KR890000311B1 - X-선 영상화에서의 산란 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1는 본 발명의 주 단계를 나타내는 플로우 다이아그램.
제2도는 영상이 얻어질때 X-선원과 환자 사이의 방사 필드내에 위치한 시험물체의 그림 표현.
제3도는 산란은 측정하기 위해 영상 획득의 과정을 상세하게 요약한 도면.
제4도는 산란을 측정하기 위해 영상 획득의 과정을 상세하게 요약한 도면의 제1부분.
제5도는 산란을 측정하기 위해 영상 획득의 과정을 상세하게 요약한 도면의 제2부분.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : X-선 소스 14 : 빔 시준의
16 : 물체 18 : 검출기
31 : 시험물체 34 : 측정시트
본 발명은 전자방사의 산란측정에 관한 것이며, 특히, 정상 X-선 영상화 과정동안 환자에게 이루어지는 측정의 세트로부터 의학 진단 X-선 영상화 시스템내의 산란 방사효과가 결정될 수 있는 방법에 관한 것이다.
전자방사와 물체간의 상호작용에 의한 공통특성은 산란 방사선의 발생이다. 산란 방사선은 적어도 한개, 그리고, 보통 다음의 모든것 즉, 전파의 방향, 주파수(광자 에너지) 및 위상에 있어서 입사 방사선과 다르다. X-선 방사를 사용하는 진단 영상화에 있어서, 산란방사는 정보를 제공함이 없이 측정치에 분배되는 유해한 효가 즉, 필름 노출현상을 갖게 된다. 이는 진단 X-선 영상화의 목표가 X-선 빔에 평행한 선로를 따라 몸체내의 점의 집합을 통한 종합 감쇄의 선적분을 측정하기 위한 것이기 때문에 야기된다. 이와 같은 측정이 좁은 빔으로 하여금 점단위로 측정하게 하기보다는 한번에 몸체의 전영역을 노출시키므로써 행해질때, 발생된 산란 방사선의 일부는 측정장치에 도달하게 된다. 그러나, 측정 장치와 산란된 X-선의 상호 작용의 점은 그점에서 측정되는 전송된 1차 방사에 어떠한 관계도 갖지 않게 된다. 즉, 1차 빔 전송을 통해 측정되는 감쇄의 선적분은 전송된 1차 방사선이 입사 빔의 궤도를 따른다는 사실을 사용하게 한다. 그러나, 산란 방사 궤도는 단지 우연하게 이와같은 궤도에 일치하게 된다. 그러므로, 측정장치가 인입방사에 대한 여러 입사각을 구별하지 못하고, 양자에너지 또는 위상을 기초로 하여 구별하지 못하는 경우, 결과측정치는 산란방사의 제공에 의해 전와된다.
산란방사는 두개의 다른 양상 즉, 광자에너지와 위상에 있어서 입사된 1차 방사와 다르다. 산란 광자에너지가 항상 1차 광자에너지보다 작거나 같다는 사실은 원자핵 의학 조상(nuclear medicine imagery)에 공적을 끼치고 있는데, 여기에서 단색원이 이용되며, 검출기는 에너지분별 능력을 갖게 된다. 그러나, 진단 X-선 영상화에 있어서, 상기 단색원은 실제로 단색원이 되지 못하며, 에너지 분별 능력도 실제적이지 못하다. 전형적인 X-선 튜브는 중요한 여파작용에 따른 일정한 전위에서조차 다색 스펙트럼을 방출한다. 전형적인 필름인 스크린 조합체, 영상 집중화 튜브, 고체-상태 검출기 또는 임의의 검출기 배열에 사용되는 압축화된 가스인가에 따라 검출기는 오히려 넓은 스펙트럼의 에너지 강도를 나타낸다. 상기 소스가 단색원인 경우라할지라도, 펄스-높이분석에 의한 분산 거절은 진단 영상화에 사용되어져야만 하는 광자속 비율에 기인하여 본 기술에서는 제한된다. 그러므로, X-선 영상화내의 분산방사가 입사된 1차 방사에 비해 낮은 에너지를 향하여 스펙트럼 이동을 나타낸다 할지라도, 상기 사실을 사용하도록 하는 것은 실제적이지 못하다. 1차 방사로부터의 구별에 대한 마지막 기회 즉, 위상은 위상-코히런트원 즉, 실제적인 X-선 레이저의 부족과, 실제적인 위상-코히런트 검출기의 부족에 의해 배제된다. 그러므로, 1차방사로 부터의 산란을 구별하기 위해 사용되는 1차수단이 빔 궤도가 된다.
한번에 비교적 넓은영역의 구조를 영상화 할 수 있는 X-선 영상 수용기인 영역 빔 검출기에 있어서, 산란된 빔 궤도가 1차 궤도로부터 벗어난다는 사실을 사용하므로써 1차방사에 비해 선택적으로 산란을 감소시키기 위한 여러가지 계획이 고안되어 왔다. 아마도 가장 단순하고, 가장 공통화된 것은 X-선 그리드일 것이다. 그리드는 간단히 X-선 튜브의 촛점상에 집중되는 방사발광 재료에 의해 분리되는 납 스트립의 배열이다. 그리드는 환자와 검출기 사이의 X-선 빔에 직각으로 위치된다. 그리드의 집중화는 산란되는 X-선 광자의 명백한 근원이 X-선 튜브의 촛점에 상호 선형관계가 되지 않는다는 사실에 의해, 1차 방사를 받아들이고 산란을 거절시키도록 작용한다. 그리드가 1차 방사와 산란 방사의 비율을 개선시키는 반면, 증가된 X-선 튜브의 전력 요구와 환자의 복용량은 중요한 단점이 된다.
영역 빔 영상화내의 산란을 감소시키기 위한 다른 계획이 시도되어 왔다. 슬릿-주사 및 주사 그리드 방법에 있어서, X-선 빔은 적당한 빔 시준(wllimation)에 의해 분리되는 것이 감소된 후 관심영역에 대해 주사된다. 동시에, 그리고 빔 주사와 동기로 슬릿윈도우가 환자와 검출기 사이에서 주사된다. 이와같은 방법은 환자복용량의 최소한 충격을 갖는 산란의 향상을 가져오지만 X-선 튜브요구 및 영상화 시간이 대단히 증가하게 된다.
산란을 감소시키기 위해 사용되는 기술에서, 여러가지 중요한 고려가 야기된다. 첫째, 산란거절과 영상 획득시간 사이에 몇몇의 약속이 이루어져야만 한다. 교환은 관심의 구조 이동속도에 따르게 될 것이다. 예로, 두뇌의 선-주사 영상화에 있어서는 5분의 주사시간이 허용가능한 것으로 고려되는 반면, 관상 동맥 영상화에 있어서는 8ms보다 더 긴 노출시간은 허용되지 않게 된다. 둘째, X-선 튜브의 유한 출력 전력 능력은 좁은 빔 및 슬릿주사 시도에 실제적인 제한을 부가하며, 더 긴 영상 획득시간을 요구하게 된다. 따라서, 영상획득과정에서 성취될 수 있는 산란 감소의 크기는 특정연구의 노출시간 억제에 의해 설명될 것이다.
영역검출기는 산란에 따른 문제점에도 불구하고 라인 및 점 주사시스템에 걸쳐 몇가지 중요한 잇점을 제공한다. 상기 잇점은 큰 영역의 구조의 동시 영상화, 짧은 노출시간, 높은 영상반복율, 제한된 X-선 튜브전력의 높은 이용도, 상대적인 간단성 등이다. 먼저 네개의 잇점은 임상적으로 지극히 중요하다. 또한 처음의 두개 즉, 큰 영역의 동시 영상화및 짧은 노출시간은 진단의로 하여금 이동에 대한 불선명 없이 그리고 타이밍 또는 원인/결과 관계의 손실 없이 이동하는 구조를 영상화 시키는 것을 허용한다. 세번째의 잇점-높은 영상반복율-은 구조내 동적 변화의 평가를 허용한다. 네번째의 잇점-전력 이용도-은 얻어진 영상이 중요한 대비레벨 및 세부의 검출을 허용하기에 충분히 높은 광자 통계를 갖게할 것이다.
