KR20160068331A - 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160068331A KR20160068331A KR1020140173881A KR20140173881A KR20160068331A KR 20160068331 A KR20160068331 A KR 20160068331A KR 1020140173881 A KR1020140173881 A KR 1020140173881A KR 20140173881 A KR20140173881 A KR 20140173881A KR 20160068331 A KR20160068331 A KR 20160068331A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image
- ray
- region
- thickness
- mapping
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 76
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 122
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 30
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 99
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 60
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 9
- 238000009607 mammography Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 229910004611 CdZnTe Inorganic materials 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000000762 glandular Effects 0.000 description 2
- 238000012880 independent component analysis Methods 0.000 description 2
- 206010073095 invasive ductal breast carcinoma Diseases 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 239000004037 angiogenesis inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013155 cardiography Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 210000003754 fetus Anatomy 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- RQQRAHKHDFPBMC-UHFFFAOYSA-L lead(ii) iodide Chemical compound I[Pb]I RQQRAHKHDFPBMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- YFDLHELOZYVNJE-UHFFFAOYSA-L mercury diiodide Chemical compound I[Hg]I YFDLHELOZYVNJE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
- A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
- A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
- A61B6/5241—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 combining overlapping images of the same imaging modality, e.g. by stitching
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/12—Arrangements for detecting or locating foreign bodies
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/502—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of breast, i.e. mammography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/582—Calibration
- A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
- A61B6/461—Displaying means of special interest
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/482—Diagnostic techniques involving multiple energy imaging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S378/00—X-ray or gamma ray systems or devices
- Y10S378/901—Computer tomography program or processor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
Abstract
본 발명은 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 대상체의 엑스선 영상을 영역별로 분할한 뒤 각 영역에 해당하는 대상체의 두께를 추정하고, 추정된 결과를 기초로 하여 분할된 대상체의 각 영역과 캘리브레이션 팬텀(calibration phantom)영역을 매핑하여, 대상체의 각 영역에 대한 물질분리를 수행함으로써 촬영 대상의 두께의 범위가 넓은 경우, 비정상 물질의 존재범위가 좁거나 또는 존재량이 적은 경우에도, 정밀한 엑스선 영상을 제공할 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치는, 엑스선을 검출하여 엑스선 데이터를 획득하는 엑스선 검출부, 획득한 엑스선 데이터를 기초로 생성한 제 1영상을 둘 이상의 영역으로 분할하고, 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하여 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 획득하는 영상 처리부를 포함한다.
일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치는, 엑스선을 검출하여 엑스선 데이터를 획득하는 엑스선 검출부, 획득한 엑스선 데이터를 기초로 생성한 제 1영상을 둘 이상의 영역으로 분할하고, 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하여 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 획득하는 영상 처리부를 포함한다.
Description
엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
엑스선 영상 장치는 인체나 물건과 같은 대상체에 엑스선(X-ray)을 조사하고, 대상체를 투과한 엑스선을 이용하여 대상체의 내부 영상을 획득할 수 있는 장치이다. 대상체를 구성하는 물질의 특성에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로, 대상체를 투과한 엑스선의 세기 또는 강도를 검출하여 대상체의 내부 구조를 영상화할 수 있다. 엑스선 영상 장치는 대상체 내부 구조를 용이하게 파악할 수 있어, 의료분야에서 인체 내부의 병변과 같은 이상을 검출하거나 또는 공항에서 수하물 내부를 확인하는 등으로 사용되기도 한다.
구체적으로 엑스선 발생부에서 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하면 엑스선 검출부가 대상체를 투과한 엑스선을 검출하고 검출된 엑스선을 전기적인 신호로 변환한다. 전기적인 신호의 변환은 픽셀 별로 이루어지기 때문에 각 픽셀에 대응되는 전기적인 신호를 조합하여 하나의 엑스선 영상을 얻을 수 있다.
이와 같은 엑스선 영상 장치로는 디지털 엑스선 촬영 장치(Digital Radiography; DR), 컴퓨터 단층 촬영 장치(Computed tomography; CT), 유방 촬영 장치(Full Field Digital Mammography; FFDM; 마모그라피) 등을 예로 들 수 있다.
엑스선 영상 장치는 엑스선을 조사하는 엑스선 소스 및 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부를 포함하며, 엑스선 디텍터로부터 출력되는 전기적 신호에 기초하여 연산을 수행하고, 대상체 내부의 원 영상(ideal image)에 근접한 복원 영상을 생성할 수 있다. 또한, 엑스선 영상 장치는 복원 영상 또는 복원 영상에 후처리를 수행한 영상을 대상체에 대한 엑스선 영상으로 하여 디스플레이할 수 있다.
대상체의 엑스선 영상을 영역별로 분할한 뒤 각 영역에 해당하는 대상체의 두께를 추정하고, 추정된 결과를 기초로 하여 분할된 대상체의 각 영역과 캘리브레이션 팬텀(calibration phantom)영역을 매핑하여, 대상체의 각 영역에 대한 물질분리를 수행하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공 하는 것을 목적으로 한다.
촬영 대상의 두께의 범위가 넓은 경우, 비정상 물질의 존재범위가 좁거나 또는 존재량이 적은 경우에도, 정밀한 엑스선 영상을 제공할 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치는,
엑스선을 검출하여 엑스선 데이터를 획득하는 엑스선 검출부, 획득한 엑스선 데이터를 기초로 생성한 제 1영상을 둘 이상의 영역으로 분할하고, 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하여 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 획득하는 영상 처리부를 포함한다.
또한, 영상 처리부는, 분할된 제 1영상의 분할 영역별로 대상체의 두께를 추정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 추정된 대상체의 두께에 기초하여 팬텀(phantom)에 대한 제 2영상의 영역을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 기초로 제 1영상의 분할 영역 중에서 제 2영상의 결정된 영역에 매핑되는 매핑 영상을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 제 1영상의 분할 영역별로 매핑된 매핑 영상을 합성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 표시하여 물질 분리를 수행하는 것을 포함할 수 있고, 비정상 물질은, 대상체에 투여된 조영제 또는 대상체의 비정상 조직을 포함할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 조영제 또는 비정상 조직에 매핑된 제 1영상의 픽셀 위치의 영역이 강조된 강조 영상을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 영상 처리부는, 대상체에 기초하여 분할 영역의 개수 및 분할 영역의 모양을 다르게 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 제 1영상은, 대상체의 이중 에너지 엑스선(Dual Energy X-Ray)영상을 포함할 수 있다.
또한, 제 2영상은, 팬텀의 이중 에너지 엑스선(Dual Energy X-Ray)영상을 포함할 수 있다.
또한, 엑스선 영상 장치는, 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치 제어 방법은,
엑스선을 검출하여 엑스선 데이터를 획득하는 단계, 획득한 엑스선 데이터를 기초로 생성한 제 1영상을 둘 이상의 영역으로 분할하고, 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하여 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 획득하는 단계를 포함한다.
또한, 엑스선 영상 장치 제어 방법은, 분할된 제 1영상의 분할 영역별로 대상체의 두께를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 엑스선 영상 장치 제어 방법은, 추정된 대상체의 두께에 기초하여 팬텀에 대한 제 2영상의 영역을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 엑스선 영상 장치 제어 방법은, 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 기초로 제 1영상의 분할 영역 중에서 제 2영상의 결정된 영역에 매핑되는 매핑 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 엑스선 영상 장치 제어 방법은, 제 1영상의 분할 영역별로 매핑된 매핑 영상을 합성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하는 단계는, 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 표시하여 물질 분리를 수행하는 것을 포함할 수 있고, 비정상 물질은, 대상체에 투여된 조영제 또는 대상체의 비정상 조직을 포함할 수 있다.
또한, 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 표시하는 단계는, 조영제 또는 비정상 조직에 매핑된 제 1영상의 픽셀 위치의 영역이 강조된 강조 영상을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 제 1영상은, 대상체의 이중 에너지 엑스선 영상을 포함할 수 있다.
또한, 제 2영상은, 팬텀의 이중 에너지 엑스선 영상을 포함할 수 있다.
또한, 엑스선 영상 장치 제어 방법은, 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 정밀한 진단 영상을 획득할 수 있다. 이에 따라, 의료 전문가들이 대상체에서 병변의 유무, 크기 및 위치 등을 보다 정확하게 파악할 수 있다.
