WO2015076581A1 - X-ray image capturing device and method - Google Patents

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WO2015076581A1
WO2015076581A1 PCT/KR2014/011193 KR2014011193W WO2015076581A1 WO 2015076581 A1 WO2015076581 A1 WO 2015076581A1 KR 2014011193 W KR2014011193 W KR 2014011193W WO 2015076581 A1 WO2015076581 A1 WO 2015076581A1
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ray
rays
image
irradiation area
ray irradiation
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PCT/KR2014/011193
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김종필
김일환
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삼성전자 주식회사
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    • A61B6/54Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/542Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving control of exposure

Definitions

  • X-rays is a transparent electromagnetic wave having a wavelength corresponding to the intermediate wavelength between gamma rays and ultraviolet rays.
  • the transmittance of X-rays varies according to the material of the object and the thickness of the object. By using this principle, an X-ray image may be generated.
  • the time required for photographing a single X-ray image is shortened, and further, the X-ray image can be used for real-time diagnosis and treatment.
  • the present invention provides an X-ray imaging apparatus and method for acquiring an excellent X-ray image to minimize the exposure of X-rays and to perform diagnosis and treatment more accurately and easily.
  • the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and further technical problems can be inferred from the following embodiments.
  • an X-ray imaging apparatus may include: an X-ray generator including an array of a plurality of pixels, a controller configured to control X-ray irradiation using pixels corresponding to an X-ray irradiation area set in consideration of an object; And a detector for detecting the irradiated X-ray and an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
  • an X-ray imaging method may include: setting an X-ray irradiation area in consideration of an object, irradiating X-rays using pixels corresponding to the set X-ray irradiation area in an array composed of a plurality of pixels, Detecting the irradiated X-ray, and acquiring an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
  • a computer-readable recording medium having a program recorded thereon for implementing the X-ray imaging method is provided.
  • the X-ray exposure of the patient may be reduced by irradiating X-rays in consideration of the object to the object region to which the X-ray image is to be taken.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for describing a controller of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for describing an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an array included in an X-ray generator and a pixel driving signal control module included in a controller, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which pixels of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment are controlled according to a pixel driving signal.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a structure of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 8A, 8B, and 8C are diagrams illustrating embodiments of a channel forming unit included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an X-ray imaging method, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of photographing X-ray images, according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a detailed flowchart of setting an X-ray irradiation area of an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a detailed flowchart illustrating a case in which an X-ray irradiation area is set based on an ROI estimated in setting an X-ray irradiation area in an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
  • an X-ray imaging apparatus may include: an X-ray generator including an array of a plurality of pixels, a controller configured to control X-ray irradiation using pixels corresponding to an X-ray irradiation area set in consideration of an object; And a detector for detecting the irradiated X-ray and an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
  • the embodiments of the present invention relate to an X-ray imaging apparatus and method, and detailed descriptions of matters well known to those skilled in the art to which the following embodiments belong will be omitted.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment. Those skilled in the art may understand that other general purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 1.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may include a controller 100, an X-ray generator 200, a detector 300, and an image processing apparatus 400.
  • the controller 100 is responsible for the overall control of the X-ray imaging apparatus 10.
  • the controller 100 may control operations of other components of the X-ray imaging apparatus 10.
  • the controller 100 may control X-ray irradiation of the X-ray generator 200.
  • the controller 100 may set a region (hereinafter, referred to as an X-ray irradiation region) to generate X-rays from the X-ray generator 200 or adjust X-ray irradiation intensity.
  • the controller 100 may apply a driving signal to the X-ray generator 200 in consideration of the X-ray irradiation area set in consideration of the object and the X-ray irradiation intensity adjusted according to the thickness or component of the object.
  • the controller 100 may control signal transmission between other components of the X-ray imaging apparatus 10.
  • the controller 100 may control to transmit data generated by the detector 300 to the image processing apparatus 400.
  • the controller 100 may control the X-ray imaging apparatus 10 based on information input from the outside.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may control the X-ray imaging apparatus 10 by using information input through a communication interface (not shown) or information stored in a storage (not shown).
  • the X-ray generator 200 generates X-rays and radiates X-rays toward the object.
  • the X-ray generator 200 may generate X-rays according to a driving signal applied from the controller 100 in consideration of the X-ray irradiation area and the X-ray irradiation intensity, and irradiate X-rays toward the object.
  • the X-ray generator 200 may include an array of a plurality of pixels, and may radiate X-rays for each pixel.
  • the detector 300 detects X-rays passing through the object. X-rays detected by the detector 300 are generated in the form of an electrical signal. The electrical signal generated by the detector 300 may be converted into image data according to a predetermined reference, and the image data may be transmitted to the image processing apparatus 400.
  • the image processing apparatus 400 acquires an X-ray image of the object based on the X-rays detected by the detector 300. That is, the image processing apparatus 400 may generate an X-ray image containing the internal information of the object using the image data received from the detector 300.
  • the image processing apparatus 400 may generate a moving image by accumulating the generated X-ray image. That is, the image processing apparatus 400 may generate an X-ray video for diagnosing an object by generating several to several tens of X-ray images per second. Such X-ray video may be used for diagnosis and treatment requiring an X-ray image in real time.
  • the entire X-ray imaging apparatus 10 may move according to the position of the object that captured the X-ray image, and the X-ray generator 200 may be moved by the X-ray imaging apparatus 10. And the position of the detector 300 may be adjusted.
  • FIG. 2 is a diagram for describing a controller of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment. Those skilled in the art can understand that other general purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 2.
  • the controller 100 of the X-ray imaging apparatus 10 may include a pixel driving signal control module 110, an X-ray irradiation intensity adjusting module 130, and an X-ray irradiation region setting module 150.
  • the ROI estimation module 170 may be included. Such modules may be generated by a single chip, but may be implemented as separate processors, and may be separately located in modules in appropriate places within the X-ray imaging apparatus 10.
  • the pixel driving signal control module 110 controls the pixel driving signal for driving each pixel of the array including a plurality of pixels included in the X-ray generator 200.
  • the array is composed of a plurality of pixels, and the pixel driving signal control module 110 may control a pixel driving signal capable of independently turning on / off each pixel included in the array.
  • the pixel driving signal control module 110 may apply a pixel driving signal to pixels to be turned on among a plurality of pixels constituting the array.
  • the pixel driving signal control module 110 may adjust the intensity of the pixel driving signal to be applied based on the X-ray irradiation intensity of each pixel. have.
  • the pixel driving signal control module 110 may apply a pixel driving signal to each pixel corresponding to the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 and turn on only the pixel to which the pixel driving signal is applied.
  • the pixel driving signal control module 110 adjusts the intensity of the pixel driving signal according to the X-ray irradiation intensity adjusted by the X-ray irradiation intensity adjusting module 130, and applies a pixel driving signal of the adjusted intensity to each pixel, thereby applying The intensity of X-ray radiation to be irradiated can be adjusted.
  • a gate voltage may be applied to a gate electrode stacked on a gate insulator formed on the same substrate.
  • the gate voltage applied to the gate electrode may be a pixel driving signal. That is, the pixel driving signal control module 110 may generate an X-ray among a plurality of pixels included in the array and control the gate voltage application and the intensity of the gate voltage to be applied to some pixels to be irradiated.
  • the X-ray irradiation intensity adjusting module 130 adjusts the X-ray irradiation intensity of each pixel included in the array so that the pixel driving signal control module 110 may control the intensity of the pixel driving signal.
  • the X-ray irradiation intensity adjusting module 130 may adjust the irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel included in the array according to the thickness or the component of the object. In this case, information about the thickness or the component of the object may be obtained from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel.
  • the X-ray irradiation intensity adjusting module 130 adjusts the X-ray irradiation intensity of some pixels set as the X-ray irradiation area among a plurality of pixels included in the array. I can regulate it.
  • the X-ray irradiation area setting module 150 generates X-rays of the plurality of pixels included in the array so that the pixel driving signal control module 110 may determine whether the pixel driving signal is applied to each pixel. Set to the irradiation area.
  • the X-ray irradiation area setting module 150 may set an X-ray irradiation area based on information input from the outside or information stored therein.
  • the X-ray irradiation area setting module 150 may automatically set the X-ray irradiation area by using an image of the object. That is, when an object is photographed using a camera and an image photographing the object is input to the X-ray irradiation area setting module 150 through a communication interface (not shown) of the X-ray imaging apparatus 10, the object is photographed.
  • the object may be recognized in the image, and the X-ray irradiation area may be automatically set in consideration of the recognized object.
  • the X-ray irradiation area setting module 150 receives an area to be irradiated with X-rays from an X-ray image of the first image of the object and sets an area of the array corresponding to the X-ray irradiation area, or an image representing the structure of the array.
  • an area for irradiating X-rays may be input to be set as an X-ray irradiation area.
  • the X-ray irradiation area setting module 150 may set the X-ray irradiation area based on the information transmitted from the ROI estimation module 170.
  • the X-ray irradiation area setting module 150 may set the X-ray irradiation area based on the ROI.
  • the X-ray irradiation area setting module 150 may set the X-ray irradiation area using the information input from the outside. have.
  • the region of interest estimation module 170 estimates a region of interest from the X-ray image acquired by the image processing apparatus 400.
  • the ROI estimation module 170 may estimate the ROI of the X-ray images of all the frames generated by the image processing apparatus 400, or may estimate the ROI of the X-ray image according to a predetermined period.
  • the ROI estimation module 170 may compare the estimated ROI with a degree different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame.
  • the previous frame may be the immediately preceding frame or may be a frame before several frames according to a predetermined period.
  • the ROI estimating module 170 considers whether the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, and accordingly, the X-ray irradiation area setting module 150 determines the X-ray irradiation area. Delivers the signals needed for configuration.
  • the ROI estimation module 170 may input information from the outside of the X-ray irradiation area to the X-ray irradiation area setting module 150 when the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level. Signals to set using. On the contrary, if the ROI estimated by the region of interest does not differ from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, the ROI estimation module 170 may determine the region of interest estimated by the X-ray irradiation region setting module 150. Passing data about
  • FIG. 3 is a diagram for describing an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment. Those skilled in the art may understand that other general purpose components may be further included in addition to the components illustrated in FIG. 3.
  • the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may include an array 210 and a channel forming unit 230.
  • the array 210 is composed of a plurality of pixels.
  • the array 210 may radiate X-rays for each pixel.