영역 빔 영상기의 잇점은 멀티플-에너지 영상화 응용에도 적용 가능하게 하는데, 상기 응용에서 영상 세트는 재료-선택성 합성영상을 형성하기 위해 상이한 빔 에너지 에서 얻어진다. 이는 종래 기술에서 잘 설명되어 있다. 분산은 이미 언급된 방향 즉, 대비 감소 및 잡음 부가에 있어서 멀티플-에너지 영상화를 방해한다. 부가적으로, 산란은 영상내의 각 점에서의 산란 조각에 기인한 강도 변화를 발생하는, 재료-선택성 영상 자체의 형성을 방해 한다. 이와같은 현상을 보정하기 위해, 강도의 산란성분은 조합처리에 앞서 제거되어야만 한다. 멀티플-에너지 영상화의 전위 응용은 종양연구와 같은 석회질 및 비정상 피부매스의 검출을 포함하는 여러가지 다른연구와 함께 혈관조영법, 정맥성신우 촬영법, 흉위방사선 사진법, 담관 조영법 및, 담낭조영법 등을 포함한다. 재료-선택성영상화의 다른 전위 응용은 골수평가이다. 요약하면, 분산 보정은 결과 데이타의 정량 분석이 요구되던가 그렇지 않던가에 관계없이 영역 빔 영상기내 재료-선택성 영상형성을 처리하는 것이 필수적이다.
본 발명은 산란보정의 종래의 납 그리드 방법에 관한 것으로, 영상화 필드내에서 시험 물체를 흡수하는 X-선을 사용한다. 부가적으로 시험 물체를 사용하는 노출이 요구된다. 시험 및 진단영상이 획득되는 시간에 관한 여러가지 실제적인 고려가 존재한다. 무엇보다도, 시험 물체 영상을 모으기 위해 요구되는 시간은 중요한 환자 이동이 발생하는 시간보다 짧아야만 한다. 환자 이동은 심장이나 장의 운동과 같이 자발적이며, 호흡성이며, 반사 또는 유기 운동일 것이다. 상기 운동이 주기적인 심장 맥관 맥박이거나 또는 랜덤한 것인가에 따라 유기 운동을 조성하기 위한 두가지 시도가 존재한다. 맥관계의 주기적인 운동인 경우에, X-선 노출은 ECG를 사용하여 동기화되며, 따라서 노출 사이에는 어떠한 관측 가능한 운동도 존재하지 않게 된다. 장에서의 운동처럼 랜덤한 운동인 경우에, 글루카곤의 복부 압축 및 정맥투여와 같은 운동 감소의 기술이 사용될 수 있다. 모든 경우에, 시험 영상을 획득하는데 요구되는 전체 시간의 최소화가 바람직할 것이다.
다른 고려는 혈관 조영법내의 대비 영상과 같은 산란 측정 영상의 획득과 보정되어질 순차 영상 사이에서 발생하는 운동이다. 사람들은 관심의 순차영상내의 산란분배에 따라 공간적으로 저장시키기 위해 시험 물체영상으로 부터 계산된 산란 분배를 원한다. 산란분배는 우세하게 낮은-공간 주파수현상을 나타낸다. 즉, 산란분배의 강도는 구조적인 세부의 영역내의 1차 강도와 같이 짧은거리에 걸쳐 심각하게변화되지 않는다. 그러므로, 산란 보정처리는 산란분배내의 작은 위치 이동에 비교적 민감하지 못하며, 따라서, 환자이동에 대해서도 그렇게 된다. 그러나, 그와같은 문제점의 가능성을 최소화하기 위해, 시험영상과 실제적인 연구 영상의 획득 사이의 시간은 최소로 유지되어야 한다. 이는 산란계산 및 보정처리가, 시간이 임계적이 아닐때 영상의 전체시리즈가 얻어진 후 최대한 효율적으로 행해진다는 점을 의미한다.
본 발명의 목적은 영상 또는 영상들이 획득된 후 적용될 수 있는 산란보정의 방법을 제공하는 것이다. 이와같은 시도에서, 한 세트의 시험노출이 영상내의 각점에서 산란 존재의 레벨을 실제적으로 측정하기 위해 이루어진다. 이들 시험영상은 진단 영상 또는 영상들이 획득되기전 또는 획득된 후 획득된다. 산란의 효과는 시험영상으로부터 얻어진 정보를 사용하므로써 진단영상으로부터 순차적으로 제거된다.
본 발병의 다른 목적은 영상화 상태내의 참의 1차 감쇄 데이타를 제공하므로써 X-선 영상화 처리를 향상시키는 것인데, 이 경우, 획득 처리내의 산란 감소는 노출 시간 억제에 기인하여 제한된다.
산란방사 측정의 두가지 방법은 각 방법내의 여러가지 변동에 따라 언급된다. 방법1에서, 공지된 대비의 물체는 영상화 필드내로 삽입되며, 산란존재내의 그의 대비가 측정된다. 산란의 크기는 그후 시험물체의 참 그리고 명백한 대비의 인지에 의해 계산된다. 상기 방법은 사용된 시험물체의 감쇄가 100%이하인 경우에만 유일하다. 이는 사람이 측정하려고 시도하는 산란분배의 분열을 최소화 시키기 때문에 중요하다. 그러므로, 측정되는 산란분배의 교환을 피하기 위해, 시험 물체의 크기, 형태, 수 및 감쇄가 주의깊게 선택된다. 산란분배를 측정하기 위해 취해져야 하는 시험 물체의 영상의 수는 단일노출에서 측정되어질 수 있는 영역의 크기에 의존하게 된다.
방법2에서, 물체는 환자에 입사하는 다수의 필드에 걸친 X-선 빔을 감쇄시키는 X-선 빔 내로 인입된다. 이와같은 방법에 있어서, 산란은 감쇄의 양만큼 감소된다. 그러나, 한개 이상의 구멍 또는 개구가 물체내에 존재하게 되며, 이는 입사된 빔이 감쇄되지 않은 상태로 환자에게 도달되도록 한다. 이들 선택된 영역에서, 필드내의 시험 물체에 따라 또는 시험물체 없이 측정된 강도내의 차이는 상기 영역내 산란의 계산을 허용한다. 시험물체의 감쇄는 100%이하일 것이다. 구멍 또는 개구의 수 및 그들의 크기는 산란분배상의 효과를 상쇄시키기 위해 선택된다.
100% 대비 이하인 물체가 방법 1이나 방법 2에서 사용될때, 시험 물체의 참 대비를 아는 것이 필요하다. 참 대비는 영상화 상태의 조건 즉, X-선 튜브전압, X-선 소스 여파, 환자의 구조의 빔-경화효과, 검출기의 그리드 및 스펙트럼 감도 등에 의존할 것이다. 이와같은 문제를 본격적으로 착수하기 위한 두가지 방법이 존재한다. 하나는 산란측정에 요구되는 X-선 튜브 전압의 범위, 여파, 환자크기 등에 걸쳐 시스템을 측정하는 것이다. 두번째 방법은 시험 물체가 사용될 때와 동일한 성분 및 두께로 이루어진 재료 시트를 갖는 시험 시컨스내에서 한개의 영상을 획득하므로써 상기 과정동안 시험 물체 대비를 실제적으로 측정하는 것이다. 이와같은 재료시트는 전체 빔을 차단시킬 것이며, 따라서 전체영상을 커버할 것이다. 이와같은 방법에서, 1차 및 산란된 방사선 모두는 감쇄될 것이며, 시험재료의 참 감쇄 또는 대비가 측정될 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이다.
