KR20190044917A - A method for determining optimal scanning conditions of an X-ray scanning system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 디지털 방식으로 레트로핏(retrofit)된 X선 촬영 시스템에 대해 도우즈 크립(Dose Creep) 문제를 방지하기 위한 최적 촬영조건을 결정하는 데 특히 유용하게 적용될 수 있는 방법에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining optimal imaging conditions for an X-ray imaging system and, more particularly, to a method and apparatus for preventing a Dose Creep problem for a digitally retrofitted X- And a method that can be particularly useful for determining optimal shooting conditions.
의료용 X선 촬영 시스템에 구비되는 자동조사제어 장치(AEC 장치: Automatic Exposure Control device)는 환자를 통과한 X선의 축적량을 감지하고 그 감지된 축적량이 AEC 문턱값에 도달할 때 X선 조사를 자동으로 정지시킴으로써, X선이 환자에게 과도하게 피폭되는 것을 방지하고 X선 영상의 품질을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.The automatic exposure control device (AEC device) provided in the medical X-ray imaging system senses the accumulation amount of X-rays passing through the patient and automatically performs X-ray irradiation when the detected accumulation amount reaches the AEC threshold value Thereby preventing the X-ray from being excessively exposed to the patient and keeping the quality of the X-ray image constant.
X선 필름을 사용하는 전통적인 아날로그 촬영 시스템의 경우, X선 필름에 나타나는 영상의 톤(tone)이 짙을수록 환자에게 피폭된 X선량이 많은 것으로 판단될 수 있으므로, 영상의 톤이 과도하게 짙다면 AEC 문턱값을 낮추고 그와 반대로 영상의 농도가 과도하게 옅다면 AEC 문턱값을 높이는 방식으로 AEC 문턱값을 적절하게 셋팅하는 것이 가능하다.In the case of a conventional analog imaging system using an X-ray film, as the tone of the image appearing on the X-ray film becomes darker, it can be judged that the amount of X-rays to be exposed to the patient is large. It is possible to set the AEC threshold value appropriately in such a way that the AEC threshold value is lowered and conversely if the image density is excessively low, the AEC threshold value is raised.
그런데, X선 센서가 사용되는 디지털 촬영 시스템의 경우, 원시 X선 영상(raw X-ray image)을 영상 후처리(image processing)하여 일정 수준의 톤(tone)을 갖는 가공 X선 영상(processed X-ray image)을 제공하므로, 가공 X선 영상의 톤을 기준으로 AEC 문턱값을 적절하게 셋팅하기 어려운 문제가 있다.However, in the case of a digital photographing system using an X-ray sensor, a raw X-ray image is subjected to image processing to generate a processed X-ray image having a certain level of tone ray image, it is difficult to appropriately set the AEC threshold value based on the tone of the processed X-ray image.
이러한 문제는 X선 필름을 사용하던 아날로그 촬영 시스템을 X선 센서를 사용하는 디지털 촬영 시스템으로 레트로핏하는 경우 특히 두드러지게 나타날 수 있다.This problem may be especially noticeable when retrofitting an analogue imaging system using X-ray film to a digital imaging system using an X-ray sensor.
구체적으로, 레트로핏 X선 시스템의 경우 X선 필름에 맞춰진 AEC 문턱값의 값을 X선 센서에 맞게 보정될 필요가 있는데, 사용자(예: 촬영 기사)에게 제공되는 가공 X선 영상은 피폭선량과 무관하게 일정 수준의 톤(tone)을 갖기 때문에, 사용자는 가공 X선 영상의 톤에 기반하여 AEC 문턱값의 값을 디지털 X선 센서에 적합하게 보정할 수 없다.Specifically, in the case of a retrofit X-ray system, the value of the AEC threshold adjusted to the X-ray film needs to be corrected to fit the X-ray sensor, and the processed X-ray image provided to the user (eg photographer) The user can not correct the value of the AEC threshold value appropriately for the digital X-ray sensor based on the tone of the processed X-ray image.
이와 같이 AEC 문턱값이 적정 값으로 셋팅되지 않을 경우 적정 값을 초과하는 AEC 문턱값의 영향으로 인해 환자 진단에 필요한 양 이상의 X선이 환자에게 피폭되는 이른바 도우즈 크립(Dose Creep) 문제가 나타날 수 있다.Thus, if the AEC threshold is not set to an appropriate value, a so-called 'Dose Creep' problem may occur in which an amount of X-rays more than necessary for the diagnosis of the patient is exposed to the patient due to the influence of the AEC threshold value exceeding the proper value have.
디지털 방식으로 레트로핏된 상당수의 X선 촬영 시스템들이 도우즈 크립 문제를 야기하는 것으로 보고되고 있다.It has been reported that many X-ray imaging systems that are retrofitted digitally cause doze creep problems.
본 발명은 레트로핏된 X선 촬영 시스템에 대해 도우즈 크립 문제를 방지할 수 있는 최적의 촬영 조건을 결정할 수 있는 방안을 제공하는 데 주된 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a primary purpose in providing a way to determine optimal shooting conditions for a retrofitted X-ray imaging system to prevent dose creep problems.
본 발명은, (A10) 인체 모형에 대한 X선 영상을 얻는 단계; (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계; (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계; (A40) 상기 대표값이 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계; (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함하는, X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법을 제공한다.(A10) obtaining an X-ray image of a human body model; (A20) calculating an exposure dose? Total for the model region in the X-ray image using a function relationship between pixel brightness and an exposure dose; (A30) obtaining a histogram showing a pixel brightness distribution of a region of interest in the X-ray image, calculating a representative value representative of the variances of the histogram and an index value indicating a scattering degree of the histogram; (A40) a first reference condition requiring the representative value to be equal to or greater than a first reference value, a second reference condition requiring the index value to be equal to or greater than a second reference value, and a requirement that the exposure dose? Total be equal to or less than a third reference value Determining whether all of the third reference conditions are satisfied; (A50) repeating the steps A10 to A40 under at least one different shooting condition if the first to third reference conditions are not all satisfied; And (A60) determining an optimal photographing condition that satisfies all of the first to third reference conditions. The present invention also provides an optimal photographing condition determining method for an X-ray photographing system.
상기 A20 단계에서 상기 피폭선량(σtotal)은 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 산출될 수 있으며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타낸다.In the step A20, the exposure dose? Total can be calculated by applying the following integral equation to the model area, and? (I) in the following integral equation represents a function between the exposure dose to the pixel brightness.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값일 수 있다.The parameters constituting the shooting condition may be a tube voltage, a tube current, and an AEC threshold value.