  • the array 210 receives a pixel driving signal for each pixel from the pixel driving signal control module 110 of the controller 100, and the pixel to which the pixel driving signal is applied is turned on and the pixel driving signal is not applied. Pixels that are not turned off.
  • the area occupied by the pixels turned on in the array 210 may correspond to the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 of the controller 100. X-rays are irradiated on the pixels that are turned on.
  • the irradiation intensity of X-rays radiated from the on-pixel may be proportional to the intensity of the pixel driving signal applied to the pixel. That is, a small pixel driving signal may be applied to pixels for which the irradiation intensity of X-rays is weak, and a large pixel driving signal may be applied to pixels for which the irradiation intensity of X-rays should be strong.
  • the channel forming unit 230 is disposed in front of the array 210 to form a channel through which X-rays generated in pixels constituting the array 210 pass.
  • the channel forming unit 230 serves to prevent scattering in an arbitrary direction and reaching the surface of the detector 300 while X-rays generated from any pixel constituting the array 210 are irradiated.
  • the X-rays generated at any pixel constituting the array 210 form a channel that blocks X-rays scattered in any direction so as to vertically reach the surface of the detector 300 and passes X-rays that go straight through.
  • the X-rays radiated from the pixels generating X-rays among the pixels constituting the array 210 may vertically reach the detector 300 by passing through channels parallel to each other.
  • the channel forming unit 230 is formed by combining a plurality of unit cells, and any unit cell constituting the channel forming unit 230 forms one channel through which X-rays radiated from one pixel of the array 210 pass. can do. Channels formed by each unit cell of the channel forming unit 230 may be considered to be parallel to each other.
  • the size of each unit cell of the channel forming unit 230 may be smaller than the size of each pixel of the array 210.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an array included in an X-ray generator and a pixel driving signal control module included in a controller, according to an exemplary embodiment.
  • the array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 and the pixel driving signal control module 110 included in the controller 100 are connected. It is showing.
  • the pixel driving signal control module 110 included in the controller 100 may control the rows and columns of the array 210, respectively.
  • the pixel driving signal control module 110 may be separated from each other. For example, when a pixel corresponding to a row of the array 210 is to be controlled, a pixel driving signal may be applied to the row. In order to control a pixel corresponding to a column of the array 210, a pixel driving signal may be applied to the column. In order to control a pixel corresponding to a specific row and column of the array 210, a pixel driving signal may be applied to the row and the column, respectively.
  • the pixel driving signal control module 110 may vary the intensity of the pixel driving signal applied to each pixel constituting the array 210. For example, when the pixel driving signal is a gate voltage for the gate electrode in each pixel, as the magnitude of the gate voltage to be applied increases, more electrons are emitted from the cold cathode electron source.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which pixels of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment are controlled according to a pixel driving signal.
  • the array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 has a two-dimensional shape. Since there are 20 rows and columns of the array 210, the number of pixels constituting the array 210 is 400. However, the shape or size of the array 210 is not limited thereto.
  • the pixels constituting the array 210 may be distinguished from being on and off.
  • the pixel turned on in the array 210 is the pixel driving signal applied by the pixel driving signal control module 110 of the controller 100, and the pixel turned off is the pixel driving signal being not applied.
  • the area occupied by the pixels turned on in the array 210 corresponds to the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 of the controller 100. Since the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 of the controller 100 is set in consideration of the shape of the object, the area occupied by the pixels turned on in the array 210 also looks like the shape of the object. Indicates. Since only pixels corresponding to the X-ray irradiation area set in consideration of the object in the array 210 are turned on, the amount of X-ray exposure of the patient may be minimized.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a structure of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • the array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may include a substrate 211, an anode target 213, and a gate insulator. 215, a gate electrode 217, and an electron source 219.
  • the electron source 219 is a cold cathode electron source, carbon nanotube (CNT), diamond (diamond) or graphene (graphene), etc. may be used as a material, in addition to all types Of cold cathode electron source can be used.
  • X-ray generators using cold cathode electron sources have very fast on / off switching speeds and can increase fps (frame per second) when driving pulses. It may be advantageous to obtain. And, by adjusting the electron emission from the electron source to the gate voltage applied to the gate, it is possible to drive a rectangular pulse with almost no wave tail, thereby minimizing invalid exposure to the patient. can do.
  • the electron source 219 may be formed in the form of a plurality of lines on the substrate 211, and the gate insulator 215 may also be formed in the form of a line between the electron sources 219. That is, the plurality of line-shaped electron sources 219 and the plurality of line-type gate insulators 215 may be alternately positioned on the substrate 211.
  • the gate electrode 217 may be stacked on the gate insulator 215.
  • the gate electrode 217 may be a grid-shaped electrode, and may be divided into unit pixels constituting the array 210 according to each unit grid of the gate electrode 217.
  • the gate electrode 217 When a gate voltage is applied to the gate electrode 217, electrons are emitted from the electron source 219 included in each partitioned pixel, and the emitted electrons move toward the anode target 213 disposed to face the substrate 211. Done. The moved electrons hit the anode target 213 to generate X-rays. That is, the electron source 219 included in each of the plurality of pixels partitioned by the grating-shaped gate electrode 217 emits electrons when the gate voltage is applied, and the emitted electrons are the electrons emitted by the anode target. The X-rays may be irradiated by hitting 213 to generate X-rays.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 a cross section of a portion of the array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may be checked.
  • the array 210 includes a substrate 211, an anode target 213, a gate insulator 215, a gate electrode 217, An electron source 219 may be included, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the electron source 219 in the form of a plurality of lines and a cut in a direction perpendicular to each line of the gate insulator 215 in the form of a plurality of lines. will be.
  • the gate insulator 215 and the electron source 219 are alternately positioned on the substrate 211, and the gate electrode 217 is stacked on the gate insulator 215, and the substrate 211 is provided. It can be seen that the anode target 213 is located opposite to. At this time, when a gate voltage is applied to the gate electrode 217, electrons emitted from the electron source 219 move to the anode target 213 and collide with each other, and X-rays may be irradiated to the opposite side of the anode target 213 where the electrons collide. Can be.
  • the X-ray image expresses information inside the object by grasping the degree of attenuation of light transmitted through the object until the X-ray irradiated by the X-ray generator 200 reaches the detector 300. Therefore, if the X-rays arriving at the detector 300 are X-rays incident from an arbitrary direction, the information inside the object may not be accurately understood. In practice, however, the X-rays irradiated from any pixel of the array 210 do not go straight to the surface of the detector 300 but are scattered in various directions by scattering.
  • FIGS. 8A, 8B, and 8C are diagrams illustrating embodiments of a channel forming unit included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • the channel forming unit 230 included in the X-ray generator 200 forms a channel through which the X-rays generated by the pixels constituting the array 210 reach the detector 300.
  • the channel forming unit 230 is formed by combining a plurality of unit cells, and any unit cell constituting the channel forming unit 230 forms one channel through which X-rays radiated from one pixel of the array 210 pass. can do.
  • the channels formed by the unit cells of the channel forming unit 230 are parallel to each other so that all X-rays emitted from the array 210 may be incident perpendicularly to the detector 300.
  • FIGS. 8A, 8B, and 8C there may be various types of channel forming unit 230 as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, and the shape of the channel forming unit 230 is illustrated in FIG. It is not limited to 8A, FIG. 8B, and FIG. 8C.
  • FIG. 8A illustrates a part of the channel forming unit 230 when the unit cell of the channel forming unit 230 has a rectangular shape.
  • Arbitrary unit cells 230-1 constituting the channel forming unit 230 are coupled to neighboring unit cells and pass X-rays having linearity among X-rays emitted from arbitrary pixels constituting the array 210. Can be.
  • channels through which the X-rays pass, formed by each unit cell formed on the same plane may be parallel to each other.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating a part of the channel forming unit 230 when the unit cell of the channel forming unit 230 has a hexagonal shape.
  • Arbitrary unit cells 230-1 constituting the channel forming unit 230 are coupled to neighboring unit cells and pass X-rays having linearity among X-rays emitted from arbitrary pixels constituting the array 210. Can be.
  • FIG. 8B since the X-rays passing through each unit cell have straightness, channels through which the X-rays pass, formed by each unit cell formed on the same plane, may be parallel to each other.
  • 8C is a diagram illustrating a part of the channel forming unit 230 when the shape of each unit cell of the channel forming unit 230 is the cause.
  • Arbitrary unit cells 230-1 constituting the channel forming unit 230 are coupled to neighboring unit cells and pass X-rays having linearity among X-rays emitted from arbitrary pixels constituting the array 210. Can be.
  • FIG. 8A and FIG. 8B in the case of FIG. 8C, since each unit cell constituting the channel forming unit 230 has a circular shape, even if any unit cell 230-1 is combined with neighboring unit cells, There is a gap between them. In such a pore, a unit cell 230-2 having a different size may be disposed in consideration of the pore size.
  • another unit cell of another size may be further disposed.
  • channels through which the X-rays pass, formed by each unit cell formed on the same plane, may be parallel to each other.
  • the thickness of the cell wall that controls the height of the channel forming unit 230 of FIGS. 8A, 8B, and 8C or forms a unit cell is formed. Can be adjusted. Adjusting the height of the channel forming unit 230 is to increase the distance X-rays must pass in the channel forming unit 230, and to control the thickness of the cell wall of the unit cell constituting the channel forming unit 230 It is to reduce the area through which the X-rays pass.
  • an area of each unit cell may be smaller than that of each pixel of the array 210.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may detect and treat a disease while irradiating X-rays such as angiography or stent insertion.
  • X-ray images may be generated and provided in real time for treatment. For example, if the patient's vascular condition is very complex, angiography is performed for a long time, which may cause an increase in X-ray exposure of the patient.
  • stent insertion a problem may occur in which the stent may not be clearly observed.
  • the X-ray imaging apparatus 10 irradiates X-rays in consideration of an X-ray irradiation area set in consideration of an object and an X-ray irradiation intensity adjusted according to a thickness or a component of the object, thereby reducing a patient's exposure amount.
  • X-ray irradiation intensity of the part where the stent is inserted and the part that is not inserted can be controlled independently to obtain a clearer image of the stent insertion path while minimizing the exposure of the patient.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment. Those skilled in the art may understand that other general purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 1.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may include a controller 100, an X-ray generator 200, a detector 300, an image processing apparatus 400, and a user interface 500.
  • the user interface 500 may be connected to the X-ray imaging apparatus 10 by wire or wirelessly.
