KR930010256B1 - 디지탈 방사선 사진법(dr) 및 컴퓨터 단층촬영법(ct) 영상을 위한 주사 방법 - Google Patents

디지탈 방사선 사진법(dr) 및 컴퓨터 단층촬영법(ct) 영상을 위한 주사 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 방사선 사진법(DR) 및 컴퓨터 단층촬영법(CT) 영상을 위한 주사 방법
제1a도는 단일 검출기 소자를 가진 종래 기술이 제1세대 CT 주사기 도시도.
제1b도는 소자의 간격이 넓은 검출기 배열을 가진 종래 기술의 제2세대 CT 주사기 도시도.
제1c도는 소자의 간격이 좁은 검출기 배열을 이용하는 종래 기술의 제3세대 CT 주사기 도시도.
제2도는 제 1 실시예의 제 3 세대 병진/회전 검사 장치를 설명하기 위해 사용된 다이어그램도.
제3도는 병진/회전 X-선 주사기와, 회전각도 φ0의 결정법 도시도.
제4도는 상술한 장치와, 부동의 소오스 및 검출기에 대하여 물체를 병진 및 회전시킨 상태 도시도.
제5도는 양호한 실시예의 병진/회전 CT 및 DR 주사기의 다이아그램.
제6도는 양호한 시스템과, 부동의 소오스 및 검출기에 대하여 물체를 병진 및 회전시킨 상태 도시도.
제7도는 제6도의 장치에 대한 동작 단계의 플로우 챠트.
제8도는 위치 1 및 2 주사로 부터의 X-선 데이타가 충분한 데이타 세트를 얻기 위해 어떻게 조합되는 가를 상술하는 플로우 챠트.
제9도는 DR 주사기로서 제 6 도의 장치의 동작을 도시하는 플로우 챠트.
제10 및 11도는 소오스 및 검출기가 병진되고 물체가 회전되는 다수의 위치 병진/회전 CT 주사기와 물체가 둘다 병진되고 회전된 상태 도시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
15 : 검출기 16 : 물체
17 : 부채꼴 비임 X-선 소오스 18 : 부채꼴 비임
19 : 검출기 배열 21 : 합성 검출기
본 발명은 검출기 배열보다도 큰 물체를 주사하고 영상하는 방법과, 특히 디지탈 X선 사진법(DR) 및 컴퓨터 단층 촬영법(CT) 영상을 위한 병진 회전 주사 운동에 관한 것이다.
작은 부품의 조립으로부터 큰 주물을 이용하는 것으로 제조하는 것이 바뀜에 따라, 큰 공업 부품의 신속한 검사가 점점 더 중요하게 되었다. 전형적인 공간 해상도 필수 조건을 만족시키기 위하여, 수천개의 개별소자를 가진 검출기가 필요하게 되었다. 부가적으로, 고해상도의 주사 능력 및 필수 조건이 증가됨에 따라서, 더욱 작은 부품의 검사가 수천개의 검출기 소자를 필요로 할 수 있다. 그러나, 제조 필수 조건은 단일 검출기로 조립될 수 있는 개별 소자의 수를 제한한다. 전술된 문제점은 보다 작은 배열로 부터 신속하고, 효율적인 방법으로 검출기 소자의 큰 배열을 합성할 수 있는 주사 형식을 만들어내야 하고, 또한 이들 데이타를 최적형으로 이용하는 영상 재생 알고리즘을 고안해야 한다.
영상 크기 및 처리 능력비의 필수 조건이 증대됨에 따라서, CT 영상 장치는 수세대의 장치를 거쳐 발전되어 왔다.
제1세대 주사기(제1a)도는 비임을 구체화하는 콜리메이터(collimator)를 갖는 소오스(10)와, CT 영상을 위한 데이타를 수집하는 단일 검출기 소자(11)을 이용한다. 부품(12)은 제 1 관찰 각도에서 소오스 및 검출기를 지나서 측면으로 병진되고 회전되어 제 2 관찰 각도에서 측면으로 주사되는 등, 180°이상의 다수의 관찰 각도까지 커버되어지고 평행 비임의 데이타 세트가 연속하여 점마다 수집되어지게 된다. 제 2 세대 주사기(제1b)도는 소정의 범위(θR) 이상의 상이한 각도로 소오스에 조준된 다수의 개별 검출기를 사용하여 다수의 관찰 각도로 동시에 데이타를 수집한다. 검출기(13)는 소자의 간격이 넓고 4개의 관찰 각도가 θR를 커버한다. 부품(12)은 소오스 및 검출기를 지나서 병진되고 주사되어 전술된 각도에 대한 모든 데이타를 수집시킨다. 그다음 각 θR만큼 회전되어 관찰 각도의 새로운 범위에 대하여 또다시 측면으로 주사된다. NθR이 180°보다 크거나 동일할때까지 상기 과정이 N회 반복된다.