제1도는 의학 진단영상으로부터 산란방사를 감소시키는 주단계의 블럭 다이아그램을 나타낸다. 블럭4는 선택성감쇄방범(후에 언급됨)에 의해 획득되는 산란 방사의 영상을 나타낸다. 산란 방사가 획득된 후, 영상은 유효 데이타가 두개의 획득 방법에 의해 얻어진 산란영상내에 존재하는가를 결정하기 위해 처리된다. 이는 블럭 6에 의해 나타난다. 마지막으로, 산란영상이 처리된 후, 산란영상은 블럭8에 의해 도시된 바와같이, 1차 방사에 기인한 영상만을 남기고 산란 방사 효과를 제거하기 위해 진단 영상으로부터 감산된다.
산란 획득 방법의 형성
1. 감쇄의 선적분의 형성
제2도는 의학 X-선 영상시스템의 그림표현이다. X-선 시스템의 세부사항은 본 발명을 이해하는데 중요하지 않다. 그러므로, 복잡성을 피하기 위해, 정확한 세부사항 및 X-선 영상시스템의 동작은 포함되지 않으나 이들은 종래의 기술에 공지되어 있있다. X-선 소스(10)는 빔 시준의(14)에 의해 물체(16)를 향해 지정되는 부분으로 제한되는 다색 X-선 빔(12)을 발생한다. X-선 빔(12)은 검출기(18)상에 충돌하는 물체를 통과한다. 물체(16)의 영역 투과 X-선 영상(20)은 검출기(18)상에 형성된다. 물체(16)는 보통환자이거나 의학X-선 영상화시스템내 환자의 영역이 된다. 산란방사(24)(25)는 물체(16)내의 점(22)(23)에서 발생된다. 1차방사(26)는 영상(20)내의 산란 방사(24)(25)를 따라 검출기(18)상으로 입사된다. 산란방사(25)는 X-선 영상(20)에서 볼 수 있는 바와 같이, X-선 세부의 대비를 감소시키는데, 여기에서 점(23)으로 부터의 산란방사(25)는 점 (X, Y)(28)에서 영상(20)을 발생기키기 위해 1차 방사(26)와 결합된다. 문제는 산란방사를 측정하는 것이며, 그의 효과를 영상(20)으로부터 감산시키는 것이다.
임의의 점 (x, y)(28)과 임의의 시간(t)에서 검출기상에 형성된 영상의 강도는 I(x, y, t)로 표시된다. I(x, y, t)는 검출기(18)에 입사된 다색 X-방사에 대한 검출기(18)의 적분된 강도응답을 나타낸다. 그렇기 때문에, I(x, y, t)의 형성 이상으로 방사의 다색 특성의 고려를 다를 필요는 없다. 검출된 빔 강도, I(x, y, t)는 다음과 같이 1차 전송 및 산란된 방사로 부터의 기여를 포함한다.
I(x, y, t)=P(x, y, t)+S(x, y, t)(방정식 1) 여기에서 P(x, y, t) = (x, y, t)에서의 1차 방사 성분 S(x, y, t) = (x, y, t)에서의 산란 방사 성분 (x, y) = 영상내의 A점(x, y) t = 시간이다. (26)으로 나타낸 1차 전송 방사 P는 입사 빔 강도 Io(x, y, t)로 언급되며, 점 (x, y)에 대응하는 빔을 따라 이루어지는 감쇄의 선적분은 다음과 같이 표현된다.
P(x, y, t)=Io(x, y, t)EXP[-INT(up, dl)](방정식 2) 여기에서, Io(x, y, t)=입사된 빔 강도 Exp[ ]는 기수가 e인 지수함수를 나타낸다. INT(up, dl)은 'e'에 대한 'up'의 적분을 나타낸다. u= 개입재료의 질량감쇄 상수 p= 개입재료의 강도 e= 개입재료를 통해 X-선 빔 선로를 따르는 거리이다. X-선 영상 측정에 있어서, 관심의 파라미터는 감쇄 INT(up, dl)의 선적분이다. INT(up, dl)을 계산하기 위해, 입사강도 Io(x, y, t) 및 측정된 1차 강도 p(x, y, t)가 필요하다. 입사강도가 측정되었다고 하면, 감쇄의 선적분은 산란이 제로인 경우 쉽게 얻어질 수 있다.
s(x, y, t)=0에 대해 EXP[-INT(up, dl)]=p(x, y, t)/Io(x, y, t)(방정식 3) INT(up, dl)=-ln[p(x, y, t)/Io(x, y, t)] (방정식 4) 여기에서 ln[ ] 은 자연 로그를 나타낸다. 산란성분이 제로가 아니고 알려지지 않은 경우, 감쇄의 선적분의 결정은 불가능하며, 부가적으로, 알려지지 않은 산란성분은 자연로그에 기인한 수학에 의해 이루어질 수 없다.
s(x, y, t)가 논제로인 경우 INT(up, dl)=-ln［[I(x, y, t)-s(x, y, t)]/Io(x, y, t)］(방정식 5) 때때로 감쇄의 전체 선적분은 관심의 파라미터가 아니라 임의의 대비 재료의 부가에 기인한 상기 선적분내의 특정 변화이다. 이와같은 상황은 다음과 같이 표현될 수 있다. Pcon(x, y, t)=Io(x, y, t) Exp[-(INT(up, dl)+upl')](방정식 6) 여기에서 Pcon(x, y, t) = 부가된 대비를 갖는 1차 전송 성분 upl' = 부가된 대비의 선형 감쇄 산란성분을 부가하면 Icon(x, y, t) = Pcon(x, y, t)+Scon(x, y, t) (방정식 7)여기에서, Icon(x, y, t)=부가된 대비 재료 upl' 를 갖는 검출된 빔강도 Scon(x, y, t)=부가된 대비 재료 upl'를 갖는 검출된 산란강도 이와같은 상황에서, 부가된 산란을 갖는 영상 및 부가된 산란 없는 영상이 물체의 전체 감쇄 프로필을 나타냄이 없이 부가된 대비를 증명하는데 사용될 수 있다. 이는 두개의 영상을 분할하므로써 또는 동일하게 그들의 강도치의 로그를 취한후 그들을 감산하므로써 행해진다.
산란이 없는 경우에, 계산은 직접 이루어진다.
그러므로, 산란이 없는 경우에, 계산은 비교적 간단하다. 산란이 존재함에 따라, 상황은 더욱 복잡해진다. 다음의 미분에서, 관심의 양, upl'는 측정된 강도치 및 산란분배의 항으로 표현된다. 방정식 1, 7을 다시정리하면, P(x, y, t)=I(x, y, t)-S(x, y, t) 방정식 2, 6을 대치시키면 Io(x, y, t) Exp［-INT[up, dl]］=I(x, y, t)-S(x, y, t)(방정식 9) Io(x, y, t)Exp［-INT[up, dl]+upl'］=Icon(x, y, t)-Scon(x, y, t) (방정식 10) 방정식 9를 방정식 10으로 나누면,
2. 산란 측정용 선택성 감쇄 방법
제2도를 다시 참조하면, 시험물체(32)(34)는 영상(20) 또는 한 시리즈의 영상이 획득될때 X-선 소스(10)와 물체(환자)(16) 사이의 X-선 빔(12)의 통로내에 위치한다. 선택성 감쇄 방법에 있어서, 두개의 물체가 사용 된다. 하나는 X-선 빔 필드를 통해 분산된 감쇄물체(32)의 세트로 이루어진다. 이를 산란 시험물체라 한다. 둘째는 각각의 시험물체와 동일한 성분 및 영역밀도(체적 밀도 시간 두께)를 갖는 재료인 균일시트(34)이다. 물체(16)(환자)가 나타남에 따라, 시험물체(32)는 X-선 빔(12)의 필드(36)내에 분산된다. 영상(또는 영역(36)내의 위치 시컨스에 위치한 시험물체를 갖는 영양 시리즈)이 만들어져 저장되며, 그후 시험물체(32)는 측정시트(34)에 의해 재위치된다. 시험물체의 대비는 측정시트(34)로 부터의 영상에 의해 결정된다. 시험물체(32)의 크기, 형태, 수 및 감쇄는 측정되는 산란 분배변경을 피하도록 선택된다.
