KR20240042194A - 단층촬영술 이득 교정 및 영상 보정 - Google Patents

Abstract

본 출원은 복수의 촬상 파라미터에서의 고선량 이득 맵들을 직접, 또는 고선량 이득 맵들의 고해상도 성분들을 저선량 이득 맵들의 저해상도 성분들과 결합하여, 복수의 촬상 파라미터에서의 고품질 이득 맵을 효율적으로 생성하여, X-선 영상들에 대한 이득 보정들을 수행하는 단층촬영술 시스템 및 방법을 개시한다.

Description

단층촬영술 이득 교정 및 영상 보정

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2021년 9월 23일에 출원된 미국 가출원 제63/247,503호에 대한 우선권 및 이익을 주장하는 PCT 국제특허출원으로서 2022년 9월 22일에 출원되었으며, 전술한 가출원은 그 전체가 본 명세서에 참고로 통합된다.

유방암 및 기타 유방 병변들은 계속해서 여성의 건강에 심각한 위협이 되고 있다. X-선 유방조영술(mammography) 및 유방 단층촬영술(tomosynthesis)은 조기 검출, 선별 및 진단을 위해 가장 널리 사용되는 도구들이다. 유방 단층촬영술은 의사들이 종래의 유방조영상(mammogram)으로부터 입수 가능한 단일 영상이 아니라 다수의 유방 영상을 볼 수 있게는 기술이다.

예를 들어, 종래의 유방조영술은 의사들에게 유방을 평가하기 위한 단일 2차원(2D) 영상을 제공한다. 그러나 이것은 조직의 겹치는 층들로 인해 제한적일 수 있으며, 이는 불명확한 결과들, 거짓 알람들을 생성하거나 의사가 암 성장을 놓치게 할 수 있다. 대조적으로, 종래의 유방조영술처럼 유방의 영상을 위에서 아래로, 좌우로 촬영하는 대신, 디지털 유방 단층촬영술은 유방의 곡률을 따르고, 유방이 움직일 때 유방의 여러 영상을 촬영한다. 이어서, 영상들은 의사들이 환자의 유방을 더 잘 평가할 수 있게 하는 선명하고 깨끗한 3차원(3D) 영상으로 편집된다.

본 개시의 실시예들은 유방 단층촬영술 방법들과 연관된 유방 영상들의 이득 교정 및 보정을 위한 단층촬영술 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.

제1 양태에서, 단층촬영술 스윕(tomosynthesis sweep)을 위한 복수의 촬상 파라미터에서의 이득 교정을 위한 방법이 개시된다. 방법은 하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하는 단계 - 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 복수의 촬상 파라미터 중 하나와 연관됨 -; 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하는 단계; 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하는 단계; 복수의 저선량 이득 맵을 생성하는 단계 - 복수의 저선량 이득 맵 각각은 복수의 촬상 파라미터 중 하나와 연관된 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -; 복수의 저선량 이득 맵 각각을 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계; 복수의 저선량 이득 맵 각각에 대한 복수의 성분 레벨로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계; 및 복수의 촬상 파라미터 각각에 대해, 고선량 이득 맵을 저선량 이득 맵들의 저해상도 성분들 각각과 결합하여 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하는 단계를 포함한다.

제2 양태에서, 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 단층촬영술 시스템이 개시된다. 시스템은 X-선 소스 및 X-선 영상 수용체를 포함하는 영상 획득 유닛 - 영상 획득 유닛은 복수의 투영 각도에서 물체의 투영 X-선 영상들을 획득함 -; 프로세서; 명령어들을 포함하는 메모리를 포함하고, 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금: 하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하고 - 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 복수의 투영 각도 중 하나와 연관됨 -; 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하고; 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하고; 고선량 이득 맵을 제1 복수의 성분 레벨로 분해하고; 제1 복수의 성분 레벨로부터 고해상도 성분을 추출하고; 복수의 저선량 이득 맵을 생성하고 - 복수의 저선량 이득 맵 각각은 복수의 투영 각도 중 하나와 연관된 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -; 복수의 저선량 이득 맵 각각을 제2 복수의 성분 레벨로 분해하고; 복수의 저선량 이득 맵 각각으로부터 저해상도 성분들을 추출하고 - 저해상도 성분들은 각도 맵을 포함함 -; 복수의 투영 각도 각각에 대해, 고선량 이득 맵의 고해상도 성분을 저선량 이득 맵들의 저해상도 성분들 각각과 결합하여 복수의 투영 각도 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하게 한다.

제3 양태에서, 단층촬영술 스윕을 위한 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 방법이 개시된다. 방법은 하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하는 단계 - 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 복수의 투영 각도 중 하나와 연관됨 -; 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하는 단계; 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하는 단계; 고선량 이득 맵을 제1 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계; 제1 복수의 성분 레벨로부터 고해상도 성분을 추출하는 단계; 복수의 저선량 이득 맵을 생성하는 단계 - 복수의 저선량 이득 맵 각각은 복수의 투영 각도 중 하나와 연관된 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -; 복수의 저선량 이득 맵 각각을 제2 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계; 복수의 저선량 이득 맵 각각으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계 - 저해상도 성분들은 각도 맵을 포함함 -; 및 복수의 투영 각도 각각에 대해, 고해상도 성분을 저해상도 성분들 각각과 결합하여 복수의 투영 각도 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하는 단계를 포함한다.

이하의 도면들은 본 개시의 특정 실시예들을 예시한 것이며, 따라서 본 개시의 범위를 제한하지 않는다. 도면들은 축척으로 그려진 것이 아니며, 이하의 상세한 설명에서의 설명들과 함께 사용하기 위한 것이다. 본 개시의 실시예들은 이하에서 첨부 도면들과 함께 설명될 것이며, 도면들에서 유사한 번호들은 유사한 요소들을 나타낸다.
도 1a는 예시적인 촬상 시스템의 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 촬상 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1a의 시스템의 영상 보정 엔진의 예시적인 구성을 예시한다.
도 3은 이득 맵의 성분들의 예시적인 개략적 표현을 예시한다. 일부 예들에서, 이득 맵은 시스템 내의 다양한 소스들로부터의 기여들로 구성된다.
도 4는 이득 맵의 멀티-스케일 성분들로의 분해의 예시적인 개략적 표현을 예시한다.
도 5는 단층촬영술 스윕을 위한 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 예시적인 방법을 예시한다.
도 6은 단층촬영술 프로세스에서 이득 오프셋들을 보상하기 위한 영상 보정을 위한 예시적인 방법을 예시한다.
도 7은 본 예들 중 하나 이상이 구현될 수 있는 적절한 동작 환경의 일례를 도시한다.
도 8은 본 명세서에 개시된 다양한 시스템들 및 방법들이 동작할 수 있는 네트워크의 일례를 도시한다.

다양한 실시예들이 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이며, 도면들에서 유사한 참조 번호들은 여러 도면 전반에서 유사한 부분들 및 조립체들을 나타낸다. 다양한 실시예들에 대한 참조는 본 명세서에 첨부된 청구항들의 범위를 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에 제시된 임의의 예들은 제한하려는 의도가 아니라, 단지 첨부된 청구항들에 대한 많은 가능한 실시예들 중 일부를 제시하기 위한 것이다.

디지털 단층촬영술은 "3차원" 프로세스"이며, 이 프로세스에서는 여러 개의 2차원 투영 뷰들이 각각의 상이한 각도들에서 그러나 종래의 유방조영상에 비해 각각 더 낮은 X-선 선량으로 획득하고, 유방의 임의의 원하는 평면을 따를 수 있고 유방 조직의 임의의 두께를 나타낼 수 있는 단층촬영술 슬라이스 뷰들로 재구성된다. 따라서, 결합된 재구성된 단층촬영술 영상 세트는 2차원 영상들의 스택으로 유방의 전체 두께를 나타낸다. 단층촬영술의 경우, 유방은 종래의 유방조영술과 동일하거나 그보다 적은 정도로 고정 또는 압축된다.

단층촬영술 영상들을 획득하기 위해 디지털 평판 X-선 촬상 수용체들이 사용될 때, 실질적인 요건들 중 하나는 이득 교정을 제공하는 것이다. 촬상 수용체는 수백만 개의 촬상 픽셀의 2차원 어레이를 포함할 수 있으며, 충돌하는 X-선들에 대한 상이한 촬상 픽셀들의 응답에서의 고유한 차이들이 있을 수 있다. 모든 촬상 픽셀들이 동일한 X-선 노출을 받을 때, 이상적으로는 각각이 동일한 전기 출력 신호(픽셀 값)를 제공해야 한다.

그러나 실제로는 그렇지 않을 수 있으며, 일반적으로는 동일한 X-선 입력에 노출될 때 상이한 촬상 픽셀들이 제공하는 픽셀 값들 간에는 차이들이 있다. 또한, 검출기 표면에 걸친 입사 X-선 강도는 일반적으로 균일하지 않으며; 예를 들어, "경사 효과"로 인해 X-선 강도는 흉벽에서 유두로의 방향을 따라 저하된다. 균일한 X-선 노출에 응답하는 픽셀 값들의 차이들을 보정하고 X-선 촬상 검출기 표면 영역에 걸친 균일하지 않은 X-선 강도 분포를 보정하기 위해, 다양한 이득 교정 및 영상 보정 기술들이 이용된다.

일반적으로, 종래의 X-선 유방조영술 시스템의 테스트 또는 서비스에서, 평판 촬상기는 환자의 유방을 시뮬레이션하고 대체로 균일한 두께를 갖고 균일한 재료로 만들어진 팬텀(phantom)을 통해 X-선 필드에 노출되며, 픽셀 값들 간의 차이들이 기록되고, 이러한 차이들을 설명하는 이득 보정 맵이 생성된다. 이것은 평판 X-선 수용체의 서비스 수명 동안 주기적으로 수행할 수 있다. 이득 맵은 촬상 시스템에 저장되며, 실제 촬상 절차들 동안 환자 유방의 X-선 영상들이 촬영될 때 시스템의 소프트웨어는 획득된 픽셀 값들을 이득 맵에 따라 보정하여, 이들을 모든 촬상 픽셀들이 X-선 에너지에 대한 균일한 노출에 대해 동일한 응답을 갖는 경우에 생성되었을 픽셀 값들에 더 가깝게 만든다.

