의 영역을 제1 프레임 영상의 대응되는 영역에 정합한 후 결합하는 방법은 이미 위에서 설명하였으므로, 여기에서는 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한, 본 실시 예에 따른 영상 처리부(150)는 획득한 복수의 프레임 영상을 저장부(180)에 저장할 수 있다. 이때, 획득되는 모든 프레임 영상을 저장하려면 저장부(180)가 큰 공간을 가져야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 실시 예에서는 다음과 같은 프레임 영상 저장 방법을 제안한다.
제안하는 첫 번째 방법은 획득된 복수의 프레임 영상 간의 차영상만을 저장부(180)에 저장하는 방법이다. 이때, 차영상만을 저장하는 방법으로는 다음과 같은 두 가지 실시 예가 있을 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 실시 예로는 획득한 복수의 프레임 영상 각각에 대한 직전 프레임 영상과의 차영상을 저장하는 방법이고, 제2 실시 예로는 가장 첫 번째 프레임 영상과 이후 각 프레임 영상 간의 차영상을 저장하는 방법이다.
상술한 제1 실시 예에 따른 방법을 도 15 및 도 22를 참조하여 예를 들어 설명하면, 제1 실시 예에 따른 차영상 저장 방법은 복수의 프레임 영상 P10, P11, P12, P13...을 획득하였을 때, P10 영상과 P11 영상 간의 차영상 a1, P11 영상과 P12 영상 간의 차영상 b1, P12 영상과 P13 영상 간의 차영상 c1을 저장하는 것이다.
또한, 상술한 제2 실시 예에 따른 방법을 도 16 및 도 23을 참조하여 예를 들어 설명하면, 제2 실시 예에 따른 차영상 저장 방법은 복수의 프레임 영상 P10, P11, P12, P13...을 획득하였을 때, P10 영상과 P11 영상 간의 차영상 a2, P10 영상과 P12 영상 간의 차영상 b2, P10 영상과 P13 영상 간의 차영상 c2를 저장하는 것이다. 이와 같이 최소한의 영상만을 저장함으로써, 많은 저장공간이 요구되지 않는 이점이 있다.
한편, 두 번째 프레임 저장 방법은 각 양상별로 이전 프레임 영상에 대한 정보를 모두 포함하는 대표 영상만을 저장하는 방법이다. 즉, 도 12를 참조하여 예를 들어 설명하면, 마지막 주기(R3)에 획득된 복수의 프레임 영상 P30, P31, ..., P3N은 이전 주기에 획득된 프레임 영상들(P10, P11, ..., P1N, P20, P21, ..., P2N)에 대한 정보를 이용하여 복원될 수 있다. 이와 같이 이전 프레임 영상에 대한 정보를 이용하여 복원된 마지막 주기의 영상만을 저장부(180)에 저장하는 것이다. 그러나, 이와 같은 방법에서는 추후 복원되는 프레임 영상의 정확도가 떨어지지 않도록 화질에 부정적 영향을 미치는 프레임 영상은 복원에 사용하지 않도록 해야 한다. 이때, 상술한 화질에 부정적 영향을 미치는 프레임 영상은 기구의 회전이나 환자 테이블의 움직임으로 인한 뷰(view)의 변화, 또는 조영제 투여로 인한 화면상의 값 변화를 갖는 프레임 영상을 의미할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 생체 신호 측정부(310)를 더 포함할 수 있다. 생체 신호 측정부(310)로는 심전도 측정 장치, 호흡 주기 측정 장치 등이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 생체 신호 측정부(310)는 측정된 생체 신호 예를 들어, 심박동 또는 호흡 주기를 영상 처리부(150)로 제공할 수 있다.
제어부(140)는 엑스선 영상 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
도 2 내지 도 5에 구체적으로 도시하지는 않았으나, 제어부(140)는 제어 신호 생성부(미도시) 등을 포함할 수 있다.