  • the description of the controller 100, the X-ray generator 200, the detector 300, and the image processing apparatus 400 may be applied as it is, and thus the description thereof will be omitted.
  • the user interface 500 may receive information from the outside of the X-ray imaging apparatus 10. For example, the user interface 500 may receive control information regarding X-ray imaging from a user of the X-ray imaging apparatus 10. The user interface 500 may receive information from the user or output the information to provide the information to the user. For example, the user interface 500 may output an X-ray image or an X-ray video obtained by the image processing apparatus 400 of the X-ray imaging apparatus 10.
  • the user interface 500 may be a device such as a touch screen.
  • the user interface 500 may be used when the control unit 100 sets the X-ray irradiation area.
  • the X-ray irradiation area considering the object needs to be set. Therefore, the X-ray irradiation area may be set through the user interface 500. You can receive the necessary information.
  • the user interface 500 may display an X-ray image of the first image of the object, and may receive a region from which the X-ray is to be irradiated from the user from the displayed X-ray image.
  • the user interface 500 is a touch screen
  • the user interface 500 displays an X-ray image photographed for the first time, and the user may touch and select a portion of the X-ray image displayed on the touch screen that requires X-ray irradiation.
  • the user interface 500 may display an image representing the structure of the array 210 and receive an input of an area to irradiate X-rays from the user from the displayed image.
  • the user interface 500 is a touch screen
  • the user interface 500 displays an image representing the structure of the array 210, and the user generates X-rays from the image representing the structure of the array 210 displayed on the touch screen.
  • the pixels can be selected by touching them.
  • the controller 300 may set the X-ray irradiation area using information input to the user interface 500.
  • the controller 300 receives an area to be irradiated with X-rays from an X-ray image of the first image of the object and sets an area of the array corresponding to the X-ray irradiation area, or an area to irradiate X-rays in an image representing the structure of the array. Can be input to the X-ray irradiation area.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an X-ray imaging method, according to an exemplary embodiment.
  • the above description of the X-ray imaging apparatus 10 may be applied to the X-ray imaging method as it is, even if omitted below.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area in consideration of the object.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area using various information about the shape of the object. For example, the X-ray imaging apparatus 10 may input information about an object recognized in an image of photographing an object, information about an ROI estimated from an X-ray image of the object, and an input from a user in an X-ray image of the object.
  • the X-ray irradiation area may be set using information on a region to which the received X-rays are to be irradiated, information about a region to be irradiated with X-rays input from a user in an image showing the structure of the array 210.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may radiate X-rays using pixels corresponding to the set X-ray irradiation area in the array 210 of the plurality of pixels. That is, the X-ray imaging apparatus 10 does not generate and radiate X-rays from all the pixels constituting the array 210, but drives only the pixels corresponding to the X-ray irradiation area set in consideration of the object, so that X-ray imaging is performed. X-rays can be irradiated only to the subjects that need them. In this case, the X-ray imaging apparatus 10 may adjust the irradiation intensity of X-rays irradiated from each pixel according to the thickness or the component of the object.
  • the X-ray imaging apparatus 10 drives only the pixels corresponding to the array 210 according to the shape of the object, and adjusts the irradiation intensity of X-rays generated from the driven pixels according to the thickness or the component of the object.
  • Information about the thickness or the component of the object may be obtained from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel of the array 210.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may detect X-rays radiated toward the object.
  • the X-rays transmitted through the object among the X-rays radiated from the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may be detected by the detector 300. Since the attenuation ratio of the X-rays is determined according to the shape, thickness, components, etc. of the object, based on the X-rays detected by the detector 300, data about the inside of the object may be acquired.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may acquire an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may generate an X-ray image by reconstructing data of the inside of the object.
  • one X-ray image may be acquired through steps 1010 to 1040. If X-ray images are taken at several to several tens of seconds, X-ray videos may be obtained. Such X-ray video may be used for diagnosis and treatment requiring an X-ray image in real time.
  • the pixels of the array 210 included in the X-ray generator 200 must be appropriately controlled to obtain an accurate and effective X-ray image every frame. To this end, it should be easy and accurate to set the X-ray irradiation area every frame.
  • an X-ray image capturing method will be described with reference to FIG. 11 when a plurality of X-ray images are acquired.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of photographing X-ray images, according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of repeatedly obtaining an X-ray image until an X-ray imaging end instruction is received at a predetermined time or a user input.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area in consideration of the object.
  • the step of setting the X-ray irradiation area in consideration of the object will be described in detail with reference to FIG. 12.
  • FIG. 12 is a detailed flowchart of setting an X-ray irradiation area of an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may determine whether the estimated ROI exists. If there is an estimated ROI, the X-ray imaging apparatus 10 may proceed to step 1290 and set an X-ray irradiation region based on the estimated ROI. For example, when the X-ray imaging is in progress, the region of interest may be estimated from the X-ray image of the previous frame. Therefore, the X-ray irradiation region to be used for X-ray imaging of the next frame may be set using the estimated ROI. You can try Hereinafter, an operation of setting an X-ray irradiation area based on the estimated ROI will be described in detail with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 is a detailed flowchart illustrating a case in which an X-ray irradiation area is set based on an ROI estimated in setting an X-ray irradiation area in an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may determine a degree to which the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame. In detail, the X-ray imaging apparatus 10 may determine whether the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level.
  • the previous frame may be the immediately preceding frame or may be a frame before several frames according to a predetermined period.
  • the region of interest estimated from the currently acquired X-ray image is different from the region of interest estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, it may mean that the object that is the object of X-ray imaging has been changed.
  • X-ray imaging continues for a long time, such as angiography or stent insertion, and the position to irradiate X-rays moves along the insertion site of the catheter or stent.
  • the region of interest estimated from the X-ray image of the current frame and the region of interest estimated from the X-ray image of the previous frame may be slightly different, which may indicate a change in the position of the X-ray irradiation. In this case, it is preferable to set the X-ray irradiation area in consideration of the object at the current position at which the diagnosis or treatment is performed.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may analyze the region of the array corresponding to the estimated region of interest. It can be set as an irradiation area.
  • the X-ray imaging apparatus 10 When the estimated region of interest differs from the region of interest estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, the X-ray imaging apparatus 10 does not set the X-ray irradiation region of the next frame based on the estimated region of interest.
  • the X-ray irradiation area may be set by newly receiving information about the changed object from the outside. That is, it may be treated as if the ROI estimated in step 1210 of FIG. 12 does not exist.
  • the process of setting the X-ray irradiation region by using the information input from the outside by the X-ray imaging apparatus 10 will be described again with reference to FIG. 12.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area by using information input from the outside when there is no estimated ROI or it is inappropriate to use the estimated ROI for setting an X-ray irradiation area.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may include information about an object recognized in an image of photographing an object, information about an area to be irradiated with X-rays input from a user in an X-ray image of the object, and an array 210.
  • An X-ray irradiation area may be set by using information about an area to irradiate X-rays input from a user in an image showing a structure. According to the type of information input to the X-ray imaging apparatus 10, the process of setting the X-ray irradiation region by the X-ray imaging apparatus 10 will be described.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may automatically set the X-ray irradiation area by using the image of the object.
  • the X-ray imaging apparatus 10 recognizes the object in the image photographing the object, and considers the recognized object to examine the X-ray irradiation area. Can be set automatically.
  • the X-ray imaging apparatus 10 illustrates a process of setting an X-ray irradiation area by using information about an area to be irradiated with X-rays input from a user in an X-ray image of an object.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may display the X-ray image of the first photographing of the object on the user interface 500 and provide the same to the user.
  • the X-ray image of the first image of the object may be an X-ray image of which the user's region of interest cannot be grasped.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may receive a region from which the X-ray is to be irradiated from the X-ray image displayed on the user interface 500 from the user.
  • the user of the X-ray imaging apparatus 10 may directly input an area to be irradiated with X-rays to the user interface 500.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may set an area of the array 210 corresponding to an area to be irradiated with X-rays input from a user as an X-ray irradiation area.
  • the X-ray imaging apparatus 10 shows a process of setting an X-ray irradiation region using information about an area to irradiate X-rays input from a user in an image showing the structure of the array 210. .
  • the X-ray imaging apparatus 10 may display an image representing the structure of the array on the user interface 500 and provide the image to the user.
  • the image representing the structure of the array 210 may be an image representing all the pixels constituting the array 210.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may receive an input from the user of an area for radiating X-rays from the image displayed on the user interface 500.
  • the user of the X-ray imaging apparatus 10 may directly input an area for irradiating X-rays to an image representing the structure of the array 210 displayed on the user interface 500.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may set an area for irradiating X-rays input from a user as an X-ray irradiation area.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may radiate X-rays using pixels corresponding to the set X-ray irradiation area in an array composed of a plurality of pixels. That is, the X-ray imaging apparatus 10 may drive only the pixels corresponding to the X-ray irradiation area set in consideration of the object among all the pixels constituting the array 210, and irradiate X-ray only to the object requiring X-ray imaging. . In this case, the X-ray imaging apparatus 10 may adjust the irradiation intensity of X-rays irradiated from each pixel according to the thickness or the component of the object.
  • the X-ray imaging apparatus 10 drives only the pixels corresponding to the array 210 according to the shape of the object, and adjusts the irradiation intensity of X-rays generated from the driven pixels according to the thickness or the component of the object.
  • Information about the thickness or the component of the object may be obtained from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel of the array 210.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may detect X-rays radiated toward the object.
  • the X-rays transmitted through the object among the X-rays radiated from the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may be detected by the detector 300. Since the attenuation ratio of the X-rays is determined according to the shape, thickness, components, etc. of the object, based on the X-rays detected by the detector 300, data about the inside of the object may be acquired.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may acquire an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may generate an X-ray image by reconstructing data of the inside of the object.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may determine whether to end X-ray imaging. When a predetermined time has elapsed or an X-ray imaging end instruction is input according to a user input, X-ray imaging may be terminated by determining that X-ray imaging is terminated. However, if diagnosis and treatment are not completed and an X-ray image of the subject is required, the process proceeds to step 1160.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may estimate an ROI from the obtained X-ray image.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may estimate which part of the ROI is in the acquired X-ray image by considering values of each pixel of the acquired X-ray image.
  • the estimated region of interest may be a portion corresponding to the object in the acquired X-ray image and has information indicating the object.
  • the X-ray imaging apparatus 10 may use the estimated ROI in an X-ray irradiation area setting step when capturing an X-ray image of a next frame.