정상 영상화 모드에서, 즉 빔내의 어떠한 산란 측정 장치가 없는 경우에, I(x, y, t)는 다음처럼 표현될 수 있다. I(x, y, t)=P(x, y, t)+S(x, y, t) (방정식 12) 여기에서, P(x, y, t)=(x, y, t)에서의 1차 방사 성분 S(x, y, t)=(x, y, t)에서의 산란 방사 성분이다. 먼저, 산란 시험물체(32)는 빔내에 위치하며 (제1도 참조), (x, y, t)에서의 영상 강도가 측정된다. 각 시험물체의 영역내에서, 그리고, 물체의 영역 밖에서의 영상 강도치를 나타내는 방정식은 산란이 시험물체의 존재에 의해 필수적으로 영향을 받지 않는다고 가정하므로써 유출된다. 시험물체(32)의 크기, 형태, 수 및 감쇄는 다음 조건에 의해 선택된다. (1) 시험물체에 의해 차단된 전체 영상화된 영역의 퍼센트가 작다. (2) 시험물체의 대비가 작다. (3) 시험물체에 의해 차단된 영역이 하나의 영역에 집중되기 보다는 전체의 영상 영역을 통해 분산된다.
이들 조건하에서, 각 시험물체의 투사 내외의 영상 강도치를 나타내는 방정식은 다음과 같다.
시험물체내 ; Itest(x, y, t)=P(x, y, t)T(x, y, t)+S(x, y, t) (방정식 13) 여기에서, Itest(x, y, t)=시험물체방해 빔을 갖는(x, y, t)에서의 영상 강도 T(x, y, t)=(x, y, t)에서의 시험물체의 방사선 사진전송
시험물체외 ; I(x, y, t)=P(x, y, t)+S(x, y, t)상기 식은 방정식(12)이다.
둘째로, 측정 시크(34)는 시험물체의 참대비를 측정하기 위해 빔내에 위치하며, 그에 의해 산란 보정 처리가 측정된다. 정의되는 방정식은 다음과 같다. Ical(x, y, t)=P(x, y, t)T(x, y, t)+S(x, y, t)T(x, y, t) (방정식 14) 여기에서의 모든 항은 상술 되었다.
측정 시트(34)의 전송은 공간 및 시간에 따라 변하도록 허용된다. 공간에서의 변동은 필드에 걸쳐 균일하지 않은 빔내의 임의의 감쇄 또는 X-선 튜브에 의해 유도된 빔-경화 효과를 허용시키도록 제공된다. 시간에 따라 허용되는 변동은 전력 변동등에 기인한 시간내에 빔 에너지 변동에 대해 계산하도록 제공된다. 그러나, 대부분의 경우에서, 단지 공간에서의 변동만이 필요하다.
다음 단계는 상기 언급된 세가지 형태의 영상의 방정식으로부터 산란분배를 유도하는 것이다. 첫째, 시험물체 재료의 전송은 방정식(12)에 의해 방정식(14)을 나눔으로써 결정될 수 있다.
결정된 전송에 따라, 알려진 양의 항으로 나타낸 산란 표현은 방정식(13)으로부터 방정식(14)를 감산 시키므로써 유도될 수 있다. Itest(x, y, t)-Ical(x, y, t)=P(x, y, t)T(x, y, t)+S(x, y, t)-[P(x, y, t)T (x, y, t)+S(x, y, t)T(x, y, t)]=S(x, y, t)(1-T(x, y, t)] (방정식 16) 방정식 (15)(16)을 결합하면,
선택성 감쇄방법(방법1)의 특정 경우는 시험물체에 대해 0%의 전송재료를 사용하는 것이다. 이와같은 경우에 있어서, 어떠한 측정시트나 그들의 영상이 요구되지 않으며, 방정식(17)은 다음과 같이 감소된다. S(x, y, t)=Itest(x, y, t)(방정식 18) 그러므로, 산란방사는 빔을 방해하는 시험물체가 갖는 영상강도와 동일하다(시험물체의 영역내에서만 유효하다). 이와 같은 관계는 이미 언급되었으며, 여기에서 언급된 일반적안 방법의 특정경우인 것을 나타내기 위해서만 나타낸다.
3. 산란분배 측정용 선택성 전송방법
산란분배 측정용 선택성 전송방법에 있어서, 두개의 시험물체가 사용된다. 계속 필요로 하는 제1물체(30)는 한 세트의 구멍(31) 또는 개구를 갖는 감쇄시트(30)로 이루어진다. 둘째는 시험물체(30)와 동일한 성분 및 영역밀도(체적 밀도 시간 두께)로 이루어진 재료(34)인 균일한 시트이다. 이를 방법 1에서 처럼 측정시트(34)라고 언급한다.
정상 영상화 모드에서, 즉 빔내에 어떠한 산란 측정장치가 없는 경우에, I(x, y, t)는 다음과 같이 표현될 수있다. I(x, y, t)=P(x, y, t)+S(x, y, t)(방정식 19) 여기에서, P(x, y, t)=(x, y, t)에서의 1차 방사성분 S(x, y, t)=(x, y, t)에서의 산란 방사 성분 첫째, 구멍을 갖는 산란 시험물체(30)는 빔내에 위치된다(제2도 참조), 구멍의 영역 내 및 외의 영상 강도치를 나타내는 방정식은 시험물체(30)가 다음 조건에 의해 형성되기 때문에, 산란이 시험물체내의 구멍의 존재에 의해 근본적으로 영향을 받지 않는다고 가정하므로써 유도된다. (1) 시험물체 시트(30)내의 구멍(31)에 의해 점유된 전체 영상화 영역의 퍼센트는 작다. (2) 시험물체 시트(31)의 대비는 작다. (3) 시험물체내의 구멍(31)은 한 위치에 집중되기보다는 전체 영상 영역을 통해 분산된다. 이와같은 조건하에서, 시험물체내의 구멍의 투사 내외의 영상 강도치를 설명하는 방정식은 다음과 같다. 구멍내 ; Ihtest(x, y, t)=P(x, y, t) +S(x, y, t)T(x, y, t)(방정식 20) 여기에서 Ihtest(x, y, t)=빔을 방해하는 시험물체내의 구멍을 갖는 (x, y, t)에서의 영상 강도 T(x, y, t)=(x, y, t)에서의 구멍의 영역 내의 시험물체의 방사 사진 전송 시첨물체내의 구멍 ; 외 I(x, y, t)=P(x, y, t)T(x, y, t)+S(x, y, t)T(x, y, t) (방정식 21) 둘째,측정시트(34)는 시험물체 시트(31)의 참 대비를 측정하고 따라서 산란 보정 처리를 측정하기 위해 빔 내에 위치된다. 정의되는 방정식은 다음과 같다. Ical(x, y, t)=P(x, y, t)T(x, y, t)+S(x, y, t)T(x, y, t) (방정식 22) 여기에서의 모든 항은 상기에서 정의한 것과 동일하다.
시험물체 및 측정시트의 전송은 공간과 시간에 따라 변하도록 허용된다. 공간에서의 변동은 X-선 튜브에 의해 유도되는 빔-경화 효과에 대해서 또는 필드에 걸쳐 균일하지 않은 빔내의 임의의 감쇄에 대해 허용되도록 제공된다. 시간내에서 허용되는 변동은 전압변동 등에 기인한 시간내의 빔 에너지 변동에 대해 설명하도록 제공된다. 대부분의 경우에 공간에서의 변동만이 필요하다.