제어 신호 생성부(미도시)는 제어부(140)와 유선 통신이나 무선 통신으로 연결된 입력부(170)를 통해 사용자가 진단 명령을 입력하는 경우, 엑스선을 조사하라는 제어 신호를 생성할 수 있으며, 제어부(140)는 생성된 제어 신호를 엑스선 발생부(110)로 제공할 수 있다.
또한, 제어 신호 생성부(미도시)는 대상체(ob)에 얼마의 시간 간격을 두고 엑스선을 조사할 지와 얼마나 반복하여 엑스선을 조사할지에 대한 제어 신호, 즉 시간 간격과 반복 횟수에 대한 제어 신호를 함께 생성할 수 있다. 마찬가지로, 입력부(170)를 통해 사용자가 입력한 시간 간격과 반복 횟수에 대응되는 제어 신호를 생성할 수도 있고, 미리 저장되었던 데이터에 따라 자동으로 제어 신호를 생성할 수도 있다.
제어 신호 생성부(미도시)는 상술한 영상 처리부(150)에서 생성된 복원 프레임 영상을 디스플레이하라는 제어 신호를 생성할 수 있고, 제어부(140)는 생성된 제어 신호를 표시부(160)로 제공할 수 있다.
또한, 제어 신호 생성부(미도시)는 전술한 바와 같이, 관심 영역의 이동에 따라 필터(131)를 이동시키기 위한 제어 신호를 생성할 수 있고, 제어부(140)는 생성된 제어 신호를 구동부(133)로 제공할 수 있다.
이상, 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)에 대하여 설명하였다. 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 현재 프레임 영상에 대한 비관심 영역의 화질을 복원할 때, 시간적 관점으로 가까운 이전 프레임 영상에 대한 정보를 이용하는 것이 아닌, 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상에 대한 정보를 이용한다.
이에 따라, 동일한 양상을 갖는 프레임 영상 간에는 움직임에 의한 영상 간 차이가 현저하게 줄어들게 되므로 최종 복원 프레임 영상에서의 비관심 영역에 대한 화질이 더욱 향상됨은 물론, 정합(registration) 과정에 있어 정확도 향상 및 계산량 감소를 가져올 수 있다. 따라서, 실시간 영상 처리가 요구되는 중재적 시술 엑스선 영상 장치에의 활용이 보다 유리할 수 있다.
또한, 동일한 뷰(view)를 촬영하는 시간이 길어질수록 현재 프레임 영상의 양상가 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상이 많아지므로, 비관심 영역으로 입사되는 엑스선의 선량을 더 줄이고도 영상의 화질을 유지할 수 있다.
즉, 단순히 이전 프레임 영상을 이용하던 종래 방식은 사용하는 이전 프레임 영상의 개수가 많아질수록 잡음(noise)은 줄어들지만, 그만큼 움직임(motion)의 영향이 크고 이에 따른 정합(registration) 계산량이 늘어 사용할 수 있는 이전 프레임 영상의 개수에 제약이 있었다. 그러나, 본 실시 예와 같이 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상만을 추출하여 사용하는 경우, 현재 프레임 영상과 이전 프레임 영상 간 존재하는 움직임이 적으므로, 더 많은 수의 이전 프레임 영상을 사용할 수 있어 더욱 향상된 화질의 복원 프레임 영상을 생성할 수 있다.