이때, 상기 A50 단계는, (A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및 (A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함할 수 있다.At this time, the step A50 may include repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the tube voltage among the parameters until the first reference condition is satisfied (A51); (A52) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the tube current among the parameters until the second reference condition is satisfied; And (A53) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the AEC threshold value among the parameters until the third reference condition is satisfied.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간일 수 있다.The parameters constituting the photographing condition may be tube voltage, tube current, and generator operation time.
이때, 상기 A50 단계는, (A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함할 수 있다.In this case, the step A50 may include: repeating the steps A10 to A40 with at least one shooting condition that varies only the tube voltage among the parameters until the first reference condition is satisfied; (A56) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the tube current among the parameters until the second reference condition is satisfied; And (A57) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the generator operation time among the parameters until the third reference condition is satisfied.
상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)일 수 있고, 상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)일 수 있다.The representative value may be a median, a mean value, or a mode value, and the indicator value may be a FWHM, a variation, or a standard deviation .
본 발명은 또한, 제너레이터(110); 상기 제너레이터(110)로부터 관접압 및 관접류를 공급받으며, 인공 모형(P) 향해 X선을 조사하는 X선 조사부(120); 상기 인공 모형(P)을 투과한 X선을 검출하는 X선 센서(130); 및 상기 제너레이터(110)와 상기 X선 센서(130)에 연결된 제어부(160);를 포함하는 X선 촬영 시스템으로서, 상기 제어부(160)는, (A10) 상기 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는 단계; (A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계; (A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계; (A40) 상기 대표값이 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계; (A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되지 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 수행하는, X선 촬영 시스템을 제공한다.The present invention also relates to a fuel cell system comprising: a generator (110); An
상기 제어부(160)는 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 상기 피폭선량(σtotal)을 산출하는 것일 수 있으며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타낸다.The
상기 X선 촬영 시스템은, 상기 인체 모형(P)을 투과한 X선 총량을 감지하여 상기 X선 총량이 AEC 문턱값에 도달할 때 상기 제너레이터(110)와 상기 X선 조사부(120) 사이의 전기적 연결을 자동으로 차단하는 AEC 장치(140)를 더 포함할 수 있다.The X-ray imaging system senses the total amount of X-rays transmitted through the human body model P, and when the total amount of X-rays reaches the AEC threshold value, the electric power between the
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값일 수 있다.The parameters constituting the shooting condition may be a tube voltage, a tube current, and an AEC threshold value.
이때, 상기 제어부(160)는 상기 A50 단계를 수행할 때, (A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및 (A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 순차적으로 수행할 수 있다.At this time, the
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간일 수 있다.The parameters constituting the photographing condition may be tube voltage, tube current, and generator operation time.
이때, 상기 제어부(160)는 상기 A50 단계를 수행할 때, (A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; (A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및 (A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 순차적으로 수행할 수 있다.At this time, the
상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)일 수 있고, 상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)일 수 있다.The representative value may be a median, a mean value, or a mode value, and the indicator value may be a FWHM, a variation, or a standard deviation .
본 발명에 의하면, X선 촬영 시스템에 대한 최적 촬영조건을 결정하여 이를 적용할 수 있으므로 환자 촬영 시에 과도한 양의 X선이 환자에 피폭되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 X선 조사량 제한에 따른 영상 품질의 저하를 또한 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to determine optimal imaging conditions for an X-ray imaging system and apply it, so that it is possible to prevent an excessive amount of X-rays from being exposed to a patient at the time of imaging a patient, Deterioration of quality can also be prevented.
또한, 본 발명은 최적 촬영조건으로서 관전압 및 관전류와 함께 AEC 문턱값 또는 제너레이터 가동시간을 제공할 수 있으므로 AEC 장치를 구비한 X선 촬영 시스템은 물론 AEC 장치를 구비하지 않은 X선 촬영 시스템에도 유용하게 활용될 수 있다.Further, the present invention can provide an AEC threshold value or a generator operation time together with a tube voltage and a tube current as an optimum imaging condition, so that it is useful for an X-ray imaging system having an AEC device as well as an X- Can be utilized.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 촬영 시스템을 보이는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 X선 촬영 시스템을 보이는 블록도이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법을 보이는 흐름도이다.
도 4는 인체 모형에 대한 X선 영상의 예를 보이는 것이다.
도 5는 관심영역에 대한 픽셀 밝기 히스토그램의 예를 보이는 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법을 보이는 흐름도이다.1 is a block diagram showing an X-ray imaging system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an X-ray imaging system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of determining an optimum photographing condition according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows an example of an X-ray image of a human body model.
Figure 5 shows an example of a pixel brightness histogram for a region of interest.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of determining an optimum photographing condition according to a second embodiment of the present invention.