종래의 유방조영술의 경우, 일반적으로 각각의 보기 모드 또는 X-선 필터 모드에 대해 하나의 이득 맵이 획득된다. 따라서, 이득 교정은 X-선 소스와 촬상 검출기 사이의 특정 물리적 관계가 주어지면 검출기 픽셀들 간의 감도 차이들 및 불균일한 X-선 필드 강도를 보상하는 데 사용될 수 있다.

그러나, 단층촬영술 촬상은 X-선 노출 동안의 X-선 소스 투영 각도의 훨씬 더 많은 수의 변화, 투영 각도들 중 어느 하나에서의 유방의 훨씬 더 낮은 X-선 노출, 및 종래의 유방조영술 촬상과의 다른 중요한 차이들에 의해 특성화된다. 결과적으로, 종래의 유방조영술에 일반적인 이득 맵들은 특히 단층촬영술 투영 각도들이 촬상 프로토콜 또는 담당 의료 전문가(예를 들어, 촬상 기술자)의 결정들 또는 선호들에 따라 변경될 수 있는 경우에 단층촬영술 영상 획득 및 영상 보정에서 양호하게 작동할 것으로 예상되지 않는다.

단층촬영술 프로세스 동안 획득된 영상들을 이득 보정하기 위한 한 가지 솔루션은 모든 각도들에서 이득 보정된 영상들을 평평하게 만들기 위해 각각의 시야각에서 이득 맵 영상들을 획득하는 단계를 포함한다. 그러나, 단층촬영술 방법들은 15개 또는 때로는 심지어 60개의 개별 각도에서 영상들을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 적절한 이득 보정을 수행하기 위해서는 이러한 각도들 각각에 대한 이득 맵이 필요하다. 각각의 이득 맵은 영상 잡음을 줄이기 위한 우수한 광자 통계를 유지하기 위해 높은 X-선 선량 노출들을 필요로 하며, 이는 이득 교정을 매우 높은 튜브 로딩 절차로 만든다. 따라서, 더 양호하고 더 효율적인 이득 매핑 방법이 필요하다.

이득 매핑은 시스템 내의 상이한 소스들, 예컨대 검출기 픽셀간 변동 효과, 튜브 경사 효과, 시야각 효과, 필터, 산란 방지 그리드, 킬로볼트 피크(KVp), 팬텀 두께 등으로부터의 기여들로 구성된다. 최종 이득 맵의 상이한 성분들 중에서, 검출기 픽셀간 변동들은 최대 선량 수요 태스크이며, 이들을 신뢰성 있게 측정하기 위해 고선량 노출들을 필요로 한다. 최종 이득 맵의 다른 성분들은 저주파 정보를 전달하며, 측정들을 위해 고선량 노출들을 필요로 하지 않는다.

멀티-스케일 분해를 수행하여 상이한 스케일들 및 계층들에서 이득 맵들을 분석할 수 있다. 예를 들어, 이득 맵은 고해상도 및 저해상도 성분 맵들의 곱일 수 있다.

일반적으로, 고해상도 상세 영상들은 평평하게 보일 수 있으며, 경사 효과 및 시야각 효과와 같은 인자들과 관련된 영상 틸트(image tilt)에 대한 어떠한 정보도 포함하지 않을 수 있다. 고해상도 계층들은 주로 검출기 픽셀간 변동 정보를 포함할 수 있다. 반면에, 저해상도 잔차 영상들은 경사 효과, 시야각 효과 및 기타 저주파 인자들을 명확하게 보여줄 수 있다. 저해상도 잔차 영상들은 저선량 노출들을 사용하여 획득될 수 있다. 저해상도 계층들은 튜브 경사 효과, 시야각 효과, 필터 효과, 산란 방지 그리드 효과, KVp 효과 및 팬텀 두께 효과를 포함할 수 있다.

2개의 상이한 각도에서의 단층촬영술 이득 맵의 성분 맵들은 각도 맵을 제외하고는 일반적으로 동일하게 보일 수 있다. 즉, 검출기 픽셀간 변동, 튜브 경사 효과, 필터, 산란 방지 그리드, KVp 및 팬텀 두께 효과들과 연관된 성분 맵들은 상이한 각도들에서 거의 동일하다. 2개의 상이한 각도에서의 단층촬영술 이득 맵들 간의 주요 차이는 각도 맵이다.

개시된 시스템 및 방법은 각도 맵 이외의 모든 성분들을 함께 결합하여 공통 기준 맵으로 취급할 수 있다. 이어서, 공통 기준 맵은 단층촬영술 프로세스의 각도들 각각과 연관된 각각의 각도 맵과 결합될 수 있다. 따라서, 개시된 시스템 및 방법은 영상 잡음을 감소시키기 위해 양호한 광자 통계를 유지하면서도 각각의 시야각에서 높은 X-선 선량 노출들을 피하는 데 도움이 된다.

도 1a는 예시적인 촬상 시스템(100)의 개략도이고, 도 1b는 촬상 시스템(100)의 사시도이다. 도 1a 및 도 1b를 동시에 참조하면, 이하에서 설명되는 모든 요소가 두 도면 모두에 도시되어 있지는 않다. 촬상 시스템(100)은 정적인 유방 지지 플랫폼(106) 및 이동 가능한 패들(108)을 포함하는 유방 압축 고정기 유닛(104)을 통해 X-선 촬상(유방조영술, 단층촬영술 중 하나 또는 둘 다, 또는 다른 촬상 양식들)을 위해 환자의 유방(102)을 고정시킨다. 상이한 목적들을 각각 갖는 상이한 패들들이 이 분야에 공지되어 있다. 패들들의 특정 예들이 또한 맥락을 위해 본 명세서에 설명된다. 유방 지지 플랫폼(106) 및 패들(108) 각각은 촬상 절차들 동안 유방(102)을 압축, 고정, 안정화, 또는 달리 유지 및 고정하기 위해 서로를 향해 이동하는 압축 표면(110, 112)을 각각 갖는다. 공지된 시스템들에서, 압축 표면(110, 112)은 유방(102)과 직접 접촉하도록 노출되어 있다. 이러한 압축 표면들(110, 112) 중 하나 또는 둘 다는 강성 플라스틱, 연성 플라스틱, 탄성 폼(resilient foam), 메시 또는 스크린 등일 수 있다. 플랫폼(106)은 또한 영상 수용체(116), 및 선택적으로 틸팅 메커니즘(118), 및 선택적으로 산란 방지 그리드(도시되지 않지만, 영상 수용체(116)의 위에 배치됨)를 하우징한다. 고정기 유닛(104)은 X-선 소스(122)로부터 방출되는 촬상 빔(120)의 경로 내에 있어서, 빔(120)이 영상 수용체(116) 상에 충돌하게 한다.

고정기 유닛(104)은 압축 아암(134)을 통해 제1 지지 아암(124) 상에 지지되며, 압축 아암(134)은 지지 아암(124)을 따라 상승 및 하강되도록 구성된다. X-선 소스(122)는 튜브 헤드(126)라고도 하는 제2 지지 아암 상에 지지된다. 유방조영술의 경우, 지지 아암들(124, 126)은 CC 및 MLO와 같은 상이한 촬상 배향들 사이에서 축(128)을 중심으로 하나의 유닛으로서 회전할 수 있으며, 이에 따라 시스템(100)은 각각의 배향에서 유방조영상 투영 영상을 촬영할 수 있다. 동작시, 영상 수용체(116)는 영상이 촬영되는 동안 플랫폼(106)에 대해 제자리에 유지된다. 고정기 유닛(104)은 상이한 촬상 배향으로의 아암들(124, 126)의 이동을 위해 유방(102)을 해제한다. 단층촬영술의 경우, 지지 아암(124)이 제자리에 유지되고, 유방(102)이 고정되고 제자리에 유지되는 반면, 적어도 제2 지지 아암(126)은 축(128)을 중심으로 고정기 유닛(104) 및 압축된 유방(102)에 대해 X-선 소스(122)를 회전시킨다. 시스템(100)은 유방(102)에 대한 빔(120)의 각각의 각도에서 유방(102)의 복수의 단층촬영술 투영 영상을 촬영한다.

동시에 그리고 선택적으로, 영상 수용체(116)는 유방 지지 플랫폼(106)에 대해 그리고 제2 지지 아암(126)의 회전과 동기하여 틸팅될 수 있다. 틸팅은 X-선 소스(122)의 회전과 동일한 각도를 통해 이루어질 수 있지만, 빔(120)이 복수의 영상 각각에 대해 영상 수용체(116) 상의 실질적으로 동일한 위치에 유지되도록 선택된 상이한 각도를 통해서도 이루어질 수 있다. 틸팅은 영상 수용체(116)의 영상 평면에 있을 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없는 축(130)에 대해 이루어질 수 있다. 영상 수용체(116)에 결합되는 틸팅 메커니즘(118)은 틸팅 모션에서 영상 수용체(116)를 구동할 수 있다. 단층촬영술 촬상 및/또는 CT 촬상의 경우, 유방 지지 플랫폼(106)은 수평일 수 있거나, 수평에 대해 일정한 각도에, 예를 들어 유방조영술에서의 종래의 MLO 촬상에 대한 배향과 유사한 배향에 있을 수 있다. 시스템(100)은 단지 유방조영술 시스템, CT 시스템, 또는 단지 단층촬영술 시스템, 초음파와 같은 다른 양식들, 또는 다수의 형태의 촬상을 수행할 수 있는 "콤보" 시스템일 수 있다. 시스템의 일례가 Selenia Dimensions라는 상품명으로 본 발명의 양수인에 의해 제공되었다.

시스템이 동작될 때, 영상 수용체(116)는 촬상 빔(120)에 의한 조명에 응답하여 촬상 정보를 생성하여, 유방 X-선 영상들의 처리 및 생성을 위해 영상 프로세서(132)에 공급한다.

소프트웨어를 포함하는 시스템 제어 및 워크스테이션 유닛(138)은 시스템의 동작을 제어하고, 오퍼레이터와 상호작용하여 커맨드들을 수신하고, 처리된 광선 영상들을 포함하는 정보를 전달한다. 시스템 제어 및 워크스테이션 유닛(138)은 이득 보정 맵들을 생성하고, 생성된 이득 보정 맵들에 기초하여 유방 X-선 영상들을 이득 보정하도록 구성될 수 있는 영상 보정 엔진을 포함할 수 있다. 영상 보정 엔진의 구성은 도 2와 관련하여 보다 상세히 설명된다.

