KR20160114429A - 나선형 ct 모드를 갖는 콘빔 ct 시스템 및 이를 사용한 영상 획득 방법 - Google Patents

나선형 ct 모드를 갖는 콘빔 ct 시스템 및 이를 사용한 영상 획득 방법 Download PDF

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안소현
성기훈
이승헌
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(의료)길의료재단
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Abstract

본 발명은 콘빔 CT와 나선형 CT 스캔을 통한 촬영이 모두 가능하여 용도가 다양한 콘빔 CT 시스템 및 이를 이용하여 명확한 영상을 획득할 수 있는 방법에 관한 것으로, 갠트리 각으로 회전가능하며 방사선을 생성하는 방사선 튜브, 상기 방사선 튜브와 대향하며 위치되는 대면적 검출기, 및 상기 방사선 튜브 및 상기 대면적 검출기 사이에 배치되는 이동가능한 테이블을 포함하며, 상기 방사선 튜브의 일 측에는 크기가 조절가능한 방사구가 형성되고, 상기 방사구의 크기에 따라 상기 방사선 튜브 내부로부터 생성된 방사선이 외부로 방사되는 콘 각도(cone angle)가 달라지는 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템을 제공한다. 이로 인하여, 획득하고자 하는 영상의 바람직한 해상도에 따라 촬영 모드를 달리하여 최적의 방사선 치료계획 및 조사되는 방사선량을 최소화할 수 있는 방사선 치료가 가능하다.

Description

나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템 및 이를 사용한 영상 획득 방법{Cone beam CT system with a spiral CT mode and a method of obtaining images using the same}
본 발명은 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템 및 이를 사용한 영상 획득 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 콘빔 CT와 나선형 CT 촬영이 모두 가능하여 용도가 다양한 콘빔 CT 시스템 및 이를 이용하여 명확한 영상을 획득할 수 있는 방법에 관한 것이다.
현재 방사선 치료 시 치료 계획용 영상은 주로 CT를 이용하여 획득된다. CT는 엑스선이 인체 내를 통과하면서 뼈, 근육, 공기층, 지방 등 밀도가 다른 물질을 통과하면서 각기 다른 투과율을 가진다는 원리를 이용하여 영상을 획득할 수 있도록 한다. 그러므로 CT 영상은 인체 내 해부학적 구조에 따라 각기 다른 그레이 스케일 화상(grey scale image)의 픽셀값을 부여받는데 이를 하운스필드 유닛(Hounsfield Unit, HU)이라 한다. 예를 들면, 뼈는 1000 HU(흰색)이며 공기는 -1000 HU(검은색)으로, 밀도에 따라 흰색과 검은색 사이에서 다양한 픽셀값들이 하운스필드 단위로 표시될 수 있다.
방사선 치료 시 효과적인 치료 계획이 세워지기 위하여서 CT 영상의 픽셀마다 가지는 하운스필드 유닛 값이 이용되어 방사선 치료 시 환자가 받게 될 예상 선량이 미리 계산된다. 이때 정확한 선량 계산을 위하여 영상이 정확한 HU 값을 나타내어야 한다. 현재 치료 계획은 부채꼴형 방사선속 CT(fan beam CT)를 이용하는데 부채꼴형 방사선속 CT는 1 차원(1 dimension) 또는 2 차원(2 dimensions)의 검출기를 이용하기 때문에 산란선이 거의 불포함되어 영상의 HU 값이 환자의 해부학적 구조를 실질적으로 정확하게 나타낼 수 있다.
하지만 이와 같은 부채꼴형 방사선속 CT가 환자를 중심으로 나선형으로 영상을 촬영하는 동안에 환자에게 조사되는 엑스선 영역이 중첩되어 환자가 받는 방사선량이 증가한다. 이러한 문제를 해결한 것으로, 환자에게 조사되는 방사선량을 감소시킬 수 있는 콘빔 CT가 등장하였다.
콘빔 CT는 환자에게 부여되는 선량이 상대적으로 낮다는 장점이 있으며, 환자가 위치되는 테이블이 이동할 필요 없이 엑스선 튜브와 대면적 검출기가 한번 회전하면서 촬영이 가능하여 방사선 치료 장비에 부착되어 환자 셋업을 확인할 때 사용된다.