이하에서는 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
■ X선 촬영 시스템의 제1 실시예 First Embodiment of X-ray Photography System
도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(100)에 대해 설명한다.An
제1 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(100)은 제너레이터(110), X선 조사부(120), X선 센서(130), AEC 장치(140) 및 사용자 인터페이스(150)를 포함한다.The
제너레이터(110)는 X선 발생에 필요한 관전압 및 관전류를 X선 조사부(120)에 공급한다. 제너레이터(110)와 X선 조사부(120) 사이에는 관전압 및 관전류의 공급 시간을 제어하기 위한 제너레이터 스위치(111)가 구비된다.The
X선 조사부(120)는 X선 센서(130)를 향해 X선을 조사한다. 예로써, X선 조사부(120)는 X선 튜브(121) 및 콜리메이터(122)를 포함한다. X선 튜브(121)는 제너레이터(110)로부터 관전압 및 관전류를 공급받아 X선을 발생시킨다. 콜리메이터(122)는 X선 튜브(121)에 의해 생성된 X선들을 X선 센서(130) 쪽으로 집중시키는 역할을 한다. 도시되지 않았으나, 콜리메이터(122) 앞에는 X선 조사량을 감지하는 DAP 센서(Dose Area Product sensor)가 추가로 구비될 수 있다.The
X선 센서(130)는 피검체(P)를 투과한 X선을 감지하여 X선 영상 생성을 위한 디지털 신호를 제공한다. 도시되지 않았으나, X선 센서(130)와 피검체(P) 사이에는 피검체(P)로부터 나오는 산란 X선을 차단하는 그리드 장치(Grid device)가 추가로 구비될 수 있다.The
AEC 장치(140)는 촬영 시간 동안에 피검체(P)를 통과하여 X선 센서(130)에 축적되는 X선의 총량을 감지하여 그 총량이 AEC 문턱값에 도달할 때 전술한 제너레이터 스위치(111)를 OFF 상태로 전환시킴으로써 제너레이터(110)와 X선 조사부(120) 사이의 전기적 연결을 차단한다. 이러한 AEC 장치(140)가 구비됨으로써, 피검체(P)에 X선이 과도하게 피폭되는 것이 방지되는 한편 X선 영상의 품질이 안정화될 수 있다.The
AEC 장치(140)는 X선 센서(130)를 마주하도록 배치되는 이온화 챔버(141)와, 이온화 챔버(141)에 연결된 커패시터(142)와, 커패시터(142)에 연결된 AEC(143: Automatic Exposure Control)를 포함한다.The
이온화 챔버(141)는 헬륨(He), 질소(N)와 같이 이온화되기 쉬운 단원자 가스들이 채워져 있으며, 그 단원자 가스들은 피검체(P)를 통과한 X선에 의해 이온화되면서 전자들을 방출한다. 그 방출된 전자들이 커패시터(142)로 이동함으로써 커패시터(142)의 양단자 사이에 전압이 발생된다. AEC(143)는 커패시터(142)의 전압과 기 설정된 AEC 문턱값을 비교하여 커패시터 전압이 AEC 문턱값에 도달하면 제너레이터 스위치(111)를 오프시킨다.The
상술한 AEC 장치(140)의 작동 원리에 의해, 촬영 중에 피검체(P)를 통과한 X선의 총량이 정해진 수준에 도달하면 제너레이터 스위치(111)가 오프됨으로써 X선 촬영이 정지된다.The operation of the
본 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(100)은 사용자 인터페이스(150), 제어부(160) 및 디스플레이(170)를 또한 포함한다.The
사용자 인터페이스(150)는 사용자의 시스템 동작 제어를 위한 인터페이스이다. 사용자 인터페이스(150)는 제너레이터(110)와 AEC(143)에 각각 연결된 프리셋 장치(preset device), 제어부(160)에 연결된 키보드 및 마우스 등을 포함한다. 사용자는 프리셋 장치를 사용하여 관전압의 크기, 관전류의 크기 및 AEC 문턱값의 크기를 셋팅할 수 있고, 키보드 및 마우스를 사용하여 제어부(160)의 동작을 위한 명령, 데이터, 컴퓨터 소프트웨어 프로그램 등을 입력할 수 있다. The
제어부(160)는 X선 센서(130)가 제공하는 디지털 신호로부터 X선 영상을 생성하고 이를 디스플레이부(170) 상에 표시한다. 여기서, X선 영상은 영상 후처리 과정을 거치지 않은 원시 영상(raw image)이거나 영상 후처리 과정을 거친 가공 영상(processed image)이다.The
예를 들어, 제어부(160)는 환자 진단 시에는 가공 영상을 제공하는 한편, 최적 촬영조건을 결정하기 위한 후술하는 방법을 수행하는 경우에는 원시 영상을 제공하는 것일 수 있다.For example, the
또한 제어부(160)는 상기 방법을 수행하는 도중 제너레이터(110) 및 AEC(143)를 제어하여 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값 각각의 크기를 변경할 수 있다. 그리고 제어부(160)는 상기 방법 수행의 결과로서 얻어진 최적 촬영조건(관전압, 관전류, AEC 문턱값)을 디스플레이부(170) 또는 프리셋 장치(미도시)에 출력하는 것과 같은 방식으로 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the
■ X선 촬영 시스템의 제2 실시예 Second Embodiment of X-ray Photography System
도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 X선 촬영 시스템(200)에 대해 설명한다.An X-ray imaging system 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
앞서 설명한 제1 실시예의 X선 촬영 시스템(100)과 비교하면, 제2 실시예의 X선 촬영 시스템(200)은 AEC 장치(140)가 구비되지 않은 점에서 차이가 있다.Compared with the
이에 따라, 제1 실시예의 X선 촬영 시스템(100)에서는 AEC 장치(140)에 의해 제너레이터 스위치(111)의 ON-OFF 동작이 제어됨으로써 제너레이터(110)의 가동시간(operation time)이 정해지는 반면, 제2 실시예의 X선 촬영 시스템(200)에서는 프리셋 장치 또는 제어부(160)에 의해 제너레이터 스위치(111)의 ON 지속시간이 설정됨으로써 제너레이터(110)의 가동시간이 정해진다.Accordingly, in the
제너레이터(110)가 작동할 때 X선 조사부(121)가 X선을 조사할 수 있으므로, 제너레이터(110)의 가동시간(operation time)은 X선 조사부(121)의 조사시간(radiation time)과 같다는 것을 이해할 수 있다.The operation time of the
■ 최적 촬영조건 결정 방법의 제1 실시예 First Embodiment of Optimum Shooting Condition Determination Method
도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법(S100)의 제1 실시예를 설명한다.Referring to FIG. 3, a first embodiment of a method (S100) for determining an optimum photographing condition according to the first embodiment of the present invention will be described.
이하의 설명에서 도 3의 최적 촬영조건 결정 방법(S100)이 도 1의 X선 촬영 시스템(100)에 의해 수행되는 것으로 예시하지만, 도 3의 방법(S100)은 AEC 장치(140)를 구비한 것이라면 다른 유형의 X선 촬영 시스템들에도 마찬가지로 적용될 수 있다.3 is performed by the
(1) 준비 단계(S0):(1) preparation step (S0):
먼저 본 실시예의 방법에 사용할 인체 모형(P)을 선정하고, X선 센서(130)의 다수의 관심영역(ROI: Region of Interest) 중에서 최적 촬영조건을 찾고자 하는 하나의 목표 관심영역(target ROI)을 지정한다.First, a human body model P to be used in the method of the present embodiment is selected, and one target ROI, which is to find an optimal photographing condition among a plurality of regions of interest (ROI) of the
그리고 제1 기준값(R1th), 제2 기준값(R2th) 및 제3 기준값(R3th)을 제어부(160)에 입력한다. 이 기준값들이 갖는 의미에 대해서는 후술하기로 한다.The first reference value R1 th , the second reference value R2 th , and the third reference value R3 th are input to the
또한 초기 촬영조건을 제어부(160)에 입력한다. 즉, 촬영조건을 구성하는 3가지 파라미터들 즉 관전압(kV), 관전류(mA) 및 AEC 문턱값(AEC threshold)에 대한 초기값들을 입력한다. 이 초기값들은 진단 시에 통상적으로 적용되는 값들에 비해 충분히 더 값으로 설정하는 것이 바람직하다.And also inputs the initial photographing conditions to the
상기 기준값들 및 상기 초기값들의 입력은 사용자 인터페이스(150)를 통해 수행될 수 있다.The input of the reference values and the initial values may be performed through the
(2) X선 영상 획득(S110):(2) X-ray image acquisition (S110):
다음으로, 설정된 관전압(kV), 관전류(mA) 및 AEC 문턱값을 가지고 인체 모형(P)을 촬영하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는다.Next, the human body model P is photographed with the established tube voltage (kV), tube current (mA), and AEC threshold value to obtain an X-ray image of the human body model P.