촬상 시스템(100)은 바닥 상에 촬상 시스템(100)을 지지하기 위한 바닥 마운트 또는 베이스(140)를 포함한다. 갠트리(142)가 바닥 마운트(140)로부터 상방으로 연장되고, 튜브 헤드(126)와 지지 아암(124) 모두를 회전 가능하게 지지한다. 튜브 헤드(126)와 지지 아암(124)은 서로 별개로 회전하도록 구성되며, 또한 갠트리(142)의 면(144)을 따라 상승 및 하강되어 상이한 높이들의 환자들을 수용할 수 있다. X-선 소스(122)는 튜브 헤드(126) 내에 배치된다. 튜브 헤드(126)와 지지 아암(124)은 함께 C-아암(144)으로 지칭될 수 있다.

다수의 인터페이스 및 디스플레이 스크린이 촬상 시스템(100) 상에 배치된다. 이들은 풋 디스플레이 스크린(146), 갠트리 인터페이스(148), 지지 아암 인터페이스(150), 및 압축 아암 인터페이스(152)를 포함한다. 일반적으로, 다양한 인터페이스들(148, 150, 152)은 촬상 시스템(100)과의 사용자 상호작용 및 그의 제어를 가능하게 하기 위해 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)들을 갖는 용량성 터치 스크린들을 포함하는 하나 이상의 디스플레이 스크린뿐만 아니라 하나 이상의 촉각 버튼, 노브, 스위치를 포함할 수 있다. 일반적으로, 풋 디스플레이 스크린(146)은 주로 디스플레이 스크린이지만, 필요하거나 원하는 경우 용량성 터치 스크린이 이용될 수 있다.

도 2는 도 1a의 시스템의 영상 보정 엔진(202)의 예시적인 구성(200)을 예시한다. 예를 들어, 영상 보정 엔진(202)은 촬상 시스템(100)의 워크스테이션(138) 내에 구성될 수 있다. 따라서, 도 2의 설명은 도 1a 및 도 1b에 도시된 컴포넌트들을 참조하며, 그에 따라 번호가 매겨진다. 영상 보정 엔진(202)은 영상 획득 모듈(204), 고선량 영상 생성 모듈(206) 및 이득 맵 생성 모듈(208)을 포함하도록 구성될 수 있다. 다른 유형들의 모듈들도 가능하다.

영상 획득 모듈(204)은 촬상 시스템(100)으로 하여금 단층촬영술 프로세스에 필요한 복수의 촬상 파라미터에서 팬텀 또는 환자의 유방의 X-선 영상들을 획득하게 하도록 구성될 수 있다. 예시적인 구성(200)이 주로 투영 각도를 포함하는 촬상 파라미터들에서의 이득 교정과 관련하여 설명되지만, 다른 유형들의 촬상 파라미터들도 이득 교정을 위한 방법들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 촬상 파라미터는 kVp, 필터 재료 유형, 유방 두께 및 그리드 위치 중 하나일 수 있다. 다른 유형들의 촬상 파라미터들도 가능하다.

영상 획득 모듈(204)은 촬상 시스템(100)으로 하여금 복수의 투영 각도에서 단층촬영술 데이터 획득을 수행하게 할 수 있다. 일부 시스템들(100)에서, 영상 수용체(116)는 단층촬영술 데이터 획득 동안 고정기 유닛(104)에 대해 이동할 수 있다. 다른 시스템들에서, 영상 수용체(115)는 상이하게 움직이거나 전혀 움직이지 않을 수 있다. 일반적으로, 모션은 전동식일 수 있다. X-선 소스(122)의 모션은 연속적일 수 있거나, X-선 소스는 다른 투영 각도로 이동하기 전에 하나의 투영 각도에서 정지하고 촬상 X-선들을 방출할 수 있다. 영상 수용체(116)는 입사 X-선 에너지와 관련된 픽셀 값들의 어레이의 형태로 투영 영상 데이터를 제공할 수 있다.

교정 시퀀스의 경우, 교정 팬텀은 환자의 유방의 X-선들이 촬영될 때 환자의 유방의 위치와 유사한 위치에서, 고정기 유닛(104)에 고정될 수 있다. 이어서, 영상 획득 모듈(204)은 촬상 시스템으로 하여금 복수의 투영 각도에서 팬텀과 연관된 단층촬영술 데이터 획득을 수행하게 할 수 있다.

환자의 투영 영상들을 획득하기 위해, 환자의 유방은 고정기 유닛(104)에 고정될 수 있다. 이어서, 영상 획득 모듈(204)은 촬상 시스템(100)으로 하여금 복수의 투영 각도에서 환자의 유방과 연관된 단층촬영술 데이터 획득을 수행하게 할 수 있다.

고선량 영상 생성 모듈(206)은 복수의 투영 각도에서 영상 획득 모듈(204)에 의해 획득된 팬텀의 복수의 단층촬영술 X-선 투영 영상으로부터 고선량 X-선 영상을 생성하도록 구성될 수 있다. 생성된 고선량 X-선 영상은 이득 맵 생성 모듈(208)에 의해 이득 보정 맵을 생성하는 데 사용될 수 있다.

비제한적인 예에서, 촬상 시스템(100)은 15개의 투영 각도에서 팬텀의 단층촬영술 촬상을 수행하도록 구성될 수 있다. 단층촬영술 촬상을 수행하는 촬상 시스템(100)은 팬텀의 15개의 X-선 영상을 생성할 것이다. 그러나 15개의 영상 각각은 스캔들의 저선량 특성으로 인해 픽셀당 광자 수가 상대적으로 적기 때문에 "잡음이 있는 것으로" 보일 수 있다. 예를 들어, 15개의 투영에서 32kV, 120mA를 사용하는 "3차원" 단층촬영술 스캔에서, 각각의 뷰에 대한 X-선 노출은 8mA이고, 0.07mm x 0.07mm의 검출기 픽셀 어레이 내의 각각의 픽셀에 대한 광자 수는 단지 약 2000 광자일 수 있다. 이것은 결과적인 X-선 영상들이 잡음이 있는 것으로 보이게 할 수 있다. 잡음이 있는 영상들로부터의 결과적인 이득 맵은 낮은 광자 수들로 인한 에러들을 포함할 수 있다.

잡음이 있는 영상들과 관련된 전술한 문제에 대한 한 가지 솔루션은 스캔들을 여러 번 반복하여 해결할 수 있다. 32kV 및 120mA를 이용한 단층촬영술 스캔들이 5회 반복되고, 3-이웃 뷰 평균이 사용되는 경우, 각각의 시야각에서의 이득 맵에서의 각각의 픽셀에 대한 광자 수는 30k 광자(2000 x 3 x 5)일 수 있다. 그러나 이러한 솔루션은 5회의 단층촬영술 스캔을 필요로 할 것이며, 이는 상당한 양의 시간이 걸리고 X-선 튜브의 수명에 부정적인 영향을 미친다.

개시된 고선량 영상 생성 모듈(206)은 모든 저선량 영상들을 함께 사용하여 새로운 고선량 영상을 생성함으로써 단 한 번의 단층촬영술 스캔을 사용하여 고선량 영상을 획득하기 위한 솔루션을 제공한다. 고선량 영상 생성 모듈(206)은 단일 단층촬영술 스캔의 투영 각도들 각각으로부터의 영상들을 결합하고 평균화하여 저선량 영상들에서 보이는 잡음을 포함하지 않는 고선량 영상을 생성할 수 있다.

각도당 픽셀당 광자 수가 2000인 15개의 투영 각도를 포함하는 단층촬영술 스캔의 경우, 15개의 영상을 결합하고 평균화하여 새로운 고선량 영상이 생성될 수 있다. 새로 생성된 고선량 영상은 30k 광자(2000 x 15)의 픽셀당 광자 수를 가질 것이다. 따라서, 고선량 영상 생성 모듈(206)은 낮은 광자 카운트로 인해 발생하는 잡음을 최소화하는 이득 맵을 생성하는 데 사용될 수 있는 고선량 영상을 생성할 수 있다.

이득 맵 생성 모듈(208)은 정확한 환자 유방 영상들을 획득하는 데 사용될 수 있는 이득 보정 맵을 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 영상 획득 모듈(204)에 의해 획득된 팬텀의 복수의 X-선 투영 영상 및 고선량 영상 생성 모듈(206)에 의해 생성된 관련 고선량 영상은 이득 보정 맵을 생성하는 데 사용될 수 있다.

고선량 영상 생성 모듈(206)에 의해 복수의 투영 각도에서 획득된 복수의 저선량 영상을 결합하여 생성된 고선량 이득 맵으로부터 도출된 고선량 이득 맵은 잡음이 더 적을 수 있지만, 고선량 이득 맵을 사용하여 이루어지는 임의의 이득 보정들은 틸팅된 것으로 또는 컵 모양으로 보일 수 있다. 다시 말해, 고선량 이득 맵에 의해 이득 보정되는 임의의 영상은 고선량 이득 맵이 보정된 각도 정보를 포함하지 않기 때문에 평평하게 보이지 않을 수 있다.

영상 획득 모듈(204)에 의해 복수의 투영 각도 각각에서 각각 획득된 저선량 영상들로부터 도출된 저선량 이득 맵들 각각은 정확하고 정밀한 각도 정보로 인해 평평하게 보일 수 있지만, 저선량 이득 맵들을 사용하여 이루어진 임의의 이득 보정들은 영상의 낮은 광자 카운트로 인해 잡음이 있는 것으로 보일 수 있다.

고선량 이득 맵과 저선량 이득 맵들의 결합을 사용하여 최종 이득 맵을 생성하는 것은 잡음이 더 적을 뿐만 아니라 평평한 이득 보정된 영상을 유발할 수 있다. 일례에서, 이득 맵 생성 모듈(208)은 단층촬영술 스캔의 투영 각도들 각각에 대응하는 저선량 영상들 각각으로부터 저선량 이득 맵을 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 이득 맵 생성 모듈(208)은 고선량 영상 생성 모듈(206)과 관련하여 전술한 바와 같이 복수의 저선량 영상을 결합하여 생성된 고선량 영상으로부터 고선량 이득 맵을 생성하도록 구성될 수 있다. 이어서, 최종 이득 맵은 고선량 이득 맵으로부터의 성분들과 저선량 이득 맵들로부터의 성분들을 결합함으로써 생성될 수 있다.

