KR20160042572A - 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치 - Google Patents

방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치 Download PDF

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Abstract

방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 방사선 촬영 장치는 피사체에 대한 방사선 영상을 획득하는 영상 촬영부 및 피사체에 방사선을 조사하여 획득된 방사선 영상을 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하고, 설정된 영상의 화질 및 상기 결정된 등가물을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 획득하고, 상기 획득한 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 획득하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치{A radiographic imaging apparatus, a method of controlling the radiographic imaging apparatus and a computed tomography}
방사선을 이용하여 피사체를 촬영하는 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치에 관한 것이다.
방사선 촬영 장치는 엑스선(X-ray) 등과 같은 방사선이 물질의 특성에 따라서 흡수되거나 투과하는 성질을 이용하여 피사체 내부를 촬영하는 영상 장치이다. 방사선 촬영 장치는 피사체를 투과하거나 또는 피사체 내부에서 발생한 방사선을 수광한 후, 수광한 방사선에 따라 출력되는 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성함으로써 사용자에게 피사체 내부에 대한 영상을 제공할 수 있다.
방사선 촬영 장치를 이용하면 피사체 내부의 구조를 용이하게 파악할 수 있기 때문에 다양한 산업 분야에서 이용되고 있다. 예를 들어 방사선 촬영 장치는 병원 등에서 인체 내부의 병변 등을 검출하기 위해 이용되기도 하고, 공장 등에서 물체나 부품의 내부 구조를 파악하기 위해서 이용되기도 한다. 또한 방사선 촬영 장치는 공항 검색대 등에서 수하물 내부를 확인하기 위해 사용되기도 한다.
방사선 촬영 장치의 일례로는 디지털 방사선 촬영 장치(DR, digital radiography), 컴퓨터 단층 촬영 장치(CT, Computed tomography)나 유방 촬영 장치(마모그라피, FFDM, full field digital mammography) 등이 있을 수 있다.
사용자가 요구하는 화질에 따라서 피사체의 피폭선량을 최소화시키면서 사용자가 원하는 방사선 영상을 획득할 수 있는 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
피사체의 크기나 특성에 대한 정보 없이도 피사체의 피폭선량을 최소화하면서 양질의 화상을 획득할 수 있는 관전압을 결정할 수 있는 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치가 제공된다.
방사선 촬영 장치는 피사체에 대한 방사선 영상을 획득하는 방사선 촬영부 및 피사체에 방사선을 조사하여 획득된 방사선 영상을 기초로 상기 피사체의 감쇠 정보를 획득하고, 획득하고자 하는 방사선 영상의 화질을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하고, 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 결정된 적어도 하나의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하고 상기 결정된 등가물을 더 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다.
상기 프로세서는 방사선의 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터를 참조하여 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정할 수 있다.
상기 등가물은 물 등가 대상체(water equivalent object)를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계에 대한 제2 데이터를 이용하여 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다.
상기 프로세서는 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 제3 데이터를 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정할 수도 있다.
방사선 촬영 장치는 사용자로부터 획득하고자 하는 방사선 영상의 화질을 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 피사체의 복수의 일부분마다 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물을 결정할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물마다 설정된 영상의 화질 및 상기 복수의 등가물을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정하고, 상기 복수의 등가물을 기초로 획득된 복수의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 복수의 예상 피폭선량을 결정할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 획득된 복수의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 관전압에 상응하는 방사선을 피사체 전체로 조사하도록 제어할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 관전압 및 상기 피사체의 복수의 일부분에 대응하는 관전류에 상응하는 방사선을 피사체의 상기 복수의 일부분에 조사하도록 제어할 수 있다.
방사선 촬영 장치의 제어 방법은 피사체에 방사선을 조사하여 방사선 영상을 획득하는 단계, 상기 방사선 영상을 기초로 상기 피사체의 감쇠 정보를 획득하고, 설정된 영상의 화질을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하는 단계 및 상기 획득한 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
방사선 촬영 장치의 제어 방법은 상기 획득된 적어도 하나의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 관전압 및 관전류를 결정하는 단계는 상기 방사선 영상을 이용하여 상기 피사체의 감쇠 정보를 결정하고 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하는 단계는 방사선의 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터를 참조하여 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 등가물은 물 등가 대상체를 포함할 수 있다.
상기 관전압 및 관전류를 결정하는 단계는 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계에 대한 제2 데이터를 이용하여 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 예상 피폭선량을 획득하는 단계는 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 제3 데이터를 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
방사선 촬영 장치의 제어 방법사용자로부터 영상의 화질을 입력받는 단계를 더 포함할 수 있다.
방사선 촬영 장치의 제어 방법은 상기 피사체의 복수의 일부분마다 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 관전압 및 관전류 결정 단계는 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물마다 설정된 영상의 화질 및 상기 복수의 등가물을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 예상 피폭선량 획득 단계는 상기 복수의 등가물을 기초로 획득된 복수의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 복수의 예상 피폭선량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
방사선 촬영 장치의 제어 방법은 상기 획득된 복수의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 관전압에 상응하는 방사선을 피사체의 전체로 조사하는 방사선 조사 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방사선 조사 단계는 상기 관전압 및 상기 피사체의 복수의 일부분에 대응하는 관전류에 상응하는 방사선을 피사체의 복수의 일부분에 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영 장치는 갠트리, 상기 갠트리에 설치되고 피사체로 방사선을 조사하며 회전 가능한 방사선 조사부, 상기 갠트리에 설치되고 상기 피사체를 투과한 방사선을 수광하고 수광한 방사선에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 방사선 검출부, 상기 출력한 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 획득하는 영상 처리부 및 상기 방사선 영상을 기초로 상기 피사체의 감쇠 정보를 획득하고, 설정된 영상의 화질을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 획득하고, 상기 획득한 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 획득하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 결정된 적어도 하나의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하고 상기 결정된 등가물을 더 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영 장치를 제어하는 방법은, 피사체에 방사선을 조사하여 방사선 영상을 획득하는 단계, 상기 방사선 영상을 기초로 상기 피사체의 감쇠 정보를 획득하고, 선택된 영상의 화질을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 획득하는 단계, 상기 획득한 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 획득하는 단계 및 상기 획득된 적어도 하나의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 사용자의 조작에 따라 상기 선택된 관전압 및 관전류의 관전압에 대응하는 방사선을 이용하여 컴퓨터 단층 영상을 촬영하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 적어도 하나의 등가물은 피사체 전체에 대응하는 등가물 및 피사체의 일부에 대응하는 등가물 중 하나일 수 있다.
상술한 바와 같은 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치를 통하여 사용자가 요구하는 화질에 따라서 피사체의 피폭선량을 최소화시키면서 사용자가 원하는 방사선 영상을 획득할 수 있게 되어, 인체 등과 같은 피사체가 불필요하게 다량의 방사선에 노출되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치에 의하면 피사체의 피폭선량을 최소화하면서 양질의 화상을 획득할 수 있는 적절한 관전압을 결정할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.
상술한 바와 같은 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치에 의하면 동일하거나 더 낮은 피폭선량으르도 사용자의 판독에 유리한 방사선 영상을 획득할 수 있는 최적의 관전압을 결정할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치에 의하면 장치의 조작자가 피사체의 크기나 특성에 대한 정보를 입력하지 않더라도 최적의 관전압을 결정할 수 있게 되기 때문에 방사선 촬영 장치 등을 이용하는 사용자의 편의가 개선되는 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 2는 컴퓨터 단층 촬영 장치의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 3은 컴퓨터 단층 촬영 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 컴퓨터 단층 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 5는 방사선 튜브의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 6은 방사선 검출부의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 7은 컴퓨터 단층 촬영 장치에 의한 방사선 촬영을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 중앙 처리 장치 및 저장부의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 9는 방사선의 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 피사체의 각 구역마다 대응하는 등가물을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 획득된 관전압 및 관전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 방사선의 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 제3 룩업 테이블 및 예상 피폭선량 중 가장 작은 피폭선량을 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 방사선 영상을 복수의 구역으로 구획하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 각 구역마다 등가물을 결정하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 복수의 구역마다 등가물을 결정한 후 결정된 등가물에 따라 피사체를 촬영하는 여러 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 방사선 촬영 장치의 일례인 디지털 방사선 촬영 장치의 도면이다.
도 20은 디지털 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 21 및 도 22는 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 23 및 도 24는 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 다른 실시예에 대한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 여러 실시예의 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치에 대해 설명할 것이다. 다만 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치를 설명함에 있어서 첨부된 도면은 발명의 일 실시예를 표현한 것일 뿐 권리 범위를 제한하고자 하는 취지는 아니다. 한편 방사선 촬영 장치, 방사선 촬영 장치의 제어 방법 및 컴퓨터 단층 촬영 장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 각 부품의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
도 1 내지 도 20을 참조하여 방사선 촬영 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 1에 도시된 바에 따르면 방사선 촬영 장치(1)는 피사체에 대한 방사선 영상을 획득하는 방사선 촬영부(2)와, 방사선 촬영부(2)의 동작을 제어하는 프로세서(3)를 포함할 수 있다.
방사선 촬영 장치(1)는 방사선을 이용하여 피사체를 촬영할 수 있는 다양한 방사선 방치를 포함할 수 있다. 예를 들어 방사선 촬영 장치(1)는 디지털 방사선 촬영 장치(DR, digital radiography), 유방촬영장치(Mammography) 또는 컴퓨터 단층 촬영 장치(CT, computed tomography) 등일 수 있다. 방사선 촬영 장치(1)는 이외에도 방사선을 이용하여 피사체 내부의 영상을 획득할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 방사선 촬영 장치(1)는 방사선 영상 획득이 가능한 하나의 물리적 개체를 가리킬 수도 있고, 유무선 통신 네트워크를 통해 연결되고 각각 동작함으로써 방사선 영상을 획득할 수 있는 복수의 개체들의 조합을 가리킬 수도 있다.
피사체는 인체나 동물과 같은 생물일 수도 있고, 부품이나 수화물 등과 같은 무생물일 수도 있다. 또한 피사체는 시편(phantom)일 수도 있다. 피사체는 특정 물체의 전부일 수도 있고, 특정 물체의 일부일 수도 있다. 예를 들어 피사체는 인체의 특정한 부위, 일례로 사지나 장기일 수도 있다.
방사선 촬영부(2)는 방사선을 이용하여 피사체에 대한 방사선 영상을 획득하는 기능을 수행할 수 있다. 방사선 촬영부(2)는 피사체에 방사선을 조사하고 피사체를 투과한 방사선을 수광하여 전기적 신호로 변환하여 방사선 영상을 획득할 수 있다. 방사선 영상은 원시 데이터(raw data)일 수 있다. 방사선 촬영부(2)는 방사선 영상 획득을 위해서 방사선 소스(radiation source) 및 검출 장치(detector)를 포함할 수 있다. 방사선 소스는 방사선 튜브를 포함할 수 있으며, 방사선 튜브는 인가되는 관전류 및 관전압에 의해 제어될 수도 있다. 방사선 촬영부(2)가 획득한 방사선 영상은 프로세서(3)로 전달될 수 있다.
프로세서(3)는 방사선 촬영부(2)에서 전달된 방사선 영상을 기초로 방사선 촬영부(2)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한 후, 생성한 제어 신호를 방사선 촬영부(2)로 전달할 수 있다. 프로세서(3)는 방사선 촬영 장치(1) 내에 마련된 하나 또는 그 이상의 반도체칩에 의해 구현될 수 있다. 또한 프로세서(3)는 방사선 촬영 장치(1) 외부의 컴퓨터 등으로 구현되는 워크스테이션에 마련된 하나 또는 그 이상의 반도체칩에 의해 구현될 수 있다.
