KR20200060105A

KR20200060105A - 단층 영상 처리 장치, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품

Info

Publication number: KR20200060105A
Application number: KR1020180145649A
Authority: KR
Inventors: 이경용; 이동규; 이덕운
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-05-29
Also published as: EP3657443A1; CN111202539A; US20200167977A1

Abstract

본 개시의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 로 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 메모리; 및 제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하고, 상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 결과 영상을 생성하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 단층 영상 처리 장치가 제공된다.

Description

단층 영상 처리 장치, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품 {Apparatus and method for processing tomography image, and computer program product}

본 개시의 실시예들은 단층 영상 처리 장치, 단층 영상 처리 방법, 및 상기 방법을 수행하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

의료 영상 장치는 대상체의 내부 구조를 영상으로 획득하기 위한 장비이다. 의료 영상 장치는 비침습 검사 장치로서, 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름 등을 촬영 및 처리하여 사용자에게 보여준다. 의사 등의 사용자는 의료 영상 장치에서 출력되는 의료 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.

환자에게 엑스레이를 조사하여 대상체를 촬영하기 위한 장치의 일례로 컴퓨터 단층 촬영(CT: Computed Tomography) 장치가 있다. 컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치는 의료 영상 장치 또는 단층 촬영 장치의 일종이다. 컴퓨터 단층 촬영 장치는, 대상체에 대한 단면 영상을 제공할 수 있고, 일반적인 엑스레이 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.

본 개시의 실시예들은, 부분 재구성 방식을 사용하여 생성된 단층 영상에서, 노이즈 저감된 영상을 제공하기 위한 것이다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 부분 재구성 영상들은, 동일한 각도 간격을 갖고 서로 다른 복수의 각도 구간들에 대응되고, 상기 복수의 부분 재구성 영상들의 각도 구간들의 합은 상기 결과 영상의 각도 구간에 대응되고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 복수의 부분 재구성 영상들을 합산하여 상기 결과 영상을 생성할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 메모리는 FIFO(first-in-first-out)으로 동작하는 큐(Queue) 메모리이고, 미리 결정된 개수의 복수의 부분 재구성 영상의 용량에 대응하는 저장 공간을 갖고, 상기 미리 결정된 개수는, 상기 결과 영상을 생성하는데 이용되는 부분 재구성 영상의 개수일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 메모리는, 상기 제3 부분 재구성 영상이 입력되면, 상기 제1 부분 재구성 영상을 삭제할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제2 부분 재구성 영상에 상기 제1 부분 재구성 영상을 정합하고, 정합된 상기 제2 부분 재구성 영상과 상기 제1 부분 재구성 영상을 이용하여 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 평균 합성하여 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 결과 영상은 금속 피사체를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 부분 재구성 영상 및 상기 제2 부분 재구성 영상 각각으로부터 비금속 영역을 추출하고, 상기 제1 부분 재구성 영상의 상기 비금속 영역 및 상기 제2 부분 재구성 영상의 상기 비금속 영역을 합성하고, 상기 비금속 영역을 합성한 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상으로부터 제3 부분 재구성 영상을 생성할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 부분 재구성 영상 및 상기 제2 부분 재구성 영상으로부터 움직임 정보를 검출하고, 움직임 값이 미리 설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 제2 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 부분 재구성 영상 및 상기 제2 부분 재구성 영상 사이의 움직임 정보를 획득하고, 움직임 값이 미리 설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 가중 평균하여 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 제1 부분 재구성 영상에 대한 가중치는 상기 제2 부분 재구성 영상의 가중치보다 낮을 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 로 데이터는 움직이는 신체 부분의 영상 데이터를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 움직이는 신체 부분에 대한 움직임 정보에 기초하여 상기 제1 부분 재구성 영상에서 상기 움직이는 신체 부분의 움직임을 보상하고, 상기 움직임 보상된 상기 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상으로부터 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 단층 영상 처리 장치는, CT 투시법(fluoroscopy) 촬영을 수행할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 상기 제1 각도 구간은 상기 결과 영상의 각도 구간보다 작을 수 있다.

본 개시의 일 실시예의 다른 측면에 따르면, 로 데이터를 획득하는 단계; 제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하는 단계; 메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하는 단계; 상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 결과 영상을 생성하는 단계를 포함하는 단층 영상 처리 방법이 제공된다.

본 개시의 일 실시예의 다른 측면에 따르면, 프로세서에 의해 실행되었을 때 상기 프로세서가 단층 영상 처리 방법을 수행하도록 명령하는 프로그램 명령들을 저장하는 기록 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 단층 영상 처리 방법은, 로 데이터를 획득하는 단계; 제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하는 단계; 메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하는 단계; 상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 결과 영상을 생성하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.

본 개시의 일 실시예의 다른 측면에 따르면, CT 투시법(fluoroscopy) 촬영을 수행하는 단층 영상 처리 장치에 있어서, 로 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 메모리; 및 하나의 회전 주기 구간의 제1 로 데이터로부터 중간 결과 영상을 생성하고, 상기 메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 적어도 하나의 이전 회전 주기에 대응하는 이전 결과 영상과 상기 중간 결과 영상을 합성하여 신규 결과 영상을 생성하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 단층 영상 처리 장치가 제공된다.

일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는, 제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 메모리에 저장되고 상기 적어도 하나의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하고, 상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 상기 중간 결과 영상을 생성할 수 있다.

본 개시의 실시예들에 따르면, 부분 재구성 방식을 사용하여 생성된 단층 영상에서, 노이즈 저감된 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 개시된 일 실시예에 따른 CT 시스템(100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2은 CT 투시법(fluoroscopy)을 이용하여 대상체를 촬영하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따라 로 데이터를 획득하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따라 제1 부분 재구성 영상 및 제2 부분 재구성 영상으로부터 결과 영상을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 정합 및 합성 처리 과정을 나타난 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따라 신규 PAR 영상과 기존 PAR 영상을 합성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따라 부분 재구성 영상들을 정합하고 합성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 부분 재구성 영상의 정합 및 합성 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 뷰를 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 뷰를 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따라 중간 결과 영상과 기존 결과 영상을 합성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 14은 움직임이 없는 시뮬레이션 데이터 사용 시 기존 방법 대비 일 실시예의 효과를 나타낸 도면이다.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '모듈' 또는 '부'(unit)라는 용어는 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어 중 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '모듈' 또는 '부'가 하나의 요소(element)로 구현되거나, 하나의 '모듈' 또는 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

본 명세서에서 영상은 컴퓨터 단층 촬영(CT, Computed Tomography) 장치, 자기 공명 영상(MRI, Magnetic Resonance Imaging) 장치, 초음파 촬영 장치, 또는 엑스레이 촬영 장치 등의 의료 영상 장치에 의해 획득된 의료 영상을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 '대상체(object)'는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등; organ) 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 'CT 시스템' 또는 'CT 장치'는 대상체에 대한 적어도 하나의 축을 중심으로 회전하며 X선을 조사하고, X선을 검출하여 대상체를 촬영하는 시스템 또는 장치를 의미한다.

본 명세서에서 'CT 영상'은 대상체에 대한 적어도 하나의 축을 중심으로 회전하며 조사된 X선을 검출하여 대상체를 촬영함으로써 획득된 로 데이터(raw data)로부터 구성된 영상을 의미한다.

도 1은 개시된 일 실시예에 따른 CT 시스템(100)의 구조를 나타낸 도면이다.

개시된 일 실시예에 따른 CT 시스템(100)은 갠트리(110), 테이블(105), 제어부(130), 저장부(140), 영상 처리부(150), 입력부(160), 디스플레이부(170), 및 통신부(180)를 포함할 수 있다.

갠트리(110)는 회전 프레임(111), 엑스레이 생성부(112), 엑스레이 검출부(113), 회전 구동부(114), 및 리드아웃부(115)를 포함할 수 있다.

회전 프레임(111)은 회전 구동부(114)로부터 구동 신호를 수신하여, 회전축(RA)을 중심으로 회전할 수 있다.

산란 방지 그리드(116)는 대상체와 엑스레이 검출부(113) 사이에 배치되어, 주 방사선은 대부분 투과시키고, 산란 방사선은 감쇠시킬 수 있다. 대상체는 테이블(105) 상에 배치되고, 테이블(105)은 CT 촬영을 수행하는 동안 이동되거나, 기울어지거나(tilting), 회전(rotating)할 수 있다.

엑스레이 생성부(112)는 고전압 생성부(HVG, high voltage generator)로부터 전압, 전류를 인가 받아 X선을 생성하고 방출한다.