도 1a는 엑스선 영상 장치를 예시한 외관도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 맘모그래피를 이용한 엑스선 영상 장치의 외관을 도시한 외관도이다.
도 2는 엑스선 영상 장치의 일 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 처리부의 구성을 나타내는 제어 블록도 이다.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 제 1영상에 대해 분할을 수행할 영역을 설정한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따라 제 1영상에 대한 영역 분할을 수행하여 영역별로 대상체의 두께를 추정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 연속 두께 팬텀의 제 2영상에 표시된 매핑 영역을 나타내는 것이다.
도 8은 일 실시예에 따라 영상 매핑 방법의 개요를 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 영역별로 그에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역과 매핑하는 것을 도시한 도면이다.
도 10a는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 저 에너지 대역의 방사선 영상이 매핑된 후보 매핑 영상(520)을 도시한 도면이다.
도 10b는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 고 에너지 대역의 방사선 영상이 매핑된 후보 매핑 영상(530)을 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따라 매핑 픽셀 검출부 에서 중복된 위치에 매핑된 픽셀을 검출하는 것을 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따라 매핑 영상 생성부에서 생성된 매핑 영상을 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 조직 강조 영상을 도시한 도면이다.
도 14는 제 1영상의 분할된 영역에 대응하는 제 2영상과 매핑하여 생성한 영상을 분할된 영역별로 다시 합성하는 것을 도시한 도면이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 맘모그래피를 이용한 엑스선 영상 장치의 외관을 도시한 외관도이다.
도 2는 엑스선 영상 장치의 일 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 처리부의 구성을 나타내는 제어 블록도 이다.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 제 1영상에 대해 분할을 수행할 영역을 설정한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따라 제 1영상에 대한 영역 분할을 수행하여 영역별로 대상체의 두께를 추정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 연속 두께 팬텀의 제 2영상에 표시된 매핑 영역을 나타내는 것이다.
도 8은 일 실시예에 따라 영상 매핑 방법의 개요를 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 영역별로 그에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역과 매핑하는 것을 도시한 도면이다.
도 10a는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 저 에너지 대역의 방사선 영상이 매핑된 후보 매핑 영상(520)을 도시한 도면이다.
도 10b는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 고 에너지 대역의 방사선 영상이 매핑된 후보 매핑 영상(530)을 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따라 매핑 픽셀 검출부 에서 중복된 위치에 매핑된 픽셀을 검출하는 것을 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따라 매핑 영상 생성부에서 생성된 매핑 영상을 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 조직 강조 영상을 도시한 도면이다.
도 14는 제 1영상의 분할된 영역에 대응하는 제 2영상과 매핑하여 생성한 영상을 분할된 영역별로 다시 합성하는 것을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도 면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람 직한 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 후술된 실시예들에 따라 상세하게 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에 의한 엑스선 영상 장치는 엑스선촬영장치, 엑스선투시촬영장치, CT스캐너 등의 장치 중 하나를 의미할 수 있다.
엑스선 영상 장치는 촬영 부위, 엑스선 영상의 종류 또는 촬영 목적에 따라 그 구조나 촬영 방식이 달라질 수 있다. 예를 들어, 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 있는바, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치는 상술한 엑스선 영상 장치 중 어느 하나이거나, 두 종류 이상의 엑스선 영상 장치가 결합된 것일 수도 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위하여, 의료 영상 생성 장치가 엑스선 영상 장치 또는 맘모그래피를 이용한 엑스선 영상 장치인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 이하에서 사용되는 '엑스선 영상'이란 엑스선을 이용하여 획득된 대상체에 대한 영상을 의미한다. 또한 '대상체'는 사람의 장기, 태아, 동물, 금속, 비금속, 또는 그 일부를 의미할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한 대상체는 팬텀(Phantom)을 포함할 수도 있으며, 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미할 수 있다.
또한, 이하에서 사용되는 '사용자'는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상병리사, 의료 영상 전문가, 초음파검사자 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 1a는 엑스선 영상 장치를 예시한 외관도이다.
도 1a를 참조하면, 일반적인 엑스선 영상 장치(100a)는 엑스선 발생부(110a), 엑스선 검출부(120a), 호스트 장치(130)을 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(110a)는 대상체(35a)에 대한 엑스선 영상을 얻기 위하여 엑스선을 발생시키고, 발생된 엑스선을 피검체(30a)에 조사할 수 있다.
여기서 피검체(subject; 30a)는 인간이나 동물의 생체가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 영상 장치(100a)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이면 피검체(30a)가 될 수 있다..
또한, 대상체(35a)는 피검체(30a) 내부에서 엑스선 영상 장치(100a)를 이용한 진단의 대상이 되는 부분, 즉 엑스선 촬영 부위를 의미한다. 따라서 대상체(35a)는 머리, 흉부, 팔, 다리 등이 될 수 있다.
엑스선 발생부(110a)는 천장에서부터 상하 방향으로 이동 가능하게 장착될 수 있다. 엑스선 발생부(110a)가 상하 방향으로 이동됨으로써, 엑스선 발생부(110a)의 위치가 대상체(35a)의 위치에 대응되도록 할 수 있다. 이 때, 엑스선 발생부(110a)는 상하 방향 즉, 천정에서 바닥까지의 방향으로 이동 가능하고, 좌우 방향으로도 이동이 가능하다.
엑스선 검출부(120a)는, 대상체(35a)를 사이에 두고 엑스선 발생부(110a) 반대편에 배치되어, 엑스선 발생부(110a)에서 조사되어 대상체(35a)를 투과한 엑스선을 검출할 수 있다. 또한, 엑스선 검출부(120a)는 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환할 수 있다.
엑스선 검출부(120a)는 스탠드 상하 방향으로 이동 가능하게 장착될 수 있다. 엑스선 발생부(110a)와 마찬가지로, 엑스선 검출부(120a)의 위치를 스탠드 상하 방향으로 대상체(35a)의 위치에 대응되게 이동시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 달리, 피검체(30a)를 테이블 위에 눕히고, 엑스선 발생부(110a)를 천장에서 테이블 길이 방향으로 이동 가능하게 장착하고, 엑스선 검출부(120a)를 테이블 내부에서 테이블 길이 방향으로 이동 가능하게 장착하는 것도 가능하며, 그 외에도 다양한 형태로 엑스선 발생부 및 엑스선 검출부를 이동 가능하게 설치하는 것도 가능하다.
도 1a에 개시된 바와 같이, 엑스선 발생부(110a) 및 엑스선 검출부(120a)로부터 획득된 엑스선 데이터를 이용하여 엑스선 영상을 표시하고 데이터를 처리하는 호스트 장치(130)를 포함할 수 있다.
호스트 장치(130)에는 사용자로부터 명령을 입력 받는 입력부(131)와 엑스선 영상을 표시하는 디스플레이부(132)가 구비되어, 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
입력부(131)의 구성에 있어, 스위치, 키보드, 트랙볼, 터치 스크린, 터치 패드, 버튼, 스틱형 조작기 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
디스플레이부(132)는 브라운관(Cathod Ray Tube: CRT)이나, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광다이오드 표시장치(Light Emitting Diode: LED) 등으로 적용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 1b는 일 실시예에 따른 맘모그래피를 이용한 엑스선 영상 장치의 외관을 도시한 외관도이다.
도 1b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 맘모그래피를 이용한 엑스선 영상 장치(100b)는 크게 엑스선 발생부(110b), 엑스선 검출부(120b) 및 압착 패들(140)을 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(110b)와 엑스선 검출부(120b)는 서로 마주보도록 프레임(103)에 연결될 수 있다. 프레임(103)은 암(105)을 통해 본체(101)와 연결될 수 있으며, 암(105)은 상하 방향으로 이동하여 피검체와의 높이를 맞추거나 일정 각도로 회전하여 엑스선 영상 장치(100b)가 대상체의 단층 영상 또는 3차원 영상을 획득하게 하는 것도 가능하다.
본 실시 예에 따른 엑스선 영상 장치(100b)는 유방을 촬영하고, 유방에 대한 엑스선 영상을 생성하는데 사용될 수 있다. 즉, 대상체(object, 35b)가 유방일 수 있다. 여기에서, 대상체(35b)는 엑스선 영상 장치(100b)를 이용한 진단의 대상이 되는 피검체(subject, 30b)의 피검 부위를 의미하고, 피검체(30b)는 인체를 포함한 생체일 수 있다.