도 1에서는 프로세서(3)가 방사선 촬영 장치(1)의 방사선 촬영부(2)에서 전달된 방사선 영상을 기초로 제어 신호를 생성하는 일 실시예에 대해 도시되어 있으나, 제어 신호 생성에 기초가 되는 방사선 영상은 방사선 촬영부(2)에서 생성된 방사선 영상에 한정되지 않을 수 있다. 실시예에 따라서 프로세서(3)는 방사선 촬영 장치(1) 외의 다른 촬영 장치에서 획득된 방사선 영상을 전달받아 방사선 촬영부(2)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수도 있다. 이 경우 방사선 촬영 장치(1)와 다른 촬영 장치는 동종의 촬영 장치일 수도 있고, 이종의 촬영 장치일 수도 있다. 또한 다른 촬영 장치는 상술한 디지털 방사선 촬영 장치, 유방 촬영 장치 또는 컴퓨터 단층 촬영 장치 외에 양전자 단층 촬영 장치(PET, positron emission tomography)나 단일 광자 단층 촬영 장치(SPECT, single photon emission computed tomography)일 수도 있다.
프로세서(3)는 방사선 촬영부(2)에서 촬영한 피사체에 대응하는 등가물을 결정할 수 있다. 등가물은 물 등가 대상체(WEO, water-equivalent object 또는 water-equivalent phantom)를 포함할 수 있다. 물 등가 대상체란 피사체의 소정의 특징과 동일한 소정의 특징을 갖는 물로 이루어진 실재 또는 가상의 물체를 의미할 수 있다. 여기서 특징은 감쇠율을 포함할 수 있다. 프로세서(3)는 이론적 또는 경험적으로 획득한 사전 데이터를 참조하여 등가물을 결정할 수 있다. 등가물 결정을 위해서 방사선 촬영부(2)에서 방사선 조사를 위해 이용된 관전압 및 피사체의 감쇠율이 이용될 수 있다. 등가물은 방사선 영상의 특정 구역마다 결정될 수도 있다.
등가물이 결정되면 프로세서(3)는 설정된 영상의 화질 및 상기 결정된 등가물을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다. 프로세서(3)는 이론적 또는 경험적으로 획득한 사전 데이터를 참조하여 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다. 이 경우 프로세서(3)는 얻고자 하는 방사선 영상의 화질에 따라서 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 획득하는 것도 가능하다.
적어도 하나의 관전압 및 관전류가 획득되면, 프로세서(2)는 획득한 관전압 및 관전류에 대응하는 예상 피폭선량을 결정하고, 예상 피폭선량에 따라 방사선 촬영부(2)를 제어할 수 있다. 프로세서(3)는 미리 획득된 사전 데이터를 이용하여 예상 피폭선량을 결정할 수 있다. 실시예에 따라서 별도의 공식을 이용하여 예상 피폭선량을 연산하여 결정할 수도 있다.
예상 피폭선량의 결정 후, 프로세서(2)는 적어도 하나의 관전압 및 관전류 조합 중에서 예상 피폭선량이 최소인 관전압 및 관전류를 선택하고 선택된 관전압 및 관전류가 방사선 튜브에 인가되도록 제어할 수 있다. 방사선 촬영부(2)는 프로세서(2)에 의해 선택된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 조사하여 피사체의 피폭선량을 최소화한 상태에서의 방사선 영상을 획득할 수 있다.
이하 도 2 내지 도 18을 참조하여 방사선 촬영 장치의 일례로 컴퓨터 단층 촬영 장치에 대해 설명한다. 도 2는 컴퓨터 단층 촬영 장치의 일 실시예에 대한 사시도이고, 도 3은 컴퓨터 단층 촬영 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 컴퓨터 단층 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바를 참조하면 컴퓨터 단층 촬영 장치(4)는 피사체를 촬영하는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)과 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100) 등을 제어하기 위한 워크 스테이션(200)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)과 워크 스테이션(200)은 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
이하 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)에 대해 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)은 컴퓨터 단층 촬영을 위한 각종 부품을 내장하고 있는 외장 하우징(98)을 포함할 수 있다. 외장 하우징(98)은 갠트리(140)를 포함할 수 있다. 갠트리(140)에는 방사선 촬영을 위해 필요한 각종 부품이 설치될 수 있다. 예를 들어 갠트리(140) 내부에는 방사선 조사부(110) 및 방사선 검출부(150)가 설치될 수 있다. 방사선 조사부(110) 및 방사선 검출부(150)는 갠트리(140) 내부에서 함께 회전할 수 있다. 갠트리(140)의 일부, 일례로 갠트리(140)의 중심부에는 원, 타원 또는 이와 유사한 형상의 보어(141)가 형성될 수 있다. 이 경우 방사선 조사부(100) 및 방사선 검출부(150)는 보어(140)의 외주면(144)를 따라 회전하면서 방사선 조사 및 수광을 수행할 수 있다. 보어(141)의 형상은 시스템 설계자의 선택에 따라 삼각형 또는 사각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)은 피사체(99)를 보어(141) 내부로 이송시키기 위한 이송부(95)를 포함할 수 있다. 이송부(95)는 피사체(99)가 거치되는 거치부(97) 및 거치부(97)를 지지하는 지지대(96)를 포함할 수 있다. 거치부(97)는 모터나 액츄에이터 등과 같은 이송부 구동부(143)의 동작에 의하여 외장 하우징(98)의 보어(141) 내부 방향(H)으로 소정의 속도로 이동할 수 있다. 소정의 속도는 고정적인 것일 수도 있고, 가변적인 것일 수도 있다. 이송부 구동부(143)은 지지대(96) 내부에 마련될 수도 있다. 이송부 구동부(143)의 동작에 따라 거치부(97)가 이동할 수 있도록 바퀴나 레일 등이 거치부(97) 또는 지지대(96) 내부에 마련되어 있을 수도 있다. 거치부(97)의 이동에 따라 거치부(97)에 거치된 피사체(99) 역시 보어(141) 내부로 이송될 수 있다. 촬영의 종료 후에는 거치부(97)는 반대 방향(N)으로 이동하여 피사체(99)를 보어(141) 외부로 이송시킬 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바를 참조하면 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)은 보어(141), 갠트리(140), 거치부(97)를 포함하는 이송부(95) 외에도 보어(141) 내부에 방사선을 조사하는 방사선 조사부(110), 방사선 검출부(150), 제2 콜리메이터(152), 각각의 부품을 구동시키기 위한 구동부(121, 131, 142, 143, 153), 중앙 처리 장치(170), 제1 저장부(180), 화상 처리부(191), 통신 모듈(192) 및 전원(180) 등을 포함할 수 있다. 이들 중 일부 구성은 실시예에 따라서 생략되거나 워크 스테이션(200)에 마련될 수도 있다.
방사선 조사부(110)는 방사선을 생성하여 조사하는 방사선 튜브(120) 및 조사되는 방사선을 가이드하기 위한 제1 콜리메이터(130)를 포함할 수 있다.
도 5는 방사선 튜브의 일 실시예에 대한 도면이다. 도 5에 도시된 바를 참조하면 방사선 튜브(120)는 외부의 전원(193)과 전기적으로 연결될 수 있다. 외부의 전원(193)은 중앙 처리 장치(190) 및 튜브 구동부(121)에 제어에 따라 방사선 튜브(120)에 소정의 전압 및 전류를 인가하거나 하지 않을 수 있다. 소정의 전압 및 전류가 방사선 튜브(120)에 인가되면 방사선 튜브(120)는 인가된 소정의 전압 및 전류에 따라서 일정한 크기의 방사선을 생성할 수 있다. 이 경우 방사선 튜브(121)의 음극 필라멘트(122a)와 양극(123) 사이의 전위차를 관전압(tube potential)이라 하고, 양극(123)에 충돌한 전자에 의해 흐르는 전류를 관전류(tube current)라 한다. 관전압이 증가하면 전자의 속도가 증가하므로 발생하는 방사선의 에너지의 크기가 증가하게 된다. 관전류가 증가하면 방사선의 선량이 증가할 수 있다. 따라서 전원(193)에서 인가되는 전압과 전류를 조절하면 조사되는 방사선의 에너지 스펙트럼 및 선량을 조절할 수 있게 된다.
도 5에 도시된 바를 참조하면 방사선 튜브(120)는 관체(120a), 음극(122) 및 양극(123)을 포함할 수 있다. 관체(120a)는 음극(122) 및 양극(123)과 같은 방사선 생성에 필요한 각종 부품을 내장하면서 안정적으로 고정시킬 수 있다. 또한 관체(120a)는 음극(122)에서 발생하여 양극(123)으로 이동하는 전자가 외부로 누출되지 않도록 차폐할 수 있다. 관체(120a) 내부의 진공도는 10^-7mmHg 정도로 높게 유지되어 있을 수 있다. 관체(120a)는 소정의 규산 경질 유리로 이루어진 유리관일 수 있다. 음극(122)에선 전자빔(e)이 양극(123) 방향으로 조사될 수 있다. 음극(122)의 말단에는 전자가 집결되는 필라멘트(122a)가 마련될 수 있는데, 필라멘트(122a)는 인가된 관전압에 따라 가열되어 필라멘트(122a)에 밀집된 전자를 관체(120a) 내부로 방출시킬 수 있다. 필라멘트(122a)에서 방출되는 전자(e)는 관체(120a) 내에서 가속되면서 양극(123) 방향으로 이동할 수 있다. 관체(120a) 내부로 방출된 전자(e)의 에너지는 관전압에 따라 결정될 수 있다. 음극(122)의 필라멘트(122a)는 텅스텐(W) 등의 금속으로 제작될 수 있다. 실시예에 따라서 음극(122)에는 필라멘트(122a) 대신에 카본 나노 튜브(carbon nano tube)가 마련될 수도 있다. 양극(123)에서는 소정의 방사선이 생성될 수 있다. 양극(126)에는 전자(e)가 충돌하는 타겟면(124)이 형성되어 있을 수 있다. 타겟면(124)에선 전자(e)의 급격한 감속에 따라 인가된 관전압에 상응하는 에너지의 방사선(x)이 발생하게 된다. 타켓면(124)은 도 5에 도시된 것처럼 일정한 방향으로 절삭되어 있기 때문에, 발생된 방사선(x)은 소정의 방향으로 주로 방사될 수 있다. 양극(123)은 구리(Cu) 등의 금속으로 형성된 것일 수 있고, 타겟면(124)은 텅스턴(W), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni) 등의 금속으로 형성된 것일 수 있다.
일 실시예에 의하면 도 5에 도시된 바와 같이 양극(123)은 원판의 형상을 구비한 회전 양극일 수도 있다. 회전 양극(123)의 말단 부분은 소정의 각도로 절삭되어 있을 수 있으며, 타겟면(124)은 회전 양극의 말단 부분의 절삭된 부위에 형성될 수 있다. 회전 양극(123)은 소정의 축(R)을 중심으로 소정의 속도로 회전할 수 있다. 회전 양극(123)의 회전을 위해서 방사선 튜브(120)에는 회전 자계를 생성하는 고정자(128), 고정자(128)에서 생성된 회전 자계에 따라 회전하여 회전 양극(123)을 회전시키는 회전자(127), 회전자의 회전에 따라 회전하는 베어링(126) 및 회전 양극(123)의 회전축(R)이 되는 축부재(125)가 마련될 수 있다. 회전자(127)는 영구 자석일 수 있다. 회전 양극(123)은 고정 양극보다 열 축적율이 증대하면서도 초점 크기가 감소될 수 있어, 더욱 선명한 방사선 영상을 얻을 수 있다. 다른 일 실시예에 의하면 양극(123)은 전자빔이 조사되는 면이 소정의 절삭각으로 절삭된 원통 등의 형상의 고정 양극일 수도 있다. 이 경우 타겟면(124)은 고정 양극의 절삭된 부분에 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 방사선 조사부(110)는 복수의 방사선 튜브(120)를 포함하는 것도 가능하다.
제1 콜리메이터(130)는 방사선 튜브(120)에서 조사되는 복수의 방사선을 필터링하여 방사선이 특정 방향에서 일정한 영역 내로 조사될 수 있도록 가이드할 수 있도록 한다. 제1 콜리메이터(130)는 특정 방향으로 조사되는 방사선이 통과하는 개구 및 다른 방향으로 조사되는 방사선을 흡수하는 콜리메이터 블레이드(collimator blades) 등을 포함할 수 있다. 사용자는 제1 콜리메이터(130)의 개구의 위치나 크기를 이용하여 방사선의 조사 방향 및 방사선의 조사 범위를 제어할 수 있다. 제1 콜리메이터(130)의 콜리메이터 블레이드는 납(Pb) 등과 같이 방사선을 흡수할 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.
