KR20210099907A - Cone Beam Computed Tomography Apparatus and Method for Correcting Scatter Using Wheel-Shaped Blocker - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, disclosed are a cone beam computed tomography apparatus correcting scattering using a wheel blocker and a method thereof, which can accurately identify deformation and movement of an affected area during treatment by improving quality of medical images scattered due to the scattered beam. To this end, the cone beam computed tomography apparatus comprises: a radiation module that is connected to the gantry and irradiates a radiation treatment beam to a subject; an image beam module irradiating an image beam on a path of the radiation treatment beam irradiated from the radiation module; and a beam blocking module positioned in a path between the imaging beam module and the subject to continuously block or non-block at least a portion of the image beam irradiated from the image beam module.

Description

휠 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치 및 방법 {Cone Beam Computed Tomography Apparatus and Method for Correcting Scatter Using Wheel-Shaped Blocker}Cone Beam Computed Tomography Apparatus and Method for Correcting Scatter Using Wheel-Shaped Blocker

본 발명은 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 특히 빔 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치 및 방법이다.The present invention relates to a cone-beam-type computed tomography apparatus, and more particularly, to a cone-beam-type computed tomography apparatus and method for correcting scattering using a beam blocker.

현재 방사선치료의 기술적 발전이 정위적 체부 방사선 치료(stereotactic body radiation therapy; SBRT)등의 고난도 치료로 발전하고 있다. SBRT는 치료 횟수를 1회 내지 3-4회 정도로 나누어 고선량 방사선을 조사함으로써 치료 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 반면 회당 많은 빔 조사 시간으로 인해 환자들이 치료테이블에 누워있는 치료시간이 증가하고 있어, 방사선 치료 중에 환자의 자세 및 변화 등을 정밀히 모니터링하고 평가하는 것이 방사선 치료의 성패를 결정하는 매우 중요한 작업이다.Currently, the technological development of radiotherapy is developing into a high-level treatment such as stereotactic body radiation therapy (SBRT). SBRT can dramatically shorten the treatment period by irradiating high-dose radiation by dividing the number of treatments into 1 to 3–4 times, whereas the treatment time for patients lying on the treatment table is increasing due to the large number of beam irradiation times per session. In addition, precise monitoring and evaluation of the patient's posture and changes during radiation therapy is a very important task that determines the success or failure of radiation therapy.

환자의 위치 설정에 더 높은 정확성을 요구하는 고난도 방사선 치료에서는 치료 중 환자에게 정확하게 계획된 선량이 전달되었는지를 실시간으로 모니터링 하는 과정이 매우 중요하지만, 현 CBCT(Cone Beam CT)는 매일 방사선 치료하기 전 환자의 치료 계획을 수립할 때의 위치와 동일하게 설정하기 위해 사용되거나, 치료 전후 사이에 환자 자세 변화가 있는지를 정량화하기 위한 확인 영상장치로 사용될 뿐 빔 전달 중에는 해부학적 정보를 제공하지 않는다.In advanced radiation therapy that requires higher accuracy in positioning the patient, the process of monitoring in real time whether the accurately planned dose is delivered to the patient during treatment is very important, but the current CBCT (Cone Beam CT) It is used to set the same position as when establishing a treatment plan for treatment or as a confirmation imaging device to quantify whether there is a change in patient posture between before and after treatment, but does not provide anatomical information during beam delivery.

Intrafraction imaging이라는 옵션 추가로 평판 형태의 검출기를 통해 체적조절회전치료(volumetric modulated arc therapy; VMAT)와 동시에 CBCT X-선 영상 획득이 가능해져 영상에 보이는 종양 위치가 실제 빔이 전달될 때의 종양 위치로 판단이 되므로 환부의 변형과 이동 상태를 모니터링 할 수 있다.With the addition of an option called intrafraction imaging, it is possible to acquire CBCT X-ray images at the same time as volumetric modulated arc therapy (VMAT) through a flat-panel detector. Therefore, it is possible to monitor the deformation and movement of the affected area.

VMAT과 동시에 CBCT X-선 영상을 획득하면 분할치료 중(intrafraction) CBCT 볼륨영상을 생성할 수 있지만, MV X-선과 kV X-선이 물체내부의 입자들과 상호작용을 일으켜 발생된 산란빔의 영향으로 인해 전반적인 화질 저하를 가져와 임상적 사용은 매우 제한적이다. 특히, 넓은 조사 면적의 검출기를 부착한 CBCT는 일반적인 CT에 비하여 산란빔에 의한 영향이 기하급수적으로 증가하므로 정확한 영상 획득에 근본적인 문제를 가지게 된다.If CBCT X-ray images are acquired at the same time as VMAT, CBCT volume images can be generated during intrafraction, but MV X-rays and kV X-rays interact with particles inside the object to generate a scattering beam. As a result, the overall image quality deteriorates, and its clinical use is very limited. In particular, CBCT with a detector with a large irradiation area has a fundamental problem in acquiring accurate images because the effect of the scattered beam increases exponentially compared to general CT.

본 발명은 휠 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치 및 방법으로 갠트리에 연결되며 피검사체에 방사선 치료빔을 조사하는 방사선 모듈, 상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사하는 영상 빔 모듈 및 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하여 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 연속적으로 차단 또는 비 차단하는 빔 차단 모듈을 포함하여 산란빔으로 인한 의료 영상의 품질을 개선하여 치료 중 환부의 변형과 이동 상태를 정확하게 파악하는데 그 목적이 있다.The present invention is a cone-beam-type computed tomography apparatus and method for correcting scattering using a wheel breaker. A radiation module connected to a gantry and irradiating a radiation therapy beam to a subject, on the path of the radiation therapy beam irradiated from the radiation module A scattered beam comprising: an imaging beam module irradiating an image beam; and a beam blocking module positioned in a path between the imaging beam module and the object to continuously block or non-block at least a portion of the image beam irradiated from the imaging beam module; The purpose of this study is to improve the quality of the medical image caused by this and to accurately identify the deformation and movement status of the affected area during treatment.

또한, 방사선 치료 중 타겟의 움직임에 대한 모델을 생성하고, 분할 치료 중 CBCT를 이용해 타겟 및 인접 위험 장기에 대해 선량 분포를 재계산하여 분할 치료 중 CBCT영상을 이용한 적응형 방사선 치료(adaptive radiotherapy)가 임상 적용 가능하도록 하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, adaptive radiotherapy using CBCT images during segmentation treatment is possible by creating a model for the movement of the target during radiotherapy and recalculating the dose distribution for the target and adjacent risk organs using CBCT during segmentation treatment. There is another purpose of making it clinically applicable.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other objects not specified in the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치는, 일 방향으로 회전 가능 하도록 형성된 갠트리, 상기 갠트리에 연결되며 피검사체에 방사선 치료빔을 조사하는 방사선 모듈, 상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사하는 영상 빔 모듈 및 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하여 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 연속적으로 차단 또는 비 차단하는 빔 차단 모듈을 포함한다.In order to solve the above problems, a cone beam type computed tomography apparatus for correcting scattering using a wheel breaker according to an embodiment of the present invention is a gantry that is formed to be rotatable in one direction, is connected to the gantry, and gives radiation to a subject A radiation module for irradiating a treatment beam, an imaging beam module for irradiating an image beam on a path of the radiation treatment beam irradiated from the radiation module, and a path between the image beam module and the object to be irradiated from the image beam module and a beam blocking module that continuously blocks or does not block at least a portion of the image beam.

