WO2015026165A1 - 엑스선 영상촬영장치 및 엑스선 영상촬영방법 - Google Patents

엑스선 영상촬영장치 및 엑스선 영상촬영방법 Download PDF

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ray imaging
photographing area
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최성일
안병준
노상백
오치택
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주식회사바텍
(주)바텍이우홀딩스
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Definitions

  • the present invention relates to X-ray imaging, and more specifically, to a small area, in particular a small area X-ray sensor of less than the radius of the minimum circle containing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the field of view (FOV)
  • An X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method for implementing a three-dimensional X-ray image of the whole are specifically known in the art.
  • X-rays penetrate the object and attenuate according to the material's unique X-ray attenuation coefficient, such as compton scattering and photoelectric effect.
  • X-ray imaging is a radiographic method using the transmission characteristics of X-rays.
  • X-ray images of the internal structure of the photographing area are based on the amount of attenuation accumulated in X-rays during the transmission of the field of view (FOV) of the subject.
  • the X-ray imaging apparatus for this purpose includes an X-ray source for irradiating X-rays to the photographing area, an X-ray sensor for detecting X-rays passing through the photographing area, and an image processing unit for implementing an X-ray image of the photographing area with the detection result of the X-ray sensor.
  • FIG. 1 is an X-ray panoramic image of a general tooth and a peripheral tissue used in the dental field
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a photographing method of a general X-ray panoramic image.
  • the X-ray panoramic image is X-ray photographed for each section of the arch by traversing the X-ray source (4) and the X-ray sensor (5) with the photographing area (2), i.e., the arch part of the subject, interposed therebetween.
  • the relationship of placement of teeth and surrounding tissues along the arch trajectory is displayed in one transmission image. Because of this, it is possible to easily grasp the overall placement relationship of the teeth and surrounding tissues and is used as a standard image most familiar to dental professionals.
  • the axis of rotation 3 between the X-ray source 4 and the X-ray sensor 5 represents a two-axis driving method that rotates in a predetermined angle range and linearly moves in a predetermined length range for the X-ray panoramic image photographing.
  • X-ray detection results of teeth and peripheral tissues for each section of the arch path are acquired while scanning the focal section defined at a predetermined point between the rotation axis 3 and the X-ray sensor 5 along the arch path.
  • the X-ray panoramic image has a limited accuracy of length information, and there are limitations of the transmitted image such as blurring due to tooth overlapping or cervical spine.
  • FIG. 3 is an X-ray CT image of a general head used in the dental and related medical sectors
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of photographing a general X-ray CT image.
  • X-ray CT images are taken by rotating the X-ray source 4 and the X-ray sensor 5 with the photographing area 2, that is, the head of the examiner between them, and reconstructing these photographing results with a predetermined reconstruction algorithm.
  • a three-dimensional image of the area is displayed. Therefore, the 3D image (corresponding to the lower right side of FIG. 3) of the entire photographing area as well as the tomography image (corresponding to the upper left and lower left and upper right side of FIG. 3) according to a desired position and direction can be accurately displayed. It is used in the field where a high degree of precision is required such as an implant procedure by a specialist.
  • the rotation axis 3 between the X-ray source 4 and the X-ray sensor 5 is rotated in a predetermined angle range while being fixed to the central axis in the longitudinal direction of the imaging area 2.
  • X-ray detection results in various directions for the entire cylindrical imaging area (2) defined by the rotation of the tangent between the X-ray source (4) and the X-ray sensor (5) centered on the axis of rotation (3).
  • a general X-ray CT image has a relatively large amount of radiation irradiated onto a photographing area compared to an X-ray panoramic image, and requires a large area, particularly a large width X-ray sensor.
  • the X-ray sensor in order to obtain a general X-ray CT image, the X-ray sensor must detect X-rays passing through the entire area of the photographing area in various directions of the photographing area.
  • X-rays in the form of cone beams commonly used in the dental field are photographed of the first width (w1, where w1 is the maximum width of the imaging area) and the first height (t1, where t1 is the maximum height of the imaging area).
  • An X-ray CT scan of the area will be described. 5 shows the case.
  • the axis of rotation 3 between the X-ray source 4 and the X-ray sensor 5 is fixed to one axis in a predetermined angular range in a state fixed to the central axis in the longitudinal direction of the imaging area 2.
  • the second width w2 of the X-ray sensor 5 is the distance d1 between the X-ray source 4 and the center area of the imaging area 2 versus the X-ray source 4 and the X-ray sensor 5.
  • the height t2 is also equal to or greater than the first height t1 reflecting the magnification d2 / d1 of the X-ray imaging apparatus, that is, t2 ⁇ (d2 / d1) * t1 until the height t2 is taken in various directions of the photographing area 2.
  • the imaging area 2 is a circular shape having a diameter of a first cross section perpendicular to the longitudinal direction, and has a cylindrical shape having a first height.
  • the axis of rotation between the X-ray source and the X-ray sensor coincides with the central axis in the longitudinal direction of the shooting area, and passes through either of the shooting areas on the left or right of the axis of rotation.
  • a so-called half beam or half scan that reduces the second width w2 of the X-ray sensor to w2 ⁇ (d2 / d1) * w / 2 using asymmetric X-rays of full width half maximum (FWHM). half scan) may be used.
  • the X-ray sensor for X-ray CT imaging can realize a three-dimensional image of the entire photographing area only if its width is greater than or equal to the radius of the circle, which is a vertical section in the longitudinal direction of the photographing area. Therefore, it is much larger than the X-ray sensor for X-ray panorama photography.
  • X-ray panoramic X-ray sensor has a slit shape of only 5-20mm in width, whereas X-ray CT imaging X-ray sensor has a width
  • the second is square or similar.
  • the present invention has been made to solve the above drawbacks, a three-dimensional image of the entire imaging area with a small width, in particular a small width X-ray sensor less than the radius of the minimum circle containing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the shooting area
  • An object of the present invention is to provide an X-ray imaging method and an X-ray imaging apparatus.
  • an embodiment of the present invention provides an X-ray source for irradiating X-rays to a portion of the imaging area;
  • An X-ray sensor detecting the X-rays passing through a portion of the photographing area;
  • a moving unit which moves at least one of the X-ray source and the X-ray sensor so that the X-ray source and the X-ray sensor radiate and detect X-rays passing through substantially the entire area of the imaging area in various directions of the imaging area;
  • an X-ray imaging apparatus including an image processor for implementing a three-dimensional image of the entire imaging area as a result of X-ray detection of the entire area of the imaging area detected by the X-ray sensor.
  • a part of the photographing area may be a partial area of less than 1/2 of the photographing area.
  • the X-ray sensor is characterized in that it has a width less than the radius * magnification of the minimum circle containing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the imaging area.
  • the moving unit may include a rotary arm supporting the X-ray source and the X-ray sensor to face each other with the photographing area therebetween, and rotating around a rotation axis between the X-ray source and the X-ray sensor.
  • the unit may include a rotation arm moving unit configured to move the rotation axis along a plane crossing the rotation axis in at least some sections of the X-ray imaging.
  • the rotary arm moving unit characterized in that for moving the rotation axis along the curve trajectory on the plane.
  • another embodiment of the present invention is an X-ray source for irradiating X-ray to a portion of the imaging area;
  • An X-ray sensor detecting the X-rays passing through a portion of the photographing area;
  • a rotating arm supporting the X-ray source and the X-ray sensor to face each other with the photographing area interposed therebetween, and rotating around an axis of rotation between the X-ray source and the X-ray sensor;
  • an X-ray imaging apparatus including a rotary arm moving unit for moving the rotation axis along a curve trajectory intersecting the rotation axis in at least some sections of X-ray imaging.
  • the rotating arm moving unit the X-ray source and the X-ray sensor to move the rotation axis so that the X-ray irradiation and detection that passes through substantially the entire area of the imaging area in various directions of the imaging area during the X-ray imaging It is done.
  • a rotation arm support part for supporting the rotation arm through the rotation arm moving part, wherein the rotation arm moving part includes a moving base connected to the rotation shaft and movably installed on the rotation arm support part; A first drive unit which moves the moving base with respect to the rotary arm support to move the rotary shaft along the curve trajectory; And a second driving unit for rotating the rotating shaft with respect to the moving base.
  • the rotary arm moving unit further comprises a curved rail installed on the rotary arm support, characterized in that the movable base is installed to be movable along the curved rail.
  • the rotating arm moving unit may include: a connecting arm connected to the rotating shaft and connected to the rotating arm support and a connecting shaft; A first drive unit rotating the connection shaft with respect to the rotation arm support to move the rotation shaft along the curve trajectory; And a second driving unit rotating the rotating shaft with respect to the connection arm driving unit.
  • the shaft adjusting unit is characterized in that for adjusting the distance between the connecting shaft and the rotating shaft.
  • the X-ray sensor has a width less than a radius of a minimum circle * magnification factor that includes a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the photographing area, wherein a part of the photographing area is a part of less than 1/2 of the photographing area. It is characterized by an area.
  • an embodiment of the present invention a) X-ray detection results of transmitting a substantially full area of the shooting area by irradiating and detecting X-rays to a partial area of less than 1/2 of the shooting area in various directions of the shooting area Obtaining; b) an X-ray imaging method including implementing a 3D image of the entire photographing area as a result of the X-ray detection.
  • step b) the X-ray detection results are reconstructed by a reconstruction algorithm to implement the 3D image, and the reconstruction algorithm is a CS (Compressed Sensing) based repetitive reconstruction algorithm or BP (Back Projection) Characterized in that it is at least one of FBP (Filter Back Projection) algorithm including. And correcting the X-ray detection result such that the reconstruction condition for each position of the imaging area is constant after step a) and before step b).
  • the X-rays may be corrected for each transmission direction.
  • the reconstruction condition may be at least one of an enlargement ratio of the X-ray detection result or an overlapping frequency of the X-rays in the photographing area.
  • another embodiment of the present invention comprises the steps of determining the X-ray irradiation direction passing through a portion of less than half of the photographing area in each of the various directions of the zero region; Irradiating the X-rays along the X-ray irradiation direction and obtaining an X-ray detection result passing through the imaging area; It provides an X-ray imaging method comprising the step of realizing a three-dimensional image of the entire imaging area as a result of the X-ray detection.
  • the step a), the X-ray irradiation direction is determined so that the X-rays transmit substantially the entire area of the imaging area
  • the X-ray irradiation direction is determined so that is greater than or equal to a reference value, the reference value is characterized in that 90 ° or more than 180 ° less than 360 °.
  • the present invention provides an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method for implementing a three-dimensional image of the entire photographing region with X-rays in various directions passing through portions of the photographing region, respectively. Therefore, an accurate three-dimensional image of the entire photographing area can be obtained with a small width X-ray sensor having a smaller width than that of a conventional X-ray CT image, in particular, a small width less than the radius of a minimum circle containing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the photographing area.
  • the X-ray imaging method and the X-ray imaging apparatus according to the present invention does not have the possibility of physical interference such as the collision of the X-ray source or the X-ray sensor and the subject during X-ray imaging, maximizes the convenience of control for mechanical driving, vibration It is possible to minimize the deterioration of reliability of X-ray imaging, etc., which has the advantage of enabling safer and more stable X-ray imaging.
  • 1 is a typical X-ray panoramic image.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a general X-ray panoramic image capturing method.
  • 3 is a typical X-ray CT image.