제3세대 CT 주사기(제1c도)는 동시에 일정한 관찰 각도에서 모든 데이타를 수집하도록 검출기의 선형 배열을 사용함으로써 상기 과정을 현격히 빠르게 한다. 다중 소자 검출기(14)는 소자의 간격이 좁고 부품(12)의 크기가 검출기의 시야보다도 작다. 여러 관찰 각도에 대한 데이타를 수집하는 데엔 부품(12)를 360°까지 회전 주사하는 것만이 요구된다. 그러나, 상기 데이타는 부채꼴 비임 형식으로 수집되고, 검출기 배열은 부품에 미치는데 충분한 광폭으로 해야 한다.
본 발명의 목적은 검출기가 부품에 미치는데 충분한 광폭이 아닐때에도 제3세대 영상 장치의 속도 잇점을 유지시키는데 있다.
또 다른 목적은 컴퓨터 단층 촬영법과 디지탈 방사선 사전법 영상 양쪽에 있어서, 대공업 부품에 대하여 신속한 데이타 수집 능력을 제공하는 개선된 X-선 검출기와 주사 형식을 제공하는데 있다.
또 다른 목적은 보다 큰 검출기 배열을 합성하여, 그로써 여러가지 크기의 부품을 주사하는데 이용될 수 있는 기술을 제공하는데 있다.
또 다른 목적은 X-선 소오스 및 검출기에 관하여 물체의 병진 회전 주사 운동을 제공함과 함께, 그러한 데이타 세트를 사용하는 영상 재생 절차를 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태는 물체에 미치는데 불충분한 폭을 갖는 부채꼴 비임 X-선 소오스와 검출기 배열을 사용하는 CT 및 DR 영상용의 개선된 주사 및 데이타 수집 방법이다. 상기 방법은 물체를 연속적으로 주사하는 것과, 물체와 X-선 소오스 및 검출기 배열의 다수의 상대 위치에서 소오스 및 검출기에 관하여 병진되고 회전된다. 총 위치수는 검출기 배열의 폭과 물체의 시야에 따라 결정된다. 상기 방법은 또한 시야전체를 커버하는 부분적인 데이타 세트를 조합하여, 물체의 영상을 재구성하기 위해 완전한 X-선 데이타 세트를 산출하는 것을 포함한다.
CT 영상용의 X-선 데이타를 수집하기 위해, 모든 위치에서 360°회전시킴으로서 주사하는 것이 실행된다. 상기 방법의 특징은 최초의 관찰 각도에 대한 모든 데이타를 수취한 후, 부분적인 데이타 세트의 조합을 개시하고 영상 재생을 개시한다는 것이다. 즉, 종료될때까지 기다리는 것이 필요하지 않다. 또다른 특징은 데이타 조합이 물체의 시야 및 시야의 소정 부분을 통과하는 상기 X-선 통로만에 대한 X-선 데이타를 선택하는 것을 포함할 수 있다는 것이다. 예컨대, 시야 외측의 광선 통로는 사용되지 않는다.
또 다른 양태는 부채꼴 각도를 가진 부채꼴 비임을 발생하는 X-선 소오스와, 영상될 물체보다 폭이 좁은 선형 검출기 배열을 포함하는 X-선 영상 장치를 사용하기 위한 개선된 병진 및 주사 방법이다. 이중 주사 장치에 적용된 바와 같은 방법은 소오스 및 검출기 배열에 관하여 제 1 위치로 물체를 배치시키는 것과, 부분적인 X-선 데이타 세트를 주사하고 수집하는 것과, 제 2 위치로 물체를 이동시켜, 소오스 및 검출기에 관하여 물체를 회전시키고 병진시키는 것과, 또다른 부분적인 X-선 데이타 세트를 주사하고 수집시키는 것을 포함한다. 물체의 시야를 커버하는 이들 부분적인 데이타 세트를 조합시켜, 물체의 완전한 영상을 재생하도록 완전한 데이타 세트를 산출한다.