고선량 이득 맵 및 저선량 이득 맵들을 성분 레벨들로 분해하고, 고선량 이득 맵의 고해상도 성분을 복수의 저선량 이득 맵의 저해상도 성분들과 결합하는 프로세스는 도 3 내지 도 5와 관련하여 더 상세히 설명된다.

영상 보정 모듈(210)은 영상 획득 모듈(204)로부터 복수의 투영 각도 각각에서의 환자의 유방의 X-선 영상들을 수신하고, 이득 맵 생성 모듈(208)로부터의 최종 이득 맵을 사용하여 환자의 유방의 수신된 X-선 영상들을 이득 보정하도록 구성될 수 있다.

환자의 투영 영상들을 획득하기 위해, 팬텀이 제거되고 환자의 유방이 고정기 유닛(104)에 고정된다. 이어서, 영상 획득 모듈(204)은 단층촬영술 촬상 시퀀스들을 사용하여 환자의 유방을 X-선 촬영하도록 구성된다. 예를 들어, 환자의 유방의 단층촬영술 촬상 시퀀스는 복수의 투영 각도에서 촬영된 투영 X-선 영상들을 생성한다.

영상 보정 모듈(210)은 복수의 투영 각도에서 촬영된 환자의 유방의 투영 X-선 영상들 및 이득 맵 생성 모듈(208)로부터의 최종 이득 맵을 수신한다. 이어서, 투영 각도들 각각에 대해, 영상 보정 모듈(210)은 최종 이득 맵을 사용하여, 투영 X-선 영상들의 각각의 픽셀과 연관된 이득 값들에 대해 조정들을 수행하여 투영 X-선 영상들의 이득 보정된 세트를 생성할 수 있다. 도 3은 이득 맵의 성분들의 예시적인 개략적 표현을 예시한다.

이득 맵은 시스템 내의 상이한 소스들로부터의 기여들로 구성된다. 예를 들어, 이득 맵(302)은 검출기 픽셀간 변동 맵(304), 필터 맵(306), 시야각 맵(308), kV 맵(310), 그리드 맵(312) 및 두께 맵(314)을 포함하는 개별 성분들의 곱일 수 있다. 다른 예들에서, 이득 맵(302)은 더 많거나 더 적거나 상이한 개별 성분들의 곱일 수 있다.

검출기 맵은 검출기의 픽셀간 이득 변동들만을 포함할 수 있다. 공간적으로 균일한 강도를 갖는 X-선 빔들이 평판 X-선 검출기를 조사할 때, 원시 X-선 영상은 모든 픽셀들 간에 신호 카운트들에서 균일하게 보이지 않을 수 있다. X-선에서 전기 신호로의 변환 전력은 상이한 픽셀들 간에 정확히 동일하지 않기 때문에, 각각의 픽셀은 검출기 내의 다른 픽셀들과 상이할 수 있는 전기 신호들을 생성한다. 다시 말해, 각각의 픽셀에서의 검출기 이득이 상이할 수 있다. 예를 들어, 각각의 픽셀에서의 검출기 이득의 역의 맵은 검출기 이득 맵 또는 검출기 맵으로 지칭될 수 있다. 검출기 맵이 원시 영상에 곱해질 때, 새로운 영상에서의 신호 카운트들은 동일해질 수 있으며, 검출기 픽셀간 이득 변동들은 모두 상쇄된다.

X-선 튜브로부터의 빔 강도는 검출기 표면 상에서 균일한 공간 분포를 갖지 않을 수 있으며, 이는 경사 효과라고 한다. 경사 효과는 kVp, 필터, 두께 및 그리드를 포함하는 몇 가지 인자의 영향을 받을 수 있다. 경사 효과에 영향을 미치는 인자들은 궁극적으로 시스템 이득 맵에도 영향을 미친다. 이상적으로, 완벽한 이득 맵은 kVp, 필터, 두께 및 그리드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 인자들에 의해 기여하는 경사 효과들을 보상한다. 따라서, 이득 맵은 이러한 인자들 각각과 관련된 성분들을 포함할 수 있으며, 이득 맵은 이러한 인자들 각각과 관련된 성분들의 곱으로 분해될 수 있다.

예를 들어, 상이한 재료들 및 두께들의 X-선 필터는 X-선 신호 프로파일을 상이하게 수정할 수 있다. 0.05mm 두께의 로듐 필터로 측정된 시스템 이득 맵은 0.7mm 알루미늄 필터로 측정된 이득 맵과 상이할 수 있다. X-선 튜브 kVp도 경사 효과에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 흉벽에서 유두로의 방향을 따른 X-선 강도는 높은 kVp에서보다 낮은 kVp에서 더 빨리 저하된다. 상이한 kVp에서 촬영된 X-선 영상들을 완벽하게 평탄화하기 위해, 그러한 kVp에서 촬영된 이득 맵을 사용하는 것이 더 좋다. 팬텀 두께, 및 X-선 산란 방지 그리드의 존재는 또한 시스템 이득 맵에 영향을 미치는 검출기 상의 X-선 빔의 강도 프로파일을 수정할 수 있다.

개별 성분들(304-314) 중에서, 검출기 픽셀간 이득 변동들(304)은 최대 선량 수요 태스크일 수 있다. 검출기 픽셀간 이득 성분은 신뢰성 있게 측정하기 위해 고선량 노출들을 필요로 하는 고해상도 성분이다. 다른 개별 성분들(306-314)은 저해상도 성분들만을 포함할 수 있으며, 따라서 측정하기 위해 고선량 노출들을 필요로 하지 않는다. 오히려, 개별 성분들(306-314)은 저선량 노출들을 사용하여 신뢰성 있게 측정될 수 있다.

복수의 투영 각도 각각에서의 이득 맵(302)은 고해상도 성분들 및 저해상도 성분들을 포함하는 복수의 성분으로 분해될 수 있다. 그러나, 투영 각도에 각각 대응하는 복수의 이득 맵은 공통 성분들을 공유한다.

개시된 개별 성분들(304-314) 중에서, 검출기 픽셀간 변동 맵(304), 필터 맵(306), kV 맵(310), 그리드 맵(312) 및 두께 맵(314)은 상이한 투영 각도들에서 매우 적은 변동을 갖는다. 시야각(308)만이 투영 각도에 기초하는 상당한 변동들을 포함한다. 결과적으로, 일부 예들에서, 검출기 픽셀간 변동 맵(304), 필터 맵(306), kV 맵(310), 그리드 맵(312) 및 두께 맵(314)은 한 번 추출되어 상이한 이득 맵들 사이에서 공유될 수 있다. 그러나, 투영 각도의 변화에 따라 시야각 맵(308)이 변하기 때문에, 투영 각도들 각각에 대해 시야각 맵(308)이 추출될 수 있다.

따라서, 최종 이득 맵은 검출기 픽셀간 변동 맵(304), 필터 맵(306), kV 맵(310), 그리드 맵(312) 및 두께 맵(314), 및 시야각 맵(308)을 포함하는 일반적으로 공유되는 각도 독립적 기준 맵의 곱을 포함할 수 있다. 상이한 투영 각도들 사이에 공통적인 이득 맵 성분들을 재사용함으로써, 각각의 투영에서 이득 맵들을 측정하기 위한 다수의 고선량 노출이 회피될 수 있다. 이득 맵으로부터 고선량 및 저선량 성분들을 추출하는 프로세스는 도 4와 관련하여 더 설명된다.

바람직한 상업적 구현은 각도 맵을 제외한 고해상도 및 저해상도 성분들을 포함하는 공통 기준 맵을 포함할 수 있지만, 다른 구현들에서, 공통 기준 맵은 필터 맵, kV 맵, 그리드 맵 및 두께 맵 중 하나를 제외한 고해상도 및 저해상도 성분들의 조합을 포함할 수 있다.

도 4는 이득 맵의 멀티-스케일 성분들로의 분해의 예시적인 개략적 표현을 예시한다.

도 3과 관련하여 설명된 바와 같이, 이득 맵은 고해상도 및 저해상도 성분 맵들의 곱으로서 보일 수 있다. 영상에 대해 멀티-스케일 분해 프로세스를 수행하여 영상을 상세 영상과 잔차 영상으로 분해할 수 있다. 멀티-스케일 분해 프로세스는 결과적인 잔차 영상에 대해 여러 번 반복되어 영상으로부터 고해상도 성분들을 추가로 추출할 수 있다. 각각의 레벨에서, 고해상도 성분들을 추출하여 상세 영상을 형성하고, 영상의 남은 성분들은 잔차 영상으로 사용되며, 잔차 영상으로부터 다음 레벨의 분해가 수행된다.

여러 레벨의 분해 후에, 영상의 해상도가 적절하게 낮아지고, 더 이상의 분해를 수행할 필요가 없다. 처음 몇몇 분해 레벨에서 추출되는 상세 영상은 검출기 픽셀간 이득 변동과 같은 고선량 성분들에 더 민감하고, kV, 필터, 각도, 그리드 및 두께와 같은 저선량 성분들에 덜 민감하다. 예를 들어, 고해상도 성분들을 포함하는 상세 영상들은 검출기 픽셀간 변동 데이터를 포함하는 고선량 이득 맵을 생성하는 데 사용될 수 있다. 마지막 몇몇 분해 레벨의 잔차 영상들은 선량에 덜 민감하며, kV, 필터, 각도, 그리드 및 두께와 같은 저해상도 성분들에 관한 데이터를 포함한다. 예를 들어, 저해상도 성분들을 포함하는 잔차 영상들은 필터 데이터, 시야각 데이터, kV 데이터, 그리드 데이터 및 두께 데이터를 포함하는 저해상도 이득 맵을 생성하는 데 사용될 수 있다.

원본 영상(402)은 복수의 투영 각도 중 하나에서의 팬텀의 X-선 투영 영상을 포함할 수 있다. 원본 영상(402)은 상세 영상(404)과 잔차 영상(406)으로 분해될 수 있다. 분해 프로세스는 멀티-스케일 피라미드 분해 프로세스, 웨이블릿 분해 프로세스, FFT 분해 프로세스를 사용하여 수행될 수 있다. 다른 유형들의 분해 프로세스들도 가능하다.