이후부터는 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)의 제어 방법은 우선, 대상체(ob)에 대한 복수의 프레임 영상을 포함하는 엑스선 동영상을 획득한다(S1010). 이때, 대상체(ob)에 대한 엑스선 동영상을 획득하는 방법으로는 예를 들어, 엑스선 발생부(110)가 대상체(ob)를 향하여 엑스선을 기설정된 시간 간격으로 복수 회 조사하고, 엑스선 검출부(120)가 엑스선 발생부(110)로부터 조사되는 간격에 대응되는 간격으로 대상체(ob)를 투과하는 엑스선을 검출함으로써 수행될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며 대상체(ob)에 대한 엑스선 동영상을 획득하는 방법이 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 단계 S1010을 통해 획득한 엑스선 동영상에 포함된 각각의 프레임 영상에는 관심 영역 및 비관심 영역이 설정되어 있을 수 있다. 이때, 관심 영역 및 비관심 영역에 대한 설명은 이미 위에서 설명하였으므로 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 예에서는 비관심 영역으로 입사되는 엑스선의 선량은 관심 영역으로 입사되는 엑스선의 선량보다 적을 수 있다. 이는, 대상체(ob)로 입사되는 엑스선의 전체 선량을 줄이기 위해, 관심 영역에는 엑스선 발생부(110)에서 조사되는 엑스선이 그대로 입사되도록 하고, 비관심 영역에는 필터링을 통해 엑스선의 선량을 감소시켜 입사되도록 하기 때문이다. 이에 따라, 비관심 영역의 잡음이 현저히 심해지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 종래에는 시간적 필터(temporal filter)를 사용하여 이전 프레임 영상의 정보를 현재 프레임 영상에 적용하는 방법을 사용하였다.
그러나, 이러한 시간적 필터의 사용만으로 서로 다른 프레임 영상 간에 존재하는 움직임(motion)의 영향을 피할 수 없어 최종 복원 프레임 영상에 동작 잡음(motion artifact)이 포함되고, 이로 인해 최종 복원 프레임 영상의 해상도가 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 시공적 필터(spatial-temporal filter) 등과 같은 다양한 방법이 적용되고 있으나, 이러한 방법들은 대체로 현재 프레임 영상의 이전 몇 프레임 영상에 대한 정보를 사용하고, 움직임 보정을 위한 정합(registration) 등의 방법을 적용하므로, 계산량과 정확도의 트레이드오프(trade off)가 존재하여 실시간으로 최종 복원 프레임 영상을 제공하는 것이 어려운 문제가 있다.
이에 따라, 본 실시 예에서는 단순히 몇 개의 이전 프레임 영상만을 이용하는 것이 아닌, 현재 프레임 영상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임만을 추출하여 현재 프레임 영상을 복원하는 방법을 제안한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 10에 도시한 바와 같이, 획득한 복수의 프레임 영상 중 현재 프레임 영상(이하, 제1 프레임 영상이라 한다)의 양상과 동일한 양상을 갖는 이전 프레임 영상(이하, 제2 프레임 영상이라 한다)을 추출하고(S1020), 추출된 제2 프레임 영상을 제1 프레임 영상에 정합한 다음(S1030), 정합된 제2 프레임 영상을 제1 프레임 영상에 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성한다(S1040).
이때, 상술한 단계 중 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 단계(S830)는 제1 프레임 영상과 각각의 이전 프레임 영상 간의 차이 값이 기설정된 임계값 이하인 이전 프레임 영상만을 추출하거나 또는 순차적으로 차이 값이 적은 이전 프레임 영상을 기설정된 개수만큼 추출함으로써 수행될 수 있다. 여기에서, '차이 값'에 대한 의미 및 방법은 이미 위에서 상세히 설명하였으므로 여기에서는 생략한다.
한편, 단계 S1020은 다음과 같은 방법을 통해 수행될 수 있다. 즉, 대상체(ob)에 대한 생체 신호 주기를 측정하고, 측정된 생체 신호 주기와 획득한 복수의 프레임 영상을 매칭시킨 다음, 제1 프레임 영상이 획득된 시점의 위상과 대응되는 위상에서 획득된 이전 프레임 영상을 추출하는 것이다.
여기에서, 상기 생체 신호 주기는 심박동 주기, 호흡 주기 또는 이 둘의 주기를 혼합한 신호 주기일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 단계 S1020을 통해 추출된 제2 프레임 영상은 하나일 수도 있고, 기설정된 개수일 수도 있다. 이때, 하나의 제2 프레임 영상을 추출하는 경우에는 상술한 단계 S1040을 통해 최종 복원 프레임 영상을 생성한 다음, 도 8에 도시한 바와 같이, 생성된 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질을 측정하여 기설정된 임계값을 초과하는지를 판단한다(S1050).