설명적인 실시예는 물체에 대하여 대칭적인 많은 검출기 배열을 합성한다. 제 1 상대 위치에 있어서, 보다 작은 검출기를 사용하여, 물체를 부채꼴 비임 중심선의 우측으로 병진시키고, 예정된 각도로 회전시키며, 제 2 상대 위치에 있어서, 물체를 부채꼴 비임 중심선의 좌측으로 병진시키고, 그 반대 방향으로 동일 각도만큼 회전시킨다. 양쪽 위치에 있어서, 물체를 360°회전시킴으로서 CT 영상용의 데이타를 수집한다. DR 영상 데이타는 두 위치의 각각에서 수직방향 주사를 행함으로서 수집된다.
제 2 도의 X-선 영상 장치는 물체(16)에 미치는데 충분한 폭이 아닌 평탄한 검출기 배열(15)를 갖는다. 예컨대, 직경 20인치의 부품은 12인치의 검출기로 주사되어야 한다고 가정하자. 상기 필수조건은 여러가지 이유로 생기며, 즉, 단지 12인치 검출기만이 이용될 수 있으며, 한층 큰형의 검출기를 제조하는 것이 곤란하거나 불가능하며, 또는 12인치 검출기에 있는 소자의 수보다 많은 수의 소자에 대한 데이타 수집 전자 회로를 이용하지 않을 수 없다. 부채꼴 비임 X-선 소오스(17) 및 검출기(15)에 대한 상대 위치(1 및 2)에서, 물체(16)를 완전히 360°회전시킴으로서 CT 주사가 성취된다. 위치(1)에서는 소오스가 점 B에 있고 검출기가 점 D에서 E까지 미친다. 위치(2)에서는 소오스가 점 C에 있고 검출기가 이동되어 점 D'에서 E'까지 미친다. 이것은 물체(16)가 부동이고 X-선 소오스가 검출기 배열을 그것에 대하여 이동된다고 가정하면, 그 소오스 및 검출기에 대하여 물체를 이동하여도 좋다. 상기 이중 주사에 의해 직경 20인치의 물체 전체의 CT 영상용의 완전한 X-선 데이타 세트를 얻는다. 그러나, 상기 물체의 적당한 CT 영상을 성취하기 위해 2개의 데이타 세트를 조합하는 것은 간단하지가 않다. 제 2 도에서 볼 수 있는 바와 같이, 점 G에서, 물체(16)의 정면에서의 데이타를 매칭하는 직접적인 조합은 물체의 후부에서 점 G와 점(A1 및 A2) 사이에 한정된 부채꼴내에 여러점의 밀도 분담의 검출기로 틀린 배열로 된다. 그러므로, 본 발명은 틀린 배열을 피하여 표준 CT 데이타가 이용가능하게끔 2개의 데이타 수집 위치로 부터 데이타 세트를 조합시키는 방법을 제공하는 것이다. 표준 DR X-선 데이타는 양쪽 위치중 한쪽의 관찰 각도로, 물체를 부채꼴 비임에 의해 수직적으로 주사할때 발생된다.
소오스 및 검출기의 위치 1에서 수집되는 데이타를 고려하면, 본 검토에서의 물체의 시야는 물체를 완전히 둘러싸는 원이고 동 도면에서의 물체(16)의 원주와 동일하다. 물체 또는 부품은 많은 형태를 가지나, 한정 시야를 한정하는 원 안쪽에 꼭맞게 한다. 2개의 위치 데이타 수집 주사용으로 사용될 수 있는 최소 검출기의 폭은 검출기(15)에 의해 검출된 극단 X선이 한측면에서의 20인치 사이의 외측 한계 및 그 다른 측면에서의 시야의 하측 중심(x=0, y=-10)을 관통한다는 조건에 의해 결정된다. 상기 기준에 의해, 위치 1에 대한 소오스 및 검출기의 X방향으로 오프 세트가 결정된다. 위치 2는 X=0의 다른 측면상에 대칭이며, 즉, 극단 검출된 X선은 다른 측면에서의 20인치 시야의 외측 한계 및 점 G에서의 시야의 하측 중심을 관통한다.
위치 1에서의 소오스(17) 및 검출기(15)로 주사를 완료하기 위해 요구된 데이타는 검출기 배열이 물체 전체에 미치는데 충분한 폭이었다면, 즉, 검출기 배열이 D에서 E까지가 아니라 점 D에서 F까지 미치게 된다면, 수집되는 데이타일 것이다. 점 F는 소오스 위치(1)로부터 물체의 시야(16)에 대하여 접하는 대시 라인을 그림으로써 결정된다.