엑스레이 생성부(112)는 엑스레이 생성부(112) 및 엑스레이 검출부(113)가 각각 한 개씩 구비되는 단일 소스 방식, 각각 두 개씩 구비되는 듀얼 소스 방식 등으로 구현될 수 있다.

엑스레이 검출부(113)는 대상체를 통과한 방사선을 검출한다. 엑스레이 검출부(113)는 예를 들면, 신틸레이터(Scintillator), 포톤 카운팅 디텍터(photon counting detector) 등을 이용하여 방사선을 검출할 수 있다.

엑스레이 생성부(112)와 엑스레이 검출부(113)의 구동 방식은 대상체에 대한 스캔 방식에 따라 달라질 수 있다. 상기 스캔 방식은 엑스레이 검출부(113)의 이동 경로에 따라 축상(axial) 스캔 방식, 나선형(helical) 스캔 방식 등을 포함한다. 또한 상기 스캔 방식은 X선이 조사되는 시간 구간에 따라 프로스펙티브(prospective) 모드, 레트로스펙티브(retrospective) 모드 등을 포함한다.

제어부(130)는 CT 시스템(100)의 각각의 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 소정의 기능을 수행하기 위한 프로그램 또는 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램 코드 및 데이터를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 하나 이상의 메모리 및 하나 이상의 프로세서의 다양한 조합으로 구현 가능하다. 프로세서는 CT 시스템(100)의 동작 상태에 따라 프로그램 모듈을 생성하고 삭제할 수 있으며, 프로그램 모듈의 동작들을 처리할 수 있다.

리드아웃부(115)는 엑스레이 검출부(113)에서 생성된 검출 신호를 입력 받아, 영상 처리부(150)로 출력한다. 리드아웃부(115)는 데이터 획득 회로(Data Acquisition System, 115-1) 및 데이터 송신부(115-2)를 포함할 수 있다. DAS(115-1)는 적어도 하나의 증폭 회로를 이용하여, 엑스레이 검출부(113)로부터 출력된 신호를 증폭하여, 데이터 송신부(115-2)로 출력한다. 데이터 송신부(115-2)는 멀티플렉서(MUX) 등의 회로를 이용하여, DAS(115-1)에서 증폭된 신호를 영상 처리부(150)로 출력한다. 슬라이스 두께(slice thickness)나 슬라이스 개수에 따라 엑스레이 검출부(113)로부터 수집된 일부 데이터만이 영상 처리부(150)로 제공되거나, 영상 처리부(150)가 일부 데이터만을 선택할 수 있다.

영상 처리부(150)는 리드아웃부(115)로부터 획득된 신호(예컨대, 가공 전 순수(pure) 데이터)로부터 단층 데이터를 획득한다. 영상 처리부(150)는 획득된 신호에 대한 전처리, 단층 데이터로의 변환 처리, 상기 단층 데이터에 대한 후처리 등을 수행할 수 있다. 영상 처리부(150)는 본 개시에서 예시된 처리들 중 일부 또는 전부를 수행하며, 실시예에 따라 영상 처리부(150)에서 수행되는 처리의 종류 및 순서는 달라질 수 있다.

영상 처리부(150)는 리드아웃부(115)로부터 획득된 신호에 대해, 채널들 사이의 감도 불균일 정정 처리, 신호 세기의 급격한 감소 정정 처리, X선 흡수재로 인한 신호의 유실 정정 처리 등의 전처리를 수행할 수 있다.

영상 처리부(150)는 실시예들에 따라, 단층 영상으로의 재구성 처리 중 일부 또는 전부를 수행하여 상기 단층 데이터를 생성한다. 실시예에 따라, 상기 단층 데이터는 역투영(back-projection)된 데이터, 또는 단층 영상 등의 형태를 가질 수 있다. 실시예들에 따라, 단층 데이터에 대한 추가적인 처리가 서버, 의료 장치, 휴대용 장치 등의 외부 장치에 의해 수행될 수 있다.

로 데이터는 대상체를 통과한 X선 세기에 상응하는 데이터 값의 집합으로서, 프로젝션 데이터(projection data) 또는 사이노그램(sinogram)을 포함할 수 있다. 역투영된 데이터는, X선이 방사된 각도 정보를 이용하여 상기 로 데이터를 역투영한 데이터이다. 단층 영상은 상기 로 데이터를 역투영하는 단계를 포함하는 재구성 영상기법들을 적용하여 획득된 영상이다.

저장부(140)는 제어 관련 데이터, 영상 데이터 등을 저장하는 저장매체로서, 휘발성 또는 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다.

입력부(160)는 사용자로부터 제어 신호, 데이터 등을 수신한다. 디스플레이부(170)는 CT 시스템(100)의 동작 상태를 나타내는 정보, 의료 정보, 의료 영상 데이터 등을 표시할 수 있다.

CT 시스템(100)은 통신부(180)를 포함하며, 통신부(180)를 통해 외부 장치(예를 들면, 서버, 의료 장치, 휴대 장치(스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등)와 연결할 수 있다.

통신부(180)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

개시된 실시예들에 따른 CT 시스템(100)은 실시예에 따라 CT 촬영 시, 조영제를 이용하거나 이용하지 않을 수 있으며, 타 기기와 연계된 장치의 형태로 구현되는 것도 가능하다.

도 2은 CT 투시법(fluoroscopy)을 이용하여 대상체를 촬영하는 과정을 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따른 CT 시스템(100a)은 사용자(230)가 대상체(220)에 수술 또는 시술을 하는 동안, 실시간 CT 영상(210)을 재구성하여 제공한다. 사용자(230)는 본인이 원하는 시점에 CT 스캔을 수행하여, 실시간 CT 영상(210)을 제공받을 수 있다. 실시간 CT 영상(210)은 디스플레이(170)를 통해 제공된다. 사용자(230)는 시술을 하면서 CT 시스템(100a)의 입력부(160)의 다양한 입력 장치를 이용하여 CT 스캔 과정 및 테이블(105)의 이동을 제어할 수 있다. 입력부(160)는 이를 위해, 페달, 버튼, 조그, 다이얼, 키, 터치스크린, 터치 패드, 휠 등을 구비할 수 있다. 예를 들면, 입력부(160)는 제1 페달 및 제2 페달을 포함하고, 제1 페달을 눌러 CT 스캔을 수행하고, 제2 페달을 눌러 테이블을 이동시킬 수 있다. CT 시스템(100a)은 제1 페달에 눌려져 있는 동안 CT 스캔을 수행하고, 제1 페달이 눌려져 있지 않으면 CT 스캔을 수행하지 않을 수 있다. CT 스캔 상태에 대한 정보는 디스플레이(170)를 통해 제공될 수 있다.

본 실시예에 따른 CT 시스템(100a)은 CT 투시법을 수행하기 위해 이용될 수 있다. CT 투시법은 가이드 생체검사 과정(guide biopsy procedure)과 경추부 신경 뿌리 차단(cervical nerve root blocks) 등 수술 장비(240) 삽입의 모니터링에 주로 사용한다. 예를 들면, 사용자(230)는 간(250)으로부터 조직을 추출하기 위해 수술 장비(240)를 간(250) 내로 삽입하면서, CT 시스템(100a)의 실시간 CT 영상을 참고 할 수 있다. 이때 사용자(230)는 환자의 내부에 수술 장비(240)의 위치를 실시간으로 확인을 해야 하기 때문에 실시간에 가까운 영상 피드백을 제공하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 개시의 실시예들의 CT 투시법에서는 기존의 CT 영상 재구성과는 다르게 다이나믹(dynamic) 영상 재구성 알고리즘을 사용한다. 다이나믹 영상 재구성은 연속된 촬영 중 일부 구간의 로 데이터를 이용하여 연속적으로 영상을 재구성하는 방법이다. 이 때 일부 구간의 로 데이터로 재구성된 부분 재구성 영상(partial reconstruction image)이 사용되는데 일부 각도 구간에 대한 정보만을 가지고 있어, 대상체의 일부 방향에 대한 정보만을 제공한다. CT 투시법 절차는 수술 장비(240)를 체내에 삽입하는 동안(예를 들면, 5초 내지 660초 정도 수행) 스캔을 수행하기 때문에 사용자와 환자 모두에게 기존 CT 스캔 대비 매우 높은 누적 도스(dose)를 받게 한다. 따라서 CT 투시법은 대체로 일반 CT 대비 1/3 내지 1/6 수준의 낮은 도스로 촬영한다. 이는 곧 낮은 영상 품질로 귀결된다.