여기서, 디텍터를 이용하여 상기 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하는 영상 획득부 및 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 영상 처리부를 더 포함한다.Here, an image acquisition unit for acquiring a plurality of projection data by detecting the radiation treatment beam that has passed through the target object using a detector and a scattered beam scattered by the image beam, and scattering of the plurality of projection data It further includes an image processing unit to generate a reconstructed image by estimating the beam map.

여기서, 상기 빔 차단 모듈은, 회전 가능하며, 일부 차폐되어 있고 일부 개방되어 있는 구조로 형성되되, 상기 일부 차폐된 부분이 회전축을 중심으로 원호의 형상으로 이루어지는 다수개의 구조물을 포함하여, 상기 원호의 형상으로 이루어지는 구조물들에 의해 상기 영상 처리부가 상기 산란빔 맵을 추정가능하다.Here, the beam blocking module is rotatable, and is formed in a partially shielded and partially open structure, wherein the partially shielded portion includes a plurality of structures formed in the shape of a circular arc around the axis of rotation, The image processing unit may estimate the scattered beam map by the structures formed in the shape.

여기서, 상기 빔 차단 모듈은, 일 방향으로 회전 가능하며, 내측이 개방된 형태인 구동휠, 상기 구동휠을 회동시키는 스텝 모터 및 상기 구동휠 내측의 적어도 일부를 가리도록 마련되는 차폐부를 포함한다.Here, the beam blocking module includes a driving wheel rotatable in one direction and having an open inner side, a step motor for rotating the driving wheel, and a shielding portion provided to cover at least a portion of the inner side of the driving wheel.

여기서, 상기 차폐부는, 상기 구동휠의 회전 방향과 일치하도록 호형(arc)의 스트립이 복수개 배치되는 구조이다.Here, the shielding part has a structure in which a plurality of arc-shaped strips are disposed to coincide with the rotational direction of the driving wheel.

여기서, 상기 영상 획득부는, 상기 차폐부의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득한다.Here, the image acquisition unit continuously acquires first projection data when the image beam is blocked and second projection data when the image beam is not blocked by rotation of the shielding unit.

여기서, 상기 영상 처리부는, 상기 차폐부에 의해 상기 영상 빔이 차단된 경우의 프로젝션 데이터에서 상기 호형(arc)의 스트립 형태와 직교하는 방향으로 보간법을 적용하여 산란빔 맵을 추정한다.Here, the image processing unit estimates a scattered beam map by applying an interpolation method in a direction orthogonal to the arc strip shape in projection data when the image beam is blocked by the shielding unit.

여기서, 상기 영상 처리부는, 상기 제1 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하고, 백프로젝션(Backprojection)을 이용하여 3D 산란 볼륨(3D Scatter Volume)을 재구성하며, 상기 3D 산란 볼륨을 리프로젝션(Reprojection)하여 제2 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하여 생성한다.Here, the image processing unit estimates a scattering map for the entire first projection data, reconstructs a 3D scattering volume using backprojection, and re-projects the 3D scattering volume ( Reprojection) to estimate and generate a scattering map for the entire second projection data.

여기서, 상기 영상 처리부는, 연속적으로 획득한 상기 제2 프로젝션 데이터에 인접한 두 개의 제1 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들로부터 두 개의 제1 프로젝션 데이터로부터의 거리에 기반한 가중치 합을 이용하여 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들을 추정하여 생성한다.Here, the image processing unit may be configured to use a weighted sum based on distances from two first projection data from scattering maps for two pieces of first projection data adjacent to the successively acquired second projection data to obtain the second projection data. Estimate and generate scatter maps for

여기서, 상기 영상 처리부는, 상기 제2 프로젝션 데이터에서 추정된 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵을 차감하여 산란 보정 데이터(Scatter Corrected Data)를 생성하고, 복원 알고리즘을 이용하여 상기 산란 보정 데이터로부터 상기 재구성 영상을 생성한다.Here, the image processing unit generates scatter corrected data by subtracting a scatter map for the second projection data estimated from the second projection data, and uses a reconstruction algorithm to generate scatter corrected data from the scattering correction data. Create a reconstructed image.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치에 의한 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법은, 방사선 모듈로 피검사체에 방사선 치료빔을 조사하는 단계, 영상 빔 모듈로 상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사하는 단계, 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하는 빔 차단 모듈로 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 연속적으로 차단 또는 비 차단하는 단계, 상기 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하는 단계 및 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계를 포함한다.The cone-beam-type computed tomography method by the cone-beam-type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: irradiating a radiation treatment beam to a subject using a radiation module; irradiating an image beam on a path of the beam, and continuously blocking or non-blocking at least a portion of the image beam irradiated from the image beam module with a beam blocking module located in a path between the imaging beam module and the subject , obtaining a plurality of projection data by detecting the radiation treatment beam that has passed through the subject and a scattered beam scattered by the image beam, and a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data It includes the step of creating

여기서, 상기 빔 차단 모듈은, 일 방향으로 회전 가능하며, 내측이 개방된 형태인 구동휠, 상기 구동휠을 회동시키는 스텝 모터 및 상기 구동휠 내측의 적어도 일부를 가리도록 마련되는 차폐부를 포함하며, 상기 차폐부는, 상기 구동휠의 회전 방향과 일치하도록 호형(arc)의 스트립이 복수개 배치되는 구조이다.Here, the beam blocking module includes a driving wheel rotatable in one direction and having an open inner side, a step motor for rotating the driving wheel, and a shield provided to cover at least a portion of the inner side of the driving wheel, The shielding portion has a structure in which a plurality of arc-shaped strips are disposed to coincide with the rotational direction of the driving wheel.

여기서, 상기 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하는 단계는, 상기 차폐부의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득한다.Here, the acquiring of the plurality of projection data may include, by rotation of the shielding part, first projection data when the image beam is blocked and second projection data when the image beam is not blocked. obtained successively.

여기서, 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계는, 상기 차폐부에 의해 상기 영상 빔이 차단된 경우의 프로젝션 데이터에서 상기 호형(arc)의 스트립 형태와 직교하는 방향으로 보간법을 적용하여 산란빔 맵을 추정한다.Here, the step of generating a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data is orthogonal to the arc-shaped strip shape in the projection data when the image beam is blocked by the shielding unit. The scattered beam map is estimated by applying interpolation to the direction.

여기서, 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계는, 상기 제1 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하고, 백프로젝션(Backprojection)을 이용하여 3D 산란 볼륨(3D Scatter Volume)을 재구성하는 단계 및 상기 3D 산란 볼륨을 리프로젝션(Reprojection)하여 제2 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하여 생성하는 단계를 포함한다.Here, the step of generating a reconstructed image by estimating a scattering beam map for the plurality of projection data includes estimating a scattering map for the entire first projection data and using a backprojection to generate a 3D scattering volume ( 3D Scatter Volume) and reprojecting the 3D scattering volume to estimate and generate a scattering map for the entire second projection data.