도 6은 방사선 검출부 및 제2 콜리메이터의 일 실시예에 대한 도면이다. 방사선 조사부(110)에서 조사된 방사선(x)은 보어(141) 내부의 피사체(99)에 조사되고, 피사체(99)를 투과한 방사선은 제2 콜리메이터(152)를 통과한 후 방사선 검출부(150)에 도달할 수 있다.
제2 콜리메이터(152)는 피사체(99) 내부를 통과하면서 산란된 방사선을 흡수하여 적절한 방향의 방사선만이 방사선 검출부(150)의 검출 패널(154)에 도달하도록 할 수 있다. 제2 콜리메이터(152)는 방사선을 차단하는 복수의 격벽(153a) 및 방사선이 통과하는 투과공(153b)을 포함할 수 있다. 격벽(153a)은 납(Pb) 등의 재질로 이루어져 산란되거나 굴절된 방사선을 흡수하고, 투과공(153b)은 산란되지도 굴절되지도 않은 방사선을 통과시킬 수 있다.
방사선 검출부(150)는 방사선을 수광하고 수광한 방사선을 상응하는 전기적 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 실시예에 따라서 방사선 검출부(150)는 방사선을 직접 전기적 신호로 변환(직접 방식)할 수도 있고, 방사선에 따른 가시광선을 생성한 후 가시 광선을 전기적 신호로 변환(간접 방식)할 수도 있다. 방사선 검출부(150)가 직접 방식에 따라 방사선을 전기적 신호로 변환하는 경우, 방사선 검출부(121)는 일면에 방사선이 입사되는 제1 전극(157)과, 제1 전극(157)의 방사선이 입사되지 않는 타면에 설치되는 반도체 물질층(158)과, 반도체 물질층(158)에 설치되는 평면판(159)을 포함하는 검출 패널(154) 및 검출 패널(154)의 이면에 설치되는 기판(160)을 포함할 수 있다. 여기서 반도체 물질층(158)에 설치되는 평면판(159)에는 하나 이상의 열로 배열되는 제2 전극(pixel electrode, 159a) 및 박막 트랜지스터(159b)가 설치될 수 있다. 제1 전극(157)은 극성이 양(+)극 또는 음(-)극일 수 있고, 제2 전극(159a)의 극성은 제1 전극(157)과 반대 극성을 가질 수 있다. 제1 전극(157)과 제2 전극(159a) 사이에는 소정의 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 반도체 물질층(158)은 방사선의 입사 및 흡수에 따라서 소정의 전하 정공 쌍을 생성하는데, 생성된 전하 정공 쌍은 제1 전극(157) 및 제2 전극(159a)의 극성에 따라 제1 전극(157) 또는 제2 전극(159a) 방향으로 이동할 수 있다. 제2 전극(159a)은 반도체 물질층(158)에서 전달된 정공 또는 음전하를 전달받고 전기적 신호를 출력할 수 있다. 박막 트랜지스터(159b)는 대응하는 제2 전극(159a)에서 전달된 전기적 신호를 독출할 수 있다. 이 경우 서로 대응하는 제2 전극(159a) 및 박막 트랜지스터(159b)는 하나의 씨모스칩(CMOS chip)에 설치될 수 있다. 방사선 검출부(150)가 간접 방식에 따라 방사선을 전기적 신호로 변환하는 경우, 제2 콜리메이터(152)와 방사선 검출 패널(154) 사이에는 수광한 방사선에 상응하는 가시 광선을 출력하는 형광 스크린(phosphor screen)이 배치되고, 가시 광선의 전기적 신호 변환을 위해 평면판(159)에는 제2 전극(159a) 대신에 포토 다이오드(photo diode)가 설치될 수 있다. 방사선 검출 패널(154)은 방사선에 따라서 소정의 가시 포톤(visible photon)을 출력하는 신틸레이터(scintillator)와 가시 광선 포톤을 감지하는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 방사선 검출부(150)는 일 실시예에 의하면 포톤 카운팅 디텍터(PCD, photon counting detector)일 수도 있다. 기판(160)은 방사선 검출 패널(150)의 이면에 부착되어 방사선 검출 패널(150)의 각종 동작을 제어하거나 또는 방사선 검출 패널(154)에서 출력되는 전기적 신호를 저장하도록 할 수 있다.
방사선 검출부(150)에 의해 획득된 전기적 신호는 영상 처리부(191)로 전달될 수 있다. 영상 처리부(191)는 획득된 전기적 신호를 기초로 사용자가 용이하게 피사체(99) 내부 구조를 파악할 수 있는 형태의 영상을 구축하고, 필요에 따라서 추가적인 영상 처리를 수행할 수 있다. 영상 처리부(191)는 그래픽 처리 유닛(GPU, graphic processing unit)에 의해 구현될 수 있다. 그래픽 처리 유닛은 그래픽 칩과 같은 반도체 칩 등을 포함할 수 있다. 영상 처리부(191)의 각종 동작이나 기능은 제1 중앙 처리장치(170) 또는 워크 스테이션(200)의 제2 중앙 처리 장치(210)에 의해 수행될 수도 있다. 이 경우 영상 처리부(191)는 생략될 수도 있을 것이다. 생성된 방사선 영상은 제1 중앙 처리 장치(170) 또는 제1 저장부(180)로 전달될 수 있다. 방사선 영상은 제1 통신 모듈(192) 및 제2 통신 모듈(211)를 통하여 워크 스테이션(200)에 전달될 수도 있다.
도 7은 컴퓨터 단층 촬영 장치에 의한 방사선 촬영을 설명하기 위한 도면이다. 방사선 조사부(110) 및 방사선 검출부(150)는 회전하면서 반복해서 피사체(99)의 방사선 영상을 촬영할 수 있다. 상술한 바와 같이 피사체(99)가 일정한 속도로 이송부(95)에 의해 보어(141) 내부로 이동하고 있기 때문에 도 7과 같이 방사선 조사부(110)와 검출부(120)는 피사체(99) 주변을 나선형으로 회전 이동(p)하면서 촬영하게 된다. 따라서 피사체(99) 전신에 대한 단층 영상을 촬영할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)은 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 각각의 부품을 제어하기 위한 제1 중앙 처리 장치(170)를 포함할 수 있다. 제1 중앙 처리 장치(170)는 미리 저장된 설정이나 사용자의 선택에 따라서 제어 명령을 생성한 후 생성한 제어 명령을 방사선 조사부(110), 제2 콜리메이터(152), 방사선 검출부(150), 영상 처리부(191), 갠트리(140) 또는 이송부(143) 등으로 전달하여 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 방사선 촬영 및 영상 처리 등의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 필요에 따라서 제1 중앙 처리 장치(170)는 각각의 구동부(121, 131, 142, 143, 153)에 제어 명령을 전달하여 각 부품의 동작을 제어할 수 있다. 제1 중앙 처리 장치(170)는 필요한 시기에 각각의 구동부(121, 131, 142, 143,153)에 제어 신호를 전달하여 각 부품이 유기적으로 동작할 수 있도록 할 수 있다. 제1 중앙 처리 장치(170)는 도 1을 통해 설명한 프로세서의 기능을 수행할 수도 있다. 제1 중앙 처리 장치(170)는 연산 또는 처리 기능을 수행 가능하고 인쇄 회로 기판 등에 배치된 하나 또는 그 이상의 반도체 칩 등에 의해 구현될 수 있다.
튜브 구동부(121)는 제1 중앙 처리 장치(170)의 제어 명령에 따라 방사선 튜브(120)와 연결된 스위치를 온/오프시키는 등의 방법으로 방사선 튜브(120)에 소정의 관전압 및 관전류가 인가되도록 할 수 있다. 제1 콜리메이터 구동부(131)는 제1 중앙 처리 장치(170)의 제어 명령에 따라 제1 콜리메이터(130)의 개구를 확장시키거나 또는 축소시키는 등의 방법으로 제1 콜리메이터(130)를 동작시킬 수 있다. 회전 제어부(142)는 제1 중앙 처리 장치(170)의 제어 명령에 따라 방사선 조사부(110), 제1 콜리메이터(130), 제2 콜리메이터(152) 및 방사선 검출부(150)를 회전시킬 수 있다. 이송부 구동부(143)는 제1 중앙 처리 장치(170)의 제어 명령에 따라 동작하여 거치부(97)를 외장 하우징(98)의 보어(141) 내부 방향(H)으로 이동시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 이송부 구동부(143)는 모터 또는 액츄에이터를 포함할 수 있다. 제2 콜리메이터 구동부(153)는 제1 중앙 처리 장치(170)의 제어 명령에 따라서 제2 콜리메이터(152)를 동작하게 할 수 있으며, 이 경우 제2 콜리메이터(152)의 동작은 예를 들어 상하 방향 또는 측방향으로의 위치 이동 또는 투과공(153b)의 크기 변경 등일 수 있다. 상술한 각 구동부(121, 131, 142, 143, 153) 모두 또는 이들 중 적어도 하나는 실시예에 따라서 생략될 수도 있다.
제1 저장부(180)는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 제어에 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다. 제1 저장부(180)는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 외장 하우징(98) 내부에 설치될 수도 있고, 외장 하우징(98) 외부에 설치될 수도 있다. 제1 저장부(180)는 반도체 메모리 장치일 수도 있고, 자기 디스크 메모리 장치일 수도 있다. 제1 저장부(180)는 데이터를 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다.
도 8은 컴퓨터 단층 촬영 모듈의 중앙 처리 장치 및 저장부의 일 실시예를 도시한 구성도이다. 제1 중앙 처리 장치(170)는 도 8에 도시된 바와 같이 등가물 결정부(171), 관전압 및 관전류 획득부(172) 및 피폭선량 연산부(173)를 포함할 수 있다. 이와 같은 등가물 결정부(171), 관전압 및 관전류 획득부(172) 및 피폭선량 연산부(173)는 각각 물리적으로 분리된 복수의 반도체 장치에 의해 구현될 수도 있다. 물론 이들은 시스템 설계에 따라서 하나의 반도체 장치에 의해 구현될 수도 있다.
제1 저장부(180)는 제어에 필요한 레퍼런스 데이터, 일례로 제1 데이터, 제2 데이터 및 제3 데이터를 저장하고 있을 수 있다. 구체적으로 제1 저장부(180)는 도 8에 도시된 바와 같이 제1 데이터, 제2 데이터 및 제3 데이터를 룩업 테이블(181 내지 183)의 형태로 저장할 수 있다. 제1 룩업 테이블(181)은 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 데이터들의 집합일 수 있다. 제2 룩업 테이블(182)은 방사선의 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계에 대한 데이터들의 집합일 수 있다. 제3 룩업 테이블(183)은 방사선의 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 데이터들의 집합일 수 있다. 제1 내지 제3 룩업 테이블(181 내지 183)은 별도의 실험을 통해 경험적으로 미리 측정하여 획득한 것일 수도 있고, 별도의 물리적 공식을 이용하여 미리 연산하여 획득한 것일 수도 있다.
이하 제1 중앙 처리 장치(170)와 제1 저장부(180)의 각각의 룩업 테이블(181 내지 183)을 이용하여 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)에 대한 제어 신호를 획득하는 과정을 설명하도록 한다. 제1 중앙 처리 장치(170)의 등가물 결정부(171)는 획득한 방사선 영상을 기초로 피사체에 대응하는 등가물을 결정할 수 있다. 구체적으로 제1 중앙 처리 장치(170)는 방사선 검출부(150)에서 출력된 신호를 바탕으로 피사체의 전부 또는 일부분에 대한 감쇠 정보를 이용하여 피사체의 전부 또는 일부분에 대응하는 하나 또는 그 이상의 등가물을 결정할 수 있다. 여기서 등가물 결정부(171)는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)에서 촬영된 방사선 영상을 이용할 수도 있고, 디지털 방사선 촬영 장치나 다른 컴퓨터 단층 촬영 장치와 같이 다른 방사선 촬영 장치에서 촬영된 방사선 영상을 이용하여 피사체에 대응하는 등가물을 결정할 수도 있다.