본 개시의 실시예들은 부분 재구성 영상을 이용하여 CT 영상을 생성하면서, CT 스캔의 이전 주기의 부분 재구성 영상을 이용하여 신규 부분 재구성 영상의 SNR(signal to noise ratio)을 향상시킴으로써, CT 영상의 품질을 향상시키고 SNR을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따른 단층 영상 처리 장치(300)는 데이터 획득부(310), 프로세서(320), 및 메모리(330)를 포함할 수 있다.

단층 영상 처리 장치(300)는 CT 시스템, 범용 컴퓨터, 휴대용 단말, 또는 키오스크 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대용 단말은 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC(personal computer) 등의 형태로 구현될 수 있다. CT 시스템은 예를 들면, 도 1의 CT 시스템(100) 또는 도 2의 CT 시스템(100a)의 형태로 구현될 수 있다.

데이터 획득부(310)는 대상체를 촬영하여 생성된 로 데이터를 획득한다. 로 데이터는 프로젝션 데이터 또는 사이노그램에 대응될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 로 데이터는 CT 시스템에서 프로스펙티브(prospective) 모드로 촬영되어 획득된다.

일 실시예에 따르면, 데이터 획득부(310)는 엑스레이를 이용하여 대상체를 촬영하여 로 데이터를 획득하는 스캐너에 대응될 수 있다. 스캐너는 예를 들면, 엑스레이 생성부(112) 및 엑스레이 검출부(113)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 데이터 획득부(310)는 프로세서(320)의 제어에 따라 설정된 프로토콜로 대상체를 촬영하여 로 데이터를 획득할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 데이터 획득부(310)는 외부 장치로부터 로 데이터를 획득하는 통신부 또는 I/O 디바이스에 대응될 수 있다. 외부 장치는 예를 들면, CT 시스템, 의료 데이터 서버, 다른 사용자의 단말 등을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 데이터 획득부(310)는 다양한 유무선 네트워크를 통하여 외부 장치와 연결될 수 있으며, 예를 들면 유선 케이블, LAN(Local Area Network), 이동 통신망, 인터넷 등을 통하여 외부 장치와 연결될 수 있다. 데이터 획득부(310)는 도 1의 통신부(180)에 대응될 수 있다.

프로세서(320)는 단층 영상 처리 장치(300)의 전반적인 동작을 제어하고, 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(320)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 촬영부(110)를 제어하고 로 데이터를 처리하는 동작을 모두 수행하는 프로세서로서, 하나 또는 복수 개로 구현될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 외부 장치로부터 수신된 로 데이터를 처리하는 하나 이상의 프로세서에 대응될 수 있다. 프로세서(320)는 도 1의 영상 처리부(150)에 대응하거나, 영상 처리부(150)와 제어부(130)의 조합에 대응할 수 있다.

프로세서(320)는 로 데이터로부터 복수의 부분 재구성 영상(PAR 영상) 및 결과 영상을 생성한다. 복수의 PAR 영상은 제1 각도 간격의 로 데이터로부터 재구성한 영상으로서, 360도 중 일부 각도 구간의 대상체 정보를 나타낸다. 제1 각도 간격은 360도보다 작은 각도 구간이 될 수 있다. 예를 들면, 결과 영상은 360도 각도 구간에 대응되고, 제1 각도 간격은 60도일 수 있다. 다른 예로서, 결과 영상은 180도 각도 구간에 대응되고, 제1 각도 간격은 60도일 수 있다.

프로세서(320)는 데이터 획득부(310)로부터 로 데이터가 입력되면, 제1 각도 간격마다 PAR 영상을 생성하고, 생성된 PAR 영상을 생성하여 메모리(330)에 저장한다.

메모리(330)는 복수의 PAR 영상을 저장한다. 일 실시예에 따르면, 메모리(330)는 FIFO(first in first out)으로 동작하는 큐(Queue) 메모리이다. 메모리(330)는 소정 용량의 영상 데이터만을 저장하도록 구성된다. 예를 들면, 메모리(330)는 PAR 영상을 6개 저장하도록 구성되고, 새로운 PAR 영상이 메모리(330)로 입력되면, 가장 오래된 PAR 영상이 메모리(330)로부터 삭제된다. 메모리(330)의 용량은 결과 영상의 각도 구간 및 제1 각도 간격에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 결과 영상이 360도 각도 구간에 대응되고, 제1 각도 간격이 60도인 경우, 메모리(330)는 6개의 PAR 영상을 저장할 수 있는 용량의 저장 공간을 가질 수 있다.

메모리(330)는 휘발성 또는 비휘발성 메모리로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(330)는 도 1의 저장부(140)에 대응될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 단층 영상 처리 방법을 나타낸 도면이다.

개시된 실시예들에 따른 단층 영상 처리 방법의 각 단계들은, 적어도 하나의 처리부를 포함하는 다양한 전자 장치에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서에서는 본 개시의 단층 영상 처리 장치(300)가 본 개시의 단층 영상 처리 장치의 제어 방법을 수행하는 실시예를 중심으로 설명한다. 따라서 단층 영상 처리 장치(300)에 대해 설명된 실시예들은 단층 영상 처리 방법에 적용 가능하고, 반대로 단층 영상 처리 방법에 대해 설명된 실시예들은 단층 영상 처리 장치(300)에 대한 실시예들에 적용 가능하다. 개시된 실시예들에 따른 단층 영상 처리 방법은 본 명세서에 개시된 단층 영상 처리 장치(300)에 의해 수행되는 것으로 그 실시예가 한정되지 않고, 다양한 형태의 전자 장치에 의해 수행될 수 있다.

단층 영상 처리 장치(300)는 우선 대상체를 촬영한 로 데이터를 획득한다(S402). 로 데이터는 사이노그램 또는 프로젝션 데이터일 수 있다.

다음으로 단층 영상 처리 장치(300)는 제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성한다(S404). 제1 각도 구간은 미리 설정된 제1 각도 간격을 갖는 각도 구간이다. 미리 설정된 제1 각도 간격은 결과 영상의 각도 구간보다 작은 각도 구간을 가질 수 있다. 제2 부분 재구성 영상은 결과 영상보다 작은 각도 구간의 로 데이터를 이용하여 재구성될 수 있다.

다음으로 단층 영상 처리 장치(300)는 이전 회전 주기에 대응하는 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성한다(S406). 엑스레이 생성부 및 엑스레이 검출부는 소정의 궤도를 일정 주기로 회전한다. 본 명세서에서 회전 주기는 엑스레이 생성부 및 엑스레이 검출부의 회전 주기를 의미한다. 제1 부분 재구성 영상은 제2 부분 재구성 영상에 대응하는 회전 주기보다 이전 회전 주기에 제1 각도 구간에서 획득된 로 데이터로부터 재구성된 영상이다. 제1 부분 재구성 영상은 메모리(330)에 저장되어 있고, 프로세서(320)는 메모리(330)에 저장된 제1 부분 재구성 영상을 이용할 수 있다. 단층 영상 처리 장치(300)는 제1 부분 재구성 영상과 제2 부분 재구성 영상으로부터 제3 부분 재구성 영상을 생성한다. 제1 부분 재구성 영상과 제2 부분 재구성 영상은 평균 합성 또는 가중 평균 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 단층 영상 처리 장치(300)는 제1 부분 재구성 영상과 제2 부분 재구성 영상을 합성하여 제3 부분 재구성 영상을 생성한다.

다음으로 단층 영상 처리 장치(300)는 제3 부분 재구성 영상을 메모리(330)에 저장한다(S408). 제2 부분 재구성 영상은 메모리에 저장되기 전에 제3 부분 재구성 영상으로 변환되고, 제3 부분 재구성 영상이 메모리(330)에 저장된다. 일 실시예에 따르면, 제3 부분 재구성 영상이 메모리(330)에 저장되면서, 제1 부분 재구성 영상은 메모리(330)로부터 삭제된다.

다음으로 단층 영상 처리 장치(300)는 복수의 부분 재구성 영상들로부터 결과 영상을 생성한다(S410). 복수의 부분 재구성 영상들은 메모리(330)에 저장되어 있고, 프로세서(320)는 메모리(330)에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들을 합성하여 결과 영상을 생성한다. 프로세서(320)는 미리 설정된 개수의 부분 재구성 영상들의 합산하여 결과 영상을 생성한다.