판단 결과, 기설정된 임계값을 초과한 경우에는 표시부(160)에 생성된 최종 복원 프레임 영상을 디스플레이하고(S1060), 기설정된 임계값 이하인 경우에는 상술한 단계 S830으로 되돌아가서 다른 제2 프레임 영상을 추출할 수 있다. 이와 같은 단계는 상술한 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질이 기설정된 임계값을 초과할 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.
한편, 단계 S1020을 통해 기설정된 개수만큼 추출된 제2 프레임 영상을 이용하여 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 경우에도 생성된 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질을 측정하여 비관심 영역의 화질이 기설정된 임계값을 초과했는지를 판단할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 도 10에 도시하지는 않았으나, 획득한 복수의 프레임 영상을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 제한된 저장 공간에 효율적으로 프레임 영상을 저장하기 위해 본 실시 예에서는 다음과 같은 방법들이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 15에 도시한 바와 같이, 복수의 프레임 영상 P10, P11, P12, P13...을 획득하였을 때, P10 영상과 P11 영상 간의 차영상 a1, P11 영상과 P12 영상 간의 차영상 b1, P12 영상과 P13 영상 간의 차영상 c1을 저장하는 것이다.
또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 복수의 프레임 영상 P10, P11, P12, P13...을 획득하였을 때, P10 영상과 P11 영상 간의 차영상 a2, P10 영상과 P12 영상 간의 차영상 b2, P10 영상과 P13 영상 간의 차영상 c2를 저장하는 것이다.
또한, 각 양상별로 이전 프레임 영상에 대한 정보를 모두 포함하는 대표 영상만을 저장할 수 있다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이, 마지막 주기(R3)에 획득된 복수의 프레임 영상 P30, P31, ..., P3N은 이전 주기에 획득된 프레임 영상들(P10, P11, ..., P1N, P20, P21, ..., P2N)에 대한 정보를 이용하여 복원될 수 있다. 이와 같이 이전 프레임 영상에 대한 정보를 이용하여 복원된 마지막 주기의 영상만을 저장부(180)에 저장하는 것이다.
도 11은 다른 실시 예에 다른 엑스선 영상 장치의 제어 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100)의 제어 방법은 우선, 대상체(ob)에 대한 복수의 프레임 영상을 포함하는 엑스선 동영상을 획득한다(S1110). 이때, 대상체(ob)에 대한 엑스선 동영상을 획득하는 방법으로는 예를 들어, 엑스선 발생부(110)가 대상체(ob)를 향하여 엑스선을 기설정된 시간 간격으로 복수 회 조사하고, 엑스선 검출부(120)가 엑스선 발생부(110)로부터 조사되는 간격에 대응되는 간격으로 대상체(ob)를 투과하는 엑스선을 검출함으로써 수행될 수 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며 대상체(ob)에 대한 엑스선 동영상을 획득하는 방법이 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 단계 S1110을 통해 획득한 엑스선 동영상에 포함된 각각의 프레임 영상에는 관심 영역 및 비관심 영역이 설정되어 있을 수 있다. 이때, 관심 영역 및 비관심 영역에 대한 설명은 이미 위에서 설명하였으므로 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음, 단계 S1110을 통해 획득된 복수의 프레임 영상을 각각 복수의 영역으로 분할한다(S1120).
본 단계는 프레임 영상에 움직임 주기가 상이한 부분이 있는 경우 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 예에서 프레임 영상을 복수의 영역으로 분할하는 방법으로는 다음과 같은 두 가지 방법이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
첫 번째 방법은 도 17에 도시한 바와 같이, 프레임 영상을 단순히 임의 개수의 영역으로 분할하는 방법이 사용될 수 있다. 이때, 도 17에서는 프레임 영상을 3×3으로 분할한 경우를 예를 들어 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시 예에 불과할 뿐 프레임 영상이 분할되는 영역의 개수가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
두 번째 방법은 도 18에 도시한 바와 같이, 프레임 영상 내의 관심 영역(ROI) 테두리를 기준으로 분할하는 방법이 사용될 수 있다. 이와 같이 관심 영역(ROI)을 기준으로 영역을 분할하는 방법은 시술 중 프레임 영상 내에서 관심 영역(ROI)이 일정 시간 이상 이동하지 않는 경우에 사용 가능하다.