  • the X-ray imaging method according to an embodiment of the present invention described above can be written as a program that can be executed in a computer, it can be implemented in a general-purpose digital computer to operate such a program using a computer-readable recording medium.
  • Such computer-readable recording media include storage media such as magnetic storage media (eg, ROMs, floppy disks, hard disks, etc.) and optical reading media (eg, CD-ROMs, DVDs, etc.).

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Abstract

Disclosed are an X-ray image capturing device and method adapted to allow diagnosis and treatment to be carried out relatively accurately and easily while at the same time minimising exposure to X-rays, by irradiating X-rays with the use of pixels corresponding to an X-ray irradiation zone preset with reference to an object, in an array comprising a plurality of pixels.

Description

엑스선 영상 촬영 장치 및 방법X-ray imaging apparatus and method
엑스선 영상 촬영 장치 및 방법에 관한 것이다.An X-ray imaging apparatus and method.
엑스선(X-ray)은 감마선과 자외선의 중간 파장에 해당하는 파장을 갖는 투과성이 강한 전자기파이다. 엑스선을 어떤 대상체에 조사하는 경우, 대상체를 이루는 물질과 대상체의 두께에 따라 엑스선의 투과율이 달라지는데, 이러한 원리를 이용하여, 엑스선 영상을 생성할 할 수 있다.X-rays (X-rays) is a transparent electromagnetic wave having a wavelength corresponding to the intermediate wavelength between gamma rays and ultraviolet rays. When X-rays are irradiated to a certain object, the transmittance of X-rays varies according to the material of the object and the thickness of the object. By using this principle, an X-ray image may be generated.
엑스선 영상 촬영 장치에 대한 기술이 발전함에 따라, 한 장의 엑스선 영상을 촬영하는데 소요되는 시간이 매우 짧아졌고, 더 나아가 엑스선 영상을 실시간 진단 및 치료에 이용할 수 있게 되었다. As the technology for the X-ray imaging apparatus has been developed, the time required for photographing a single X-ray image is shortened, and further, the X-ray image can be used for real-time diagnosis and treatment.
하지만, 엑스선과 같은 방사선에 오랜 시간 동안 노출되는 경우, 엑스선 피폭에 의해 세포의 조직이 비정상적으로 변화하게 되고, 유전자가 변형되는 심각한 문제를 초래할 수 있다.However, when exposed to radiation such as X-rays for a long time, the tissue of the cell is abnormally changed by X-ray exposure, it can cause a serious problem that the gene is modified.
엑스선의 피폭을 최소화함과 동시에 진단 및 치료를 보다 정확하고 용이하게 수행할 수 있도록 우수한 엑스선 영상을 획득하는 엑스선 영상 촬영 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.The present invention provides an X-ray imaging apparatus and method for acquiring an excellent X-ray image to minimize the exposure of X-rays and to perform diagnosis and treatment more accurately and easily. The technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and further technical problems can be inferred from the following embodiments.
일 측면에 따른 엑스선 영상 촬영 장치는, 복수의 픽셀들로 구성된 어레이를 포함하는 엑스선 발생부, 상기 어레이에서, 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들을 이용하여 엑스선 조사를 제어하는 제어부, 상기 조사된 엑스선을 검출하는 검출기, 및 상기 검출된 엑스선에 기초하여, 상기 대상체의 엑스선 영상을 획득하는 영상 처리 장치를 포함한다.According to an aspect, an X-ray imaging apparatus may include: an X-ray generator including an array of a plurality of pixels, a controller configured to control X-ray irradiation using pixels corresponding to an X-ray irradiation area set in consideration of an object; And a detector for detecting the irradiated X-ray and an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
다른 측면에 따른 엑스선 영상 촬영 방법은, 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계, 복수의 픽셀들로 구성된 어레이에서, 상기 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들을 이용하여 엑스선을 조사하는 단계, 상기 조사된 엑스선을 검출하는 단계, 및 상기 검출된 엑스선에 기초하여, 상기 대상체의 엑스선 영상을 획득하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, an X-ray imaging method may include: setting an X-ray irradiation area in consideration of an object, irradiating X-rays using pixels corresponding to the set X-ray irradiation area in an array composed of a plurality of pixels, Detecting the irradiated X-ray, and acquiring an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
또 다른 측면에 따라, 상기 엑스선 영상 촬영 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공된다. According to another aspect, a computer-readable recording medium having a program recorded thereon for implementing the X-ray imaging method is provided.
엑스선 영상을 촬영하고자 하는 대상체 영역에 대상체를 고려하여 엑스선을 조사함으로써, 환자의 엑스선 피폭량을 줄일 수 있다. The X-ray exposure of the patient may be reduced by irradiating X-rays in consideration of the object to the object region to which the X-ray image is to be taken.
도 1은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
도 2는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 제어부를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for describing a controller of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
도 3은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이와 제어부에 포함된 픽셀 구동 신호 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing an array included in an X-ray generator and a pixel driving signal control module included in a controller, according to an exemplary embodiment.
도 5는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이의 각 픽셀들이 픽셀 구동 신호에 따라 제어된 모습을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which pixels of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment are controlled according to a pixel driving signal.
도 6은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이의 구조를 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a structure of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
도 7은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이의 단면을 나타낸 도면이다.7 is a cross-sectional view of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 채널 형성부의 각 실시예를 나타낸 도면이다.8A, 8B, and 8C are diagrams illustrating embodiments of a channel forming unit included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
도 9는 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치를 도시한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment.
도 10은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법을 도시한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating an X-ray imaging method, according to an exemplary embodiment.
도 11은 다른 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법을 도시한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of photographing X-ray images, according to another exemplary embodiment.
도 12는 다른 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법의 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계에 대한 상세 흐름도이다.12 is a detailed flowchart of setting an X-ray irradiation area of an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
도 13은 다른 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법의 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계에서 추정한 관심 영역에 기초하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 경우에 대한 상세 흐름도이다.FIG. 13 is a detailed flowchart illustrating a case in which an X-ray irradiation area is set based on an ROI estimated in setting an X-ray irradiation area in an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
일 측면에 따른 엑스선 영상 촬영 장치는, 복수의 픽셀들로 구성된 어레이를 포함하는 엑스선 발생부, 상기 어레이에서, 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들을 이용하여 엑스선 조사를 제어하는 제어부, 상기 조사된 엑스선을 검출하는 검출기, 및 상기 검출된 엑스선에 기초하여, 상기 대상체의 엑스선 영상을 획득하는 영상 처리 장치를 포함한다.According to an aspect, an X-ray imaging apparatus may include: an X-ray generator including an array of a plurality of pixels, a controller configured to control X-ray irradiation using pixels corresponding to an X-ray irradiation area set in consideration of an object; And a detector for detecting the irradiated X-ray and an X-ray image of the object based on the detected X-rays.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 한정하지 아니하고 오로지 예시를 위한 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings without limiting the present invention by way of example only. The following examples of the present invention are intended to embody the present invention, but not to limit or limit the scope of the present invention. From the detailed description and examples of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains can easily be interpreted as belonging to the scope of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 도는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Terms such as “consisting of” or “comprising” as used herein are not necessarily to be construed as including all of the various components, or the various steps described in the specification, some of the components or some of the steps Should not be included, or should be construed to further include additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In addition, terms including ordinal numbers such as 'first' or 'second' as used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 실시예들은 엑스선 영상 촬영 장치 및 방법에 관한 것으로서 이하의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서는 자세한 설명을 생략한다. The embodiments of the present invention relate to an X-ray imaging apparatus and method, and detailed descriptions of matters well known to those skilled in the art to which the following embodiments belong will be omitted.
도 1은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치를 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 발명과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 1 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment. Those skilled in the art may understand that other general purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 1.
도 1을 참조하면, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 제어부(100), 엑스선 발생부(200), 검출기(300), 영상 처리 장치(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the X-ray imaging apparatus 10 may include a controller 100, an X-ray generator 200, a detector 300, and an image processing apparatus 400.
제어부(100)는 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 전반적인 제어를 담당한다. 제어부(100)는 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 다른 구성 요소들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(100)는 엑스선 발생부(200)의 엑스선 조사를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부(100)는 엑스선 발생부(200)에서 엑스선을 발생하여 조사할 영역(이하, 엑스선 조사 영역)을 설정하거나, 엑스선 조사 세기(intensity)를 조절할 수 있다. 제어부(100)는 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역과 대상체의 두께 또는 성분에 따라 조절된 엑스선 조사 세기를 고려하여, 엑스선 발생부(200)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제어부(100)는 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 다른 구성 요소들 사이의 신호 전달을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(100)는 검출기(300)에서 생성된 데이터를 영상 처리 장치(400)로 전달하도록 제어할 수 있다.The controller 100 is responsible for the overall control of the X-ray imaging apparatus 10. The controller 100 may control operations of other components of the X-ray imaging apparatus 10. For example, the controller 100 may control X-ray irradiation of the X-ray generator 200. In other words, the controller 100 may set a region (hereinafter, referred to as an X-ray irradiation region) to generate X-rays from the X-ray generator 200 or adjust X-ray irradiation intensity. The controller 100 may apply a driving signal to the X-ray generator 200 in consideration of the X-ray irradiation area set in consideration of the object and the X-ray irradiation intensity adjusted according to the thickness or component of the object. In addition, the controller 100 may control signal transmission between other components of the X-ray imaging apparatus 10. For example, the controller 100 may control to transmit data generated by the detector 300 to the image processing apparatus 400.
제어부(100)는 외부로부터 입력된 정보에 기초하여, 엑스선 영상 촬영 장치(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 통신 인터페이스(미도시)를 통하여 입력된 정보나 스토리지(미도시)에 저장된 정보 등을 이용하여, 엑스선 영상 촬영 장치(10)를 제어할 수 있다.The controller 100 may control the X-ray imaging apparatus 10 based on information input from the outside. For example, the X-ray imaging apparatus 10 may control the X-ray imaging apparatus 10 by using information input through a communication interface (not shown) or information stored in a storage (not shown).