도 5는 일 실시예에 따라 로 데이터를 획득하는 과정을 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 엑스레이 생성부 및 엑스레이 검출부는 일정 궤도(520)를 따라 회전할 수 있다. 엑스레이 생성부 및 엑스레이 검출부는 사용자가 입력부를 통해 스캔 제어 신호를 입력할 때만 대상체(510)를 스캔할 수 있다. 엑스레이 생성부 및 엑스레이 검출부는 스캔 제어 신호가 입력되는 동안 계속해서 일정 궤도(520)로 회전할 수 있다. 도 5에서는 일정 궤도(520)가 360도의 각도 구간을 갖는 예를 도시하였지만, 일정 궤도(520)의 각도 구간은 실시예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, CT 시스템이 일정 궤도(520)를 180도의 각도 구간만을 사용하거나, CT 시스템이 C암(C-arm) 형태로 구현되고, 일정 궤도(520)는 180도 이상, 360도 미만의 각도 구간을 가질 수 있다. 이러한 경우, 엑스레이 생성부 및 엑스레이 검출부는 C암 내에서 왕복 운동을 하면 일정 주기로 대상체(510)를 스캔할 수 있다. 본 명세서에서 엑스레이 생성부 및 엑스레이 검출부가 이동하는 궤도의 각도 구간을 전체 각도 구간이라 지칭한다. 결과 영상은 전체 각도 구간에 대응되고, 회전 주기는 전체 각도 구간을 한번 스캔하는 주기를 의미한다.

데이터 획득부(310)는 대상체(510)를 스캔하며 생성된 로 데이터(540)를 입력 받는다. 예를 들면 로 데이터(540)는 도 5에 도시된 사이노그램의 형태를 가질 수 있다. 대상체(510)의 스캔이 진행되면서, 사이노그램이 각 위상에 대해 입력되어 쌓이게 된다.

부분 각도 구간들(531, 532, 533, 534, 535, 536)은 전체 각도 구간을 소정 개수로 분할하여 정의된다. 부분 각도 구간들(531, 532, 533, 534, 535, 536)은 동일한 각도 간격을 갖고, 서로 겹치지 않게 정의될 수 있다. 부분 각도 구간들(531, 532, 533, 534, 535, 536)의 합은 전체 각도 구간을 이룰 수 있다. 또한, 부분 각도 구간들(531, 532, 533, 534, 535, 536)은 전체 각도 구간들을 균일하게 분할하여 정의될 수 있다. 본 개시에서는 전체 각도 구간이 360도이고, 부분 각도 구간이 60도인 실시예를 중심으로 설명한다. 부분 각도 구간은 실시예에 따라 다양하게 결정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 사용자는 부분 각도 구간을 직접 설정하거나, 부분 각도 구간과 관련된 파라미터를 설정하여, 부분 각도 구간을 조절할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 단층 영상 처리 장치(300)는 프로토콜의 종류, 대상체의 종류, 강체 또는 비강체 여부 등에 기초하여 부분 각도 구간을 조절할 수 있다. 예를 들면, 비강체에 대해서는 강체에 비해 각도 간격을 더 작게 설정할 수 있다.

대상체(510)의 스캔은 복수의 회전 주기에 걸쳐 진행될 수 있고, 각 부분 각도 구간들(531, 532, 533, 534, 535, 536)에 대해 순차적이고 반복적으로 스캔이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제11 시간 구간(t11)에 제1 각도 구간(531)에 대한 스캔이 이루어지고, 제12 시간 구간(t12)에 제2 각도 구간(532)에 대한 스캔이 이루어지고, 제13 시간 구간(t13)에 제3 각도 구간(533)에 대한 스캔이 이루어지고, 제14 시간 구간(t14)에 제4 각도 구간(534)에 대한 스캔이 이루어지고, 제15 시간 구간(t15)에 제5 각도 구간(535)에 대한 스캔이 이루어지고, 제16 시간 구간(t16)에 제6 각도 구간(536)에 대한 스캔이 이루어질 수 있다. 이어서, 제21 시간 구간(t21)에 제1 각도 구간(531)에 대한 스캔이 이루어지고, 제22 시간 구간(t22)에 제2 각도 구간(532)에 대한 스캔이 이루어질 수 있다.

사이노그램(540)는 스캔이 진행됨에 따라 각 부분 각도 구간들(531, 532, 533, 534, 535, 536)에 대응되는 각 부분을 갖는다. 예를 들면, 제1 회전 주기(P1)에 대해, 제1 로 데이터(551)는 제11 시간 구간(t11)에 제1 각도 구간(531)에 대한 스캔에 대응되고, 제2 로 데이터(552)는 제12 시간 구간(t12)에 제2 각도 구간(532)에 대한 스캔에 대응되고, 제3 로 데이터(553)는 제13 시간 구간(t13)에 제3 각도 구간(533)에 대한 스캔에 대응되고, 제4 로 데이터(554)는 제14 시간 구간(t14)에 제4 각도 구간(534)에 대한 스캔에 대응되고, 제5 로 데이터(555)는 제15 시간 구간(t15)에 제5 각도 구간(535)에 대한 스캔에 대응되고, 제6 로 데이터(556)는 제16 시간 구간(t16)에 제6 각도 구간(536)에 대한 스캔에 대응된다. 이어서, 제2 회전 주기(P2) 동안, 제21 시간 구간(t21)에 제1 각도 구간(531)에 대한 스캔에 대응되는 제7 로 데이터, 제22 시간 구간(t22)에 제2 각도 구간(532)에 대한 스캔에 대응되는 제8 로 데이터 등이 계속해서 획득될 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따라 제1 부분 재구성 영상 및 제2 부분 재구성 영상으로부터 결과 영상을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.

프로세서(320)는 사이노그램(540)이 입력되면, 제1 각도 간격의 로 데이터가 입력될 때마다, 부분 재구성 영상을 생성하는 재구성 처리(610)를 수행한다. 프로세서(320)는 제1 로 데이터(551)로부터 제11 PAR 영상(PAR 11)을 생성하고, 제2 로 데이터(552)로부터 제12 PAR 영상(PAR 12)을 생성하고, 제3 로 데이터(553)로부터 제13 PAR 영상을 생성하고, 제4 로 데이터(554)로부터 제14 PAR 영상을 생성하고, 제5 로 데이터(555)로부터 제15 PAR 영상(PAR 15)을 생성하고, 제6 로 데이터(556)로부터 제16 PAR 영상(PAR 16)을 생성할 수 있다. 이어서, 제7 로 데이터로부터 제21 PAR 영상(PAR 21)을 생성하고, 제8 로 데이터로부터 제22 PAR 영상을 생성할 수 있다. 프로세서(330)는 복수의 PAR 영상들을 메모리(330)에 순차적으로 저장할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 메모리(330)는 FIFO로 동작하는 큐 모리이다. 제1 각도 간격이 60도이고, 전체 각도 구간이 360도인 본 실시예에서, 메모리(330)는 총 6개의 부분 재구성 영상들이 저장된다. 새로운 부분 재구성 영상이 메모리(330)에 입력될 때마다, 가장 오래된 부분 재구성 영상은 메모리(330)에서 버려진다. 여기서 새로운 부분 재구성 영상은 신규 PAR 영상, 버려지는 부분 재구성 영상은 기존 PAR 영상이라 지칭한다. 이 때, 기존 PAR 영상은 신규 PAR 영상과 서로 다른 회전 주기에 획득되고, 동일한 각도 구간에 대응하는 부분 재구성 영상이다. 도 6에서는 기존 PAR 영상은 제1 회전 주기(P1)의 제11 시간 구간(t11)에 제1 각도 구간(531)에 스캔된 제1 로 데이터(551)로부터 생성된 제1 부분 재구성 영상(PAR 11)이고, 신규 PAR 영상은 제2 회전 주기(P2)의 제21 시간 구간(T21)에 제1 각도 구간(531)에 스캔된 제7 로 데이터로부터 생성된 제2 부분 재구성 영상(PAR 21)이다.