다음 단계는 상술된 세개 형태의 영상의 방정식으로부터 산란분배를 유도하는 것이다. 먼저 시험물체 재료의 전송은 방정식(19)로 방정식(22)을 나눔으로써 결정된다.
전송이 결정됨에 따라, 알려진 양의 항으로 나타낸 산란의 표현식은 방정식(19)으로부터 방정식(20)을 감산함으로써 유도될 수 있다. I(x, y, t)-Ihtest(x, y, t)=P(x, y, t)+S(x, y, t)-[P(x, y, t)+S(x, y, t)T(x, y, t)=S(x, y, t)[ℓ-T(x, y, t)] (방정식 24)
방정식 (15)(20)을 결합하면,
(구멍의 영역내에서만 유효) 그러므로, 산란 분배는 세개의 영상의 산술 처리에 따라 시험물에 의해 투사된 영역내에서 계산될 수 있다. 모든 (x, y)에 대해 S(x, y, t)를 결정하기 위해, 영상내의 모든점에서 시험물체 전송의 측정치를 제공하는 한 세트의 영상[Itest(x, y, t)]를 갖던지 또는 보간이 따르는, 필드내의 여러점에서 샘플측정치를 제공하는 한세트의 영상[Ihtest(x, y, t)]을 가질 필요가 있다.
방법 2의 특정 경우는 구멍을 갖는 시험물체에 대해 0%의 전송(100% 감쇄) 시트를 사용하는 것이다. 이와 같은 경우에 어떠한 측정시트나 그들의 영상이 요구되지 않으며, 방정식(25)은 다음과 같이 감소된다. S(x, y, t)=I(x, y, t)-Ihtest(x, y, t)(방정식 26)(구멍의 영역내에서만 유효)
4. 영상획득 처리의 요약
제3도에는 영상획득에 대한 처리 및 여러가지 대안들이 블럭(38)내에 도시된다. 방법 1의 선택성감쇄, 방법 2의 선택성 전송 모두는 블럭(40)에 의해 표현되는 선택이다. 감쇄방법이 산택된다면, 블럭(42)으로 진행하여 산란영상은 방정식(19) 내지 (26)에 의해 계산된다. 어느 방법이 선택되던지, 블럭(46)에 의해 도시된 바와 같이, 시험물체에 대한 완전(100%) 또는 부분(100%이하) 감쇄를 사용하는 선택이 존재한다. 100% 이하의 감쇄를 선택하는 경우에 다른 선택이 유용하게 된다. 이는 시험물체의 감쇄가 모든 관련 X-선 기술에 대해 공지되어 있는것 처럼 영상 시스템을 측정하거나 시험영상이 획득되는 시간주위에서 빔내로 재료의 측정시트를 인입시켜 블럭(48)에 의해 표현된 바와 같이 실제 영상화조건하에서 감쇄를 측정한다.
각 경우에서의 영상획득의 최종결과는 다음 설명에서 언급된 바와같이 결정된 산란분배로부터의 한세트의 영상 또는 단일영상이다.
영상 처리 기술
제4도에 대해, 획득 방법으로 발생된 영상은 처리하는데 있어서 해결하여야할 첫째 문제는 시험 영상내에 유효 데이타가 존재하는가를 결정하는 것이다. 즉, 시험물체 영역내의 유효 데이타는 사용된 영상 또는 영상세트로부터 추출되어야 한다. 블럭(52)에서처럼 두개의 시도가 사용된다. 첫째는 시험물체가 영상내 어디에 위치해야 하는가를 계산하기 위해 영상화 기하학의 지식을 사용하는 것이다. 이는 블럭(58)에서처럼, 시험 빔내의 물체의 크기 및 방향인지, 영상화 기하학의 확대, 영상 집중화기, 광학 등의 크기조정 또는 축소에 의해 행해진다. 제2시도인 블럭(54)은 영상 처리를 통해 영상내에 물체를 찾는 것이다. 후자의 시도는 다음섹션에서 상세히 언급된다.
1. "변별기"영상의 형성
본 섹션에서, 유효 시험물체 샘플영역이 어디에 위치되는가를 나타내는 영상이 어떻게 형성되는가를 나타내는 방법이 언급된다. 그와같이 형성된 영상은 그의 픽셀치가 유효데이타 샘플영역에서는 제1값(정상적으로 1)을, 상기 영역밖에서는 다른 값(정상적으로 0)을 갖는 "변별기"영상으로 언급된다.
블럭(56)에서 도시된 바와 같이, 이 경우에는 두개의 시도가 존재하는데, 하나는 행 픽셀치를 사용하며, 다른 것은 만나는 강도치의 범위에 걸쳐 시험물체에 의해 발생되는 신호를 동일화하기 위해 픽셀치의 로그를 취하는 것이다. 부가적으로, 변별기 영상에 도달되도록 결합된 영상은 선택성감쇄 또는 선택성 전송방법이 사용되는가에 의존한다.
선택성 감쇄의 경우 ; 영상 I(x, y, t)-Itest(x, y, t) 또는 ln[I(x, y, t)]-ln[Itest(x, y, t)]가 형성된다. 선택성 전송의 경우, 감쇄 100% ; 영상Ihtest(x, y, t)-Ical(x, y, t)또는 ln[Ihtest(x, y, t)]-ln[Ical(x, y, t)]가 형성 된다. 선택성 전송의 경우, 강쇄 100% 영상 Ihest(x, y, t) 또는 In[Ihtest(x, y, t)]가 형성된다.
이들 계산의 결과는 영상의 강도치가 시험물체 또는 구멍의 존재 여부를 지시하는 영상을 발생한다는 것이다. 영상화 되는 장면(환자)에 기인한 강도내의 변동을 상쇄 시키기 위해 감산이 사용된다. 그 후, 결과 영상은 시험물체 자체의 영상이다. 이와같은 처리에 이어, 영상은 블럭(60)에 도시된 바와 같이 영상 잡음을 감소시키기위해 공간적으로 저역 통과 필터된다. 이는 임계조정인 다음 단계를 개선시킬 수 있다.
상기 언급된 바와같이 형성된 영상은 임계조정 동작(블럭 62)으로 향하게 되며, 여기에서 임계치보다 낮은 픽셀치는 1로 세트되며, 임계치보다 크거나 같은 픽셀치는 1로 세트된다. 이는 유용한 산란 샘플데이타를 추출하기 위해 사용되는 이미 언급된 "변별기"영상, 블럭(64)이다. 제4도에 도시된 바와 같이, 시험물체 샘플영역이 어디에 위치하는가를 계산하기 위해 영상화 기하학을 사용하는 대안의 처리는"변별기"영상을 발생한다. 다음 섹션은"변별기"영상의 질을 개선하기 위한 선택 단게를 언급한다.
2. 연부 클립 기능
X-선 영상화 시스템내에 고유한 불완전성에 기인하여, 시험물체의 연부 또는 시험물체내의 구멍에 얼룩이 생긴다. 얼룩진 영역내의 픽셀치는 그들이 산란 측정 미분이 먼저 언급된 가정에 부합되지 않기 때문에 유효하지 못하다.