유방에 대하여 엑스선 촬영을 수행할 때에는 엑스선 발생부(110b)와 엑스선 검출부(120b) 사이에 대상체(35b)인 유방을 위치시켜, 엑스선 발생부(110b)에서 조사된 엑스선 중 유방을 투과한 엑스선이 엑스선 검출부(120b)에 의해 검출될 수 있도록 한다.
엑스선 검출부(120b)는 유방을 지지하는 지지대 또는 테이블의 역할도 수행하며 버키(bucky)라고도 불린다. 엑스선 검출부(120b)는 그 내부에 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기(121)를 포함하고, 유방과 접촉되는 유방 접촉부(123)를 포함할 수 있다. 유방 접촉부(123)는 엑스선의 투과율이 우수한 재질로 이루어질 수 있으며, 일 예로서 카본(carbon) 시트로 구현될 수 있다.
한편, 유방을 촬영하는 엑스선 영상 장치는 유방 조직 특성상 일반적인 엑스선 영상 장치와는 다른 구조적인 특징들을 포함할 수 있다. 그 중 하나가 도 1에 도시한 바와 같이 유방을 압착시키는 압착 패들(140)이다.
즉, 엑스선 검출부(120b)의 유방 접촉부(123) 상에 유방이 올려지면, 사용자가 입력부를 조작하여 압착 패들(130)을 상하 방향으로 이동시켜 유방 접촉부(123)에 올려진 유방을 압착할 수 있다.
이와 같이, 압착 패들(130)을 이용하여 유방을 압착한 후 촬영하는 이유는 유방에 대한 엑스선 노출량은 감소시키면서 유방에 대한 선명한 엑스선 영상을 얻기 위함이다.
도 2는 엑스선 영상 장치의 일 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 엑스선 영상 장치(100)는 입력부(131), 엑스선 발생부(110), 엑스선 검출부(120), 제어부(200), 저장부(300), 영상 처리부(400) 및 디스플레이부(132)를 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체(35)에 조사하는 장치로, 엑스선의 발생을 위해 엑스선 튜브를 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(110)는 설정된 촬영 영역(FOV)에 따라, 대상체(35)의 전체에 대해 엑스선을 조사할 수도 있고, 대상체(35) 내부의 일부 영역에 대해서만 엑스선을 조사할 수도 있다. 다시 말하면, 대상체(35)의 전체가 촬영 영역(FOV)로 설정된 경우, 엑스선 발생부(110)는 대상체(35) 전체에 대해 엑스선을 조사하는 반면, 대상체(35) 내부의 일부 영역만 촬영 영역(FOV)으로 설정된 경우, 엑스선 발생부(110)는 해당 영역에 대해서만 엑스선을 조사하여 엑스선의 피폭량을 감소시킬 수 있다.
엑스선 검출부(120)는 엑스선 발생부(110)에서 조사되어 대상체(35)를 투과하거나 또는 대상체(35)를 투과하지 않고 직접 전달되는 엑스선을 검출하는 장치이다. 엑스선 검출부(120)는 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환할 수 있으며, 이 때, 변환된 전기적 신호를 이하 엑스선 신호라 칭할 수 있다. 엑스선 검출부(120)에 의해 획득된 엑스선 신호는 저장부(300) 또는 영상 처리부(400)로 전달된다.
엑스선 검출부(120)는 재료 구성 방식, 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식 및 전기적 신호를 획득하는 방식에 따라 분류될 수 있다.
먼저, 엑스선 검출부(120)는 재료 구성 방식에 따라 단일형 소자로 구성되는 경우와 혼성형 소자로 구성되는 경우로 구분된다.
단일형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 단일 소재의 반도체로 구성되거나, 단일 공정으로 제조되는 경우에 해당하며, 예를 들어, 수광 소자인 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 단일하게 이용하는 경우이다.
혼성형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 각각 다른 소재로 구성되거나, 다른 공정으로 제조되는 경우에 해당한다. 예를 들어, 포토다이오드, CCD, CdZnTe 등의 수광 소자를 이용하여 엑스선을 검출하고 CMOS ROIC(Read Out Intergrated Circuit)을 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리하는 경우, 스트립 디텍터를 이용하여 엑스선을 검출하고 CMOS ROIC를 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리하는 경우 및 a-Si 또는 a-Se 플랫 패널 시스템을 이용하는 경우 등이 있다.
또한, 엑스선 검출부는(120)은 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분된다.
직접변환방식에서는, 엑스선이 조사되면 수광 소자 내부에 일시적으로 전자-정공 쌍이 생성되고, 수광 소자의 양단에 인가되어 있는 전장에 의해 전자는 양극으로 정공은 음극으로 이동하는바, 엑스선 검출부(120)는 이러한 이동을 전기적 신호로 변환한다. 직접변환방식에서 수광 소자에 사용되는 물질은 a-Se, CdZnTe, HgI2, PbI2등이 있다.
간접변환방식에서는, 엑스선 발생부(110)에서 조사된 엑스선이 섬광체(scintillator)와 반응하여 가시광 영역의 파장을 갖는 광자(photon)를 방출하면 이를 수광 소자가 감지하여 전기적 신호로 변환한다. 간접변환방식에서 수광 소자로 사용되는 물질은 a-Si 등이 있고, 섬광체로는 박막 형태의 GADOX 섬광체, 마이크로 기둥형 또는 바늘 구조형 CSI(T1) 등이 사용된다.
또한, 엑스선 검출부(120)는 전기적 신호를 획득하는 방식에 따라, 전하를 일정 시간 동안 저장한 후에 그로부터 신호를 획득하는 전하누적방식(Charge Integration Mode)과 단일 엑스선 광자에 의해 신호가 발생될 때마다 계수하는 광자계수방식(Photon Counting Mode)으로 구분된다. 엑스선 검출부(120)는 상술한 방식 중 어느 방식으로도 적용가능하다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 처리부의 구성을 나타내는 제어 블록도 이다.
도 3에 개시된 바와 같이, 영상 처리부(400)는 제 1영상 영역 분할부(410), 제 1영상 두께 추정부(420), 제 2영상 영역 결정부(430), 영상 매핑부(440), 영상 분석부(450), 강조 영상 생성부(460), 조직 특성 추정부(470), 영상 합성부(480)를 포함할 수 있다. 또한, 영상 매핑부(440)는 후보 매핑 영상 생성부(441), 매핑 픽셀 검출부(442), 매핑 영상 생성부(443)를 포함할 수 있고, 영상 분석부(450)는 기준 영역 추정부(451), 특이 영역 결정부(452)를 포함할 수 있다.
영상 처리부(400)의 구성들은 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다.
영상 처리부(400)의 구성에 따른 제어 흐름에 대하여 이하 도면은 참조하여 본 발명인 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법은, 그 목적과 대상이 혈관 조영제 또는 인체에 존재하는 비정상 조직에 대한 영상을 생성하여 표시하는 것이며, 비정상 조직은 암세포나 종양 등을 포함할 수 있다.
이후 설명하는 실시예는 유방을 촬영하는 엑스선 영상 장치와 유방에 대한 촬영 영상을 예로 들어 본 발명을 설명할 것이나, 본 발명이 특별히 유방 촬영에만 적용되는 것이 아니며, 일반적인 엑스선 영상 장치와 기타 인체의 대상체에 모두 적용 가능함은 자명할 것이다.
제 1영상은 인체의 국부 영역에 대한 다중 에너지 대역들의 제 1방사선 영상을 의미하며, 본 발명의 실시예에서는 인체의 국부 영역이 유방 조직인 것으로 설명하겠으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 또한 제 2영상은 연속 두께 팬텀(thickness variable phantom)에 대한 제 2방사선 영상을 의미하며, 팬텀(phantom)은 상기 언급한 바와 같이 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미할 수 있다.
엑스선 촬영법에 있어서, 이중 에너지 엑스선 영상 촬영(dual energy X-ray Imaging) 방법이 사용되는데 이중 에너지 엑스선 영상 촬영은 대상체에 제 1에너지의 엑스선과 제 2에너지의 엑스선을 순차적으로 조사하여 이중 에너지 엑스선 영상을 획득 하는 것이다.