원본 영상(402)은 분해 프로세스의 제1 레벨 또는 레벨 1에서 제1 레벨 상세 영상(404)과 제1 레벨 잔차 영상(406)으로 분해될 수 있다. 프로세스는 분해 프로세스의 레벨 2에서 제1 레벨 잔차 영상(406)을 제2 레벨 상세 영상(408)과 제2 레벨 잔차 영상(410)으로 분해함으로써 반복될 수 있다. 분해 프로세스는 제2 레벨 잔차 영상(410)이 제3 레벨 상세 영상(412)과 제3 레벨 잔차 영상(414)으로 분해되고, 제3 레벨 잔차 영상(414)이 제4 레벨 상세 영상(416)과 제4 레벨 잔차 영상(418)으로 분해되고, 제4 레벨 잔차 영상(418)이 제5 레벨 상세 영상(420)과 제5 레벨 잔차 영상(422)으로 분해됨에 따라 계속될 수 있다.

분해 프로세스는 영상이 더 이상 분해될 수 없을 때까지 또는 고해상도 및 저해상도 성분들을 추출하기 위해 충분한 수의 분해 사이클이 달성될 때까지 계속될 수 있다. 예를 들어, 분해 프로세스는 제N 레벨 상세 영상(424) 및 제N 레벨 잔차 영상(426)이 생성될 때까지 계속될 수 있다.

(도 2와 관련하여 전술한) 영상 획득 모듈(204)에 의해 복수의 투영 각도에서 획득된 팬텀의 저선량 X-선 투영 영상들은 다수의 레벨로 분해된다. 마지막 몇몇 분해 레벨로부터의 잔차 영상은 도 2의 이득 맵 생성 모듈(208)과 관련하여 설명된 바와 같이 최종 이득 맵을 생성하는 데 사용하기 위해 추출될 수 있는 저해상도 성분들을 포함한다.

저선량 이득 맵이 생성되고 저해상도 성분들이 추출되는 분해된 잔차 영상의 레벨은 잔차 영상의 고해상도 성분이 충분히 필터링되었는지 그리고 잔차 영상이 저해상도 성분들을 추출하기에 충분한 해상도를 포함하는지에 대한 평가에 기초하여 선택될 수 있다. 가장 바람직한 레벨은 분해의 제3 레벨 내지 제6 레벨 또는 마지막 레벨일 수 있다. 저해상도 성분들이 추출되는 정확한 분해 레벨은 영상마다 그리고 단층촬영술 프로세스들 간에 상이할 수 있다.

영상 획득 모듈(204)에 의해 팬텀의 복수의 저선량 X-선 투영 영상을 결합하여 구성되는 고선량 X-선 투영 영상은 다수의 레벨로 분해된다. 처음 몇몇 분해 레벨로부터의 상세 영상들은 도 2의 이득 맵 생성 모듈(208)과 관련하여 설명된 바와 같이 최종 이득 맵을 생성하는 데 사용하기 위해 추출될 수 있는 고해상도 성분들을 포함한다.

일부 예들에서, 고해상도 성분들은 제1 레벨 상세 영상(404)으로부터 생성된 이득 맵으로부터 추출될 수 있다. 다른 예들에서, 고해상도 성분들은 제1 레벨이 아닌 다른 레벨로부터의 상세 영상으로부터 생성된 이득 맵으로부터 추출될 수 있다. 이상적인 레벨은 최상의 고해상도 성분들을 제공하는 레벨에 기초하여 선택될 수 있다.

도 5는 단층촬영술 스윕을 위한 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 예시적인 방법(500)을 예시한다.

방법(500)은 동작 502로부터 시작한다. 동작 502에서, 촬상 시스템(100)은 팬텀의 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하기 위해 하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하는 데 사용된다. 획득된 복수의 영상은 저선량 X-선 투영 영상들이다.

영상 보정 엔진(202)의 영상 획득 모듈(204)은 촬상 시스템(100)에 의한 복수의 영상의 획득을 구성하기 위해 사용될 수 있다. 교정 팬텀은 환자의 압축된 유방을 시뮬레이션하기 위해 실질적으로 균일한 두께를 갖는 균일한 재료로 제조될 수 있다. 팬텀은 환자의 유방의 X-선들이 촬영될 때 환자의 유방의 위치와 유사한 위치에서 촬상 시스템(100)의 고정기 유닛(104)에 고정될 수 있다. 이득 맵들을 도출하기 위해, 시스템(100)은 단층촬영술 모드로 동작되고, 복수의 촬상 파라미터 각각에서 팬텀의 X-선 투영 영상이 촬영된다. 일부 예들에서, 촬상 파라미터들은 투영 각도들을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 촬상 파라미터들은 kVp, 필터 재료 유형, 유방 두께, 또는 그리드 위치를 포함할 수 있다. 다른 유형들의 촬상 파라미터들도 가능하다. 각각의 투영 X-선 영상은 수용체(116) 내의 촬상 픽셀들의 어레이의 각각의 픽셀 위치에서 수신된 X-선들과 관련된 픽셀 값들에 의해 표현된다.

동작 504는 고선량 X-선 영상을 생성하는 것을 포함한다. 영상 보정 엔진(202)의 고선량 영상 생성 모듈(206)은 동작 502에서 획득된 복수의 저선량 X-선 투영 영상을 결합하고 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성할 수 있다. 도 2와 관련하여 더 설명된 바와 같이, 저선량 영상들을 결합하고 평균화하는 것은 낮은 광자 카운트들로 인해 발생하는 잡음을 감소시키는 고선량 영상을 유발한다.

동작 506은 동작 504에서 생성된 고선량 X-선 영상으로부터 고선량 이득 맵을 생성하는 것을 포함한다. 예를 들어, 고선량 이득 맵을 생성하는 것은 고선량 X-선 영상과 연관된 픽셀들의 어레이에 대한 평균 신호 카운트를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 평균 신호 카운트를 결정하는 것에 추가하여, 고선량 이득 맵을 생성하는 것은 고선량 X-선 영상과 연관된 픽셀들의 어레이로부터의 픽셀들 각각에 대한 원시 신호 카운트를 결정하는 것을 포함한다.

이득 맵은 고선량 X-선 영상과 연관된 픽셀들의 어레이 내의 픽셀들 각각에 대한 이득 보정 계수를 계산하고, 픽셀들의 어레이 내의 픽셀들 각각에 대한 이득 보정 계수를 고선량 이득 맵으로 조립함으로써 생성될 수 있다. 일부 예들에서, 이득 보정 계수는 평균 신호 카운트와 특정 픽셀에 대한 원시 신호 카운트의 역의 곱일 수 있다. 다른 예들에서, 이득 보정 계수들은 상이한 방식으로 계산될 수 있다.

동작 508은 동작 506에서 생성된 고선량 이득 맵으로부터 고해상도 성분들을 추출하는 것을 포함한다. 영상 보정 엔진(202)의 이득 맵 생성 모듈(208)은 도 2와 관련하여 설명된 분해 프로세스를 사용하여, 동작 506에서 생성된 고선량 이득 맵을 다중 레벨들의 성분들로 분해하고, 분해 프로세스의 처음 몇몇 레벨 중 첫 번째 또는 하나의 레벨의 상세 영상으로부터 고해상도 성분들을 추출할 수 있다. 일부 예들에서, 고해상도 성분은 검출기 픽셀간 변동 데이터만을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 고선량 이득 맵은 또한 고해상도 및 저해상도 데이터 모두의 다른 유형들을 포함할 수 있다.

고해상도 성분들은 고선량 투영 영상으로부터 생성된 고선량 이득 맵으로부터 전혀 추출되지 않을 수 있고, 동작 508은 생략될 수 있다. 고선량 이득 맵 자체는 이득 맵의 개별 성분들을 추출하는 대신 사용될 수 있다. 개시된 예에서 고선량 이득 맵의 고해상도 성분이 단지 또는 주로 검출기 픽셀간 변동 데이터로 구성될 때, 고선량 이득 맵으로부터 고해상도 성분들을 추출하는 단계는 불필요할 수 있으며, 고선량 이득 맵 자체가 최종 이득 맵의 계산에 사용될 수 있다. 따라서, 고선량 이득 맵은 추출될 필요가 없을 수 있고, 동작 508은 생략될 수 있으며, 동작 510은 동작 506의 완료시에 수행될 수 있다.

동작 510은 복수의 저선량 이득 맵을 생성하는 것을 포함하며, 복수의 저선량 이득 맵 각각은 복수의 촬상 파라미터 중 하나에 대응하는 복수의 투영 X-선 영상 중 하나와 연관된다. 영상 보정 엔진(202)의 이득 맵 생성 모듈(208)은 단층촬영술 스캔의 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 이득 맵을 동작 502로부터 해당 촬상 파라미터에 대해 획득된 대응하는 X-선 투영 영상에 기초하여 생성할 수 있다.

저선량 이득 맵을 생성하는 프로세스는 동작 506에서 고선량 이득 맵을 생성하는 데 사용되는 프로세스와 동일하거나 유사할 수 있다. 프로세스에서의 한 가지 차이점은 이득 맵이 동작 504에서 생성된 고선량 투영 영상이 아니라 동작 502에서 획득된 저선량 X-선 투영 영상으로부터 생성된다는 것일 수 있다.

동작 512는 동작 510에서 생성된 복수의 저선량 이득 맵 각각으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 것을 포함한다. 영상 보정 엔진(202)의 이득 맵 생성 모듈(208)은 도 2와 관련하여 설명된 분해 프로세스를 사용하여, 동작 510에서 생성된 저선량 이득 맵을 다중 레벨들의 성분들로 분해하고, 분해 프로세스의 마지막 레벨 또는 마지막 몇몇 레벨 중 하나의 상세 영상으로부터 저해상도 성분들을 추출할 수 있다.

저해상도 성분들은 필터 데이터, 시야각 데이터, kV 데이터, 그리드 데이터 및 두께 데이터를 포함할 수 있다. 저선량 이득 맵은 또한 다른 유형들의 저해상도 데이터를 포함할 수 있다.