하지만 이러한 콘빔 CT는 대면적 검출기가 사용됨으로써 획득되는 영상에 다량의 산란선이 포함되어 HU 값의 정확성이 저하된다는 한계가 있다. 이에 따라 현재는 통상적으로, 더 정확한 치료를 위하여서 치료 계획용 CT 및 방사선 치료용 CT 촬영이 별도 장치들에 의해 수행된다.
치료 계획용 CT 및 방사선 치료용 CT가 별도 장치들에 의해 수행됨으로써, 치료 계획용 CT에 의하여 환자들은 다량의 방사선에 노출될뿐만 아니라, 장치들이 고가이므로 경제적인 부담도 증가하며, 병원 측에서는 장치들이 대부분 기본적으로 크기가 커서, 이를 수용할 수 있는 공간이 충분하게 마련되어야만 한다는 단점들이 있다.
이와 관련된 종래기술로서, 미국등록특허 제6,421,411호는 산란선에 의하여 영상의 해상도 및 정확성을 저하시키는 아티팩트(artifact)를 감소시킬 수 있는 나선형 CT 시스템 및 방법을 제공한다. 이에 따르면, CT 장치가 나선형으로 촬영 대상을 촬영하면서 이를 통하여 다수의 이미지를 획득하고, 각 검출기의 열에 대한 이미지가 재구성되고, 검출기의 콘 각도가 결정되고, 재구성된 이미지 픽셀의 거리와 검출기의 콘 각도에 따라 z-smoothing이 이루어짐으로써 더 선명하고 정확한 이미지를 획득할 수 있다.
하지만, 이와 같은 CT 시스템으로는 여전히 종래의 나선형 CT와 마찬가지로 스캔에 따라 조사되는 방사선량이 콘빔 CT 장치를 사용할 경우보다 많다는 문제점이 있어, 주기적이거나 장기적인 방산선 치료를 필요로 하는 환자에게 사용되는 것은 바람직하지 않다. 이에 따라서, 선명한 이미지를 획득하기 위해서는 개시된 나선형 CT 시스템을 사용하더라도, 추후 치료를 위한 CT 장치로서는 콘빔 CT 시스템이 사용되는 것이 바람직하여, 결국 한가지 장치로만은 치료를 진행하는 데에는 한계가 있다.
따라서, 필요에 따라 다양한 해상도의 영상을 제공하며, 조건에 따른 최적의 방사선량으로 방사선 치료를 진행할 수 있는 통합형 CT 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것이다.
보다 구체적으로, 나선형 CT 스캔 모드 및 콘빔 CT 스캔 모드를 가짐으로써 다양한 용도로 사용될 수 있는 콘빔 CT 시스템을 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 나선형 CT 스캔 모드로 설정된 경우에, 대면적 검출기의 일부만이 사용될 수 있는 콘빔 CT 시스템을 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 콘빔 CT 스캔 모드로 설정된 경우에, 명확한 이미지를 얻을 수 있도록 촬영 중에 방사선 튜브 및 대면적 검출기가 회전되는 방향을 설정할 수 있는 콘빔 CT 시스템을 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 방사선 튜브로부터 조사되어 대면적 검출기에 도달하는 방사선의 콘 각도(cone angle)이 조절될 수 있도록 방사구(window)의 크기가 조절 가능한 CT 시스템을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기과 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 갠트리 각으로 회전가능하며 방사선을 생성하는 방사선 튜브(100); 상기 방사선 튜브(100)와 대향하며 위치되는 대면적 검출기(200); 및 상기 방사선 튜브(100) 및 상기 대면적 검출기(200) 사이에 배치되는 이동가능한 테이블(300);을 포함하며, 상기 방사선 튜브(100)의 일 측에는 크기가 조절가능한 방사구(110)가 형성되고, 상기 방사구(110)의 크기에 따라 상기 방사선 튜브(100) 내부로부터 생성된 방사선이 외부로 방사되는 콘 각도(cone angle)가 달라지는 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템을 제공한다.