예를 들어, 이중 에너지 엑스선 영상 촬영 방법에 의하면 대상체에 대한 제 1에너지의 엑스선 영상의 밝기 정보를 이용하여 제 2에너지의 세기와 양을 조절함으로써 대상체의 특성을 반영한 정확한 엑스선 영상을 획득하고 이를 통해 정확한 진단을 가능하게 할 수 있다. 제 1에너지의 엑스선과 제 2에너지의 엑스선은 일반적으로 고 에너지 대역의 방사선 영상과 저 에너지 대역의 방사선 영상의 두 가지 에너지 대역들에 대한 방사선 영상들을 이용하는 것으로 설명하며, 이는 빨간색과 파란색 파장의 에너지 대역에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
이와 같이, 이중 에너지 엑스선 영상 촬영 방법은 인체의 대상체의 촬영 영상과 팬텀 촬영 영상을 모든 픽셀에 대해 비교하여 대상체의 조직 등에 대하여 검사를 수행하는 것이다.
이때, 상기 언급한 두 가지 에너지 대역들을 벗어나는 에너지 대역을 가지는 비정상 물질에 대해서 구분해 내야 되는데, 촬영 영상을 모든 픽셀에 대하여 비교하는 경우에는 비정상 물질의 양이나 존재하는 면적이 너무 적거나 두가지 에너지 대역의 존재 범위가 너무 넓으면 비정상 물질의 존재 부분을 잘 구분해 낼 수가 없다. 따라서, 본 발명에서는 대상체의 영상을 영역별로 분할하고 대상체의 영역별 두께를 추정하여 각 두께에 해당하는 팬텀의 영역을 결정하여, 해당 영역에 대하여 픽셀 매핑을 하여 비정상 물질 부분의 영상을 구분해 내는 것에 목적이 있다. 비정상 물질은 혈관 조영제를 투입한 경우에는 조영제가 존재하는 부분이 되며, 유방 조직등에 있어서는 종양과 같은 비정상 조직이 포함될 수 있다.
유방 조직의 주요 구성 물질은 지방조직(adipose tissue)과 선상조직(glandular tissue)이며, 각 조직의 밀도는 개인마다 다를 수 있다. 따라서, 이와 같은 밀도 변화를 반영할 수 있도록 연속적인 두께를 갖는 팬텀 모델이 필요하다. 본 실시예에서는 유방 조직과 같이 지방조직과 선상조직의 2가지 물질들로 구성되고, 각 조직들이 연속적인 두께를 갖는 연속 두께 팬텀을 이용한다. 연속두께 팬텀은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고려할 수 있는 다양한 종류의 연속 두께 팬텀을 포함할 수 있다.
인체의 유방(breast) 조직을 구성하는 정상 조직은 상기 언급한 바와 같이 지방조직과 선상조직으로 구성되는데, 유방 조직에 종양과 같은 비정상 조직이 함께 섞여 있을 수 있다. 이와 같은 경우, 다중 에너지 대역들의 방사선 영상들에는 지방조직, 선상조직, 종양과 같은 비정상 조직의 총 3가지 물질이 존재한다. 주로 존재하는 2가지의 지방조직 및 선상조직과는 다른 성분을 가진 종양과 같은 비정상 조직이 포함된 경우, 유방 조직 및 연속 두께 팬텀에 대한 방사선 영상들의 매핑 결과 비정상 조직의 매핑 분포는 감쇠 계수 등의 영향 때문에 주된 조직들인 지방조직 및 선상조직의 매핑 분포와 차이가 난다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 궁극적 목적은, 주된 2가지 성분과 다른 분포 경향을 보이는 비정상 조직을 구분함으로써 비정상 조직을 강조하여 표현하는 것에 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
이하 도 4의 순서도를 중심으로, 도 3 및 도 5 내지 도 14를 참고하여 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4에 개시된 바와 같이, 제 1영상 영역 분할부(410)는 제 1영상의 영역 분할을 수행한다(S100). 상술한 바와 같이 제 1영상은 대상체의 국부 영역에 대한 다중 에너지 대역들의 제 1방사선 영상이다. 본 실시예에 따른 제 1영상은 대상체의 국부 영상이 유방 조직인 것으로 설명하며, 분할 한 영역별로 연속 두께 팬텀에 대한 방사선 영상과 매핑을 하기 위하여 제 1영상의 영역 분할을 수행한다. 영역 분할은 대상체의 종류에 따라 분할하는 영역의 개수, 구간 모양이 달라질 수 있으며, 대상체의 종류에 따라 분할하는 영역의 개수나 구간 모양에 관한 데이터를 미리 저장해 두고 그 데이터를 기초로 영역 분할을 수행할 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 제 1영상에 대해 분할을 수행할 영역을 설정한 도면이다.
도 5에 개시된 바와 같이, 도 5의 (a)는 제 1영상을 9개의 영역으로 분할한 것이며, (b)는 제 1영상을 16개의 영역으로 분할한 것이다. 도6에서는 설명의 편의를 위하여 균등한 9개의 영역과 16개의 영역으로 분할 하였으나, 상술한 바와 같이, 대상체의 종류에 따라 분할하는 영역의 개수 및 모양, 크기는 달라질 수 있는 바 도 5의 구간 분할 방법에 구속되지는 않는다.
도 6은 일 실시예에 따라 제 1영상에 대한 영역 분할을 수행하여 영역별로 대상체의 두께를 추정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 개시된 바와 같이, 제 1영상을 9개의 영역으로 분할한 경우 영역 1 내지 영역 9로 나타낼 수 있으며, 도 6은 유방 조직에 대한 제 1영상에 대하여 9개의 영역으로 분할한 것으로, 각 구간 별로 유방 조직의 두께를 추정하는 방법을 이하 구체적으로 설명한다.
다시 도 4를 참조하면, 제 1영상 두께 추정부(420)는 분할된 제 1영상에 대하여 분할된 영역 별로 대상체의 두께를 추정한다(S110). 제 1영상에 대하여 분할된 영역 별로 대상체의 두께를 추정하는 것은, 제 1영상의 분할된 영역의 두께를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 도 6에 개시된 바와 같이, 9개의 영역으로 분할된 제 1영상의 각 구간을 표시할 수 있으며 각 구간에 대하여 대상체의 두께를 추정한다. 유방 조직을 포함한 대상체는 인체의 일부분으로서 모든 영역에 대하여 두께가 일정하지 않으며, 다양한 두께를 가지는 조각들의 집합으로 구성되어 있다.
방사선 영상, 예를 들면 엑스선 영상과 관련하여 입사 세기와 투과 세기와의 관계를 설명한다. 엑스선의 투과도는 대상체의 종류, 밀도, 엑스선의 에너지 대역에 따라서 달라지며, 입사 세기(incident intensity)와 투과 세기(transmitted intensity)는 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, I(E)는 투과 세기, I0(E)는 입사 세기를 각각 나타낸다. μ(E)는 에너지 대역(E)에서의 질량 감쇠 계수(mass attenuation coefficient)를 나타내고, ρ는 피사체의 밀도를 나타내고, x는 피사체의 두께를 나타낸다. 이와 같은 원리는 Beer-Lambert Law로써, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
일반적으로, 물질의 종류 및 에너지 대역에 따라 엑스선 감쇠 계수에 차이가 있다. 예를 들면, 에너지 대역 별로 지방조직(adipose tissue), 선상조직(glandular tissue), 침윤성 유관상피암 조직(IDC; Infiltrating Ductal Carcinoma)등의 엑스-레이 감쇠 계수(attenuation coefficient)가 서로 상이할 수 있다.
두 가지 이상의 다중 에너지 대역들의 방사선을 사용하는 경우, 각 에너지 대역별 영상(I1, I2, I3,…, In, 여기서 n은 에너지 대역)은 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, wn은 에너지대역(n)의 엑스-레이 입사 세기, 
로서 각 위치벡터(r)에서의 물질 밀도 투사영상(material density projections)를 각각 나타낸다. 수학식 2에서 각 에너지 대역별 영상(I1, I2, I3,…, In, 여기서 n은 에너지 대역)이 얻어질 경우, 각각의 에너지 대역별 영상으로부터 물질 밀도 투사영상(Ci)을 구함으로써, 대상체의 국부 영역 조직의 물질들을 분리할 수 있다.