대부분의 경우들에서, 저선량 이득 맵의 고해상도 성분들은 최종 이득 맵 생성의 어떠한 단계에서도 전혀 사용되지 않는데, 이는 저선량 이득 맵의 저해상도 성분들만이 포함되고 고선량 이득 맵 또는 그의 고해상도 성분들과 결합되기 때문이다. 따라서, 저선량 이득에 대한 분해 프로세스는 저선량 이득 맵을 그의 고해상도 및 저해상도 레벨 성분들 각각으로 변환하기 위한 전체 분해 프로세스를 생략하고 제N 레벨 저해상도 잔차 성분 영상으로 직접 진행하는 것으로 자주 단순화된다. 이러한 경우들에서, 전체 멀티-스케일 분해 프로세스 이외의 보다 효율적인 처리 알고리즘을 선택하여 계산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 2x2, 4x4, 8x8 (기타 등등) 픽셀 비닝 방법(pixel binning method)을 사용하여 저선량 이득 맵의 저해상도 성분을 도출할 수 있다.

동작 514는 고선량 이득 맵의 고해상도 성분을 저선량 이득 맵들 각각으로부터 추출된 복수의 저해상도 성분 각각과 결합하여 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하는 것을 포함한다. 영상 보정 엔진(202)의 이득 맵 생성 모듈(208)은 동작 502-512에서 획득되고 생성된 고선량 이득 맵 또는 고선량 이득 맵의 고해상도 성분과 저선량 이득 맵의 저해상도 성분들을 결합하여 최종 이득 맵을 생성할 수 있다.

도 3과 관련하여 더 설명된 바와 같이, 고선량 이득 맵 또는 고선량 이득 맵의 고해상도 성분은 검출기 픽셀간 변동들을 포함한다. 일반적으로, 촬상 파라미터가 투영 각도를 포함할 때, 검출기 픽셀간 변동들은 상이한 투영 각도들에서 변경되지 않는다. 저선량 이득 맵들의 저해상도 성분들의 대부분은 또한 각도 성분을 제외하고는 상이한 투영 각도들에서 변경되지 않는다.

상이한 촬상 파라미터들 사이에서 변경되지 않는 고해상도 성분들 및 저해상도 성분들이 추출될 수 있고, 공통 기준 이득 맵이 생성된다. 이어서, 촬상 파라미터들 각각 사이에서 상이한 저선량 이득 맵의 나머지 성분 또는 성분들은 촬상 파라미터들 각각에서의 공통 기준 이득 맵과 개별적으로 결합되어 촬상 파라미터들 각각에서의 최종 이득 맵을 생성할 수 있다. 일부 예들에서, 촬상 파라미터 종속 성분은 시야각 맵일 수 있다. 다른 예들에서, 촬상 파라미터 종속 성분은 필터 맵, kV 맵, 그리드 맵 또는 두께 맵일 수 있다. 다른 선택사항들도 가능하다.

도 6은 단층촬영술 프로세스에서 이득 오프셋들을 보상하기 위한 영상 보정을 위한 예시적인 방법(600)을 예시한다.

방법(600)는 동작 602로부터 시작한다. 동작 602에서, 촬상 시스템(100)은 도 5의 동작 502와 관련하여 설명된 바와 같이, 팬텀의 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하기 위해 하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하는 데 사용된다.

동작 604에서, 동작 602에서 획득된 팬텀의 X-선 투영 영상들로부터 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 이득 맵이 생성된다. 상이한 픽셀들 간에 영상 검출기 출력을 정규화하기 위한 프로세스를 "이득 보정"이라고 한다. 이득 맵은 영상 수용체(116)의 촬상 픽셀들의 어레이 내의 각각의 픽셀과 연관된 이득 보정 계수들의 맵이다. 이득 맵을 생성하는 프로세스는 도 2 내지 도 5와 관련하여 보다 상세히 설명되어 있다.

동작 606에서, 동작 604로부터 생성된 이득 맵이 저장된다. 일부 예들에서, 생성된 이득 맵은 촬상 시스템(100) 자체에 저장될 수 있다. 다른 예들에서, 생성된 이득 맵은 네트워크를 통해 액세스 가능한 원격 위치에 저장될 수 있고, 필요에 따라 검색될 수 있다.

개시된 시스템들 및 방법들이 교정 팬텀에 관한 이득 맵들의 생성 및 영상 보정 프로세스들을 설명하지만, 상이한 유형들의 교정 팬텀들이 상이한 유방 촬상 프로토콜들을 시뮬레이션하기 위해 사용될 수 있고, 복수의 유방 촬상 프로토콜과 연관된 복수의 이득 맵이 생성되어 저장될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 적절한 이득 맵들의 세트는 단층촬영술 유방 촬상 프로토콜의 선택시에 자동으로 검색되어 사용될 수 있다.

동작 608에서, 복수의 촬상 파라미터 각각에서의 환자의 유방의 단층촬영술 X-선 영상들이 획득된다. 환자의 투영 영상들을 획득하기 위해, 팬텀이 제거될 수 있고, 환자의 유방이 고정기 유닛(104)에 고정되고, 단층촬영술 촬상 시퀀스들을 사용하여 X-선 촬영될 수 있다. 촬상 파라미터가 투영 각도들인 예에서, 환자의 유방의 단층촬영술 촬상 시퀀스는 팬텀 영상들을 획득하는 데 사용되는 투영 각도들과 개수 및 각도 값들에서 동일하거나 동일하지 않을 수 있는 복수의 투영 각도에서 촬영된 투영 X-선 영상들을 생성할 수 있다.

동작 610에서, 환자의 유방의 X-선 영상들은 동작 606으로부터 저장된 이득 맵을 사용하여 이득 보정된다. 촬상 시스템(100)의 시스템 제어 및 워크스테이션 유닛(138)은 영상 수용체(116)로부터 팬텀의 투영 영상들 및 동작 602 및 608로부터의 환자의 유방의 투영 영상들을 수신하는 처리 장비를 포함할 수 있다. 이어서, 워크스테이션 유닛(138)은 동작 604 및 606에서 생성되고 저장된 이득 맵들을 사용하여 유방 영상들에 대한 이득 보정 프로세스들을 수행할 수 있다.

워크스테이션 유닛(138)은 또한 결과적인 이득 보정된 영상들의 디스플레이, 영상들 및 다른 정보의 저장, 이득 보정된 영상들의 양태들을 제어하기 위한 시스템 제어의 제공을 유발할 수 있다. 워크스테이션 유닛(138)은 또한 의심되는 비정상들을 식별하거나 다른 특성들을 선택하고, 디스플레이를 위한 영상들을 준비 또는 제어하고, DICOM-준수 저장과 같은 저장을 위한 영상들을 준비하고, X-선 기술자 또는 다른 의료 전문가를 위한 인터페이스를 제공하고, 영상들과 연관된 다른 제어 기능들을 제공하는 데 사용될 수 있다.

도 7은 본 예들 중 하나 이상이 구현될 수 있는 적절한 동작 환경(700)의 일례를 예시한다. 이러한 동작 환경은 본 명세서에 개시된 시각화 시스템들에 직접 통합될 수 있거나, 본 명세서에 설명된 유방 촬상 시스템들과 별개이나 이들을 제어하기 위해 사용되는 컴퓨터 시스템에 통합될 수 있는데, 예를 들어 컴퓨터 시스템은 예컨대 도 1a에 도시된 워크스테이션일 수 있다. 이것은 적절한 동작 환경의 일례일 뿐이며, 사용 또는 기능의 범위에 관한 임의의 제한을 제안하기 위한 것이 아니다. 사용하기에 적합할 수 있는 다른 잘 알려진 컴퓨팅 시스템들, 환경들 및/또는 구성들은 촬상 시스템들, 퍼스널 컴퓨터들, 서버 컴퓨터들, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스들, 멀티프로세서 시스템들, 마이크로프로세서 기반 시스템들, 프로그래밍 가능한 가전 제품들, 예컨대 스마트폰들, 네트워크 PC들, 미니컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들, 태블릿들, 위의 시스템들 또는 디바이스들 중 어느 하나를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경들 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

동작 환경(700)은 그의 가장 기본적인 구성에서, 일반적으로 적어도 하나의 처리 유닛(702) 및 메모리(704)를 포함한다. 컴퓨팅 디바이스의 정확한 구성 및 유형에 따라, 특히 (데이터 저장 디바이스들 또는 센서들로부터 판독되거나, 본 명세서에 개시된 다른 방법들을 수행하기 위한) 명령어들(706)을 저장하는 메모리(704)는 휘발성(708)(예컨대, RAM), 비휘발성(710)(예컨대, ROM, 플래시 메모리 등), 또는 이 둘의 소정 조합일 수 있다. 명령어들(706)은 처리 유닛(702)에 의해 실행될 때 처리 유닛(702)으로 하여금 영상 보정 엔진(202)이 도 2와 관련하여 더 설명된 동작들을 수행하도록 하게 하는 영상 보정 엔진 명령어들을 포함할 수 있다. 이러한 가장 기본적인 구성은 도 7에 점선(712)으로 예시되어 있다. 게다가, 환경(700)은 또한 자기 또는 광 디스크들 또는 테이프를 포함하지만, 이에 한정되지 않는 저장 디바이스들(이동식(714) 및/또는 비이동식(716))을 포함할 수 있다. 유사하게, 환경(700)은 또한 터치 스크린들, 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 등과 같은 입력 디바이스(들)(720), 및/또는 디스플레이, 스피커들, 프린터 등과 같은 출력 디바이스(들)(722)를 가질 수 있다. 또한, 환경에는 LAN, WAN, 점대점, 블루투스, RF 등과 같은 하나 이상의 통신 접속(718)이 포함될 수 있다.

동작 환경(700)은 일반적으로 적어도 소정 형태의 컴퓨터 판독가능 매체들을 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 처리 유닛(702) 또는 동작 환경을 갖는 다른 디바이스들에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체들일 수 있다. 한정이 아니라 예로써, 컴퓨터 판독가능 매체들은 컴퓨터 저장 매체들 및 통신 매체들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체들은 컴퓨터 판독가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 또는 다른 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체들을 포함한다. 컴퓨터 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다용도 디스크(DVD)들 또는 다른 광학 저장소, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 솔리드 스테이트 저장소, 또는 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 다른 유형적 매체를 포함한다. 통신 매체들은 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 변조된 데이터 신호에 컴퓨터 판독가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들, 또는 다른 데이터를 구현하며, 임의의 정보 전달 매체들을 포함한다. 용어 "변조된 데이터 신호"는 신호에 정보를 인코딩하는 방식으로 신호의 특성들 중 하나 이상이 설정되거나 변경된 신호를 의미한다. 한정이 아니라 예로써, 통신 매체들은 유선 네트워크 또는 직접 유선 접속과 같은 유선 매체들 및 음향, RF, 적외선 및 기타 무선 매체들과 같은 무선 매체들을 포함한다. 위의 것들 중 임의의 것들의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 컴퓨터 판독가능 디바이스는 컴퓨터 저장 매체들을 통합하는 하드웨어 디바이스이다.