피사체를 투과한 방사선의 강도는 다음의 수학식 1을 따를 수 있다.
Figure pat00001
여기서 I는 방사선 검출부(150)에서 검출한 방사선의 강도를 의미하고, I0는 방사선 튜브(120)에서 방사된 방사선의 강도를 의미한다. μ는 물체의 특성에 따른 감쇠계수이고, t는 방사선이 물체를 투과한 거리, 즉 물체의 폭을 의미한다. 다시 말해서 방사선의 강도는 최초의 방사선 강도(I0), 각 물체의 특성(μ) 및 물체를 투과한 거리(t)에 따라서 결정될 수 있다. 만약 피사체의 감쇠율(I/I0)과 등가물의 감쇠율(Ie/Ie0)이 동일하다면, 피사체의 지수 부분(-μt)과 등가물의 지수 부분(-μete) 역시 동일할 것이다. 이때 만약 등가물이 동일하여 등가물의 감쇠 계수(μe)가 일정하다면 피사체의 종류에 따라서 등가물의 폭(te)이 달라지게 된다. 다시 말해서 서로 상이한 피사체에 대하여 서로 상이한 폭(te)의 등가물이 대응될 수 있다. 이와 같은 원리를 이용하여 피사체의 전부 또는 일부에 대응하는 하나 또는 그 이상의 등가물을 폭(te)에 따라 결정할 수 있다. 이는 피사체의 전부 또는 일부를 등가물의 폭을 기준으로 변환한 것으로 볼 수 있다. 만약 등가물이 물 등가 대상체(WEO)라면 피사체 내부의 구성을 물을 기준으로 변환한 것으로 볼 수 있을 것이다.
제1 중앙 처리 장치(170)의 등가물 결정부(171)는 상술한 바와 같이 피사체의 전부 또는 일부에 대응하는 폭(te)의 하나 또는 그 이상의 등가물을 결정하도록 할 수 있다. 이 때 등가물 결정부(171)는 미리 획득된 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터인 제1 룩업 테이블(181)을 참조하여 관전압 및 감쇠 정보에 따르는 하나 또는 그 이상의 등가물을 결정할 수 있다.
도 9는 방사선의 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 설명의 편의를 위하여 작성된 것으로 실제 측정값과는 상이할 수도 있다. 도 9의 표에서 제1열은 감쇠 정보의 일례인 방사선 강도를 의미하되, 2a는 기준값 a의 2배를, 4a는 기준값 a의 4배를 의미한다. 도 9의 표에서 제2 열은 관전압(kVp)를 의미하고, 제3열은 대응되는 등가물의 폭(cm)을 의미한다. 도 9는 50 kVp의 관전압에 대한 결과만 표시되어 있으나, 제1 룩업 테이블(181)는 더욱 다양한 크기의 관전압에 대한 정보도 더 포함할 수 있다. 등가물 결정부(171)는 방사선 강도가 4a이고, 관전압이 50 kVp인 경우 폭 60cm의 등가물을 결정할 수 있다. 제1 룩업 테이블(181)은 미리 소정의 피사체와 물 등가 대상체 각각에 방사선을 조사하여 실험적으로 획득된 데이터를 기초로 작성된 것일 수 있다.
도 10은 피사체의 각 구역마다 대응하는 등가물을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 도시된 바를 참조하면 등가물 결정부(171)는 방사선 영상(i1)을 소정의 세부 구역(i11 내지 i13)으로 구획한 후, 각각의 세부 구역(i11 내지 i13)마다 대응하는 등가물(w11 내지 w13)을 결정할 수 있다. 이 경우 각각의 세부 구역(i11 내지 i13)에 대응하는 피사체 내부의 구성물의 종류에 따라 각각의 세부 구역(i11 내지 i13)에 대응하는 등가물(w11 내지 w13)의 폭(te)이 서로 상이할 수 있다. 예를 들어 어느 하나의 세부 구역이 방사선이 폐를 투과하여 획득된 영상인 경우 어느 하나의 세부 구역에 대응하는 등가물의 폭은 방사선이 내장을 획득한 다른 세부 구역의 폭보다 더 작을 수 있다.
관전압 및 관전류 획득부(172)는 피사체의 전부 또는 복수의 세부 구역(i11 내지 i13)에 대한 등가물이 결정된 경우, 획득하고자 하는 방사선 영상의 화질과 결정된 등가물을 이용하여 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다.
방사선 영상의 화질은 사용자가 워크 스테이션(200)의 입력부(212) 또는 컴퓨터 단층 촬영 모듈에 마련된 키보드나 마우스 등과 같은 입력 수단을 이용하여 입력한 것일 수 있다. 방사선 영상의 화질은 영상 내의 노이즈의 정도인 잡음비, 해상도, 대조비 또는 선예도 등을 포함할 수도 있다. 사용자의 영상 화질 선택을 위해서 워크 스테이션(200)의 출력부(214), 일례로 디스플레이 장치는 방사선 영상의 화질과 관련된 복수의 선택지를 화면 상에 표시할 수 있다. 사용자는 마우스를 이용하여 커서를 이동시키거나 또는 키보드의 화살표 버튼을 조작하여 포커스를 이동시킴으로써 복수의 선택지 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 출력부(214)에 표시되는 복수의 선택지는 텍스트 및/또는 이미지로 이루어진 것일 수 있다. 사용자는 필요에 따라서 하나의 방사선 영상의 화질을 선택할 수도 있고, 복수의 방사선 영상의 화질을 선택할 수도 있다.
제1 중앙 처리 장치(170) 또는 사용자가 방사선 영상의 화질 수준을 결정하면, 관전압 및 관전류 획득부(172)는 결정된 화질 수준에 따라 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다. 이 경우 관전압 및 관전류 획득부(172)는 하나 또는 그 이상의 등가물마다 하나 또는 그 이상의 복수의 관전압 및 관전류 집합을 획득할 수 있다.
도 11은 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 획득된 관전압 및 관전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 y축은 관전류를 의미하고, x축은 피사체의 특정 부분으로부터의 거리를 의미할 수 있다. 만약 도 10에 도시된 바와 같이 복수의 등가물(w11 내지 w13)이 결정된 경우라면, 각각의 관전압(80 kVp, 110 kVp, 120 kVp 및 140 kVp)에 따른 관전류는 예를 들어 도 11에 도시된 바와 같이 도시될 수 있다. 그러면 관전압 및 관전류 획득부(172)는 도 11에 도시된 바와 같이 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계를 기초로 각각의 등가물(w11 내지 w13)마다 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 결정함으로써 도 12에 도시된 바와 같은 복수의 관전압 및 관전류 집합을 생성할 수 있다. 이때 각각의 등가물(w11 내지 w13)마다 하나 또는 그 이상의 복수의 관전압 및 관전류 집합이 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면 관전압 및 관전류 획득부(172)는 제2 데이터인 제2 룩업 테이블(182)를 참조하여 영상의 화질 수준을 기초로 등가물마다 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류 집합을 결정할 수 있다. 등가물이 복수인 경우 복수의 관전압 및 관전류의 집합이 결정될 수 있다. 제2 룩업 테이블(182)은 실험적으로 획득된 것일 수 있다. 다시 말해서 제2 룩업 테이블(182)은 특정 등가물에 대해서 특정 화질의 방사선 영상을 획득하기 위해 어느 정도의 관전압과 관전류가 인가되어야 하는지를 실험적으로 계측하여 획득한 것일 수 있다. 제2 룩업 테이블(182)은 소정의 등가물 및 방사선 영상의 화질이 결정된 경우 획득 가능한 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제2 룩업 테이블(182)은 도 11에 도시된 제1 룩업 테이블(181)과 유사한 형태로 저장부(180)에 저장되어 있을 수 있다.
피폭선량 연산부(173)는 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류가 획득되면 획득한 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 이용하여 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류에 상응하는 피폭선량을 연산할 수 있다. 또한 피폭선량 연산부(173)는 피폭선량이 연산된 후 획득된 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류 중에서 가장 피폭선량을 작은 관전압 및 관전류를 선택할 수 있다.
도 13은 방사선의 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 13의 x축은 관전류를 의미하고, y축은 피폭선량을 의미한다. 도 13에 도시된 바를 참조하면 피사체(99)가 노출되는 방사선을 의미하는 피폭선량은 관전압(80 kVp, 100 kVp, 120 kVp 및 140 kVp 참조)이 증가하거나, 또는 관전류(x축 참조)가 증가할수록 증가할 수 있다. 보다 구체적으로 피폭선량은 관전압의 변화량의 n 제곱(2≤n≤3)과 비례하여 증가한다. 다시 말해서 피폭선량의 관전압의 변화량에 따라 기하 급수적으로 증가할 수 있다. 또한 피폭선량은 관전류의 증가에 비례하여 산술 급수적으로 증가할 수 있다. 그러므로 관전압과 관전류의 크기에 따라서 피사체(99)가 노출되는 피폭선량은 변화하게 된다. 피폭선량 연산부(173)는 관전압과 관전류에 따른 피폭선량을 연산하고, 연산된 피폭선량 중에서 가장 작은 피폭선량을 검출한 후, 검출된 피폭선량에 대응하는 관전압과 관전류를 선택할 수 있다. 관전압과 관전류에 따른 피폭선량 연산을 위해서 피폭선량 연산부(173)는 제1 저장부(180)에 저장된 제3 데이터인 제3 룩업 테이블(183)을 참조할 수 있다. 도 14는 제3 룩업 테이블 및 예상 피폭선량 중 가장 작은 피폭선량을 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 14에 도시된 바에 따르면 제3 룩업 테이블(183)은 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 데이터로 이루어진 것일 수 있다. 여기서 관전압의 단위는 kVp이고, 관전류의 단위는 mAs이다. 피폭 선량의 단위는 cGy이다. 예를 들어 도 14의 제3 룩업 테이블(183)에 의하면 관전압이 80 kVp이고, 관전류가 180 mAs인 경우, 피폭선량 연산부(173)는 예상 피폭선량을 30 cGy라고 결정할 수 있다. 이와 같은 방법을 통하여 관전압 및 관전류 획득부(172)에서 결정된 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류 각각에 대한 하나 또는 그 이상의 예상 피폭선량이 결정되면, 결정된 하나 또는 그 이상의 피폭선량 중에서 피폭선량 연산부(173)는 가장 작은 예상 피폭선량(도 14의 (A))을 선택하고, 선택된 예상 피폭선량(A)에 대응하는 관전압(100 kVp) 및 관전류(85 mAs)를 선택할 수 있다.
가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류가 선택되면, 제1 중앙 처리 장치(170)는 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 의하면 제1 중앙 처리 장치(170)는 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 표시하여 선택된 관전압 및 관전류를 추천하도록 제어할 수 있다. 예를 들어 제1 중앙 처리 장치(170)는 선택된 관전압 및 관전류를 제1 통신 모듈(192) 및 제2 통신 모듈(211)을 통하여 워크 스테이션(200)으로 전달하고, 워크 스테이션(200)은 선택된 관전압 및 관전류를 디스플레이 장치와 같은 출력부(214)를 통하여 사용자에게 제공하여 선택된 관전압 및 관전류를 추천할 수 있다.
사용자는 출력부(214)를 통해 추천받은 관전압 및 관전류를 워크 스테이션(200)에 마련된 입력부(212)를 이용하여 선택할 수도 있고, 또는 선택하지 않을 수 있다. 만약 사용자가 제공받은 관전압 및 관전류를 선택하지 않은 경우, 사용자는 입력부(212)를 통해 사용자가 원하는 관전압 및 관전류를 입력할 수도 있다. 사용자가 제공받은 관전압 및 관전류를 선택하거나 또는 새로운 관전압 및 관전류를 입력한 경우, 제1 중앙 처리 장치(170)는 선택된 관전압 및 관전류 또는 새로 입력된 관전압 및 관전류에 따라서 방사선 조사부(110)를 제어하기 위한 제어 명령을 생성하고 제어 명령을 방사선 조사부(110) 또는 튜브 구동부(121)로 전달할 수 있다.