제5도에 대해, "논리적 회선(convolution)"이 블럭(66)내에 도시된 바와같이 연부 값을 삭제시키기 위해 사용된다. 첫째, 변별기 영상내의 몇개의 픽셀은 X 및 /또는 Y 방향으로 이동된다. 그후 각 이동된 변별기 영상픽셀치는 이동되지 않은 변별기 영상내의 대응 픽셀치와 논리적으로"AND"된다. 이동되지 않은 변별기와 이동된 변별기내의 샘플의 존재를 나타내는 픽셀값만이 샘플 영역의 존재를 계속 지시할 것이다. 이와같은 처리는 중심점의 몇몇 근방의 점 즉 3×3행렬내의 이동 집속에 대해 반복된다. 이와같은 방법에 있어서, 샘플영역의 연부에 놓신 픽셀은 0으로 세트되며, 이에 의해 상기 픽셀은 샘플영역에서 떨어지게 된다. 이와같은 처리는 변별기 영상내에서 확인된 시험물체 샘플을 축소시키므로써 얼룩에 의해 와해된 샘플 영역의 연부에의 점을 삭제시킨다.
설명된 목적을 위한 특정 예로서, 변별기영상 D(x, y)가 검출된 산란 샘플 영역내에서는 픽셀치1을, 그렇지 않은 경우에는 픽셀치 0을 갖는다고 가정한다. 이와같은 경우에, 3×3 연부-클립된 변별기 영상 Dc(x, y)가 다음과 같이 형성된다. Dc(x, y)=D(x, y) AND D(x+1, y) AND D(x, y+1) AND D(x+1, y+1) AND D(x-1, y) AND D(x-1, y-1) AND D(x-1, y-1) AND D(x, y-1) AND D(x+1, y-1)여기에서AND'는 논리적"AND"기능을 의미한다. 1의 값을 갖는 Dc(x, y)내의 픽셀만이 그들의 값과 모든 그들의 인접 이웃이 1의 값을 갖는D(x, y)내의 대응픽셀이 된다.
3. 변별기에 의해 샘플될 영상의 형성
블럭(70)에 도시된 바와같이, "산란 샘플 영역내의 픽셀값이 산란 존재의 양을 나타내는 영상을 형성하는 것이 필요하다. 형성 방법은 선택성 감쇄 방법(방법 1) 또는 선택성 전송 방법(방법2)중 어느것이 사용되는가에 따른다. 처리의 세부 사항은 "선택성 감쇄 방법" 및 "선택성 전송 방법"에 주어진다. 적당한 방정식은 선택성 감쇄에 대해서는 방정식(17)이며, 감쇄 100% 이하인 선택성 전송에 대해서는 방정식(25), 감쇄=100%인 선택성 전송에 대해서는 방정식(26)이다.
유효산란 정보는 다음과 같이 변별기 영상을 사용하는 앞의 섹션에서 형성된 영상으로부터 추출된다. 산란샘플 영상내의 각 픽셀은 변별기 영상내의 대응 픽셀(동일한 x, y값)에 비교된다. 변별기 영상내의 픽셀의 값이 제로인 경우, 산란 샘플 영상내의 픽셀값이 제로로 세트된다. 변별기내의 픽셀값이 1인 경우, 산란 샘플 영상내의 픽셀값은 변하지 않는다. 진 효과는 인정된 유효산란 샘플밖의 모든 픽셀의 값은 제로로 세트된다는 것이다. 단지 논제로 픽셀값만이 유효 산란을 나타낸다. 이와같은 처리는 블럭(68)에 도시된다.
멀티플 측정치 적분
여러가지 시험물체 영상이 산란 분배를 적당히 결정하기 위해 요구된다는 것은 언급되었다. 이 경우 그와 같을때, 이 세트의 영상으로부터 추출된 산란 정보는 합성 산란영상을 형성하기 위해 결합되어야만 한다. 다른 복잡성은 임의의 주어진 점에서 산란의 멀티플 측정치가 존재할때, 즉, 산란 측정치가 중첩될때 발생한다. 이들 두가지 경우는 블럭(72)에 의해 도시된 바와같이, 분리시켜 고려될 것이다.
1. 산란샘플 영역의 중첩
결과를 샘플하여 보간하기 위해서보다 영상내의 모든점에서 산란을 측정하는 것이 선택되는 경우(블럭74), 산란샘플 영역은 실제적인 이유로 중첩되어야만 한다. 이는 산란 샘플영역 사이의 중첩영역내에 산란의 멀티플 측정치를 갖는 문제를 나타낸다. 이는 변별기영상의 세트를 함께 간단히 가산하므로써 각 픽셀에 대해 취해진 산란 측정치의 수의 트랙을 유지시키므로써 조정될 수 있다. 하나의 픽셀이 단지 한개의 샘플을 갖는다면, 합산된 변별기 영상내의 픽셀값은 1이 될 것이다. 하나의 픽셀이 두번 샘플되면, 그의 값은 2가 될 것이다.
합성 산란샘플 영상은 블럭(76)에 도시된 바와 같이, 각 변별기 영상의 합으로 각 산란 샘플 영상의 합을 나눔으로써 형성된다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다.
여기에서, Sc(x, y)=합성 산란 샘플 영상 Si(x,y)=i번째의 산란 샘플 영상 D1(x, y)=i번째의 변별기 샘플 영상/합성 산란 샘플 영상 Sc(x, y)이 영상내의 각 점으로 부터의 측정치를 포함하는 경우에, 영상은 블럭(78)에 도시된 바와 같이, 광자통계 잡음을 감소시키기 위해 공간적으로 저역 통과 필터된다. 이는 산란분배가 필터 작용에 의해 역효과를 발생시키는 고주파 성분을 포함하지 않기 때문에 실제적이 된다.
2. 산란 샘플 영역의 비중첩
샘플영역이 중첩되지 않는 경우, 합성 산란 영상은 샘플된 산만 영상을 함께 간단히 가산 하므로써 형성될 수 있다. 픽셀치가 유효 샘플 영역밖에서 제로로 세트되기 때문에, 각 영상은 유효 샘플 데이타만이 합성 영상에 기여하게 될 것이다.
합성산란 샘플영상이 영상내의 각 점에 대한 산란 측정을 포함하지 않는 경우에(블럭 80), 유효 샘플치 사이의 보간이 양호한 방법이 된다. 몇몇의 부가적인 처리 선택에 따라 보간 처리의 세부 사항이 다음 두개의 섹션에서 주어진다. 이들 두개의 섹션은 유효 산란샘플이 전체 영상을 커버하지 않는 경우에 즉, 목적이 전체 영상에 대한 X-선 측정치를 만드는 것보다는 샘플 사이의 보간을 위한 경우에만 적용된다.
3. 산란샘플 영역의 평균화
보간 처리에 앞선 제1단계는 블럭(28)에 도시 된다. 보간 처리에 필수적인 것은 아니지만, 보간처리 자체내에 요구되는 계산의 수를 감소시키는 것이 유용하다. 따라서, 이는 처리시간 및 메모리 요구에 있어서의 몇몇의 경제성을 제공하게 된다.
이 단계에서, 산란샘플 영상은 조잡한 그리드 또는 영역의 집합으로 해체된다. 이들은 정사각형, 직사각형등으로 될 것이다. 그후, 처리는 초기화 되고, 따라서 각 영영내의 논제로 픽셀은 함께 평균화 되어 카운트된다. 부가적으로, 영역내의 논제로 픽셀의 기하학적 도심(centroid)이 계산된다(도심의 이해된 정의와 같이), 그후, 각 영역내의 논제로 픽셀의 세트는 블럭(84)에 도시된 바와 같이, 원래의 논제로 픽셀의 분배의 도심의 좌표에 따라 픽셀의 평균으로 대치된다. 이와같은 방법으로, 보간내로 인입될 저의 수는 실제적으로 감소된다. 산란 분배가 공간에서 서서히 변화된다는 가정이 이와같은 간단화를 가능하게 만드는데 이용된다.