다음, 복수의 영역으로 분할된 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상의 각 영역과 동일한 양상을 갖는 영역을 이전 프레임 영상들로부터 추출하고(S1130), 추출된 각각의 영역을 제1 프레임 영상의 대응되는 영역에 정합한 다음(S1140), 정합된 각각의 영역을 제1 프레임 영상의 대응되는 영역과 결합하여 최종 복원 프레임 영상을 생성한다(S1150).
이때, 상술한 단계 중 제1 프레임 영상의 각 영역과 동일한 양상을 갖는 영역을 이전 프레임 영상들로부터 추출하는 단계(S1130)는 제1 프레임 영상과 각각의 이전 프레임 영상 간의 차이 값이 기설정된 임계값 이하인 이전 프레임 영상만을 추출하거나 또는 순차적으로 차이 값이 적은 이전 프레임 영상을 기설정된 개수만큼 추출함으로써 수행될 수 있다. 여기에서, '차이 값'에 대한 의미 및 방법은 이미 위에서 상세히 설명하였으므로 여기에서는 생략한다.
또한, 대상체(ob)에 대한 생체 신호 주기를 측정하고, 측정된 생체 신호 주기와 획득한 복수의 프레임 영상을 매칭시킨 다음, 제1 프레임 영상의 각 영역이 획득된 시점의 위상과 대응되는 위상에서 획득된 영역을 추출함으로써 수행할 수도 있다.
여기에서, 상기 생체 신호 주기는 심박동 주기, 호흡 주기 또는 이 둘의 주기를 혼합한 신호 주기일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 단계 S1130을 통해 추출된 제2 프레임 영상은 각 영역별로 하나일 수도 있고, 기설정된 개수일 수도 있다. 이때, 각 영역별로 하나의 제2 프레임 영상을 추출하는 경우에는 상술한 단계 S1150을 통해 최종 복원 프레임 영상을 생성한 다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 생성된 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질을 측정하여 기설정된 임계값을 초과하는지를 판단한다(S1160).
판단 결과, 기설정된 임계값을 초과한 경우에는 표시부(160)에 생성된 최종 복원 프레임 영상을 디스플레이하고(S1170), 기설정된 임계값 이하인 경우에는 상술한 단계 S1130으로 되돌아가서 다른 제2 프레임 영상을 추출할 수 있다. 이와 같은 단계는 상술한 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질이 기설정된 임계값을 초과할 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.
한편, 단계 S1130을 통해 기설정된 개수만큼 추출된 제2 프레임 영상을 이용하여 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 경우에도 생성된 최종 복원 프레임 영상의 비관심 영역에 대한 화질을 측정하여 비관심 영역의 화질이 기설정된 임계값을 초과했는지를 판단할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 도 11에 도시하지는 않았으나, 획득한 복수의 프레임 영상을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 제한된 저장 공간에 효율적으로 프레임 영상을 저장하기 위해 본 실시 예에서는 다음과 같은 방법들이 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 22에 도시한 바와 같이, 복수의 프레임 영상 P10, P11, P12, P13...을 획득하였을 때, P10 영상과 P11 영상 간의 차영상 a1, P11 영상과 P12 영상 간의 차영상 b1, P12 영상과 P13 영상 간의 차영상 c1을 저장하는 것이다.
또한, 도 23에 도시한 바와 같이, 복수의 프레임 영상 P10, P11, P12, P13...을 획득하였을 때, P10 영상과 P11 영상 간의 차영상 a2, P10 영상과 P12 영상 간의 차영상 b2, P10 영상과 P13 영상 간의 차영상 c2를 저장하는 것이다.