여기서, 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계는, 상기 제2 프로젝션 데이터에서 추정된 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵을 차감하여 산란 보정 데이터(Scatter Corrected Data)를 생성하고, 복원 알고리즘을 이용하여 상기 산란 보정 데이터로부터 상기 재구성 영상을 생성하는 단계를 더 포함한다.Here, the generating a reconstructed image by estimating a scattering beam map for the plurality of projection data includes subtracting a scattering map for the second projection data estimated from the second projection data to obtain scatter corrected data (Scatter Corrected Data). ) and generating the reconstructed image from the scattering correction data using a reconstruction algorithm.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 갠트리에 연결되며 피검사체에 방사선 치료빔을 조사하는 방사선 모듈, 상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사하는 영상 빔 모듈 및 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하여 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 연속적으로 차단 또는 비 차단하는 빔 차단 모듈을 포함하여 산란빔으로 인한 의료 영상의 품질을 개선하여 치료 중 환부의 변형과 이동 상태를 정확하게 파악할 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, a radiation module connected to a gantry and irradiating a radiation treatment beam to an object, an imaging beam irradiating an image beam on a path of the radiation treatment beam irradiated from the radiation module and a beam blocking module positioned in a path between the module and the imaging beam module and the subject to continuously block or non-block at least a portion of the imaging beam irradiated from the imaging beam module, thereby improving the quality of a medical image due to the scattered beam. By improving it, it is possible to accurately identify the deformation and movement status of the affected area during treatment.

또한, 방사선 치료 중 타겟의 움직임에 대한 모델을 생성하고, 분할 치료 중 CBCT를 이용해 타겟 및 인접 위험 장기에 대해 선량 분포를 재계산하여 분할 치료 중 CBCT영상을 이용한 적응형 방사선 치료(adaptive radiotherapy)가 임상 적용 가능하도록 할 수 있다.In addition, adaptive radiotherapy using CBCT images during segmentation treatment is possible by creating a model for the movement of the target during radiotherapy and recalculating the dose distribution for the target and adjacent risk organs using CBCT during segmentation treatment. It can be made clinically applicable.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if it is an effect not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as if they were described in the specification of the present invention.

도 1은 MV X-선과 kV X-선의 산란빔에 의한 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 빔 차단 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치를 이용한 영상 획득을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 산란빔 분포맵 계산 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 차단 X-선 영상으로부터 산란빔 분포맵을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 비차단 X-선 영상으로부터 산란빔 분포맵을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법을 나타내는 흐름도이다.
FIG. 1 is a diagram for explaining the effect of scattered beams of MV X-rays and kV X-rays.
2 and 3 are views showing a cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams illustrating a beam blocking module of a cone beam type computed tomography apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating image acquisition using a cone-beam-type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a method of calculating a scattered beam distribution map of the cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a method of estimating a scattered beam distribution map from a blocked X-ray image of the cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a method of estimating a scattered beam distribution map from a non-blocking X-ray image of the cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a cone-beam-type computed tomography method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 휠 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치 및 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.Hereinafter, a cone-beam-type computed tomography apparatus and method for correcting scattering using a wheel breaker according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the described embodiments. In addition, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves.

본 발명은 휠 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cone-beam-type computed tomography apparatus and method for correcting scattering using a wheel breaker.

도 1은 MV X-선과 kV X-선의 산란빔에 의한 영향을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for explaining the effect of scattered beams of MV X-rays and kV X-rays.

도 1에 나타난 바와 같이, VMAT과 동시에 CBCT X-선 영상을 획득하면 분할치료 중(intrafraction) CBCT 볼륨영상을 생성할 수 있지만, MV X-선과 kV X-선이 물체내부의 입자들과 상호작용을 일으켜 발생된 산란빔의 영향으로 인해 전반적인 화질 저하를 가져와 임상적 사용은 매우 제한적이다. 특히, 넓은 조사 면적의 검출기를 부착한 CBCT는 일반적인 CT에 비하여 산란빔에 의한 영향이 기하급수적으로 증가하므로 정확한 영상 획득에 근본적인 문제를 가지게 된다.As shown in Fig. 1, when CBCT X-ray images are acquired simultaneously with VMAT, CBCT volume images can be generated during intrafraction, but MV X-rays and kV X-rays interact with particles inside the object. It causes overall image quality deterioration due to the influence of the generated scattered beam, so its clinical use is very limited. In particular, CBCT with a detector with a large irradiation area has a fundamental problem in acquiring accurate images because the effect of the scattered beam increases exponentially compared to general CT.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치는 상기의 문제점을 해결하기 위한 일차빔과 산란빔 X-선 영상을 동시에 획득하는 휠(wheel) 기반 차단기 (wheel-blocker) 기반 고화질 on-treatment 콘빔 CT (Cone-Beam CT; CBCT) 영상 시스템으로, 방사선 치료빔과 CBCT 영상빔이 동시 전달시 발생되는 메가볼트(MV)-킬로볼트(kV) 산란빔으로 인한 on-treatment CBCT 영상의 질 저하를 개선하여 치료 중 환부의 변형과 이동 상태를 정확하게 파악하도록 하여 환자 치료 효과를 극대화하기 위한 것이다.The cone-beam-type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention is a wheel-based blocker-based high-definition on- treatment Cone-Beam CT (CBCT) imaging system. Quality of on-treatment CBCT image due to megavolt (MV)-kilovolt (kV) scattered beam generated when radiation treatment beam and CBCT image beam are transmitted simultaneously This is to maximize the patient's treatment effect by improving the deterioration so that the deformation and movement of the affected part can be accurately identified during treatment.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치를 나타내는 도면이다.2 and 3 are views illustrating a cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치를 도시한 것이다.2 is a block diagram illustrating a cone-beam-type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a cone-beam-type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치(10)는 갠트리(100), 방사선 모듈(200), 영상 빔 모듈(300), 빔 차단 모듈(400), 영상 획득부(500), 영상 처리부(600)를 포함한다.2 and 3 , the cone beam type computed tomography apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a gantry 100 , a radiation module 200 , an image beam module 300 , and a beam blocking module 400 . ), an image acquisition unit 500 , and an image processing unit 600 .

본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치(10)는 원추형으로 발산하는 X선을 조사하여 획득한 2차원 투시 영상에서 복수의 단층 영상을 한꺼번에 복원하는 장치이다.The cone-beam-type computed tomography apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is an apparatus for reconstructing a plurality of tomographic images at once from a two-dimensional perspective image obtained by irradiating cone-shaped X-rays.

1회전의 투사영상 측정만으로도 복수의 수평 단층 영상을 계산할 수 있어 피검사체의 3차원 구조를 고속으로 복원할 수 있다.A plurality of horizontal tomographic images can be calculated only by measuring the projection image in one rotation, so that the three-dimensional structure of the subject can be restored at high speed.

갠트리(100)는 일 방향으로 회전 가능 하도록 형성된다.The gantry 100 is formed to be rotatable in one direction.

방사선 모듈(200)은 상기 갠트리에 연결되며 피검사체에 방사선 치료빔을 조사한다.The radiation module 200 is connected to the gantry and irradiates a radiation treatment beam to the subject.

영상 빔 모듈(300)은 상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사한다.The imaging beam module 300 irradiates the imaging beam on the path of the radiation treatment beam irradiated from the radiation module.

빔 차단 모듈(400)은 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하여 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 연속적으로 차단 또는 비 차단한다.The beam blocking module 400 is positioned in a path between the imaging beam module and the object to continuously block or non-block at least a portion of the imaging beam irradiated from the imaging beam module.

빔 차단 모듈(400)은 kV용 일차 및 산란 X-선과 MV용 산란 X-선 차폐를 위해 가공이 용이한 납 또는 견고한 텅스텐을 이용해 휠 회전 방향과 일치되게 호형(arc) 스트립(strip) 형태로 구성된 휠(wheel) 모형의 차단기인 것이 바람직하다.The beam blocking module 400 uses lead or solid tungsten, which is easy to process for shielding primary and scattered X-rays for kV and scattered X-rays for MV, in an arc-shaped strip shape to match the wheel rotation direction. It is preferably a circuit breaker of a constructed wheel model.