엑스선 발생부(200)는 엑스선을 발생하여, 대상체를 향해 엑스선을 조사한다. 엑스선 발생부(200)는 제어부(100)로부터 엑스선 조사 영역과 엑스선 조사 세기를 고려하여 인가된 구동 신호에 따라 엑스선을 발생하여, 대상체를 향해 엑스선을 조사할 수 있다. 엑스선 발생부(200)는 복수의 픽셀들로 구성된 어레이를 포함하며, 각 픽셀별로 엑스선을 조사할 수 있다.The X-ray generator 200 generates X-rays and radiates X-rays toward the object. The X-ray generator 200 may generate X-rays according to a driving signal applied from the controller 100 in consideration of the X-ray irradiation area and the X-ray irradiation intensity, and irradiate X-rays toward the object. The X-ray generator 200 may include an array of a plurality of pixels, and may radiate X-rays for each pixel.
검출기(300)는 대상체를 통과한 엑스선을 검출한다. 검출기(300)에서 검출된 엑스선은 전기적 신호 형태로 생성된다. 검출기(300)에서 생성된 전기적 신호는 소정의 기준에 따라 영상 데이터로 변환되며, 영상 데이터는 영상 처리 장치(400)로 전달될 수 있다.The detector 300 detects X-rays passing through the object. X-rays detected by the detector 300 are generated in the form of an electrical signal. The electrical signal generated by the detector 300 may be converted into image data according to a predetermined reference, and the image data may be transmitted to the image processing apparatus 400.
영상 처리 장치(400)는 검출기(300)에서 검출된 엑스선에 기초하여, 대상체의 엑스선 영상을 획득한다. 즉, 영상 처리 장치(400)는 검출기(300)로부터 전달받은 영상 데이터를 이용하여 대상체의 내부 정보를 담고 있는 엑스선 영상을 생성할 수 있다. The image processing apparatus 400 acquires an X-ray image of the object based on the X-rays detected by the detector 300. That is, the image processing apparatus 400 may generate an X-ray image containing the internal information of the object using the image data received from the detector 300.
영상 처리 장치(400)는 생성된 엑스선 영상을 누적하여 동영상을 생성할 수도 있다. 즉, 영상 처리 장치(400)는 초당 수 내지 수십 장의 엑스선 영상을 생성하여, 대상체를 진단할 수 있는 엑스선 동영상을 만들 수 있다. 이와 같은 엑스선 동영상은 실시간으로 엑스선 영상이 필요한 진단 및 치료에 이용될 수 있다.The image processing apparatus 400 may generate a moving image by accumulating the generated X-ray image. That is, the image processing apparatus 400 may generate an X-ray video for diagnosing an object by generating several to several tens of X-ray images per second. Such X-ray video may be used for diagnosis and treatment requiring an X-ray image in real time.
일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 엑스선 영상을 촬영한 대상체의 위치에 따라 엑스선 영상 촬영 장치(10) 전체가 이동할 수도 있고, 엑스선 영상 촬영 장치(10)에서 엑스선 발생부(200)와 검출기(300)의 위치를 조정할 수도 있다. In the X-ray imaging apparatus 10 according to an exemplary embodiment, the entire X-ray imaging apparatus 10 may move according to the position of the object that captured the X-ray image, and the X-ray generator 200 may be moved by the X-ray imaging apparatus 10. And the position of the detector 300 may be adjusted.
도 2는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 제어부를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 발명과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 2 is a diagram for describing a controller of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment. Those skilled in the art can understand that other general purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 2.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 제어부(100)는 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110), 엑스선 조사 세기 조절 모듈(130), 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150), 관심 영역 추정 모듈(170)을 포함할 수 있다. 이와 같은 모듈들은 하나의 칩으로 생성할 수도 있지만, 각각 별도의 프로세서로 구현되어, 엑스선 영상 촬영 장치(10) 내부의 적절한 곳에 모듈별로 분리되어 위치할 수도 있다.Referring to FIG. 2, the controller 100 of the X-ray imaging apparatus 10 according to an exemplary embodiment may include a pixel driving signal control module 110, an X-ray irradiation intensity adjusting module 130, and an X-ray irradiation region setting module 150. The ROI estimation module 170 may be included. Such modules may be generated by a single chip, but may be implemented as separate processors, and may be separately located in modules in appropriate places within the X-ray imaging apparatus 10.
픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 엑스선 발생부(200)에 포함된 복수의 픽셀들로 구성된 어레이의 각 픽셀들을 구동하는 픽셀 구동 신호를 제어한다. 어레이는 복수의 픽셀들로 구성되어 있는데, 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 어레이에 포함된 각 픽셀들을 독립적으로 온(on)/오프(off) 시킬 수 있는 픽셀 구동 신호를 제어할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 어레이를 구성하는 복수의 픽셀들 중 온(on) 시킬 픽셀들에 대하여, 픽셀 구동 신호를 인가할 수 있다. 그리고, 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 온(on) 시킬 픽셀들에서 조사할 엑스선의 조사 세기가 서로 다를 경우, 각 픽셀의 엑스선 조사 세기에 기초하여, 인가할 픽셀 구동 신호의 세기를 조절할 수 있다. The pixel driving signal control module 110 controls the pixel driving signal for driving each pixel of the array including a plurality of pixels included in the X-ray generator 200. The array is composed of a plurality of pixels, and the pixel driving signal control module 110 may control a pixel driving signal capable of independently turning on / off each pixel included in the array. For example, the pixel driving signal control module 110 may apply a pixel driving signal to pixels to be turned on among a plurality of pixels constituting the array. If the irradiation intensity of X-rays to be irradiated from the pixels to be turned on is different from each other, the pixel driving signal control module 110 may adjust the intensity of the pixel driving signal to be applied based on the X-ray irradiation intensity of each pixel. have.
픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에서 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀마다 픽셀 구동 신호를 인가하고, 픽셀 구동 신호가 인가된 픽셀만 온(on) 시킬 수 있다. 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 엑스선 조사 세기 조절 모듈(130)에서 조절된 엑스선 조사 세기에 따라 픽셀 구동 신호의 세기를 조절하고, 픽셀마다 조절된 세기의 픽셀 구동 신호를 인가하여, 각 픽셀에서 조사되는 엑스선 조사 세기를 조절할 수 있다. The pixel driving signal control module 110 may apply a pixel driving signal to each pixel corresponding to the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 and turn on only the pixel to which the pixel driving signal is applied. The pixel driving signal control module 110 adjusts the intensity of the pixel driving signal according to the X-ray irradiation intensity adjusted by the X-ray irradiation intensity adjusting module 130, and applies a pixel driving signal of the adjusted intensity to each pixel, thereby applying The intensity of X-ray radiation to be irradiated can be adjusted.
예를 들어, 엑스선 발생부(200)에 포함된 복수의 픽셀들로 구성된 어레이가 냉음극(cold cathode) 전자원을 이용하는 경우, 기판(substrate)에 형성된 냉음극 전자원으로부터 전자들을 방출시키기 위해, 동일한 기판에 형성된 게이트 절연체에 적층한 게이트 전극에 게이트 전압을 인가할 수 있는데, 이때, 게이트 전극에 인가하는 게이트 전압이 픽셀 구동 신호가 될 수 있다. 즉, 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 어레이에 포함된 복수의 픽셀들 중 엑스선을 발생시켜 조사할 일부 픽셀에 대한 게이트 전압 인가와 인가할 게이트 전압의 세기를 제어할 수 있다.For example, when the array of the plurality of pixels included in the X-ray generator 200 uses a cold cathode electron source, in order to emit electrons from the cold cathode electron source formed in the substrate, A gate voltage may be applied to a gate electrode stacked on a gate insulator formed on the same substrate. In this case, the gate voltage applied to the gate electrode may be a pixel driving signal. That is, the pixel driving signal control module 110 may generate an X-ray among a plurality of pixels included in the array and control the gate voltage application and the intensity of the gate voltage to be applied to some pixels to be irradiated.
엑스선 조사 세기 조절 모듈(130)은 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)이 픽셀 구동 신호의 세기를 제어할 수 있도록, 어레이에 포함된 각 픽셀의 엑스선 조사 세기를 조절한다. 엑스선 조사 세기 조절 모듈(130)은 대상체의 두께 또는 성분에 따라 어레이에 포함된 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 조절할 수 있다. 이때, 대상체의 두께 또는 성분에 관한 정보는 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 동일하게 하여 대상체에 조사함으로써 획득한 엑스선 영상 또는 사전 진단 영상으로부터 획득할 수 있다. 엑스선 조사 세기 조절 모듈(130)은 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에서 설정된 엑스선 조사 영역이 있는 경우, 어레이에 포함된 복수의 픽셀들 중에서 엑스선 조사 영역으로 설정된 일부 픽셀들에 대한 엑스선의 조사 세기를 조절할 수 있다.The X-ray irradiation intensity adjusting module 130 adjusts the X-ray irradiation intensity of each pixel included in the array so that the pixel driving signal control module 110 may control the intensity of the pixel driving signal. The X-ray irradiation intensity adjusting module 130 may adjust the irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel included in the array according to the thickness or the component of the object. In this case, information about the thickness or the component of the object may be obtained from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel. When there is an X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150, the X-ray irradiation intensity adjusting module 130 adjusts the X-ray irradiation intensity of some pixels set as the X-ray irradiation area among a plurality of pixels included in the array. I can regulate it.
엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)은 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)이 각 픽셀에 대한 픽셀 구동 신호 인가 여부를 결정할 수 있도록, 어레이에 포함된 복수의 픽셀들 중 엑스선을 발생하여 조사할 픽셀들을 엑스선 조사 영역으로 설정한다. 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)은 외부로부터 입력된 정보 또는 내부에 저장된 정보에 기초하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다.The X-ray irradiation area setting module 150 generates X-rays of the plurality of pixels included in the array so that the pixel driving signal control module 110 may determine whether the pixel driving signal is applied to each pixel. Set to the irradiation area. The X-ray irradiation area setting module 150 may set an X-ray irradiation area based on information input from the outside or information stored therein.
예를 들어, 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)은 대상체를 촬영한 영상을 이용하여 엑스선 조사 영역을 자동으로 설정할 수 있다. 즉, 카메라를 이용하여 대상체를 촬영하고, 대상체를 촬영한 영상이 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 통신 인터페이스(미도시)를 통하여 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에 입력되는 경우, 대상체를 촬영한 영상에서 대상체를 인식하고, 인식된 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 자동으로 설정할 수 있다. For example, the X-ray irradiation area setting module 150 may automatically set the X-ray irradiation area by using an image of the object. That is, when an object is photographed using a camera and an image photographing the object is input to the X-ray irradiation area setting module 150 through a communication interface (not shown) of the X-ray imaging apparatus 10, the object is photographed. The object may be recognized in the image, and the X-ray irradiation area may be automatically set in consideration of the recognized object.