튜브 구동부(121) 등은 제어 명령에 따라서 선택된 관전압 및 관전류 또는 새로 입력된 관전압 및 관전류를 방사선 조사부(110)의 방사선 튜브(120)에 인가하고, 방사선 튜브(120)는 인가된 관전압 및 관전류에 따르는 방사선을 생성하여 피사체(99)로 조사할 수 있다. 생성된 방사선은 보어(141) 내부의 피사체(99)를 통과하면서 피사체(99) 내부의 조직에 흡수되거나 또는 투과될 수 있다. 방사선 검출부(150)는 피사체(99)를 투과한 방사선을 수광하여 전기적 신호를 출력하고, 영상 처리부(191)는 방사선 검출부(150)에서 출력된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성할 수 있다. 생성된 방사선 영상은 출력부(214) 등을 통하여 사용자에게 제공될 수 있다.
이하 도 15 내지 도 18를 참조하여 방사선 영상의 복수의 구역에 따라서 복수의 등가물을 결정한 후 방사선 촬영을 수행하는 일례를 설명한다. 도 15는 방사선 영상을 복수의 구역으로 구획하는 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 각 구역마다 등가물을 결정하는 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 17 및 도 18은 복수의 구역마다 등가물을 결정한 후 결정된 등가물에 따라 피사체를 촬영하는 여러 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이 방사선 영상(i1)은 복수의 구역, 일례로 제1 구역(z10), 제2 구역(z20) 및 제3 구역(z30)으로 구획될 수 있다. 이와 같은 각 구역(z10 내지 z30)의 구획은 제1 중앙 처리 장치(170)에 의해 임의적으로 또는 미리 정의된 설정에 따라 수행될 수도 있고, 사용자에 의해 수행될 수도 있다. 사용자는 워크 스테이션(200)의 입력부(212)를 통하여 각각의 구역(z10 내지 z30)을 구획할 수 있다. 이 경우 각각의 구역(z10 내지 z30)은 방사선 영상(i)의 전부를 구획한 것이 아닌 일부만을 구획한 것일 수도 있다. 그러면 등가물 결정부(171)는 도 16에 도시된 바와 같이 각 구역(z10 내지 z30)마다 서로 별개로 등가물(w10 내지 w30)을 결정할 수 있다. 다시 말해서 등가물 결정부(171)는 제1 구역(z10)에 대응하는 제1 등가물(w10), 제2 구역(z20)에 대응하는 제2 등가물(w20) 및 제3 구역(z30)에 대응하는 제3 등가물(w30)을 결정할 수 있다. 각 구역(z10 내지 z30)에 대응하는 등가물(w10 내지 w30)의 결정은 제1 룩업 테이블(181)을 참조하여 수행될 수 있다. 등가물(w10 내지 w30)은 각 구역(z10 내지 z30)의 전부에 대응하는 등가물일 수도 있다. 또한 등가물(w11 내지 w15)은 도 16에 도시된 바와 같이 각 구역, 일례로 제1 구역(z10)을 추가로 구획하여 획득된 복수의 세부 구역(z11 내지 z15)에 대응하는 복수의 등가물일 수도 있다. 도면에 도시되지는 않았으나 다른 구역(z20 및 z30) 역시 복수의 세부 구역으로 구획되고, 각각의 세부 구역에 대응하는 복수의 등가물이 획득될 수도 있다.
이와 같이 등가물이 획득되면 관전압 및 관전류 획득부(172)는 얻고자 하는 방사선 영상의 화질과 등가물(w10 내지 w30)을 이용하여 각 등가물(w10 내지 w30)마다 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다. 상술한 바와 동일하게 제2 데이터인 제2 룩업 테이블(182)가 관전압 및 관전류를 획득하기 위해 이용될 수 있다. 피폭선량 연산부(173)는 획득된 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류 각각에 대한 피폭선량을 연산할 수 있다. 관전압과 관전류에 따른 피폭선량 연산을 위해서 피폭선량 연산부(173)는 제1 저장부(180)에 저장된 제3 룩업 테이블(183)을 참조할 수도 있다.
일 실시예에 의하면 피폭 선량의 연산 후, 피폭선량 연산부(173)는 연산된 모든 피폭선량 중에서 가장 작은 피폭선량을 선택하고 선택된 피폭선량에 대응하는 관전압과 관전류를 선택할 수 있다. 다시 말해서 도 17에 도시된 바와 같이 제1 구역 내지 제3 구역(z10 내지 z30)을 포괄하는 모든 구역(z4)과 관련된 관전압 및 관전류 중에서 가장 피폭선량이 작은 관전압 및 관전류가 선택될 수 있다. 선택된 관전압 및 관전류는 제1 중앙 처리 장치(170) 등의 제어에 의하여 사용자에게 표시될 수 있다. 만약 사용자가 선택된 관전압 및 관전류에 의한 방사선 조사를 승인한다면, 도 17에 도시된 바와 같이 제1 구역 내지 제3 구역(z10 내지 z30)을 포괄하는 모든 구역(z4)에 대응하는 피사체(99)의 전부 또는 일부에 대해서 피폭선량 연산부(173)에서 선택된 관전압 및 관전류에 상응하는 방사선이 조사되어 방사선 촬영이 수행될 수 있다. 다시 말해서 모든 구역(z4)의 촬영을 위하여 방사선 튜브(120)에는 동일한 관전압 및 관전류가 인가될 수 있다.
다른 실시예에 의하면 피폭 선량의 연산 후, 피폭선량 연산부(173)는 각 구역, 일례로 제1 구역 내지 제3 구역(z10 내지 z30)마다 가장 피폭선량이 작은 관전압 및 관전류를 선택할 수 있다. 따라서 분할된 구역(z10 내지 z30)에 대응하는 복수의 관전압 및 관전류가 선택되고, 선택된 복수의 관전압 및 관전류는 제1 중앙 처리 장치(170) 등의 제어에 의하여 사용자에게 표시될 수 있다. 만약 사용자가 선택된 복수의 관전압 및 관전류에 의한 방사선 조사를 승인한다면, 도 18에 도시된 바와 같이 제1 구역 내지 제3 구역(z10 내지 z30)에 대응하는 피사체(99)의 각 구역(z5 내지 z7)마다 각각 선택된 선택된 관전압 및 관전류에 상응하는 방사선이 조사될 수 있다. 다시 말해서 각 구역(z5 내지 z7)의 촬영을 위하여 방사선 튜브(120)에는 각 구역(z5 내지 z7)마다 서로 상이한 관전압 및 관전류가 인가될 수 있다.
이상 설명한 제1 중앙 처리 장치(170) 및 제1 저장부(180)의 기능은 워크 스테이션(200)의 제2 중앙 처리 장치(210) 및 제2 저장부(213)에 의해 수행될 수도 있다.
제1 통신 모듈(192)은 워크 스테이션(200)의 제2 통신 모듈(211)과 소정의 데이터를 송수신할 수 있다. 제1 통신 모듈(192)은 랜카드 등과 같은 유선 네트워크 장치 및 안테나 또는 무선 통신 칩 등과 같은 무선 네트워크 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전원(193)은 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 각 구성에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원(193)은 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100) 내부에 마련된 발전기 또는 외부의 상용 전원으로부터 공급된 전기 에너지를 저장하는 축전기에 의해 구현될 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)은 필요에 따라서 키보드나 마우스 등과 같은 입력 수단이나 디스플레이 장치나 스피커와 같은 출력 수단을 더 포함할 수도 있다. 입력 수단이나 출력 수단은 외장 하우징(98) 외부에 설치될 수 있다. 사용자는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 입력 수단을 이용하여 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 기동을 지시하거나 또는 얻고자 하는 영상의 화질을 입력할 수도 있다. 또한 사용자는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 출력 수단을 이용하여 선택된 관전압 및 관전류에 대한 정보를 획득하거나 또는 피사체(99)의 영상을 제공받을 수도 있다.
이하 도 2 및 도 4를 참조하여 워크 스테이션(200)에 대해 설명한다. 도 2 및 도 4를 참조하면 워크 스테이션(200)은 사용자로부터 각종 명령을 입력받고, 입력된 명령에 따른 각종 처리를 수행할 수 있다. 또한 각종 처리 결과나 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)에 의해 촬영된 방사선 영상 등 다양한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 워크 스테이션(200)은 제2 중앙 처리 장치(210), 통신 모듈(211), 입력부(212), 제2 저장부(213) 및 출력부(214)를 포함할 수 있다.
제2 중앙 처리 장치(210)는 필요한 연산 및 처리를 수행하고, 제어 명령을 생성하여 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100) 또는 워크 스테이션(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 의하면 제2 중앙 처리 장치(210)는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 제1 중앙 처리 장치(170)의 기능을 수행할 수도 있다. 이 경우 제1 중앙 처리 장치(170)는 생략될 수도 있을 것이다. 다른 실시예에 의하면 상술한 제1 중앙 처리 장치(170)가 제2 중앙 처리 장치(210)의 기능을 수행할 수도 있다. 제2 중앙 처리 장치(210)는 반도체칩 등을 이용하여 구현될 수 있다.
제2 통신 모듈(211)은 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)의 제1 통신 모듈(192)과 데이터를 송수신할 수 있다. 제2 통신 모듈(211)은 랜카드 등과 같은 유선 네트워크 장치일 수도 있고, 안테나나 무선 통신 칩 등과 같은 무선 네트워크 장치일 수도 있다. 입력부(212)는 사용자로부터 각종 정보를 입력받을 수 있다. 예를 들어 입력부(212)는 사용자로부터 촬영할 방사선 영상의 화질에 대한 설정값을 입력받을 수 있다. 입력부(212)는 예를 들어 키보드, 마우스, 키패드, 트랙볼, 트랙패드, 터치패드 또는 터치스크린 등 다양한 입력 수단을 포함할 수 있다.
제2 저장부(213)는 중앙 처리 장치(210)가 전달하는 각종 정보를 저장할 수 있다. 또한 제2 저장부(213)는 제1 데이터 내지 제3 데이터인 제1 룩업테이블 내지 제3 룩업테이블(181 내지 183)을 저장하고 있을 수도 있다. 제2 중앙 처리 장치(210)는 필요에 따라서 제2 저장부(213)로부터 제1 데이터 내지 제3 데이터를 읽고 이를 이용하여 상술한 바와 동일하거나 또는 유사한 방법으로 등가물, 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 등을 결정할 수 있다. 이 경우 제1 저장부(180)는 생략될 수도 있다. 제2 저장부(213)는 반도체 메모리 장치 및 자기 디스크 메모리 장치 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수도 있다. 출력부(214)는 사용자에게 필요한 각종 정보, 일례로 방사선 영상이나 또는 선택된 관전압 및 관전류를 제공할 수 있다. 출력부(214)는 예를 들어 디스플레이 장치, 스피커 또는 조명 등 사용자에게 정보를 표시하거나 전달할 수 있는 다양한 출력 수단을 포함할 수 있다.
이상 설명한 워크 스테이션(200)은 실시예에 따라서 생략될 수도 있다.
이하 도 19 및 도 20을 참조하여 방사선 촬영 장치의 다른 일례로 디지털 방사선 촬영 장치에 대해 설명하도록 한다. 디지털 방사선 촬영 장치의 각 부품은 상술한 컴퓨터 단층 촬영 장치의 각 부품과 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서 디지털 방사선 촬영 장치의 각 부품에 대한 구체적인 설명은 일부 생략하도록 한다. 도 19는 방사선 촬영 장치의 일례인 디지털 방사선 촬영 장치의 도면이고, 도 20은 디지털 방사선 촬영 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 19 및 도 20에 도시된 바를 참조하면 디지털 방사선 촬영 장치(5)는 방사선 촬영 모듈(300) 및 방사선 촬영 모듈(300)과 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 통해 연결될 수 있는 워크 스테이션(400)을 포함할 수 있다.