동작 환경(700)은 하나 이상의 원격 컴퓨터에 대한 논리적 접속들을 사용하는 네트워킹 환경에서 동작하는 단일 컴퓨터일 수 있다. 원격 컴퓨터는 퍼스널 컴퓨터, 서버, 라우터, 네트워크 PC, 피어 디바이스 또는 다른 공통 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 위에서 설명한 요소들 중 다수 또는 전부뿐만 아니라 그렇게 언급되지 않은 다른 요소들을 포함한다. 논리적 접속들은 이용 가능한 통신 매체들에 의해 지원되는 임의의 방법을 포함할 수 있다. 이러한 네트워킹 환경들은 사무실들, 전사적 컴퓨터 네트워크들, 인트라넷들 및 인터넷에서 흔한 것이다.

일부 실시예들에서, 본 명세서에서 설명된 컴포넌트들은 컴퓨터 저장 매체 및 다른 유형적 매체들 상에 저장되고 통신 매체들에서 전송될 수 있는, 컴퓨터 시스템(700)에 의해 실행가능한 모듈들 또는 명령어들을 포함한다. 컴퓨터 저장 매체들은 컴퓨터 판독가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들, 또는 다른 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체들을 포함한다. 위의 것들 중 임의의 것들의 조합들도 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(700)은 컴퓨터 시스템(700)에 의해 사용하기 위해 원격 저장 매체들에 데이터를 저장하는 네트워크의 일부이다.

도 8은 본 명세서에 개시된 다양한 시스템들 및 방법들이 동작할 수 있는 네트워크(800)의 일 실시예이다. 실시예들에서, 클라이언트 디바이스(802)와 같은 클라이언트 디바이스는 네트워크(800)를 통해 서버들(804 및 806)과 같은 하나 이상의 서버와 통신할 수 있다. 실시예들에서, 클라이언트 디바이스는 본 명세서에서 설명된 모든 기능을 포함하는 독립형 촬상 시스템(예컨대, 도 1a에 도시된 촬상 시스템(100))일 수 있다. 클라이언트 디바이스는 또한 랩탑, 퍼스널 컴퓨터, 스마트폰, PDA, 넷북, 또는 도 7의 컴퓨팅 디바이스와 같은 임의의 다른 유형의 컴퓨팅 디바이스를 포함하거나 통합할 수 있다. 예들에서, 이러한 클라이언트 디바이스는 촬상 시스템에 접속될 수 있다. 실시예들에서, 서버들(804 및 806)은 또한 도 7에 예시된 컴퓨팅 디바이스와 같은 임의의 유형의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 네트워크(800)는 클라이언트 디바이스와 하나 이상의 서버(804 및 806) 사이의 통신을 용이하게 할 수 있는 임의의 유형의 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 표면 영상 데이터 및 내부 영상 데이터는 촬상 시스템들을 통해 국지적으로 획득될 수 있고, 영상 획득 워크스테이션 또는 클라우드 기반 서비스와 같은 추가 처리를 위한 다른 컴퓨팅 디바이스(들)로 통신될 수 있다. 이러한 네트워크들의 예들은 LAN들, WAN들, 셀룰러 네트워크들 및/또는 인터넷을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

실시예들에서, 본 명세서에 개시된 다양한 시스템들 및 방법들은 하나 이상의 서버 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 서버(804)와 같은 단일 서버가 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들, 예컨대 본 명세서에서 논의된 촬상을 위한 방법들을 수행하기 위해 이용될 수 있다. 클라이언트 디바이스(802)는 네트워크(800)를 통해 서버(804)와 상호작용할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 클라이언트 디바이스(802)는 또한 스캐닝 및 영상 처리와 같은 본 명세서에 개시된 기능을 수행할 수 있으며, 이는 이어서 서버들(804 및/또는 806)에 제공될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 시스템들 및 방법들의 예시적인 예들이 이하에 제공된다. 본 명세서에서 설명된 시스템 또는 방법의 일 실시예는 후술하는 조항들 중 임의의 하나 이상 및 임의의 조합을 포함할 수 있다:

조항 1. 단층촬영술 스윕을 위한 복수의 촬상 파라미터에서의 이득 교정을 위한 방법으로서,

하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하는 단계 - 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 상기 복수의 촬상 파라미터 중 하나와 연관됨 -; 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하는 단계; 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하는 단계; 복수의 저선량 이득 맵을 생성하는 단계 - 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각은 상기 복수의 촬상 파라미터 중 하나와 연관된 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -; 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계; 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각에 대한 상기 복수의 성분 레벨로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계; 및 상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대해, 상기 고선량 이득 맵을 상기 저선량 이득 맵들의 상기 저해상도 성분들 각각과 결합하여 상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

조항 2. 조항 1에 있어서, 상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 상기 최종 이득 맵을 저장하는 단계; 상기 복수의 촬상 파라미터 각각에서 환자의 유방의 단층촬영술 X-선 영상들을 획득하는 단계; 및 상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 상기 저장된 최종 이득 맵을 사용하여 상기 환자의 유방의 상기 단층촬영술 X-선 영상들을 이득 보정하여 이득 보정된 유방 영상들을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.

조항 3. 조항 1 또는 조항 2에 있어서, 상기 촬상 파라미터들은 투영 각도, kVp, 필터 재료 유형, 유방 두께 및 그리드 위치 중 하나를 포함하는, 방법.

조항 4. 조항 1 내지 조항 3 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 하나 이상의 단층촬영술 스윕은 X-선 소스 및 X-선 영상 수용체를 포함하는 영상 획득 유닛에 의해 수행되고, 상기 영상 획득 유닛은 상기 복수의 촬상 파라미터에서 물체의 투영 X-선 영상들을 획득하는, 방법.

조항 5. 조항 1 내지 조항 4 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 고선량 이득 맵을 생성하는 단계는 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 픽셀들의 어레이에 대한 평균 신호 카운트를 결정하는 단계; 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이로부터의 상기 픽셀들 각각에 대한 원시 신호 카운트를 결정하는 단계; 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 이득 보정 계수를 계산하는 단계 - 상기 이득 보정 계수는 상기 평균 신호 카운트와 특정 픽셀에 대한 상기 원시 신호 카운트의 역의 곱임 -; 및 상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 상기 이득 보정 계수를 상기 고선량 이득 맵으로 조립하는 단계를 포함하는, 방법.

조항 6. 조항 1 내지 조항 5 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 단계는 복수의 해상도 레벨로 분해하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 해상도 레벨의 각각의 레벨은 상세 영상 및 잔차 영상을 포함하는, 방법.

조항 7. 조항 6에 있어서, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 단계는 멀티-스케일 분해 프로세스를 사용하여 수행되는, 방법.

조항 8. 조항 6 또는 조항 7에 있어서, 상기 저해상도 성분들을 추출하는 단계는 상기 복수의 해상도 레벨 중 마지막 레벨의 상기 잔차 영상으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계를 포함하는, 방법.

조항 9. 조항 1 내지 조항 8 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 고선량 이득 맵은 X-선 검출기 픽셀간 이득 변동 데이터를 포함하는, 방법.

조항 10. 조항 1 내지 조항 9 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 저해상도 성분들은 각도 데이터, kV 데이터, 필터 데이터, 그리드 데이터 및 두께 데이터 중 하나를 포함하는, 방법.

조항 11. 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 단층촬영술 촬상 시스템으로서, X-선 소스 및 X-선 영상 수용체를 포함하는 영상 획득 유닛 - 상기 영상 획득 유닛은 상기 복수의 투영 각도에서 물체의 투영 X-선 영상들을 획득함 -; 프로세서; 명령어들을 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금: 하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하고 - 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관됨 -; 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하고; 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하고; 상기 고선량 이득 맵을 제1 복수의 성분 레벨로 분해하고; 상기 제1 복수의 성분 레벨로부터 고해상도 성분을 추출하고; 복수의 저선량 이득 맵을 생성하고 - 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관된 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -; 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 제2 복수의 성분 레벨로 분해하고; 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각으로부터 저해상도 성분들을 추출하고 - 상기 저해상도 성분들은 각도 맵을 포함함 -; 상기 복수의 투영 각도 각각에 대해, 상기 고선량 이득 맵의 상기 고해상도 성분을 상기 저선량 이득 맵들의 상기 저해상도 성분들 각각과 결합하여 상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하게 하는, 시스템.

조항 12. 조항 11에 있어서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금 추가로: 상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 상기 최종 이득 맵을 저장하고; 상기 복수의 투영 각도 각각에서 환자의 유방의 단층촬영술 X-선 영상들을 획득하고; 상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 상기 저장된 최종 이득 맵을 사용하여 상기 환자의 유방의 상기 단층촬영술 X-선 영상들을 이득 보정하여 이득 보정된 유방 영상들을 생성하게 하는, 시스템.

조항 13. 조항 11 또는 조항 12에 있어서, 상기 하나 이상의 단층촬영술 스윕은 팬텀의 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하도록 수행되는, 시스템.

조항 14. 조항 11 내지 조항 13 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 고선량 이득 맵을 생성하기 위해 상기 프로세서로 하여금 추가로: 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 픽셀들의 어레이에 대한 평균 신호 카운트를 결정하고; 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이로부터의 상기 픽셀들 각각에 대한 원시 신호 카운트를 결정하고; 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 이득 보정 계수를 계산하고 - 상기 이득 보정 계수는 상기 평균 신호 카운트와 특정 픽셀에 대한 상기 원시 신호 카운트의 역의 곱임 -; 상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 상기 이득 보정 계수를 상기 고선량 이득 맵으로 조립하게 하는, 시스템.

조항 15. 조항 11 내지 조항 14 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 고선량 이득 맵을 분해하고, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 것은 복수의 해상도 레벨로 분해하는 것을 포함하고, 상기 복수의 해상도 레벨의 각각의 레벨은 상세 영상 및 잔차 영상을 포함하는, 시스템.

조항 16. 조항 15에 있어서, 상기 고선량 이득 맵을 분해하고, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 것은 멀티-스케일 분해 프로세스를 사용하여 수행되는, 시스템.