미싱 데이타는 물체의 시야(16)를 통하는 일련의 라인상에 수집되어지며, 그 구배는 소오스 및 여러 가지 미싱 데이타 소자를 통한 라인에 의해서 정해진다는 것이다. 그러나, 이들 구배를 가진 라인상의 데이타는 주사를 개시하기 전에 물체를 최초로 작은 각도 φ0만큼 회전되어지면, 소오스 및 검출기 배열의 위치(2)에 수집된다. 이것이 제 3 도에 도시되어 있는데, 제 3 도에는 제 2 도에서 D로부터 E까지 동일 길이를 갖는 선형 검출기 배열(19)이 양쪽의 위치(1 및 2)로 도시되어 있는 것을 제외하고는 동일한 2개의 위치 X-선 영상 장치를 도시한다. 위치 2의 배열(19)은 위치 1과 같은 소오스로부터 동일 거리이지만, 명료하게 하기 위해, 거리를 약간 크게 도시하였다. 특히, 위치 1에서 수집되지 않은 상기 X-선 데이타는 위치(2)에서 회전각도 φ0사이에 수집되며, 이것에 의해서, G로부터 A1까지의 라인은 소오스의 위치 C로부터 위치(2)에서 있는 검출기 배열(19)의 검출기 소자에 따라서 X선, 즉, 리인 G'로부터 A1'까지의 X 선에 놓는다. 각도 φ1는 부채꼴 비임(18)의 완전한 부채꼴 각도 2r보다 약간 작고 그 값은 검사의 기하학에 따라 상세하게 결정된다. 이것은 시야의 원을 여러 각도로 회전시킴으로서 반복적으로 결정되는 것이며, 위치 2에 있는 소오스 위치 C 및 검출기 배열(19)의 관련 검출기 소자간의 선으로 회전된 선 G-A1간에 선의 가장 알맞은 배열을 결정한다.
이와 같이하여 위치(2)에서 수집된 부분적인 X-선 데이타 세트는 틀린 배열없이 위치 1로부터 미싱 데이타를 수집하는데 필요한 소오스로부터 검출기까지 선의 구배의 정확한 범위에 정확히 대응한다.
12인치 또는 보다 작은 검출기 배열을 사용하여, 직경 20인치의 시야의 검사를 실시하는 구체적인 경우를 고려하자. 상기 경우에, 사용될 수 있는 최소 검출기 크기는 10.7인치 검출기 배열과 대충 대응하는 1070개의 소자 검출기 배열이다. X-선 소오스(17)로부터 물체의 시야(16)의 중심까지 Y방향 거리는 81.25인치이고, 검출기 배열(19)까지는 95인치이다. 위치 1에 대해, 소오스(17)로부터 중심까지의 오프세트 △χ는 -4.682 인치이고, 위치2에 대한 오프세트 △χ는 4.682인치이다. 최대 부채꼴 각도는 2r=7.54°이고, 회전 각도는 φ0=6.61＂이다. 1970개의 개별 검출기 소자는 선형 배열이라고 생각할 때 같은 크기 및 간격을 갖는다. 그러나, 기하학에서, 각도 거리라고 생각할 때 검출기 크기 및 간격은 일정하지 않다는 것이 이해될 것이다. 위치 1에서 요구된 간격으로 위치 2에서 데이타 세트를 완성시키도록 적당한 보간법이 요구된다. 따라서, 위치 1에서 주사를 완료시키기 위해 총 950개의 부가 검출기 소자가 요구된다. 위치 2에 있어서는 주사를 완성시키도록 938개의 데이타점이 수집된다.
위치 1에서 부분적인 데이타 세트를 완성시키도록 위치 2에서 수집된 X-선 데이타를 사용하기 위해 방금 설명한 절차는 DR 영상 및 CT 영상에도 사용될 수 있다. DR 영상에 있어서, X-선 소오스(17) 및 검출기 배열(19)의 위치 1에서 1개의 관찰 각도로 물체(16)를 각도 φ0만큼 회전하고, 위치 2에서 한 관찰 각도로 물체를 수직적으로 주사한다. 본 명세서에 병합된 특허, 제4,803,639호를 참조하자.
설명된 방법으로 위치 1 및 2에서 요구된 부분적인 X-선 데이타 세트를 조합시켜, 시야 전체를 커버하는 완전한 데이타 세트를 만들고, 물체의 완전한 DR 영상을 표시한다. CT 영상에 대해서는 위치 1에서 물체(16)를 완전히 360°회전시켜, 소오스(17) 및 검출기 배열(19)을 위치 2로 이동시키고, 물체(16)를 다시 완전히 360°회전시킨다. 상기 2개의 데이타 세트가 물체(16)의 시야 전체를 커버하고, 방금 설명한 바와 같이 조합되어, 완전한 CT 영상이 표시된다. 위치 1 및 위치 2 양쪽에서 물체(16)를 완전히 360°로 회전시키는 것에 의해 필터식 역투영과 같이 표준적인 알고리즘을 사용하여 CT 재생을 위한 완전한 데이타 세트가 얻어진다. 제 3 도에 있어서, X-선 소오스(17) 및 검출기(19)에 관하여 대상(16)의 병진 회전 주사 운동이 물체를 회전시킴과 함께, 소오스 및 검출기 배열을 이동시킴으로써 행해진다. 제 4 도에 도시된 바와 같이, 소오스(17) 및 검출기 배열(19)을 부동 상태로 하여, 물체(16)를 병진 및 회전시키는 것이 편리하게 하는 경우가 많다. 물체(16)를 최초의 위치에서 주사하고 적어도 물체의 시야(16) 절반을 커버하는 X-선 데이타를 수집하고, 그후, 물체(16)를 제2위치로 이동하고 각도 φ0만큼 회전시킨다. 물체를 주사하고 적어도 시야의 나머지 절반을 커버하는 X-선 데이타를 수집한다.
이들 2개의 데이타 세트를 동일 방법으로 조합시켜, 영상 재생을 위한 완전한 데이타 세트를 만든다.
제 2 도의 병진 회전 X-선 장치의 형식은 점 B에서 X-선 소오스(17)에 의해 D로부터 F까지 세력을 미치는 검출기(15)로 부터의 X-선 데이타를 합성한다. 상기 형식은 DR 영상용으로 적합하지만, 물체(16)에 대하여 비대칭인 검출기로부터 데이타를 합성하기 때문에, CT 영상용으로는 덜 적합하다. 이 때문에 CT 재생 알고리즘용으로 X-선 데이타의 복잡한 리바인닝이 요구된다. 병진 회전 X-선 장치의 양호한 실시예와 주사 및 영상 방법이 제 5 도 및 제 6 도에 도시되어 있고, CT 및 DR 영상용으로 적합하다. 상기 방식은 영상되는 물체에 대하여 대칭으로 하는 검출기로부터의 데이타를 합성한다. X-선 부채꼴 비임 소오스(20)가 X=0으로 있고, 합성 검출기(21)가 물체(22)에 완전히 세력을 미친다. 상기 검출기(21)는 물체(22)에 대하여 접선인 극단적인 X선 및 양측면에서의 시야가 최종단 소자에 의해 검출되는데 충분한 폭이다.
2개의 위치 데이타 수집 주사용으로 사용될 수 있는 소형 선형 검출기 배열(23)의 최소 검출기 폭은, 전과 같이, 검출되는 부채꼴 비임(24)의 극단적인 X선이 한 측면에서 물체의 시야(22)와 접하고, 다른 측면에서 시야의 하측 중심(25)을 관통한다는 필수조건으로 결정된다. 상기 기준은 위치 1에 대한 소오스(20)의 오프세트 △χ와검출기 배열(23)의 △χ를 결정한다. 위치 2는 X=0의 다른 측면과 대칭적인 곳에 있다. 소오스(20)와 검출기 배열(23)의 위치 1에서, 물체(22)를 각도 rr만큼 약간 시계 바늘과 반대방향으로 회전시켜, 소오스(20)의 위치(1)로부터 X선 통로가 합성될 보다 큰 검출기(21)의 X선 통로와 매칭하도록 한다. 상기 회전 각도는 rr=r-r2이며, 여기서, r은 대합성 검출기(21)의 1/2 부채꼴 각도이고, r2는 물리적인 검출기(23)의 1/2 부채꼴 각도이다. 위치 2에 있어서, 물체를 그 반대로 동일 각도만큼 시계바늘 방향으로 회전시킨다.
주사 및 데이타 수집 절차는 동일하고, 나중에 재검토한다. 최초의 주사는 위치 1에서 소오스(2) 및 검출기 배열(23)에 의해 행하고 물체(22)는 각도 rr만큼 시계 바늘과 반대 방향으로 회전된다. 2번째의 주사는 위치 2에서 소오스 및 검출기 배열에 의해 개시되고, 물체를 각도 rr만큼 시계 바늘 방향으로 회전시킨다. 경우에 따라서는, 원호 또는 다른 통로에 따라서 물체를 병진시키는 것이 적절할 수도 있다. CT 영상을 위한 주사 및 데이타 수집의 보다 상세한 설명은 제 7 도의 플로우 챠트에 주어져 있으며, 이 도면은 동작 단계(26 내지 30)를 도시한다. 조합시키는 것은 모든 데이타가 수집되기 전에 착수될 수 있고, 영상 재생이 시작될 수 있다. 단계 26 및 27은 물체(22)를 중심 라인(25')의 오른쪽으로 △χ만큼 병진시킴과 동시에 시계 바늘과 반대 방향으로 각도 -rr만큼 회전시키는 것이다. CT 영상을 위해 360°커버하는 많은 관찰 각도로 데이타를 수집하도록 물체를 완전히 360°회전시킨다. 물체(22)를 소오스 및 검출기에 대한 제 2위치로 이동시킨다. 단계 28 및 29에 도시된 바와 같이, 물체를 2△χ만큼 왼쪽으로 병진시켜 각도 2rr만큼 시계 바늘 방향으로 회전시킨다. 완전한 360°회전을 시작하여, 최초의 관찰 각도에 대한 데이타를 수집한 후, 1번째 및 2번째의 주사로부터의 데이타를 조합하고 영상 재생을 개시한다. 단계 30의 절차는 다른 관찰 각도에 대한 데이타를 순차 수집하여, 데이타를 처리할때 2개의 데이타 세트를 조합시켜 조합된 데이타가 이용될 수 있도록 곧 영상 재생을 계속한다.
소오스 및 검출기에 관하여 대상의 한 위치에서 수신된 X-선 데이타를 조합하는 방법은 제 8 도의 플로우 챠트에 주어져 있다. 단계 31 내지 33은 물체의 왼쪽의 데이타를 결합시키는데 적용되고, 그후 동일한 3개의 단계가 오른쪽 데이타를 조합하도록 뒤따르게 된다. 검출기(23)에 대한 X선 통로를 결정한다. 즉, 소오스(20)로부터 배열(23) 내의 모든 검출기 소자까지의 X선 통로를 계산한다. 그후 rr및 △χ를 사용하여 물체의 시야(22)상의 X선 통로를 계산한다. 이전과 같이, 물체(22)는 원으로 표시되어 그 시야는 동일한 원이다. 경우에 따라서는, 사용되어지는 검출기 배열이 요구되어지는 최소폭보다 넓은 폭이며, 과도 X-선 데이타가 수집된다. 이와 같은 경우, 데이타는 시야에 대한 접선으로부터 시야의 중심까지 세력을 미치는 X선 통로로부터 선택된다.
제 6 도의 X-선 장치를 사용하는 DR 영상용의 병진 회전 주사 및 데이타 수집 방법은 제 9 도의 플로우 챠트의 단계 34 내지 39로 설명되어 있다. 물체(22)를 △χ만큼 오른쪽으로 병진시켜, 시계 바늘과 반대 방향으로 각도 -rr만큼 회전시킨다. 물체를 부채꼴 비임(24)으로 수직적으로 주사할때, 1개의 관찰 각도로 X선 데이타를 수집한다. 물체(22)를 왼쪽으로 △χ만큼 병진시켜, 각도 2rr만큼 시계 바늘 방향으로 회전시킨다. 2번째 위치 데이타를 부채꼴 비임중의 2번재 수직 주사에 의해서 1개의 관찰 각도로 수집한다. CT에 대해서 행해진 바와 같이, 제 1 위치 및 제 2 위치 데이타 세트를 조합하여, 완전한 DR 영상을 재생한다.
검출기의 위치는 2개 보다 많은 대형 부품의 주사에 의해 대부분 주사될 수 있다. 위치의 오프세트, 회전각도 등은 2개의 위치의 주사의 경우와 마찬가지로 결정된다. 본 발명에서 처럼 보여지는 대안 방법은 동일한 검출기 배열을 사용하여, 검출기 배열의 폭보다도 작고 큰 폭인 광범위한 여러 물체 및 부품을 주사할 수 있다는 것이다.
제10도 및 제11도는 이전의 도면에서 보다도 큰 물체(41) 및 시야를 주사하는 3개의 위치 병진 회전 장치를 도시한다. X-선 부채꼴 비임 소오스(42) 및 검출기 배열(43)은 제 5 도 및 제 6 도의 소오스 및 검출기와 동일하다. 최초의 주사는 소오스(42) 및 검출기(43)를 좌측으로 병진시켜, 물체(41)를 각도 rr만큼 회전시켜 행해지며, 2번째 주사는 검출기를 중심에 놓고 물체를 역으로 회전시켜 행해지고, 3번째의 주사는 소오스 및 검출기를 배열(43)이 부동으로 있고, 물체가 방금 설명한 바와 같이 제 1 위치로부터 제 2 및 제 3 위치로 이동시키고 회전시킨 장치의 주사 형식을 도시한다. CT 영상에서는 데이타가 3개의 위치 전체에서 360°에 걸쳐 수집된다. DR 영상에 대한 데이타 수집은 3개의 위치에서 1개의 관찰 각도로 수직 주사를 필요로 한다. 다수의 주사 위치, 즉 2 또는 3 또는 그 이상의 주사 위치는 물체의 직경을 검출기 시야의 직경으로 나눔으로서 결정된다. 예컨대, 20인치 직경 물체에서 검출기의 시야가 12인치라면, 상기 지수는 1.6이고 2위치가 요구된다.
필터식 역투영 알고리즘 및 완전한 360°에 걸쳐 완전한 데이타 세트를 사용하는 종래의 CT 영상 재생의 경우를 설명한다. 180°각도 또는 180°이상의 부채꼴 각도를 더한 범위에 걸친 데이타를 필요로 하는 다른 재생 알고리즘도 사용될 수 있다. 전자에 있어서, 데이타는 평행 비임 데이타 세트로 분류되어 평행 비임 재생 알고리즘을 사용하여 재생된다. 후자는 180°+2r 데이타 세트를 재생하도록 반복 필터된 역투영을 이용한다. 1988년 기술전문지 Phys. Med. Biol. 제33권, 제 8 호, 페이지 955 내지 967쪽에 케이.씨.탬씨가 쓴 ＂부채꼴 비임 주사의 각도 범위를 감소시키는 방법＂을 참조한다. 상기 방식은 데이타 수집 시간을 1/2로 신속히 하도록 한다.
본 발명의 개선된 제 3 세대 병진/회전 형식과 제1b도의 종래의 제 2 세대 형식간의 주사 속도의 비교로부터, 주사 시간이 상당히 단축시키는 것을 보인다. 2개의 위치 주사를 갖는 구체적인 예는 종래의 기술 방법보다 3배 빠르다.
본 발명이 개별적으로 도시되어지고 양호한 실시예를 참조하여 설명되어지는 동안, 기술적으로 숙련된 사람에 의해 형식 및 세부의 여러 변경이 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범주를 벗어남이 없이 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (16)

  1. 부채꼴 비임 X-선 소오스(17,20,42) 및, 시야에 미치지 않는 폭을 가진 검출기 배열(19,23,43)을 제공하는 단계와, 물체, 상기 X-선 소오스 및 검출기 배열의 복수개의 상대 위치에서 상기 물체를 연속적으로 주사하여 부분적인 X-선 데이타 세트를 수집하는 단계를 포함하여, 시야내에서 물체(16,22,41)의 디지탈 X-선 사진법(DR) 미치 컴퓨터 단층 촬영법(CT) 영상을 위한 주사 방법에 있어서, 상기 물체가 선행하는 위치에 대한 모든 위치에서, 상기 X-선 소오스 및 검출기 배열에 대하여, 부분적인 X-선 데이타 세트의 배열을 달성하도록 선택된 회전각도 φ0에 걸쳐서 병진및 회전되고, 상기 부분적인 X-선 데이타 세트를 조합시켜, 시야 전체를 커버하는 완전한 데이타 세트를 산출하며, 그로써 상기 물체의 영상을 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 주사가 CT 영상용의 부분적인 데이타 세트를 수집하기 위해, 모든 상기 위치에서, 순차로 다수의 관찰 각도로 360°에 걸쳐서 상기 물체를 회전시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 최초의 관찰 각도에 대한 모든 X-선 데이타가 수집될때, 부분적인 데이타 세트의 조합이 개시되어, 영상 재생이 개시되는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 주사는 DR 영상을 위한 부분적인 데이타 세트를 수집하기 위해, 모든 상기 위치에서 상기 물체를 X-선 부채꼴 비임중에 수직 방향으로 주사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 조합은 물체의 시야을 관통하는 상기 X-선 통로만에 대한 X-선 데이타를 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  6. 부채꼴 각도 2r를 가진 부채꼴 비임(44)을 발생하는 X-선 소오스(42)와, 시야에 미치지 않는 폭을 가진 선형 X-선 검출기 배열(43)을 제공하는 단계와, 물체를 상기 소오스 및 검출기 배열에 관하여 제 1 위치에 배치하고, 주사하여, 부분적인 X-선 데이타 세트를 수집하는 단계를 포함하여, 시야내에서 물체의 X-선 영상을 위한 주사 방법에 있어서, 상기 물체가 상기 소오스 및 검출기 배열에 관하여 회전 및 병진되어 상기 물체를 제 2 위치로 이동하고, 주사하여, 또다른 부분적인 X-선 데이타 세트를 수집하는 단계와, 상기 물체를 적어도 하나의 다른 위치로 이동시킴과 동시에 상기 물체를 상기 소오스 및 검출기 배열에 관하여 회전 및 병진하고, 주사하여, 적어도 하나의 다른 부분적인 X-선 데이타 세트를 수집하는 단계와, 시야 전체를 커버하는 상기 부분적인 데이타 세트를 조합시켜, 상기 물체의 완전한 영상을 재생시키도록 완전한 데이타 세트를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 모든 위치에서의 상기 주사는 컴퓨터 단층 촬영법(CT) 데이타를 수집하기 위해, 물체를 360°에 걸쳐서 회전시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 모든 위치에서의 상기 주사는 디지탈 X-선 사진법(DR) 데이타를 수집하도록, 1개의 관찰 각도로 상기 물체를 X-선 부채꼴 비임중에 수직 방향으로 주사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  9. 부채꼴 각도를 갖는 부채꼴 비임(18,24,44)을 발생하는 X-선 소오스(17,20,42)와, 영상되어지는 물체(16,22,41)의 것보다 작은 폭을 갖는 선형 X-선 검출기 배열(19,23,43)을 제공하는 단계와, 상기 물체를 상기 소오스와 검출기 배열에 관하여 제 1 위치에 배치하고, 주사하여 X-선 데이타 세트를 수집하는 단계를 포함하여, X-선 영상을 위한 주사 방법에 있어서, 상기 물체를 상기 소오스 및 검출기 배열에 관하여 회전 및 병진시켜, 상기 물체를 제 2 위치로 이동하고 주사하여 또다른 X-선 데이타 세트를 수집하는 단계와, 상기 데이타 세트를 조합하여, 상기 물체의 완전한 영상을 재생시키도록 완전한 데이타 세트를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 주사는 컴퓨터 단층 촬영법(CT) 영상용의 데이타 세트를 수집하도록, 상기 제1 및 제2위치에서 상기 물체를 360°에 걸쳐서 회전하는것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 주사는 디지탈 X-선 사진법(DR) 영상을 위한 데이타 세트를 수집하도록, 상기 제1 및 제2위치에서 상기 물체를 X-선 부채꼴 비임중에 수직 방향으로 주사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 위치에서, 상기 물체를 부채꼴 비임 중심선의 오른쪽으로 병진시킴과 함께, 예정된 각도만큼 시계 바늘과 반대 방향으로 회전시키며, 상기 제 2 위치에서, 부채꼴 비임 중심선의 왼쪽으로 병진시킴과 동시에 동일한 예정된 각도만큼 시계 바늘 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제 2 위치에서의 상기 주사는 컴퓨터 단층 촬영법(CT) 영상용의 부분적인 데이타 세트를 수집하도록, 상기 물체를 360°및 다수의 관찰 각도에 걸쳐서 회전시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제 2 위치에 있어서의 상기 물체에 대해 제 1 관찰 각도에서 X-선 데이타를 수집한 후, 부분적인 데이타 세트의 상기 조합이 개시됨과 동시에 영상 재생이 개시되는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 조합은 물체의 시야를 관통하는 X-선 통로만에 대한 X-선 데이타를 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 주사는 상기 제1 및 제 2 위치의 1개의 관찰 각도로 상기 물체를 상기 X-선 부채꼴 비임중에 수직 방향으로 주사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 방법.
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