4. 산란 샘플의 보간
산란 샘플의 보간이 블럭(86)에 도시된 바와 같이 종래의 공지된 방법에 의해 수행된다. 아마 최선의 방법은 차 2차원 다항식과 같이 분석 기능에 적합한 최소 평균 자승 에러이다. 픽셀값이 선행 섹션에 언급된 바와 같이 함께 평균화 될때 사용되는 다른 개선 방법은 평균 자승 에러 계산내의 평균화된 픽셀치를 상기 평균치에 기여하는 픽셀수로 가중시키는 것이다. 이는 더 큰 산란 샘플 영역으로 하여금 작은 영역보다 보간된 접합상에 더 많은 영향을 미치도록 허용한다.
진단 영상으로부터 산란 분배의 감산
상기 언급된 방법중의 하나에 의해 일단 산란 분배가 결정되면, 블럭(88)에 도시된 바와 같이, 이는 산란 측정 시험 노출 전후에 즉시 취해 진단 영상으로부터 감산된다. 감산된 산란을 갖는 진단 영상은 각 점에서 1차 빔에 의해 마주친 감채를 실제로 나타내는 픽셀 강도치를 갖게될 것이다.
영상 시스템 점-확산 기능 또는 주파수 영역 내의 변조 전달 함수는 강도 측정치가 영상위에서 취해질 때는 언제든지 고려되어야만 한다. 시스템 점-확산(PSF)은 이웃하는 점 또는 픽셀의 강도값의 가중된 합을 가산하므로써 영산내의 임의의 점에서 강도의 참값을 변형시키는 효과를 갖는다. 이는 연부나 예리한 경계에서와 같이 상당히 높은 주파수 성분이 존재하는 영역내에 데이타를 우선적으로 저장시키는 효과를 갖는다. 시스템 PSF는 X-선 튜브 집중 스폿, X-선 튜브 또는 검출기에 관련된 환자의 운동을 포함하는 소자와 영상집중화기, 광학, 비데오카메라, 안티-에일리어핑 필터 및 A/D 변환기를 포함하는 검출기의 합성 PSF에 기여하는 PSF의 선회이다. 초기 조사는 시스템 PSF의 원하지 않은 효과가 시험물체 차원의 적당한 선택에 의해 실제적으로 삭제될 수 있다는 것을 나타낸다. 간단하게, 시스템 점-확산 기능의 효과는 시험물체샘플 또는 구멍의 크기가 점-확산 기능의 범위에 비해 큰 경우에 무시할 수 있다. 이는 측정치에 사용되는 다수의 점이 PSF에 의해 영향을 받지 않는다는 것을 보장한다. PSF는 계산으로부터 배제될 수 있는 시험물체 샘플 또는 구멍의 연부에서의 측정치에 영향을 준다.
비록 본 발명이 양호한 실시예에 국한되어 언급되었지만, 본 발명의 영역에 벗어남이 없이 여러가지 변형 및 변화가 이루어질 수 있다는 것이 명백하다.
Claims (22)
- 산란 방사효과를 가지며, 영상 검출기상으로 제1강도 영상을 발생시키기 위해 제1물체를 통해 시준된 빔을 전송하는 X-선 소스를 갖는 의학 진단 X-선 영상화 시스템에서의 산란방사강도 영상을 측정함으로써 제1강도 영상을 측정하는 방법에 있어서, (가)영상검출기상에 제2강도 영상을 발생하기 위해 대응하는 다수의 빔의 분산 영역을 감쇄시키도록 시준된 빔내에 다수의 제2물체를 위치 조정하는 단계와, (나)영상검출기상으로 제3영상 강도를 발생시키기 위해 제2물체와 동일한 성분 및 영역 밀도의 균일한 재료 시트로 다수의 제2물체를 대치시키는 단계와, (다)제1, 제2 및 제3강도 영상으로부터 산란 방사 강도 영상을 발생시키는 단계와, (라)제1강도 영상을 측정하기 위해 임의의 산란 효과를 제거하도록 제1강도 영상으로부터 산란 방사 강도 영상을 감산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제1항에 있어서, 제2물체 각각의 감쇄가 X-선 주파수 스펙트럼 내에서 100%이하인 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제1항에 있어서, 제1강도 영상이 환자에 대응하는 의학 진단 영상, 제1물체로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제1항에 있어서, 단계 (다)가, (가) X-선 영상화 시스템의 기하학, 확대, 축소 특성을 확인시키는 데이타를 제공하는 단계와, (나)다수의 제2물체의 크기 및 방향을 포함하는 데이타와, 다수의 제2물체를 확인시키는 데이타를 제공하는 단계와,(다)X-선 시스템으로부터 제2강도 영상 내의 다수의 제2물체의 위치와 다수의 제2물체의 크기를 계산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 픽셀 배열로 이루어진 영상을 갖는 제1항에 있어서, 단계 (다)가, 변별기 영상이 다수의 제2물체의 존재 여부를 나타내는 강도치를 발생하도록 제1강도 영상과 제2강도 영상 사이의 강도 변동으로부터 변별기 영상을 발생시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제5항에 있어서, (가)영상 잡음을 감소시키기 위해 저역 통과 필터를 통해 변별기 영상을 필터링 하는 단계와,(나) 변별기 영상 픽셀 배열내의 각 픽셀에 대해 선정된 값보다 낮은 픽셀치를 제1값으로 세트 시키고, 선정된 값보다 큰 픽셀치를 제2값으로 세트시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제6항에 있어서, (가) 변별기 영상 픽셀 배열을 저장하는 단계와, (나) 변별기 픽셀 영상 배열내 선정된 수의 픽셀을 배열의 일방향으로 이동시키는 단계와, (다) 변별기 영상 픽셀 배열내 선정된 수의 픽셀을 배열의 다른 방향으로 이동시키는 단계와, (라) 다수의 제2물체의 연부의 얼룩에 의해 와해된 임의의 픽셀치를 삭제시키기 위해 저장된 변별기 영상 픽셀 배열내의 대응 픽셀치와 각 이동된 변별기 영상 픽셀치를 논리적으로 AND기능을 취하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정방법.
- 제7항에 있어서, (가)제1강도 영상과 변별기 영상으로부터 제1강도 영상의 대응 픽셀치가 제로이고, 변별기 영상내의대응 픽셀치가 제로일때 제로로 세트된 산란 방사 강도영상의 각 픽셀치을 가지며, 변별기 영상내의 대응 픽셀치가 1일때 제1강도 영상의 대응 픽셀치로 세트된 산란 방사 강도 영상의 각 픽셀치를 갖는 산란 방사 강도 영상을 발생하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 영상 검출기상으로 제1강도 영상을 발생하기 위해 제1물체를 통해 시준된 빔을 전송하는 X-선 소스를 갖는 산란 방사 효과를 타내는 의학 진단X-선 영상화 시스템에서의 산란 방사 강도 영상을 측정하므로써 제1강도 영상을 측정하는 방법에 있어서, (가)감쇄되지 않은 빔 영역이 영상 검출기상의 한 위치에 집중되지 않도록 제2강도 영상을 발생하기 위해 큰 영역의 빔을 감쇄시키도록 빔내에, 다수의 감쇄되지 않은 대응 빔 영역의 통과를 허용하는 다수의 분산 개구를 갖는 제2물체를 위치 조정하는 단계와, (나)영상 검출기상으로 제3영상 강도를 발생 시키기 위해 제2물체와 동일한 성분 및 영역 밀도의 균일 재료 시트로 제2물체를 대치시키려는 단계와, (다)제1, 제2 및 제3강도 영상으로부터 산란 방사 강도 영상을 발생시키는 단계와, (라) 제1강도 영상을 측정하기위해 임의의 산란 효과를 제거하도록 제1강도 영상으로부터 산란 방사강도 영상을 감산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제9항에 있어서, 각 개구의 영역밖의 제2물체의 감쇄가 X-선 주파수 스펙트럼내에서 100%이하인 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제10항에 있어서, 단계 (다)가, (가)X-선 영상화 시스템의 기하학, 확대, 축소 특성을 확인시키는 데이타를 제공하는 단계와, (나) 제2물체의 크기 및 방향을 포함하는 데이타와, 제2물체를 확인시키는 데이타를 제공하는 단계와, (다)X-선 시스템으로부터 제2강도 영상내의 제2물체의 위치와 제2물체의 크기를 계산하는 단계를 더구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 픽셀 배열로 이루어진 영상을 갖는 제11항에 있어서, 단계(다)가 변별기 영상이 제2물체의 존재 여부를 나타내는 강도치를 발생하도록 제1강도 영상과 제2강도 영상 사이의 강도 변동으로부터 변별기 영상을 발생시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제12항에 있어서, (가)영상 잡음을 감소시키기 위해 저역 통과 필터를 통해 변별기 영상을 필터링하는 단계와, (나)변별기 영상 픽셀 배열내의 각 픽셀에 대해 선정된 값보다 낮은 픽셀치를 제1값으로 세트 시키고, 선정된 값보다 큰 픽셀치를 제2값으로 세트시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제13항에 있어서, (가)변별기 영상 픽셀 배열을 저장하는 단계와, (나)변별기 픽셀 영상 배열내 선정된 수의 픽셀을 배열의 일방향으로 이동시키는 단계와, (다)변별기 영상 픽셀 배열내 선정된 수의 픽셀을 배열의 다른 방향으로 이동시키는 단계와, (라)다수의 제2물체의 연부의 얼룩에 의해 와해된 임의의 픽셀치를 삭제시키기 위해 저장된 변별기 영상 픽셀 배열내의 대응 픽셀치와 각 이동된 변별기 영상 픽셀치를 논리적으로 AND기능을 취하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정방법.