방사선 촬영 모듈(300)은 방사선을 피사체(99)를 향해 방사선을 조사하는 방사선 조사부(310) 및 방사선 검출부(320)를 포함할 수 있다. 방사선 조사부(310)는 지면과 수직 방향 또는 지면과 수평한 방향으로 방사선을 조사할 수 있다. 방사선 조사부(310)는 사용자의 조작에 따라 이동될 수도 있다. 방사선 조사부(310)는 방사선 튜브(311) 및 제1 콜리메이터(312)를 포함할 수 있다. 방사선 튜브(311)는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)을 통해 설명한 바와 동일하게 방사선을 생성한 후 피사체(99)로 조사할 수 있다. 이 경우 전원(350)에서 인가되는 관전압과 관전류에 따라서 상이한 방사선이 피사체(99)로 조사될 수 있다. 상술한 바와 동일하게 제1 콜리메이터(312)는 방사선 튜브(311)에서 생성된 방사선의 조사 범위 및 조사 방향을 조절할 수 있다. 피사체(99)는 거치대(360) 위의 거치면(361)에 거치될 수 있다. 거치대(360)는 제2 콜리메이터(330) 및 방사선 검출부(320)를 내장할 수 있다. 방사선 검출부(320)는 컴퓨터 단층 촬영 모듈(100)을 통해 설명한 바와 동일하게 수광한 방사선에 상응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 방사선 검출부(320)는 거치대(360) 내부에서 소정의 방향으로 이동할 수도 있다. 제2 콜리메이터(330) 역시 상술한 바와 동일하게 피사체(99)를 투과한 방사선 중 산란되지 않은 적절한 방사선만이 방사선 검출부(320)로 전달되도록 할 수 있다. 일 실시예에 의하면 상술한 방사선 조사부(310) 및 방사선 검출부(320)는 C자 형상의 C-암 모듈(c-arm module, 미도시)의 양 말단에 설치될 수도 있다. 이 경우 피사체(99)는 C-암 모듈의 양 말단 사이에 배치되고, C-암 모듈은 피사체(99)를 중심으로 회전하면서 방사선 촬영을 수행할 수 있다.
방사선 촬영 모듈(300)은 방사선 촬영 모듈(300)의 전반적인 동작을 제어하는 제3 중앙 처리 장치(390) 및 방사선 촬영 모듈(300) 제어를 위해 필요한 각종 정보를 저장하는 제3 저장부(391)를 포함할 수 있다. 제3 중앙 처리 장치(390)는 방사선 촬영 모듈(300)의 전반적인 동작을 제어하는 것 외에도 감쇠 정보를 이용하여 피사체(ob)의 하나 또는 그 이상의 등가물을 결정하고, 입력된 방사선 영상의 화질의 설정값에 따라서 등가물마다 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다. 제3 중앙 처리 장치(390)는 제1 데이터인 제1 룩업테이블을 이용하여 하나 또는 그 이상의 등가물을 결정할 수 있다. 또한 제3 중앙 처리 장치(390)는 제2 데이터인 제2 룩업테이블을 이용하여 방사선 영상의 화질에 따라 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다. 아울러 제3 중앙 처리 장치(390)는 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 이용하여 각각의 관전압 및 관전류에 따르는 피폭선량을 결정할 수 있다. 이 경우 제3 중앙 처리 장치(390)는 제3 데이터인 제3 룩업테이블을 이용하여 피폭선량을 결정할 수 있다. 아울러 제3 중앙 처리 장치(390)는 결정된 피폭선량 중에서 가장 작은 피폭선량을 선택하고, 선택한 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하도록 할 수 있다. 선택된 관전압 및 관전류는 방사선 촬영 모듈(300)의 출력부(394) 또는 워크 스테이션(400)의 출력부(414)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 사용자는 방사선 촬영 모듈(300)의 입력부(394) 또는 워크 스테이션(400)의 입력부(413)를 통하여 선택된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 조사하여 방사선 촬영을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 제3 저장부(391)는 상술한 제1 룩업테이블, 제2 룩업테이블 및 제3 룩업테이블을 저장할 수 있다.
필요에 따라서 방사선 촬영 모듈(300)은 방사선 튜브(311)의 구동을 위한 튜브 구동부(313), 제1 콜리메이터(312)의 구동을 위한 제1 콜리메이터 구동부(314), 제2 콜리메이터(330)의 구동을 위한 제 콜리메이터 구동부(331), 방사선 검출부(320)에서 출력된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하고, 생성된 방사선 영상에 대한 각종 영상 처리를 수행하는 영상 처리부(340) 및 워크 스테이션(400)과의 통신을 위한 통신 모듈(392)를 더 포함할 수 있다. 또한 방사선 촬영 모듈(300)은 키보드 등과 같은 입력부(393) 및 디스플레이 장치 등과 같은 출력부(394)를 더 포함할 수도 있다. 입력부(393)를 통해 방사선 영상의 화질에 대한 설정값이 입력될 수 있다. 이상 설명한 각 구성은 상술한 컴퓨터 단층 촬영 장치(4)와 동일하거나 거의 유사할 수 있다.
워크 스테이션(400)은 제4 중앙 처리 장치(410), 제4 통신 모듈(411), 제4 저장부(412), 입력부(413) 및 출력부(414)를 포함할 수 있다. 제4 중앙 처리 장치(410)는 워크 스테이션(400)의 전반적인 동작을 제어하면서 제3 중앙 처리 장치(390)의 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어 제4 중앙 처리 장치(410)가 등가물을 결정하고, 관전압 및 관전류를 획득하며, 피폭선량을 획득한 후 가장 작은 피폭선량을 선택하는 기능을 수행할 수도 있다. 제4 저장부(412) 역시 제3 저장부(391)의 기능을 수행할 수도 있다. 제4 통신 모듈(411)은 제3 통신 모듈(392)과 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 입력부(413)는 사용자로부터 각종 지시를 입력받을 수 있으며, 또한 제3 중앙 처리 장치(390)나 제4 중앙 처리 장치(410)에서 선택된 관전압 및 관전류의 선택 여부를 입력받을 수도 있다. 출력부(414)는 제3 중앙 처리 장치(390)나 제4 중앙 처리 장치(410)에서 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 영상 또는 사운드로 제공할 수 있다.
이상 방사선 촬영 장치(1)의 실시예로 컴퓨터 단층 촬영 장치(4) 및 디지털 방사선 촬영 장치(5)에 대해 설명하였으나, 방사선 촬영 장치(1)의 범위는 이에 한정되지 않는다. 방사선 촬영 장치(1)는 예를 들어 유방 촬영 장치일 수도 있다. 이외에도 방사선 촬영 장치(1)는 방사선 튜브 등에 관전압 및 관전류를 인가하여 방사선을 생성하여 방사선 영상을 촬영하는 다양한 종류의 촬영 장치를 모두 포함할 수 있다.
이하 도 21 및 도 22를 참조하여 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 일 실시예에 대해서 설명한다. 도 21 및 도 22는 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 21 및 도 22에 도시된 바에 따르면 먼저 제1 방사선 촬영 장치의 방사선 조사부가 피사체에 대해 방사선을 조사하면, 조사된 방사선은 피사체를 투과하여 방사선 검출부에 도달할 수 있다. 피사체를 투과하는 방사선은 내부 물질의 특성, 일례로 밀도에 따라서 감쇠하게 된다. 이 경우 일부의 방사선은 피사체를 투과하지 못하여 방사선 검출부에 도달하지 않을 수도 있다. 방사선 검출부는 피사체를 투과한 방사선을 수광하여 전기적 신호를 출력할 수 있다(s10). 제1 방사선 촬영 장치는 수광한 방사선을 기초로 수광한 방사선에 상응하는 제1 방사선 영상을 획득한다(s11). 여기서 제1 방사선 촬영 장치는 컴퓨터 단층 촬영 장치일 수도 있고, 디지털 방사선 촬영 장치일 수도 있으며, 유방 촬영 장치일 수도 있다. 이외에도 제1 방사선 촬영 장치는 방사선 튜브 등에 관전압 및 관전류를 인가하여 방사선을 생성하여 방사선 영상을 촬영하는 다양한 종류의 촬영 장치를 모두 포함할 수 있다.
제1 방사선 영상이 획득되면 사용자의 조작 또는 미리 정의된 설정에 따라서 제2 방사선 촬영 장치가 방사선 촬영 장치의 제어 방법을 수행하기 위한 동작을 개시한다(s12). 제2 방사선 촬영 장치는 컴퓨터 단층 촬영 장치, 디지털 방사선 촬영 장치 및 유방 촬영 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이외에도 제2 방사선 촬영 장치는 방사선 튜브 등에 관전압 및 관전류를 인가하여 방사선을 생성하여 방사선 영상을 촬영하는 다양한 종류의 촬영 장치를 모두 포함할 수 있다.
이하 설명되는 방사선 촬영 장치의 제어 방법이 수행되는 제2 방사선 촬영 장치와 상술한 단계 s10 및 단계 s11을 통해 방사선 영상을 촬영한 제1 방사선 촬영 장치는 서로 동일한 것일 수도 있고 상이한 것일 수도 있다. 또한 제2 방사선 촬영 장치와 제1 방사선 촬영 장치는 동종의 장치일 수도 있고 이종의 장치일 수도 있다. 만약 상술한 단계 s10 및 단계 s11에서 이용된 제1 방사선 촬영 장치와 상이한 제2 방사선 촬영 장치를 제어하는 경우, 단계 s10 및 단계 s11에서 획득된 제1 방사선 영상은 유선 또는 무선 통신 수단이나 포터블 저장 장치에 의해 제2 방사선 촬영 장치로 전달될 수 있다. 예를 들어 제1 방사선 촬영 장치에서 획득한 제1 방사선 영상이 유무선 통신 네트워크로 연결된 서버 장치에 저장되고, 제2 방사선 촬영 장치는 유뮤선 통신 네트워크를 통해 연결된 서버 장치로부터 제1 방사선 영상을 전달받을 수 있다.
제2 방사선 촬영 장치의 제어 방법이 수행되기 시작하면 제2 방사선 촬영 장치는 획득된 제1 방사선 영상을 기초로 피사체의 감쇠 정보를 획득한다(s13).
제2 방사선 촬영 장치는 제1 방사선 영상을 기초로 피사체에 대응하는 등가물을 결정할 수 있다(s14). 여기서 등가물은 물 등가 대상체(WEO)를 포함할 수 있다. 구체적으로 제2 방사선 촬영 장치는 제1 방사선 영상의 피사체의 전부 또는 일부분에 대한 감쇠 정보를 이용하여 피사체의 전부 또는 일부분에 대응하는 하나 또는 그 이상의 등가물을 결정할 수 있다. 제2 방사선 촬영 장치가 제1 방사선 촬영 장치가 동일한 경우 제2 방사선 촬영 장치는 방사선 검출부에서 출력되는 전기적 신호를 기초로 피사체에 대응하는 등가물을 결정할 수도 있다. 피사체의 각 부분마다 대응하는 복수의 등가물을 결정하는 경우, 피사체의 각 부분의 특성에 따라 대응하는 복수의 등가물의 폭은 서로 상이할 수 있다. 결과적으로 도 10에 도시된 바와 같이 하나 또는 그 이상의 등가물이 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 관전압, 감쇠율 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터인 제1 룩업 테이블을 참조하여 등가물을 결정할 수도 있다(s16). 제1 룩업 테이블은 관전압 및 감쇠율에 따라서 피사체에 대응하는 등가물을 실험적으로 계측함으로써 획득한 것일 수 있다.
이어서 제2 방사선 촬영 장치가 획득할 제2 방사선 영상의 화질이 결정될 수 있다(s14). 도 21에 도시된 바와 같이 제2 방사선 영상의 화질 수준의 결정(s15)은 제2 방사선 촬영 장치의 제어 방법이 수행된 후 수행될 수 있다. 또한 제2 방사선 영상의 화질 수준의 결정(s15)은 피사체의 감쇠 정보를 획득(s13)하기 전이나 후에 수행될 수도 있고, 피사체의 감쇠 정보 획득(s13)과 동시에 수행될 수도 있다. 뿐만 아니라 등가물이 결정(s14)된 후에 수행될 수도 있다. 제2 방사선 영상의 화질은 사용자가 키보드나 마우스 등의 입력 수단을 이용하여 선택 및 결정한 것일 수 있다. 또한 제2 방사선 영상의 화질은 미리 정의된 설정에 따라서 방사선 촬영 모듈 또는 워크스테이션의 중앙 처리 장치가 선택 및 결정한 것일 수도 있다. 방사선 영상의 화질은 잡음비, 해상도, 대조비 또는 선예도 등을 포함할 수 있다.