또한, 상기 방사선 튜브(100), 상기 대면적 검출기(200), 및 상기 테이블(300)과 전기적으로 연결된 제어부(1000); 상기 제어부(1000)에 전기적으로 연결된 영상 해상도 결정 유닛(1200); 및 상기 영상 해상도 결정 유닛(1200)과 각각 전기적으로 연결된 방사구 크기 조절 유닛(1100) 및 테이블 작동 유닛(1300)을 더 포함하며, 상기 방사구(110)의 크기가 상기 영상 해상도 결정 유닛(1200)에 입력되는 영상 해상도 결정값(N)에 따라 상기 방사구 크기 조절 유닛(1100)이 작동되어 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템은 상기 영상 해상도 결정값(N)이 서로 다른 영상 촬영 모드인 나선형 CT 스캔 모드 및 콘빔 CT 스캔 모드 중 어느 하나로 설정되어 작동되며, 상기 나선형 CT 스캔 모드와 상기 콘빔 CT 스캔 모드에서의 상기 방사구(110)의 크기는 서로 상이하며, 상기 나선형 CT 스캔 모드에서 콘 각도가 상기 콘빔 CT 스캔 모드에서 콘 각도보다 작은 것이 바람직하다.
또한, 상기 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템이 상기 콘빔 CT 스캔 모드로 설정된 경우, 상기 테이블(300)은 고정된 상태에서 상기 방사선 튜브(100)가 선택적으로 반시계 방향 또는 시계 방향으로 미리 결정된 소정의 갠트리 각만큼 회전하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템이 상기 나선형 CT 스캔 모드로 설정된 경우, 상기 방사선 튜브(100)가 미리 결정된 소정의 갠트리 각으로 회전하는 동안 상기 테이블(300)이 소정의 거리(d)만큼 이동하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방사선 튜브(100) 내부에는 상기 방사구(110)의 크기를 조절하는 크기 조절 수단이 구비되며, 상기 크기 조절 수단은 상기 방사구(110)와 연결된 렌즈를 포함하여 콘 각도를 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템이 사용되는 영상 획득 방법으로서, (a) 촬영 모드가 설정되는 단계(S100); (b) 상기 (a) 단계에서 설정된 촬영 모드에 따라 상기 영상 해상도 결정값(N)이 설정되는 단계(S110); (c) 상기 (b) 단계에서 설정된 영상 해상도 결정값(N)에 따라 상기 방사구(110)의 크기가 변경되는 단계(S120); (d) 상기 (c) 단계에서 크기가 변경된 방사구(110)를 통하여 상기 방사선 튜브(100)로부터 방사선이 촬영 대상(400)으로 조사되어 촬영되는 단계(S200); 및 (e) 상기 (d) 단계에서 촬영된 영상이 재구성되는 단계(S300);를 포함하는 영상 획득 방법을 제공한다.
또한, 상기 (a) 단계에서 설정된 촬영 모드가 상기 나선형 CT 스캔 모드일 경우, 상기 (d) 단계에서, 상기 영상 해상도 결정값(N)에 따라 결정되는 대면적 검출기(200)의 미리 결정된 일부 영역만이 사용되어 촬영이 이루어지며, 상기 대면적 검출기(200)의 일부 영역만이 사용되어 상기 촬영 대상(400)이 촬영되는 동시에 상기 촬영 대상(400)이 위치되는 테이블(300)이 소정의 거리(d)만큼 이동되며, 상기 거리(d)는 상기 영상 해상도 값(N)을 대면적 검출기(200)의 화소 크기와 곱한 값인 것이 바람직하다.
상기 (a) 단계에서 설정된 촬영 모드가 상기 콘빔 CT 스캔 모드일 경우에는, 상기 (d) 단계에서, 상기 방사선 튜브(100)는 상기 촬영 대상(400)을 중심으로 선택적으로 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전되어 촬영이 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하여, 획득하고자 하는 영상의 바람직한 해상도에 따라 촬영 모드를 달리하여 최적의 방사선 치료계획 및 조사되는 방사선량을 최소화할 수 있는 방사선 치료가 가능하다.
즉, 한 가지의 시스템을 사용하여 다양한 해상도의 영상들을 획득할 수 있음으로써, 환자가 노출되는 방사선량 대비 영상의 해상도의 적정 수준이 판단되면 매 치료시 해상도를 설정하여 치료를 진행할 수 있어서 환자에게 노출되는 방사선량을 최소화할 수 있다.
또한, 한 가지 시스템을 통하여서 크게 두 가지의 촬영 모드들이 가능함으로써 다수의 장치들을 사용하기 위한 비용 및 유지보수에 의해 소비되는 관리비용 등을 절감할 수 있으며, 설치에 필요한 공간이 상대적으로 작다는 장점이 있다.