구체적으로, 빔 차단 모듈은, 회전 가능하며, 일부 차폐되어 있고 일부 개방되어 있는 구조로 형성되되, 상기 일부 차폐된 부분이 회전축을 중심으로 원호의 형상으로 이루어지는 다수개의 구조물을 포함하여, 상기 원호의 형상으로 이루어지는 구조물들에 의해 상기 영상 처리부가 상기 산란빔 맵을 추정가능하다.Specifically, the beam blocking module is rotatable, partially shielded and formed in a partially open structure, wherein the partially shielded portion includes a plurality of structures in the shape of an arc around the rotation axis, including a plurality of structures of the arc. The image processing unit may estimate the scattered beam map by the structures formed in the shape.

영상 획득부(500)는 디텍터를 이용하여 상기 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득한다.The image acquisition unit 500 acquires a plurality of projection data by detecting a radiation treatment beam that has passed through the target object and a scattered beam scattered by the image beam using a detector.

구체적으로, 빔 차단 모듈(400)의 차폐부의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득한다.Specifically, by rotation of the shielding unit of the beam blocking module 400 , first projection data when the image beam is blocked and second projection data when the image beam is not blocked are successively acquired.

영상 처리부(600)는 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성한다.The image processing unit 600 generates a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data.

구체적으로, 영상 처리부(600)는 상기 차폐부에 의해 상기 영상 빔이 차단된 경우의 프로젝션 데이터에서 상기 호형(arc)의 스트립 형태와 직교하는 방향으로 보간법을 적용하여 산란빔 맵을 추정한다.Specifically, the image processing unit 600 estimates a scattered beam map by applying an interpolation method in a direction orthogonal to the arc strip shape in projection data when the image beam is blocked by the shielding unit.

도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치(10)는 갠트리(100), 본체부(110), 회전축(120), 방사선 조사 모듈(210), 테이블(300)을 더 포함한다.As shown in FIG. 3 , the cone beam-type computed tomography apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a gantry 100 , a main body 110 , a rotating shaft 120 , a radiation irradiation module 210 , and a table. (300) is further included.

상기 갠트리(100)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 갠트리(100)가 사용될 수 있으며, 갠트리(100) 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 갠트리(100)는 본체부(110)에 회전축(120)으로 연결되어 축회전하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 갠트리 로서 통상의 링형 갠트리, 부분 링형 갠트리, C형 갠트리 등이 사용될 수 있으며, 다르게는 갠트리 대신 환자에 대하여 방사선 모듈을 다양한 회전 위치 및/또는 축 위치로 위치시킬 수 있는 어떠한 다른 프레임워크가 사용될 수도 있다.Various gantry 100 may be used as the gantry 100 according to required conditions and design specifications, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the gantry 100 . As an example, the gantry 100 may be connected to the main body 110 by a rotation shaft 120 and configured to rotate. In some cases, a conventional ring gantry, a partial ring gantry, a C-shaped gantry, etc. may be used as the gantry, or alternatively, instead of the gantry, any other frame capable of positioning the radiation module in various rotational and/or axial positions relative to the patient. Work may also be used.

상기 갠트리(100)의 내부에는 방사선 모듈(210)이 제공될 수 있으며, 방사선 모듈(210)은 방사선 빔을 생성하도록 동작할 수 있는 방사선 소스 및 선형 가속기를 포함할 수 있다.A radiation module 210 may be provided inside the gantry 100 , and the radiation module 210 may include a radiation source operable to generate a radiation beam and a linear accelerator.

상기 갠트리(100)의 하부에는 테이블(130)이 제공될 수 있으며, 상기 테이블(130)은 치료할 환자가 드러눕는 장소로서 수평 및 수직 위치조절이 가능하도록 제공될 수 있다.A table 130 may be provided at a lower portion of the gantry 100, and the table 130 may be provided to enable horizontal and vertical position adjustment as a place for the patient to be treated to lie down.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치(10)는 방사선 모듈의 방사선 조사 모듈(210)에서 피검사체에 방사선 치료빔(L1)을 조사하면 그 경로상에 영상 빔 모듈(300)이 영상 빔(L2)을 조사한다.As shown in FIG. 3 , in the cone beam type computed tomography apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, when the radiation treatment beam L1 is irradiated to the subject from the radiation irradiation module 210 of the radiation module, the path The image beam module 300 irradiates the image beam L2.

빔 차단 모듈(400)은 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하여 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 차단하며, 휠 회전 방향과 일치되게 호형(arc) 스트립(strip) 형태로 구성된 휠(wheel) 모형의 차단기로써, 회전 시 차폐부가 회전하며 일부가 회전하고 일부가 개방되는 모습이 연속적으로 발생하게 된다.The beam blocking module 400 is positioned in a path between the imaging beam module and the object to block at least a portion of the image beam irradiated from the imaging beam module, and an arc-shaped strip to match the wheel rotation direction. As a circuit breaker in the shape of a wheel, the shield rotates during rotation, and a part rotates and a part opens continuously.

이에, 영상 획득부(500)의 디텍터(510)가 영상 빔 조사 방향과 나란하게 위치하여 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하게 된다.Accordingly, the detector 510 of the image acquisition unit 500 is positioned in parallel with the image beam irradiation direction to detect the radiation treatment beam passing through the subject and the scattered beam scattered by the image beam to perform a plurality of projections. data will be acquired.

도 4 및 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 빔 차단 모듈을 나타내는 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating a beam blocking module of a cone-beam-type computed tomography apparatus according to various embodiments of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치(10)의 빔 차단 모듈(400)은 구동휠(410), 차폐부(420), 스텝 모터(440)를 포함한다.4 and 5 , the beam blocking module 400 of the cone beam type computed tomography apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a driving wheel 410 , a shielding unit 420 , and a stepper motor 440 . ) is included.

빔 차단 모듈(400)은 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하여 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 차단한다.The beam blocking module 400 is positioned in a path between the imaging beam module and the object to block at least a portion of the imaging beam irradiated from the imaging beam module.

빔 차단 모듈(400)은 kV용 일차 및 산란 X-선과 MV용 산란 X-선 차폐를 위해 가공이 용이한 납 또는 견고한 텅스텐을 이용해 휠 회전 방향과 일치되게 호형(arc) 스트립(strip) 형태로 구성된 휠(wheel) 모형의 차단기인 것이 바람직하다.The beam blocking module 400 uses lead or solid tungsten, which is easy to process for shielding primary and scattered X-rays for kV and scattered X-rays for MV, in an arc-shaped strip shape to match the wheel rotation direction. It is preferably a circuit breaker of a constructed wheel model.

구동휠(410)은 일 방향으로 회전 가능하며, 내측이 개방된 형태이다. 스텝 모터(440)는 상기 구동휠을 회동시킨다. 차폐부(420)는 상기 구동휠 내측의 적어도 일부를 가리도록 마련된다.The driving wheel 410 is rotatable in one direction and has an open inner side. The step motor 440 rotates the driving wheel. The shielding part 420 is provided to cover at least a part of the inner side of the driving wheel.