제2 방사선 촬영 장치는 결정된 화질 수준에 따라 각 등가물에 대한 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다(s17). 그 결과 도 12에 도시된 바와 같은 관전압 및 관전류에 대한 일 군의 데이터가 획득될 수 있다.
일 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계에 대한 제2 데이터인 제2 룩업 테이블을 참조하여 영상의 화질 수준을 기초로 등가물마다 복수의 관전압 및 관전류 집합을 결정할 수 있다(s18). 제2 룩업 테이블은 실험적으로 획득된 것일 수 있다.
복수의 관전압 및 관전류의 집합이 획득되면 획득한 관전압 및 관전류를 이용하여 복수의 관전압 및 관전류의 집합에 상응하는 예상 피폭선량을 결정할 수 있다(s19).
일 실시예에 의하면 예상 피폭선량을 획득하기 위하여 방사선의 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 제3 데이터인 제3 룩업 테이블을 이용할 수도 있다(s20). 제3 룩업 테이블은 관전압 및 관전류에 따라 발생하는 피폭선량을 계측하여 획득한 것일 수 있다.
예상 피폭선량이 획득되면 예상 피폭선량 중에서 가장 작은 예상 피폭선량이 선택되고, 선택된 예상 피폭선량에 상응하는 관전압 및 관전류가 결정될 수 있다(s21).
가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류가 결정되면, 제2 방사선 촬영 장치는 선택된 관전압 및 관전류를 디스플레이 장치 등을 통해서 사용자에게 표시함으로써 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천할 수 있다(s22).
사용자는 추천받은 관전압 및 관전류에 따라서 방사선 촬영을 수행할지 여부를 결정하고, 키보드나 마우스 등의 입력 장치를 조작하여 결정 결과를 제2 방사선 촬영 장치에 입력할 수 있다(s23).
만약 사용자가 추천받은 관전압 및 관전류에 따라서 방사선 촬영을 수행할 것을 결정하면(s24), 제2 방사선 촬영 장치는 인가된 관전압 및 관전류를 방사선 튜브에 인가하고, 방사선 튜브는 인가된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 생성할 수 있다. 생성된 방사선은 피사체에 조사되고, 방사선 검출부가 피사체를 투과한 방사선을 수광한다(s25). 제2 방사선 촬영 장치는 수광한 방사선을 이용하여 제2 방사선 영상을 생성할 수 있다(s26). 생성된 제2 방사선 영상은 디스플레이 장치 등을 통해서 사용자 등에게 표시될 수 있다(s31).
한편 사용자는 추천받은 관전압 및 관전류에 따라서 방사선 촬영을 수행하지 않고, 관전압 및 관전류를 변경하고 싶을 수도 있다(s27). 만약 사용자가 관전압 및 관전류를 변경하고 싶은 경우, 사용자는 입력 장치를 조작하여 방사선 튜브에 인가하고 싶은 새로운 관전압 및 새로운 관전류를 입력할 수 있다. 제2 방사선 촬영 장치는 변경되어 입력된 관전압 및 관전류를 방사선 튜브에 인가하고(s28), 방사선 튜브는 인가된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 생성할 수 있다. 생성된 방사선은 피사체에 조사되고, 방사선 검출부가 피사체를 투과한 방사선을 수광할 수 있다(s29). 제2 방사선 촬영 장치는 수광한 방사선을 이용하여 제2 방사선 영상을 생성할 수 있다(s30). 생성된 제2 방사선 영상은 사용자 등에게 표시될 수 있다(s31).
사용자는 표시된 관전압 및 관전류를 방사선 튜브에 인가하지 않을 것을 결정하고, 새로운 관전압 및 관전류를 입력하지도 않은 경우, 제2 방사선 촬영 장치는 미리 정해진 바에 따라 구동할 수 있다. 예를 들어 제2 방사선 촬영 장치는 방사선 촬영 동작의 종료 프로세스를 수행할 수도 있다(s32).
이하 도 23 및 도 24를 참조하여 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 다른 실시예에 대해 설명한다. 도 23 및 도 24는 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 다른 실시예에 대한 흐름도이다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 제1 방사선 촬영 장치가 피사체에 대해 방사선을 조사하고 피사체를 투과한 방사선을 수광하여(s40), 피사체에 대한 제1 방사선 영상을 획득할 수 있다(s41).
제1 방사선 영상이 획득되면 사용자의 조작 또는 미리 정의된 설정에 따라서 제2 방사선 촬영 장치가 방사선 촬영 장치의 제어 방법을 수행하기 위한 동작을 개시할 수 있다(s42). 여기서 제2 방사선 촬영 장치는 상술한 제1 방사선 촬영 장치와 동일한 것일 수도 있고 상이한 것일 수도 있다. 또한 제2 방사선 촬영 장치는 제1 방사선 촬영 장치와 동종의 장치일 수도 있고 이종의 장치일 수도 있다. 도 21 및 도 22를 통해 설명한 바와 같이 제1 방사선 촬영 장치와 제2 방사선 촬영 장치가 서로 상이한 경우 유무선 통신 네트워크나 포터블 저장 장치 등을 통해서 제1 방사선 영상이 제2 방사선 촬영 장치로 전달될 수도 있다. 제1 방사선 촬영 장치 및 제2 방사선 촬영 장치는 컴퓨터 단층 촬영 장치, 디지털 방사선 촬영 장치나 유방 촬영 장치 뿐만 아니라 방사선 튜브를 이용하여 방사선 영상을 촬영하는 다양한 종류의 촬영 장치를 모두 포함할 수 있다.
제2 방사선 촬영 장치의 제어 방법이 수행되기 시작하면 제2 방사선 촬영 장치는 획득된 제1 방사선 영상을 복수의 구역, 일례로 제1 구역 내지 제n 구역으로 구획할 수 있다(s43). 여기서 n은 1보다 큰 자연수를 의미한다.
그러면 제2 방사선 촬영 장치는 제1 방사선 영상의 제1 구역(k=1)에서의 피사체의 감쇠 정보를 획득할 수 있다(s44 내지 s46).
이어서 제2 방사선 촬영 장치는 제1 방사선 영상을 기초로 피사체의 제1 구역에 대응하는 하나 또는 그 이상의 등가물을 결정할 수 있다(s47). 여기서 등가물은 물 등가 대상체(WEO)를 포함할 수 있다. 제1 구역의 각 부분마다 복수의 대응하는 등가물을 결정하는 경우, 피사체의 각 부분의 특성에 따라 복수의 대응하는 등가물의 폭은 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 관전압, 감쇠율 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터인 제1 룩업 테이블을 참조하여 등가물을 결정할 수도 있다(s48). 상술한 바와 같이 제1 룩업 테이블은 관전압 및 감쇠율에 따라서 피사체에 대응하는 등가물을 계측하여 획득한 것일 수도 있다.
피사체에 대응하는 등가물이 결정되면 각 등가물에 대한 하나 또는 그 이상의 관전압 및 관전류를 획득할 수 있다(s50). 이를 위해서 제2 방사선 촬영 장치는 먼저 제2 방사선 영상의 화질을 결정할 수 있다.
제2 방사선 영상의 화질의 결정(s49)은 제1 구역에서의 감쇠 정보를 획득(s46)하기 전이나 후에 수행될 수도 있고, 제1 구역에서의 감쇠 정보 획득(s46)과 동시에 수행될 수도 있으며, 등가물의 결정(s47) 후에 수행될 수도 있다. 사용자가 입력 수단을 조작하여 제2 방사선 영상의 화질을 입력하여 제2 방사선 영상의 화질이 결정될 수 있다(s49). 또한 방사선 촬영 모듈 또는 워크스테이션의 중앙 처리 장치가 미리 정의된 설정에 따라 제2 방사선 영상의 화질을 결정할 수도 있다. 방사선 영상의 화질은 잡음비, 해상도, 대조비 또는 선예도 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계에 대한 제2 데이터인 제2 룩업 테이블을 참조하여 영상의 화질 수준을 기초로 등가물마다 복수의 관전압 및 관전류 집합을 결정할 수 있다(s51). 제2 룩업 테이블은 실험적으로 획득된 것일 수 있다.
복수의 관전압 및 관전류의 집합이 획득되면, 제2 방사선 촬영 장치는 획득한 관전압 및 관전류를 이용하여 예상 피폭선량을 결정할 수 있다(s52).
일 실시예에 의하면 예상 피폭선량을 획득하기 위하여 방사선의 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 제3 데이터인 제3 룩업 테이블을 이용할 수도 있다(s53). 제3 룩업 테이블은 관전압 및 관전류에 따라 발생하는 피폭선량을 계측하여 획득한 것일 수 있다.
일 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 제1 구역 내지 제n 구역마다 서로 상이한 관전압 및 관전류를 이용하여 피사체에 조사될 방사선을 생성할 수 있다. 각 구역 별로 상이한 관전압 및 관전류를 이용하여 피사체에 대한 방사선을 생성하려는 경우라면(s54의 yes), 제2 방사선 촬영 장치는 획득한 예상 피폭선량 중 가장 작은 피폭선량을 선택하고, 선택된 피폭선량에 따라서 제1 구역(k=1)에 조사될 방사선 생성을 위해 방사선 튜브에 인가될 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다(s55).
제2 방사선 촬영 장치는 상술한 단계 s46 내지 s55를 반복하여 제1 구역에서부터 제n 구역에 조사될 방사선 생성을 위해 방사선 튜브에 인가될 n개의 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다(s56 및 s57). 일 실시예에 의하면 모든 구역(제1 구역 내지 제n 구역)에 대해서 동일한 화질을 기초로 복수의 관전압 및 관전류 집합을 결정한 후(s49 내지 s51) 각 구역마다 복수의 관전압 및 관전류 중에서 예상 피폭선량이 가장 작은 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다(s52 내지 s55). 다른 실시예에 의하면 각각의 각각의 구역(제1 구역 내지 제n 구역)마다 서로 상이한 화질을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정한 후(s49 내지 s51), 각 구역마다 복수의 관전압 및 관전류 중에서 예상 피폭선량이 가장 작은 관전압 및 관전류를 결정할 수도 있다(s52 내지 s55). 물론 일부 구역의 화질은 서로 동일하고 일부 구역의 화질은 서로 상이한 것도 가능할 것이다. 이 경우(s49 내지 s51) 사용자는 각각의 구역마다 제2 방사선 영상의 화질에 대한 정보를 선택하고 이를 입력 수단을 통해 입력할 수 있다. 실시예에 따라서 사용자는 화질에 대한 정보를 순차적으로 입력할 수도 있고, 모두 함께 입력할 수도 있다. 각 구역에 대한 화질은 방사선 촬영 모듈이나 워크 스테이션의 중앙 처리 장치에 의해 미리 정의된 설정에 따라서 결정될 수도 있을 것이다. 이와 같은 방법을 통하여 제2 방사선 촬영 장치는 제1 구역 내지 제n 구역마다 대응하는 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다.
제2 방사선 촬영 장치가 인가될 복수의 관전압 및 관전류를 결정하면, 결정된 복수의 관전압 및 관전류는 디스플레이 장치 등을 통해서 사용자에게 추천될 수 있다(s61).
사용자는 추천된 관전압 및 관전류를 확인하고 추천된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 조사할 것을 승인할 수 있다(s62의 yes). 그러면 위에서 결정된 바에 따라 각 구역마다 각 구역에 대응하는 관전압 및 관전류를 방사선 튜브에 인가할 수 있다(s63). 다시 말해서 제1 구역을 촬영하는 경우 제1 구역에 대응하는 관전압 및 관전류가 방사선 튜브에 인가되고, 제k 구역(1<k≤n)을 촬영하는 경우 제k 구역(1<k≤n)에 대응하는 관전압 및 관전류가 방사선 튜브에 인가될 수 있다. 따라서 피사체의 제1 구역 내지 제n 구역에 대응하는 위치마다 서로 상이한 관전압 및 관전류의 인가에 따른 상이한 방사선이 조사될 수 있다. 조사된 후 피사체를 투과한 방사선은 방사선 검출부에 의해 수광되고(s64), 제2 방사선 촬영 장치는 수광한 방사선을 기초로 제2 방사선 영상을 생성할 수 있다(s65).