또한, 나선형 CT 스캔 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템으로서 종래의 부채꼴형 방사선속 CT, 일명 팬빔(fan beam) CT 시스템과 비교하여서 더 넓은 범위의 스캔이 가능하며, 환자에게 노출되는 방사선량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템을 일 측면에서 바라본 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템이 적용된 영상 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
본 발명의 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템 및 이를 사용한 영상 획득 방법을 예로 들어 설명한다. 본 발명을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용가능하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템 및 이를 사용한 영상 획득 방법의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
또한, 이하에서 "나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템"을 편의상 "콘빔 CT 시스템"으로 지칭한다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템의 전체적인 구성을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템은, 갠트리 각으로 회전가능하며 방사선을 생성하는 방사선 튜브(100), 방사선 튜브(100)와 대향하며 위치되는 대면적 검출기(200); 및 방사선 튜브(100)와 대면적 검출기(200) 사이에 배치되는 이동가능한 테이블(300)을 포함한다.
방사선 튜브(100)는 일 측에 형성된 방사구(110)를 포함하며, 방사구(110)는 크기가 조절가능하도록 형성된 것이 바람직하다. 방사구(110)는 방사선 튜브(100) 내부로부터 생성된 방사선이 외부로 방사되는 방향 및 대면적 검출기(200) 상에 도달하게 되는 영역을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템에서는, 방사구(110)의 크기에 따라 방사선 튜브(100) 내부로부터 생성된 방사선이 외부로 방사되는 콘 각도(cone angle)가 달라질 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서 콘 각도는 방사선이 방사구(110)를 통과하는 콘 형태의 빔인 콘빔의 퍼진 정도를 나타낼 수 있다.
방사선 튜브(100) 내부에는 방사구(110)의 크기를 조절하는 크기 조절 수단(미도시)이 구비되는 것이 바람직하며, 크기 조절 수단은 방사구(110)와 연결된 렌즈를 포함하여 방사구(110)를 통과하는 방사선의 집속 또는 퍼짐 형태를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 방사구(110)의 크기가 달라짐에 따라서 크기 조절 수단은 다수 겹의 렌즈로 형성될 수도 있으며, 또는 방사구(110)의 크기와 대응되는 크기의 다른 두께 또는 형태의 집속 수단들이 다수 개 구비되어 교체가능하도록 구성될 수도 있다. 방사구(110)와 연결된 크기 조절 수단은 상기 제시된 어느 한 가지 형태로 형성될 수 있으나, 이로 제한하지는 않는다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 방사선 튜브(100)는 테이블(300)을 기준으로 하여 갠트리 각으로 회전가능하다. 여기서 갠트리 각이라 함은, 방사선 튜브(100)가 장착된 콘빔 CT 시스템의 갠트리가 테이블(300)을 기준으로 회전하는 각을 의미한다.
대면적 검출기(200)는 방사선 튜브(100)와 대향하도록 배치되어 방사선 튜브(100)와 동일한 갠트리 각만큼 이동하며, 이때 방사선 튜브(100) 및 테이블(300)의 이동 속도는 동일하다. 이에 따라 촬영 대상(400)이 테이블(300) 상에 배치되면 방사선 튜브(100) 및 대면적 검출기(200)가 테이블(300)을 중심으로 회전하면서 촬영이 이루어질 수 있다.
도 3 및 도 4를 더 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템 및 이를 사용한 영상 획득 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시트템은 방사선 튜브(100), 대면적 검출기(200), 및 테이블(300)과 전기적으로 연결된 제어부(1000), 제어부(1000)에 전기적으로 연결된 영상 해상도 결정 유닛(1200), 및 영상 해상도 결정 유닛(1200)과 전기적으로 각각이 연결된 방사구 크기 조절 유닛(1100)와 테이블 작동 유닛(1300)을 더 포함한다.
방사구(110)의 크기는 영상 해상도 결정 유닛(1200)에 입력되는 영상 해상도 결정값(N)에 따라 방사구 크기 조절 유닛(1100)이 작동되어 결정되는 것을 특징으로 한다. 이때 방사구 크기 조절 유닛(1100)은 방사구(110)와 연결된 크기 조절 수단과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 크기 조절 수단도 방사구 크기 조절 유닛(1100)에 의하여 작동될 수 있다.