신규 PAR 영상(PAR 21)이 생성되면, 프로세서(330)는 기존 PAR 영상(PAR 11)과 정합 및 합성 처리(620)를 수행한다. 프로세서(330)는 신규 PAR 영상(PAR 21)에 기존 PAR 영상(PAR 11)을 정합할 수 있다. 합성 처리는 평균 합성, 가중 평균 합성 등의 처리를 포함할 수 있다. 정합 및 합성 처리(620)에 의해 생성된 제3 부분 재구성 영상(PAR 21a)은 메모리(330)에 입력되어 저장되고, 제3 부분 재구성 영상(PAR 21a)이 입력되면서, 기존 PAR 영상(PAR 11)은 메모리(330)에서 삭제된다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(330)는 메모리(330)에 이전 회전 주기의 기존 PAR 영상이 저장되어 있지 않은 경우, 합성 처리 없이 신규 PAR 영상을 메모리(330)에 저장한다. 대상체에 대한 촬영을 시작하고 소정 시간이 지나기 까지는 이전 회전 주기의 PAR 영상이 메모리(330)에 저장되어 있지 않다. 따라서 프로세서(330)는 메모리(330)에 이전 회전 주기의 기존 PAR 영상이 저장되어 있지 않으면 기존 PAR 영상과의 정합 및 합성 처리 없이 신규 PAR 영상을 메모리에 저장(330)하고, 메모리(330)에 이전 회전 주기의 기존 PAR 영상이 저장되어 있으면, 기존 PAR 영상과 신규 PAR 영상의 정합 및 합성 처리를 수행한 후, 합성된 제3 부분 재구성 영상을 메모리(330)에 저장한다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(330)는 엑스레이 생성부가 1 회전 주기를 회전하기 전까지는 PAR 영상의 정합 및 합성 처리를 수행하지 않고, 엑스레이 생성부가 1 회전 주기를 회전한 이후부터는 PAR 영상의 정합 및 합성 처리를 수행하도록 동작할 수 있다.

제3 부분 재구성 영상(PAR 21a)이 메모리(330)에 입력되면, 메모리(330)에 저장된 6개의 부분 재구성 영상들을 합산하여 결과 영상(640)을 생성하는 처리(630)가 수행된다. 일 실시예에 따르면, 결과 영상(640)을 생성하는 처리(630)는 제3 부분 재구성 영상이 메모리(330)에 입력될 때마다 수행될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 결과 영상(640)을 생성하는 처리(630)는 소정의 주기마다 수행될 수 있다. 소정의 주기는 예를 들면, 1 회전 주기, 복수의 회전 주기 등으로 설정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 정합 및 합성 처리(620)를 수행하는 제1 프로세서와 PAR 이미지 합산 처리(630)를 수행하는 제2 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 재구성 처리(610)를 수행하는 제3 프로세서를 포함할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 정합 및 합성 처리 과정을 나타난 도면이다.

일 실시예에 따르면 신규 PAR 영상(710)이 입력되면, 기존 PAR 영상(720)과 정합 및 합성 처리를 수행한다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 개시의 실시예들이 CT 투시법에서 이용되는 경우, 사용자가 시술 또는 수술을 하는 동안 실시간 CT 영상이 제공된다. 시술 또는 수술에 다양한 도구들이 사용됨 따라, 실시간 CT 영상에는 시술 또는 수술에 이용되는 도구들이 나타난다. 시술 또는 수술의 진행에 따라 도구의 위치는 바뀌게 된다. 예를 들면, 사용자가 주사 바늘(needle, 712)을 대상체에 삽입하는 경우, 시간에 따라 주사 바늘(712)의 위치가 변경되어, 실시간 CT 영상에 반영되게 된다. 예를 들면, 도 7의 기존 PAR 영상(720)에서는 깊이 d1 만큼 주사 바늘이 삽입되었는데, 1 회전 주기 이후의 신규 PAR 영상(710)에서는 d1보다 깊은 깊이 d2 만큼 주사 바늘이 삽입된다. 본 개시의 실시예들은 이러한 수술 또는 시술 과정을 촬영한 실시간 CT 영상을 제공하기 위해 처리시간을 단축해야 하기 때문에, 부분 재구성 영상을 이용하여 결과 영상을 생성한다. 그런데 부분 재구성 영상은 누적 데이터 량이 전체 각도 구간의 영상에 비해 적기 때문에 화질이 떨어지는 문제가 있다. 본 개시의 실시예들은 기존 PAR 영상(720)을 신규 PAR 영상(710)에 합성함에 의해 주사 바늘(712) 이외의 영역의 SNR을 향상시켜 실시간 CT 영상의 화질을 개선시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 우선 신규 PAR 영상(710)을 기준으로 기존 PAR 영상(720)을 정합한다(732). 프로세서(320)는 신규 PAR 영상(710) 및 기존 PAR 영상(720)에서 나타나는 표면(surface) 정보에 기초하여 두 영상을 정합할 수 있다. 표면 정보는 영상의 엣지에 기초하여 획득될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 대상체의 종류에 따라 강체 정합(rigid registration) 또는 비강체 정합(non-rigid registration)을 수행할 수 있다. 대상체가 간, 뇌 등과 같은 움직이지 않는 대상체인 경우, 프로세서(320)는 강체 정합을 수행하고, 대상체가 심장 등과 같이 움직이는 대상체인 경우, 프로세서(320)는 비강체 정합을 수행할 수 있다. 프로세서(320)는 촬영 프로토콜에 기초하여 대상체의 종류를 판별할 수 있다. 다른 예로서 프로세서(320)는 결과 영상으로부터 대상체의 종류를 판별할 수 있다. 다른 예로서 프로세서(320)는 사용자 입력에 따라 대상체의 종류를 판별할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 신규 PAR 영상(710) 및 기존 PAR 영상(720)을 다운샘플링하여 정합을 수행할 수 있다. 영상 정합은 처리 로드가 높은 과정인데, 본 실시예는 영상을 다운샘플링하여 정합을 수행함에 의해 처리 시간을 단축시켜, 실시간 영상의 지연 시간을 단축시킬 수 있다.

영상의 정합이 완료되면, 프로세서(320)는 정합된 신규 PAR 영상(710) 및 기존 PAR 영상(720)의 영상 합성 처리(734)를 수행한다. 영상 합성은 평균 합성 또는 가중 평균 합성 처리에 의해 수행된다. 가중 평균 합성 처리를 수행하는 경우, 가중치는 움직임 정보, 대상체의 종류, 강체 또는 비강체 여부 등에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 움직임 정도가 기준 값을 초과하는 경우, 신규 PAR 영상(710)의 가중치를 기존 PAR 영상(720)보다 높게 설정할 수 있다. 또한 움직임 정도에 따라 가중치의 차이가 달라질 수 있다.

대상체가 비강체인 경우, 프로세서(320)는 신규 PAR 영상(710)의 가중치를 기존 PAR 영상(720)의 가중치보다 높게 설정할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 비강체의 움직임을 나타내는 정보에 기초하여 가중치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 대상체가 심장인 경우, 심전도(ECG, electrocardiography) 정보에 기초하여, 가중치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 신규 PAR 영상(710)에 대응하는 심장 박동 위상과 기존 PAR 영상(720)에 대응하는 심장 박동 위상의 차이가 큰 경우, 신규 PAR 영상(710)과 기존 PAR 영상(720)의 가중치 차이를 크게 하고, 심장 박동 위상의 차이가 작은 경우, 신규 PAR 영상(710)과 기존 PAR 영상(720)의 가중치 차이를 작게 할 수 있다.

합성 처리(734)가 완료되면 노이즈가 저감된 제3 부분 재구성 영상(740)이 생성된다. 제3 부분 재구성 영상(740)에서는 인체의 해부학적 구조(714) 부분의 SNR이 증가된다.

또한, 시술 또는 수술 도구는 인체보다 매우 큰 CT 넘버를 갖기 때문에, 영상 합성을 수행하더라도 표시 영상에서 신규 PAR 영상(710)의 시술 또는 수술 도구의 픽셀 값이 보존될 수 있다. CT 영상은 CT 넘버로 표현될 수 있는데, CT 넘버의 개수는 표시 장치의 그레이 레벨 개수보다 많기 때문에, CT 넘버 중 일부는 동일 값에 매칭시켜 CT 영상에 대한 표시 영상을 생성한다. 이 때, 인체에 해당하는 CT 넘버 범위에 대해 주로 그레이 레벨을 할당하고, 인체에 해당하지 않는 CT 넘버에는 적은 개수의 그레이 레벨만 할당된다. 이때 윈도우 레벨과 윈도우 폭을 설정하여, 그레이 레벨을 할당할 CT 넘버 구간을 정의할 수 있다. 금속은 인체의 구성 물질이 아니기 때문에, 일반적으로 금속의 CT 넘버는 윈도우 레벨과 윈도우 폭 바깥 쪽에 있는 경우가 많다. 이로 인해, 금속 부분은 신규 PAR 영상(710)과 기존 PAR 영상(720)의 합성 전과 후에 그 CT 넘버가 모두 윈도우 레벨과 윈도우 폭 바깥에 있어, 표시 영상에서 동일하거나 거의 비슷한 그레이 레벨에 대응할 가능성이 높고, 이로 인해 표시 영상에서 픽셀 값이 보존될 수 있다.