또한, 각 양상별로 이전 프레임 영상에 대한 정보를 모두 포함하는 대표 영상만을 저장할 수 있다. 즉, 도 19에 도시한 바와 같이, 마지막 주기(R3)에 획득된 복수의 프레임 영상 P30, P31, ..., P3N은 이전 주기에 획득된 프레임 영상들(P10, P11, ..., P1N, P20, P21, ..., P2N)에 대한 정보를 이용하여 복원될 수 있다. 이와 같이 이전 프레임 영상에 대한 정보를 이용하여 복원된 마지막 주기의 영상만을 저장부(180)에 저장하는 것이다.
이상으로 본 발명의 실시 예들을 설명하였다. 전술한 실시 예들에서 엑스선 영상 장치(100)를 구성하는 일부 구성요소들은 일종의 '모듈(module)'로 구현될 수 있다. 여기에서, '모듈'은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행할 수 있다. 그러나, 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다.
일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 게다가, 상기 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내에서 하나 또는 그 이상의 CPU를 실행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들은 전술한 실시 예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, ROM, RAM, CD-ROM, 마그네틱 테이프, 플로피 디스크, 광학 기록 매체, 인터넷을 통한 데이터 전송(data transmission)과 같은 반송파(carrier wave)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 매체는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수도 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장 및 전송되고 실행될 수 있다. 또한, 더 나아가, 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 엑스선 영상 장치
102 : 테이블
104 : C형 암
106 : 지지부
110 : 엑스선 발생부
111 : 엑스선 튜브
111a : 유리관
111b : 로터
111c : 양극
111d : 타겟 물질
111e : 음극
111f : 전기도선
111g : 집속 전극
111h : 필라멘트
111i : 윈도우
120 : 엑스선 검출부
130 : 필터링부
131 : 필터
131a : 개방 영역
131b : 폐쇄 영역
133 : 구동부
140 : 제어부
150 : 영상 처리부
151 : 영상 분석부
153 : 영상 복원부
160 : 표시부
170 : 입력부
180 : 저장부
310 : 생체 신호 측정부

Claims (26)

  1. 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체로 엑스선을 연속적으로 조사하는 엑스선 발생부;
    상기 관심 영역 및 비관심 영역으로 입사되는 각 엑스선의 선량을 조절하기 위한 필터링부;
    상기 대상체를 투과하는 엑스선을 연속적으로 검출하여 엑스선 데이터로 변환하는 엑스선 검출부; 및
    변환된 상기 엑스선 데이터를 이용하여 복수의 프레임 영상을 획득하고, 획득된 상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전까지 획득된 이전 프레임 영상들 중에서 상기 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 적어도 하나 이상의 제2 프레임 영상을 추출하고, 추출된 상기 제2 프레임 영상을 상기 제1 프레임 영상과 정합 후 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 영상 처리부
    를 포함하는 엑스선 영상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 제1 프레임 영상과 상기 이전 프레임 영상 각각의 차이 값을 연산하고, 연산된 차이 값이 기설정된 임계값 이하인 이전 프레임 영상을 상기 제2 프레임 영상으로 추출하는 엑스선 영상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 제1 프레임 영상과 상기 이전 프레임 영상 각각의 차이 값을 연산하고, 연산된 차이 값이 가장 작은 이전 프레임 영상을 상기 제2 프레임 영상으로 추출하는 엑스선 영상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대상체의 생체 신호 주기를 측정하기 위한 생체 신호 측정부
    를 더 포함하는 엑스선 영상 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 생체 신호 주기와 상기 복수의 프레임 영상을 매칭시키고, 상기 제1 프레임 영상이 획득된 위상과 대응되는 위상에서 획득된 이전 프레임 영상을 상기 제2 프레임 영상으로 추출하는 엑스선 영상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 영상을 저장하기 위한 저장부
    를 더 포함하는 엑스선 영상 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 복수의 프레임 영상 간의 차영상을 연산하고, 연산된 차영상만을 상기 저장부에 저장하는 엑스선 영상 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차영상은 상기 복수의 프레임 영상 중 인접하는 프레임 영상 간의 차영상인 엑스선 영상 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 차영상은 상기 복수의 프레임 영상 중 첫 번째 획득한 프레임 영상과 이후부터 획득되는 각 프레임 영상과의 차영상인 엑스선 영상 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 양상별로 대응되는 모든 이전 프레임 영상에 대한 정보를 포함하는 프레임 영상을 생성하여 상기 저장부에 저장하는 엑스선 영상 장치.