다른 예를 들어, 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)은 대상체를 최초로 촬영한 엑스선 영상에서 엑스선이 조사될 영역을 입력받아 이에 대응되는 어레이의 영역을 엑스선 조사 영역으로 설정하거나, 어레이의 구조를 나타내는 영상에서 엑스선을 조사할 영역을 입력받아 이를 엑스선 조사 영역으로 설정할 수도 있다. For another example, the X-ray irradiation area setting module 150 receives an area to be irradiated with X-rays from an X-ray image of the first image of the object and sets an area of the array corresponding to the X-ray irradiation area, or an image representing the structure of the array. In this case, an area for irradiating X-rays may be input to be set as an X-ray irradiation area.
또 다른 예를 들어, 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)은 관심 영역 추정 모듈(170)로부터 전달된 정보에 기초하여, 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)은 관심 영역 추정 모듈(170)이 추정한 관심 영역(region of interest)에 관한 데이터가 전달되면, 관심 영역에 기초하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)은 관심 영역 추정 모듈(170)로부터 엑스선 조사 영역을 외부로부터 입력된 정보를 이용하여 설정하라는 신호가 전달되면, 외부로부터 입력된 정보를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다.As another example, the X-ray irradiation area setting module 150 may set the X-ray irradiation area based on the information transmitted from the ROI estimation module 170. When the data regarding the region of interest estimated by the ROI estimation module 170 is transferred, the X-ray irradiation area setting module 150 may set the X-ray irradiation area based on the ROI. When the X-ray irradiation area setting module 150 receives a signal for setting the X-ray irradiation area from the ROI estimation module 170 using information input from the outside, the X-ray irradiation area setting module 150 may set the X-ray irradiation area using the information input from the outside. have.
관심 영역 추정 모듈(170)은 영상 처리 장치(400)에서 획득한 엑스선 영상으로부터 관심 영역(region of interest)을 추정한다. 관심 영역 추정 모듈(170)은 영상 처리 장치(400)에서 생성하는 모든 프레임의 엑스선 영상에 대하여 관심 영역을 추정할 수도 있고, 소정의 주기에 따른 엑스선 영상에 대하여 관심 영역을 추정할 수도 있다.The region of interest estimation module 170 estimates a region of interest from the X-ray image acquired by the image processing apparatus 400. The ROI estimation module 170 may estimate the ROI of the X-ray images of all the frames generated by the image processing apparatus 400, or may estimate the ROI of the X-ray image according to a predetermined period.
관심 영역 추정 모듈(170)은 추정한 관심 영역을 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 상이한 정도를 비교할 수 있다. 이때, 이전 프레임은 바로 직전 프레임이 될 수도 있고, 소정의 주기에 따른 몇 프레임 이전의 프레임이 될 수도 있다. 관심 영역 추정 모듈(170)은 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이한지 고려하여, 그 결과에 따라 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에 엑스선 조사 영역 설정에 필요한 신호를 전달한다. 관심 영역 추정 모듈(170)은 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이한 경우, 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에게 엑스선 조사 영역을 외부로부터 입력된 정보를 이용하여 설정하라는 신호를 전달한다. 반대로, 관심 영역 추정 모듈(170)은 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이하지 않은 경우, 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에게 추정한 관심 영역에 관한 데이터를 전달한다.The ROI estimation module 170 may compare the estimated ROI with a degree different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame. In this case, the previous frame may be the immediately preceding frame or may be a frame before several frames according to a predetermined period. The ROI estimating module 170 considers whether the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, and accordingly, the X-ray irradiation area setting module 150 determines the X-ray irradiation area. Delivers the signals needed for configuration. The ROI estimation module 170 may input information from the outside of the X-ray irradiation area to the X-ray irradiation area setting module 150 when the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level. Signals to set using. On the contrary, if the ROI estimated by the region of interest does not differ from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, the ROI estimation module 170 may determine the region of interest estimated by the X-ray irradiation region setting module 150. Passing data about
도 3은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 발명과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 3 is a diagram for describing an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment. Those skilled in the art may understand that other general purpose components may be further included in addition to the components illustrated in FIG. 3.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 엑스선 발생부(200)는 어레이(210), 채널 형성부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may include an array 210 and a channel forming unit 230.
어레이(210)는 복수의 픽셀들로 구성된다. 어레이(210)는 각 픽셀별로 엑스선을 조사할 수 있다. 어레이(210)는 제어부(100)의 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)로부터 각 픽셀에 대한 픽셀 구동 신호를 인가받으며, 픽셀 구동 신호가 인가된 픽셀은 온(on)되고, 픽셀 구동 신호가 인가되지 않은 픽셀은 오프(off)가 된다. 어레이(210)에서 온(on)된 픽셀들이 차지하는 영역은 제어부(100)의 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에서 설정된 엑스선 조사 영역에 대응될 수 있다. 온(on)된 픽셀에서는 엑스선이 조사된다. 이때, 온(on)된 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기는 픽셀에 인가된 픽셀 구동 신호의 세기에 비례할 수 있다. 즉, 엑스선의 조사 세기가 약해도 되는 픽셀은 작은 픽셀 구동 신호가 인가되고, 엑스선의 조사 세기가 강해야 하는 픽셀은 큰 픽셀 구동 신호가 인가될 수 있다. The array 210 is composed of a plurality of pixels. The array 210 may radiate X-rays for each pixel. The array 210 receives a pixel driving signal for each pixel from the pixel driving signal control module 110 of the controller 100, and the pixel to which the pixel driving signal is applied is turned on and the pixel driving signal is not applied. Pixels that are not turned off. The area occupied by the pixels turned on in the array 210 may correspond to the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 of the controller 100. X-rays are irradiated on the pixels that are turned on. In this case, the irradiation intensity of X-rays radiated from the on-pixel may be proportional to the intensity of the pixel driving signal applied to the pixel. That is, a small pixel driving signal may be applied to pixels for which the irradiation intensity of X-rays is weak, and a large pixel driving signal may be applied to pixels for which the irradiation intensity of X-rays should be strong.
채널 형성부(230)는 어레이(210)의 전방에 배치되어, 어레이(210)를 구성하는 픽셀에서 발생된 엑스선이 통과하는 채널을 형성한다. 채널 형성부(230)는 어레이(210)를 구성하는 임의의 픽셀에서 발생된 엑스선이 조사되는 과정에서 임의의 방향으로 산란되어 검출기(300)의 표면에 도달하는 것을 방지하는 역할을 한다. 다시 말해서, 어레이(210)를 구성하는 임의의 픽셀에서 발생된 엑스선이 검출기(300)의 표면에 수직으로 도달하도록 임의의 방향으로 산란되는 엑스선을 차단하고 직진하는 엑스선을 통과시키는 채널을 형성한다. 따라서, 어레이(210)를 구성하는 복수의 픽셀들 중에서 엑스선을 발생하는 픽셀들에서 조사된 엑스선은 서로 평행한 채널을 통과하여 검출기(300)에 수직으로 도달할 수 있다. 채널 형성부(230)는 복수 개의 단위 셀들이 결합된 형태로써, 채널 형성부(230)를 구성하는 임의의 단위 셀은 어레이(210)의 한 픽셀에서 조사된 엑스선이 통과하는 하나의 채널을 형성할 수 있다. 채널 형성부(230)의 각 단위 셀에 의해 형성된 채널들은 서로 평행하다고 볼 수 있다. 채널 형성부(230)의 각 단위 셀의 크기는 어레이(210)의 각 픽셀의 크기보다 작을 수 있다.The channel forming unit 230 is disposed in front of the array 210 to form a channel through which X-rays generated in pixels constituting the array 210 pass. The channel forming unit 230 serves to prevent scattering in an arbitrary direction and reaching the surface of the detector 300 while X-rays generated from any pixel constituting the array 210 are irradiated. In other words, the X-rays generated at any pixel constituting the array 210 form a channel that blocks X-rays scattered in any direction so as to vertically reach the surface of the detector 300 and passes X-rays that go straight through. Accordingly, the X-rays radiated from the pixels generating X-rays among the pixels constituting the array 210 may vertically reach the detector 300 by passing through channels parallel to each other. The channel forming unit 230 is formed by combining a plurality of unit cells, and any unit cell constituting the channel forming unit 230 forms one channel through which X-rays radiated from one pixel of the array 210 pass. can do. Channels formed by each unit cell of the channel forming unit 230 may be considered to be parallel to each other. The size of each unit cell of the channel forming unit 230 may be smaller than the size of each pixel of the array 210.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이와 제어부에 포함된 픽셀 구동 신호 제어 모듈을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing an array included in an X-ray generator and a pixel driving signal control module included in a controller, according to an exemplary embodiment.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 엑스선 발생부(200)에 포함된 어레이(210)와 제어부(100)에 포함된 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)이 연결된 모습을 나타내고 있다.4, the array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 and the pixel driving signal control module 110 included in the controller 100 are connected. It is showing.
엑스선 발생부(200)에 포함된 어레이(210)가 2차원 형태의 어레이므로, 제어부(100)에 포함된 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 어레이(210)의 행과 열을 각각 제어할 수 있도록, 분리된 형태의 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)을 둘 수 있다. 예를 들어, 어레이(210)의 어떤 행에 해당하는 픽셀을 제어하고자 하는 경우, 그 행에 픽셀 구동 신호를 인가하면 된다. 어레이(210)의 어떤 열에 해당하는 픽셀을 제어하고자 하는 경우, 그 열에 픽셀 구동 신호를 인가하면 된다. 어레이(210)의 특정 행 및 열에 해당하는 픽셀을 제어하고자 하는 경우, 그 행과 그 열에 각각 픽셀 구동 신호를 인가하면 된다.Since the array 210 included in the X-ray generator 200 is a two-dimensional array, the pixel driving signal control module 110 included in the controller 100 may control the rows and columns of the array 210, respectively. The pixel driving signal control module 110 may be separated from each other. For example, when a pixel corresponding to a row of the array 210 is to be controlled, a pixel driving signal may be applied to the row. In order to control a pixel corresponding to a column of the array 210, a pixel driving signal may be applied to the column. In order to control a pixel corresponding to a specific row and column of the array 210, a pixel driving signal may be applied to the row and the column, respectively.