  • Figure 4 is a schematic diagram showing a general X-ray CT imaging method.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between a photographing area, an X-ray source, and an X-ray sensor of a general X-ray CT imaging method.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an X-ray imaging method according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an X-ray imaging apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an X-ray irradiation angle range for each position for implementing a 3D image of a photographing area.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the X-ray irradiation direction for each position for implementing a three-dimensional image of the photographing area.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a process of projecting an X-ray irradiation direction for each position on a curved trajectory for implementing a 3D image of a photographing area.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a result of projecting an X-ray irradiation direction for each position on a curved trajectory for implementing a 3D image of a photographing area.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the difference between the magnification of the X-ray detection result and the X-ray overlapping degree in the photographing area according to the X-ray irradiation direction.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing before and after compensation of an X-ray overlapping degree in a photographing area.
  • FIG. 14 is a flowchart of an X-ray imaging method according to the present invention.
  • 15 is a side view of the X-ray imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • 16 is a plan view of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a perspective view of an X-ray imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the imaging area 18, the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 of the X-ray imaging method according to the present invention
  • Figure 7 is a X-ray imaging method according to the present invention It is a schematic diagram which shows the structure outline.
  • the X-ray imaging method is X-ray source 112 for irradiating X-rays to a portion of the imaging area 18 in various directions of the imaging area 18, respectively, in various directions of the imaging area 18, respectively.
  • An X-ray sensor 114 for detecting X-rays passing through a portion of the photographing area 18 and an image processor 140 for implementing a 3D image of the entire photographing area 18 as a result of the detection of the X-ray sensor 114 are used.
  • the photographing region 18 consistently means an FOV, that is, a 3D image realization region.
  • the X-ray source 112 includes adjusting means such as a collimator for controlling the irradiation angle and the irradiation area of the X-rays, and thus, the photographing area 18 in various directions of the photographing area 18 with respect to the entire area of the photographing area 18.
  • X-rays corresponding to the X-ray sensor 114, which will be described later, are irradiated as a part of the image, particularly less than 1/2 of the photographing area 18.
  • the X-ray sensor 114 is a width smaller than the radius of the smallest circle * magnification which includes a small width, in particular, a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the photographing area 18, and is disposed to face the X-ray source 112 so as to face the photographing area 18.
  • X-rays transmitted through a partial area of less than 1/2 of the photographing region 18 are detected in various directions of the photographing region 18 with respect to the entire area.
  • At least one of the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 is movable by a predetermined moving part, preferably of the rotary arm 110, which is an arm or a gantry-type instrument. It is fixed to both ends and moves oppositely with the photographing area 18 therebetween.
  • a rotating shaft 111 is provided between the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 of the rotating arm 110, and the rotating shaft 111 is rotated in a predetermined angle range in at least some sections of the X-ray imaging. It moves along the plane intersecting with the rotating shaft 111. Rotation and movement of the rotary shaft 111 will be described in more detail in the corresponding part.
  • the imaging area 18 may be, for example, a partial area of the head 10 including the arch of the examinee. That is, as shown in the drawing, the photographing area 18 may have an arch shape or a horseshoe shape having a cross section perpendicular to the longitudinal direction.
  • the present invention is not limited thereto, and the imaging area 18 of the X-ray imaging method according to the present invention may have a cross section perpendicular to the longitudinal direction to be transformed into various shapes according to purposes such as circles, ellipses, arches, and the like.
  • the X-ray sensor 114 exhibits a width less than the radius * magnification of the minimum circle that contains a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the photographing area 18.
  • the X-ray imaging method according to the present invention X-rays partially passing through the imaging area 18 are irradiated and detected on the entire area of the imaging area 18 in various directions of the imaging area 18, thereby capturing the imaging area 18.
  • the X-ray imaging method according to the present invention is characterized by defining the X-ray irradiation direction for each position necessary for implementing the 3D image of the photographing area 18.
  • the X-ray imaging method according to the present invention uses X-rays of various directions partially passing through the imaging area 18, the X-ray irradiation direction for each position of the imaging area 18 may be different. Meanwhile, in order to realize a 3D image by reconstructing the X-ray detection result, a predetermined range of X-ray irradiation angles are required over a substantially entire area of the imaging area 18.
  • the X-ray irradiation angle range varies depending on the reconstruction algorithm. For example, when using CS (Compressed Sensing) -based repetitive reconstruction algorithms, the filter back including FB (Back Projection) including BP (Back Projection) is over 90 °. When using the projection algorithm, it is known to be over 180 °.
  • the X-ray imaging method according to the present invention since X-rays partially pass through the imaging area 18 in various directions of the imaging area 18, the X-ray irradiation direction for each location is different, and thus three-dimensional depending on the location.
  • the X-ray irradiation angle range required for image realization may be greatly different or insufficient.
  • the X-ray imaging method determines the X-ray irradiation direction for each position for the three-dimensional image implementation of the imaging region 18 in consideration of the X-rays of all directions partially passing through the imaging region 18, thereby It is characterized in that to secure the X-ray irradiation angle range required for the three-dimensional image implementation over the substantially entire area of the imaging area (18).
  • FIG. 8 illustrates an X-ray irradiation angle range for each position required for 3D image implementation in the X-ray imaging method according to the present invention.
  • the X-ray irradiation angle range is determined in consideration of X-rays in all directions partially passing through the imaging area 18, and the imaging area 18 so that the X-ray irradiation angle range of the entire area of the imaging area 18 is greater than or equal to the reference value.
  • the reference value of the X-ray irradiation angle range may be 90 ° or 180 ° or more and 360 ° or less.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the X-ray irradiation direction for each position for implementing the 3D image of the photographing area 18 in the X-ray imaging method according to the present invention.
  • an X-ray irradiation direction for each position for 3D image is indicated by an arrow on the arch path 182 under the assumption that the photographing area 18 is an arch shape or a horse hoof shape including the arch of the examinee. For convenience, it is divided into 1 ⁇ 9.
  • the direction indicated by each arrow corresponds to the X-ray irradiation direction.
  • the X-ray irradiation direction for each position for the three-dimensional image implementation of the imaging area 18 is defined, by moving and rotating the axis of rotation between the X-ray source and the X-ray sensor as appropriate, arrows and X-rays at the points 1 ⁇ 9 respectively
  • the X-ray irradiation angle range for each position required for 3D image realization may be satisfied.
  • the X-ray photographing method defines an X-ray irradiation direction for each position necessary for implementing a 3D image of the photographing area 18, and then projects the X-ray irradiation direction for each position onto at least one curve trace 160c. It is another feature to determine the movement trajectory of the rotation axis between the source and the X-ray sensor.
  • the X-ray imaging method extends the X-ray irradiation direction for each position of the predefined photographing area 18 in the corresponding direction to project the intersecting at least one curved trace 160c.
  • the X-ray irradiation directions of the points 1 to 9 are projected one-to-one to the points a to i on the curve traces 160c, respectively.
  • the curve trajectory 160c may be a closed curve shape in which a starting point and an end point meet each other, such as a circular or oval shape, or an open curve shape in which the starting point and the end point are separated from each other.
  • the number and shape of the curve traces 160c may be appropriately adjusted on the assumption that substantially all of the X-ray irradiation direction for each position of the predefined imaging area 18 is cross-projected.
  • the curved trace 160c becomes the actual movement trajectory of the rotation axis between the X-ray source and the X-ray sensor in the X-ray imaging apparatus according to the present invention described below, there is no possibility of physical interference such as collision with the subject, and the X-ray source and the X-ray sensor It needs to be designed to maximize the convenience of control due to the mechanical movement and to minimize the deterioration factors of the X-ray image such as vibration.
  • the curved trajectory 160c preferably represents a concentric circle or similar form including two or less circular trajectories of varying sizes, while the movement and rotation of the rotational axis along each circular trajectory is in one direction without reverse direction. Is defined.
  • substantially all of the X-ray irradiation direction for each position required for realizing the 3D image of the photographing area 18 may be cross projected onto at least one curved trace 160c.
  • the at least one curve trace 160c is a movement trace of a rotation axis between the X-ray source and the X-ray sensor in the X-ray imaging apparatus according to the present invention.
  • the X-ray source and the X-ray sensor are appropriately rotated while moving the rotation axis along the curve trace 160c to adjust the X-ray irradiation direction projected on the curve trace 160c. Accordingly, X-ray imaging is performed on each of the X-rays, and X-ray detection results of passing through portions of the imaging area 18 are obtained.
  • the X-ray detection result thus obtained passes through the entire area of the photographing area 18 in a part of the photographing area 18 in various directions of the photographing area 18, that is, for each part of less than 1/2 of the photographing area 18.
  • the X-ray irradiation angle range required for the three-dimensional image is satisfied over substantially the entire area of the imaging area 18.
  • the X-ray detection result may be implemented as a 3D image of the entire photographing area 18 through a reconstruction process in the image processing unit (see 140 of FIG. 7), which is an X-ray imaging method according to the present invention.
  • the image processor 140 includes a predetermined reconstruction algorithm.
  • the X-ray imaging method according to the present invention uses X-rays passing through portions of the imaging area 18 in various directions of the imaging area 18, the reconstruction conditions may be different according to the X-ray irradiation direction. Therefore, the X-ray imaging method according to the present invention uniformly adjusts the reconstruction condition according to the X-ray irradiation direction for each position of the imaging area 18, which is another feature of the present invention.
  • the minimum unit of the X-ray three-dimensional image is a voxel
  • the reconstruction is a CT number or a HU (Hounsfield Unit) of the voxel on the transmission path of the X-ray using the detection result of the X-ray sensor 114 in various directions.
  • CT number of the voxel or the HU is obtained as a result of X-ray detection in various directions penetrating the voxel.
  • Reconstruction conditions such as magnification and X-ray overlap should be constant.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing that the magnification of the X-ray detection result according to the X-ray irradiation direction and the X-ray superposition degree for each position in the imaging area 18 may be different in the X-ray imaging method according to the present invention.
  • the X-rays passing through one point M1 in the photographing area 18 are X-ray detection results of R1 and R2 positions, respectively. Obtained.
  • the X-ray imaging method according to the present invention projects the X-ray irradiation direction to at least one curved trajectory, so that the distance between M1 and R1 and the distance between M1 and R2 may be different from each other. Magnification ratios of the X-ray detection results for the same point in 18 may be different.
  • X-rays passing through one point M1 in the shooting area 18 result in X-ray detection results at positions R1 and R2, respectively, but X-rays passing through another point M2 in the shooting area 18 are detected only at R2 ', so M1 and M2. Even if the same material, the CT number or the HU of the voxel may be different from each other.
  • the X-ray image processing method compensates the magnification of the X-ray detection result according to the X-ray irradiation direction and the degree of X-ray overlapping in the imaging area 18 according to the X-ray irradiation direction, according to the X-ray irradiation direction.
  • the 3D image of the photographing area 18 is realized through a reconstruction process by a predetermined reconstruction algorithm.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a process of compensating an X-ray overlapping degree for each X-ray irradiation direction in the X-ray image processing method according to the present invention. That is, referring to the left side (a) of the drawing, X-rays passing through portions of the photographing area 18 in various directions of the photographing area 18 respectively show different degrees of overlap for each location of the photographing area 18. On the other hand, in the X-ray imaging method according to the present invention, if the X-ray overlapping degree in the photographing area 18 is compensated for each X-ray irradiation direction, the X-ray overlapping degree for each position of the photographing area 18 is uniformed as shown in (b) of the figure. Can be.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an X-ray imaging method according to the present invention.
  • the X-ray image photographing method determines the photographing area in consideration of the photographing purpose (st1).
  • the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the photographing area may represent various shapes such as a circle, an ellipse, and an arc.