대상체의 국부 영역 조직의 구성 물질의 감쇠 베이시스(attenuation basis)의 개수는 두 개이다. 즉, 감쇠 베이시스는 광전흡수(photoelectric absorption) 및 컴프턴 산란(Compton scattering)이기 때문에, 최대 두 가지의 물질이 섞여있는 경우 각 물질을 구분할 수 있다. 다중 에너지 대역들의 제 1 방사선 영상은 다음의 수학식 3과 같은 모델로 근사화할 수 있다.
수학식 3에서 Itr(E)은 대상체를 통과한 엑스선의 강도(intensity), Iinit(E)은 촬영 대상을 통과하기 전의 엑스선의 강도, μf는 지방조직의 감쇠 계수, tf는 지방조직의 두께, μg는 선상조직의 감쇠 계수, tg는 선상조직의 두께이다. 수학식 3에서 알 수 있듯이, 촬영 대상이 되는 유방 조직은 지방조직과 선상 조직의 조합으로 이루어진다.
수학식 3에서 감쇠 계수들인 μf와 μg는 이미 알려져 있으므로, 미지수는 tf와 tg이다. 따라서, 다중 에너지 대역들의 제 1 방사선 영상과 같은 서로 다른 관전압(tube voltage)의 엑스선 영상을 촬영할 수 있으면, 각각의 물질의 두께를 알 수 있다.
후술할 바와 같이, 제 1영상에 해당하는 유방 조직의 두께를 추정하는데 있어서, 각 조직들이 연속적인 두께를 갖는 연속 두께 팬텀을 이용할 수 있다. 모든 밀도에 대하여 팬텀 영상을 촬영할 필요 없이 연속 두께 팬텀에 대한 방사선 영상 한장으로 대상체의 국부 영역의 물질 비 및 물질 두께를 추정할 수 있다. 다만, 본 실시예는 이에 한정되지 않고, 연속 두께 팬텀 외에도 이와 유사한 특성을 갖는 다른 종류의 팬텀을 이용할 수 있다. 제 1영상과 제 2영상을 매핑시켜 매핑 영상을 생성하고, 유방 조직의 두께가 연속 두께 팬텀에 매핑된 결과로부터 유방 조직의 두께를 추정할 수 있다. 영상 매핑과 관련하여 유방 조직의 두께를 추정하는 방법은 후술하여 상세히 설명 한다.
상술한 방법 이외에도, 제 1영상의 영역에 따라 대상체인 유방 조직의 두께를 추정할 수 있다. 이는 촬영된 1영상으로부터 직접 측정할 수도 있고, 미리 정해진 일정 데이터에 기초하여 영역별 두께를 추정할 수도 있다. 제1영상 두께 추정부(420)는 미리 측정되어 저장되어 있는 데이터로부터 영역별 두께를 측정할 수도 있고, 사용자는 영역별 두께 데이터를 입력할 수도 있다. 도 6을 참조할 때, 예를 들어 영역 1의 두께는 9cm이고 영역 2의 두께는 11cm에 해당하는 것으로 측정이 가능하고 균일하지 않은 두께의 영역에 대해서는 영역의 볼륨 형태에 기초하여 평균 두께를 측정할 수도 있다.
도 3및 도 4를 참조하면, 제 2영상 영역 결정부(430)는 상기 추정된 제 1영상의 영역에 따른 대상체의 두께에 기초하여 제 2영상의 매핑 영역을 결정한다(S120). 제 2영상은 연속 두께 팬텀에 대한 방사선 영상이며, 제 1영상과 매핑을 수행하기 위하여 제 2영상의 매핑 영역을 결정하는 것이다.
도 7은 일 실시예에 따라 연속 두께 팬텀의 제 2영상에 표시된 매핑 영역을 나타내는 것이다.
도 7에 개시된 바와 같이, 도 6의 제 1영상의 분할된 각 영역에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역이 (a) 내지 (i)에 도시되어 있는데, 연속 두께 팬텀에서 굵은 선의 영역으로 표시된 부분이 제 1영상의 영역에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역이다. 제 1영상의 영역에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역은 캘리브레이션 팬텀(calibration phantom)영역이고, 후술할 바와 같이 캘리브레이션 팬텀을 이용하여 제 1영상과 제 2영상의 영역에 대한 매핑을 수행한다.
제 1영상의 분할된 각 영역의 대상체의 두께에 해당하는 제 2영상의 매핑 영역이 '선'이 아니라 '영역'인 것은, 제 1영상으로부터 추정된 대상체의 두께가 비정상 물질의 존재로 인하여 추정된 두께와 오차가 존재할 수 있기 때문이다.
제 1영상의 분할된 각 영역에 해당하는 대상체의 두께로부터 제 2영상의 매핑 영역을 결정함에 있어서, 연속 두께 팬텀의 제 2영상에 대해 저장부(300)에 미리 저장되어 있는 데이터를 기반으로 결정한다. 즉, 제 2영상 영역 결정부(430)는, 연속 두께 팬텀의 전체 영역 중에서 대상체의 두께에 따라 대응시켜 놓은 팬텀의 제 2영상의 영역별 데이터를 이용하여 제 1영상과 매핑시킬 제 2영상의 영역을 결정한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 영상 매핑부(440)는 제 1영상의 분할된 영역별로 추정된 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 매핑을 수행할 수 있다(S130). 상술한 바와 같이 분할된 제 1영상과, 분할된 제 1영상의 영역에 대응되는 제 2영상의 영역 간에 매핑을 수행하는데, 이하 도 8 내지 도 11를 통해 영상 매핑을 상세히 설명 한다.
영상 매핑부(440)는 제 1영상의 분할된 영역에서 동일한 위치의 픽셀들 마다 제 2방사선 영상의 매핑 영역들에 각각 매핑하고, 이와 같은 동일한 위치의 픽셀들이 제 2방사선 영상에 각각 매핑된 결과로부터 제 2방사선 영상의 중복된 위치에 매핑된 픽셀을 검출하여 매핑 영상을 생성한다(S140).
도 3을 참조하면, 영상 매핑부(440)는 후보 매핑 영상 생성부(441), 매핑 픽셀 검출부(442) 및 매핑 영상 생성부(443)로 구성될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 영상 매핑 방법의 개요를 나타낸 도면이다.
도 8에 개시된 바와 같이, 유방 조직에 대한 제 1영상(500)의 한 픽셀(501)은 연속 두께 팬텀으로부터 영역이 결정된 제 2영상의 매핑 영역(510)에 매핑될 수 있다. 이 때, 픽셀(501)의 강도(intensity)에 기초하여 매핑되며, 제 1영상(500)은 고 에너지 대역의 방사선 영상 및 저 에너지 대역의 방사선 영상 중 어느 하나이다. 도 8에서는 하나의 제 1영상(500)만이 도시 되었으나, 영상 매핑부(440)는 고 에너지 대역의 방사선 영상 및 저 에너지 대역의 방사선 영상 각각에서 동일한 위치의 픽셀(501)을 제 2영상의 매핑 영역(510)에 각각 매핑 한다.
도 9는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 영역별로 그에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역과 매핑하는 것을 도시한 도면이다.
도 9에 개시된 바와 같이, 도 6에서의 제 1영상의 분할된 영상인 (e)영역 5 부분과 (a)영역 1부분을 도 7에서 각각에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역들과 매핑을 수행할 수 있다. 즉, 제 1영상의 영역 5에 해당하는 대상체의 두께에 기초하여 저장부(300)에 저장되어 있던 제 2영상의 영역 데이터를 통하여 결정된 제 2영상의 영역과 매핑을 수행하는 것이다.
다시 도 3을 참고하면, 후보 매핑 영상 생성부(441)는 제 1영상들의 분할된 영역에서의 모든 픽셀들에 대해, 제 1영상들 각각에서 동일한 위치의 픽셀들마다 제 2영상의 해당 영역에 각각 매핑하여 대응되는 후보 매핑 영상들을 생성한다. 이에 대하여는 도 10a 내지 도 10b를 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 10a는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 저 에너지 대역의 방사선 영상이 매핑된 후보 매핑 영상(520)을 도시한 도면이다.
도 10b는 일 실시예에 따라 분할된 제 1영상의 고 에너지 대역의 방사선 영상이 매핑된 후보 매핑 영상(530)을 도시한 도면이다.