영상 해상도 결정 유닛(1200)을 통하여서 요구되는 해상도가 영상 해상도 결정값(N) 형태로 본 발명의 콘빔 CT 시스템에 입력되어 결과적으로는 방사선량을 최소화하여 방사선 치료가 진행될 수 있다. 영상 해상도 결정값(N)은 대면적 검출기(200)에서 몇 줄(row)의 화소를 이용할지 결정하는데 사용된다. 영상 해상도 결정 유닛(1200)에 영상 해상도 결정값(N)이 입력됨으로써, 영상 촬영 모드인 나선형 CT 스캔 모드 또는 콘빔 CT 스캔 모드 중 어느 하나로 설정되어 작동되어 촬영 대상(400)의 촬영이 이루어진다.
촬영은 제어부(1000)와 전기적으로 연결된 영상 촬영 유닛(1400)에 의하여 이루어지며, 영상 촬영 유닛(1400)은 큰 개념으로서 영상을 촬영하는 데에 실질적으로 요구되는 방사선 튜브(100), 방사선 튜브(100)가 장착된 갠트리, 방사선 튜브(100)와 대향하며 위치하는 대면적 검출기(200), 및 촬영되는 다수의 영상들을 저장하는 컴퓨터와 같은 장치들을 포함할 수 있다. 콘빔 CT 시스템은 영상 촬영 유닛(1400)과 영상 해상도 결정 유닛(1200)에 전기적으로 연결된 영상 재구성 유닛(1500)을 더 포함할 수 있다.
영상 해상도 결정 유닛(1200)에 의하여 영상 해상도 결정값(N)이 입력되어 영상 촬영 모드가 정해질 수 있다. 이때, 나선형 CT 스캔 모드와 콘빔 CT 스캔 모드에서의 방사구(110)의 크기는 서로 상이하며, 나선형 CT 스캔 모드에서 콘 각도(β)가 상기 콘빔 CT 스캔 모드에서 콘 각도(α)보다 작은 것이 바람직하다.
나선형 CT 스캔 모드에서 콘 각도(β)가 작음으로써, 대면적 검출기(200)에 도달하는 방사선이 차지하는 영역은 콘빔 CT 스캔 모드의 것보다 작다. 이에 따라 대면적 검출기(200) 전부가 사용되기보다는 일부 화소만이 사용될 수 있다. 영상 해상도 결정값(N)에 따라 대면적 검출기(200)의 사용 영역이 규정될 수 있어, 콘빔 CT 시스템으로 대면적 검출기(200)의 사용 영역이 작은 나선형 CT 스캔 또는 대면적 검출기(200)의 사용 영역이 넓은 콘빔 CT 스캔이 가능하다.
한편으로, 콘빔 CT 시스템이 콘빔 CT 스캔 모드로 설정된 경우, 테이블(300)은 고정된 상태에서 방사선 튜브(100)가 선택적으로 반시계 방향(A) 또는 시계 방향(B)으로 소정의 갠트리 각으로 반복적으로 회전할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
콘빔 CT 시스템이 나선형 CT 스캔 모드로 설정된 경우, 테이블(300)은 방사선 튜브(100)가 갠트리 각으로 1회, 즉 360°회전하는 동안 미리 결정된 거리(d)만큼 이동할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 거리(d)는 상기 영상 해상도 값(N)을 대면적 검출기(200)의 화소 크기와 곱한 값인 것이 바람직하다. 다만, 이때 방사선 튜브(100)가 회전하는 갠트리 각은 어느 하나로 제한하지 않으며, 상황에 따라 미리 결정된 값으로 설정되어 촬영이 이루어질 수 있다.
테이블(300)의 이동은 콘빔 CT 시스템에 포함된 테이블 작동 유닛(1300)에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다. 테이블 작동 유닛(1300)은 영상 해상도 결정 유닛(1200)과 전기적으로 연결되어 영상 해상도 결정 유닛(1200)으로부터 영상 해상도 값(N)을 전달받아 거리(d) 값을 계산할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템이 사용되는 영상 획득 방법을 더 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템을 사용하여 영상을 획득하는 방법으로서, 촬영 모드가 설정되는 단계(S100), 설정된 촬영 모드에 따라 영상 해상도 결정값(N)이 설정되는 단계(S110), 설정된 영상 해상도 결정값(N)에 따라 방사구(110)의 크기가 변경되는 단계(S120), 크기가 변경된 방사구(110)를 통하여 방사선 튜브(100)로부터 방사선이 촬영 대상(400)으로 조사되어 촬영되는 단계(S200), 및 촬영된 영상이 재구성되는 단계(S300)를 포함하는 방법을 제공한다.