사용자는 추천된 관전압 및 관전류를 확인하고 제공된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 조사할 것을 승인하지 않을 수도 있다.(s62의 no) 이 경우 사용자는 방사선 튜브에 인가될 관전압 및 관전류를 변경할 수도 있다(s66의 yes). 사용자는 워크스테이션이나 방사선 촬영 모듈의 키보드 등과 같은 입력 수단을 조작하여 인가될 관전압 및 관전류를 변경할 수 있다.
사용자가 관전압 및 관전류를 변경하면 제2 방사선 촬영 장치는 변경된 관전압 및 관전류를 방사선 튜브에 인가하고(s67), 방사선 튜브는 인가된 관전압 및 관전류에 따라서 방사선을 생성한 후 피사체로 조사할 수 있다. 방사선 검출부는 조사된 후 피사체를 투과한 방사선을 수광할 수 있다(s68). 제2 방사선 촬영 장치는 수광한 방사선을 기초로 제2 방사선 영상을 생성할 수 있다(s69).
만약 사용자가 제공된 관전압 및 관전류를 승인하지도 않고(s62의 no), 관전압 및 관전류를 변경하지도 않는 경우(s66의 no)에는 제2 방사선 촬영 장치를 미리 정의된 설정에 따라서 동작할 수 있다. 예를 들어 제2 방사선 촬영 장치는 사용자가 승인이나 변경의 명령을 입력하지 않으면 소정의 시간이 경과된 후 사용자가 제공된 관전압 및 관전류를 승인한 것으로 판단하고, 각 구역마다 각 구역에 대응하는 관전압 및 관전류를 방사선 튜브에 인가하여 제2 방사선 영상을 획득할 수도 있다(s63 내지 s70). 또한 제2 방사선 촬영 장치는 도 25에 도시된 바와 같이 방사선 촬영과 관련된 동작을 종료할 수도 있다(s71).
다른 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 모든 구역, 다시 말해서 제1 구역 내지 제n 구역마다 서로 동일한 관전압 및 관전류를 이용하여 피사체에 조사될 방사선을 생성할 수도 있다. 이와 같이 동일한 관전압 및 관전류를 이용하여 피사체에 대한 방사선을 생성하려는 경우라면(s54의 no), 제2 방사선 촬영 장치는 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량을 획득한 후(s50 내지 s52) 획득된 정보를 저장하고 상술한 단계 s46 내지 s55를 반복하여 제1 구역에서부터 제n 구역에 조사될 방사선 생성을 위해 방사선 튜브에 인가될 n개의 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다(s58 및 s59).
상술한 바와 동일하게 일 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 모든 구역에 대해서 동일한 화질을 기초로 복수의 관전압 및 관전류 집합을 결정할 수 있다(s49 내지 s51). 다른 실시예에 의하면 제2 방사선 촬영 장치는 제1 구역 내지 제n 구역에 서로 상이한 화질을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정할 수도 있다(s49 내지 s51). 물론 실시예에 따라서 일부 구역은 서로 동일한 화질을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정하고, 다른 일부 구역은 서로 상이한 화질을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정하는 것도 가능하다. 화질은 사용자의 입력 수단의 조작에 따라 입력될 수도 있고, 중앙 처리 장치 등에 의해 결정될 수도 있다. 사용자는 각각의 구역마다 제2 방사선 영상의 화질에 대한 정보를 순차적으로 입력할 수도 있고 모두 함께 입력할 수도 있다. 복수의 관전압 및 관전류의 집합이 획득되면, 제2 방사선 촬영 장치는 획득한 관전압 및 관전류를 이용하여 예상 피폭선량을 결정할 수 있다(s52).
상술한 방법에 따라 복수의 관전압 및 관전류가 결정되면 제2 방사선 촬영 장치는 모든 구역(제1 구역 내지 제n 구역)에서 획득한 복수의 관전압 및 관전류 중에서 예상 피폭선량이 가장 작은 관전압 및 관전류를 결정할 수 있다(s60). 이 경우 각 구역마다 예상 피폭선량이 가장 작은 관전압 및 관전류를 먼저 결정하고, 결정된 관전압 및 관전류 중에서 예상 피폭선량이 가장 작은 관전압 및 관전류를 선택할 수도 있다.
제2 방사선 촬영 장치가 인가될 복수의 관전압 및 관전류를 결정하면, 결정된 복수의 관전압 및 관전류는 사용자에게 제공되고(s61), 사용자는 제공된 관전압 및 관전류를 확인하고 제공된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 조사할 것을 승인할 수 있다(s62의 yes).
이 경우 선택된 예상 피폭선량이 가장 작은 관전압 및 관전류가 방사선 튜브에 인가될 수 있다(s63). 이 경우 관전압 및 관전류는 구역(제1 구역 내지 제n 구역)에 따라 변하지 않고 일정할 수 있다. 따라서 상술한 단계 s63의 경우와 상이하게 피사체의 전 구역에 동일한 관전압 및 관전류에 의해 생성된 동일한 방사선이 조사될 수 있다. 피사체를 투과한 방사선은 방사선 검출부에 의해 수광되고(s64), 제2 방사선 촬영 장치는 수광한 방사선을 기초로 제2 방사선 영상을 생성할 수 있다(s65).
한편 사용자는 제공된 관전압 및 관전류를 확인하고 제공된 관전압 및 관전류에 따라 방사선을 조사할 것을 승인하지 않을 수 있다(s62의 no). 사용자는 필요에 따라서 워크스테이션이나 방사선 촬영 모듈의 키보드 등과 같은 입력 수단을 조작하여 인가될 관전압 및 관전류를 변경할 수 있다(s66의 yes).
사용자가 관전압 및 관전류를 변경하면 제2 방사선 촬영 장치는 변경된 관전압 및 관전류에 따라서 방사선 촬영을 수행하여 제2 방사선 영상을 획득할 수 있다(s67 내지 s69).
만약 사용자가 제공된 관전압 및 관전류를 승인하지도 않고(s62의 no), 관전압 및 관전류를 변경하지도 않는 경우(s66의 no)에는 제2 방사선 촬영 장치를 상술한 바와 같이 미리 정의된 설정에 따라서 동작할 수 있다.
1 : 방사선 촬영 장치 2 : 방사선 촬영부
3 : 프로세서 4 : 컴퓨터 단층 촬영 장치
5 : 디지털 방사선 촬영 장치 95 : 이송부
96 : 지지대 97 : 거치부
99 : 피사체 100 : 컴퓨터 단층 촬영 모듈
110 : 방사선 조사부 120 : 방사선 튜브
121 : 튜브 구동부 130 : 제1 콜리메이터
131 : 제1 콜리메이터 구동부 140 : 갠트리
141 : 보어 142 : 회전구동부
143 : 이송부 구동부 150 : 방사선 검출부
152 : 제2 콜리메이터 153 : 제2 콜리메이터 구동부
170 : 제1 중앙 처리 장치 171 : 등가물 결정부
172 : 관전압 및 관전류 획득부 173 : 피폭선량 연산부
180 : 제1 저장부 181 : 제1 룩업테이블
182 : 제2 룩업테이블 183 : 제3 룩업테이블
191 : 화상 처리부 192 : 통신 모듈
200 : 워크 스테이션 210 : 제2 중앙 처리 장치
211 : 제2 통신 모듈 212 : 입력부
213 : 제2 저장부 214 : 출력부

Claims (27)

  1. 피사체에 대한 방사선 영상을 획득하는 방사선 촬영부; 및
    피사체에 방사선을 조사하여 획득된 방사선 영상을 기초로 상기 피사체의 감쇠 정보를 획득하고, 획득하고자 하는 방사선 영상의 화질을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하고, 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정하는 프로세서;를 포함하는 방사선 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 결정된 적어도 하나의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천하는 방사선 촬영 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하고 상기 결정된 등가물을 더 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하는 방사선 촬영 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는 방사선의 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터를 참조하여 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하는 방사선 촬영 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 등가물은 물 등가 대상체(water equivalent object)를 포함하는 방사선 촬영 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계에 대한 제2 데이터를 이용하여 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하는 방사선 촬영 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 제3 데이터를 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정하는 방사선 촬영 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    사용자로부터 획득하고자 하는 방사선 영상의 화질을 입력받는 입력부;를 더 포함하는 방사선 촬영 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 피사체의 복수의 일부분마다 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물을 결정하는 방사선 촬영 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물마다 설정된 영상의 화질 및 상기 복수의 등가물을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정하고, 상기 복수의 등가물을 기초로 획득된 복수의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 복수의 예상 피폭선량을 결정하는 방사선 촬영 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 획득된 복수의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 관전압에 상응하는 방사선을 피사체 전체로 조사하도록 제어하는 방사선 촬영 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 관전압 및 상기 피사체의 복수의 일부분에 대응하는 관전류에 상응하는 방사선을 피사체의 상기 복수의 일부분에 조사하도록 제어하는 방사선 촬영 장치.
  13. 피사체에 방사선을 조사하여 방사선 영상을 획득하는 단계;
    상기 방사선 영상을 기초로 상기 피사체의 감쇠 정보를 획득하고, 설정된 영상의 화질을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하는 단계; 및
    상기 획득한 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정하는 단계;를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 획득된 적어도 하나의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천하는 단계;를 더 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  15. 제13에 있어서,
    상기 관전압 및 관전류를 결정하는 단계는 상기 방사선 영상을 이용하여 상기 피사체의 감쇠 정보를 결정하고 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하는 단계를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하는 단계는 방사선의 관전압, 감쇠 정보 및 등가물 사이의 관계에 대한 제1 데이터를 참조하여 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하는 단계를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 등가물은 물 등가 대상체를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 관전압 및 관전류를 결정하는 단계는 관전압, 등가물 및 관전류 사이의 관계에 대한 제2 데이터를 이용하여 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하는 단계를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 예상 피폭선량을 획득하는 단계는 관전압, 관전류 및 예상 피폭선량 사이의 관계에 대한 제3 데이터를 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 결정하는 단계를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    사용자로부터 영상의 화질을 입력받는 단계;를 더 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 피사체의 복수의 일부분마다 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물을 결정하는 단계;를 더 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 관전압 및 관전류를 결정하는 단계는 상기 복수의 일부분에 대응하는 복수의 등가물마다 설정된 영상의 화질 및 상기 복수의 등가물을 기초로 복수의 관전압 및 관전류를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 예상 피폭선량을 획득하는 단계는 상기 복수의 등가물을 기초로 획득된 복수의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 복수의 예상 피폭선량을 결정하는 단계를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 획득된 복수의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 관전압에 상응하는 방사선을 피사체의 전체로 조사하는 방사선 조사 단계;를 더 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 방사선 조사 단계는 상기 관전압 및 상기 피사체의 복수의 일부분에 대응하는 관전류에 상응하는 방사선을 피사체의 복수의 일부분에 조사하는 단계를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  25. 갠트리;
    상기 갠트리에 설치되고 피사체로 방사선을 조사하며 회전 가능한 방사선 조사부;
    상기 갠트리에 설치되고 상기 피사체를 투과한 방사선을 수광하고 수광한 방사선에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 방사선 검출부;
    상기 출력한 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 획득하는 영상 처리부; 및
    상기 방사선 영상을 기초로 상기 피사체의 감쇠 정보를 획득하고, 설정된 영상의 화질을 기초로 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 획득하고, 상기 획득한 적어도 하나의 관전압 및 관전류 각각에 대응하는 적어도 하나의 예상 피폭선량을 획득하는 프로세서;를 포함하는 컴퓨터 단층 촬영 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 결정된 적어도 하나의 예상 피폭선량 중 가장 작은 예상 피폭선량에 대응하는 관전압 및 관전류를 선택하고, 상기 선택된 관전압 및 관전류를 사용자에게 추천하는 컴퓨터 단층 촬영 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 피사체의 감쇠 정보를 기초로 상기 피사체에 대응하는 등가물을 결정하고 상기 결정된 등가물을 더 이용하여 상기 적어도 하나의 관전압 및 관전류를 결정하는 컴퓨터 단층 촬영 장치.
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