특히, 실시간 CT 영상은 시술 또는 수술 도구가 인체에 삽입되는 과정에서 주로 참고되므로, 주로 참고되는 구간에서는 신규 PAR 영상(710)에서 기존 PAR 영상(720)보다 시술 또는 수술 도구의 삽입이 더 진행된 상황이 많고, 신규 PAR 영상(710)의 시술 또는 수술 도구의 위치 정보가 제3 부분 재구성 영상(740)에서도 보존되게 된다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 시술 또는 수술 도구의 삽입이 진행되는 동안은 신규 PAR 영상(710)과 기존 PAR 영상(720)의 합성을 수행하고, 시술 또는 수술 도구의 제거가 진행되는 동안은 신규 PAR 영상(710)과 기존 PAR 영상(720)의 합성을 수행하지 않을 수 있다. 도구의 삽입 및 제거는, PAR 영상에서의 도구 말단의 이동에 기초하여 판단될 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따라 신규 PAR 영상과 기존 PAR 영상을 합성하는 과정을 나타낸 도면이다.

프로세서(320)는 신규 PAR 영상(802)과 기존 PAR 영상(804)에서 각각 관심 영역(ROI, region of interest)을 선택한다(806, 810). ROI는 예를 들면, 수술 또는 시술 도구 영역에 대응될 수 있다. 프로세서(320)는 사용자 입력, 또는 재구성 영상에 기초하여 ROI를 선택할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 결과 영상으로부터 수술 또는 시술 도구에 해당하는 ROI를 선택하고, 프로세서(320)는 사용자가 선택한 영역을 트랙킹하며 ROI를 선택할 수 있다. 다른 예로서, 단층 영상 처리 장치(300)는 ROI의 종류(예를 들면, metal needle, non-metal needle, hose 등)를 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하고, 사용자는 ROI의 종류를 선택하고, 프로세서(320)는 사용자가 선택한 종류에 해당하는 부분을 부분 재구성 영상으로부터 검출하여 ROI로 선택할 수 있다. 프로세서(320)는 사용자가 선택한 종류의 도구의 CT 넘버, 형태 등에 기초하여 ROI를 정의하고 선택할 수 있다.

다음으로 프로세서(320)는 신규 PAR 영상(802)과 기존 PAR 영상(804)으로부터 비금속 영상을 추출한다(808, 812). 비금속 영상은 신체 부분에 해당하는 영역으로서, 신체 부분의 CT 넘버에 기초하여 추출될 수 있다. 다른 예로서, 비금속 영상은 신규 PAR 영상(802)과 기존 PAR 영상(804)으로부터 ROI 부분을 제거하여 추출될 수 있다. 예를 들면, 금속 도구를 이용하여 생체 검사를 수행하는 과정을 CT 투시법으로 촬영하는 경우, 금속에 해당하는 CT 넘버에 해당하는 부분을 신규 PAR 영상(802) 및 기존 PAR 영상(804)으로부터 제거하여, 비금속 영상을 추출할 수 있다.

다음으로 프로세서(320)는 기존 PAR 영상(804)을 신규 PAR 영상(802)에 정합한다(814). 이 때, 프로세서(320)는 추출된 비금속 영상을 기준으로 영상 정합을 수행할 수 있다.

다음으로, 프로세서(320)는 기존 PAR 영상(804)과 신규 PAR 영상(802)을 합성한다(816). 이 때, 프로세서(320)는 정합된 비금속 영상을 기준으로 평균 또는 가중 평균 처리를 수행하고, 신규 PAR 영상의 ROI를 평균 또는 가중 평균 처리된 영상에 합성하여 노이즈 저감 PAR 영상(818)을 생성할 수 있다. 프로세서(320)는 비금속 영상을 기준으로 합성한 제1 중간 영상을 생성하고, 신규 PAR 영상(802)의 ROI 부분을 제1 중간 영상에 합성하여 노이즈 저감 PAR 영상(818)을 생성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 기존 PAR 영상(804)으로부터 비금속 영상을 추출하고, 기존 PAR 영상(804)의 비금속 영상과 신규 PAR 영상(802)의 전체 영역을 합성할 수 있다. 이러한 경우, 프로세서(320)는 신규 PAR 영상(802)의 ROI와 합성된 비금속 영상을 합성하는 과정 없이, 기존 PAR 영상(804)의 비금속 영상과 신규 PAR 영상(802)의 합성 영상으로부터 바로 노이즈 저감 PAR 영상(818)을 생성할 수 있다.

본 실시예에 따르면, ROI 이외의 영상으로 정합 및 합성 처리를 수행함에 의해, ROI에 해당하는 수술 및 시술 도구 부분의 데이터 값을 보존하면서 신체 구조 부분의 SNR을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 본 개시의 실시예들은 생체 검사 등에서 사용되는 도구가 신체 내에서 움직이는 모습을 보여주기 위해 이용될 수 있다. 본 실시예는 생검에 사용되는 도구 등에 해당하는 ROI 이외의 영역을 추출하여 합성하고, ROI를 합성함에 의해, ROI의 데이터가 합성 처리에 의해 손실되지 않고 정확하게 보이도록 하는 효과가 있다.

도 9는 일 실시예에 따라 부분 재구성 영상들을 정합하고 합성하는 과정을 나타낸 도면이다.

프로세서(320)는 신규 PAR 영상을 생성하고(S902), 신규 PAR 영상과 기존 PAR 영상으로부터 대상체의 움직임 정도를 나타내는 움직임 값을 산출한다. 움직임 값은 대상체의 표면의 움직임을 나타내는 값일 수 있다.

프로세서(320)는 영상의 엣지(edge)에 기초하여 움직임 값을 산출할 수 있다. 프로세서(320)는 신규 PAR 영상과 기존 PAR 영상을 정합(registration)하여 움직임 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(320)는 신규 PAR 영상을 기준으로 기존 PAR 영상을 정합하고, 정합을 위해 기존 PAR 영상의 각 픽셀이 움직인 방향 및 크기를 나타내는 움직임 벡터를 산출할 수 있다. 움직임 벡터는 움직임 정보에 대응된다.

다른 실시예에 따르면, 대상체는 심장이고, 움직임 값은 ECG 신호에 기초하여 산출될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 움직임 값은 대상체에 부착된 움직임 센서에 기초하여 산출될 수 있다.

프로세서(320)는 움직임 값이 기준 값을 초과하는지 여부를 판단한다(S904). 기준 값은 미리 결정된 값일 수 있다. 기준 값은 대상체의 종류 또는 대상체가 어느 신체 부위에 따라 다르게 결정될 수 있다.

움직임 값이 기준 값을 초과하지 않는 경우(S904), 프로세서(320)는 기존 PAR 영상과 신규 PAR 영상을 정합하고 평균 합성을 한다(S906). 프로세서(320)는 평균 합성된 부분 재구성 영상을 메모리(330)에 저장한다(S910).

움직임 값이 기준 값을 초과하는 경우(S904), 일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 신규 PAR 영상과 기존 PAR 영상의 합성 처리 없이, 신규 PAR 영상을 메모리(330)에 저장한다(S910).

다른 실시예에 따르면, 움직임 값이 기준 값을 초과하는 경우(S904), 프로세서(320)는 기존 PAR 영상과 신규 PAR 영상을 정합한 후, 가중 평균 처리를 통해 합성을 수행한다(S908). 가중 평균 처리에 의해 합성된 부분 재구성 영상은 메모리(330)에 저장된다(S910). 본 실시예에 따르면, 신규 PAR 영상의 가중치가 기존 PAR 영상에 대한 가중치보다 높게 설정된다. 일 실시예에 따르면, 움직임 값이 커질수록 신규 PAR 영상의 가중치가 높게 설정될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 기준 값은 제1 기준 값, 및 제1 기준 값보다 큰 제2 기준 값을 포함하고, 프로세서(320)는 움직임 값이 제2 기준 값을 이상이면 신규 PAR 영상과 기존 PAR 영상의 합성 처리 없이 신규 PAR 영상을 메모리(330)에 저장하고, 움직임 값이 제1 기준 값 이상이고 제2 기준 값보다 작으면 신규 PAR 영상의 가중치를 기존 PAR 영상의 가중치보다 높게 설정하여 가중 평균 합성 처리를 할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 부분 재구성 영상의 정합 및 합성 처리를 나타낸 흐름도이다.