- 제14항에 있어서, (가)제1강도 영상과 변별기 영상으로부터 제1강도 영상의 대응 픽셀치가 제로이고, 변별기 영상내의 대응 픽셀치가 제로일때 제로로 세트된 산란방상 강도영상의 각 픽셀치를 가지며, 변별기 영상내의 대응 픽셀치가 1일때 제1강도 영상의 대응픽셀치로 세트된 산란 방사 강도 영상의 각 픽셀치를 갖는 산란 방사 강도 영상을 발생하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 산란 방사효과를 가지며, 영상 검출기상으로 제1강도 영상을 발생시키기 위해 제1물체를 통해 시준된 빔을 전송하는 X-선 소스를 갖는 의학 진단 X-선 영상화 시스템에서의 산란 방사 강도 영상을 측정하므로써 제1강도 영상을 측정하는 방법에 있어서, (가)제2물체의 위치에 대응하는 영역내 감소된 강도를 갖는 제2강도 영상을 발생시키기 위해 작은 영역의 빔을 감쇄시키도록 빔내에 제2물체를 위치 설정하는 단계와, (나)영상 검출기상으로 제3영상 강도를 발생시키기 위해, 전체빔을 감쇄시키며, 제2물체와 동일한 성분 및 영역 밀도를 갖는 균일한 재표 시트로 제2물체를 대치시키는 단계와, (다)변별기 영상이 제2물체의 존재 여부를 나타내는 강도치를 발생하도록 제1강도 영상과 제2강도 영상 사이의 강도 변동으로부터 변별기 영상을 발생 시키는 단계와, (라)다수의 제2강도 영상에 대응하는 다수의 변별기 영상을 발생시키기 위해 단계(가)내지 (다)를 반복하는 단계와, (마)합성 산란 강도 영상을 발생하기 위해 다수의 변별기 영상의 합으로 다수의 제2강도 영상의 합을 나누는 단계와, (바)제1강도 영상을 측정하기 위해 임의의 산란 효과를 제거하도록 제1강도 영상으로부터 합성 산란 방사 강도 영상을 감산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제16항에 있어서, 단계(마)가 (가)합성 산란 강도영상의 적어도 한개의 기하학 영역의 논제로 픽셀치를 발생하는 단계와, (나)기하학 영역의 기하학적 도심을 결정하는 단계와, (다)기하학 도심에서 평균치와 동일한 값을 갖는 단일 픽셀로 각 기하학 영역내의 논제로 픽셀치를 대치시키는 단계와, (라)최소 평균 자승 에러 접합으로부터 픽셀 배열의 2차원에서의 분석 기능으로 새로운 합성 산란 강도 영상을 발생하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 영상 검출기상으로 영상을 발생시키기 위해 시준된 빔을 전송하는 X-선 소스를 갖는 산란 방사효과를 나타내는 의학 진단 X-선 영상화 시스템에서의 산란 효과용 영상 보정 방법에 있어서, (가)환자를 검출상에 충돌하는 X-선 빔에 노출시킴으로써 영상 검출기상에 제1강도를 갖는 환자의 진단 영상을 발생시키는 단계와, (나)환자를 통해 지나는 빔내로 감쇄기의 위치에 대응하는 빔의 선정된 분산 영역을 감쇄시키는 선정된값을 갖는 감쇄기를 삽입시키므로써 제1시험 영상을 발생시키는 단계와, (다)상기 위치내의 영상 강도를 측정하는 단계와, (라)감쇄기의 선정된 감쇄에 대응하는 선정된 강도에 비레하는 강도와 상기 위치내의 영상의 측정 강도차를 결정하는 단계와, (마)X-선 산란을 보정하기 위해 진단 영상으로부터 상기 결정된 차를 감산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 영상 검출기상으로 영상을 발생시키기 위해 시준된 빔을 전송하는 X-선 소스를 갖는 산란 방사 효과를 나타내는 의학 진단 X-선 영상화 시스템에서의 산란 효과용 영상 보정 방법에 있어서, (가)검출기상에 충돌하는 X-선 빔내에 환자를 위치시키므로써 영상 검출기상에 제1강도를 갖는 환자의 진단 영상을 발생시키는 단계와, (나)선정된 분산 위치에서 환자를 통해지나는 빔내로 제1감쇄기를 삽입시키므로써 제1시험 영상을 발생시키는 단계와, (다) 제1감쇄기의 위치에 대응하는 검출기의 영역내에 제1시험 영상의 강도를 결정하는 단계와, (라) 전체 빔을 감쇄시키기 위해 빔내로 제1감쇄기와 동일한 감쇄 특성을 갖는 제2감쇄기를 삽입 시키므로써 제2시험 영상을 발생시키는 단계와, (마) 제1감쇄기의 위치에 대응하는 검출기의 영역내에 제2시험 영상의 강도를 결정하는 단계와, (바) 산란 방사 효과에 대응하는 강도를 얻기 위해 단계 (다)에서 얻어진 강도로부터 단계 (마)에서 얻어진 강도를 감산하는 단계와, (사) 산란 보정된 영상을 얻기 위해 진단 영상의 강도로부터 산란 방사 강도를 감산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제19항에 있어서, 제1감쇄기가 X-선 스펙트럼내에 100%이하인 감쇄를 갖는 다수의 분산 물체를 갖는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제20항에 있어서, 제1감쇄기가 X-선 빔내에 100%이하인 감쇄를 가지며, 다수의 분산 개구를 갖는 감쇄 재료 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
- 제19항에 있어서, 단계(바)가, (가)합성 산란 강도 영상의 적어도 한개의 기하학 영역의 논제로 픽셀치를 발생하는 단계와, (나) 기하학 영역의 기하학적 도심을 결정하는 단계와, (다) 기하학 도심에서 평균차와 동일한 값을 갖는 단일 픽셀로 각 기하학 영역내의 논제로 픽셀치를 대치시키는 단계와, (라) 최소 평균 자승 에러 접합으로부터 픽셀 배열의 2차원에서의 분석기능으로 새로운 합성 산란 강도 영상을 발생하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상화에서의 산란 측정 방법.
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