도 4에 나타난 바와 같이, 차폐부(420)는 상기 구동휠의 회전 방향과 일치하도록 호형(arc)의 스트립(421)이 복수개 배치되는 구조이다. 스트립 부분과 개방부분(423)의 배치구조는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 너비와 배열로 조합이 가능하다. 예를 들면, 회전축을 중심으로 원호를 그리는 스트립의 형상도 가능하며, 스트립이 일부가 끊어진 형상이 가능하고, 스트립의 일부가 끊어진 형상이 어긋나게 배열되어 바둑판의 형태로 배열되는 것도 가능하다.As shown in FIG. 4 , the shielding part 420 has a structure in which a plurality of arc-shaped strips 421 are disposed to coincide with the rotational direction of the driving wheel. The arrangement structure of the strip portion and the open portion 423 is not limited thereto, and combinations of various widths and arrangements are possible. For example, a shape of a strip that draws an arc around a rotation axis is also possible, a shape in which a part of the strip is cut is possible, and a shape in which a part of the strip is cut off is deviated and arranged in the form of a checkerboard.

스트립의 형상이 회전축을 중심으로 원호를 그리도록 설계됨에 따라, 영상 빔의 차단 또는 비차단에 의해 획득하는 프로젝션 데이터에서 산란빔 맵을 추정하는 것이 가능하며, 별도로 시간 차를 두어 차단 또는 비 차단을 수행하지 않고도 영상을 획득할 수 있다.As the shape of the strip is designed to draw an arc around the axis of rotation, it is possible to estimate the scattered beam map from the projection data obtained by blocking or non-blocking of the image beam. Images can be acquired without performing.

즉, 차폐부(420)의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득할 수 있다.That is, by rotating the shielding unit 420 , the first projection data when the image beam is blocked and the second projection data when the image beam is not blocked may be continuously acquired.

또한, Wheel 차단기가 X-선관 앞에 잘 고정 될 수 있도록 immobilization 장치를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include an immobilization device so that the wheel breaker can be fixed well in front of the X-ray tube.

도 5에 나타난 바와 같이, 차폐부의 경계를 구분할 수 있도록 차폐벽(450)을 더 포함할 수 있으며, 차폐벽은 납으로 경계영역에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 구동 휠의 두께(T1)는 1 내지 4mm인 것이 바람직하고, 1mm 미만일 경우 차단의 효과가 감소되며, 4mm 초과인 경우 회전시키기 어렵다.As shown in FIG. 5 , a shielding wall 450 may be further included to distinguish the boundary of the shielding part, and the shielding wall is preferably located in the boundary region with lead. In addition, it is preferable that the thickness T1 of the driving wheel is 1 to 4 mm, and when it is less than 1 mm, the blocking effect is reduced, and when it is more than 4 mm, it is difficult to rotate.

차폐부의 부분은 90 내지 180도의 각도로 형성되는 것이 바람직하며, 산란되는 빔의 영상을 보정하고자 하는 목적에 따라 당업자에 의해 변경 가능하다.The shielding portion is preferably formed at an angle of 90 to 180 degrees, and can be changed by those skilled in the art according to the purpose of correcting the image of the scattered beam.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 스트립 형상의 차폐부의 일측에 평균에너지변조를 위한 구리(copper)를 포함하는 또 다른 차폐부를 위치시켜, 구동휠이 스트립 형상의 차폐부, 구리로 채워지는 차폐부, 공간부를 포함하여 이중에너지 CBCT 획득이 가능한 구조로 마련될 수도 있다.In addition, according to various embodiments of the present invention, another shield including copper for average energy modulation is placed on one side of the strip-shaped shield, so that the driving wheel is filled with the strip-shaped shield, copper. It may be provided in a structure capable of obtaining dual energy CBCT, including a shielding part and a space part.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치는 갠트리 회전과 동시에 스텝 모터(stepping motor)를 이용해 휠(wheel) 차단기를 한쪽 방향으로 일정한 속도로 회전하면서 차단 X-선 영상과 비차단 X-선 영상을 연속적으로 획득한다. 기존 방식은 방사선 빔이 켜진 시간에 차단 상태를 유지하기 위한 시간을 동기화하고, 방사선 빔이 꺼진 시간에 상태를 변환하는 시간 및 지연 시간을 동기화하는 과정이 중요한 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 휠(wheel)이 방향 변환 없이 한쪽 방향으로 회전하는 구조이기 때문에 회전 방향 변환시의 백래쉬 문제가 없어 갠트리 회전과 동기화에 대한 부담이 덜한 구조이며, 갠트리가 회전하면서 호형 스트립(strip)이 검출기의 동일한 위치를 지나가기 때문에 프로젝션(projection) 영상 획득 후 비차단 영상과 차단 영상을 자동으로 분류하기에 용이한 구조이다.The cone-beam-type computed tomography apparatus according to various embodiments of the present invention rotates a wheel breaker at a constant speed in one direction using a stepping motor at the same time as the gantry is rotated to produce a blocked X-ray image and a non-blocking X-ray image. - Acquire line images continuously. In the conventional method, it is important to synchronize the time for maintaining the blocked state when the radiation beam is on, and synchronize the time and delay time for changing the state when the radiation beam is off, whereas according to an embodiment of the present invention Since the wheel rotates in one direction without changing the direction, there is no backlash problem when changing the direction of rotation, so the burden on gantry rotation and synchronization is less. It is a structure that is easy to automatically classify non-blocking images and blocking images after acquiring a projection image because it passes through .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치를 이용한 영상 획득을 예시한 도면이다.6 is a diagram illustrating image acquisition using a cone-beam-type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.

영상빔(X선) 광원이 회전하면서 X선을 조사하고, 빔 차단 모듈이 광원 및 피검사체 간의 경로에서 X선의 일부를 차단한다. 영상 획득부가 획득하는 제1 프로젝션 데이터는 음영영역(Shaded Region) 및 비음영 영역(Unshaded Region)을 포함한다. 음영 영역은 호의 형태의 스트립 패턴을 갖는다. 패널 감지기가 획득하는 제2 프로젝션 데이터는 비음영 영역을 포함한다.The image beam (X-ray) light source irradiates X-rays while rotating, and the beam blocking module blocks a portion of the X-rays in the path between the light source and the subject. The first projection data acquired by the image acquisition unit includes a shaded region and an unshaded region. The shaded area has a strip pattern in the form of an arc. The second projection data obtained by the panel detector includes an unshaded area.

차단 상태에서는 차단기의 영향으로 인한 산란빔(그늘진 영역)과 차단기의 영향이 없는 영상빔(일차빔과 산란빔이 누적)을 포함하는 ‘차단 X-선 영상’을 획득한다. 비 차단 상태에서는 차단기의 영향이 없으므로 영상빔만 포함하는 ‘비차단 X-선 영상’을 획득한다.In the blocked state, a 'blocked X-ray image' is acquired, including the scattered beam (shaded area) due to the influence of the blocker and the image beam without the influence of the blocker (the primary beam and the scattered beam are accumulated). In the non-blocking state, there is no effect of the breaker, so a 'non-blocking X-ray image' containing only the image beam is acquired.

영상 획득부(500)는 디텍터를 이용하여 상기 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득한다.The image acquisition unit 500 acquires a plurality of projection data by detecting a radiation treatment beam that has passed through the target object and a scattered beam scattered by the image beam using a detector.

구체적으로, 빔 차단 모듈(400)의 차폐부의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득한다.Specifically, by rotation of the shielding unit of the beam blocking module 400 , first projection data when the image beam is blocked and second projection data when the image beam is not blocked are successively acquired.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 산란빔 분포맵 계산 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a method of calculating a scattered beam distribution map of the cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.