단계(S100)에서 설정된 촬영 모드가 나선형 CT 스캔 모드일 경우에는 영상 해상도 결정값(N)에 따라 결정되는 대면적 검출기(200)의 미리 결정된 일부 영역만이 사용되어 촬영이 이루어지는 것이 바람직하다. 상술된 바와 같이, 촬영 대상(400)이 촬영되는 동시에 촬영 대상(400)이 위치되는 테이블(300)이 소정의 거리(d)만큼 이동되는 것이 바람직하다.
이에 따라 나선형 CT 스캔 모드로 설정된 경우에, 방사구(110)의 크기 및 방사되는 테이블(300)이 이동가능하며, 콘빔 CT 시스템이 갖는 장점인 방사선량의 감소 효과와 더불어 신속하고 정확한 나선형 CT 스캔 모드로 촬영이 가능하다.
또한, 나선형 CT 스캔 모드 촬영 시에는 대면적 검출기(200)의 일부, 예를 들면, 1 내지 2줄의 화소만 사용되므로, 산란선이 거의 포함되지 않고 종래의 나선형 CT와 비슷한 질을 가지는 영상 획득이 가능하다. 이때 대면적 검출기(200)와 방사선 튜브(100)의 회전 속도는 영상 획득이 충분히 이루어질 만큼 천천히 이루어지는 것이 바람직하다.
단계(S100)에서 설정된 촬영 모드가 콘빔 CT 스캔 모드일 경우에, 방사선 튜브(100)는 촬영 대상(400)을 중심으로 선택적으로 반시계 방향(A) 또는 시계 방향(B)으로 회전되어 촬영이 이루어지는 것이 바람직하며, 이때 테이블(300)을 고정된 상태인 것이 바람직하다.
단계(S300)에서 촬영된 영상의 재구성은, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔 CT 시스템의 영상 재구성 유닛(1500)에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다. 영상 재구성 유닛(1500)은 획득된 영상의 산란선을 보정하는 기능의 소프트웨어 또는 알고리즘 등을 포함하는 컴퓨터와 같은 장치일 수 있으며, 영상 촬영 유닛(1400) 및 영상 해상도 결정 유닛(1200)으로부터 데이터를 전송받아 분석 및 산란선 보정을 할 수 있다. 영상 재구성 유닛(1500)에서 획득된 영상을 보정할 때, 촬영된 모드에 따라서 적용되는 산란선 보정 알고리즘이 다른 것이 바람직하다.
따라서, 상술된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르는 콘빔 CT 시스템 및 이를 사용하여 영상을 획득하는 방법에 의하여 요구되는 해상도에 따라서 한 가지 시스템을 통하여서 영상을 획득할 수 있다. 특히, 고해상도의 영상이 필요할 경우에는 나선형 CT 모드를 선택하여 촬영이 이루어질 수 있고, 해상도보다는 방사선량의 절감이 요구되는 치료계획일 경우에는 콘빔 CT 모드를 선택하여 촬영이 이루어질 수 있는 장점을 갖는다.