조항 17. 조항 15 또는 조항 16에 있어서, 상기 고해상도 성분을 추출하는 것은 상기 복수의 해상도 레벨 중 마지막 레벨 위의 레벨의 상기 상세 영상으로부터 고해상도 성분을 추출하는 것을 포함하고, 상기 저해상도 성분들을 추출하는 것은 상기 복수의 해상도 레벨 중 마지막 레벨의 상기 잔차 영상으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 것을 포함하는, 시스템.

조항 18. 조항 11 내지 조항 17 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 고해상도 성분은 X-선 검출기 픽셀간 이득 변동 데이터를 포함하는, 시스템.

조항 19. 조항 11 내지 조항 18 중 어느 한 조항에 있어서, 상기 저해상도 성분들은 각도 데이터, kV 데이터, 필터 데이터, 그리드 데이터 및 두께 데이터 중 하나를 더 포함하는, 시스템.

조항 20. 단층촬영술 스윕을 위한 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 방법으로서, 하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하는 단계 - 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관됨 -; 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하는 단계; 상기 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하는 단계; 상기 고선량 이득 맵을 제1 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계; 상기 제1 복수의 성분 레벨로부터 고해상도 성분을 추출하는 단계; 복수의 저선량 이득 맵을 생성하는 단계 - 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관된 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -; 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 제2 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계; 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계 - 상기 저해상도 성분들은 각도 맵을 포함함 -; 및 상기 복수의 투영 각도 각각에 대해, 상기 고해상도 성분을 상기 저해상도 성분들 각각과 결합하여 상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.

본 개시는 가능한 예들 중 일부만을 도시한 첨부 도면들을 참조하여 본 기술의 일부 예들을 설명하였다. 그러나, 다른 양태들은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 제시된 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 예들은 본 개시가 철저하고 완전하며, 가능한 예들의 범위를 이 분야의 통상의 기술자들에게 충분히 전달하도록 제공되었다.

본 명세서에서 특정 예들이 설명되었지만, 기술의 범위는 이러한 특정 예들로 한정되지 않는다. 이 분야의 통상의 기술자는 본 기술의 범위 내에 있는 다른 예들 또는 개선들을 인식할 것이다. 따라서, 특정 구조, 행위들 또는 매체들은 단지 예시적인 예들로서 개시된다. 본 기술에 따른 예들은 또한 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, 일반적으로 개시되지만 결합하여 명시적으로 예시되지 않는 것들의 요소들 또는 컴포넌트들을 결합할 수 있다. 본 기술의 범위는 이하의 청구항들 및 그 안의 임의의 균등물들에 의해 정의된다.

Claims (20)

1. 단층촬영술 스윕(tomosynthesis sweep)을 위한 복수의 촬상 파라미터에서의 이득 교정을 위한 방법으로서,
   하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하는 단계 - 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 상기 복수의 촬상 파라미터 중 하나와 연관됨 -;
   상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하는 단계;
   상기 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하는 단계;
   복수의 저선량 이득 맵을 생성하는 단계 - 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각은 상기 복수의 촬상 파라미터 중 하나와 연관된 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -;
   상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계;
   상기 복수의 저선량 이득 맵 각각에 대한 상기 복수의 성분 레벨로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계; 및
   상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대해, 상기 고선량 이득 맵을 상기 저선량 이득 맵들의 상기 저해상도 성분들 각각과 결합하여 상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하는 단계
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 상기 최종 이득 맵을 저장하는 단계;
   상기 복수의 촬상 파라미터 각각에서 환자의 유방의 단층촬영술 X-선 영상들을 획득하는 단계; 및
   상기 복수의 촬상 파라미터 각각에 대한 상기 저장된 최종 이득 맵을 사용하여 상기 환자의 유방의 상기 단층촬영술 X-선 영상들을 이득 보정하여 이득 보정된 유방 영상들을 생성하는 단계
   를 더 포함하는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촬상 파라미터들은 투영 각도, kVp, 필터 재료 유형, 유방 두께 및 그리드 위치 중 하나를 포함하는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 단층촬영술 스윕은 X-선 소스 및 X-선 영상 수용체를 포함하는 영상 획득 유닛에 의해 수행되고, 상기 영상 획득 유닛은 상기 복수의 촬상 파라미터에서 물체의 투영 X-선 영상들을 획득하는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고선량 이득 맵을 생성하는 단계는,
   상기 고선량 X-선 영상과 연관된 픽셀들의 어레이에 대한 평균 신호 카운트를 결정하는 단계;
   상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이로부터의 상기 픽셀들 각각에 대한 원시 신호 카운트를 결정하는 단계;
   상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 이득 보정 계수를 계산하는 단계 - 상기 이득 보정 계수는 상기 평균 신호 카운트와 특정 픽셀에 대한 상기 원시 신호 카운트의 역의 곱임 -; 및
   상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 상기 이득 보정 계수를 상기 고선량 이득 맵으로 조립하는 단계
   를 포함하는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 단계는 복수의 해상도 레벨로 분해하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 해상도 레벨의 각각의 레벨은 상세 영상 및 잔차 영상을 포함하는, 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 단계는 멀티-스케일 분해 프로세스를 사용하여 수행되는, 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 저해상도 성분들을 추출하는 단계는 상기 복수의 해상도 레벨 중 마지막 레벨의 상기 잔차 영상으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고선량 이득 맵은 X-선 검출기 픽셀간 이득 변동 데이터를 포함하는, 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저해상도 성분들은 각도 데이터, kV 데이터, 필터 데이터, 그리드 데이터 및 두께 데이터 중 하나를 포함하는, 방법.
11. 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 단층촬영술 촬상 시스템으로서,
    X-선 소스 및 X-선 영상 수용체를 포함하는 영상 획득 유닛 - 상기 영상 획득 유닛은 상기 복수의 투영 각도에서 물체의 투영 X-선 영상들을 획득함 -;
    프로세서;
    명령어들을 포함하는 메모리
    를 포함하고, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금:
    하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하고 - 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관됨 -;
    상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하고;
    상기 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하고;
    상기 고선량 이득 맵을 제1 복수의 성분 레벨로 분해하고;
    상기 제1 복수의 성분 레벨로부터 고해상도 성분을 추출하고;
    복수의 저선량 이득 맵을 생성하고 - 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관된 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -;
    상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 제2 복수의 성분 레벨로 분해하고;
    상기 복수의 저선량 이득 맵 각각으로부터 저해상도 성분들을 추출하고 - 상기 저해상도 성분들은 각도 맵을 포함함 -;
    상기 복수의 투영 각도 각각에 대해, 상기 고선량 이득 맵의 상기 고해상도 성분을 상기 저선량 이득 맵들의 상기 저해상도 성분들 각각과 결합하여 상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하게 하는, 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금 추가로:
    상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 상기 최종 이득 맵을 저장하고;
    상기 복수의 투영 각도 각각에서 환자의 유방의 단층촬영술 X-선 영상들을 획득하고;
    상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 상기 저장된 최종 이득 맵을 사용하여 상기 환자의 유방의 상기 단층촬영술 X-선 영상들을 이득 보정하여 이득 보정된 유방 영상들을 생성하게 하는, 시스템.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 단층촬영술 스윕은 팬텀의 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하도록 수행되는, 시스템.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 고선량 이득 맵을 생성하기 위해 상기 프로세서로 하여금 추가로:
    상기 고선량 X-선 영상과 연관된 픽셀들의 어레이에 대한 평균 신호 카운트를 결정하고;
    상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이로부터의 상기 픽셀들 각각에 대한 원시 신호 카운트를 결정하고;
    상기 고선량 X-선 영상과 연관된 상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 이득 보정 계수를 계산하고 - 상기 이득 보정 계수는 상기 평균 신호 카운트와 특정 픽셀에 대한 상기 원시 신호 카운트의 역의 곱임 -;
    상기 픽셀들의 어레이 내의 상기 픽셀들 각각에 대한 상기 이득 보정 계수를 상기 고선량 이득 맵으로 조립하게 하는, 시스템.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고선량 이득 맵을 분해하고, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 것은 복수의 해상도 레벨로 분해하는 것을 포함하고, 상기 복수의 해상도 레벨의 각각의 레벨은 상세 영상 및 잔차 영상을 포함하는, 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 고선량 이득 맵을 분해하고, 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 분해하는 것은 멀티-스케일 분해 프로세스를 사용하여 수행되는, 시스템.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 고해상도 성분을 추출하는 것은 상기 복수의 해상도 레벨 중 마지막 레벨 위의 레벨의 상기 상세 영상으로부터 고해상도 성분을 추출하는 것을 포함하고, 상기 저해상도 성분들을 추출하는 것은 상기 복수의 해상도 레벨 중 마지막 레벨의 상기 잔차 영상으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 것을 포함하는, 시스템.
18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고해상도 성분은 X-선 검출기 픽셀간 이득 변동 데이터를 포함하는, 시스템.
19. 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저해상도 성분들은 각도 데이터, kV 데이터, 필터 데이터, 그리드 데이터 및 두께 데이터 중 하나를 더 포함하는, 시스템.
20. 단층촬영술 스윕을 위한 복수의 투영 각도에서의 이득 교정을 위한 방법으로서,
    하나 이상의 단층촬영술 스윕을 수행하여 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 획득하는 단계 - 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관됨 -;
    상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상을 평균화하여 고선량 X-선 영상을 생성하는 단계;
    상기 고선량 X-선 영상과 연관된 고선량 이득 맵을 생성하는 단계;
    상기 고선량 이득 맵을 제1 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계;
    상기 제1 복수의 성분 레벨로부터 고해상도 성분을 추출하는 단계;
    복수의 저선량 이득 맵을 생성하는 단계 - 상기 복수의 저선량 이득 맵 각각은 상기 복수의 투영 각도 중 하나와 연관된 상기 복수의 단층촬영술 투영 X-선 영상 중 하나와 연관됨 -;
    상기 복수의 저선량 이득 맵 각각을 제2 복수의 성분 레벨로 분해하는 단계;
    상기 복수의 저선량 이득 맵 각각으로부터 저해상도 성분들을 추출하는 단계 - 상기 저해상도 성분들은 각도 맵을 포함함 -; 및
    상기 복수의 투영 각도 각각에 대해, 상기 고해상도 성분을 상기 저해상도 성분들 각각과 결합하여 상기 복수의 투영 각도 각각에 대한 최종 이득 맵을 생성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
    

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