호형 strip 형태로 구성된 차단 X-선 영상들에서 차단된 영역에 검출된 정보들을 이용해 호형 strip 형태와 직교하는 방향으로 1-D cubic B-Spline 보간법을 적용해 산란빔 맵을 추정한다.The scattered beam map is estimated by applying 1-D cubic B-Spline interpolation in the direction orthogonal to the arc-shaped strip shape using the information detected in the blocked area in the arc-shaped strip-shaped blocked X-ray images.

영상 처리부(600)는 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성한다.The image processing unit 600 generates a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data.

구체적으로, 영상 처리부(600)는 상기 차폐부에 의해 상기 영상 빔이 차단된 경우의 프로젝션 데이터에서 상기 호형(arc)의 스트립 형태와 직교하는 방향으로 보간법을 적용하여 산란빔 맵을 추정한다.Specifically, the image processing unit 600 estimates a scattered beam map by applying an interpolation method in a direction orthogonal to the arc strip shape in projection data when the image beam is blocked by the shielding unit.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 차단 X-선 영상으로부터 산란빔 분포맵을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a method of estimating a scattered beam distribution map from a blocked X-ray image of the cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.

차단 X-선 영상에서 계산된 산란빔 맵을 역전사 (backprojection) 기법을 적용하여 산란빔 볼륨을 생성함. 투영 기법을 적용하여 비차단 X-선 영상을 획득한 기하하적 정보를 이용해 대응하는 산란빔 분포맵을 추정한다.A scattered beam volume is generated by applying a backprojection technique to the scattered beam map calculated from the blocked X-ray image. A corresponding scattered beam distribution map is estimated using geometric information obtained by applying a projection technique to a non-blocking X-ray image.

영상 처리부(600)는 상기 제1 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하고, 백프로젝션(Backprojection)을 이용하여 3D 산란 볼륨(3D Scatter Volume)을 재구성하며, 상기 3D 산란 볼륨을 리프로젝션(Reprojection)하여 제2 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하여 생성한다.The image processing unit 600 estimates a scattering map for the entire first projection data, reconstructs a 3D scattering volume using backprojection, and reprojects the 3D scattering volume. ) to estimate and generate a scattering map for the entire second projection data.

백프로젝션은 각 방향에서 얻어진 투영영상의 값을 거꾸로 되돌려서 연속해서 합산하는 방식이다. 합산이 다 된 후에 전체 픽셀 값 중에서 가장 수치가 낮은 기본 값을 각각의 픽셀 값에서 뺀 다음 다시 픽셀들의 최소 공배수 값으로 나누어 원래의 픽셀 값으로 재구성한다.Back projection is a method of continuously summing the values of the projected images obtained in each direction by returning them backwards. After the summation is complete, the basic value with the lowest value among all pixel values is subtracted from each pixel value, and then divided again by the least common multiple of the pixels to reconstruct the original pixel value.

이후, 상기 제2 프로젝션 데이터에서 추정된 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵을 차감하여 산란 보정 데이터(Scatter Corrected Data)를 생성하고, 복원 알고리즘을 이용하여 상기 산란 보정 데이터로부터 상기 재구성 영상을 생성한다.Thereafter, scattering corrected data is generated by subtracting a scattering map for the second projection data estimated from the second projection data, and the reconstructed image is generated from the scattering correction data using a reconstruction algorithm. .

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치의 비차단 X-선 영상으로부터 산란빔 분포맵을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a method of estimating a scattered beam distribution map from a non-blocking X-ray image of the cone beam type computed tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.

비차단 X-선 영상들에서 추정된 산란빔 맵을 영상성분에서 차감함으로써 최종적으로 산란빔 제거 비차단 X-선 영상이 얻어진다.By subtracting the scattered beam map estimated from the non-blocking X-ray images from the image component, a scattered beam-removed non-blocking X-ray image is finally obtained.

영상 처리부(600)는 연속적으로 획득한 상기 제2 프로젝션 데이터에 인접한 두 개의 제1 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들로부터 두 개의 제1 프로젝션 데이터로부터의 거리에 기반한 가중치 합을 이용하여 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들을 추정하여 생성한다.The image processing unit 600 uses a weighted sum based on a distance from two first projection data from scattering maps for two first projection data adjacent to the second projection data that is continuously acquired to the second projection data. Estimate and generate scatter maps for

비차단 X-선 영상들을 가지고 압축센싱 기반 반복적 재구성 알고리즘을 적용하여 산란보정 분할 치료 중 CBCT 영상을 생성한다.A CBCT image is generated during scatter-corrected segmentation therapy by applying a compression sensing-based iterative reconstruction algorithm with non-blocking X-ray images.

제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득하여, 제1 프로젝션 데이터 및 상기 제2 프로젝션 데이터를 1 대 N(상기 N은 자연수)의 비율로 획득할 수 있으며, 영상 처리부는 N개의 제2 프로젝션 데이터에 인접한 두 개의 제1 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들로부터 두 개의 제1 프로젝션 데이터로부터의 거리에 기반한 가중치 합을 이용하여 N개의 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들을 추정할 수 있다.By continuously acquiring the second projection data, the first projection data and the second projection data may be acquired at a ratio of 1 to N (where N is a natural number), and the image processing unit may obtain two adjacent N pieces of second projection data. From the scattering maps for the first projection data, the scattering maps for the N pieces of second projection data may be estimated by using a weighted sum based on distances from the two pieces of first projection data.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법을 나타내는 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a cone-beam-type computed tomography method according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치에 의한 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법은 방사선 모듈로 피검사체에 방사선 치료빔을 조사하는 단계(S100)에서 시작한다.Referring to FIG. 10 , the cone-beam-type computed tomography method by the cone-beam-type computed tomography apparatus starts in the step ( S100 ) of irradiating a radiation treatment beam to the subject with a radiation module.

단계 S200에서 영상 빔 모듈로 상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사한다.In step S200, the imaging beam module irradiates the imaging beam on the path of the radiation therapy beam irradiated from the radiation module.

단계 S300에서 상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하는 빔 차단 모듈로 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 차단한다.In step S300, at least a portion of the image beam irradiated from the image beam module is blocked by a beam blocking module located in a path between the image beam module and the subject.

여기서, 빔 차단 모듈은, 일 방향으로 회전 가능하며, 내측이 개방된 형태인 구동휠; 상기 구동휠을 회동시키는 스텝 모터 및 상기 구동휠 내측의 적어도 일부를 가리도록 마련되는 차폐부를 포함하며, 상기 차폐부는, 상기 구동휠의 회전 방향과 일치하도록 호형(arc)의 스트립이 복수개 배치되는 구조이다.Here, the beam blocking module, a driving wheel rotatable in one direction, the inner side of which is open; a step motor for rotating the driving wheel and a shielding part provided to cover at least a part of the inside of the driving wheel, wherein the shielding part has a structure in which a plurality of arc-shaped strips are disposed to coincide with the rotational direction of the driving wheel am.

단계 S400에서 상기 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득한다.In step S400, a plurality of projection data is obtained by detecting the radiation treatment beam that has passed through the target object and the scattered beam scattered by the image beam.

복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하는 단계(S400)는, 상기 차폐부의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득한다.In the step of acquiring a plurality of projection data (S400), the first projection data when the image beam is blocked and the second projection data when the image beam is not blocked by the rotation of the shielding part obtained successively.

단계 S500에서 상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성한다.In step S500, a reconstructed image is generated by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data.