도 10a를 참고하면, 후보 매핑 영상 생성부(441)는 저 에너지 대역의 방사선 영상의 어느 하나의 픽셀을 제 2영상에 매핑하고, 매핑 결과 선(521)이 표시된 후보 매핑 영상(520)을 생성한다. 구체적으로, 도 10a에 개시된 바와 같이, 제 1영상의 영역 5에 대한 저 에너지 대역의 방사선 영상을 제 2영상에서 결정된 해당 영역(511)에 매핑하여 매핑 결과인 후보 매핑 영상(520)을 생성한다.
마찬가지로 도 10b를 참고하면, 후보 매핑 영상 생성부(441)는 고 에너지 대역의 방사선 영상의 동일한 위치의 픽셀을 제 2영상에 매핑하고, 매핑 결과 선(531)이 표시된 후보 매핑 영상(530)을 생성한다.
각각의 선들(521, 531)은 각각의 에너지 대역의 분할된 제 1영상의 어느 픽셀에 나타난 유방 조직의 두께가 연속 두께 팬텀에서 결정된 제 2영상의 매핑 영역에 매핑된 결과를 나타낼 수 있다. 여기서, 유방 조직의 두께는 맘모그래피(mammography)에 의해 유방 조직이 압착된 두께를 의미한다.
여기서, 도 10a의 선(521)과 도 10b의 선(531)의 기울기가 서로 상이할 수 있다. 왜냐하면, 유방 조직의 동일한 위치를 나타내는 동일한 위치의 픽셀이라 할지라도, 서로 다른 감쇠 계수를 갖는 서로 다른 에너지 대역의 방사선들에 의해 획득된 픽셀이기 때문이다. 즉, 동일한 위치의 픽셀이라도 픽셀의 강도(intensity)는 서로 다르다. 다시 도 3을 참고하면, 후보 매핑 영상 생성부(441)는 도 10a의 후보 매핑 영상(520) 및 도 10b의 후보 매핑 영상(530)과 같은 후보 매핑 영상들을 생성할 수 있다.
매핑 픽셀 검출부(442)는 대응되는 후보 매핑 영상들을 합성한 후 중복된 위치에 매핑된 픽셀을 검출한다. 대응되는 후보 매핑 영상들은 도 10a 의 후보 매핑 영상(520) 및 도 10b 의 후보 매핑 영상(530)과 같이 동일한 위치의 픽셀에 대한 후보 매핑 영상들을 의미한다. 매핑 픽셀 검출부(442)에 대해서는 도 11을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
도 11은 일 실시예에 따라 매핑 픽셀 검출부(442)에서 중복된 위치에 매핑된 픽셀(541)을 검출하는 것을 도시한 도면이다.
도 11을 참고하면, 합성 영상(540)은 도 10a의 후보 매핑 영상(520) 및 도 10b의 후보 매핑 영상(530)이 합성된 영상이다. 즉, 매핑 픽셀 검출부(442)는 우선, 후보 매핑 영상 생성부(441)에서 생성된 대응되는 후보 매핑 영상들을 합성할 수 있다. 합성 영상(540)에는 도 10a의 후보 매핑 영상(520)에 나타난 선(521)과 도 10b의 후보 매핑 영상(530)에 나타난 선(531)이 모두 표시되어 있다. 이와 같은 선들(521, 531)은, 앞서 설명한 바와 같이, 각각의 에너지 대역의 방사선 영상의 어느 픽셀에 나타난 유방 조직의 두께가 연속 두께 팬텀에 매핑된 결과를 의미한다. 앞서, 수학식 3에서 유방 조직의 두께를 추정하기 위하여 고 에너지 대역의 방사선 영상과 저 에너지 대역의 방사선 영상이 이용됨을 설명하였다. 즉, 수학식 3에서 두께에 관한 해(value)들은 tf, tg로 2개이므로, 이 해들을 구하기 위해서는 2개의 연립 방정식이 필요하다.
도 11을 참고하면, 2개의 연립 방정식은 서로 다른 에너지 대역들의 방사선 영상들로부터 매핑된 각각의 선들(521, 531)에 대응될 수 있다. 따라서, 합성 영상(540)에서 선들(521, 531)이 교차되는 또는 중복되는 위치의 픽셀(541)은 유방 조직의 실제 두께에 대응될 수 있다. 상세하게 설명하면, 이 픽셀(541)에 대응되는 연속 두께 팬텀의 한 점이 나타내는 두께는 유방 조직의 실제 두께이다.
즉, 매핑 픽셀 검출부(442)는 대응되는 후보 매핑 영상들이 합성된 합성 영상(540)으로부터 중복된 위치에 매핑된 픽셀(541)을 검출할 수 있다.
도 11에 도시된 픽셀(541)은 분할된 제 1영상의 어느 하나의 픽셀에 매핑된 것이다. 후보 매핑 영상 생성부(441) 및 매핑 픽셀 검출부(442)는 분할된 제 1 영상의 모든 픽셀에 대해 후보 매핑 영상들을 생성하고 합성하여 합성 영상으로부터 도 11의 픽셀(541)과 같은 중복된 위치의 픽셀들을 검출한다.
도 3을 참고하면, 매핑 영상 생성부(443)는 중복된 위치에 매핑된 픽셀을 제 2영상에 표시하여 매핑 영상을 생성한다. 매핑 영상 생성부(443)는 분할된 제 1영상의 모든 픽셀에 대응되는 매핑 픽셀들을 영역이 구분된 제 2영상에 표시하여 매핑 영상을 생성한다.
도 12는 일 실시예에 따라 매핑 영상 생성부에서 생성된 매핑 영상을 도시한 도면이다.
도 12를 참고하면, 매핑 영상(600)은 영상 매핑부(440)에서 최종적으로 생성되는 영상이다. 매핑 영상(600)에는 제 1영상들의 각 픽셀들이 모두 매핑된 결과가 표시되어 있다. 상술한 바와 같이, 대부분의 유방 조직은 정상 조직들로 구성되어 있으므로, 매핑 영상(600)에서 매핑 픽셀들이 대부분 몰려 있는 기준 영역(610)이 존재 한다. 만약, 유방 조직 내에 비정상 조직이 존재하는 경우에는 적어도 하나의 특이 영역(630)이 존재한다. 또한, 기타 영역(620)은 유방 조직을 촬영할 때, 압착되지 않은 유방 조직을 나타낸다. 본 실시예 에서는 압착된 유방 조직을 나타내는 기준 영역(610)을 주로 이용한다.
영상 분석부(450)는 생성된 매핑 영상에 기초하여 국부 영역 내의 정상 조직에 대응되는 기준 영역 및 국부 영역 내의 비정상 조직에 대응되는 특이 영역을 분석한다(S150).
도 3에 개시된 바와 같이, 영상 분석부(450)의 상세 구성은 기준 영역 추정부(451) 및 특이 영역 결정부(452)로 구성된다.
매핑 영상에서 기준 영역의 위치는 정상 조직의 두께를 나타내고, 특이 영역의 위치는 비정상 조직이 존재하는 유방 조직의 두께를 나타내는데, 기준 영역과 특이 영역의 위치가 다른 이유는 유방 조직내에 정상 조직만 존재할 때의 밀도, 감쇠 계수 등이 비정상 조직이 함께 존재할 때와 차이가 있기 때문이다. 즉, 기준 영역의 위치는 유방 조직의 전체 두께와 동일한 값에 대응되는 반면, 특이 영역의 위치는 정상 조직의 두께와는 다른 값에 대응된다.
기준 영역 추정부(451)는 상기 생성된 매핑 영상에서 기준 영역의 위치를 추정하며, 기준 영역의 위치를 추정하는 방법은 다양하나, 그 중 일부에 대해서만 설명한다.
기준 영역 추정부(451)는 생성된 매핑 영상에 매핑된 픽셀들의 분포에 기초하여 기준 영역을 추정한다. 예를 들어 도 12를 참고하면, 기준 영역 추정부(451)는 매핑 영상(600)에서 가장 많은 매핑 픽셀들이 몰려 있는 영역을 기준 영역(610)으로 추정한다. 여기서, 기준 영역이 나타내는 정상 조직의 두께는 기준 영역의 각 행에서 가장 최대가 되는 위치에 있는 픽셀에 대응된다고 추정할 수 있다.
또한, 다른 방법으로는 기준 영역 추정부(451)는 생성된 매핑 영상에 매핑된 픽셀들의 강도(intensity)에 대해 PCA(principal component analysis) 또는 ICA(independent component analysis) 알고리즘 등을 적용하여 기준 영역을 추정한다.