이때, 제너레이터(110)는 X선 조사부(120)에 설정된 관전압(kV) 및 관전류(mA)를 제공하며, AEC 장치(140)의 AEC(143)는 촬영 개시 후에 커패시터(142)의 전압이 설정된 AEC 문턱값에 도달할 때 제너레이터 스위치(111)를 OFF 상태로 전환시킴으로써 X선 조사를 정지시킨다.At this time, the
그리고, 제어부(160)는 X선 센서(130)로부터 제공받은 검출 신호를 이용하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻고 이를 디스플레이부(170)에 표시한다.The
여기서 제어부(160)가 제공하는 X선 영상은 원시 영상(raw image)임을 유의한다. 보다 구체적으로, 환자 진단 시의 경우 제어부(160)는 영상 후처리(image processing)를 거친 가공 영상(processed image)을 제공하지만, 본 실시예의 방법을 수행하는 과정에서 제어부(160)는 가공 영상(processed image)이 아닌 원시 영상(raw image)을 제공한다.Note that the X-ray image provided by the
(3) 인체 모형(P)이 받은 (3) the human model (P) received 피폭선량Radiation dose (( σσ totaltotal ) 산출(S120):) (S120):
다음으로 제어부(160)가 인체 모형(P)이 받은 피폭선량(σtotal)을 산출한다. Next, the
이에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 실시예의 방법을 적용하여 얻어진 인체 모형(P)에 대한 원시 영상(raw image)의 예를 보이는 것이다.This will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of a raw image of a human body P obtained by applying the method of the present embodiment.
도 4에서와 같이, 인체 모형(P)에 대한 X선 영상(원시 영상)은 모형영역과 배경영역으로 구분되며, 모형영역 내에는 앞서 특정된 관심영역이 존재한다.As shown in FIG. 4, the X-ray image (original image) of the human body model P is divided into a model region and a background region, and there is a region of interest specified in the model region.
모형영역에서, 상대적으로 밝은 픽셀은 그에 대응하는 인체 모형 부분에서 X선이 상대적으로 많이 흡수된 것이고, 그와 반대로 상대적으로 어두운 픽셀은 그에 대응하는 인체 모형 부분에서 X선이 상대적으로 많이 투과된 것이다. 즉, 인체 모형의 대응 부분에서 X선이 많이 피폭될수록 X선 영상의 대응 픽셀은 밝게 나타난다. 이처럼 영상 픽셀들의 밝기와 피폭선량은 함수 관계가 있다.In the model region, relatively bright pixels are relatively more absorbed by the x-rays in the corresponding human body part, and vice versa, while relatively dark pixels are relatively much transmitted by the corresponding x-ray in the human body part . That is, as the X-ray is more exposed in the corresponding part of the human body, the corresponding pixels of the X-ray image appear bright. Thus, the brightness of the image pixels and the dose of radiation have a function relation.
이러한 함수 관계는 실험을 통해 미리 확보될 수 있으며, 각 픽셀의 밝기를 I라 하고 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 σ(I)로 나타낼 때, 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 적분을 수행함으로써 인체 모형(P)이 받은 전체 피폭선량(σtotal)을 산출할 수 있다. This function relationship can be secured in advance through experiments. When the brightness of each pixel is I and the functional relationship between the pixel brightness and the exposure dose is represented by σ (I), the following integration equation is applied to the model region, The total dose (σ total ) received by the human body (P) can be calculated.
(4) 밝기 분포 히스토그램과 그것의 (4) brightness distribution histogram and its 중간값Median (( MEDMED ) 및 ) And 반치전폭(FWHM)을Full width (FWHM) 산출(S130): Calculation (S130):
다음으로, 제어부(160)가 관심영역(ROI)에 대한 밝기 분포 히스토그램(histogram)을 얻고 그 히스토그램의 밝기 변량들을 대표하는 대표값(representative value) 및 그 히스토그램의 산포도(degree of scattering)를 나타내는 지표값(index value)을 산출한다.Next, the
본 실시예의 방법에서 대표값으로서는 중간값(median)을 산출하고, 지표값으로서는 반치전폭(full width at half maximum)을 산출한다.In the method of this embodiment, a median is calculated as a representative value, and a full width at half maximum is calculated as an indicator value.
하지만 이에 제한되지 않고 다른 대표값 및 다른 지표값이 대안적으로 적용될 수도 있다.But other representative values and other indicator values may alternatively be applied.
예로써, 밝기 변량들을 대표하는 대표값으로서는 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이 대신 적용될 수 있고, 산포도를 나타내는 지표값으로서는 분산(variation) 또는 표준편차(standard deviation)가 대신 적용될 수 있다.For example, a mean value or a mode value may be applied instead of representative values representing brightness variances, and a variation or a standard deviation may be applied as an indicator value representing a scatter value .
도 5는 관심영역에 대해 얻은 밝기 분포 히스토그램의 예를 나타낸다. 이 히스토그램에서 가로축 및 세로축은 밝기 변량 및 픽셀 빈도를 각각 나타낸다. 그리고 MED는 중간값을 가리키며, FWHM은 반치전폭을 나타낸다.Fig. 5 shows an example of the brightness distribution histogram obtained for the region of interest. In this histogram, the horizontal axis and the vertical axis represent the brightness variance and the pixel frequency, respectively. MED represents the median value, and FWHM represents the full width at half maximum.