복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계(S500)는, 상기 차폐부에 의해 상기 영상 빔이 차단된 경우의 프로젝션 데이터에서 상기 호형(arc)의 스트립 형태와 직교하는 방향으로 보간법을 적용하여 산란빔 맵을 추정하고, 상기 제1 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하고, 백프로젝션(Backprojection)을 이용하여 3D 산란 볼륨(3D Scatter Volume)을 재구성하며, 상기 3D 산란 볼륨을 리프로젝션(Reprojection)하여 제2 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하여 생성한다.The step (S500) of generating a reconstructed image by estimating a scattered beam map for a plurality of projection data is orthogonal to the arc strip shape in the projection data when the image beam is blocked by the shielding unit. Estimate a scattering beam map by applying interpolation in the direction, estimating a scattering map for the entire first projection data, reconstructing a 3D scattering volume using backprojection, and the 3D The scattering volume is reprojected to estimate and generate a scattering map for the whole of the second projection data.

이후, 상기 제2 프로젝션 데이터에서 추정된 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵을 차감하여 산란 보정 데이터(Scatter Corrected Data)를 생성하고, 복원 알고리즘을 이용하여 상기 산란 보정 데이터로부터 상기 재구성 영상을 생성한다.Thereafter, scattering corrected data is generated by subtracting a scattering map for the second projection data estimated from the second projection data, and the reconstructed image is generated from the scattering correction data using a reconstruction algorithm. .

본 발명의 일 실시예에 따른 휠 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치 및 방법은 VMAT 치료 시 고화질의 분할 치료 중 CBCT 영상이 활용되어 치료 계획 시 타켓 인접 마진을 줄일 수 있으므로, 타겟 정확도가 향상되며 종양 인접 위험 장기에 대한 선량이 줄어들게 된다.The cone-beam computed tomography apparatus and method for correcting scattering using a wheel breaker according to an embodiment of the present invention can reduce the target adjacent margin during treatment planning by utilizing a CBCT image during high-definition segmentation treatment during VMAT treatment, Targeting accuracy is improved and the dose to at-risk organs adjacent to the tumor is reduced.

또한, 방사선 치료 중 타겟의 움직임에 대한 모델을 생성할 수 있고, 각 방사선 치료 후에 분할 치료 중 CBCT를 이용해 타겟 및 인접 위험 장기에 대해 선량 분포를 재계산할 수 있다. 따라서 분할 치료 중 CBCT영상을 이용한 적응형 방사선 치료(adaptive radiotherapy)가 임상 적용 가능하고, 새로운 임상 가이드라인이 될 수 있음. 이로 인해 방사선 치료에 대한 합병증 발생률이 낮아지며 생존율을 개선할 수 있다.In addition, it is possible to create a model for the movement of the target during radiation therapy, and after each radiation therapy, CBCT during split therapy can be used to recalculate the dose distribution for the target and adjacent at-risk organs. Therefore, adaptive radiotherapy using CBCT images can be applied clinically during segmentation therapy and can be a new clinical guideline. As a result, the incidence of complications related to radiation therapy is lowered and the survival rate can be improved.

기존에는 치료 전후 CBCT 만 찍은 후에, 치료 시에는 이를 토대로 위치를 가늠하여 방사선을 조사하는 것이었다면 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 차단기를 이용하여 산란을 보정하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치 및 방법은 매 치료 시에 방사선 치료빔을 조사하면서 동시에 실시간으로 확인용 CBCT를 시행 가능하다. 치료 시간이 더 소요되는 것이 아니지만, 치료의 정확도는 더 향상될 수 있다.In the past, after only taking CBCT before and after treatment, the cone-beam-type computed tomography apparatus and method for correcting scattering using a wheel blocker according to an embodiment of the present invention, if the radiation was irradiated by estimating the location based on this during treatment. It is possible to perform CBCT for confirmation in real time while irradiating the radiation therapy beam during each treatment. It does not take more treatment time, but the accuracy of treatment can be further improved.

제작된 휠(wheel) 차단기는 회전하면서 회전 중간에 멈추거나 방향 전환, 회전 속도 변화를 요하지 않기 때문에 백래쉬 문제가 발생치 않으므로 제어가 쉽다. 선형 방식 차단기에 비해 차단기 움직임과 갠트리 회전 시 CBCT X-선 영상 획득 동기화로 인한 문제를 감소시켜 보다 높은 안정성을 확보할 수 있게 된다.Since the manufactured wheel breaker does not need to stop in the middle of rotation, change direction, or change rotation speed while rotating, no backlash problem occurs, so it is easy to control. Compared to the linear type circuit breaker, it is possible to secure higher stability by reducing the problems caused by CBCT X-ray image acquisition synchronization during breaker movement and gantry rotation.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.The above description is only one embodiment of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to implement it in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and should be construed to include various embodiments within the scope equivalent to the content described in the claims.

10: 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치
100: 갠트리
200: 방사선 모듈
300: 영상 빔 모듈
400: 빔 차단 모듈
500: 영상 획득부
600: 영상 처리부
10: cone beam type computed tomography apparatus
100: gantry
200: radiation module
300: image beam module
400: beam blocking module
500: image acquisition unit
600: image processing unit

Claims (15)