일 실시예에 따르면, 신규 PAR 영상이 생성되면, 기존 PAR 영상과 신규 PAR 영상 사이의 움직임 정보를 획득하고(S1002), 움직임 보상을 수행할 수 있다(S1004). 움직임 보상은 신규 PAR 영상을 기준으로 기존 PAR 영상의 신체 표면을 이동시키도록 수행될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터로 표현될 수 있다. 프로세서(320)는 기존 PAR 영상에서의 인체의 표면을 움직임 벡터에 대응되도록 이동시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 신규 PAR 영상 및 기존 PAR 영상으로부터 ROI를 추출하고, ROI 이외의 영역을 기준으로 움직임 정보를 획득할 수 있다.

기존 PAR 영상에 대해 움직임 보상 처리가 수행되면(S1004), 프로세서(320)는 움직임 보상된 기존 PAR 영상을 이용하여 신규 PAR 영상과 정합 및 합성 처리를 수행한다(S1006). 또한 프로세서(320)는 합성된 부분 재구성 영상을 메모리(330)에 저장한다(S1008).

본 실시예에 따르면, 대상체의 움직임이 있는 경우 움직임 보상을 수행하여, 인체 구조 부분에 대한 SNR을 보다 향상시키는 효과가 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 뷰를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 단층 영상 처리 장치(300)는 사용자가 소정 모드를 선택한 경우에만, 이전 PAR 영상과 신규 PAR 영상의 합성 처리를 수행할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 GUI를 통해 SNR 향상 모드를 선택할 수 있고, 사용자가 SNR 향상 모드를 선택한 경우에만, 단층 영상 처리 장치(300)는 이전 PAR 영상과 신규 PAR 영상의 합성 처리를 수행할 수 있다. 만약 사용자가 SNR 향상 모드를 선택하지 않은 경우, 프로세서(320)는 기존 PAR 영상과 신규 PAR 영상의 합성 처리 없이, 신규 PAR 영상을 그대로 메모리(330)에 저장한다.

본 실시예에 따르면, 단층 영상 처리 장치(300)는 GUI 뷰를 제공하기 위한 디스플레이 및 사용자 입력을 수신하기 위한 입력 디바이스를 더 포함할 수 있다. 입력 디바이스는 예를 들면, 키, 버튼, 터치스크린, 터치 패드 등의 형태로 구현될 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 사용자 인터페이스 뷰를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 단층 영상 처리 장치(300)는 ROI의 타입을 선택할 수 있는 제1 GUI(1210)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 제1 GUI(1210)를 이용하여 ROI가 금속 또는 비금속인지 선택할 수 있다. 프로세서(320)는 사용자가 선택한 ROI 타입에 기초하여, ROI의 CT 넘버 범위를 결정하여, ROI를 추출할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 단층 영상 처리 장치(300)는 대상체의 부위를 선택할 수 있는 제2 GUI(1220)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 제2 GUI(1220)를 이용하여 대상체의 부위가 심장, 간, 뇌, 혈관 등의 신체 부위 중 어느 부위인지 선택할 수 있다. 프로세서(320)는 사용자가 선택한 대상체의 부위에 기초하여, 대상체의 형태에 대한 정보를 얻을 수 있고, 대상체의 형태에 대한 정보에 기초하여 대상체의 정합을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 대상체의 부위에 대한 정보에 기초하여, 강체 정합 또는 비강체 정합을 수행할 수 있고, 움직임 보상을 수행할 수 있다.

제1 GUI(1210)와 제2 GUI(1220)는 둘 중 하나만 제공되거나, 함께 제공될 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따라 중간 결과 영상과 기존 결과 영상을 합성하는 과정을 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 PAR 이미지 합산에 의해 중간 결과 영상(1302)이 생성되면, 기존 결과 영상(1304)과 정합 및 합성 처리(1306)를 수행하여, 신규 결과 영상(1308)을 생성한다. 여기서 기존 결과 영상(1304)은 이전 회전 주기(P1)에 생성된 결과 영상을 의미한다. 중간 결과 영상(1306) 및 신규 결과 영상(1308)은 P2 주기에 대응하는 결과 영상이고, 기존 결과 영상(1304)은 P1 주기에 대응하는 결과 영상일 수 있다. 본 실시예에 대한 설명에서, 도 6을 참조하여, 금번 회전 주기(P2)에 PAR 이미지 합산(630)에 의해 생성된 결과 영상(640)을 중간 결과 영상(1302)으로 지칭하고, 이전 회전 주기(P1)에 기 생성된 결과 영상을 기존 결과 영상(1304)으로 지칭한다.

일 실시예에 따르면, 기존 결과 영상(1304)은 하나 이상의 회전 주기 이전에 생성된 결과 영상일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 신규 결과 영상(1308)은 부분 영상이 생성될 때마다 생성되거나, 복수의 부분 영상이 생성될 때마다 생성되거나, 하나의 회전 주기 마다 생성될 수 있다. 중간 결과 영상(1302)과 기존 결과 영상(1304)의 정합 및 합성 처리(1306)는 신규 결과 영상(1308)이 생성될 때마다 수행될 수 있다.

중간 결과 영상(1302)과 기존 결과 영상(1304)으로부터 신규 결과 영상(1308)을 생성하는 처리에 대해, 앞서 설명된 PAR 이미지 저장, 정합, 및 합성에 대한 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들면, 기존 결과 영상(1304)은 큐 메모리에 저장되고, 기존 결과 영상(1304)이 큐 메모리로부터 삭제되기 전에, 중간 결과 영상(1302)과 기존 결과 영상(1304)의 정합 및 합성 처리(1306)가 수행되고, 정합 및 합성 처리에 의해 생성된 신규 결과 영상(1308)이 큐 메모리에 저장되면서 기존 결과 영상(1304)이 삭제될 수 있다. 또한, 도 7에서 설명된 바와 같이, 기존 결과 영상(1304)과 중간 결과 영상(1302)의 정합(732) 및 합성(734) 처리가 수행될 수 있다. 또한, 도 8에서 설명된 바와 같이, 프로세서(320)는 기존 결과 영상(1304)과 중간 결과 영상(1302)으로부터 비금속 영상을 추출하여 기존 결과 영상(1304)과 중간 결과 영상(1302)을 정합 및 합성한 후, 중간 결과 영상(1302)의 ROI를 합성하여 신규 결과 영상(1308)을 생성할 수 있다. 또한, 도 9에서 설명된 바와 같이, 프로세서(320)는 기존 결과 영상(1304)과 중간 결과 영상(1302)에서 움직임 정도가 기준 값을 초과하면 합성 처리를 수행하지 않거나, 기존 결과 영상(1304)과 중간 결과 영상(1302)을 가중 평균하여 신규 결과 영상(1308)을 생성할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 기존 결과 영상(1304)에 대한 중간 결과 영상(1302)의 움직임 정보를 획득하고, 움직임 보상을 수행한 후 정합 및 합성 처리를 수행할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 부분 영상에 대한 정합 및 합성 처리와 결과 영상에 대한 정합 및 합성 처리를 모두 수행할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 부분 영상에 대한 정합 및 합성 처리만 수행하고, 결과 영상에 대한 정합 및 합성 처리는 수행하지 않을 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 결과 영상에 대한 정합 및 합성 처리만 수행하고, 부분 영상에 대한 정합 및 합성 처리는 수행하지 않을 수 있다.

본 실시예에 따르면, 결과 영상에 대해 정합 및 합성 처리를 수행함에 의해, 결과 영상의 SNR을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 14은 움직임이 없는 시뮬레이션 데이터 사용 시 기존 방법 대비 일 실시예의 효과를 나타낸 도면이다.

일 실시예들에 따르면 기존 PAR영상(720)을 신규 PAR영상(710)에 합성함에 따라 주사 바늘(712) 이외의 영역의 노이즈를 저감하는데, 이를 검증하고자 시뮬레이션 데이터를 생성하였다. 시뮬레이션 데이터는 움직임이 없는 1초간 엑스레이 촬영한 실제 환자의 데이터를 복사하여 총 5초간 엑스레이 촬영한 가상의 환자 데이터를 생성하였다. 이 데이터에 실제와 HU값과 유사한 바늘 모양의 구조체를 시간에 따라 삽입하는 움직임을 가지도록 모사하여 수학적으로 엑스레이 촬영한 데이터를 생성하여 더해주었다. 상기 과정을 통해 생성한 시뮬레이션 데이터는 비교예와 개시된 실시예의 매 초마다 노이즈의 저감 정도를 비교하는데 사용하였다. 도 14에서 비교예에 의해 시뮬레이션 데이터로부터 재구성된 결과 영상들(1410, 1411, 1412, 1413, 1414)이 1초 간격으로 순차적으로 도시되었고, 본 개시의 실시예에 의해 시뮬레이션 데이터로부터 재구성된 결과 영상들(1420, 1421, 1422, 1423, 1424)이 1초 간격으로 순차적으로 도시되었다.