  11. 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체로 엑스선을 연속적으로 조사하는 엑스선 발생부;
    상기 관심 영역 및 비관심 영역으로 입사되는 각 엑스선의 선량을 조절하기 위한 필터링부;
    상기 대상체를 투과하는 엑스선을 연속적으로 검출하여 엑스선 데이터로 변환하는 엑스선 검출부; 및
    변환된 상기 엑스선 데이터를 이용하여 복수의 프레임 영상을 획득하고, 획득된 상기 복수의 프레임 영상을 각각 복수의 영역으로 분할하고, 상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전까지 획득된 이전 프레임 영상들로부터 상기 제1 프레임 영상에 포함된 각 영역별 양상과 동일한 양상을 갖는 영역을 추출하고, 추출된 각각의 영역을 상기 제1 프레임 영상의 대응되는 영역과 정합 후 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 영상 처리부
    를 포함하는 엑스선 영상 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 각각의 프레임 영상을 임의 개수의 영역으로 분할하는 엑스선 영상 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 영상 처리부는 상기 관심 영역을 기준으로 각각의 프레임 영상을 복수의 영역으로 분할하는 엑스선 영상 장치.
  14. 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체에 대한 복수의 프레임 영상을 획득하는 단계;
    상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전 시점까지 획득된 이전 프레임 영상들 중 상기 제1 프레임 영상의 양상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 단계;
    추출된 상기 제2 프레임 영상을 획득된 상기 제1 프레임 영상에 정합하는 단계; 및
    정합된 상기 제2 프레임 영상을 상기 제1 프레임 영상과 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 프레임 영상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 단계는,
    상기 제1 프레임 영상과 상기 각각의 이전 프레임 영상 간의 차이 값이 기설정된 임계값 이하인 이전 프레임 영상을 추출함으로써 수행되는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 프레임 영상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 단계는,
    상기 제1 프레임 영상과 상기 각각의 이전 프레임 영상 간의 차이 값이 가장 작은 이전 프레임 영상을 추출함으로써 수행되는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 프레임 영상과 동일한 양상을 갖는 제2 프레임 영상을 추출하는 단계는,
    상기 대상체에 대한 생체 신호 주기를 측정하는 단계;
    측정된 상기 생체 신호 주기와 상기 복수의 프레임 영상을 매칭시키는 단계; 및
    상기 제1 프레임 영상이 획득된 위상과 대응되는 위상에서 획득된 이전 프레임 영상을 추출하는 단계
    를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 획득한 복수의 프레임 영상을 저장하는 단계를 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 영상을 저장하는 단계는
    각각의 인접하는 프레임 영상 간의 차영상을 연산하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 영상을 저장하는 단계는,
    상기 복수의 프레임 영상 중 첫 번째 획득한 프레임 영상과 이후부터 획득되는 각 프레임 영상과의 차영상을 연산하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 영상을 저장하는 단계는,
    상기 양상별로 대응되는 모든 이전 프레임 영상에 대한 정보를 포함하는 프레임 영상을 생성하는 단계를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 단계 이후에,
    생성된 상기 최종 복원 프레임 영상 내의 상기 비관심 영역의 화질이 기설정된 임계값을 초과하는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 최종 복원 프레임 영상 내의 상기 비관심 영역의 화질이 기설정된 임계값을 초과하는지를 판단하는 단계 이후에,
    상기 비관심 영역의 화질이 임계값 미만인 경우에는 다른 제2 프레임 영상을 더 추출하는 단계를 수행하고,
    상기 비관심 영역의 화질이 임계값을 초과한 경우에는 상기 최종 복원 프레임 영상을 표시하는 단계를 수행하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  24. 관심 영역 및 비관심 영역을 갖는 대상체에 대한 복수의 프레임 영상을 획득하는 단계;
    획득된 상기 복수의 프레임 영상을 각각 복수의 영역으로 분할하는 단계;
    상기 복수의 프레임 영상 중 제1 프레임 영상이 획득된 시점 직전 시점까지 획득된 이전 프레임 영상들로부터 상기 제1 프레임 영상에 포함된 각 영역별 양상과 동일한 양상을 갖는 영역을 추출하는 단계;
    추출된 각 영역을 상기 제1 프레임 영상의 대응되는 영역에 정합하는 단계; 및
    정합된 이전 프레임 영상들의 각 영역을 상기 제1 프레임 영상의 대응되는 영역에 결합하여 상기 비관심 영역이 복원된 최종 복원 프레임 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 영상을 각각 복수의 영역으로 분할하는 단계는,
    각각의 프레임 영상을 임의 개수의 영역으로 분할하여 수행되는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 영상을 각각 복수의 영역으로 분할하는 단계는,
    각각의 프레임 영상을 상기 관심 영역을 기준으로 분할하여 수행되는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