특이 영역 결정부(452)는 생성된 매핑 영상에서 기준 영역과 떨어진 지점에 있는 적어도 하나의 특이 영역을 결정한다. 보다 구체적으로, 특이 영역 결정부(452)는 생성된 매핑 영상에서 기준 영역으로부터 임계값 이상의 거리만큼 떨어진 지점에 있는 매핑된 픽셀을 특이 영역으로 결정하며, 여기서 임계값은 사용자의 사용 환경에 맞게 임의로 설정될 수 있다.
예를 들어 도 12를 참고하면, 특이 영역 결정부(452)는 매핑 영상(600)에서 기준 영역(610)에서 떨어진 위치에 매핑 픽셀들이 모여 있는 영역을 특이 영역(630)으로 결정한다.
일 실시예에 따르면, 매핑 영상으로부터 기준 영역으로부터 떨어진 위치에 있는 영역을 특이 영역으로 결정하는데, 이유는 상술한 바와 같이 유방 조직 내에 비정상 조직이 존재하면 밀도, 감쇠 계수 등의 차이로 인하여 매핑 영상에서 정상 조직과 다른 위치에 매핑되기 때문이다. 따라서, 특이 영역이 결정됨으로써 제 1영상의 어느 픽셀이 특이 영역의 픽셀에 매핑 되었는지 알 수 있고, 나아가 제 1영상의 어디에 비정상 조직이 위치하는지 파악이 가능하다.
다시 도 3을 참조하면, 강조 영상 생성부(460)는 제 1영상에서의 국부 영역의 형태를 갖고 분석된 특이 영역에 매핑된 제 1영상의 픽셀 위치의 영역이 강조된 조직 강조 영상을 생성한다(S160). 조직 강조 영상의 각각의 픽셀의 강도는 제 1방사선 영상의 각각의 픽셀이 기준 영역에 매핑 되었는지 또는 특이 영역에 매핑 되었는지에 따라 결정되는데, 예를 들어, 강조 영상 생성부(460)는 조직 강조 영상에서 기준 영역에 매핑된 제 1영상의 픽셀 위치의 강도(intensity)는 낮게, 특이 영역에 매핑된 제 1영상의 픽셀 위치의 강도는 높게 함으로써 비정상 조직을 강조할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 조직 강조 영상(720)을 도시한 도면이다.
도 13을 참고하면, 강조 영상 생성부(460)는 조직 강조 영상(720)을 생성한다(S160). 조직 강조 영상(720)의 형태는 제 1영상(710)에서의 유방 조직의 형태를 갖고, 조직 강조 영상(720)의 대부분의 픽셀은 기준 영역에 매핑된 것들로써 낮은 강도(intensity)이며 정상 조직을 나타낸다. 하지만, 조직 강조 영상(720)에서 특이 영역에 매핑된 픽셀들(721)은 높은 강도(intensity)로써 강조되었고, 이 픽셀들(721)은 비정상 조직을 포함한 비정상 물질을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치에 의하면, 도 13에 도시된 조직 강조 영상(720)을 생성함으로써 피검자 및 의료 전문가들에게 유방 조직 내의 비정상 조직에 대한 보다 정확한 진단정보를 제공할 수 있다. 즉, 영상 처리부(400)는 인체 장기를 구성하는 조직들의 에너지 대역별 흡수특성이 서로 다른 점을 이용하여 각 조직들의 해부학적 구조가 뚜렷하게 두드러지는 조직 강조 영상을 생성할 수 있다.
영상 처리부(400)는 조직 특성 추정부(470)를 더 포함할 수 있는데, 조직 특성 추정부(470)는 생성된 매핑 영상에서 분석된 기준 영역의 모양 및 위치에 기초하여 국부 영역의 두께 및 밀도를 추정하고, 분석된 특이 영역의 모양 및 위치에 기초하여 특이 조직의 종류를 추정한다. 구체적으로, 조직 특성 추정부(470)는 매핑 영상에서 분석된 기준 영역의 모양 및 위치에 기초하여 지방조직 또는 선상조직의 성분비와 밀도 등을 추정하는데, 비정상 조직의 크기가 큰 경우, 매핑 영상에서의 특이 영역의 위치에 따라 어떤 종류의 물질인지를 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 기초하여 대상체에 대한 제 1영상을 분할하고 분할한 각 영역에 대한 연속두께 팬텀에 대한 제 2영상의 매핑 영역을 결정하며, 분할된 제 1영상과 제 2영상의 결정된 영역을 매핑하여 매핑영상을 생성하여, 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 조직 강조영상을 생성하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 살펴 보았다.
상술한 일련의 단계에 의한 제어가 수행된 이후, 영상 합성부(480)는 제 1영상의 분할된 부분에 대하여 제 2영상과 매핑된 영역별 영상을 다시 합성하여(S170) 원래의 제 1영상을 복원할 수 있다.
도 14는 제 1영상의 분할된 영역에 대응하는 제 2영상과 매핑하여 생성한 영상을 분할된 영역별로 다시 합성하는 것을 도시한 도면이다.
도 14에 개시된 바와 같이, 분할된 제 1영상의 각 영역에 대응하는 제 2영상의 매핑 영역에 대하여 도 7에서 상술한 바에 따라 (a) 내지 (i)영상을 합성하여 제 1영상의 원 영상에 대하여 비정상 물질 부분이 표시된 영상을 획득하게 된다. 즉, 실시예에 따라 9개의 영역으로 분할되어 제 1영상과 제 2영상을 매핑하고, 유방 조직 들의 대상체 내부에 위치하는 비정상 물질들에 대한 영역별 영상을 생성 한 결과는 분할된 일 영역에 해당하고, 분할 영상들을 모두 합성하게 되면 대상체에 대한 전체 영상을 획득할 수 있다. 따라서, 영상 합성부(480)에 의하여 합성한 영상을 디스플레이부(132)를 통해 표시하여(S180) 대상체 내의 비정상 물질의 존재 부분에 대하여 확인할 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명인 대상체의 엑스선 영상을 영역별로 분할한 뒤 각 영역에 해당하는 대상체의 두께를 추정하고, 추정된 결과를 기초로 하여 분할된 대상체의 각 영역에 해당하는 캘리브레이션 팬텀 영역에 대하여 물질분리를 수행하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 대해 설명 하였다.
엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법의 예는 이에 한정되는 것이 아니며 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이다. 그러므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
110a, 110b : 엑스선 발생부
120a, 120b : 엑스선 검출부
200 : 제어부
300 : 저장부
400 : 영상 처리부
410 : 제 1영상 영역 분할부
420 : 제 1영상 두께 추정부
430 : 제 2영상 영역 결정부
440 : 영상 매핑부
441 : 후보 매핑 영상 생성부
442 : 매핑 픽셀 검출부
443 : 매핑 영상 생성부
450 : 영상 분석부
451 : 기준 영역 추정부
452 : 특이 영역 결정부
460 : 강조 영상 생성부
470 : 조직 특성 추정부
480 : 영상 합성부
120a, 120b : 엑스선 검출부
200 : 제어부
300 : 저장부
400 : 영상 처리부
410 : 제 1영상 영역 분할부
420 : 제 1영상 두께 추정부
430 : 제 2영상 영역 결정부
440 : 영상 매핑부
441 : 후보 매핑 영상 생성부
442 : 매핑 픽셀 검출부
443 : 매핑 영상 생성부
450 : 영상 분석부
451 : 기준 영역 추정부
452 : 특이 영역 결정부
460 : 강조 영상 생성부
470 : 조직 특성 추정부
480 : 영상 합성부
Claims (22)
- 엑스선을 검출하여 엑스선 데이터를 획득하는 엑스선 검출부;
상기 획득한 엑스선 데이터를 기초로 생성한 제 1영상을 둘 이상의 영역으로 분할하고, 상기 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하여 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 획득하는 영상 처리부;를 포함하는 엑스선 영상 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 분할된 제 1영상의 분할 영역별로 대상체의 두께를 추정하는 엑스선 영상 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 추정된 대상체의 두께에 기초하여 팬텀(phantom)에 대한 제 2영상의 영역을 결정하는 엑스선 영상 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 기초로 상기 제 1영상의 분할 영역 중에서 상기 제 2영상의 결정된 영역에 매핑되는 매핑 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치. - 제 4항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 제 1영상의 분할 영역별로 매핑된 매핑 영상을 합성하는 엑스선 영상 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 표시하여 물질 분리를 수행하고,
상기 비정상 물질은,
상기 대상체에 투여된 조영제 또는 상기 대상체의 비정상 조직을 포함하는 엑스선 영상 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 조영제 또는 비정상 조직에 매핑된 상기 제 1영상의 픽셀 위치의 영역이 강조된 강조 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 대상체에 기초하여 분할 영역의 개수 및 분할 영역의 모양을 다르게 결정하는 엑스선 영상 장치. - 제 1항 에 있어서,
상기 제 1영상은,
대상체의 이중 에너지 엑스선(Dual Energy X-Ray)영상을 포함하는 엑스선 영상 장치. - 제 3항 에 있어서,
상기 제 2영상은,
팬텀의 이중 에너지 엑스선(Dual Energy X-Ray)영상을 포함하는 엑스선 영상 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 저장하는 저장부;를 포함하는 엑스선 영상 장치. - 엑스선을 검출하여 엑스선 데이터를 획득하는 단계;
상기 획득한 엑스선 데이터를 기초로 생성한 제 1영상을 둘 이상의 영역으로 분할하고, 상기 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하여 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 획득하는 단계;를 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 분할된 제 1영상의 분할 영역별로 대상체의 두께를 추정하는 단계;를 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 13항에 있어서,
상기 추정된 대상체의 두께에 기초하여 팬텀에 대한 제 2영상의 영역을 결정하는 단계;를 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법 - 제 14항에 있어서,
상기 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 기초로 상기 제 1영상의 분할 영역 중에서 상기 제 2영상의 결정된 영역에 매핑되는 매핑 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 15항에 있어서,
상기 제 1영상의 분할 영역별로 매핑된 매핑 영상을 합성하는 단계;를 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 분할된 영역에 대한 물질 분리를 수행하는 단계는,
상기 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 표시하여 물질 분리를 수행하고,
상기 비정상 물질은,
상기 대상체에 투여된 조영제 또는 상기 대상체의 비정상 조직을 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 17항에 있어서,
상기 비정상 물질이 존재하는 부분에 대한 영상을 표시하는 단계는,
상기 조영제 또는 비정상 조직에 매핑된 상기 제 1영상의 픽셀 위치의 영역이 강조된 강조 영상을 생성하는 것;을 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 생성된 제 1영상을 둘 이상의 영역으로 분할하는 단계는,
상기 대상체에 기초하여 분할 영역의 개수 및 분할 영역의 모양을 다르게 결정하는 것;을 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 제 1영상은,
대상체의 이중 에너지 엑스선 영상을 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 제 2영상은,
팬텀의 이중 에너지 엑스선 영상을 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 대상체의 두께에 대응하는 제 2영상의 영역에 대한 데이터를 저장하는 단계;를 포함하는 엑스선 영상 장치 제어 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140173881A KR102369343B1 (ko) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 |
| US14/933,086 US9936932B2 (en) | 2014-12-05 | 2015-11-05 | X-ray imaging apparatus and method for controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140173881A KR102369343B1 (ko) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160068331A true KR20160068331A (ko) | 2016-06-15 |
| KR102369343B1 KR102369343B1 (ko) | 2022-03-03 |
Family
ID=56093186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140173881A KR102369343B1 (ko) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9936932B2 (ko) |
| KR (1) | KR102369343B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190123865A (ko) * | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 재단법인대구경북과학기술원 | 엑스선 장치의 캘리브레이션 방법 및 이를 위한 캘리브레이션 장치 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6072102B2 (ja) * | 2015-01-30 | 2017-02-01 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影システム及び放射線撮影方法 |
| US20180132810A1 (en) * | 2015-06-09 | 2018-05-17 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | System for determining tissue density values using polychromatic x-ray absorptiometry |
| EP3391817A4 (en) * | 2015-12-18 | 2019-08-21 | Shimadzu Corporation | X-RAY IMAGING DEVICE |
| CA3020338A1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | Memorial Sloan Kettering Cancer Center | Innate metabolic imaging of cellular systems |
| JP7023254B2 (ja) * | 2019-03-27 | 2022-02-21 | 富士フイルム株式会社 | 撮影支援装置、方法およびプログラム |
| GB202010219D0 (en) * | 2020-07-03 | 2020-08-19 | Volpara Health Tech Limited | A system and method for the quantification of contrast agent |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004275682A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Ueda Seni Kagaku Shinkokai | 粥状動脈硬化症病変部の模擬血管およびその製造方法、超音波ファントム、血流の数値解析検証用実験装置、経皮的経血管的冠動脈形成術評価試験用模擬血管 |
| JP2005040299A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Koichi Nishino | 流れ場可視化装置、液体流路モデルの製造方法及び血流シミュレーション方法 |
| WO2009119908A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | テルモ株式会社 | 生体組織立体モデル及びその製造方法 |
| US20130077845A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Thomas Flohr | Identification of potential perfusion defects |
-
2014
- 2014-12-05 KR KR1020140173881A patent/KR102369343B1/ko active IP Right Grant
-
2015
- 2015-11-05 US US14/933,086 patent/US9936932B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004275682A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Ueda Seni Kagaku Shinkokai | 粥状動脈硬化症病変部の模擬血管およびその製造方法、超音波ファントム、血流の数値解析検証用実験装置、経皮的経血管的冠動脈形成術評価試験用模擬血管 |
| JP2005040299A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Koichi Nishino | 流れ場可視化装置、液体流路モデルの製造方法及び血流シミュレーション方法 |
| WO2009119908A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | テルモ株式会社 | 生体組織立体モデル及びその製造方法 |
| US20130077845A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Thomas Flohr | Identification of potential perfusion defects |
| US9247913B2 (en) * | 2011-09-28 | 2016-02-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Identification of potential perfusion defects |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190123865A (ko) * | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 재단법인대구경북과학기술원 | 엑스선 장치의 캘리브레이션 방법 및 이를 위한 캘리브레이션 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9936932B2 (en) | 2018-04-10 |
| KR102369343B1 (ko) | 2022-03-03 |
| US20160157806A1 (en) | 2016-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102369343B1 (ko) | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 | |
| US9597046B2 (en) | Method and device for imaging soft body tissue using X-ray projection and optical tomography | |
| US10602998B2 (en) | Methods and systems for dynamically modifying acquisition parameter during image acquisition | |
| US8483458B2 (en) | Method and system for measuring visceral fat mass using dual energy x-ray absorptiometry | |
| KR101747300B1 (ko) | 영상을 처리하는 방법, 이를 수행하는 영상처리장치 및 의료영상시스템 | |
| US8983571B2 (en) | Method for measuring liver fat mass using dual-energy X-ray absorptiometry | |
| US10932740B2 (en) | Optimization of X-ray imaging during mammographic examination | |
| US8983159B2 (en) | Mammography apparatus, image processing apparatus, and image processing method | |
| JP2013545575A (ja) | Ｘ線画像処理システム及び情報提供方法 | |
| US11610347B2 (en) | Tomographic image processing apparatus and method | |
| KR102216440B1 (ko) | 엑스선 영상 생성 장치 및 방법 | |
| KR20150018665A (ko) | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 | |
| KR20160036903A (ko) | 엑스선 장치 및 그 제어방법 | |
| US10987075B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program | |
| US10765393B2 (en) | Method and image data system for generating a combined contrast medium and blood vessel representation of breast tissue to be examined, computer program product and computer-readable medium | |
| KR101860145B1 (ko) | 광자계수기반 디지털 단층영상합성 장치, 시스템에서의 이중에너지 영상화방법 및 이를 이용한 시스템 | |
| Andria et al. | Image quality evaluation of breast tomosynthesis | |
| US11944472B2 (en) | Radiographic system, radiographic apparatus, information processing apparatus, and information processing method | |
| US20240104799A1 (en) | X-ray ct apparatus and method | |
| CN113288184A (zh) | 用于双能x射线吸收测定中交叉校准的系统和方法 | |
| JP2021074461A (ja) | 画像処理装置、放射線撮影装置、画像処理方法及びプログラム | |
| KR20160056400A (ko) | 미세석회화 검출 장치 및 그 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |