KR20170060698A - 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20170060698A
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토시히로 리후
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Abstract

컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법에 대한 발명으로, 대상체에 대한 스카우트 촬영 수행시에 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고, 데이터베이스에 저장되어 있는 영상 데이터와 비교하여 대상체를 단층 촬영 하는데 필요한 방사선량을 예측할 수 있는 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치는, 대상체를 스카우트 촬영하는 촬영부, 촬영된 스카우트 촬영 영상에 기초하여 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고, 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 미리 저장된 영상 데이터 중에서 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하는 영상 처리부, 및 결정된 적어도 하나의 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 상기 대상체의 피폭 예상 방사선량을 산출하고, 산출된 방사선량에 기초하여 대상체를 단층 촬영하는 제어부를 포함한다.

Description

컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법{COMPUTED TOMOGRAPHY APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
개시된 발명은 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법에 관한 것이다.
의료 영상 장치는 대상체의 내부 구조를 영상으로 획득하기 위한 장비이다. 의료 영상 처리 장치는 비침습 검사 장치로서, 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름 등을 촬영 및 처리하여 사용자에게 보여준다. 의사 등의 사용자는 의료 영상 처리 장치에서 출력되는 의료 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.
환자에게 엑스선(X-ray)을 조사하여 대상체를 촬영하기 위한 의료 영상 장치로는 대표적으로 컴퓨터 단층 촬영(CT: Computed Tomography)장치가 있다. 이러한 컴퓨터 단층 촬영장치는 엑스선을 여러 방향에서 투과시켜 컴퓨터로 영상을 재구성할 수 있고, 대상체를 구성하는 조직에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로 이를 수치화한 감쇠계수(attenuation coefficient)를 이용하여 대상체의 내부구조를 영상화할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영(CT)장치는 대상체에 대한 단면 영상을 제공할 수 있고, 일반적인 X-ray 장치에 비하여 대상체의 내부 구조(예컨대, 신장, 폐 등의 장기 등)가 겹치지 않게 표현할 수 있다는 장점이 있어서, 질병의 정밀한 진단을 위하여 널리 이용된다.
컴퓨터 단층 촬영장치에 의해서 단층 촬영 영상을 획득하는데, 단층 촬영장치를 이용하여 대상체에 대한 단층 촬영을 수행하고, 로 데이터(raw data)를 획득한다. 그리고, 획득한 로 데이터를 이용하여 단층 촬영 영상을 복원(reconstruction)하게 된다. 여기서, 로 데이터는 엑스선을 대상체로 조사(projection)하여 획득한 프로젝션 데이터(projection data), 또는 프로젝션 데이터의 집합인 사이노그램(sinogram)이 될 수 있다.
대상체에 대한 컴퓨터 단층 촬영에 앞서, 엑스선 소스에 적용되는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초첨 크기(focal spot size)등의 노출 파라미터를 제어하기 위해 저선량의 엑스선으로 프리 샷(pre-shot) 또는 스카우트(scout) 촬영을 수행할 수 있다.
대상체에 대한 스카우트 촬영 수행시에 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고, 데이터베이스에 저장되어 있는 영상 데이터와 비교하여 대상체를 단층 촬영함에 있어서 대상체에 피폭되는 방사선량을 예측할 수 있는 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법을 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치는,
대상체를 스카우트 촬영(scout scan)하는 컴퓨터 단층 촬영장치에 있어서, 상기 대상체를 스카우트 촬영하는 촬영부, 상기 촬영된 스카우트 촬영 영상에 기초하여 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고, 상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 상기 미리 저장된 영상 데이터 중에서 상기 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하는 영상 처리부, 및 상기 결정된 적어도 하나의 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 상기 대상체의 피폭 예상 방사선량을 산출하고, 상기 산출된 방사선량에 기초하여 상기 대상체를 단층 촬영하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 촬영부는, 상기 대상체의 상면(top view) 및 상기 대상체의 측면(lateral view) 중 적어도 하나를 스카우트 촬영할 수 있다.
또한, 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터는, 상기 대상체의 상면에 대한 영상 데이터 및 측면에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터는, 상기 대상체의 투사 영상 분포(projection profile) 데이터, 상기 대상체의 골격 구조(bone structure) 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽(contour) 영상 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 촬영된 스카우트 촬영 영상의 밝기 및 영상 신호의 세기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 상기 대상체의 골격 구조 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 획득된 대상체의 투사 영상 분포 데이터와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터를 비교할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 획득된 대상체의 골격 구조 영상 데이터와 미리 저장된 골격 구조 영상 데이터를 비교할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 획득된 대상체의 윤곽 영상 데이터와 미리 저장된 윤곽 영상 데이터를 비교할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 단층 촬영된 대상체의 영상 데이터를 획득하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 획득된 대상체의 단층 촬영 영상 데이터에 기초하여 상기 대상체에 피폭된 방사선량을 검출하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 검출된 대상체의 피폭 방사선량과 상기 산출된 대상체의 피폭 예상 방사선량을 비교하여 차이 값을 산출하고, 상기 산출된 차이 값을 보정하여 상기 대상체를 단층 촬영하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 획득된 대상체의 영상 데이터 및 상기 검출된 대상체의 피폭 방사선량을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 저장부는, 상기 검출된 대상체의 피폭 방사선량과 상기 산출된 대상체의 피폭 예상 방사선량을 비교하여 산출된 상기 차이 값을 저장할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법은,
대상체를 스카우트 촬영하고, 상기 촬영된 스카우트 촬영 영상에 기초하여 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고, 상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하고, 상기 미리 저장된 영상 데이터 중에서 상기 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 상기 대상체의 피폭 예상 방사선량을 산출하고, 상기 산출된 방사선량에 기초하여 상기 대상체를 단층 촬영하는 것을 포함한다.
또한, 상기 대상체를 스카우트 촬영하는 것은, 상기 대상체의 상면(top view) 및 상기 대상체의 측면(lateral view) 중 적어도 하나를 스카우트 촬영할 수 있다.
또한, 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하는 것은, 상기 대상체의 투사 영상 분포(projection profile) 데이터, 상기 대상체의 골격 구조(bone structure) 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽(contour) 영상 데이터 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
또한, 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하는 것은, 상기 촬영된 스카우트 촬영 영상의 밝기 및 영상 신호의 세기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하는 것은, 상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 상기 대상체의 골격 구조 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
또한, 상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하는 것은, 상기 획득된 대상체의 투사 영상 분포 데이터와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터를 비교할 수 있다.
또한, 상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하는 것은, 상기 획득된 대상체의 골격 구조 영상 데이터와 미리 저장된 골격 구조 영상 데이터를 비교할 수 있다.
또한, 상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하는 것은, 상기 획득된 대상체의 윤곽 영상 데이터와 미리 저장된 윤곽 영상 데이터를 비교할 수 있다.
이와 같은 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법에 의하면, 스카우트 촬영에서 획득한 영상 데이터를 기초로 대상체에 대한 단층 촬영이 수행되는 경우의 산란선(scattered radiation)이 포함된 방사선량을 정확하게 예측할 수 있다. 또한, 컴퓨터 단층 촬영에서 획득한 대상체의 영상 데이터를 데이터베이스에 업데이트 하여, 방사선량 예측의 정확도를 높일 수 있으며, 저방사선량 단층 촬영을 제공하여 단층 촬영 진단 및 치료 품질을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치가 대상체를 스카우트 촬영하는 개념도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 스카우트 촬영 수행시에 대상체의 상면을 촬영하는 것을 도시한 것이다.
도 4는 일 실시예에 따른 스카우트 촬영 수행시에 대상체의 측면을 촬영하는 것을 도시한 것이다.
도 5는 일 실시예에 따라 대상체의 상면을 스카우트 촬영한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 6은 일 실시예에 따라 대상체의 측면을 스카우트 촬영한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 7은 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 제어 흐름을 나타내는 제어 블록도이다.
도 8a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 8b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 9a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 9b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 10a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 윤곽 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 10b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 윤곽 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 11a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 11b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 12a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 12b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 13a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 윤곽 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 13b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 윤곽 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따라 스카우트 촬영으로 획득된 대상체의 형상에 대한 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하는 것을 도시한 개념도이다.
도 17은 일 실시예에 따라 영상 처리부가 결정한 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 대상체를 단층 촬영하는데 필요한 방사선량을 산출하는 것을 나타낸 표이다.
도 18은 다른 실시예에 따라 스카우트 촬영으로 획득된 대상체의 형상에 대한 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하는 것을 도시한 개념도이다.
도 19a 및 도 19b는 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 개시된 발명의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐, 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
개시된 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
개시된 발명에서 사용되는 용어는 개시된 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 개시된 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 개시된 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나, 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는, 첨부한 도면을 참고하여 개시된 실시예에 대하여 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 개시된 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 개시된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
개시된 명세서에서 "영상"은 이산적인 영상 요소들(예를 들어, 2차원 영상에 있어서의 픽셀들 및 3차원 영상에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 영상은 CT 촬영 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 영상 등을 포함할 수 있다.
개시된 명세서에서 "컴퓨터 단층 촬영(CT; Computed Tomography) 영상"이란 대상체에 대한 적어도 하나의 축을 중심으로 회전하며, 대상체를 촬영함으로써 획득된 복수개의 엑스선(X-ray) 영상들의 합성 영상을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부 또는 전부일 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 및 혈관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, "대상체"는 팬텀(phantom)일 수도 있다. 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미하는 것으로, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
컴퓨터 단층 촬영 시스템은 대상체에 대하여 단면 영상을 제공할 수 있으므로, 일반적인 엑스선 촬영 기기에 비하여 대상체의 내부 구조(예컨대, 신장, 폐 등의 장기 등)가 겹치지 않게 표현할 수 있다는 장점이 있다.
구체적으로, 단층 촬영 시스템은 CT(computed Tomography) 장치, OCT(Optical Coherence Tomography), 또는 PET(positron emission tomography)-CT 장치 등과 같은 모든 단층 촬영 장치들을 포함할 수 있다.
이하에서는, 단층 촬영 시스템으로 CT 시스템을 예로 들어 설명한다.
CT 시스템은, 예를 들어, 2mm 두께 이하의 영상 데이터를 초당 수백 회 획득하여 가공함으로써 대상체에 대하여 비교적 정확한 단면 영상을 제공할 수 있다. 종래에는 대상체의 가로 단면만으로 표현된다는 문제점이 있었지만, 다음과 같은 여러 가지 영상 재구성 기법의 등장에 의하여 극복되었다. 3차원 재구성 영상 기법들로는 다음과 같은 기법들이 있다.
- SSD(Shade surface display): 초기 3차원 영상 기법으로 일정 HU 값을 가지는 복셀들만 나타내도록 하는 기법.
- MIP(maximum intensity projection)/MinIP(minimum intensity projection): 영상을 구성하는 복셀 중에서 가장 높은 또는 낮은 HU 값을 가지는 것들만 나타내는 3D 기법.
- VR(volume rendering): 영상을 구성하는 복셀들을 관심 영역별로 색 및 투과도를 조절할 수 있는 기법.
- 가상내시경(Virtual endoscopy): VR 또는 SSD 기법으로 재구성한 3차원 영상에서 내시경적 관찰이 가능한 기법.
- MPR(multi planar reformation): 다른 단면 영상으로 재구성하는 영상 기법. 사용자가 원하는 방향으로의 자유 자재의 재구성이 가능하다.
- Editing: VR에서 관심 부위를 보다 쉽게 관찰하도록 주변 복셀들을 정리하는 여러 가지 기법.
- VOI(voxel of interest): 선택 영역만을 VR로 표현하는 기법.
개시된 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영(CT)장치는 첨부된 도면을 참조하여 설명될 수 있으며 다양한 형태의 장치들을 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 단층 촬영(CT)장치는 스카우트 촬영(scout scan)이나 프리샷(pre-shot) 작업이 요구되는 영상 장치일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 단층 촬영장치(100)는 엑스선의 조사 및 검출을 위한 하우징(101), 대상체의 이동을 위한 테이블(190) 및 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작을 제어하기 위한 본체(200)를 포함할 수 있다.
하우징(101)의 내부에는 원통형의 갠트리(102)가 장착된다. 갠트리(102) 내부에는 엑스선을 조사하는 엑스선 소스(110) 및 엑스선을 검출하는 엑스선 디텍터(120)가 서로 마주보도록 마련된다. 이하에서는, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)를 통칭하여 촬영부로 칭하여 설명한다.
엑스선 소스(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체(30)에 조사하는 장치이며, 조사되는 엑스선을 필터링하는 필터링부 등이 구비되어 엑스선 소스 어셈블리 형태로 마련될 수도 있다. 여기서, 대상체(30)는 인간이나 동물의 생체, 또는 혈관, 뼈, 근육 등과 같은 생체 내 조직일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 컴퓨터 단층 촬영장치(100)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이면 대상체(30)가 될 수 있다.
엑스선 디텍터(120)는 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출하는 장치이며, 엑스선 소스(100)의 맞은편에 마련될 수 있다. 테이블(190)의 이동에 따라 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120) 사이에 대상체(30)가 위치할 수 있으며, 엑스선 소스(110)로부터 조사된 엑스선이 대상체(30)를 투과하여 엑스선 디텍터(120)를 통해 검출될 수 있다.
갠트리(102)는 보어(105)의 주위를 180도 내지 360도의 각도로 회전하며, 갠트리(102)가 회전함에 따라 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)도 회전하게 된다.
테이블(190)은 엑스선 촬영의 대상이 되는 대상체(30)를 보어(105)의 내부로 이송시킨다. 테이블(190)은 지면에 대해 수평 상태를 유지하면서 y축에 방향 및 z축 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, y축으로 테이블(190)이 이동하는 방향을 D1방향으로 정의하고, z축으로 테이블(190)이 이동하는 방향을 D2방향으로 정의할 수 있다. 테이블(190)은 D1방향 및 D2방향으로 이동하면서, 촬영하고자 하는 진단 부위가 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120) 사이에 위치할 수 있도록 한다. 테이블(190)은 x축 방향으로는 고정되어 있을 수도 있고, 보어(105) 내에서 좌우 간격을 조정할 수 있도록 x축 방향으로 이동 가능하게 마련될 수도 있다.
테이블(190)의 일측에는 약물 주입부(300)가 장착될 수 있으며, 약물 주입부(300)는 대상체(30)의 내부로 조영제를 주입할 수 있도록, 조영제가 충전된 상태로 촬영 대상인 대상체(30)와 연결되어 있다. 약물 주입부(300)는 테이블(190300)의 일측에 착탈 가능하게 마련될 수 있다. 또한, 도 1에서와 달리, 약물 주입부(300)는 테이블(190)의 일측에 마련되는 것이 아닌 별도의 이동 가능한 지지대(미도시)에 마련될 수도 있고, 지지대의 이동에 따라 함께 이동할 수도 있다.
본체(250)는 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 주요 구성요소, 예를 들어, 제어부(도 7의 130)를 수납할 수 있다. 제어부(130)는 갠트리(102)의 회전이나 테이블(190)의 이동을 제어하거나, 엑스선 소스(110)로부터 조사되는 엑스선의 선량을 제어하는 등 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작을 위한 각종 제어신호를 생성할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
본체(250)의 상부에는 사용자 조작을 위한 위한 유저 인터페이스부(200)가 마련될 수 있다. 유저 인터페이스부(200)는 사용자로부터 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작을 제어하기 위한 지시나 명령을 입력받고, 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작과 관련된 다양한 화면을 제공할 수 있다. 여기서, 사용자는 엑스선 영상 장치(100)를 이용하여 대상체(30)의 진단을 수행하는 자로서 의사, 방사선사, 간호사 등을 포함하는 의료진일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 영상 장치(100)를 사용하는 자이면 모두 사용자가 될 수 있는 것으로 한다.
유저 인터페이스부(200)는 사용자의 입력을 위한 키보드(161) 및 마우스(162)를 포함할 수 있다. 유저 인터페이스부(200)는 트랙볼, 풋 스위치(foot switch) 및 풋 페달(foot pedal) 등 키보드(161) 및 마우스(162) 외의 하드웨어적인 입력부를 더 구비할 수도 있다. 유저 인터페이스부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(250)의 상부에 마련될 수도 있으나, 유저 인터페이스부(200)가 풋 스위치(foot switch) 및 풋 페달(foot pedal)등으로 구현되는 경우에는 본체(250)의 하부에 마련되는 것도 가능하다.
유저 인터페이스(200)는 사용자 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 입력부를 포함할 수도 있다. 유저 인터페이스(200)가 소프트웨어적으로 구현되는 경우, 후술될 디스플레이장치(140)를 통해 표시될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 유저 인터페이스(200)는 다양한 입력부(160)를 포함할 수 있으며, 사용자는 유저 인터페이스(200)를 통해 엑스선 촬영 시작 명령, 촬영의 종류의 선택, 관심영역(ROI)의 설정, 진단 부위 선택, 조영제의 주입 시점 선택, 조영제의 피크점 선택 등을 입력할 수 있다. 유저 인터페이스(200)에서 입력 받은 명령은 유선 통신이나 무선 통신을 통해 본체(250)로 전송될 수 있다.
유저 인터페이스(200)는 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작을 위한 다양한 화면을 제공하도록 디스플레이장치(140)를 포함할 수 있다. 유저 인터페이스(200)는 브라운관(Cathod Ray Tube: CRT)이나, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광다이오드 표시장치(Light Emitting Diode: LED) 등으로 적용된 디스플레이장치(140)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
유저 인터페이스(200)의 디스플레이장치(140)는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)과 같이 사용자로부터 조작명령을 입력 받는 터치 패드와 일체화되도록 마련될 수도 있다.
유저 인터페이스(200)는 다양한 형태로 구현된 디스플레이장치(140)를 통해, 관심영역(ROI)의 설정을 위한 화면, 진단 부위의 선택을 위한 화면, 조영제의 주입 시점을 선택받기 위한 화면, 조영제의 피크점을 선택받기 위한 화면 등 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작 정보와 관련된 화면을 표시하고, 엑스선 촬영을 통해 획득된 엑스선 영상들을 표시할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영장치(100)에 의해 수행되는 엑스선 촬영은 단층 촬영에 해당할 수 있고, 엑스선 촬영을 통해 획득되는 엑스선 영상은, 촬영 종류에 따라 단일의 단면 영상, 복수의 단면 영상 또는 복수의 단면 영상에 기초하여 생성되는 3차원 영상(3D image)이나 3차원 입체 영상(3D stereo image)이 될 수 있다. 이 때, 3차원 영상은 복수의 단면 영상에 기초하여 생성된 3차원 볼륨 데이터를 소정 시점을 기준으로 볼륨 렌더링하여 얻은 영상을 말한다. 즉, 3차원 영상은 소정 시점을 기준으로 볼륨 데이터를 2차원 평면에 투영시킨 2차원 투영 영상(projected image)을 의미한다. 3차원 입체 영상은 사람의 좌우 눈에 각각 대응하는 두 개의 시점에서 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링하여 좌 영상 및 우 영상을 획득하고, 획득된 두 영상을 조합한 영상을 말한다.
유저 인터페이스부(200)는 도 1에 도시된 바와 달리 복수의 디스플레이장치(140)를 포함하여, 서로 다른 종류의 화면이 표시되도록 할 수 있다. 일 예로, 유저 인터페이스부(200)는 제1 디스플레이장치 및 제2 디스플레이장치를 포함하고, 제1 디스플레이장치에는 단면 영상이 표시되고, 제2 디스플레이장치에는 3차원 영상 또는 3차원 입체 영상이 표시될 수 있다. 다른 예로, 제1 디스플레이장치에는 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작 정보와 관련된 화면이 표시되고, 제2 디스플레이장치에는 엑스선 촬영을 통해 획득된 엑스선 영상들이 표시될 수 있다.
이상으로는 하우징(101) 및 원통형의 갠트리(102)가 마련된 컴퓨터 단층 촬영장치(100, 이하 갠트리 형태의 컴퓨터 단층 촬영장치라 칭함)에 대해 설명하였으나, 컴퓨터 단층 촬영장치(100)는 도 1과 다른 형태로 구성될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치가 대상체를 스카우트 촬영하는 개념도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 스카우트 촬영 수행시에 대상체의 상면을 촬영하는 것을 도시한 것이고, 도 4는 일 실시예에 따른 스카우트 촬영 수행시에 대상체의 측면을 촬영하는 것을 도시한 것이다.
대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영에 앞서, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영(scout scan)이 수행될 수 있으며, 스카우트 촬영은 scanogram 또는 topogram으로 지칭될 수도 있다.
스카우트 촬영은 갠트리(102)가 고정된 상태에서 회전 없이 테이블(190)만을 이동시켜 엑스선 촬영 영상을 획득하는 것으로, 대상체(30)에 대해 조영제를 투입하기 전에 1차적으로 대상체(30)를 촬영하는 것이다.
사용자는 유저 인터페이스(200)를 통해 스카우트 촬영을 수행하고자 하는 대상체(30)의 부위를 선택할 수 있다. 이에 따라, 테이블(190)은 D1 방향으로 이동하면서 대상체(30)의 전신이 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120) 사이를 지나도록 하고, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)는 회전하지 않고 고정된 상태로 엑스선 조사 및 검출을 수행하여 대상체(30) 전신에 대한 스카우트 촬영이 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같이 생성된 스카우트 촬영 영상은 유저 인터페이스(200)를 통해 표시될 수 있으며, 사용자는 표시된 스카우트 영상에서 ROI 영역을 설정할 수 있다.
스카우트 촬영을 통해 획득한 촬영 영상에 대한 데이터로부터 컴퓨터 단층 촬영이 수행될 대상체(30)의 위치 및 촬영하고자 하는 범위를 결정할 수 있고, 엑스선 소스(110)에 적용되는 관전압(kV), 관전류(mAs), 노출 시간, 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초첨 크기(focal spot size) 등의 파라미터 값을 결정할 수 있다.
또한, TCM(Tube Current Modulation)을 결정할 수 있으며 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영을 수행하기 위해 엑스선 소스(110)로부터 조사되는 방사선량을 결정할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영장치(100)를 포함한 일반적인 엑스선 영상 기술은 엑스선 발생장치로부터 발생된 방사선이 대상체(30)를 투과하면서 감쇠되는 정도를 측정하여 이를 디지털 영상으로 표현하는 것이다. 일반적으로, 대상체(30)에 투과되는 방사선량이 많을수록 높은 품질의 엑스선 영상을 얻을 수 있는데, 높은 방사선량의 경우 대상체(30)에 피폭되는 방사선량이 많이 때문에 최근에는 낮은 방사선량을 이용하는 컴퓨터 단층 촬영에 대한 관심이 높아지고 있다.
대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영에 앞서서 스카우트 촬영이 수행되는데, 앞선 기술에 의한 경우에는, 획득한 스카우트 영상 데이터의 감쇠정보를 이용하여 직접 방사선량을 계산하거나, 실제 대상체(30)의 사이즈를 고려하지 않은 표준 팬텀을 기반으로 한 측정치에 기초하여 대상체(30)를 촬영할 때의 방사선량을 예측 하였었다.
상술한 방식으로 대상체(30)에 대한 방사선량을 예측하는 경우에는 정확한 방사선량을 예측하는 것이 어려웠으므로 예측한 방사선량과 실체 단층 촬영이 수행되는 경우 필요한 방사선량 사이에 차이가 존재하였다.
또한, 대상체(30) 내부의 조직의 구성 및 대상체(30)의 사이즈에 따른 산란선에 의한 영향을 고려하지 못하였고, 이러한 요소를 고려하여 방사선량을 예측하는 것이 스카우트 촬영 이후 컴퓨터 단층 촬영 시작 전에 신속하게 수행되지 못하는 문제점이 있었다.
구체적으로, 산란선(scattered radiation)은 엑스선이 대상체(30)에 조사되는 경우, 대상체(30)를 투과하거나 반사될 때 산란되는 엑스선을 의미한다. 앞선 기술에 의해 방사선량을 예측하는 경우에는 CTDI(CT dose index)와 DLP(dose length product) 인자를 사용하였었다.
이러한 두 개의 인자는 표준 팬텀에 대한 측정값을 기반으로 방사선량을 예측하는 것인데, 표준 팬텀에 대한 측정값을 기반으로 하는 경우, 실제 대상체(30)의 크기를 고려하지 않으므로 측정값과 실제 촬영 후에 환자에게 피폭되는 방사선량에 큰 차이가 있었다.
이런 차이가 발생하는 원인은 CTDI 또는 DLP 인자를 사용하는 방사선량 예측 방식에 산란선에 의한 방사선량이 제대로 반영되지 않았기 때문인데, 그 이유는 산란선은 대상체 내부의 조직의 구성 및 조직의 크기 등에 따라 달라질 수 있으며, 산란선의 진행 방향 또는 산란 방향이 불규칙 하기 때문이다.
또한, RT(radiation theraphy) 분야에서는 산란선에 의한 방사선량 예측을 포함하는 Monte Carlo 방식에 따라 방사선량 예측을 하였으나, CT 분야에서 스카우트 스캔 이후 짧은 시간 내에 대상체(30)의 방사선량을 예측하는 데에 한계가 있었다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법에 의하면, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영을 통해 얻어진 영상 데이터를 미리 저장되어 있는 영상 데이터와 비교하고, 그에 기초하여 저장된 방사선량 예측 데이터를 사용하여 컴퓨터 단층 촬영을 수행하게 되므로 보다 정확하게 산란선의 영향이 포함된 방사선량의 예측이 가능할 수 있다. 즉, 산란선의 영향이 포함되어 있는 방사선량에 대한 데이터를 활용함으로써 실제 대상체(30)가 엑스선 촬영으로부터 피폭될 방사선량에 대한 정확한 값을 예측할 수 있다.
즉, 데이터베이스에 미리 저장되어 있는 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터는 산란선의 영향이 포함되어 있으므로, 대상체(30)의 형상에 대해 획득한 영상 데이터를 저장되어 있는 데이터와 비교할 수 있다. 또한, 대상체(30)를 엑스선 단층 촬영함에 있어서 영향을 미치는 산란선의 방사선량을 실시간으로 반영할 수 있다.
나아가, 대상체(30)에 대한 엑스선 단층 촬영이 수행된 후에 산출된 산란선의 영향에 대한 데이터도 기존 데이터베이스에 저장되고, 업데이트 되어 차후 대상체(30)에 대한 엑스선 단층 촬영시에 실제로 피폭되는 방사선량을 예측하는 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 엑스선 단층 촬영에 앞서 산출된 대상체(30)의 피폭 방사선량과 엑스선 단층 촬영 수행 후에 대상체(30)에 실제로 피폭되는 방사선량을 비교하여 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 보정하여 차후 대상체(30)를 엑스선 단층 촬영할 때 보정 값을 반영할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 테이블(190)은 대상체(30)의 중심이 보어(105)의 중심(C)에 일치하도록 좌우 위치나 상하 높이가 조절된 후, 보어(105)의 내부로 이동되거나, 보어(105)의 내부로 이동된 다음, 대상체(30)의 중심이 보어(105)의 중심(c)에 일치하도록 좌우 위치나 상하 높이가 조절될 수 있다.
대상체(30)의 상면(top view) 대한 스카우트 촬영을 하기 위해 도 3에 도시된 엑스선 소스(110)의 위치에서, 엑스선 소스(110)는 소정의 주기 또는 소정의 시간 간격으로 대상체(30)에 저선량의 엑스선을 조사할 수 있고, 엑스선 디텍터(120)는 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출할 수 있다.
또한, 대상체(30)의 측면(lateral view)에 대한 스카우트 촬영을 하기 위해 도 4에 도시된 엑스선 소스(110)의 위치에서 촬영을 할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영장치(100)는 대상체(30)에 대한 측면에서의 스카우트 촬영 영상 데이터를 획득하기 위해 D3 방향으로 갠트리(102)를 회전시킬 수 있다. 즉, 엑스선 소스(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 대상체(30)의 상면을 엑스선 조사 시작 위치로 하고, 갠트리(102)의 회전에 대응하여 도 4에 도시된 바와 같이, 시작 위치로부터 90ㅀ의 위치에서 대상체(30)의 측면에 엑스선을 조사할 수 있다. 도 4에는 엑스선 소스(110)가 우측으로 90ㅀ의 위치에서 측면을 촬영하는 것이 도시되어 있으나, 이와 달리 엑스선 소스(110)가 좌측으로 90ㅀ의 위치에서 측면을 촬영할 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 대상체의 상면을 스카우트 촬영한 영상 데이터를 도시한 것이고, 도 6은 일 실시예에 따라 대상체의 측면을 스카우트 촬영한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터는, 대상체(30)의 상면에 대한 영상 데이터 및 측면에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치(100) 및 그 제어방법에 의하면, 대상체(30)에 대한 상면 및 측면의 스카우트 촬영 영상 중 적어도 하나를 획득하고, 이로부터 얻어진 스카우트 촬영 영상의 밝기 및 영상 신호의 세기 중 어느 하나에 기초하여 대상체(30)의 형상과 관련된 영상 데이터를 획득할 수 있다.
즉, 대상체(30)의 상면 및 측면에 대한 스카우트 촬영 영상으로부터 대상체(30)의 형상과 관련된 영상 데이터를 획득할 수도 있고, 대상체(30)의 상면 또는 측면에 대한 스카우트 촬영 영상 각각으로부터 대상체(30)의 형상과 관련된 영상 데이터를 획득할 수도 있다.
따라서, 도 5에 도시된 것과 같이, 대상체(30)의 상면을 스카우트 촬영하여 컴퓨터 단층 촬영 진단이 필요한 대상체(30)의 관심 영역에 대한 상면 영상(R1)을 획득하고 그로부터 대상체(30)의 폭(W)에 대한 정보 등을 획득할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 것과 같이, 대상체(30)의 측면을 스카우트 촬영하여 컴퓨터 단층 촬영 진단이 필요한 대상체(30)의 관심 영역에 대한 측면 영상(R2)를 획득하고 그로부터 대상체(30)의 두께(T)에 대한 정보 등을 획득할 수도 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치(100) 및 그 제어방법에 의하면, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영을 수행하여 얻은 상면 영상 및 측면 영상 각각으로부터 획득된 대상체(30)의 형상과 관련된 영상 데이터를, 미리 저장되어 있는 데이터의 상면 영상 및 측면 영상에 대한 데이터와 비교할 수 있다. 그에 대한 내용은 이하의 도면을 참고하여 후술한다.
도 7은 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치의 제어 흐름을 나타내는 제어 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치(100)는 갠트리(102), 엑스선 소스(110), 데이터 획득 회로(116), 데이터 송신부(117), 엑스선 디텍터(120), 제어부(130), 저장부(140), 영상 처리부(150), 입력부(160), 디스플레이부(170) 및 통신부(180)을 포함할 수 있다.
도 1에서 전술한 바와 같이, 대상체(30)는 테이블(190)에 위치할 수 있고, 테이블(190)은 소정의 방향(예컨대, 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 방향)으로 이동이 가능하며, 제어부(130)에 의해 움직임이 제어될 수 있다.
또한, 갠트리(102)는 회전 프레임(미도시), 엑스선 소스(110), 엑스선 디텍터(120), 데이터 획득 회로(116) 및 데이터 송신부(117)를 포함할 수 있다. 갠트리(102)는 보어(105)의 주위를 180도 내지 360도의 각도로 회전할 수 있으며, 갠트리(102)가 회전함에 따라 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)도 회전할 수 있다.
테이블(190)은 엑스선 촬영의 대상이 되는 대상체(30)를 보어(105)의 내부로 이송시킬 수 있으며, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 스카우트 촬영의 경우 갠트리(102)의 회전 없이 고정된 상태에서 테이블(190)을 D1 방향으로 이동시켜 스카우트 촬영을 수행할 수 있다.
엑스선 소스(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체(30)에 조사할 수 있으며, 엑스선 디텍터(120)는 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출할 수 있다.
엑스선 소스(110)는 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 상면 및 측면에 대하여 스카우트 촬영을 위한 엑스선을 조사할 수 있다.
엑스선 디텍터(120)는 엑스선 소스(110)에서 조사되어 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출할 수 있다. 또한, 엑스선 디텍터(120)는 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환할 수 있다.
엑스선 디텍터(120)는 재료 구성 방식, 검출된 엑스선의 전기적 신호로 변환시키는 방식 및 전기적 신호를 획득하는 방식에 따라 분류될 수 있다.
먼저, 엑스선 디텍터(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, 혼성형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 각각 다른 소재로 구성되거나, 다른 공정으로 제조되는 경우에 해당한다.
엑스선 디텍터(120)는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분된다. 직접변환방식은, 엑스선이 조사되면 수광 소자 내부에 일시적으로 전자-정공 쌍이 생성되고, 수광 소자의 양단에 인가되어 있는 전장에 의해 전자는 양극으로 정공은 음극으로 이동하는데, 이러한 이동을 전기적 신호로 변환하는 방식을 의미한다. 간접변환방식은, 엑스선 소스(110)에서 조사된 엑스선이 섬광체(scintillator)와 반응하여 가시광 영역의 파장을 갖는 광자(photon)을 방출하는데, 이를 수광 소자가 감지하여 전기적 신호로 변환하는 방식을 의미한다.
또한, 엑스선 디텍터(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 분류될 수 있다.
데이터 획득 회로(DAS; Data Acquisition System)(116)는 엑스선 디텍터(120)와 연결될 수 있고, 엑스선 디텍터(120)에 의하여 생성된 전기 신호는 유선 또는 무선으로 데이터 획득 회로(116)에서 수집될 수 있다. 또한, 엑스선 디텍터(120)에 의하여 생성된 전기 신호는 증폭기(미도시)를 거쳐 아날로그/디지털 컨버터(미도시)로 제공될 수 있다. 이러한 디지털 신호는 데이터 송신부(120)를 통하여 유선 또는 무선으로 영상 처리부(150)로 제공될 수 있다.
제어부(130)는 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치(100)가 포함하는 각 구성에 대한 동작을 제어할 수 있다. 즉, 엑스선 소스(110), 데이터 획득 회로(116), 데이터 송신부(117), 테이블(190)의 동작들을 제어할 수 있고, 저장부(140), 영상 처리부(150), 입력부(160), 디스플레이부(170), 통신부(180)의 동작들을 제어할 수도 있다.
개시된 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 일 실시예에 따르면, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영 수행시에 제어부(130)는 영상 처리부(150)를 제어하여 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고, 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 미리 저장된 영상 데이터 중에서 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하도록 할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 영상 처리부(150)에서 결정된 적어도 하나의 영상 데이터에 대응하여 미리 정해져 있는 방사선량에 기초하여 대상체(30)를 촬영 하는데 필요한 방사선량, 즉, 컴퓨터 단층 촬영을 통해 대상체(30)에 실제 피폭되는 방사선량의 예측 값을 산출할 수 있고, 산출된 방사선량에 기초한 촬영 프로토콜을 생성하여 그에 따라 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영이 수행되도록 할 수 있다.
나아가 제어부(130)는 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영이 수행된 후, 단층 촬영 영상 데이터에 기초하여 단층 촬영이 수행되는 동안 대상체(30)에 피폭된 실제 방사선량을 검출할 수 있다. 제어부(130)는 단층 촬영을 통해 검출한 대상체의 피폭 방사선량을 저장부(140)에 저장할 수 있고, 저장된 데이터를 계속적으로 업데이트 하여 차후 대상체(30)의 피폭 방사선량을 예측하는데 사용할 수 있다. 즉, 엑스선 단층 촬영에 앞서 산출된 대상체(30)의 피폭 방사선량과 엑스선 단층 촬영 수행 후에 대상체(30)에 실제로 피폭되는 방사선량을 비교하여 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값을 보정하여 차후 대상체(30)를 엑스선 단층 촬영할 때 보정 값을 반영할 수 있다.
이와 같은 제어부(130)는 컴퓨터 단층 촬영 장치(100)의 동작과 관련된 모든 연산을 수행하는 단일의 범용 프로세서를 포함하거나, 또는 통신과 관련된 연산만을 수행하는 통신 프로세서, 제어 동작과 관련된 연산만을 수행하는 제어 프로세서 등과 같이 특화된 연산을 수행하는 프로세서를 포함할 수도 있다.
저장부(140)는 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작과 관련된 각종 데이터를 저장할 수 있다. 즉, 저장부(140)는 컴퓨터 단층 촬영과 관련된 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터를 저장할 수 있다. 이 때, 저장되는 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터는 실제로 컴퓨터 단층 촬영의 대상이 되는 환자의 형상에 대한 영상 데이터일 수도 있고, 촬영 대상이 아닌 다른 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터일 수도 있다. 또한, 팬텀의 형상에 대한 영상 데이터일 수도 있다.
즉, 저장부(140)에 저장되어 있는 영상 데이터는 적어도 하나의 대상체(30)에 대한 복수의 데이터일 수 있다. 또한, 저장되어 있는 데이터는 영상 처리부(150)에 제공될 수 있고, 컴퓨터 단층 촬영장치(100)가 대상체(30)에 대해 스카우트 촬영을 하여 획득한 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터와 비교될 수 있다.
저장부(140)에 저장되어 있는 영상 데이터는 구체적으로, 대상체(30)의 상면(top view)에 대한 영상 데이터 및 측면(lateral view)에 대한 영상 데이터일 수 있다. 또한, 영상 데이터는 후술할 바와 같이, 대상체(30)의 투사 영상 분포(projection profile) 데이터, 대상체(30)의 골격 구조(bone structure) 영상 데이터 및 대상체(30)의 윤곽(contour) 영상 데이터 중 하나일 수 있다. 즉, 대상체(30)의 상면 및 측면 각각에 대하여 투사 영상 분포 데이터, 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터 중 하나에 해당할 수 있다.
저장부(140)에는 적어도 하나의 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터별로 각각에 대응되는 방사선량이 저장되어 있을 수 있다. 즉, 저장되어 있는 영상 데이터에 대응하는 형상을 가지는 대상체(30)를 컴퓨터 단층 촬영 하는 경우 대상체(30)에 실제로 피폭되는 방사선량의 예측 값이 저장될 수 있다. 이러한 방사선량은 대응하는 대상체(30) 촬영시에 영상의 품질을 최적화 하면서도 가능한 저선량으로 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영이 수행될 수 있도록 하는 방사선량에 해당할 수 있다. 상술한 바와 같이, 저장부(140)에 저장되는 방사선량은 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영을 수행하는 경우 산란선의 영향이 고려되어 있는 방사선량에 관한 데이터일 수 있다.
또한, 저장부(140)에는 컴퓨터 단층 촬영 대상에 해당하는 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교할 때, 유사한 정도를 판단하기 위한 유사도의 기준 값이 미리 저장되어 있을 수 있다. 나아가, 미리 저장된 영상 데이터 중에서 컴퓨터 단층 촬영 대상에 해당하는 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터와 유사한 데이터로 결정된 것도 저장될 수 있다.
대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영이 수행된 경우, 대상체(30)의 형상에 대한 추가적인 영상 데이터를 획득할 수 있으며, 이러한 영상 데이터는 저장부(140)에 저장될 수 있다. 또한, 제어부(130)는 앞서 획득한 추가적인 영상 데이터에 기초하여 컴퓨터 단층 촬영이 행해진 대상체(30)에 포함된 방사선량을 검출할 수 있고, 검출된 대상체(30)의 방사선량은 저장부(140)에 저장될 수 있다.
상술한 것 이외에도 저장부(140)에는 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영으로부터 획득된 각종 데이터 및 컴퓨터 단층 촬영으로부터 획득된 각종 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 데이터는 스카우트 촬영 또는 컴퓨터 단층 촬영 수행 결과에 따라 실시간으로 저장부(140)에 저장될 수 있으며, 저장된 데이터들은 실시간으로 업데이트 되어 대상체(30)에 대한 방사선량 예측의 정확도를 높이는 데 사용될 수 있다. 즉, 저장부(140)에는 엑스선 단층 촬영에 앞서 산출된 대상체(30)의 피폭 방사선량과 엑스선 단층 촬영 수행 후에 대상체(30)에 실제로 피폭되는 방사선량을 비교하여 산출된 차이 값을 저장할 수 있다.
이러한 저장부(140)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(SD, XD 메모리 등), 램(RAM; Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM; Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
영상 처리부(150)는 데이터 획득 회로(116)로부터 획득된 데이터(예컨대, 가공 전인 로 데이터(raw data))를 데이터 송신부(117)을 통하여 수신하여, 전처리(pre-processing)하는 과정을 수행할 수 있다.
전처리는, 예를 들면, 채널들 사이의 감도 불균일 정정 프로세스, 신호 세기의 급격한 감소 또는 금속 같은 X선 흡수재로 인한 신호의 유실 정정 프로세스 등을 포함할 수 있다. 영상 처리부(150)의 출력 데이터는 로 데이터(raw data) 또는 프로젝션(projection) 데이터로 지칭될 수 있다. 이러한 프로젝션 데이터는, 데이터 획득시의 촬영 조건(예컨대, 튜브 전압, 촬영 각도 등)등과 함께 저장부(140)에 저장될 수 있다.
또한, 영상 처리부(150)는, 획득된 프로젝션 데이터 세트를 이용하여 대상체(30)에 대한 단면 영상을 재구성할 수 있다. 이러한 단면 영상은 3차원 영상일 수 있다. 다시 말해서, 영상 처리부(150)는 획득된 프로젝션 데이터 세트에 기초하여 콘 빔 재구성(cone beam reconstruction) 방법 등을 이용하여 대상체(30)에 대한 3차원 영상을 생성할 수 있다. 영상 처리부(150)에서 생성된 영상 데이터는 디스플레이부(170)로 전달될 수 있고, 디스플레이부(170)는 대상체(30)의 단면 영상을 표시할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리부(150)는 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)를 포함하는 촬영부로부터 촬영된 스카우트 촬영 영상에 기초하여 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있고, 획득한 영상 데이터와 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 영상 데이터를 비교할 수 있다. 영상 처리부(150)는 비교 결과 미리 저장된 영상 데이터 중에서 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정할 수 있다.
영상 처리부(150)가 획득하는 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터는 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 상면 및 측면에 대한 영상 데이터를 포함할 수 있으며, 대상체(30)의 상면 및 측면에 각각 대응되는 투사 영상 분포 데이터, 대상체의 골격 구조 영상 데이터 및 대상체의 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 영상 처리부(150)는 대상체(30)를 스카우트 촬영하여 획득한 촬영 영상의 밝기 및 영상 신호의 세기 중 어느 하나에 기초하여 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 획득한 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터 및 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
영상 처리부(150)는 상술한 바와 같은 방법으로 획득한 영상 데이터를 미리 저장된 영상 데이터와 비교할 수 있다. 즉, 획득된 투사 영상 분포 데이터와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터를 비교할 수 있고, 획득된 골격 구조 영상 데이터와 미리 저장된 골격 구조 영상 데이터를 비교할 수 있으며, 획득된 윤곽 영상 데이터와 미리 저장된 윤곽 영상 데이터를 비교할 수 있다.
나아가, 영상 처리부(150)는 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영 이외에 컴퓨터 단층 촬영이 수행되면, 컴퓨터 단층 촬영 결과에 따라 단층 촬영된 대상체(30)의 영상 데이터를 획득할 수도 있다.
입력부(160)는 대상체(30)가 위치하는 테이블(190)의 이동에 관한 명령, 엑스선 촬영 모드의 선택에 관한 명령, 엑스선 촬영 조건에 관한 명령, 촬영된 영상을 디스플레이 하는 것에 관한 명령 등 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작 전반에 관한 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 예를 들면, 엑스선 촬영 조건은 복수의 튜브 전압, 복수의 엑스선들의 에너지 값 설정, 촬영 프로토콜 선택, 영상 재구성 방법 선택, FOV 영역 설정, 영상 후처리 파라미터 설정 등을 포함할 수 있다. 또한, 영상 처리 조건은 영상의 해상도, 영상에 대한 감쇠 계수 설정, 영상의 조합 비율 설정 등을 포함할 수 있다.
입력부(160)는 외부로부터 소정의 입력을 받기 위한 디바이스 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 입력부(160)는 마이크로폰, 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치 패드, 터치펜, 음성, 제스처 인식장치 등을 포함할 수 있다. 입력부(160)의 구성에 대해서는 도 1에서 상술하였는 바, 중복되는 설명은 생략한다.
디스플레이부(170)는 사용자의 제어 명령 입력을 보조하기 위한 화면, 컴퓨터 단층 촬영 장치(100)의 제어 상태를 나타내는 화면 또는 영상 처리부(150)에서 생성한 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이부(170)의 구성에 대해서는 도 1에서 상술하였는 바, 중복되는 설명은 생략한다.
통신부(180)는 서버(500) 등을 통하여 외부 디바이스, 외부 의료 장치 등과의 통신을 수행할 수 있다. 즉, 통신부(180)는 유선 또는 무선으로 네트워크와 연결되어 외부 서버(500), 의료 장치 또는 휴대용 장치와의 통신을 수행할 수 있다. 또한, 통신부(180)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다.
통신부(180)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 휴대용 장치 등과 데이터 통신을 수행할 수도 있다. 통신부(180)는 네트워크를 통해 대상체(30)의 엑스선 촬영 및 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 이상 유무 및 품질 관리 현황 정보를 네트워크를 통해 시스템 관리자나 서비스 담당자에게 송신하고 그에 대한 피드백(feedback)을 수신할 수 있다.
또한, 통신부(180)는 저장부(140)에 저장할 수 있는 컴퓨터 단층 촬영장치(100)의 동작과 관련된 각종 데이터를 외부 서버(500)로 전송할 수 있고, 개시된 발명의 일 실시예에 의한 각종 데이터들은 외부 디바이스 또는 외부 서버(500)에 저장될 수 있다. 외부 서버(500)에는 대상체(30)의 피폭 방사선량 예측에 대한 데이터가 저장될 수 있고, 이러한 데이터는 실시간으로 업데이트 될 수 있으며, 통신부(180)를 통해 제어부(130)에 제공될 수 있다.
도 8a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 도시한 것이고, 도 8b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 도시한 것이다.
도 7에서 설명한 바와 같이, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영이 수행되면, 영상 처리부(150)는 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 대상체(30)의 상면을 스카우트 촬영 하면, 영상 처리부(150)는 도 5에 도시되었던 상면 영상의 대상 영역(R1)에 대한 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)가 획득하는 대상체(30)의 상면에 대한 투사 영상 분포는 G1과 같은 그래프 형태로 표현될 수 있다. 대상체(30)가 사람의 흉부인 경우를 예시로 한 도 8a를 참고하면, 영상 처리부(150)가 획득한 대상체(30)의 상면에 대한 영상은 R1에서처럼 뼈와 장기를 포함하는 영상으로 표시될 수 있다. 이 때, 대상체(30)의 영상 데이터는 대상체(30)를 구성하는 뼈나 장기 등에 따라서 스카우트 촬영을 위해 조사되는 저선량의 엑스선이 투과, 반사, 흡수되는 정도의 차이가 있으므로 영상 데이터의 밝기 및 영상 신호의 세기 등에 차이가 있다.
대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터는 이러한 영상 데이터의 밝기 및 영상 신호에 기초한 영상 픽셀의 세기에 따라서 데이터가 G1과 같은 그래프로 표시될 수 있다. 이 때, G1으로 표시되는 투사 영상 분포 데이터는 대상체(30)에 대한 상면 영상 데이터의 밝기에 기초한 것일 수도 있고, 또는 영상 신호의 세기에 기초한 것일 수도 있으며 양자가 모두 고려된 그래프일 수도 있다.
도 8a에서 표시된 G1과 같은 투사 영상 분포 데이터의 그래프 형태는 일 실시예에 불과하며, 투사 영상 분포 데이터를 결정하는 여러가지 요소들에 따라 다양한 형태로 표시될 수 있다.
따라서, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면에 대한 스카우트 촬영을 수행하여 R1과 같은 영상 데이터를 획득할 수 있고, 획득한 영상 데이터의 분석을 통하여 G1과 같은 투사 영상 분포 데이터를 획득할 수 있다.
도 8b를 참고하면, 대상체(30)의 측면을 스카우트 촬영 하는 경우, 영상 처리부(150)는 도 6에 도시되었던 측면 영상의 대상 영역(R2)에 대한 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)가 획득하는 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포는 G2와 같은 그래프 형태로 표현될 수 있다. 도 8a에서 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터는 영상 데이터의 밝기 및 영상 신호에 기초한 영상 픽셀의 세기에 따라서 데이터가 G2와 같은 그래프로 표시될 수 있다. 이 때, G2로 표시되는 투사 영상 분포 데이터는 대상체(30)에 대한 측면 영상 데이터의 밝기에 기초한 것일 수도 있고, 또는 영상 신호의 세기에 기초한 것일 수도 있으며 양자가 모두 고려된 그래프일 수도 있다.
대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터 역시 G2와 같은 형태의 그래프 외에도 다양한 형태로 표시될 수 있다.
따라서, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 측면에 대한 스카우트 촬영을 수행하여 R2와 같은 영상 데이터를 획득할 수 있고, 획득한 영상 데이터의 분석을 통하여 G2와 같은 투사 영상 분포 데이터를 획득할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 대상체(30)의 상면 및 측면의 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터는 저장부(140)에 저장될 수 있고, 미리 저장된 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터와 비교하는데 사용될 수 있다.
도 9a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 도시한 것이고, 도 9b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 도시한 것이다.
영상 처리부(150)는 도 8a에 도시된 것과 같은 대상체(30)의 상면에 대한 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 도 9a에 도시된 바와 같이 대상체(30)의 골격 구조(bone structure)에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있다.
즉, 도 8a에서는 영상 처리부(150)가 획득한 대상체(30)의 상면에 대한 영상은 R1처럼 뼈와 장기를 모두 포함하는 영상으로 표시될 수 있었으나, 도 9a에서는 R1의 영상에서 장기 부분은 영상으로 표시되지 않고, 뼈 부분만 추출되어 표시될 수 있다. 즉, 대상체(30)를 구성하는 뼈 부분에 대한 영상 데이터의 밝기 및 영상 신호의 세기 등이 장기 부분에 대한 것과 차이가 있음을 이용하여 영상 처리부(150)는 뼈 부분만의 영상 데이터를 추출하는 영상 처리를 수행할 수 있다.
영상 처리부(150)는 뼈 부분만의 영상 데이터를 추출하여 R3와 같이 대상체(30)의 상면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 생성할 수 있고, 생성된 데이터는 저장부(140)에 저장될 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 골격 구조에 관한 영상 데이터는 대상체(30)를 구성하는 뼈 부분의 위치나 두께 등 해부학적 특징이 대상체마다 다를 수 있으므로 이러한 해부학적 특징에 기초하여 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 다른 대상체의 골격 구조에 관한 영상 데이터와 비교하는데 사용될 수 있다.
또한, 영상 처리부(150)는 도 8b에 도시된 것과 같은 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 도 9b에 도시된 바와 같은 대상체(30)의 골격 구조에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있다.
즉, 영상 처리부(150)는 뼈 부분만의 영상 데이터를 추출하여 R4와 같이 대상체(30)의 측면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 생성할 수 있고, 생성된 데이터는 저장부(140)에 저장될 수 있다.
도 10a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 윤곽 영상 데이터를 도시한 것이고, 도 10b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 윤곽 영상 데이터를 도시한 것이다.
영상 처리부(150)는 도 8a에 도시된 것과 같이 대상체(30)의 상면에 대한 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 도 10a에 도시된 바와 같이 대상체(30)의 상면에 대한 윤곽(contour) 영상 데이터(R5)를 획득할 수 있다.
윤곽(contour) 영상 데이터는 대상체(30)를 촬영한 영상 데이터에서 뼈나 장기의 외곽선에 관한 정보를 추출한 데이터에 해당한다. 즉, 대상체(30)의 골격을 이루고 있는 외곽선을 추출하고 장기의 위치에 대한 외곽선을 추출하여 영상화하면, 대상체(30)를 구성하고 있는 해부학적 요소들의 위치에 기초하여 다른 데이터들과의 유사도를 판단할 수 있다.
따라서, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면에 대해 스카우트 촬영을 수행한 영상 데이터를 기초로 대상체(30)가 포함하는 뼈나 장기의 외곽선 부분을 추출하는 영상 처리를 수행하여 대상체(30)의 윤곽을 나타내는 영상 데이터로 재구성 할 수 있다. 영상 처리부(150)가 획득한 대상체(30)의 상면 윤곽에 관한 영상 데이터(R5)는 저장부(140)에 저장될 수 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 대상체(30)를 구성하는 뼈나 장기들은 그 위치나 크기 등 해부학적 특징이 대상체에 따라 차이가 있으므로, 이러한 대상체(30)의 윤곽을 나타내는 영상 데이터를 통한 해부학적 특징을 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 다른 대상체(30)의 윤곽에 관한 영상 데이터와 비교할 수 있다.
또한, 영상 처리부(150)는 도 8b에 도시된 것과 같이 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 도 10b에 도시된 바와 같이 대상체(30)의 측면에 대한 윤곽 영상 데이터(R6)를 획득할 수 있다.
즉, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 측면을 스카우트 촬영한 결과 얻어지는 영상 데이터에 기초하여, 대상체(30)의 측면 촬영을 통해 보여지는 뼈나 장기의 외곽선 부분을 추출하는 영상 처리를 수행하여 대상체(30)의 윤곽을 나타내는 영상 데이터로 재구성할 수 있다. 또한, 영상 처리부(150)가 획득한 대상체(30)의 측면 윤곽에 관한 영상 데이터(R6)는 저장부(140)에 저장될 수 있다.
대상체(30)의 측면을 구성하는 뼈나 장기들은 다른 대상체의 측면을 구성하는 뼈나 장기들과 그 위치나 크기 등 해부학적 특징에 차이가 있으므로, 대상체(30)의 측면 윤곽을 나타내는 영상 데이터를 통한 해부학적 특징을 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 다른 대상체(30)의 윤곽에 관한 영상 데이터와 비교할 수 있다.
도 11a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이고, 도 11b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 투사 영상 분포에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 8a에서 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 상면에 대한 스카우트 촬영이 수행되면, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면 영상의 대상 영역(R1)에 대한 투사 영상 분포 데이터(G1)를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)는 획득한 투사 영상 분포 데이터(G1)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 복수의 투사 영상 분포 데이터들과 비교할 수 있다.
전술한 바와 같이, 대상체(30)의 영상 데이터는 대상체(30)를 구성하는 뼈나 장기 등에 따라서 스카우트 촬영을 위해 조사되는 저선량의 엑스선이 투과, 반사, 흡수되는 정도의 차이가 있으므로 영상 데이터의 밝기 및 영상 신호의 세기 등에 차이가 발생하고, 그에 따라 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터는 G1과 같은 형태의 그래프로 표현될 수 있다.
저장부(140)에는 복수의 다른 대상체 또는 팬텀에 대한 스카우트 촬영 영상 데이터가 저장되어 있을 수 있고, 그에 기초한 복수의 투사 영상 분포 데이터도 저장될 수 있다.
영상 처리부(150)는 스카우트 촬영의 대상이 된 대상체(30)와 유사한 형상을 갖는 다른 대상체에 관한 정보를 획득하기 위하여, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영 결과 획득한 투사 영상 분포 데이터(R1)를 저장되어 있는 복수의 다른 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터들과 비교할 수 있다. 즉, 비교 결과, 투사 영상 분포 데이터의 형태가 유사하면, 대상체(30)와 유사한 형상을 갖는 것으로 유추할 수 있다.
도 11a를 참고하면, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 투사 영상 분포 데이터들 중에서 G1' 및 G1''과 같은 형태의 투사 영상 분포 데이터를, 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터와 유사한 데이터로 결정할 수 있다.
즉, 저장부(140)에는 영상 데이터의 유사 여부를 판단하기 위해 미리 정해진 유사도의 기준 값이 저장되어 있을 수 있다. 영상 처리부(150)는 저장되어 있는 복수의 투사 영상 분포 데이터 중에서 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 적어도 하나의 투사 영상 분포 데이터를 결정할 수 있다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 스카우트 촬영을 통해 획득한 대상체(30)의 상면에 대한 투사 영상 분포 데이터(G1)는 R1의 상면 영상 데이터와 대응될 수 있고, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 G1' 및 G1''형태의 투사 영상 분포 데이터는 각각 R1' 및 R1''의 상면 영상 데이터와 대응될 수 있다. 이 때, R1, R1' 및 R1''의 영상 데이터는 도 11a에 도시된 바와 같이 부분적으로 근소한 차이가 있을 수 있다.
따라서, 스카우트 촬영이 수행된 대상체(30)는, 상면에 대한 투사 영상 분포 데이터의 유사도에 기초하여 결정된 R1' 및 R1''의 상면 영상 데이터에 대응하는 대상체와 가장 유사한 형태일 수 있다.
도 11b를 참고하면, 도 8b에서 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 측면에 대한 스카우트 촬영이 수행되면, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 측면 영상의 대상 영역(R2)에 대한 투사 영상 분포 데이터(G2)를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)는 측면 영상에 대해 획득한 투사 영상 분포 데이터(G2)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 복수의 투사 영상 분포 데이터들과 비교할 수 있다. 즉, 영상 처리부(150)는 측면에 대한 스카우트 촬영의 대상이 된 대상체(30)와 유사한 형상을 갖는 다른 대상체에 관한 정보를 획득하기 위하여, 대상체(30)에 대한 측면 스카우트 촬영 결과 획득한 투사 영상 분포 데이터(R2)를 저장되어 있는 복수의 다른 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터들과 비교할 수 있다. 비교 결과, 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터의 형태가 유사하면, 대상체(30)의 측면과 유사한 형상을 갖는 것으로 유추할 수 있다.
도 11b를 참고하면, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 투사 영상 분포 데이터들 중에서 G2' 및 G2''과 같은 형태의 투사 영상 분포 데이터를, 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터와 유사한 데이터로 결정할 수 있다.
스카우트 촬영을 통해 획득한 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터(G2)는 R2의 측면 영상 데이터와 대응될 수 있고, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 G2' 및 G2'' 형태의 투사 영상 분포 데이터는 각각 R2' 및 R2''의 상면 영상 데이터와 대응될 수 있다.
따라서, 스카우트 촬영이 수행된 대상체(30)는 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터의 유사도에 기초하여 결정된 R2' 및 R2''의 측면 영상 데이터에 대응하는 대상체와 가장 유사한 형태일 수 있다.
도 12a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이고, 도 12b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 영상 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 9a에서 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 상면에 대한 스카우트 촬영이 수행되면, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면 영상의 골격 구조에 관한 영상 데이터(R3)를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)는 획득한 골격 구조에 관한 영상 데이터(R3)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 복수의 골격 구조 영상 데이터들과 비교할 수 있다.
전술한 바와 같이, 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터는, 영상 처리부(150)가 대상체(30)를 구성하는 뼈 부분에 대한 영상 데이터의 밝기 및 영상 신호의 세기 등이 장기 부분에 대한 것과 차이가 있음을 이용하여 뼈 부분만의 영상 데이터를 추출하는 영상 처리를 수행할 수 있고, R3와 같이 대상체(30)의 상면 골격 구조에 관한 영상 데이터를 생성할 수 있다.
저장부(140)에는 복수의 다른 대상체 또는 팬텀에 대한 스카우트 촬영 영상 데이터가 저장되어 있을 수 있고, 그에 기초한 복수의 골격 구조 영상 데이터도 저장될 수 있다.
영상 처리부(150)는 스카우트 촬영의 대상이 된 대상체(30)와 유사한 형상을 갖는 다른 대상체에 관한 정보를 획득하기 위하여, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영 결과 획득한 골격 구조 영상 데이터(R3)를 저장되어 있는 복수의 다른 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터들과 비교할 수 있다. 즉, 비교 결과, 골격 구조 영상 데이터의 형태가 유사하면, 대상체(30)와 골격 구조가 유사한 형상을 갖는 것으로 유추할 수 있다.
도 12a를 참고하면, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 골격 구조 영상 데이터들 중에서 R3' 및 R3''과 같은 형태의 골격 구조 영상 데이터를, 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터와 유사한 데이터로 결정할 수 있다.
즉, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 골격 구조 영상 데이터 중에서 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 적어도 하나의 골격 구조 영상 데이터를 결정할 수 있다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 스카우트 촬영을 통해 획득한 대상체(30)의 상면에 대한 골격 구조 영상 데이터(R3)는 저장부(140)에 저장되어 있고 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 골격 구조 영상 데이터(R3', R3'')와 골격 구조에 있어서 부분적으로 근소한 차이가 있을 수 있으나, 다른 데이터들과 비교할 때, 가장 유사한 영상 데이터일 수 있다.
따라서, 스카우트 촬영이 수행된 대상체(30)는, 상면에 대한 골격 구조 영상 데이터의 유사도에 기초하여 결정된 R3' 및 R3''의 골격 구조 영상 데이터에 대응하는 대상체와 가장 유사한 형태일 수 있다.
도 9b에서 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 측면에 대한 스카우트 촬영이 수행되면, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 측면 영상의 골격 구조에 관한 영상 데이터(R4)를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)는 획득한 골격 구조에 관한 영상 데이터(R4)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 복수의 골격 구조 영상 데이터들과 비교할 수 있다. 즉, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영의 대상이 된 대상체(30)의 측면과 유사한 형상을 갖는 다른 대상체에 관한 정보를 획득하기 위하여, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영 결과 획득한 골격 구조 영상 데이터(R4)를 저장되어 있는 복수의 다른 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터들과 비교할 수 있다.
도 12b를 참고하면, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 골격 구조 영상 데이터들 중에서 R4' 및 R4''과 같은 형태의 측면에 대한 골격 구조 영상 데이터를, 측면에 대한 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터와 유사한 데이터로 결정할 수 있다.
즉, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 대상체(30)의 측면에 대한 복수의 골격 구조 영상 데이터 중에서 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 적어도 하나의 골격 구조 영상 데이터를 결정할 수 있다.
도 12b에 도시된 바와 같이, 스카우트 촬영을 통해 획득한 대상체(30)의 측면에 대한 골격 구조 영상 데이터(R4)는 저장부(140)에 저장되어 있고 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 골격 구조 영상 데이터(R4', R4'')와 골격 구조에 있어서 부분적으로 근소한 차이가 있을 수 있으나, 다른 데이터들과 비교할 때, 가장 유사한 영상 데이터일 수 있다.
따라서, 스카우트 촬영이 수행된 대상체(30)는, 측면에 대한 골격 구조 영상 데이터의 유사도에 기초하여 결정된 R4', R4''의 골격 구조 영상 데이터에 대응하는 대상체와 가장 유사한 형태일 수 있다.
도 13a는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 상면 윤곽 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이고, 도 13b는 일 실시예에 따라 획득된 대상체의 측면 윤곽 영상 데이터를 영상 처리부가 미리 저장된 데이터와 비교하는 것을 도시한 개념도이다.
도 10a에서 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 상면에 대한 스카우트 촬영이 수행되면, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면에 대한 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 상면에 대한 윤곽 영상 데이터(R5)를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)는 획득한 윤곽 영상 데이터(R5)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 복수의 윤곽 영상 데이터들과 비교할 수 있다.
전술한 바와 같이, 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터는, 영상 처리부(150)가 대상체(30)의 골격을 이루고 있는 외곽선을 추출하고 장기의 위치에 대한 외곽선을 추출하는 영상 처리를 수행할 수 있고, 이를 영상화 하여 R5와 같이 대상체(30)의 상면 윤곽 영상 데이터(R5)를 생성할 수 있다.
저장부(140)에는 복수의 다른 대상체 또는 팬텀에 대한 스카우트 촬영 영상 데이터가 저장되어 있을 수 있고, 그에 기초한 복수의 윤곽 영상 데이터도 저장될 수 있다.
영상 처리부(150)는 스카우트 촬영의 대상이 된 대상체(30)와 유사한 형상을 갖는 다른 대상체에 관한 정보를 획득하기 위하여, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영 결과 획득한 윤곽 영상 데이터(R5)를 저장되어 있는 복수의 다른 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터들과 비교할 수 있다. 즉, 비교 결과, 윤곽 영상 데이터의 형태가 유사하면, 대상체(30)와 골격 및 장기의 윤곽이 유사한 형상을 갖는 것으로 유추할 수 있다.
도 13a를 참고하면, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 윤곽 영상 데이터들 중에서 R5' 및 R5''과 같은 형태의 윤곽 영상 데이터를, 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터와 유사한 데이터로 결정할 수 있다.
즉, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 윤곽 영상 데이터 중에서 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 적어도 하나의 윤곽 영상 데이터를 결정할 수 있다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 스카우트 촬영을 통해 획득한 대상체(30)의 상면에 대한 윤곽 영상 데이터(R5)는 저장부(140)에 저장되어 있고 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 골격 구조 영상 데이터(R5', R5'')와 골격 구조에 있어서 부분적으로 근소한 차이가 있을 수 있으나, 다른 데이터들과 비교할 때, 가장 유사한 영상 데이터일 수 있다.
따라서, 스카우트 촬영이 수행된 대상체(30)는, 상면에 대한 윤곽 영상 데이터의 유사도에 기초하여 결정된 R5', R5''의 윤곽 영상 데이터에 대응하는 대상체와 가장 유사한 형태일 수 있다.
도 10b에서 상술한 바와 같이, 대상체(30)의 측면에 대한 스카우트 촬영이 수행되면, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 측면에 대한 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 측면에 대한 윤곽 영상 데이터(R6)를 획득할 수 있다.
영상 처리부(150)는 획득한 윤곽 영상 데이터(R6)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 복수의 윤곽 영상 데이터들과 비교할 수 있다. 즉, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영의 대상이 된 대상체(30)의 측면과 유사한 형상을 갖는 다른 대상체에 관한 정보를 획득하기 위하여, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영 결과 획득한 윤곽 영상 데이터(R6)를 저장되어 있는 복수의 다른 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터들과 비교할 수 있다.
도 13b를 참고하면, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 복수의 윤곽 영상 데이터들 중에서 R6' 및 R6''과 같은 형태의 측면에 대한 윤곽 영상 데이터를, 측면에 대한 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터와 유사한 데이터로 결정할 수 있다.
즉, 영상 처리부(150)는 저장부(140)에 저장되어 있는 대상체(30)의 측면에 대한 복수의 윤곽 영상 데이터 중에서 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 적어도 하나의 윤곽 영상 데이터를 결정할 수 있다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 스카우트 촬영을 통해 획득한 대상체(30)의 측면에 대한 윤곽 영상 데이터(R6)는 저장부(140)에 저장되어 있고 미리 정해진 유사도 이상의 값을 가지는 윤곽 영상 데이터(R6', R6'')와 골격 및 장기의 윤곽에 있어서 부분적으로 근소한 차이가 있을 수 있으나, 다른 데이터들과 비교할 때, 가장 유사한 영상 데이터일 수 있다.
도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따라 스카우트 촬영으로 획득된 대상체의 형상에 대한 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하는 것을 도시한 개념도이다.
영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면 및 측면에 대한 스카우트 촬영을 수행하여 스카우트 촬영 영상에 기초하여 획득한 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터를 저장부(140)에 미리 저장된 복수의 영상 데이터와 비교할 수 있다. 비교 결과, 미리 저장된 복수의 영상 데이터들 중에서 스카우트 촬영을 통해 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정할 수 있다.
즉, 도 11a 내지 도 13b에서 상술한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면 및 측면 영상 각각에 대해, 투사 영상 분포 데이터, 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터를 저장부(140)에 미리 저장된 데이터와 비교할 수 있다.
이 때, 영상 처리부(150)가 스카우트 촬영을 통해 얻은 데이터와 저장부(140)에 저장된 데이터를 비교하는데 기준이 되는 요소는 투사 영상 분포 데이터, 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터 중에서 두 개의 요소에 대한 유사도를 비교할 수도 있고, 세 개 요소 모두에 대한 유사도를 비교할 수도 있다.
도 14를 참고하면, 영상 처리부(150)는 투사 영상 분포 데이터와 골격 구조 영상 데이터를 비교 기준으로 하여 스카우트 영상 촬영을 통해 얻은 데이터와 저장부(140)에 미리 저장된 데이터의 유사도를 비교할 수 있다.
즉, 도 11a 및 도 11b에서 상술한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 투사 영상 분포 데이터와 비교할 수 있다. 또한, 도 12a 및 도 12b에서 상술한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터(R3, R4)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 골격 구조 영상 데이터와 비교할 수 있다.
비교 결과, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2)와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터의 유사도에 대해, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 데이터를 A 및 B로 결정할 수 있다. 즉, 복수의 미리 저장된 데이터 중에서 A 데이터 및 B 데이터가 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2)와 가장 유사한 데이터에 해당할 수 있다.
또한, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터(R3, R4)와 미리 저장된 골격 구조 영상 데이터의 유사도에 대해, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 데이터를 A 및 B로 결정할 수 있다. 이 역시, 복수의 미리 저장된 데이터 중에서 A데이터 및 B데이터가 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터(R3, R4)와 가장 유사한 데이터에 해당할 수 있다.
도 15를 참고하면, 영상 처리부(150)는 투사 영상 분포 데이터와 윤곽 영상 데이터를 비교 기준으로 하여 스카우트 영상 촬영을 통해 얻은 데이터와 저장부(140)에 미리 저장된 데이터의 유사도를 비교할 수 있다.
즉, 도 11a 및 도 11b에서 상술한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 투사 영상 분포 데이터와 비교할 수 있다. 또한, 도 13a 및 도 13b에서 상술한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터(R5, R6)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 윤곽 영상 데이터와 비교할 수 있다.
비교 결과, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2)와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터의 유사도에 대해, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 데이터를 C 및 D로 결정할 수 있다. 즉, 복수의 미리 저장된 데이터 중에서 C 데이터 및 D 데이터가 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2)와 가장 유사한 데이터에 해당할 수 있다.
또한, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터(R5, R6)와 미리 저장된 윤곽 영상 데이터의 유사도에 대해, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 데이터를 C 및 D로 결정할 수 있다. 이 역시, 복수의 미리 저장된 데이터 중에서 C데이터 및 D데이터가 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터(R5, R6)와 가장 유사한 데이터에 해당할 수 있다.
도 14 및 도 15에서 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2)와 가장 유사한 데이터가 각각 A 및 B와 C 및 D로 다르게 결정되는 것은, 유사도를 판단하는 기준 요소가 도 14에서는 투사 영상 분포 데이터와 골격 구조 영상 데이터이고, 도 15에서는 투사 영상 분포 데이터와 윤곽 영상 데이터이므로 각각의 경우를 고려하여 결정하는 과정에서 도출된 차이에 해당한다.
도 16을 참고하면, 영상 처리부(150)는 골격 구조 영상 분포 데이터와 윤곽 영상 데이터를 비교 기준으로 하여 스카우트 영상 촬영을 통해 얻은 데이터와 저장부(140)에 미리 저장된 데이터의 유사도를 비교할 수 있다.
즉, 도 12a 및 도 12b에서 상술한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 분포 데이터(R3, R4)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 골격 구조 영상 분포 데이터와 비교할 수 있다. 또한, 도 13a 및 도 13b에서 상술한 바와 같이, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터(R5, R6)를 저장부(140)에 미리 저장되어 있는 윤곽 영상 데이터와 비교할 수 있다.
비교 결과, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 분포 데이터(R3, R4)와 미리 저장된 골격 구조 영상 분포 데이터의 유사도에 대해, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 데이터를 E 및 F로 결정할 수 있다. 즉, 복수의 미리 저장된 데이터 중에서 E 데이터 및 F 데이터가 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 분포 데이터(R3, R4)와 가장 유사한 데이터에 해당할 수 있다.
또한, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터(R5, R6)와 미리 저장된 윤곽 영상 데이터의 유사도에 대해, 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 데이터를 E 및 F로 결정할 수 있다. 이 역시, 복수의 미리 저장된 데이터 중에서 E데이터 및 F데이터가 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 윤곽 영상 데이터(R5, R6)와 가장 유사한 데이터에 해당할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따라 영상 처리부가 결정한 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 대상체를 단층 촬영하는데 필요한 방사선량을 산출하는 것을 나타낸 표이다.
도 14에서 상술한 바와 같이 투사 영상 분포 데이터 및 골격 구조 영상 데이터에 기초하여 결정된 A 데이터 및 B 데이터는, 스카우트 촬영을 통해 획득된 대상체(30)의 영상 데이터와 가장 유사한 데이터에 해당한다. 즉, 스카우트 촬영의 대상인 대상체(30)와 A 데이터 및 B 데이터에 대응되는 대상체의 정보가 가장 유사하므로, A 데이터 및 B 데이터에 대응되는 대상체를 컴퓨터 단층 촬영 하는 경우 설정되어 있는 방사선량을 스카우트 촬영의 대상인 대상체(30)를 컴퓨터 단층 촬영 할 때 적용할 수 있다.