한편, 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)은 어레이(210)를 구성하는 각 픽셀에 인가하는 픽셀 구동 신호의 세기를 달리할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 구동 신호가 각 픽셀에 있는 게이트 전극에 대한 게이트 전압인 경우, 인가하는 게이트 전압의 크기를 높일수록 냉음극 전자원에서 방출하는 전자가 많아진다.The pixel driving signal control module 110 may vary the intensity of the pixel driving signal applied to each pixel constituting the array 210. For example, when the pixel driving signal is a gate voltage for the gate electrode in each pixel, as the magnitude of the gate voltage to be applied increases, more electrons are emitted from the cold cathode electron source.
도 5는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이의 각 픽셀들이 픽셀 구동 신호에 따라 제어된 모습을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which pixels of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus according to an exemplary embodiment are controlled according to a pixel driving signal.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 엑스선 발생부(200)에 포함된 어레이(210)가 2차원 형태임을 알 수 있다. 어레이(210)의 행과 열이 각각 20개씩이므로, 어레이(210)를 구성하는 픽셀의 개수는 400개이다. 다만, 어레이(210)의 형태나 크기가 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 according to an exemplary embodiment has a two-dimensional shape. Since there are 20 rows and columns of the array 210, the number of pixels constituting the array 210 is 400. However, the shape or size of the array 210 is not limited thereto.
도 5를 참조하면, 어레이(210)를 구성하는 픽셀들이 온(on)된 것과 오프(off)된 것으로 구별될 수 있다. 어레이(210)에서 온(on)된 픽셀은 제어부(100)의 픽셀 구동 신호 제어 모듈(110)에 의해 픽셀 구동 신호가 인가된 것이고, 오프(off)된 픽셀은 픽셀 구동 신호가 인가되지 못한 것이다. 이때, 어레이(210)에서 온(on)된 픽셀들이 차지하는 영역은 제어부(100)의 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에서 설정한 엑스선 조사 영역에 대응된다. 제어부(100)의 엑스선 조사 영역 설정 모듈(150)에서 설정한 엑스선 조사 영역은 대상체의 형상을 고려하여 설정된 것이기 때문에, 어레이(210)에서 온(on)된 픽셀들이 차지하는 영역도 대상체의 형상의 모습을 나타낸다. 어레이(210)에서 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들만 온(on)되기 때문에, 환자의 엑스선 피폭량을 최소화할 수 있다.Referring to FIG. 5, the pixels constituting the array 210 may be distinguished from being on and off. The pixel turned on in the array 210 is the pixel driving signal applied by the pixel driving signal control module 110 of the controller 100, and the pixel turned off is the pixel driving signal being not applied. . In this case, the area occupied by the pixels turned on in the array 210 corresponds to the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 of the controller 100. Since the X-ray irradiation area set by the X-ray irradiation area setting module 150 of the controller 100 is set in consideration of the shape of the object, the area occupied by the pixels turned on in the array 210 also looks like the shape of the object. Indicates. Since only pixels corresponding to the X-ray irradiation area set in consideration of the object in the array 210 are turned on, the amount of X-ray exposure of the patient may be minimized.
도 6은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이의 구조를 나타낸 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a structure of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 엑스선 발생부(200)에 포함된 어레이(210)는 기판(substrate)(211), 애노드 타겟(anode target)(213), 게이트 절연체(gate insulator)(215), 게이트 전극(gate electrode)(217), 전자원(219)를 포함할 수 있다. 이때, 전자원(219)은 냉음극(cold cathode) 전자원로써, 카본 나노튜브(Carbon NanoTube, CNT)나 다이아몬드(diamond) 또는 그래핀(graphene) 등을 재료로 이용할 수 있으며, 그 외에도 모든 타입의 냉음극 전자원이 사용될 수 있다.The array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 according to an exemplary embodiment may include a substrate 211, an anode target 213, and a gate insulator. 215, a gate electrode 217, and an electron source 219. In this case, the electron source 219 is a cold cathode electron source, carbon nanotube (CNT), diamond (diamond) or graphene (graphene), etc. may be used as a material, in addition to all types Of cold cathode electron source can be used.
냉음극 전자원을 사용하는 엑스선 발생 장치는 온(on)/오프(off) 스위칭 속도가 매우 빠르고, 펄스(pulse) 구동 시 fps(frame per second)도 증가시킬 수 있어서 움직이는 대상체에 대해서도 엑스선 영상을 획득하는 것이 유리할 수 있다. 그리고, 전자원으로부터 전자 방출을 게이트에 인가되는 게이트 전압으로 조절하기 때문에, 웨이브 테일(wave tail)이 거의 나타나지 않는 사각형 펄스(rectangular pulse) 구동을 할 수 있고, 이에 따라 환자에 대한 무효 피폭을 최소화할 수 있다.X-ray generators using cold cathode electron sources have very fast on / off switching speeds and can increase fps (frame per second) when driving pulses. It may be advantageous to obtain. And, by adjusting the electron emission from the electron source to the gate voltage applied to the gate, it is possible to drive a rectangular pulse with almost no wave tail, thereby minimizing invalid exposure to the patient. can do.
기판(211)에는 복수 개의 라인 형태로 전자원(219)이 형성될 수 있고, 게이트 절연체(215)는 전자원(219) 사이마다 역시 라인 형태로 형성될 수 있다. 즉, 기판(211)에는 복수 개의 라인 형태의 전자원(219)과 복수 개의 라인 형태의 게이트 절연체(215)가 교번하여 위치할 수 있다. 게이트 절연체(215)에는 게이트 전극(217)이 적층될 수 있다. 게이트 전극(217)은 격자 형태의 전극이 될 수 있으며, 게이트 전극(217)의 각각의 단위 격자에 따라 어레이(210)를 구성하는 각각의 단위 픽셀로 구획할 수 있다. 게이트 전극(217)에 게이트 전압이 인가되면, 구획된 각 픽셀에 포함된 전자원(219)으로부터 전자가 방출되고, 방출된 전자는 기판(211)에 대향하여 배치된 애노드 타겟(213) 쪽으로 이동하게 된다. 이동된 전자들이 애노드 타겟(213)에 부딪혀 엑스선이 발생한다. 즉, 격자 형태의 게이트 전극(217)에 의해 구획된 복수 개의 픽셀들 각각에 포함된 전자원(219)은 게이트 전압 인가시, 전자가 방출되고, 전자가 방출된 픽셀은 방출된 전자가 애노드 타겟(213)에 부딪혀 엑스선을 발생시켜 엑스선을 조사할 수 있다. The electron source 219 may be formed in the form of a plurality of lines on the substrate 211, and the gate insulator 215 may also be formed in the form of a line between the electron sources 219. That is, the plurality of line-shaped electron sources 219 and the plurality of line-type gate insulators 215 may be alternately positioned on the substrate 211. The gate electrode 217 may be stacked on the gate insulator 215. The gate electrode 217 may be a grid-shaped electrode, and may be divided into unit pixels constituting the array 210 according to each unit grid of the gate electrode 217. When a gate voltage is applied to the gate electrode 217, electrons are emitted from the electron source 219 included in each partitioned pixel, and the emitted electrons move toward the anode target 213 disposed to face the substrate 211. Done. The moved electrons hit the anode target 213 to generate X-rays. That is, the electron source 219 included in each of the plurality of pixels partitioned by the grating-shaped gate electrode 217 emits electrons when the gate voltage is applied, and the emitted electrons are the electrons emitted by the anode target. The X-rays may be irradiated by hitting 213 to generate X-rays.
도 7은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 어레이의 단면을 나타낸 도면이다.7 is a cross-sectional view of an array included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 엑스선 발생부(200)에 포함된 어레이(210) 일부의 단면을 확인할 수 있다. 도 6에서 설명한 바와 같이, 어레이(210)는 기판(substrate)(211), 애노드 타겟(anode target)(213), 게이트 절연체(gate insulator)(215), 게이트 전극(gate electrode)(217), 전자원(219)을 포함할 수 있는데, 도 7은 복수 개의 라인 형태의 전자원(219)과 복수 개의 라인 형태의 게이트 절연체(215)의 각 라인에 수직하는 방향으로 절단하였을 때의 단면도를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 7, a cross section of a portion of the array 210 included in the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may be checked. As described with reference to FIG. 6, the array 210 includes a substrate 211, an anode target 213, a gate insulator 215, a gate electrode 217, An electron source 219 may be included, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the electron source 219 in the form of a plurality of lines and a cut in a direction perpendicular to each line of the gate insulator 215 in the form of a plurality of lines. will be.
도 7을 참조하면, 기판(211)상에 게이트 절연체(215)와 전자원(219)이 교대로 번갈아 가면서 위치하고, 게이트 절연체(215) 위에는 게이트 전극(217)이 적층되어 있으며, 기판(211)에 대향하여 애노드 타겟(213)이 위치하고 있음을 알 수 있다. 이때, 게이트 전극(217)에 게이트 전압이 인가되면, 전자원(219)으로부터 방출된 전자들이 애노드 타겟(213)으로 이동하여 부딪히고, 전자가 부딪힌 애노드 타겟(213)의 반대편으로 엑스선이 조사될 수 있다. Referring to FIG. 7, the gate insulator 215 and the electron source 219 are alternately positioned on the substrate 211, and the gate electrode 217 is stacked on the gate insulator 215, and the substrate 211 is provided. It can be seen that the anode target 213 is located opposite to. At this time, when a gate voltage is applied to the gate electrode 217, electrons emitted from the electron source 219 move to the anode target 213 and collide with each other, and X-rays may be irradiated to the opposite side of the anode target 213 where the electrons collide. Can be.