일 방향으로 회전 가능 하도록 형성된 갠트리;
상기 갠트리에 연결되며 피검사체에 방사선 치료빔을 조사하는 방사선 모듈;
상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사하는 영상 빔 모듈; 및
상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하여 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 연속적으로 차단 또는 비 차단하는 빔 차단 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
A gantry formed to be rotatable in one direction;
a radiation module connected to the gantry and irradiating a radiation treatment beam to the subject;
an imaging beam module irradiating an image beam onto a path of the radiation treatment beam irradiated from the radiation module; and
and a beam blocking module positioned in a path between the imaging beam module and the subject to continuously block or non-block at least a portion of the image beam irradiated from the imaging beam module; .
제1항에 있어서,
디텍터를 이용하여 상기 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하는 영상 획득부; 및
상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 영상 처리부;를 포함하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
According to claim 1,
an image acquisition unit for acquiring a plurality of projection data by detecting a radiation treatment beam that has passed through the target object using a detector and a scattered beam scattered by the image beam; and
and an image processor configured to generate a reconstructed image by estimating a scattered beam map of the plurality of projection data.
제2항에 있어서,
상기 빔 차단 모듈은, 회전 가능하며, 일부 차폐되어 있고 일부 개방되어 있는 구조로 형성되되, 상기 일부 차폐된 부분이 회전축을 중심으로 원호의 형상으로 이루어지는 다수개의 구조물을 포함하여, 상기 원호의 형상으로 이루어지는 구조물들에 의해 상기 영상 처리부가 상기 산란빔 맵을 추정가능한 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
3. The method of claim 2,
The beam blocking module is rotatable, and is formed in a partially shielded and partially open structure. The cone beam type computed tomography apparatus, characterized in that the image processing unit can estimate the scattered beam map by the structures formed.
제2항에 있어서,
상기 빔 차단 모듈은,
일 방향으로 회전 가능하며, 내측이 개방된 형태인 구동휠;
상기 구동휠을 회동시키는 스텝 모터; 및
상기 구동휠 내측의 적어도 일부를 가리도록 마련되는 차폐부;를 포함하며,
상기 차폐부는, 상기 구동휠의 회전 방향과 일치하도록 호형(arc)의 스트립이 복수개 배치되는 구조인 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
3. The method of claim 2,
The beam blocking module,
a driving wheel rotatable in one direction and having an open inner side;
a step motor for rotating the driving wheel; and
and a shield provided to cover at least a portion of the inner side of the driving wheel;
The shielding unit, cone beam type computed tomography apparatus, characterized in that the structure in which a plurality of arc-shaped strips are arranged to coincide with the rotational direction of the driving wheel.
제4항에 있어서,
상기 영상 획득부는,
상기 차폐부의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
5. The method of claim 4,
The image acquisition unit,
The cone beam type computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the first projection data when the image beam is blocked and the second projection data when the image beam is not blocked are successively acquired by rotation of the shielding part.
제4항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 차폐부에 의해 상기 영상 빔이 차단된 경우의 프로젝션 데이터에서 상기 호형(arc)의 스트립 형태와 직교하는 방향으로 보간법을 적용하여 산란빔 맵을 추정하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
5. The method of claim 4,
The image processing unit,
A cone beam type computed tomography apparatus, characterized in that the scattered beam map is estimated by applying an interpolation method in a direction orthogonal to the arc strip shape in projection data when the image beam is blocked by the shielding unit.
제5항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 제1 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하고, 백프로젝션(Backprojection)을 이용하여 3D 산란 볼륨(3D Scatter Volume)을 재구성하며, 상기 3D 산란 볼륨을 리프로젝션(Reprojection)하여 제2 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하여 생성하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
6. The method of claim 5,
The image processing unit,
Estimating a scattering map for the entire first projection data, reconstructing a 3D scattering volume using backprojection, and reprojecting the 3D scattering volume to perform second projection data A cone-beam-type computed tomography apparatus, characterized in that it is generated by estimating a scattering map for the whole.
제5항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
연속적으로 획득한 상기 제2 프로젝션 데이터에 인접한 두 개의 제1 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들로부터 두 개의 제1 프로젝션 데이터로부터의 거리에 기반한 가중치 합을 이용하여 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵들을 추정하여 생성하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
6. The method of claim 5,
The image processing unit,
By estimating the scattering maps for the second projection data using a weighted sum based on the distances from the two first projection data from the scattering maps for the two first projection data adjacent to the second projection data obtained continuously A cone-beam-type computed tomography apparatus, characterized in that it generates.
제7항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 제2 프로젝션 데이터에서 추정된 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵을 차감하여 산란 보정 데이터(Scatter Corrected Data)를 생성하고, 복원 알고리즘을 이용하여 상기 산란 보정 데이터로부터 상기 재구성 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 장치.
8. The method of claim 7,
The image processing unit,
generating scatter corrected data by subtracting a scattering map for the second projection data estimated from the second projection data, and generating the reconstructed image from the scattering correction data using a restoration algorithm A cone-beam computed tomography apparatus.
콘빔형 전산화 단층 촬영 장치에 의한 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법에 있어서,
방사선 모듈로 피검사체에 방사선 치료빔을 조사하는 단계;
영상 빔 모듈로 상기 방사선 모듈로부터 조사되는 방사선 치료빔의 경로 상에 영상 빔을 조사하는 단계;
상기 영상 빔 모듈과 상기 피검사체 간의 경로에 위치하는 빔 차단 모듈로 상기 영상 빔 모듈로부터 조사된 영상 빔의 적어도 일부를 연속적으로 차단 또는 비 차단하는 단계;
상기 피검사체를 투과한 방사선 치료빔과 상기 영상 빔에 의해 산란된 산란 빔을 감지하여 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법.
A cone-beam computed tomography method using a cone-beam computed tomography apparatus, the method comprising:
irradiating a radiation therapy beam to the subject with a radiation module;
irradiating an image beam onto a path of a radiation treatment beam irradiated from the radiation module to an image beam module;
continuously blocking or non-blocking at least a portion of the image beam irradiated from the imaging beam module with a beam blocking module located in a path between the imaging beam module and the subject;
acquiring a plurality of projection data by detecting a radiation treatment beam that has passed through the subject and a scattered beam scattered by the image beam; and
and generating a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data.
제10항에 있어서,
상기 빔 차단 모듈은,
일 방향으로 회전 가능하며, 내측이 개방된 형태인 구동휠; 상기 구동휠을 회동시키는 스텝 모터; 및 상기 구동휠 내측의 적어도 일부를 가리도록 마련되는 차폐부;를 포함하며,
상기 차폐부는, 상기 구동휠의 회전 방향과 일치하도록 호형(arc)의 스트립이 복수개 배치되는 구조인 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법.
11. The method of claim 10,
The beam blocking module,
a driving wheel rotatable in one direction and having an open inner side; a step motor for rotating the driving wheel; and a shield provided to cover at least a part of the inner side of the driving wheel.
The shielding portion, cone beam type computed tomography method, characterized in that the structure in which a plurality of arc-shaped strips are arranged to coincide with the rotational direction of the driving wheel.
제11항에 있어서,
상기 복수의 프로젝션(Projection) 데이터를 획득하는 단계는,
상기 차폐부의 회전에 의해, 상기 영상 빔이 차단된 경우의 제1 프로젝션 데이터와 상기 영상 빔이 비 차단된 경우의 제2 프로젝션 데이터를 연속적으로 획득하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법.
12. The method of claim 11,
The step of acquiring the plurality of projection data,
The cone-beam computed tomography method according to claim 1, wherein the first projection data when the image beam is blocked and the second projection data when the image beam is not blocked are successively obtained by rotation of the shielding unit.
제11항에 있어서,
상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계는,
상기 차폐부에 의해 상기 영상 빔이 차단된 경우의 프로젝션 데이터에서 상기 호형(arc)의 스트립 형태와 직교하는 방향으로 보간법을 적용하여 산란빔 맵을 추정하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법.
12. The method of claim 11,
The step of generating a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data,
A cone beam type computed tomography method, characterized in that the scattering beam map is estimated by applying an interpolation method in a direction orthogonal to the arc strip shape from projection data when the image beam is blocked by the shielding unit.
제12항에 있어서,
상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계는,
상기 제1 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하고, 백프로젝션(Backprojection)을 이용하여 3D 산란 볼륨(3D Scatter Volume)을 재구성하는 단계; 및
상기 3D 산란 볼륨을 리프로젝션(Reprojection)하여 제2 프로젝션 데이터의 전체에 관한 산란 맵을 추정하여 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘빔형 전산화 단층 촬영 방법.
13. The method of claim 12,
The step of generating a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data,
estimating a scattering map for the entire first projection data, and reconstructing a 3D scattering volume using backprojection; and
and generating and estimating a scattering map for the entire second projection data by reprojecting the 3D scattering volume.
제14항에 있어서,
상기 복수의 프로젝션 데이터에 관한 산란빔 맵을 추정하여 재구성 영상을 생성하는 단계는,
상기 제2 프로젝션 데이터에서 추정된 상기 제2 프로젝션 데이터에 관한 산란 맵을 차감하여 산란 보정 데이터(Scatter Corrected Data)를 생성하고, 복원 알고리즘을 이용하여 상기 산란 보정 데이터로부터 상기 재구성 영상을 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘빔 전산화 단층 촬영 방법.
15. The method of claim 14,
The step of generating a reconstructed image by estimating a scattered beam map for the plurality of projection data,
generating scatter corrected data by subtracting a scattering map for the second projection data estimated from the second projection data, and generating the reconstructed image from the scattering correction data using a reconstruction algorithm; Cone beam computed tomography method further comprising a.
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