따라서, 제어부(130)는 A 데이터 및 B 데이터에 각각 대응하여 정해져 있는 방사선량에 기초하여 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영을 수행하기 위한 적정 방사선량을 산출할 수 있다.
도 17을 참고하면, 영상 처리부(150)가 결정한 A데이터는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터와 유사도가 70%이고, B 데이터는 유사도가 90% 이다. 또한, A데이터는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터와 유사도가 85%이고, B 데이터는 유사도가 80% 이다. 따라서, A데이터는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)와의 전체 유사도가 77.5%이고, B 데이터는 전체 유사도가 85% 이다.
도 17에 도시된 바와 같이, A 데이터에 대응되는 방사선량은 200이고, B 데이터에 대응되는 방사선량은 170인데, 이는 A 데이터에 대응되는 대상체를 컴퓨터 단층 촬영하는 경우의 적정 방사선량이 200이고 B 데이터에 대응되는 대상체를 컴퓨터 단층 촬영하는 경우의 적정 방사선량이 170임을 의미한다.
그러므로, 제어부(130)는 A 데이터 및 B 데이터의 전체 유사도(%)에 가중치를 부여하고, 각각에 대응되는 방사선량 데이터를 이용하여, 스카우트 촬영이 수행된 대상체(30)에 대해 컴퓨터 단층 촬영이 수행될 경우에 적정 방사선량을 산출할 수 있다.
도 18은 다른 실시예에 따라 스카우트 촬영으로 획득된 대상체의 형상에 대한 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하는 것을 도시한 개념도이다.
도 18은 도 14 내지 도 16에서와는 달리, 영상 처리부(150)가 스카우트 촬영을 통해 얻은 데이터와 저장부(140)에 저장된 데이터를 비교하는 기준이 투사 영상 분포 데이터, 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터 모두인 경우를 도시한 것이다.
도 18을 참고하면, 영상 처리부(150)는 투사 영상 분포 데이터, 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터를 비교 기준으로 하여 스카우트 영상 촬영을 통해 얻은 데이터와 저장부(140)에 미리 저장된 데이터의 유사도를 비교할 수 있다. 비교 결과, 영상 처리부(150)는 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2), 골격 구조 영상 데이터(R3, R4) 및 윤곽 영상 데이터(R5, R6)와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터, 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터의 유사도에 대해 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 데이터를 G 및 H로 결정할 수 있다. 즉, 복수의 미리 저장된 데이터 중에서 G 데이터 및 H 데이터가 스카우트 촬영을 통해 얻어진 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터(G1, G2), 골격 구조 영상 데이터(R3, R4) 및 윤곽 영상 데이터(R5, R6)와 가장 유사한 데이터에 해당할 수 있다.
도 19a 및 도 19b는 일 실시예에 따른 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 19a 및 도 19b를 참고하면, 대상체(30)에 대한 스카우트 촬영이 시작되면(S100), 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 형상에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있다(S105).
대상체(30)에 대한 스카우트 촬영은 대상체(30)의 상면 및 측면에 대하여 수행되므로, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면 및 측면 각각에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 영상 처리부(150)는 대상체(30)의 상면 및 측면 각각에 대하여, 투사 영상 분포 데이터, 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, 대상체(30)의 투사 영상 분포 데이터는 촬영된 스카우트 영상의 밝기 및 영상 신호의 세기 중 적어도 하나에 기초하여 획득할 수 있고, 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 대상체(30)의 골격 구조 영상 데이터 및 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
영상 처리부(150)는 획득한 대상체(30)의 영상 데이터와 저장부(140)에 미리 저장된 영상 데이터를 비교할 수 있고(S110), 미리 저장된 영상 데이터 중에서 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정할 수 있다(S115).
제어부(130)는 영상 처리부(150)가 결정한 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 스카우트 촬영이 수행된 대상체(30)에 대해 컴퓨터 단층 촬영을 하기 위해 필요한 적정 방사선량을 산출할 수 있다(S120). 또한, 제어부(130)는 산출된 방사선량에 기초하여 대상체(30)를 컴퓨터 단층 촬영하기 위한 촬영 프로토콜을 생성할 수 있다(S125). 즉, 대상체(30)를 컴퓨터 단층 촬영하기 위한 적정 방사선량 및 대상체(30)의 위치 및 촬영하고자 하는 범위를 결정할 수 있고, 엑스선 소스(110)에 적용되는 관전압(kV), 관전류(mAs), 노출 시간, 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초첨 크기(focal spot size) 등의 파라미터 값에 대한 촬영 프로토콜을 설정할 수 있다.
제어부(130)의 통제하에 생성된 촬영 프로토콜에 따라 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영이 수행될 수 있고(S130), 영상 처리부(150)는 컴퓨터 단층 촬영된 대상체(30)의 영상 데이터를 획득할 수 있다(S135).
또한, 제어부(130)는 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영 수행시에 영상 처리부(150)가 획득한 대상체(30)의 단층 촬영 영상 데이터에 기초하여 대상체(30)에 피폭된 실제 방사선량을 검출할 수 있고(S140), 컴퓨터 단층 촬영을 통해 획득한 대상체의 영상 데이터 및 검출된 방사선량을 저장부(140) 또는 외부 서버(500)에 저장하여(S145), 대상체(30)에 대한 적정 방사선량을 산출하기 위한 데이터로 사용할 수 있다.
컴퓨터 단층 촬영을 통해 획득된 대상체(30)의 영상 데이터, 대상체를 단층 촬영 함에 있어서 실제로 피폭되는 방사선량의 예측 값, 컴퓨터 단층 촬영을 통해 검출된 대상체(30)의 피폭 방사선량에 대한 데이터는 저장부(140) 또는 외부 서버(500)에 저장되어 실시간으로 업데이트 될 수 있다. 즉, 차후 대상체(30)에 대한 컴퓨터 단층 촬영에 앞서 피폭되는 방사선량의 예측 값을 산출하기 위하여 이전에 획득되고 계산된 방사선량에 대한 데이터를 저장할 수 있고, 저장된 데이터로부터 차후 방사선량의 예측 값을 계산하여 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 바람직한 실시예들을 중심으로 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법에 대해 설명 하였다. 컴퓨터 단층 촬영장치 및 그 제어방법의 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. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
30 : 대상체
100 : 컴퓨터 단층 촬영장치
110 : 엑스선 소스
120 : 엑스선 디텍터
130 : 제어부
140 : 저장부
150 : 영상 처리부
160 : 입력부
170 : 디스플레이부
180 : 통신부
190 : 테이블

Claims (22)

  1. 대상체를 스카우트 촬영(scout scan)하는 컴퓨터 단층 촬영장치에 있어서,
    상기 대상체를 스카우트 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영된 스카우트 촬영 영상에 기초하여 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고, 상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하여 상기 미리 저장된 영상 데이터 중에서 상기 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하는 영상 처리부; 및
    상기 결정된 적어도 하나의 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 상기 대상체의 피폭 예상 방사선량을 산출하고, 상기 산출된 방사선량에 기초하여 상기 대상체를 단층 촬영하는 제어부;를 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    상기 대상체의 상면(top view) 및 상기 대상체의 측면(lateral view) 중 적어도 하나를 스카우트 촬영하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터는,
    상기 대상체의 상면에 대한 영상 데이터 및 측면에 대한 영상 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터는,
    상기 대상체의 투사 영상 분포(projection profile) 데이터, 상기 대상체의 골격 구조(bone structure) 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽(contour) 영상 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 촬영된 스카우트 촬영 영상의 밝기 및 영상 신호의 세기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 획득하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 상기 대상체의 골격 구조 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 생성하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 획득된 대상체의 투사 영상 분포 데이터와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터를 비교하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 획득된 대상체의 골격 구조 영상 데이터와 미리 저장된 골격 구조 영상 데이터를 비교하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 획득된 대상체의 윤곽 영상 데이터와 미리 저장된 윤곽 영상 데이터를 비교하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 단층 촬영된 대상체의 영상 데이터를 획득하는 것을 더 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 획득된 대상체의 단층 촬영 영상 데이터에 기초하여 상기 대상체에 피폭된 방사선량을 검출하는 것을 더 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 대상체의 피폭 방사선량과 상기 산출된 대상체의 피폭 예상 방사선량을 비교하여 차이 값을 산출하고, 상기 산출된 차이 값을 보정하여 상기 대상체를 단층 촬영하는 것을 더 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 획득된 대상체의 영상 데이터 및 상기 검출된 대상체의 피폭 방사선량을 저장하는 저장부;를 포함하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 검출된 대상체의 피폭 방사선량과 상기 산출된 대상체의 피폭 예상 방사선량을 비교하여 산출된 상기 차이 값을 저장하는 컴퓨터 단층 촬영장치.
  15. 대상체를 스카우트 촬영하고;
    상기 촬영된 스카우트 촬영 영상에 기초하여 상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하고;
    상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하고;
    상기 미리 저장된 영상 데이터 중에서 상기 획득된 영상 데이터와 미리 정해진 유사도 이상의 값을 갖는 적어도 하나의 영상 데이터를 결정하고;
    상기 결정된 적어도 하나의 영상 데이터에 대응하는 방사선량에 기초하여 상기 대상체의 피폭 예상 방사선량을 산출하고;
    상기 산출된 방사선량에 기초하여 상기 대상체를 단층 촬영하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 대상체를 스카우트 촬영하는 것은,
    상기 대상체의 상면(top view) 및 상기 대상체의 측면(lateral view) 중 적어도 하나를 스카우트 촬영하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하는 것은,
    상기 대상체의 투사 영상 분포(projection profile) 데이터, 상기 대상체의 골격 구조(bone structure) 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽(contour) 영상 데이터 중 적어도 하나를 획득하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하는 것은,
    상기 촬영된 스카우트 촬영 영상의 밝기 및 영상 신호의 세기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 획득하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 대상체의 형상에 대한 영상 데이터를 획득하는 것은,
    상기 대상체의 투사 영상 분포 데이터를 영상 처리하여 상기 대상체의 골격 구조 영상 데이터 및 상기 대상체의 윤곽 영상 데이터 중 적어도 하나를 생성하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하는 것은,
    상기 획득된 대상체의 투사 영상 분포 데이터와 미리 저장된 투사 영상 분포 데이터를 비교하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하는 것은,
    상기 획득된 대상체의 골격 구조 영상 데이터와 미리 저장된 골격 구조 영상 데이터를 비교하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
  22. 제 17항에 있어서,
    상기 획득된 영상 데이터와 미리 저장된 영상 데이터를 비교하는 것은,
    상기 획득된 대상체의 윤곽 영상 데이터와 미리 저장된 윤곽 영상 데이터를 비교하는 컴퓨터 단층 촬영장치 제어방법.
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