(5) 산출된 (5) Calculated 중간값Median (( MEDMED ), ), 반치전폭Full-width half width (( FWHMFWHM ) 및 ) And 피폭선량(σThe exposure dose (σ totaltotal )이)this 기준조건을 만족하는지를 판단(S140): It is determined whether the reference condition is satisfied (S140):
다음으로, 제어부(160)가 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 기준조건을 만족하는지를 판단한다.Next, the
구체적으로, 제어부(160)는 산출된 중간값(MED)인 제1 기준값(R1th) 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 산출된 반치전폭(FWHM)이 제2 기준값(R2th) 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 산출된 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값(R3th) 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건을 만족하는지를 판단한다.Specifically, the
본 발명자가 연구한 바에 따르면, X선 영상이 양호한 품질을 나타내기 위해서는 상기 중간값(MED) 및 상기 반치전폭(FWHM)은 각각 일정 수준 이상이어야 하는 것으로 확인되었다. 이에 기초하여, 제1 기준값(R2th) 및 제2 기준값(R2th)은 상기 중간값(MED) 및 상기 반치전폭(FWHM)의 최소 목표값들로서 제시된 값들이다.The inventor of the present invention has found that the median value MED and the full width at half maximum (FWHM) must be equal to or greater than a certain level in order for the X-ray image to exhibit a good quality. Based on this, the first reference value R2 th and the second reference value R2 th are the values presented as the minimum target values of the median value MED and the half full width FWHM.
한편, 제3 기준값(R3th)은 X선 촬영 시스템(100)을 이용한 환자 진단 시에 환자가 받게 되는 피폭선량의 최대 허용값을 제시하는 것이다.On the other hand, the third reference value R3 th is a maximum allowable value of the dose to be received by the patient at the time of patient diagnosis using the
(6) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 (6) If it is determined that all of the first to third reference conditions 만족하지 않는Not satisfied 경우, S110 내지 S140 단계를 반복(S150): , Steps S110 to S140 are repeated (S150):
판단 결과, 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 상기 제1, 제2, 제3 기준조건을 각각 만족하지 않는 경우, 즉 적어도 하나의 기준조건이 만족되지 않는 경우, 제어부(160)는 전술한 S110 내지 S140 단계를 반복 수행한다.As a result of the determination, if the calculated median value MED, full width at half maximum (FWHM), and exposure dose? Total do not satisfy the first, second, and third reference conditions, If not, the
예로써, 이러한 반복 수행은, 상기 제1 기준조건을 만족시키는 관전압을 찾기 위해 다른 파라미터(관전류, AEC 문턱값)는 그대로 유지되고 관전압만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S110 내지 S140 단계를 반복하는 과정, 상기 제2 기준조건을 만족시키는 관전류를 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, AEC 문턱값)는 그대로 유지하고 관전류만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S110 내지 S140 단계를 반복하는 과정, 상기 제3 기준조건을 만족시키는 AEC 문턱값을 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, 관전류)는 그대로 유지하고 AEC 문턱값만 소정값씩 점차 감소되는 촬영조건들을 적용하여 S110 내지 S140 단계를 반복하는 과정을 순차적으로 수행하는 방식으로 진행될 수 있다.For example, in this repetitive execution, steps S110 to S140 are performed by applying shooting conditions in which other parameters (tube current, AEC threshold value) are maintained and tube voltage is gradually increased by a predetermined value to find the tube voltage satisfying the first reference condition Repeating steps S110 to S140 by applying shooting conditions in which other parameters (tube voltage, AEC threshold value) are maintained and the tube current is gradually increased by a predetermined value in order to find a tube current satisfying the second reference condition, The process of repeating steps S110 to S140 is repeated by applying imaging conditions in which other parameters (tube voltage, tube current) are maintained and the AEC threshold value is gradually decreased by a predetermined value in order to find an AEC threshold value satisfying the third reference condition And so on.
(7) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 (7) If it is determined that all of the first to third reference conditions 만족되는Satisfied 경우, 최적 촬영조건 결정(S160): , The optimum shooting condition is determined (S160):
제어부(160)는 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 것으로 판단된 경우, 해당 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하고, 그 결정된 최적의 촬영조건을 디스플레이부(170) 또는 프리셋 장치를 통해 출력하는 방식으로 사용자에게 제공한다.If it is determined that all of the first to third reference conditions are satisfied, the
여기에서 최적의 촬영조건은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 최적의 AEC 문턱값으로 구성되며, 이러한 3가지 파라미터 각각에 대한 최적의 값들이 출력됨으로써 본 실시예의 방법이 종료된다.Here, the optimal photographing conditions consist of the optimal tube voltage, the optimal tube current, and the optimal AEC threshold value, and the method of this embodiment is ended by outputting optimal values for each of these three parameters.
실제 환자 진단 시에 사용자(예: 촬영 기사)는 프리셋 장치와 같은 사용자 인터페이스(170)를 통해 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값을 셋팅한 후 환자에 대한 X선 촬영을 수행하게 되는데, 상술한 방법에 따라 결정된 AEC 문턱값을 적용함으로써 환자에게 최대 허용값(제3 기준값: R3th)을 초과하는 X선량이 피폭되는 것을 방지할 수 있고, 또한 상술한 방법에 따라 결정된 관전압 및 관전류 내지는 그에 근접한 관전압 및 관전류를 적용함으로써 X선 조사량이 제한됨에 따라 X선 영상의 품질이 일정 수준 이하로 저하되는 것을 방지할 수 있다.In actual patient diagnosis, a user (e.g., photographer) performs X-ray photography on a patient after setting the tube voltage, tube current, and AEC threshold value through a
상술한 제1 실시예의 방법에 의해 최적의 AEC 문턱값을 결정할 수 있으므로, 제1 실시예의 방법은 AEC 장치(140)를 가지며 디지털 방식으로 레트로핏된 X선 촬영 시스템에 대해 AEC 문턱값을 디지털 X선 센서에 적합한 새로운 값으로 재설정(calibration)하기 위한 방안으로서 특히 유용하게 활용될 수 있다.The method of the first embodiment has the
■ 최적 촬영조건 결정 방법의 제2 실시예 Second Embodiment of Optimum Shooting Condition Determination Method
도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적 촬영조건 결정 방법(S200)의 제2 실시예를 설명한다.A second embodiment of the optimal photographing condition determination method (S200) according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
이하의 설명에서 도 6의 방법(S200)은 도 2의 X선 촬영 시스템(200)에 의해 수행되는 것으로 예시하지만, 도 6의 방법(S200)은 AEC 장치가 없는 다른 유형의 X선 촬영 시스템들에도 마찬가지로 적용될 수 있다.In the following description, the method S200 of FIG. 6 is illustrated as being performed by the X-ray imaging system 200 of FIG. 2, but the method S200 of FIG. 6 may be applied to other types of X- As shown in FIG.
그리고, 전술한 제1 실시예의 방법(S100)은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 최적의 AEC 문턱값으로 구성된 최적의 쵤영조건을 결정하기 위한 것인 반면, 제2 실시예의 방법(S200)은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 최적의 제너레이터 가동시간(operation time of generator)을 결정하기 위한 것인 차이가 있다.And, the method (S100) of the first embodiment described above is for determining an optimum operating condition consisting of an optimal tube voltage, an optimal tube current and an optimal AEC threshold value, while the method S200 of the second embodiment The optimal tube current, and the optimum generator operation time of generator.
따라서, 이하의 설명에서는 이러한 차이점을 중점적으로 설명하며 제1 실시예의 방법과 중복되는 내용에 대해서는 간략히 설명한다.Therefore, in the following description, these differences will be mainly described, and the contents overlapping with the method of the first embodiment will be briefly described.
(1) 준비 단계(S0):(1) preparation step (S0):
제1 실시예의 방법(S100)에서와 마찬가지로, 인체 모형(P)을 선정하고, 최적 촬영조건을 찾고자 하는 목표 관심영역(target ROI)을 지정하며, 제1 기준값(R1th), 제2 기준값(R2th) 및 제3 기준값(R3th)을 제어부(160)에 입력한다.The human body model P is selected and the target ROI to which the optimum shooting condition is to be searched is specified and the first reference value R1 th and the second reference value R2 th and a third reference value R3 th to the
제1 실시예의 방법(S100)에서는 초기 촬영조건으로서 관전압(kV), 관전류(mA) 및 AEC 문턱값의 초기값들을 입력하는 것과 달리, 제2 실시예의 방법(S200)에서는 초기 촬영조건으로서 관전압(kV), 관전류(mA) 및 제너레이터 가동시간(operation time of generator)의 초기값들을 입력한다.In the method (S100) of the first embodiment, the initial values of the tube voltage (kV), the tube current (mA), and the AEC threshold value are input as the initial imaging conditions. In the method S200 of the second embodiment, kV), tube current (mA), and initial values of the generator operation time of generator.
상기 기준값들 및 상기 초기값들의 입력은 사용자 인터페이스(150)를 통해 수행될 수 있다.The input of the reference values and the initial values may be performed through the
(2) X선 영상 획득(S210):(2) X-ray image acquisition (S210):
다음으로, 설정된 관전압(kV), 관전류(mA) 및 제너레이터 가동시간(operation time of generator)을 가지고 인체 모형(P)을 촬영하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는다.Next, the human body model P is photographed with the set tube voltage (kV), the tube current (mA), and the operation time of the generator to obtain an X-ray image of the human model (P).
이때, 제너레이터(110)는 X선 조사부(120)에 설정된 관전압(kV) 및 관전류(mA)를 제공하며, 제어부(160)는 설정된 제너레이터 가동시간 만큼의 촬영시간이 경과하면 제너레이터 스위치(111)를 OFF 상태로 전환시킴으로써 X선 조사를 정지시킨다.At this time, the
또한 제어부(160)는 X선 센서(130)로부터 제공받은 검출 신호를 이용하여 인체 모형(P)에 대한 X선 영상(원시 영상)을 얻고 이를 디스플레이부(170)에 표시한다.The
(3) 인체 모형(P)이 받은 (3) the human model (P) received 피폭선량Radiation dose (( σσ totaltotal ) 산출(S220):) (S220):
다음으로 제어부(160)가 인체 모형(P)이 받은 피폭선량(σtotal)을 산출한다. 이 단계(S220)는 제1 실시예의 S120 단계와 같은 방식으로 수행된다.Next, the
(4) 밝기 분포 히스토그램과 그것의 (4) brightness distribution histogram and its 중간값Median (( MEDMED ) 및 ) And 반치전폭(FWHM)을Full width (FWHM) 산출(S230): Calculation (S230):
다음으로, 제어부(160)가 관심영역(ROI)에 대한 밝기 분포 히스토그램(histogram)을 얻고 그 히스토그램의 중간값(MED) 및 반치전폭(FWHM)을 산출한다. 이 단계(S230)는 제1 실시예의 S130 단계와 같은 방식으로 수행된다.Next, the
제1 실시예에 대한 설명에서 언급한 바와 같이, 밝기 변량들을 대표하는 대표값으로서 중간값 대신 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이 대안적으로 적용될 수 있고, 산포도를 나타내는 지표값으로서 반치전폭 대신 분산(variation) 또는 표준편차(standard deviation)가 대안적으로 적용될 수 있다.As mentioned in the description of the first embodiment, a mean value or a mode value may be alternatively applied as a representative value representative of the brightness variables instead of the intermediate value, and as an indicator value indicating the scatter value, Alternatively, a full width variation or standard deviation may be applied.
(5) 산출된 (5) Calculated 중간값Median (( MEDMED ), ), 반치전폭Full-width half width (( FWHMFWHM ) 및 ) And 피폭선량(σThe exposure dose (σ totaltotal )이)this 기준조건을 만족하는지를 판단(S240): It is determined whether the reference condition is satisfied (S240)
다음으로, 제어부(160)가 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 기준조건을 만족하는지를 판단한다.Next, the
이 판단 과정은 제1 실시예의 S140 단계에서 설명된 것과 같은 방식으로 진행된다. 즉, 제어부(160)는 산출된 중간값(MED)인 제1 기준값(R1th) 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 산출된 반치전폭(FWHM)이 제2 기준값(R2th) 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 산출된 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값(R3th) 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건을 만족하는지를 판단한다.This determination process proceeds in the same manner as described in step S140 of the first embodiment. That is, the
(6) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 (6) If it is determined that all of the first to third reference conditions 만족하지 않는Not satisfied 경우, S210 내지 S240 단계를 반복(S250): , Steps S210 through S240 are repeated (S250):
판단 결과, 산출된 중간값(MED), 반치전폭(FWHM) 및 피폭선량(σtotal)이 상기 제1, 제2, 제3 기준조건을 각각 만족하지 않는 경우, 즉 적어도 하나의 기준조건이 만족되지 않는 경우, 제어부(160)는 전술한 S210 내지 S240 단계를 반복 수행한다.As a result of the determination, if the calculated median value MED, full width at half maximum (FWHM), and exposure dose? Total do not satisfy the first, second, and third reference conditions, If not, the
예로써, 이러한 반복 수행은, 상기 제1 기준조건을 만족시키는 관전압을 찾기 위해 다른 파라미터(관전류, 제너레이터 가동시간)는 그대로 유지되고 관전압만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S210 내지 S240 단계를 반복하는 과정, 상기 제2 기준조건을 만족시키는 관전류를 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, 제너레이터 가동시간)는 그대로 유지하고 관전류만 소정값씩 점차 증가되는 촬영조건들을 적용하여 S210 내지 S240 단계를 반복하는 과정, 상기 제3 기준조건을 만족시키는 제너레이터 가동시간을 찾기 위해 다른 파라미터(관전압, 관전류)는 그대로 유지하고 제너레이터 가동시간만 소정값씩 점차 감소되는 촬영조건들을 적용하여 S210 내지 S240 단계를 반복하는 과정을 순차적으로 수행하는 방식으로 진행될 수 있다.For example, in this repetitive execution, steps S210 to S240 are performed by applying shooting conditions in which other parameters (tube current, generator operation time) are maintained and tube voltage is gradually increased by a predetermined value in order to find a tube voltage satisfying the first reference condition Repeating steps S210 to S240 by applying shooting conditions in which other parameters (tube voltage and generator operation time) are maintained and tube currents are gradually increased by a predetermined value in order to find a tube current satisfying the second reference condition, The process of repeating steps S210 to S240 is repeated by applying the shooting conditions in which other parameters (tube voltage, tube current) are maintained and the generator operating time is gradually decreased by a predetermined value in order to find the generator operating time satisfying the third reference condition And so on.
(7) 판단 결과 제1 내지 제3 기준조건이 모두 (7) If it is determined that all of the first to third reference conditions 만족되는Satisfied 경우, 최적 촬영조건 결정(S260): , The optimum shooting condition is determined (S260)
제어부(160)는 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 것으로 판단된 경우, 해당 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하고, 그 결정된 최적의 촬영조건을 디스플레이부(170) 또는 프리셋 장치(미도시)를 통해 출력하는 방식으로 사용자에게 제공한다.If it is determined that all of the first to third reference conditions are satisfied, the
여기에서 최적의 촬영조건은 최적의 관전압, 최적의 관전류 및 제너레이터 가동시간으로 구성되며, 이러한 3가지 파라미터 각각에 대한 최적의 값들이 출력됨으로써 본 실시예의 방법이 종료된다.Here, the optimum shooting conditions consist of the optimal tube voltage, the optimum tube current, and the generator operation time, and the method of this embodiment is ended by outputting optimal values for each of these three parameters.
실제 환자 진단 시에 사용자(예: 촬영 기사)는 프리셋 장치와 같은 사용자 인터페이스(170)를 통해 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간을 셋팅한 후 환자에 대한 X선 촬영을 수행하게 되는데, 상술한 방법에 따라 결정된 제너레이터 가동시간을 적용함으로써 환자에게 최대 허용값(제3 기준값: R3th)을 초과하는 X선량이 피폭되는 것을 방지할 수 있고, 또한 상술한 방법에 따라 결정된 관전압 및 관전류 내지는 그에 근접한 관전압 및 관전류를 적용함으로써 X선 조사량이 제한됨에 따라 X선 영상의 품질이 일정 수준 이하로 저하되는 것을 방지할 수 있다.At the time of actual patient diagnosis, the user (e.g., photographer) performs X-ray photography for the patient after setting the tube voltage, the tube current, and the generator operation time through the
상술한 제2 실시예의 방법에 의해 최적의 제너레이터 가동시간을 결정할 수 있으므로, 제2 실시예의 방법은 AEC 장치(140)가 없고 디지털 방식으로 레트로핏된 X선 촬영 시스템에 대해 제너레이터 가동시간을 디지털 X선 센서에 적합한 새로운 값으로 재설정(calibration)하기 위한 방안으로서 특히 유용하게 활용될 수 있다.The method of the second embodiment can determine the generator operation time for the digital retropitched X-ray imaging system without the
100 : X선 조사 장치
120 : X선 조사부
130 : X선 센서
141 : 이온화 챔버
P : 피검체100: X-ray irradiator
120: X-ray irradiator
130: X-ray sensor
141: ionization chamber
P: sample
Claims (15)
(A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계;
(A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계;
(A40) 상기 대표값이 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계;
(A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되는 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
(A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 포함하는,
X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
(A10) obtaining an X-ray image of a human body model;
(A20) calculating an exposure dose? Total for the model region in the X-ray image using a function relationship between pixel brightness and an exposure dose;
(A30) obtaining a histogram showing a pixel brightness distribution of a region of interest in the X-ray image, calculating a representative value representative of the variances of the histogram and an index value indicating a scattering degree of the histogram;
(A40) a first reference condition requiring the representative value to be equal to or greater than a first reference value, a second reference condition requiring the index value to be equal to or greater than a second reference value, and a requirement that the exposure dose? Total be equal to or less than a third reference value Determining whether all of the third reference conditions are satisfied;
(A50) repeating the steps A10 to A40 under at least one different shooting condition if the first to third reference conditions are not all satisfied; And
(A60) determining an optimum photographing condition as a photographing condition satisfying all of the first to third reference conditions;
Optimal imaging conditions for X - ray imaging systems.
상기 A20 단계에서 상기 피폭선량(σtotal)은 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 산출되며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타내는,
X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
The method according to claim 1,
In step A20, the exposure dose? Total is calculated by applying the following integral equation to the model area, and? (I) in the following integral equation is a function between the exposure dose to pixel brightness,
Optimal imaging conditions for X - ray imaging systems.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값인,
X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the parameters constituting the photographing condition include a tube voltage, a tube current, and an AEC threshold value,
Optimal imaging conditions for X - ray imaging systems.
상기 A50 단계는,
(A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
(A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및
(A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함하는,
X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
The method of claim 3,
In step A50,
(A51) repeating the steps A10 to A40 with at least one shooting condition that varies only the tube voltage among the parameters until the first reference condition is satisfied;
(A52) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the tube current among the parameters until the second reference condition is satisfied; And
(A53) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the AEC threshold value among the parameters until the third reference condition is satisfied;
Optimal imaging conditions for X - ray imaging systems.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간인,
X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the parameters constituting the photographing condition include a tube voltage, a tube current, and a generator operation time,
Optimal imaging conditions for X - ray imaging systems.
상기 A50 단계는,
(A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
(A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
(A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 포함하는,
X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
6. The method of claim 5,
In step A50,
(A55) repeating the steps A10 to A40 with at least one shooting condition that varies only the tube voltage among the parameters until the first reference condition is satisfied;
(A56) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the tube current among the parameters until the second reference condition is satisfied; And
(A57) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the generator operation time among the parameters until the third reference condition is satisfied;
Optimal imaging conditions for X - ray imaging systems.
상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이며,
상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)인,
X선 촬영 시스템을 위한 최적 촬영조건 결정 방법.
The method according to claim 1,
The representative value is a median, a mean value, or a mode value,
Wherein the indicator value is a full width half maximum (FWHM), variation, or standard deviation,
Optimal imaging conditions for X - ray imaging systems.
상기 제너레이터(110)로부터 관접압 및 관접류를 공급받으며, 인공 모형(P) 향해 X선을 조사하는 X선 조사부(120);
상기 인공 모형(P)을 투과한 X선을 검출하는 X선 센서(130); 및
상기 제너레이터(110)와 상기 X선 센서(130)에 연결된 제어부(160);를 포함하며,
상기 제어부(160)는,
(A10) 상기 인체 모형(P)에 대한 X선 영상을 얻는 단계;
(A20) 픽셀 밝기와 피폭선량 간의 함수 관계를 이용하여 상기 X선 영상 내 모형영역에 대한 피폭선량(σtotal)을 산출하는 단계;
(A30) 상기 X선 영상 내 관심영역의 픽셀 밝기 분포를 나타내는 히스토그램을 얻고 상기 히스토그램의 변량들을 대표하는 대표값 및 상기 히스토그램의 산포도를 나타내는 지표값을 산출하는 단계;
(A40) 상기 대표값이 제1 기준값 이상일 것을 요구하는 제1 기준조건, 상기 지표값이 제2 기준값 이상일 것을 요구하는 제2 기준조건 및 상기 피폭선량(σtotal)이 제3 기준값 이하일 것을 요구하는 제3 기준조건이 모두 만족되는지를 판단하는 단계;
(A50) 상기 판단 결과 상기 제1 내지 제3 기준조건이 모두 만족되지 않는 경우 적어도 하나의 다른 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
(A60) 상기 제1 내지 제3 기준조건을 모두 만족시키는 촬영조건을 최적의 촬영조건으로 결정하는 단계;를 수행하는,
X선 촬영 시스템.
A generator 110;
An X-ray irradiating unit 120 for receiving X-rays from the generator 110 and applying X-rays to the artificial model P;
An X-ray sensor 130 for detecting X-rays transmitted through the artificial model P; And
And a control unit (160) connected to the generator (110) and the X-ray sensor (130)
The control unit 160,
(A10) obtaining an X-ray image of the human body (P);
(A20) calculating an exposure dose? Total for the model region in the X-ray image using a function relationship between pixel brightness and an exposure dose;
(A30) obtaining a histogram showing a pixel brightness distribution of a region of interest in the X-ray image, calculating a representative value representative of the variances of the histogram and an index value indicating a scattering degree of the histogram;
(A40) a first reference condition requiring the representative value to be equal to or greater than a first reference value, a second reference condition requiring the index value to be equal to or greater than a second reference value, and a requirement that the exposure dose? Total be equal to or less than a third reference value Determining whether all of the third reference conditions are satisfied;
(A50) repeating the steps A10 to A40 under at least one different shooting condition if the first to third reference conditions are not all satisfied; And
(A60) determining an optimum photographing condition as a photographing condition satisfying all of the first to third reference conditions;
X-ray system.
상기 제어부(160)는 상기 모형영역에 대해 아래의 적분식을 적용하여 상기 피폭선량(σtotal)을 산출하며, 아래의 적분식에서 σ(I)는 픽셀 밝기에 대한 피폭선량 간의 함수를 나타내는,
X선 촬영 시스템.
9. The method of claim 8,
The control unit 160 calculates the exposure dose? Total by applying the following integral equation to the model region, and? (I) in the following integral formula represents a function between the exposure dose to the pixel brightness,
X-ray system.
상기 인체 모형(P)을 투과한 X선 총량을 감지하여 상기 X선 총량이 AEC 문턱값에 도달할 때 상기 제너레이터(110)와 상기 X선 조사부(120) 사이의 전기적 연결을 자동으로 차단하는 AEC 장치(140)를 더 포함하는,
X선 촬영 시스템.
9. The method of claim 8,
The AEC 110 detects the total amount of X-rays transmitted through the human body P and automatically cuts off the electrical connection between the generator 110 and the X-ray irradiating unit 120 when the total amount of X-rays reaches the AEC threshold value Further comprising a device (140)
X-ray system.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 AEC 문턱값인,
X선 촬영 시스템.
11. The method of claim 10,
Wherein the parameters constituting the photographing condition include a tube voltage, a tube current, and an AEC threshold value,
X-ray system.
상기 제어부(160)는 상기 A50 단계를 수행할 때,
(A51) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
(A52) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 결정하는 단계; 및
(A53) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 AEC 문턱값만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 순차적으로 수행하는,
X선 촬영 시스템.
12. The method of claim 11,
When the control unit 160 performs step A50,
(A51) repeating the steps A10 to A40 with at least one shooting condition that varies only the tube voltage among the parameters until the first reference condition is satisfied;
(A52) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the tube current among the parameters until the second reference condition is satisfied; And
(A53) repeating the steps A10 to A40 in one or more shooting conditions that differ only in the AEC threshold value among the parameters until the third reference condition is satisfied;
X-ray system.
상기 촬영조건을 구성하는 파라미터들은 관전압, 관전류 및 제너레이터 가동시간인,
X선 촬영 시스템.
9. The method of claim 8,
Wherein the parameters constituting the photographing condition include a tube voltage, a tube current, and a generator operation time,
X-ray system.
상기 제어부(160)는 상기 A50 단계를 수행할 때,
(A55) 상기 제1 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전압만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;
(A56) 상기 제2 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 관전류만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계; 및
(A57) 상기 제3 기준조건이 만족될 때까지, 상기 파라미터들 중에서 제너레이터 가동시간만을 달리하는 하나 이상의 촬영조건으로 상기 A10 내지 A40 단계를 반복하는 단계;를 순차적으로 수행하는,
X선 촬영 시스템.
14. The method of claim 13,
When the control unit 160 performs step A50,
(A55) repeating the steps A10 to A40 with at least one shooting condition that varies only the tube voltage among the parameters until the first reference condition is satisfied;
(A56) repeating the steps A10 to A40 with one or more shooting conditions that differ only in the tube current among the parameters until the second reference condition is satisfied; And
(A57) repeating the steps A10 to A40 in one or more shooting conditions that differ only in the generator operation time among the parameters until the third reference condition is satisfied;
X-ray system.
상기 대표값은 중간값(median), 평균값(mean value) 또는 최빈값(mode value)이며,
상기 지표값은 반치전폭(FWHM), 분산(variation), 또는 표준편차(standard deviation)인,
X선 촬영 시스템.9. The method of claim 8,
The representative value is a median, a mean value, or a mode value,
Wherein the indicator value is a full width half maximum (FWHM), variation, or standard deviation,
X-ray system.
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