100: 방사선 튜브
110: 방사구
200: 대면적 검출기
300: 테이블
400: 촬영 대상
1000: 제어부
1100: 방사구 크기 조절 유닛
1200: 영상 해상도 결정 유닛
1300: 테이블 작동 유닛
1400: 영상 촬영 유닛

Claims (9)

  1. 갠트리 각으로 회전가능하며 방사선을 생성하는 방사선 튜브(100);
    상기 방사선 튜브(100)와 대향하며 위치되는 대면적 검출기(200); 및
    상기 방사선 튜브(100) 및 상기 대면적 검출기(200) 사이에 배치되는 이동가능한 테이블(300);을 포함하며,
    상기 방사선 튜브(100)의 일 측에는 크기가 조절가능한 방사구(110)가 형성되고, 상기 방사구(110)의 크기에 따라 상기 방사선 튜브(100) 내부로부터 생성된 방사선이 외부로 방사되는 콘 각도(cone angle)가 달라지는,
    나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 튜브(100), 상기 대면적 검출기(200), 및 상기 테이블(300)과 전기적으로 연결된 제어부(1000);
    상기 제어부(1000)에 전기적으로 연결된 영상 해상도 결정 유닛(1200); 및
    상기 영상 해상도 결정 유닛(1200)과 각각 전기적으로 연결된 방사구 크기 조절 유닛(1100) 및 테이블 작동 유닛(1300)을 더 포함하며,
    상기 방사구(110)의 크기가 상기 영상 해상도 결정 유닛(1200)에 입력되는 영상 해상도 결정값(N)에 따라 상기 방사구 크기 조절 유닛(1100)이 작동되어 결정되는,
    나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템은 상기 영상 해상도 결정값(N)이 서로 다른 영상 촬영 모드인 나선형 CT 스캔 모드 및 콘빔 CT 스캔 모드 중 어느 하나로 설정되어 작동되며,
    상기 나선형 CT 스캔 모드와 상기 콘빔 CT 스캔 모드에서의 상기 방사구(110)의 크기는 서로 상이하며,
    상기 나선형 CT 스캔 모드에서 콘 각도가 상기 콘빔 CT 스캔 모드에서 콘 각도보다 작은,
    나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템이 상기 콘빔 CT 스캔 모드로 설정된 경우, 상기 테이블(300)은 고정된 상태에서 상기 방사선 튜브(100)가 선택적으로 반시계 방향 또는 시계 방향으로 미리 결정된 소정의 갠트리 각만큼 회전하는,
    나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템이 상기 나선형 CT 스캔 모드로 설정된 경우, 상기 방사선 튜브(100)가 미리 결정된 소정의 갠트리 각으로 회전하는 동안 상기 테이블(300)이 소정의 거리(d)만큼 이동하는,
    콘빔 CT 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 방사선 튜브(100) 내부에는 상기 방사구(110)의 크기를 조절하는 크기 조절 수단이 구비되며,
    상기 크기 조절 수단은 상기 방사구(110)와 연결된 렌즈를 포함하여 콘 각도를 조절하는,
    나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따르는 나선형 CT 모드를 갖는 콘빔 CT 시스템이 사용되는 영상 획득 방법으로서,
    (a) 촬영 모드가 설정되는 단계(S100);
    (b) 상기 (a) 단계에서 설정된 촬영 모드에 따라 상기 영상 해상도 결정값(N)이 설정되는 단계(S110);
    (c) 상기 (b) 단계에서 설정된 영상 해상도 결정값(N)에 따라 상기 방사구(110)의 크기가 변경되는 단계(S120);
    (d) 상기 (c) 단계에서 크기가 변경된 방사구(110)를 통하여 상기 방사선 튜브(100)로부터 방사선이 촬영 대상(400)으로 조사되어 촬영되는 단계(S200); 및
    (e) 상기 (d) 단계에서 촬영된 영상이 재구성되는 단계(S300);를 포함하는,
    영상 획득 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 설정된 촬영 모드가 상기 나선형 CT 스캔 모드일 경우,
    상기 (d) 단계에서, 상기 영상 해상도 결정값(N)에 따라 결정되는 대면적 검출기(200)의 미리 결정된 일부 영역만이 사용되어 촬영이 이루어지며,
    상기 대면적 검출기(200)의 일부 영역만이 사용되어 상기 촬영 대상(400)이 촬영되는 동시에 상기 촬영 대상(400)이 위치되는 테이블(300)이 소정의 거리(d)만큼 이동되며,
    상기 거리(d)는 상기 영상 해상도 값(N)을 대면적 검출기(200)의 화소 크기와 곱한 값인,
    영상 획득 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 설정된 촬영 모드가 상기 콘빔 CT 스캔 모드일 경우에는,
    상기 (d) 단계에서, 상기 방사선 튜브(100)는 상기 촬영 대상(400)을 중심으로 선택적으로 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전되어 촬영이 이루어지는,
    영상 획득 방법.
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US6421411B1 (en) 2001-05-10 2002-07-16 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Methods and apparatus for helical image artifact reduction

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