KR1020130128892A 2013-10-29 2013-10-29 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 KR20150050604A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130128892A KR20150050604A (ko) 2013-10-29 2013-10-29 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130128892A KR20150050604A (ko) 2013-10-29 2013-10-29 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150050604A true KR20150050604A (ko) 2015-05-11

Family

ID=53388300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130128892A KR20150050604A (ko) 2013-10-29 2013-10-29 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150050604A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3071109A4 (en) * 2013-11-19 2017-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray imaging apparatus and method of controlling the same
US10085706B2 (en) 2013-11-19 2018-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray imaging apparatus and method of controlling the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3071109A4 (en) * 2013-11-19 2017-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray imaging apparatus and method of controlling the same
US10085706B2 (en) 2013-11-19 2018-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray imaging apparatus and method of controlling the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210236067A1 (en) Systems and related methods for stationary digital chest tomosynthesis (s-dct) imaging
KR101914676B1 (ko) 2d 형광 투시법만을 이용한 3d 카테터 위치 및 배향의 자동 판단
US7227923B2 (en) Method and system for CT imaging using a distributed X-ray source and interpolation based reconstruction
US7263167B2 (en) Direct conversion X-ray detector with over-range and pile-up correction
CN106456088B (zh) 用于连续运动乳房断层摄影的系统和方法
US20150003591A1 (en) Nuclear imaging system
CN102846333B (zh) 用于x射线成像中的散射校正的方法和系统
US20090060121A1 (en) Computed tomography data acquisition apparatus and method
JP2015097791A (ja) Ｘ線画像装置及びその制御方法
KR20150041239A (ko) 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법
KR20150142854A (ko) 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법
KR20150122392A (ko) 엑스선 영상 장치 및 엑스선 영상 장치의 영상 처리 방법
US9888901B2 (en) X-ray diagnostic apparatus and X-ray CT apparatus
US9194965B2 (en) System and method for X-ray image acquisition and processing
JP2010082003A (ja) Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び画像処理装置
US20160206266A1 (en) X-ray imaging apparatus and method for controlling the same
US20130003912A1 (en) System and method of acquiring computed tomography data using a multi-energy x-ray source
KR20150034406A (ko) 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법
KR20140142803A (ko) 방사선 촬영 장치 및 방사선 영상 생성 방법
RU2633286C2 (ru) Получение изображений с помощью рамы с-типа с увеличенным окном углового стробирования
KR20160053220A (ko) 이중 해상도의 관심 영역 내외 투영 데이터를 이용한 체내 단층 촬영 방법 및 시스템
JP2008006211A (ja) 心拍位相決定装置、プログラム及びｘ線診断装置
KR20150018665A (ko) 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법
KR20150050604A (ko) 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법
US20220071578A1 (en) Improved method of acquiring a radiographic scan of a region-of-interest in a metal containing object

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right