도 14의 그래프는 비교예와 실시예의 결과 영상들에서 검출된 노이즈 값을 나타낸다. 도 14의 그래프의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 노이즈 값을 표준편차로 나타낸다. 도 14의 그래프를 참조하면, 비교예의 결과에서 시간이 지남에 따라 노이즈 저감 정도는 변화가 없었던 것과는 달리 실시예의 결과에서는 시간이 지남에 따라 노이즈가 지속적으로 저감되는 결과를 보였다.

개시된 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 S/W 프로그램으로 구현될 수 있다.

컴퓨터는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 실시예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 CT 시스템을 포함할 수 있다.

컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.

또한, 개시된 실시예들에 따른 CT 시스템 또는 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다.

컴퓨터 프로그램 제품은 S/W 프로그램, S/W 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 CT 시스템의 제조사 또는 전자 마켓(예, 구글 플레이 스토어, 앱 스토어)을 통해 전자적으로 배포되는 S/W 프로그램 형태의 상품(예, 다운로더블 앱)을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, S/W 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 SW 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.

컴퓨터 프로그램 제품은, 서버 및 단말(예로, CT 시스템)로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 단말의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 서버 또는 단말과 통신 연결되는 제3 장치(예, 스마트폰)가 존재하는 경우, 컴퓨터 프로그램 제품은 제3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 컴퓨터 프로그램 제품은 서버로부터 단말 또는 제3 장치로 전송되거나, 제3 장치로부터 단말로 전송되는 S/W 프로그램 자체를 포함할 수 있다.

이 경우, 서버, 단말 및 제3 장치 중 하나가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 서버, 단말 및 제3 장치 중 둘 이상이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.

예를 들면, 서버(예로, 클라우드 서버 또는 인공 지능 서버 등)가 서버에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 서버와 통신 연결된 단말이 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.

또 다른 예로, 제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 제3 장치와 통신 연결된 단말이 개시된 실시예에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 제3 장치는 CT 시스템을 원격 제어하여, CT 시스템이 X선을 대상체로 조사하고, 대상체를 통과하여 엑스레이 검출부에서 검출된 방사선 정보에 기초하여 대상체 내부의 부위에 대한 영상을 생성하도록 제어할 수 있다.

또 다른 예로, 제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 보조 장치(예로, CT 시스템의 갠트리)로부터 입력된 값에 기초하여 개시된 실시예에 따른 방법을 직접 수행할 수도 있다. 구체적인 예로, 보조 장치가 X선을 대상체로 조사하고, 대상체를 통과하여 검출된 방사선 정보를 획득할 수 있다. 제3 장치는 보조 장치로부터 검출된 방사선 정보를 입력 받고, 입력된 방사선 정보에 기초하여 대상체 내부의 부위에 대한 영상을 생성할 수 있다.

제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 경우, 제3 장치는 서버로부터 컴퓨터 프로그램 제품을 다운로드하고, 다운로드된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행할 수 있다. 또는, 제3 장치는 프리로드된 상태로 제공된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수도 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims

로 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
메모리; 및
제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하고, 상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 결과 영상을 생성하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 부분 재구성 영상들은, 동일한 각도 간격을 갖고 서로 다른 복수의 각도 구간들에 대응되고,
상기 복수의 부분 재구성 영상들의 각도 구간들의 합은 상기 결과 영상의 각도 구간에 대응되고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 복수의 부분 재구성 영상들을 합산하여 상기 결과 영상을 생성하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 메모리는 FIFO(first-in-first-out)으로 동작하는 큐(Queue) 메모리이고, 미리 결정된 개수의 복수의 부분 재구성 영상의 용량에 대응하는 저장 공간을 갖고,
상기 미리 결정된 개수는, 상기 결과 영상을 생성하는데 이용되는 부분 재구성 영상의 개수인, 단층 영상 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 제3 부분 재구성 영상이 입력되면, 상기 제1 부분 재구성 영상을 삭제하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제2 부분 재구성 영상에 상기 제1 부분 재구성 영상을 정합하고, 정합된 상기 제2 부분 재구성 영상과 상기 제1 부분 재구성 영상을 이용하여 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 평균 합성하여 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 결과 영상은 금속 피사체를 포함하는, 단층 영상 처리 장치.
제7항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는,
상기 제1 부분 재구성 영상 및 상기 제2 부분 재구성 영상 각각으로부터 비금속 영역을 추출하고,
상기 제1 부분 재구성 영상의 상기 비금속 영역 및 상기 제2 부분 재구성 영상의 상기 비금속 영역을 합성하고,
상기 비금속 영역을 합성한 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상으로부터 제3 부분 재구성 영상을 생성하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 부분 재구성 영상 및 상기 제2 부분 재구성 영상으로부터 움직임 정보를 검출하고,
움직임 값이 미리 설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 제2 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 제1 부분 재구성 영상 및 상기 제2 부분 재구성 영상 사이의 움직임 정보를 획득하고,
움직임 값이 미리 설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 가중 평균하여 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 제1 부분 재구성 영상에 대한 가중치는 상기 제2 부분 재구성 영상의 가중치보다 낮은, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 로 데이터는 움직이는 신체 부분의 영상 데이터를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 움직이는 신체 부분에 대한 움직임 정보에 기초하여 상기 제1 부분 재구성 영상에서 상기 움직이는 신체 부분의 움직임을 보상하고, 상기 움직임 보상된 상기 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상으로부터 상기 제3 부분 재구성 영상을 생성하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 단층 영상 처리 장치는, CT 투시법(fluoroscopy) 촬영을 수행하는, 단층 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 각도 구간은 상기 결과 영상의 각도 구간보다 작은, 단층 영상 처리 장치.
로 데이터를 획득하는 단계;
제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하는 단계;
메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하는 단계;
상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하는 단계; 및
상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 결과 영상을 생성하는 단계를 포함하는 단층 영상 처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 복수의 부분 재구성 영상들은, 동일한 각도 간격을 갖고 서로 다른 복수의 각도 구간들에 대응되고,
상기 복수의 부분 재구성 영상들의 각도 구간들의 합은 상기 결과 영상의 각도 구간에 대응되고,
상기 결과 영상을 생성하는 단계는, 상기 복수의 부분 재구성 영상들을 합산하여 상기 결과 영상을 생성하는, 단층 영상 처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 메모리는 FIFO(first-in-first-out)으로 동작하는 큐(Queue) 메모리이고, 미리 결정된 개수의 복수의 부분 재구성 영상의 용량에 대응하는 저장 공간을 갖고,
상기 미리 결정된 개수는, 상기 결과 영상을 생성하는데 이용되는 부분 재구성 영상의 개수인, 단층 영상 처리 방법.
제16항에 있어서,
상기 메모리는, 상기 제3 부분 재구성 영상이 입력되면, 상기 제1 부분 재구성 영상을 삭제하는, 단층 영상 처리 방법.
프로세서에 의해 실행되었을 때 상기 프로세서가 단층 영상 처리 방법을 수행하도록 명령하는 프로그램 명령들을 저장하는 기록 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 단층 영상 처리 방법은,
로 데이터를 획득하는 단계;
제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하는 단계;
메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하는 단계;
상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하는 단계; 및
상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 결과 영상을 생성하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
CT 투시법(fluoroscopy) 촬영을 수행하는 단층 영상 처리 장치에 있어서,
로 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
메모리; 및
하나의 회전 주기 구간의 제1 로 데이터로부터 중간 결과 영상을 생성하고, 상기 메모리에 저장되고 엑스레이 생성부의 적어도 하나의 이전 회전 주기에 대응하는 이전 결과 영상과 상기 중간 결과 영상을 합성하여 신규 결과 영상을 생성하는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 단층 영상 처리 장치.
제19항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 제1 각도 구간의 제1 로 데이터로부터 제2 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 메모리에 저장되고 상기 적어도 하나의 이전 회전 주기에 대응하는 상기 제1 각도 구간의 제1 부분 재구성 영상과 상기 제2 부분 재구성 영상을 이용하여 제3 부분 재구성 영상을 생성하고, 상기 제3 부분 재구성 영상을 상기 메모리에 저장하고, 상기 제3 부분 재구성 영상 및 상기 메모리에 저장된 복수의 부분 재구성 영상들로부터 상기 중간 결과 영상을 생성하는, 단층 영상 처리 장치.