  • the X-ray sensor for X-ray imaging of the shooting area represents a small width less than the radius * magnification factor of the minimum circle that includes the shooting area, and the X-ray source and the X-ray sensor of the rotary arm can move and rotate along the rotation axis therebetween. It is fixed at both ends.
  • the X-ray imaging method defines the X-ray irradiation direction for each position for the three-dimensional image of the imaging area (st2).
  • the X-ray irradiation direction for each location is determined to satisfy the X-ray irradiation angle range required for 3D image reconstruction of the photographing area in consideration of X-rays in all directions passing through the photographing area.
  • the X-ray imaging method sets at least one curve trajectory (st3).
  • the X-ray irradiation direction for each position necessary for implementing the 3D image of the photographing area is projected on the curve trace.
  • the curved trace is one or more of which substantially all of them cross each other when the X-ray irradiation direction for each position required for 3D image is extended in the corresponding direction, and the number or shape thereof is not particularly limited.
  • the curved trajectory is the rotation and movement trajectory of the rotation axis between the X-ray source and the X-ray sensor, there is no possibility of physical interference such as collision with the subject, and the convenience of control according to the physical and mechanical movement of the X-ray source and the X-ray sensor is maximized. It needs to be designed to minimize the deterioration factors of X-ray image such as vibration and vibration.
  • the curved trajectory preferably represents a concentric circle or similar form including two or less circular trajectories of varying sizes, and the movement and rotation of the rotation axis in each circular trajectory are defined in one direction without reverse direction change.
  • the X-ray imaging method determines at least one curve trajectory as a movement trajectory of the rotation axis between the X-ray source and the X-ray sensor, and properly rotates the X-ray source and the X-ray sensor while moving the rotation axis along the curve trajectory.
  • X-ray imaging is performed along the X-ray irradiation direction projected on the curved trajectory to obtain X-ray detection results passing through portions of the photographing area, respectively.
  • the X-ray imaging method uniformly adjusts the magnification of the X-ray detection result and the X-ray superposition degree for each position of the photographing area as reconstruction conditions according to the X-ray irradiation direction (st5), and finally, to a predetermined reconstruction algorithm.
  • the 3D image of the photographing area is realized through the reconstruction (st6).
  • the axis of rotation between the X-ray source and the X-ray sensor should be rotatable while moving along the curve trajectory. Accordingly, the present invention provides an X-ray imaging apparatus in which a rotation axis between an X-ray source and an X-ray sensor rotates and moves along a curve trajectory in at least some sections of X-ray imaging.
  • 15 and 16 are a plan view and a side view, respectively, of a part of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. For convenience, only a part of the imaging unit 102 including an X-ray source 112 and an X-ray sensor 114 is shown. Indicated.
  • the imaging unit 102 of the X-ray imaging apparatus is a rotary arm 110 for supporting the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114, a rotary arm support for supporting the rotary arm 110 120, a rotary arm moving unit 150 connecting the rotary arm 110 and the rotary arm support unit 120 to allow the rotary arm 110 to rotate and move with respect to the rotary arm support unit 120. do.
  • the rotary arm 110 is a gantry or similar form, and the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 are installed at both ends of the rotary arm 110 to face each other.
  • the rotating shaft 111 is provided between the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 of the rotary arm 110.
  • the rotary arm supporter 120 may be connected to intersect the column 400 to move up and down along the column 400, and support the rotary arm 110 via the rotary arm moving unit 150. do.
  • the rotary arm moving unit 150 connects the rotary arm 110 and the rotary arm support unit 120 while allowing the rotary shaft 111 of the rotary arm 110 to rotate and move relative to the rotary arm support unit 120.
  • the rotary shaft moving unit 150 for this purpose is a curved rail 151 which defines a curved track, and a moving base 152 which is moved along the curved rail 151 and rotatably connected to the rotary shaft 111 of the rotary arm 110. It includes.
  • the curved rail 151 may be installed on the rotary arm support unit 120, and the movable base 152 may include a rotary arm driving unit 115 for rotating the rotary shaft 111 and a movable base 152 along the curved rail 151. It includes a driving drive unit 153 for moving.
  • the guide roller 154 is disposed to face the driving driver 153 with the curved rail 151 therebetween to guide the movable base 152 to be movable along the curved rail 151.
  • the driving unit 153 may include, for example, a pulley in rolling contact with the motor and the curved rail 151, and another example may include a pinion engaged with the rack when a rack is formed on the outer circumferential surface of the curved rail 151. can do.
  • the rotary arm driving unit 115 may also include a motor as an example, and may include a gear for transmitting the rotational force of the motor to the rotary shaft 111 of the rotary arm 110 if necessary.
  • the curved rail 151 defines a curve trajectory, which is a movement path of the rotating shaft 111 as shown in the figure.
  • the rotating shaft 111 is moved along the curve trace by the curved rail 151 by the moving base 152, the movement of the rotating shaft 111 may be made in parallel with the rotation of the rotating shaft 111.
  • parallelism includes cases of simultaneous or sequential.
  • the rotating shaft 111 is moved and rotated along the curve trajectory of the curved rail 151 in at least some sections during X-ray imaging.
  • the curved rail 151 is not limited to a circle, unlike the drawing, and may be a closed curve in which the starting point and the end point meet each other, such as a circular or elliptical shape, or an open curve in which the starting point and the end point are separated from each other. That is, the shape of the curved rail 151 may be designed according to the curve trajectory of the rotation axis 111. This has been discussed earlier.
  • the rotation axis 111 between the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 may move and rotate along a curved trajectory in at least some sections of the X-ray imaging.
  • the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 may irradiate and detect X-rays passing through portions of the photographing area with respect to the entire area of the photographing area in various directions of the photographing area.
  • 17 is a perspective view of an X-ray imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the rotary arm moving unit 150 connecting the rotary arm support unit 120 and the rotary arm 110 includes a connection arm 130 when compared with the previous embodiment. There is a characteristic.
  • the rotating shaft 111 is connected to one side of the connecting arm 130 so that the rotating arm 110 can rotate about the rotating shaft 111 with respect to the connecting arm 130, and the other side of the connecting arm 130 rotates.
  • the arm support 120 is connected to the connection shaft 121 so that the connection arm 130 may rotate about the connection shaft 121 with respect to the rotary arm support 120.
  • the rotary arm support 120 may be provided with a driving unit for rotating the connecting shaft 121 of the connection arm 130, the connection arm 130 or the rotary arm 110 It may be provided with another driving unit for rotating the rotating shaft 111.
  • the connecting arm 130 may be provided with an axis adjusting unit 131a capable of moving at least one of the rotating shaft 111 and the connecting shaft 121.
  • the axis adjusting unit 131a may include a rotating shaft. At least one of the 111 and the connecting shaft 121 is moved along the longitudinal direction of the connecting arm 130 to adjust the distance between the two axes.
  • the curve of the movement trajectory of the rotating shaft 111 may be variously adjusted during X-ray imaging.
  • the rotation axis 111 between the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 moves and rotates along a curved trajectory in at least some sections of the X-ray imaging.
  • the X-ray source 112 and the X-ray sensor 114 may irradiate and detect X-rays passing through portions of the photographing area, respectively, on the entire area of the photographing area in various directions of the photographing area.
  • the X-ray imaging apparatus may include a display device for displaying such a 3D image.
  • the 3D image may be a wired or wireless X-ray imaging apparatus according to the present invention. It is also possible to display a display device such as a separate computer connected thereto.
  • the display device may display a 3D image of the photographing area (see lower right) and provide various tomography images according to an arbitrary position and direction desired by the user.
  • the photographing area is an arch or a horseshoe shape including the arch of the subject
  • the arch portion of the subject may be displayed as a 3D image through the display device, and various tomographic images in the 3D image may be displayed together.
  • an image processing unit or a separate computer is preferably equipped with a predetermined program to display an X-ray tomography image representing the entire trajectory of the archery on the display device based on a user-specified position using an input unit or the like in the 3D image.
  • a panoramic cross section perpendicular to a user-specified trajectory may be displayed on the display device.
  • the panoramic cross section is the standard image most familiar to the dentist, as well as the cross-sectional conversion from the three-dimensional image, the length information is very accurate, and there is no limit in the existing transmission image such as tooth overlap and blurring by the cervical spine. Therefore, its use range is very wide.

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Abstract

본 발명은 촬영영역(Field Of View, FOV)을 내포하는 최소원의 반지름 미만인 소형 폭의 엑스선 센서로 촬영영역 전체의 3차원 엑스선 영상을 얻기 위한 엑스선 영상촬영장치 및 엑스선 영상촬영방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 촬영영역의 일부분으로 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 상기 촬영영역의 일부분을 투과한 상기 엑스선을 검출하고, 상기 촬영영역의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름 미만의 폭을 나타내는 엑스선 센서; 상기 촬영영역을 사이에 두고 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 서로 대향하도록 지지하고, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 회전 및 이동하여, 상기 엑스선이 상기 촬영영역의 여러 방향에서 상기 촬영영역의 전 면적에 조사되도록 하는 회전암을 포함하는 엑스선 영상촬영장치 및 이를 이용한 엑스선 영상촬영방법을 제공한다.

Description

엑스선 영상촬영장치 및 엑스선 영상촬영방법
본 발명은 엑스선 영상촬영에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소형 폭, 특히 촬영영역(Field Of View, FOV)의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름 미만인 소형 폭의 엑스선 센서로 촬영영역 전체의 3차원 엑스선 영상을 구현하는 엑스선 영상촬영장치 및 엑스선 영상촬영방법에 관한 것이다.
엑스선은 물체를 투과하면서 컴프턴 산란(compton scattering), 광전 효과(photoelectric effect) 등 물질고유의 엑스선 감쇄계수에 따라 감쇄한다.
엑스선 영상촬영은 이 같은 엑스선의 투과특성을 이용한 방사선사진법으로서 촬영대상의 촬영영역(Field Of View, FOV)을 투과하는 과정 중에 누적된 엑스선의 감쇄량에 기초해서 촬영영역의 내부구조에 대한 엑스선 영상을 구현한다. 그리고 이를 위한 엑스선 영상촬영장치는 촬영영역으로 엑스선을 조사하는 엑스선 소스, 촬영영역을 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 센서 그리고 엑스선 센서의 검출결과로 촬영영역의 엑스선 영상을 구현하는 영상처리부를 포함한다.
한편, 최근 들어 엑스선 영상촬영은 반도체 및 정보처리기술의 발전에 힘입어 디지털 센서를 이용한 DR(Digital Radiography)로 빠르게 대체되는 가운데 엑스선 영상촬영기술 또한 다양하게 진보하고 있다.
일례로, 도 1은 치과분야에서 사용되는 일반적인 치아 및 치아주변조직의 엑스선 파노라마 영상이고, 도 2는 일반적인 엑스선 파노라마 영상의 촬영방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
엑스선 파노라마 영상은 촬영영역(2), 즉 피검자의 악궁 부분을 사이에 두고 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5)를 대향 이동시키면서 악궁 궤적에 대해 구간 별로 엑스선 촬영을 하고, 이들 촬영 결과를 이어 붙여 악궁 궤적에 따른 치아 및 치아주변조직의 배치관계를 하나의 투과영상에 펼쳐 표시한다. 때문에 치아 및 치아주변조직의 전체적인 배치관계를 쉽게 파악할 수 있어 치과 전문의 등에게 가장 익숙한 표준영상으로 활용되고 있다.
그리고 이 같은 엑스선 파노라마 영상촬영을 위해 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5) 사이의 회전축(3)은 소정의 각도범위로 회전하는 동시에 소정의 길이범위로 직선 운동하는 2축 구동방식을 나타내고, 이를 통해 회전축(3)과 엑스선 센서(5) 사이의 일정지점에 정의되는 초점구간을 악궁 궤적을 따라 스캔 이동시키면서 악궁 궤적에 대한 구간 별 치아 및 치아주변조직의 엑스선 검출결과를 획득한다.
하지만, 엑스선 파노라마 영상은 길이정보의 정확도가 떨어지고 치아 겹침이나 경추에 의한 블러링(blurring) 등 투과 영상의 한계가 존재한다.
또 다른 예로서, 도 3은 치과 및 관련의료부문에서 사용되는 일반적인 두부의 엑스선 CT 영상이고, 도 4는 일반적인 엑스선 CT 영상의 촬영방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
엑스선 CT 영상은 촬영영역(2), 즉 피검자의 두부를 사이에 두고 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5)를 대향 회전시키면서 엑스선 촬영을 하고, 이들 촬영 결과를 소정의 재구성 알고리즘으로 재구성하여 촬영영역에 대한 3차원 영상을 표시한다. 때문에 촬영영역의 전체에 대한 3차원 영상(도 3의 우측 하단에 해당)은 물론 사용자가 원하는 위치 및 방향에 따른 단층 영상(도 3의 좌측 상하단, 우측 상단에 해당)을 정확히 표시할 수 있어 치과 전문의 등에게 임플란트 시술과 같은 고도의 정밀성이 요구되는 분야에 활용되고 있다.
그리고 이 같은 엑스선 CT 촬영을 위해 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5) 사이의 회전축(3)은 촬영영역(2)의 길이방향을 향하는 중심축에 고정된 상태로 소정의 각도범위에서 회전하는 1축 구동을 하며, 이로써 회전축(3)을 중심에 두고 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5) 간 접선의 회전으로 정의되는 원기둥 형상의 촬영영역(2) 전체에 대해 여러 방향에서 엑스선 검출결과를 획득한다.
하지만, 일반적인 엑스선 CT 영상은 엑스선 파노라마 영상 대비 촬영영역에 조사되는 방사선량이 상대적으로 많고, 대면적, 특히 대형 폭의 엑스선 센서가 필요하다는 단점을 나타낸다.
좀더 자세히, 일반적인 엑스선 CT 영상을 얻기 위해서 엑스선 센서는 촬영영역의 여러 방향에서 촬영영역의 전면적을 투과한 엑스선을 검출해야 한다.
일례로, 치과분야에서 흔히 사용되는 콘빔(cone beam) 형태의 엑스선으로 제 1 폭(w1, 단 w1은 촬영영역의 최대폭) 및 제 1 높이(t1, 단 t1은 촬영영역의 최대높이)의 촬영영역을 엑스선 CT 촬영하는 경우를 살펴본다. 도 5는 해당 경우를 나타내고 있다.
보이는 것처럼, 일반적인 엑스선 CT 촬영에서 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5) 사이의 회전축(3)은 촬영영역(2)의 길이방향을 향한 중심축에 고정된 상태로 소정의 각도범위에서 1축 회전을 한다. 이때, 엑스선 센서(5)의 제 2 폭(w2)은 엑스선 소스(4)와 촬영영역(2)(의 중심축 사이의 거리(d1) 대 엑스선 소스(4)와 엑스선 센서(5) 사이의 거리(d2)의 비로 정의되는 엑스선 영상촬영장치의 확대율(d2/d1)이 반영된 제 1 폭(w1) 이상, 즉 w2≥ (d2/d1)*w1 이어야 하고, 엑스선 센서(5)의 제 2 높이(t2) 또한 엑스선 촬영장치의 확대율(d2/d1)이 반영된 제 1 높이(t1) 이상, 즉 t2≥(d2/d1)*t1 이어야 비로소 촬영영역(2)의 여러 방향에서 촬영영역(2)의 전면적을 투과한 엑스선을 검출할 수 있다. 그 결과 촬영영역(2)은 길이방향에 수직한 단면의 지름이 제 1 폭인 원형으로서 제 1 높이의 원기둥 형태가 된다.
참고로, 목적에 따라서는 엑스선 CT 촬영 시 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축이 촬영영역의 길이방향을 향하는 중심축과 일치하는 것을 전제로, 회전축의 좌측 또는 우측의 촬영영역 중 어느 하나를 투과하는 반치폭(Full Width Half Maximum, FWHM)의 비대칭 엑스선을 사용하여 엑스선 센서의 제 2 폭(w2)을 w2≥(d2/d1)*w/2까지 축소하는 이른바 하프빔(half beam) 또는 하프 스캔(half scan) 방식이 사용될 수도 있다.
하지만 어떠한 방식이든 엑스선 CT 촬영을 위한 엑스선 센서는 그 폭이 촬영영역의 길이방향에 수직단면인 원의 반지름 이상이어야만 촬영영역 전체에 대한 3차원 영상구현이 가능하다. 따라서 엑스선 파노라마 촬영을 위한 엑스선 센서 대비 월등히 큰 폭을 나타낸다.
실제로 동일 촬영영역에 대해 엑스선 파노라마 영상과 엑스선 CT 영상을 얻고자 할 경우에 엑스선 파노라마 촬영용 엑스선 센서는 그 폭이 5~20mm에 불과한 슬릿 형태를 나타내는 반면, 엑스선 CT 촬영용 엑스선 센서는 그 폭이 높이에 버금가는 정사각형 내지는 이와 유사한 형태를 나타낸다.
그리고 일반적인 엑스선 센서는 사이즈에 따라 가격이 비약적으로 상승하는바, 엑스선 CT 장치는 대형 폭의 엑스선 센서 및 이로 인한 장비의 고가화를 피할 수 없고, 엑스선 센서의 면적 증가로 인해 피검자에게 조사되는 방사선량 또한 증가하는 단점을 나타낸다.
본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 소형 폭, 특히 촬영영역의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름 미만인 소형 폭의 엑스선 센서로 촬영영역 전체에 대한 3차원 영상을 구현하는 엑스선 영상촬영방법 및 엑스선 영상촬영장치를 제공하는데 목적을 둔다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 촬영영역의 일부분으로 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 상기 촬영영역의 일부분을 투과한 상기 엑스선을 검출하는 엑스선 센서; 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 상기 촬영영역의 여러 방향에서 상기 촬영영역의 실질적인 전 면적을 투과하는 엑스선을 조사 및 검출하도록 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서 중 적어도 하나를 이동시키는 이동부; 상기 엑스선 센서로 검출되는 상기 촬영영역의 전 면적에 대한 엑스선 검출결과로 상기 촬영영역 전체의 3차원 영상을 구현하는 영상처리부를 포함하는 엑스선 영상촬영장치를 제공한다.
이때, 상기 촬영영역의 일부분은 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부영역인 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 엑스선 센서는, 상기 촬영영역의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름*확대율 미만의 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 이동부는, 상기 촬영영역을 사이에 두고 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 서로가 마주보도록 지지하고, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 회전하는 회전암을 포함하고, 상기 이동부는, 엑스선 영상촬영 중 적어도 일부 구간에서 상기 회전축을 상기 회전축과 교차하는 평면을 따라 이동시키는 회전암 이동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 회전암 이동부는, 상기 회전축을 상기 평면 상의 곡선궤적을 따라 이동시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예는 촬영영역의 일부분으로 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 상기 촬영영역의 일부분을 투과한 상기 엑스선을 검출하는 엑스선 센서; 상기 촬영영역을 사이에 두고 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 서로 대향하도록 지지하고, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전암; 엑스선 영상촬영 중 적어도 일부 구간에서 상기 회전축을 상기 회전축과 교차하는 곡선궤적을 따라 이동시키는 회전암 이동부를 포함하는 엑스선 영상촬영장치를 제공한다.
이때, 상기 회전암 이동부는, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 상기 엑스선 영상촬영 중 상기 촬영영역의 여러 방향에서 상기 촬영영역의 실질적인 전 면적을 투과하는 엑스선 조사 및 검출하도록 상기 회전축을 이동시키는 것을 특징으로 한다. 또는 상기 회전암 이동부를 매개로 상기 회전암을 지지하는 회전암 지지부를 더 포함하고, 상기 회전암 이동부는, 상기 회전축이 연결되고 상기 회전암 지지부에 이동 가능하게 설치되는 이동베이스; 상기 회전암 지지부에 대해 상기 이동베이스를 이동시켜 상기 회전축이 상기 곡선궤적을 따라 이동하게 하는 제 1 구동부; 상기 이동베이스에 대해 상기 회전축을 회전시키는 제 2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 회전암 이동부는, 상기 회전암 지지부에 설치되는 곡선레일을 더 포함하여, 상기 이동베이스는 상기 곡선레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전암 이동부는, 상기 회전축이 연결되고 상기 회전암 지지부와 연결축으로 연결되는 연결암; 상기 회전암 지지부에 대해 상기 연결축을 회전시켜 상기 회전축이 상기 곡선궤적을 따라 이동하게 하는 제 1 구동부; 상기 연결암 구동부에 대해 상기 회전축을 회전시키는 제 2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 연결축과 상기 회전축 중 적어도 하나를 상기 연결암에 대해 이동시키는 축 조정부를 더 포함하고, 상기 축 조정부는 상기 연결축과 상기 회전축 사이 간격을 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 엑스선 센서는 상기 촬영영역의 길이방향에 수직한 단면을 내포하는 최소원의 반지름*확대율 미만의 폭을 갖는 것을 특징으로 하고, 상기 촬영영역의 일부분은 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부영역인 것을 특징으로 한다.
또 다른 한편, 본 발명의 일 실시예는 a) 촬영영역의 여러 방향에서 각각 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부 영역으로 엑스선을 조사 및 검출하여 상기 촬영영역의 실질적인 전면적을 투과한 엑스선 검출결과를 얻는 단계; b) 상기 엑스선 검출결과로 상기 촬영영역 전체의 3차원 영상을 구현하는 단계를 포함하는 엑스선 영상촬영방법을 제공한다.
이때, 상기 b) 단계는, 상기 엑스선 검출결과를 재구성 알고리즘으로 재구성하여 상기 3차원 영상을 구현하는 것을 특징으로 하고, 상기 재구성 알고리즘은 CS(Compressed Sensing) 기반의 반복적 재구성 알고리즘 또는 BP(Back Projection)를 포함하는 FBP(Filter Back Projection) 알고리즘 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다. 상기 a) 단계 후 상기 b) 단계 전, 상기 촬영영역의 위치 별 상기 재구성 조건이 일정하도록 상기 엑스선 검출결과를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 엑스선 검출결과는 상기 촬영영역에 대한 상기 엑스선의 투과방향 별로 보정되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 재구성 조건은, 상기 엑스선 검출결과의 확대율 또는 상기 촬영영역 내 상기 엑스선의 중첩횟수 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 실시예는 영영역의 여러 방향에서 각각 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부 영역을 투과하는 엑스선 조사방향을 결정하는 단계; 상기 엑스선 조사방향을 따라 상기 엑스선을 조사하고 상기 촬영영역을 투과한 엑스선 검출결과를 얻는 단계; 상기 엑스선 검출결과로 상기 촬영영역 전체의 3차원 영상을 구현하는 단계를 포함하는 엑스선 영상촬영방법을 제공한다.
이때, 상기 a) 단계는, 상기 엑스선이 상기 촬영영역의 실질적인 전 면적을 투과하도록 상기 엑스선 조사방향을 결정하는 것을 특징으로 하고, 상기 a) 단계는, 상기 촬영영역의 위치 별 상기 엑스선 조사각도범위가 기준치 이상이 되도록 상기 엑스선 조사방향을 결정하는 것을 특징으로 하며, 상기 기준치는 90° 또는 180° 이상 360° 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 촬영영역의 일부분을 각각 투과하는 여러 방향의 엑스선으로 촬영영역 전체의 3차원 영상을 구현하는 엑스선 영상촬영장치 및 엑스선 영상촬영방법을 제공한다. 따라서 기존의 엑스선 CT 영상촬영 대비 소형 폭, 특히 촬영영역의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름 미만인 소형 폭의 엑스선 센서로도 촬영영역 전체에 대해 정확한 3차원 영상을 얻을 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법 및 엑스선 영상촬영장치는 엑스선 영상 촬영 중 엑스선 소스 또는 엑스선 센서와 피검자의 충돌과 같은 물리적인 간섭 가능성이 없고, 기계적 구동에 대한 제어의 편의성을 최대화 하며, 진동 등 엑스선 촬영의 신뢰성 저하요인을 최소화 할 수 있어 보다 안전하고 안정적인 엑스선 영상촬영이 가능한 장점이 있다.
도 1은 일반적인 엑스선 파노라마 영상.
도 2는 일반적인 엑스선 파노라마 영상촬영방법을 나타낸 모식도.
도 3은 일반적인 엑스선 CT 영상.
도 4는 일반적인 엑스선 CT 영상촬영방법을 나타낸 모식도.
도 5는 일반적인 엑스선 CT 영상촬영방법의 촬영영역과 엑스선 소스 및 엑스선 센서의 관계를 나타낸 모식도.
도 6은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법을 나타낸 모식도.
도 7은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영장치를 나타낸 모식도.
도 8은 촬영영역의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사각도범위를 나타낸 모식도.
도 9는 촬영영역의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향을 나타낸 모식도.
도 10은 촬영영역의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향을 곡선궤적에 투영하는 과정을 나타낸 모식도.
도 11은 촬영영역의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향을 곡선궤적에 투영한 결과를 나타낸 모식도.
도 12는 엑스선 조사방향에 따른 엑스선 검출결과의 확대율과 촬영영역 내엑스선 중첩도 차이를 설명하기 위한 모식도.
도 13은 촬영영역 내 엑스선 중첩도의 보상 전후를 나타낸 모식도.
도 14는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법의 순서도.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상촬영장치의 측면도.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상촬영장치의 평면도.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상촬영장치의 사시도.
도 18은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영결과를 나타낸 도면
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 살펴본다. 참고로 아래에서는 치과용 엑스선 영상촬영을 일례로 설명하지만 본 발명의 기술사상은 이에 한정되지 않는다. 이하의 설명을 참조할 경우에 본 발명의 기술사상은 관련된 모든 엑스선 영상 촬영에 응용 가능함을 당업자라면 쉽게 알 수 있다.
본격적인 설명에 앞서, 이해를 돕기 위해 관련도면을 참조하여 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법의 주요내용을 먼저 살펴본다.
도 6은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법의 촬영영역(18)과 엑스선 소스(112) 및 엑스선 센서(114)의 관계를 간략히 나타낸 모식도이고, 도 7은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법을 위한 구성개요를 나타낸 모식도이다.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역(18)의 여러 방향에서 각각 촬영영역(18)의 일부분으로 엑스선을 조사하는 엑스선 소스(112), 촬영영역(18)의 여러 방향에서 각각 촬영영역(18)의 일부분을 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 센서(114) 그리고 엑스선 센서(114)의 검출결과로 촬영영역(18) 전체의 3차원 영상을 구현하는 영상처리부(140)를 이용한다. 참고로, 본 명세서에서 촬영영역(18)은 일관되게 FOV, 즉 3차원 영상 구현영역을 의미한다.
엑스선 소스(112)는 엑스선의 조사각도 및 조사면적을 제어하는 콜리메이터 등의 조절수단을 포함하며, 이를 통해 촬영영역(18)의 전면적에 대해 촬영영역(18)의 여러 방향에서 각각 촬영영역(18)의 일부분, 특히 촬영영역(18)의 1/2 미만으로서 후술하는 엑스선 센서(114)에 대응되는 엑스선을 조사한다. 그리고 엑스선 센서(114)는 소형 폭, 특히 촬영영역(18)의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름*확대율 미만의 폭으로서, 엑스선 소스(112)와 대향 배치되어 촬영영역(18)의 전면적에 대해 촬영영역(18)의 여러 방향에서 각각 촬영영역(18)의 1/2 미만의 일부 영역을 투과한 엑스선을 검출한다.
이를 위해 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114) 중 적어도 하나는 소정의 이동부에 의해 이동 가능하며, 바람직하게는 암(arm) 또는 겐트리(gantry) 형태의 기구물인 회전암(110)의 양단에 고정되어 촬영영역(18)을 사이에 두고 대향 이동한다. 이를 위해 회전암(110)의 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114) 사이로는 회전축(111)이 마련되고, 상기 회전축(111)은 엑스선 영상촬영의 적어도 일부 구간에서 소정의 각도범위로 회전하면서 회전축(111)에 교차하는 평면을 따라 이동한다. 회전축(111)의 회전 및 이동에 대해서는 해당부분에서 좀더 자세히 설명한다.
한편, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법이 치과용인 경우에 촬영영역(18)은 일례로 피검자의 악궁을 포함하는 두부(10)의 일부 영역이 될 수 있다. 즉, 도면에서와 같이 촬영영역(18)은 길이방향에 수직인 단면이 악궁을 포함하는 아치 형상 내지는 말발굽 형상이 될 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법의 촬영영역(18)은 길이방향에 수직인 단면이 원, 타원, 아치 등 목적에 따라 다양한 도형으로 변형될 수 있다. 다만, 촬영영역(18)의 형태와 무관하게 엑스선 센서(114)는 촬영영역(18)의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름*확대율 미만의 폭을 나타낸다.
그 결과 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역(18)을 각각 부분적으로 투과하는 엑스선을 촬영영역(18)의 여러 방향에서 촬영영역(18)의 전면적에 조사 및 검출함으로써 촬영영역(18) 전체의 3차원 영상을 구현한다. 그리고 이를 위해 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역(18)의 3차원 영상구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사방향을 정의하는 것을 일 특징으로 한다.
좀더 구체적으로, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역(18)을 각각 부분적으로 투과하는 여러 방향의 엑스선을 이용하므로 촬영영역(18)의 위치 별 엑스선 조사방향이 상이할 수 있다. 한편, 엑스선 검출결과의 재구성을 통한 3차원 영상구현을 위해서는 촬영영역(18)의 실질적인 전면적에 걸쳐 일정범위의 엑스선 조사각도를 필요로 한다. 엑스선 조사각도범위는 재구성 알고리즘에 따라 다르지만, 일례로 CS(Compressed Sensing) 기반의 반복적 재구성 알고리즘을 사용할 경우에는 90° 이상, 해석적 방법의 대표적인 예로서 BP(Back Projection)를 포함하는 FBP(Filter Back Projection) 알고리즘을 사용할 경우에는 180° 이상으로 알려져 있다.
하지만, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법에서 엑스선은 촬영영역(18)의 여러 방향에서 촬영영역(18)을 각각 부분적으로 통과하므로 위치 별 엑스선 조사방향이 상이하고, 이로 인해 위치에 따라서는 3차원 영상 구현에 필요한 엑스선 조사각도범위가 크게 차이 나거나 부족할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역(18)을 각각 부분적으로 투과하는 모든 방향의 엑스선을 고려하여 촬영영역(18)의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향을 결정하고, 이로써 촬영영역(18)의 실질적인 전 면적에 걸쳐 3차원 영상구현에 필요한 엑스선 조사각도범위를 확보하는 것을 일 특징으로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법에 있어서, 3차원 영상구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사각도범위를 나타낸다.
이때, 엑스선 조사각도범위는 촬영영역(18)을 부분적으로 투과하는 모든 방향의 엑스선을 고려하여 결정되며, 촬영영역(18)의 실질적인 전면적의 엑스선 조사각도범위가 기준값 이상이 되도록 촬영영역(18)의 위치 별 엑스선 조사방향을 결정한다. 참고로, 엑스선 조사각도범위의 기준값은 90° 또는 180° 이상 360° 이하가 될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법에 있어서, 촬영영역(18)의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향을 나타낸 모식도이다. 참고로, 도 9에서는 촬영영역(18)이 피검자의 악궁을 포함하는 아치 형상 내지는 말발굽 형상이라는 가정하에 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향을 악궁 궤적(182) 상에 화살표로 표시하였고, 편의상 ①~⑨로 구분한다. 각각의 화살표가 가리키는 방향이 엑스선 조사방향에 해당한다.
이때, 임의로 ② 지점을 살펴보면, 엑스선의 조사면적 등에 따라 다소 차이가 있지만, 촬영영역(18)의 다른 지점, 즉 도면을 전제로 할 경우 적어도 ①, ③, ④, ⑦ 지점을 투과하는 엑스선의 일부는 ② 지점을 투과한다. 다시 말해, ② 지점의 3차원 영상구현에 필요한 엑스선 조사각도범위의 일부는 다른 지점을 투과하는 엑스선으로 충족됨을 알 수 있다. 따라서, 도 9의 화살표는 촬영영역(18)을 부분적으로 투과하는 모든 방향의 엑스선과 3차원 영상구현에 필요한 엑스선 조사각도범위를 고려하여 3차원 영상구현을 위한 촬영영역(18)의 위치 별 엑스선 조사방향을 악궁 궤적(182) 상에 간략히 표시한 것으로 이해될 수 있다.
한편, 이상의 설명과 같이 촬영영역(18)의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향이 정의되면, 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축을 적절히 이동 및 회전시켜 ①~⑨ 지점에서 각각 화살표와 엑스선 조사방향을 일치시킬 경우에 3차원 영상구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사각도범위가 충족될 수 있다.
하지만, 이는 엑스선 조사방향 만을 고려한 것이므로 실제 촬영 시 엑스선 소스 및/또는 엑스선 센서와 피검자 간 물리적 충돌이 나타날 수 있고, 엑스선 소스와 엑스선 센서의 불필요한 회전 및 이동으로 인해 촬영효율이 저하될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 엑스선 촬영방법은 촬영영역(18)의 3차원 영상구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사방향을 정의하고, 이후 상기 위치 별 엑스선 조사방향을 적어도 하나의 곡선궤적(160c)에 투영시켜 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축의 이동궤적을 결정하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.
도 10과 도 11은 각각 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법에 있어서 촬영영역(18)의 3차원 영상구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사방향을 적어도 하나의 곡선궤적(160c)에 투영시키는 과정 및 결과를 간략히 나타낸 모식도이다.
도 10에 나타난 것처럼, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 미리 정의된 촬영영역(18)의 위치 별 엑스선 조사방향을 해당방향으로 연장시켜 적어도 하나의 곡선궤적(160c)에 교차하도록 투영한다. 도면을 통해 ①~⑨ 지점의 엑스선 조사방향이 각각 곡선궤적(160c) 상의 ⓐ~ⓘ 지점으로 일대일 투영되는 것을 확인할 수 있다.
이때, 비록 도 10에서는 촬영영역(18)의 위치 별 엑스선 조사방향이 단일의 곡선궤적(160c)에 교차 투영되는 것으로 나타내었지만 이에 한정되지는 않는다. 다시 말해, 곡선궤적(160c)은 원형이나 타원형 등 시작점과 끝점이 서로 만나는 폐곡선 형상 또는 시작점과 끝점이 서로 분리된 개곡선 형상이 될 수 있고, 사이즈와 형태를 달리하는 하나 이상으로서 촬영영역(18)의 내부 또는 외부에 있거나 촬영영역(18)을 가로지를 수 있다. 예컨대, 곡선궤적(160c)의 수와 형태는 기 정의된 촬영영역(18)의 위치 별 엑스선 조사방향의 실질적인 전부가 교차 투영되는 것을 전제로 적절히 조절될 수 있다.
다만, 곡선궤적(160c)은 후술하는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영장치에 있어서 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축의 실제 이동궤적이 되므로 피검자와 충돌 등의 물리적 간섭 가능성이 없고, 엑스선 소스와 엑스선 센서의 기계적 이동에 따른 제어의 편의성을 최대화하며, 진동 등 엑스선 영상의 신뢰성 저하요인을 최소화 할 수 있도록 설계될 필요가 있다.
이를 위해 바람직하게는 곡선궤적(160c)은 크기를 달리하는 둘 이하의 원형궤적을 포함하는 동심원 내지는 이와 유사한 형태를 나타내는 한편, 각 원형궤적을 따르는 회전축의 이동 및 회전은 역방향의 방향전환 없이 일 방향으로 정의된다.
그 결과 도 11에 보인 것처럼, 촬영영역(18)의 3차원 영상 구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사방향의 실질적인 전부는 적어도 하나의 곡선궤적(160c)에 교차 투영될 수 있다. 그리고 적어도 하나의 곡선궤적(160c)은 후술하는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영장치에 있어서 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축의 이동궤적이 된다.
한편, 이와 같이 적어도 하나의 곡선궤적(160c)이 결정되면, 상기 곡선궤적(160c)을 따라 회전축을 이동시키면서 엑스선 소스와 엑스선 센서를 적절히 회전시켜 곡선궤적(160c) 상에 투영된 엑스선 조사방향을 따라 각각 엑스선 촬영을 하고, 해당 위치에서 각각 촬영영역(18)의 일부분을 투과한 엑스선 검출결과를 얻는다.
그리고 이렇게 얻어진 엑스선 검출결과는 촬영영역(18)의 여러 방향에서 각각 촬영영역(18)의 일부, 정확하게는 촬영영역(18)의 1/2 미만의 일부영역 별로 촬영영역(18)의 전면적을 투과한 엑스선 검출결과로서, 촬영영역(18)의 실질적인 전 면적에 걸쳐 3차원 영상구현에 필요한 엑스선 조사각도범위를 충족한다.
따라서 상기 엑스선 검출결과는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법의 영상처리부(도 7의 140 참조, 이하 동일하다.)에서 재구성 과정을 거쳐 촬영영역(18) 전체의 3차원 영상으로 구현될 수 있다. 이를 위해 영상처리부(140)는 소정의 재구성 알고리즘을 포함한다.
다만, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역(18)의 여러 방향에서 각각 촬영영역(18)의 일부분을 투과한 엑스선을 이용하므로 엑스선 조사방향에 따라 재구성 조건이 상이할 수 있다. 때문에 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 엑스선 조사방향에 따른 재구성 조건을 촬영영역(18)의 위치 별로 균일하게 조절하고, 이는 본 발명의 또 다른 특징이 된다.
좀더 구체적으로, 엑스선 3차원 영상의 최소단위는 복셀(voxel)이고, 재구성이란 여러 방향의 엑스선 센서(114)의 검출결과를 이용하여 엑스선의 투과경로 상에 있는 복셀의 CT 넘버 내지는 HU(Hounsfield Unit)를 획득하는 일련의 과정으로 볼 수 있다. 이를 임의의 복셀을 기준으로 보면, 해당 복셀을 투과하는 여러 방향의 엑스선 검출결과로 상기 복셀의 CT 넘버 내지는 HU를 획득하는 것인바, 이를 위해서는 임의의 복셀을 투과하는 여러 방향의 엑스선에서 해당 복셀의 재구성 조건, 예컨대 확대율과 엑스선 중첩도 등이 일정해야 한다.
하지만, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역(18)의 여러 방향에서 촬영영역(18)의 일부분을 각각 투과한 엑스선 검출과를 이용하므로 촬영영역(18)의 위치 별 재구성 조건이 다를 수 있다. 예를 들면 도 12는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법에 있어서 엑스선 조사방향에 따른 엑스선 검출결과의 확대율과 촬영영역(18) 내 위치 별 엑스선 중첩도가 상이할 수 있음을 보이는 모식도이다.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법으로 임의의 두 촬영지점에서 각각 엑스선 영상촬영을 한 경우, 촬영영역(18) 내의 한 점 M1을 투과한 엑스선은 각각 R1과 R2 위치의 엑스선 검출결과로 얻어진다. 이때, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 엑스선 조사방향을 적어도 하나의 곡선궤적에 투영시키므로 M1과 R1 사이의 거리와 M1과 R2 사이의 거리는 서로 다를 수 있고, 결국 엑스선 조사방향에 따라 촬영영역(18)의 동일 지점에 대한 엑스선 검출결과의 확대율이 서로 다를 수 있다. 마찬가지로, 촬영영역(18) 내의 한 점 M1을 투과한 엑스선은 각각 R1과 R2 위치의 엑스선 검출결과가 되지만, 촬영영역(18) 내의 다른 점 M2를 투과한 엑스선은 R2’에서만 검출되므로 M1, M2가 같은 물질이더라도 복셀의 CT 넘버 내지는 HU가 서로 다를 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 엑스선 영상처리방법은 재구성 과정 중 또는 재구성 과정 전 엑스선 조사방향에 따른 엑스선 검출결과의 확대율과 촬영영역(18) 내 엑스선 중첩도를 엑스선 조사방향 별로 보상하고, 이로써 촬영영역(18)의 위치 별 재구성 조건을 균일하게 한다. 그리고 소정의 재구성 알고리즘에 의한 재구성 과정을 통해 촬영영역(18)의 3차원 영상을 구현한다.
참고로, 도 13은 본 발명에 따른 엑스선 영상처리방법에 있어서, 엑스선 중첩도를 엑스선 조사방향 별로 보상하는 과정을 나타낸 모식도이다. 즉, 도면의 좌측 (a)를 참조하면 촬영영역(18)의 여러 방향에서 각각 촬영영역(18)의 일부를 투과한 엑스선이 촬영영역(18)의 위치 별로 서로 다른 중첩도를 나타낸다. 반면, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법에서 촬영영역(18) 내 엑스선 중첩도를 엑스선 조사방향 별로 보상하면 도면의 우측 (b)와 같이 촬영영역(18)의 위치 별 엑스선 중첩도를 균일하게 할 수 있다.
이하, 도 14을 참조해서 이상에서 살펴본 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법을 순서대로 살펴본다. 도 14는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영목적 등을 고려해서 촬영영역을 결정한다(st1).
이때, 촬영영역의 길이방향에 수직인 단면은 원, 타원, 아치형 등 다양한 도형의 형태를 나타낼 수 있다. 그리고 촬영영역의 엑스선 영상촬영을 위한 엑스선 센서는 촬영영역을 내포하는 최소원의 반지름*확대율 미만의 소형 폭을 나타내며, 엑스선 소스와 엑스선 센서는 그 사이의 회전축을 따라 이동 및 회전이 가능한 회전암의 양단에 고정된다.
다음으로, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 촬영영역의 3차원 영상구현을 위한 위치 별 엑스선 조사방향을 정의한다(st2).
이때, 위치 별 엑스선 조사방향은 촬영영역을 투과하는 모든 방향의 엑스선을 고려하여 촬영영역의 3차원 영상 재구성에 필요한 엑스선 조사각도범위를 충족하도록 결정된다.
다음으로, 본 발명에 따른 엑스선 촬영방법은 적어도 하나의 곡선궤적을 설정한다(st3). 그리고 촬영영역의 3차원 영상구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사방향을 상기 곡선궤적에 투영시킨다.
이때, 곡선궤적은 3차원 영상구현에 필요한 위치 별 엑스선 조사방향을 해당 방향으로 연장할 경우, 이들의 실질적인 전부가 교차하는 하나 이상으로서 그 수나 형태에 특별한 제한은 없다. 다만, 곡선궤적은 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축의 회전 및 이동궤적임을 감안하여 피검자와 충돌 등의 물리적 간섭 가능성이 없고, 엑스선 소스와 엑스선 센서의 물리적, 기계적 이동에 따른 제어의 편의성을 최대화 하며, 진동 등 엑스선 영상의 신뢰성 저하요인을 최소화 할 수 있도록 설계될 필요가 있다. 따라서 곡선궤적은 바람직하게는 크기를 달리하는 둘 이하의 원형궤적을 포함하는 동심원 또는 이와 유사한 형태를 나타내며, 각각의 원형궤적에서 회전축의 이동과 회전은 역방향의 방향전환 없이 일 방향으로 정의된다.
다음으로, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 적어도 하나의 곡선궤적을 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축의 이동궤적으로 결정하고, 상기 곡선궤적을 따라 회전축을 이동시키면서 엑스선 소스와 엑스선 센서를 적절히 회전시켜 곡선궤적 상에 투영된 엑스선 조사방향을 따라 엑스선 촬영을 함으로써 각각 촬영영역의 일부분을 투과한 엑스선 검출결과를 얻는다. (st4)
다음으로, 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법은 엑스선 조사방향에 따른 재구성 조건으로서 엑스선 검출결과의 확대율과 촬영영역의 위치 별 엑스선 중첩도를 균일하게 조절하고(st5), 마지막으로 소정의 재구성 알고리즘에 의한 재구성을 통해 촬영영역의 3차원 영상을 구현한다(st6).
한편, 이상의 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법으로 촬영영역의 3차원 영상을 구현하기 위해서는 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축이 곡선궤적을 따라 이동하면서 회전 가능해야 한다. 따라서 본 발명은 엑스선 촬영 중 적어도 일부 구간에서 엑스선 소스와 엑스선 센서 사이의 회전축이 곡선궤적을 따라 회전 및 이동 가능한 엑스선 영상촬영장치를 제공한다.
이하에서는 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영장치의 실시예를 살펴본다.
도 15와 도 16는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상촬영장치의 일부를 보인 평면도와 측면도로서, 편의상 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114)를 포함하는 촬영부(102)의 일부만을 나타내었다.
보이는 것처럼, 본 실시예에 따른 엑스선 영상촬영장치의 촬영부(102)는 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114)를 지지하는 회전암(110), 회전암(110)을 지지하는 회전암 지지부(120), 회전암(110)과 회전암 지지부(120)를 연결하는 한편 회전암 지지부(120)에 대해 회전암(110)이 회전 및 이동이 가능하도록 하는 회전암 이동부(150)를 포함한다.
회전암(110)은 겐트리 또는 이와 유사한 형태로서 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114)는 회전암(110)의 양단에 설치되어 서로 마주본다. 그리고 회전암(110)의 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114) 사이로는 회전축(111)이 구비된다.
회전암 지지부(120)는, 도 17 참조하면, 컬럼(400)에 교차하도록 연결되어 컬럼(400)을 따라 승강할 수 있고, 회전암 이동부(150)를 매개로 회전암(110)을 지지한다.
회전암 이동부(150)는 회전암(110)과 회전암 지지부(120)를 연결하는 한편 회전암(110)의 회전축(111)이 회전암 지지부(120)에 대해 회전 및 이동 가능하도록 한다. 이를 위한 회전축 이동부(150)는 곡선궤적을 정의하는 곡선레일(151), 곡선레일(151)을 따라 이동하고 회전암(110)의 회전축(111)이 회전 가능하게 연결되는 이동베이스(152)를 포함한다.
상기 곡선레일(151)은 회전암지지부(120)에 설치될 수 있고, 이동 베이스(152)는 회전축(111)을 회전시키는 회전암 구동부(115), 곡선레일(151)을 따라 이동 베이스(152)를 이동시키는 운행 구동부(153)를 포함한다. 그리고 바람직하게는 곡선레일(151)을 사이에 두고 운행구동부(153)와 마주보도록 배치되어 이동 베이스(152)가 곡선레일(151)을 따라 이동 가능하도록 가이드하는 가이드 롤러(154)를 포함한다.
그리고 운행구동부(153)는 일 예로 모터 및 곡선레일(151)에 구름 접촉되는 풀리를 포함할 수 있고, 다른 예로는 곡선레일(151)의 외주면에 렉이 형성된 경우에 그와 치합되는 피니언을 포함할 수 있다. 회전암구동부(115) 역시 일 예로 모터를 포함할 수 있고, 필요하다면 모터의 회전력을 회전암(110)의 회전축(111)으로 전달하는 기어를 포함할 수 있다.
곡선레일(151)은 도면에 도시된 바와 같이 회전축(111)의 이동경로인 곡선궤적을 정의한다. 그리고 회전축(111)은 이동베이스(152)에 의해 곡선레일(151)에 의한 곡선궤적을 따라 이동하는데, 회전축(111)의 이동은 회전축(111)의 회전과 병행하여 이루어질 수 있다. 여기서, 병행은 동시 또는 순차의 경우를 포함한다. 그 결과 회전축(111)은 엑스선 촬영 중 적어도 일부 구간에서 곡선레일(151)에 의한 곡선궤적을 따라 이동 및 회전하게 된다.
한편, 곡선레일(151)은 도면과 달리 원형에 한정되지 않으며, 원형 또는 타원형과 같이 시작점과 끝점이 서로 만나는 폐 곡선형이거나 시작점과 끝점이 서로 분리된 개 곡선형일 수도 있다. 즉, 곡선레일(151)의 형태는 회전축(111)의 곡선궤적에 따라 설계될 수 있다. 이에 대해서는 앞서 살펴본 바 있다.
그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영장치는 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114) 사이의 회전축(111)이 엑스선 영상 촬영 중 적어도 일부 구간에서 곡선궤도를 따라 이동 및 회전 가능하고, 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114)는 촬영영역의 여러 방향에서 촬영영역의 전면적에 대해 촬영영역의 일부를 투과하는 각각 엑스선을 각각 조사 및 검출할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상촬영장치의 사시도이다.
본 실시예에 따른 촬영부(102)는 앞서 일 실시예와 비교할 때 회전암지지부(120)와 회전암(110)을 연결하는 회전암이동부(150)가 연결암(130)을 포함하는 것에 특징이 있다.
연결암(130)의 한쪽에는 회전축(111)이 연결되어 회전암(110)이 연결암(130)에 대해 회전축(111)을 중심으로 회전할 수 있고, 연결암(130)의 다른 한쪽은 회전암 지지부(120)와 연결축(121)으로 연결되어 연결암(130)이 회전암 지지부(120)에 대해 연결축(121)을 중심으로 회전할 수 있다.
이를 위해, 비록 도면에 도시되지는 않았으나, 회전암 지지부(120)에는 연결암(130)의 연결축(121)을 회전시키는 구동부가 구비될 수 있고, 연결암(130) 또는 회전암(110)에는 회전축(111)을 회전시키는 또 다른 구동부가 구비될 수 있다.
이때, 바람직하게는 연결암(130)에는 회전축(111)과 연결축(121) 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있는 축조정부(131a)가 구비될 수 있고, 일례로 상기 축조정부(131a)는 회전축(111)과 연결축(121) 중 적어도 하나를 연결암(130)의 길이방향을 따라 이동시켜 두 축 사이의 거리를 조정한다. 이 같은 축조정부(151a)를 통해 엑스선 촬영 중 회전축(111)의 이동궤적인 곡선궤적을 다양하게 조절할 수 있다.
그 결과 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영장치는 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114) 사이의 회전축(111)이 엑스선 영상 촬영 중 적어도 일부 구간에서 곡선궤도를 따라 이동 및 회전하고, 엑스선 소스(112)와 엑스선 센서(114)는 촬영영역의 여러 방향에서 촬영영역의 전면적에 대해 각각 촬영영역의 일부를 투과하는 엑스선을 조사 및 검출할 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영방법 내지는 엑스선 영상촬영장치로 구현된 촬영영역의 3차원 영상을 나타낸다. 별도의 도면으로 나타내지는 않았지만 이 같은 3차원 영상표시를 위해 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영장치는 디스플레이 장치를 포함할 수 있고, 이와 달리 상기 3차원 영상은 본 발명에 따른 엑스선 영상촬영장치와 유무선으로 연결되는 별도의 컴퓨터 등의 디스플레이 장치로 표시되는 것도 가능하다.
보이는 것처럼, 디스플레이 장치는 촬영영역의 3차원 영상을 디스플레이하고(우 하단 참조), 사용자가 원하는 임의의 위치 및 방향에 따른 다양한 단층 영상을 제공할 수 있다. 예컨대, 촬영영역이 피검자의 악궁을 포함하는 아치 내지는 말발굽 형상인 경우에 디스플레이 장치를 통해서는 피검자의 악궁 부분이 3차원 영상으로 표시되고, 그 외에도 3차원 영상 내 다양한 단층영상이 함께 표시될 수 있다.
이때, 바람직하게는 영상처리부 내지는 별도의 컴퓨터에는 소정의 프로그램이 탑재되어 3차원 영상에서 입력부 등을 이용하여 사용자가 지정한 위치를 기준으로 악궁의 전체 궤적을 나타내는 엑셜 단층 영상을 디스플레이 장치에 표시하고, 엑셜 단층 영상에서 사용자가 지정한 궤적에 수직인 파노라마 단면을 디스플레이 장치에 표시되도록 할 수 있다.
이러한 파노라마 단면은 치과 전문의에게 가장 익숙한 표준영상인 것은 물론 3차원 영상으로부터 단면 변환된 것이므로 길이정보가 매우 정확하고, 치아 겹침과 경추에 의한 블러링 등 기존의 투과 영상에 나타나는 한계가 없다. 따라서 그 활용범위가 매우 넓다.
이상의 설명 및 도면을 본 발명의 기술사상을 설명하기 위한 예시로서 본 발명을 한정하지는 않는다. 즉 본 발명은 얼마든지 다양한 변형 또는 응용이 가능하지만, 이들 변형 또는 응용이 본 발명의 기술사상 내에 있다면 본 발명의 권리범위에 속한다 해야 할 것인바, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위 및 이의 균등범위로 해석되어야 한다.

Claims (26)

  1. 촬영영역의 일부분으로 엑스선을 조사하는 엑스선 소스;상기 촬영영역의 일부분을 투과한 상기 엑스선을 검출하는 엑스선 센서;상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 상기 촬영영역의 여러 방향에서 상기 촬영영역의 실질적인 전 면적을 투과하는 엑스선을 조사 및 검출하도록 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서 중 적어도 하나를 이동시키는 이동부;상기 엑스선 센서로 검출되는 상기 촬영영역의 전 면적에 대한 엑스선 검출결과로 상기 촬영영역 전체의 3차원 영상을 구현하는 영상처리부를 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  2. 청구항 1에 있어서,상기 촬영영역의 일부분은 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부영역인 엑스선 영상촬영장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 엑스선 센서는, 상기 촬영영역의 길이방향에 수직인 단면을 내포하는 최소원의 반지름*확대율 미만의 폭을 갖는 엑스선 영상촬영장치.
  4. 청구항 1에 있어서,상기 이동부는, 상기 촬영영역을 사이에 두고 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 서로가 마주보도록 지지하고, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 회전하는 회전암을 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  5. 청구항 4에 있어서,상기 이동부는, 엑스선 영상촬영 중 적어도 일부 구간에서 상기 회전축을 상기 회전축과 교차하는 평면을 따라 이동시키는 회전암 이동부를 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  6. 청구항 5에 있어서,상기 회전암 이동부는, 상기 회전축을 상기 평면 상의 곡선궤적을 따라 이동시키는 엑스선 영상촬영장치.
  7. 촬영영역의 일부분으로 엑스선을 조사하는 엑스선 소스;상기 촬영영역의 일부분을 투과한 상기 엑스선을 검출하는 엑스선 센서;상기 촬영영역을 사이에 두고 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 서로 대향하도록 지지하고, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 회전 가능한 회전암;엑스선 영상촬영 중 적어도 일부 구간에서 상기 회전축을 상기 회전축과 교차하는 곡선궤적을 따라 이동시키는 회전암 이동부를 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  8. 청구항 7에 있어서,상기 회전암 이동부는, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 센서가 상기 엑스선 영상촬영 중 상기 촬영영역의 여러 방향에서 상기 촬영영역의 실질적인 전 면적을 투과하는 엑스선 조사 및 검출하도록 상기 회전축을 이동시키는 엑스선 영상촬영장치.
  9. 청구항 7에 있어서,상기 회전암 이동부를 매개로 상기 회전암을 지지하는 회전암 지지부를 더 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  10. 청구항 9에 있어서,상기 회전암 이동부는상기 회전축이 연결되고 상기 회전암 지지부에 이동 가능하게 설치되는 이동베이스;상기 회전암 지지부에 대해 상기 이동베이스를 이동시켜 상기 회전축이 상기 곡선궤적을 따라 이동하게 하는 제 1 구동부;상기 이동베이스에 대해 상기 회전축을 회전시키는 제 2 구동부를 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  11. 청구항 10에 있어서,상기 회전암 이동부는,상기 회전암 지지부에 설치되는 곡선레일을 더 포함하여, 상기 이동베이스는 상기 곡선레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 엑스선 영상촬영장치.
  12. 청구항 9에 있어서,상기 회전암 이동부는;상기 회전축이 연결되고 상기 회전암 지지부와 연결축으로 연결되는 연결암;상기 회전암 지지부에 대해 상기 연결축을 회전시켜 상기 회전축이 상기 곡선궤적을 따라 이동하게 하는 제 1 구동부;상기 연결암 구동부에 대해 상기 회전축을 회전시키는 제 2 구동부를 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  13. 청구항 12에 있어서,상기 연결축과 상기 회전축 중 적어도 하나를 상기 연결암에 대해 이동시키는 축 조정부를 더 포함하는 엑스선 영상촬영장치.
  14. 청구항 13에 있어서,상기 축 조정부는 상기 연결축과 상기 회전축 사이 간격을 조절하는 엑스선 영상촬영장치.
  15. 청구항 7에 있어서,상기 엑스선 센서는 상기 촬영영역의 길이방향에 수직한 단면을 내포하는 최소원의 반지름*확대율 미만의 폭을 갖는 엑스선 영상촬영장치.
  16. 청구항 7에 있어서,상기 촬영영역의 일부분은 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부영역인 엑스선 영상촬영장치.
  17. a) 촬영영역의 여러 방향에서 각각 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부 영역으로 엑스선을 조사 및 검출하여 상기 촬영영역의 실질적인 전면적을 투과한 엑스선 검출결과를 얻는 단계;b) 상기 엑스선 검출결과로 상기 촬영영역 전체의 3차원 영상을 구현하는 단계를 포함하는 엑스선 영상촬영방법.
  18. 청구항 17에 있어서,상기 b) 단계는, 상기 엑스선 검출결과를 재구성 알고리즘으로 재구성하여 상기 3차원 영상을 구현하는 엑스선 영상촬영방법.
  19. 청구항 18에 있어서,상기 재구성 알고리즘은 CS(Compressed Sensing) 기반의 반복적 재구성 알고리즘 또는 BP(Back Projection)를 포함하는 FBP(Filter Back Projection) 알고리즘 중 적어도 하나인 엑스선 영상촬영방법.
  20. 청구항 18에 있어서,상기 a) 단계 후 상기 b) 단계 전, 상기 촬영영역의 위치 별 상기 재구성 조건이 일정하도록 상기 엑스선 검출결과를 보정하는 단계를 더 포함하는 엑스선 영상촬영방법.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 엑스선 검출결과는 상기 촬영영역에 대한 상기 엑스선의 투과방향 별로 보정되는 엑스선 영상촬영방법.
  22. 청구항 20 또는 21 중 어느 하나에 있어서,상기 재구성 조건은, 상기 엑스선 검출결과의 확대율 또는 상기 촬영영역 내 상기 엑스선의 중첩횟수 중 적어도 하나인 엑스선 영상촬영방법.
  23. 촬영영역의 여러 방향에서 각각 상기 촬영영역의 1/2 미만의 일부 영역을 투과하는 엑스선 조사방향을 결정하는 단계;상기 엑스선 조사방향을 따라 상기 엑스선을 조사하고 상기 촬영영역을 투과한 엑스선 검출결과를 얻는 단계;상기 엑스선 검출결과로 상기 촬영영역 전체의 3차원 영상을 구현하는 단계를 포함하는 엑스선 영상촬영방법.
  24. 청구항 23에 있어서,상기 a) 단계는, 상기 엑스선이 상기 촬영영역의 실질적인 전 면적을 투과하도록 상기 엑스선 조사방향을 결정하는 엑스선 영상촬영방법.
  25. 청구항 24에 있어서,상기 a) 단계는, 상기 촬영영역의 위치 별 상기 엑스선 조사각도범위가 기준치 이상이 되도록 상기 엑스선 조사방향을 결정하는 엑스선 영상촬영방법.
  26. 청구항 25에 있어서,상기 기준치는 90° 또는 180° 이상 360° 미만인 엑스선 영상촬영방법.
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US14/913,683 US10004468B2 (en) 2013-08-20 2014-08-20 X-ray imaging device and X-ray imaging method
JP2016536035A JP6546173B2 (ja) 2013-08-20 2014-08-20 Ｘ線画像撮影装置及びｘ線画像撮影方法
CN201480057626.4A CN105764423A (zh) 2013-08-20 2014-08-20 X射线成像装置和x射线成像方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108366768A (zh) * 2015-10-26 2018-08-03 韩国威泰有限公司 X射线ct扫描设备和其扫描方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170119676A (ko) * 2015-02-27 2017-10-27 트로피 Ｃｂｃｔ 이미징 디바이스를 위한 교합 블록
US11373297B2 (en) * 2016-10-18 2022-06-28 Vatech Co., Ltd. Producing panoramic radiograph
KR102473815B1 (ko) 2016-10-18 2022-12-05 주식회사 바텍 엑스선 영상 표시 장치 및 그 방법
JP6666283B2 (ja) 2017-02-23 2020-03-13 株式会社モリタ製作所 Ｘ線断層撮影装置およびｘ線断層撮影方法
JP6837400B2 (ja) * 2017-08-23 2021-03-03 株式会社モリタ製作所 Ｘ線撮影装置及びｘ線撮影方法
KR102043357B1 (ko) 2017-10-18 2019-11-12 오스템임플란트 주식회사 영상 확대율 변경 방법 및 장치
KR102539538B1 (ko) * 2017-10-24 2023-06-01 엘지디스플레이 주식회사 부피표현방식 3차원 표시장치
KR102507626B1 (ko) * 2017-10-31 2023-03-07 엘지디스플레이 주식회사 부피표현방식 3차원 표시장치
CN111432729B (zh) 2017-12-28 2023-09-05 株式会社森田制作所 X射线ct拍摄装置
US10692184B2 (en) 2018-07-05 2020-06-23 SVXR, Inc. Super-resolution X-ray imaging method and apparatus
US11443423B2 (en) * 2018-10-30 2022-09-13 Dgnct Llc System and method for constructing elements of interest (EoI)-focused panoramas of an oral complex
KR102193942B1 (ko) * 2019-05-09 2020-12-22 주식회사 디오 영상데이터에서 치조골을 검출하는 방법 및 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050117696A1 (en) * 2002-04-11 2005-06-02 J. Morita Manufacturing Corporation X-ray ct tomographic equipment
US20060067464A1 (en) * 2002-06-25 2006-03-30 The Regents Of The University Of Michigan High spatial resolution X-ray computed tomography (CT) method and system
KR20080054702A (ko) * 2006-12-13 2008-06-19 주식회사바텍 파노라마 엑스선 촬영장치 및 이를 이용한 촬영방법
KR20130018896A (ko) * 2010-05-11 2013-02-25 텔레시스템즈 가부시키가이샤 방사선 촬상 장치 및 동장치에 이용하는 팬텀
JP2013135765A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Nihon Univ Ｘ線ｃｔ撮影装置、及びｘ線ｃｔ撮影方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5945383B2 (ja) * 1979-09-20 1984-11-06 株式会社モリタ製作所 歯科用全顎ｘ線撮影装置
JP3149268B2 (ja) * 1992-04-30 2001-03-26 株式会社モリタ製作所 平面断層撮影機能付き曲面断層ｘ線撮影装置
US5305368A (en) * 1992-09-14 1994-04-19 Lunar Corporation Method and apparatus for piece-wise radiographic scanning
JP3730325B2 (ja) 1996-08-12 2006-01-05 株式会社東芝 画像表示装置
JP3869083B2 (ja) * 1996-12-10 2007-01-17 株式会社モリタ製作所 Ｘ線撮影装置
JP3807833B2 (ja) * 1996-12-10 2006-08-09 株式会社モリタ製作所 Ｘ線撮影装置
JP3919048B2 (ja) * 1998-09-02 2007-05-23 株式会社モリタ製作所 局所照射ｘ線ｃｔ撮影装置
DE10008053A1 (de) * 2000-02-22 2001-09-06 Siemens Ag Röntgeneinrichtung und medizinischer Arbeitsplatz für die Diagnostik und für chirurgische Eingriffe im Kopf - und Kiefernbereich eines Patienten
US7039156B2 (en) 2000-10-04 2006-05-02 Nihon University Display method and apparatus of x-ray projection image for medical use, x-ray CT apparatus for medical use and recording medium for recording program to achieve the display method
JP4149189B2 (ja) 2002-04-04 2008-09-10 株式会社日立メディコ Ｘ線ｃｔ装置
KR100687846B1 (ko) 2005-01-21 2007-02-27 경희대학교 산학협력단 국부 고해상도 엑스선 단층 영상 재구성 방법 및 국부고해상도 엑스선 단층 영상 재구성 장치
US7336763B2 (en) * 2005-05-02 2008-02-26 Oy Ajat Ltd Dental extra-oral x-ray imaging system and method
JP4536596B2 (ja) * 2005-05-26 2010-09-01 パナソニック株式会社 パノラマｘ線撮影装置
EP1961383A4 (en) 2005-10-21 2011-02-23 Axion Japan Co Ltd PANORAMIC IMAGE CAPTURE DEVICE AND IMAGE PROCESSING METHOD FOR PANORAMIC IMAGE CAPTURE
US7787586B2 (en) * 2007-02-22 2010-08-31 J. Morita Manufacturing Corporation Display method of X-ray CT image of maxillofacial area, X-ray CT apparatus and X-ray image display apparatus
US8300762B2 (en) * 2007-11-16 2012-10-30 J. Morita Manufacturing Corporation X-ray CT imaging apparatus
KR100917679B1 (ko) * 2008-01-15 2009-09-21 주식회사바텍 멀티 레이어 파노라마 영상획득장치 및 파노라마영상획득방법
KR100958791B1 (ko) * 2008-04-28 2010-05-18 중앙대학교 산학협력단 의료용 영상 장치
FR2938182B1 (fr) * 2008-08-22 2010-11-19 Trophy Appareil de radiologie dentaire et procede d'utilisation associe
JP5308739B2 (ja) * 2008-08-22 2013-10-09 株式会社モリタ製作所 Ｘ線画像表示方法、及びｘ線撮影装置
KR101021847B1 (ko) * 2008-12-17 2011-03-17 주식회사바텍 파노라마 영상획득 장치
KR20100070817A (ko) * 2008-12-18 2010-06-28 주식회사바텍 3차원 영상획득 장치
KR101001680B1 (ko) * 2008-12-18 2010-12-15 주식회사바텍 3차원 영상획득 장치
KR101266893B1 (ko) * 2009-06-25 2013-05-24 가부시끼가이샤 요시다세이사쿠쇼 Ｘ선 촬영장치
EP2465436A4 (en) * 2009-07-30 2016-08-17 Takara Telesystems Corp RADIATION IMAGE CAPTURE DEVICE AND RADIATION IMAGE CAPTURE METHOD
EP2286728B1 (en) * 2009-08-19 2022-03-16 J. Morita Manufacturing Corporation Medical x-ray apparatus
FI123899B (fi) 2009-11-25 2013-12-13 Planmeca Oy Hammaslääketieteellinen tietokonetomografialaitteisto
KR101190801B1 (ko) * 2010-01-13 2012-10-12 (주)바텍이우홀딩스 Ｘ선 단층 촬영 장치 및 그 방법
US9668705B2 (en) 2010-07-13 2017-06-06 Takara Telesystems Corp. X-ray tomogram imaging device
KR101174351B1 (ko) * 2010-07-22 2012-08-23 한국전기연구원 디지털 ｘ―선 이미징을 위한 단층영상합성 시스템 및 그 제어 방법
JP2012024516A (ja) 2010-07-28 2012-02-09 Fujifilm Corp 放射線画像撮影表示方法および装置
JP6040502B2 (ja) * 2011-10-17 2016-12-07 朝日レントゲン工業株式会社 歯科用ｘ線撮影装置
KR101945720B1 (ko) * 2012-01-10 2019-02-08 삼성전자주식회사 다중 뷰를 활용한 영상복원 시스템에서 가상 뷰 생성 장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050117696A1 (en) * 2002-04-11 2005-06-02 J. Morita Manufacturing Corporation X-ray ct tomographic equipment
US20060067464A1 (en) * 2002-06-25 2006-03-30 The Regents Of The University Of Michigan High spatial resolution X-ray computed tomography (CT) method and system
KR20080054702A (ko) * 2006-12-13 2008-06-19 주식회사바텍 파노라마 엑스선 촬영장치 및 이를 이용한 촬영방법
KR20130018896A (ko) * 2010-05-11 2013-02-25 텔레시스템즈 가부시키가이샤 방사선 촬상 장치 및 동장치에 이용하는 팬텀
JP2013135765A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Nihon Univ Ｘ線ｃｔ撮影装置、及びｘ線ｃｔ撮影方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3037040A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108366768A (zh) * 2015-10-26 2018-08-03 韩国威泰有限公司 X射线ct扫描设备和其扫描方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6546173B2 (ja) 2019-07-24
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US10004468B2 (en) 2018-06-26
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US20160199012A1 (en) 2016-07-14
EP3037040A4 (en) 2017-04-12
EP3037039B1 (en) 2018-07-18
KR20160060638A (ko) 2016-05-30
US20160199014A1 (en) 2016-07-14
JP2016538932A (ja) 2016-12-15
EP3037039A4 (en) 2017-04-26
US10251615B2 (en) 2019-04-09

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