엑스선 영상은 엑스선 발생부(200)에서 조사된 엑스선이 검출기(300)에 도달하기 전까지 대상체를 투과한 빛의 감쇄 정도를 파악하여, 대상체 내부의 정보를 표현하는 것이다. 따라서, 검출기(300)에 도달하는 엑스선이 임의의 방향으로부터 입사된 엑스선이라면 대상체 내부의 정보를 정확히 파악할 수 없게 된다. 하지만, 실제로 어레이(210)의 임의의 픽셀에서 조사된 엑스선은 검출기(300)의 표면까지 직진만하지 않고, 산란에 의해 여러 방향으로 흩어지게 된다. 이를 위하여, 엑스선을 조사하는 어레이(210)의 전방에는 엑스선의 산란에 의한 영향을 최소화하기 위하여, 어레이(210)의 각 픽셀에서 발생된 엑스선이 직진하여야 통과할 수 있는 각각의 채널들을 형성할 필요가 있다. 이하, 각 픽셀에서 발생된 엑스선이 통과하는 채널들을 형성하는 채널 형성부의 다양한 실시예를 도 8a, 도 8b, 및 도 8c를 참조하여 설명한다.The X-ray image expresses information inside the object by grasping the degree of attenuation of light transmitted through the object until the X-ray irradiated by the X-ray generator 200 reaches the detector 300. Therefore, if the X-rays arriving at the detector 300 are X-rays incident from an arbitrary direction, the information inside the object may not be accurately understood. In practice, however, the X-rays irradiated from any pixel of the array 210 do not go straight to the surface of the detector 300 but are scattered in various directions by scattering. To this end, in order to minimize the effects of scattering of X-rays in front of the array 210 for irradiating X-rays, it is necessary to form respective channels through which X-rays generated at each pixel of the array 210 must go straight. There is. Hereinafter, various embodiments of the channel forming unit forming channels through which X-rays generated at each pixel pass, will be described with reference to FIGS. 8A, 8B, and 8C.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 엑스선 발생부에 포함된 채널 형성부의 각 실시예를 나타낸 도면이다.8A, 8B, and 8C are diagrams illustrating embodiments of a channel forming unit included in an X-ray generator of an X-ray imaging apparatus, according to an exemplary embodiment.
엑스선 발생부(200)에 포함된 채널 형성부(230)는 어레이(210)를 구성하는 픽셀에서 발생된 엑스선이 검출기(300)에 도달할 때까지 통과하는 채널을 형성한다. 채널 형성부(230)는 복수 개의 단위 셀들이 결합된 형태로써, 채널 형성부(230)를 구성하는 임의의 단위 셀은 어레이(210)의 한 픽셀에서 조사된 엑스선이 통과하는 하나의 채널을 형성할 수 있다. 어레이(210)에서 조사된 모든 엑스선이 검출기(300)에 수직으로 입사할 수 있도록, 채널 형성부(230)의 각 단위 셀들에 의해 형성된 채널들은 서로 평행하다. 채널 형성부(230)의 각 단위 셀들의 모양에 따라, 도 8a, 도 8b, 및 도 8c와 같은 다양한 형태의 채널 형성부(230)가 존재할 수 있으며, 채널 형성부(230)의 형태가 도 8a, 도 8b, 및 도 8c에 한정되는 것은 아니다.The channel forming unit 230 included in the X-ray generator 200 forms a channel through which the X-rays generated by the pixels constituting the array 210 reach the detector 300. The channel forming unit 230 is formed by combining a plurality of unit cells, and any unit cell constituting the channel forming unit 230 forms one channel through which X-rays radiated from one pixel of the array 210 pass. can do. The channels formed by the unit cells of the channel forming unit 230 are parallel to each other so that all X-rays emitted from the array 210 may be incident perpendicularly to the detector 300. Depending on the shape of each unit cell of the channel forming unit 230, there may be various types of channel forming unit 230 as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, and the shape of the channel forming unit 230 is illustrated in FIG. It is not limited to 8A, FIG. 8B, and FIG. 8C.
도 8a는 채널 형성부(230)의 각 단위 셀의 모양이 사각형인 경우일 때, 채널 형성부(230)의 일부를 나타낸 도면이다. 채널 형성부(230)를 구성하는 임의의 단위 셀(230-1)은 주변의 단위 셀들과 결합되어 있으며, 어레이(210)를 구성하는 임의의 픽셀로부터 조사된 엑스선 중 직진성을 갖는 엑스선을 통과시킬 수 있다. 도 8a에 나타낸 바와 같이, 각 단위 셀을 통과하는 엑스선들은 직진성을 가지므로, 동일한 평면상에 형성된 각 단위 셀이 형성하는, 엑스선이 통과하는 채널들은 서로 평행할 수 있다.FIG. 8A illustrates a part of the channel forming unit 230 when the unit cell of the channel forming unit 230 has a rectangular shape. Arbitrary unit cells 230-1 constituting the channel forming unit 230 are coupled to neighboring unit cells and pass X-rays having linearity among X-rays emitted from arbitrary pixels constituting the array 210. Can be. As shown in FIG. 8A, since the X-rays passing through each unit cell have straightness, channels through which the X-rays pass, formed by each unit cell formed on the same plane, may be parallel to each other.
도 8b는 채널 형성부(230)의 각 단위 셀의 모양이 육각형인 경우일 때, 채널 형성부(230)의 일부를 나타낸 도면이다. 채널 형성부(230)를 구성하는 임의의 단위 셀(230-1)은 주변의 단위 셀들과 결합되어 있으며, 어레이(210)를 구성하는 임의의 픽셀로부터 조사된 엑스선 중 직진성을 갖는 엑스선을 통과시킬 수 있다. 도 8b에 나타낸 바와 같이, 각 단위 셀을 통과하는 엑스선들은 직진성을 가지므로, 동일한 평면상에 형성된 각 단위 셀이 형성하는, 엑스선이 통과하는 채널들은 서로 평행할 수 있다.FIG. 8B is a diagram illustrating a part of the channel forming unit 230 when the unit cell of the channel forming unit 230 has a hexagonal shape. Arbitrary unit cells 230-1 constituting the channel forming unit 230 are coupled to neighboring unit cells and pass X-rays having linearity among X-rays emitted from arbitrary pixels constituting the array 210. Can be. As shown in FIG. 8B, since the X-rays passing through each unit cell have straightness, channels through which the X-rays pass, formed by each unit cell formed on the same plane, may be parallel to each other.
도 8c는 채널 형성부(230)의 각 단위 셀의 모양이 원인 경우일 때, 채널 형성부(230)의 일부를 나타낸 도면이다. 채널 형성부(230)를 구성하는 임의의 단위 셀(230-1)은 주변의 단위 셀들과 결합되어 있으며, 어레이(210)를 구성하는 임의의 픽셀로부터 조사된 엑스선 중 직진성을 갖는 엑스선을 통과시킬 수 있다. 다만, 도 8a 및 도 8b와 달리, 도 8c의 경우, 채널 형성부(230)를 구성하는 각 단위 셀의 모양이 원형이므로, 임의의 단위 셀(230-1)이 주변의 단위 셀들과 결합하더라도, 그 사이에 공극이 발생하게 된다. 이러한 공극에 대해서는 공극의 크기를 고려하여 다른 크기의 단위 셀(230-2)을 배치할 수 있다. 단위 셀(230-1)과 다른 크기의 단위 셀(230-2) 사이에 또 다른 공극 발생 시 또 다른 크기의 단위 셀을 더 배치할 수도 있다. 도 8c에 나타낸 바와 같이, 각 단위 셀을 통과하는 엑스선들은 직진성을 가지므로, 동일한 평면상에 형성된 각 단위 셀이 형성하는, 엑스선이 통과하는 채널들은 서로 평행할 수 있다.8C is a diagram illustrating a part of the channel forming unit 230 when the shape of each unit cell of the channel forming unit 230 is the cause. Arbitrary unit cells 230-1 constituting the channel forming unit 230 are coupled to neighboring unit cells and pass X-rays having linearity among X-rays emitted from arbitrary pixels constituting the array 210. Can be. However, unlike FIG. 8A and FIG. 8B, in the case of FIG. 8C, since each unit cell constituting the channel forming unit 230 has a circular shape, even if any unit cell 230-1 is combined with neighboring unit cells, There is a gap between them. In such a pore, a unit cell 230-2 having a different size may be disposed in consideration of the pore size. When another gap occurs between the unit cell 230-1 and the unit cell 230-2 of a different size, another unit cell of another size may be further disposed. As shown in FIG. 8C, since the X-rays passing through each unit cell have a straightness, channels through which the X-rays pass, formed by each unit cell formed on the same plane, may be parallel to each other.
어레이(210)를 구성하는 픽셀에서 조사된 엑스선이 산란되는 것을 막기위하여, 도 8a, 도 8b, 및 도 8c의 채널 형성부(230)의 높이를 조절하거나, 단위 셀을 형성하는 셀 벽의 두께를 조절할 수 있다. 채널 형성부(230)의 높이를 조절하는 것은 채널 형성부(230) 내에서 엑스선이 통과해야 하는 거리를 증가시키는 것이고, 채널 형성부(230)를 구성하는 단위 셀의 셀 벽의 두께를 조절하는 것은 엑스선이 통과하는 면적을 감소시키는 것이다. 채널 형성부(230) 내에서 엑스선이 통과해야 하는 거리를 증가시키고, 엑스선이 통과하는 면적을 감소시키는 것은 엑스선의 임의의 방향으로의 산란에 따른 영향을 줄일 수 있다. 도 8a, 도 8b, 및 도 8c의 채널 형성부(230)에서 각 단위 셀의 면적은 어레이(210)의 각 픽셀의 면적보다 작을 수 있다. In order to prevent scattering of the X-rays emitted from the pixels constituting the array 210, the thickness of the cell wall that controls the height of the channel forming unit 230 of FIGS. 8A, 8B, and 8C or forms a unit cell is formed. Can be adjusted. Adjusting the height of the channel forming unit 230 is to increase the distance X-rays must pass in the channel forming unit 230, and to control the thickness of the cell wall of the unit cell constituting the channel forming unit 230 It is to reduce the area through which the X-rays pass. Increasing the distance that X-rays should pass through and reducing the area through which X-rays pass in the channel forming unit 230 may reduce the influence of scattering in any direction of the X-rays. In the channel forming unit 230 of FIGS. 8A, 8B, and 8C, an area of each unit cell may be smaller than that of each pixel of the array 210.
일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 혈관 조영술(angiography)이나 스텐트(stent) 삽입술과 같이 엑스선을 조사하면서 질환을 확인하거나 치료하는 경우에, 환자의 엑스선 피폭량을 최소화하면서 의사가 진단 및 치료를 할 수 있도록 실시간으로 엑스선 영상을 생성하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 환자의 혈관 상태가 매우 복잡한 경우, 혈관 조영술(angiography)이 오랜 시간 동안 이루어지므로, 환자의 엑스선 피폭량이 늘어나는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 스텐트(stent) 삽입술을 하는 경우, 스텐트가 선명하게 관찰되지 않을 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 이때, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역과 대상체의 두께 또는 성분에 따라 조절된 엑스선 조사 세기를 고려하여 엑스선을 조사하므로 환자의 피폭량을 줄일 수 있고, 스텐트가 삽입되고 있는 부분과 삽입되지 않은 부분의 엑스선 조사 세기를 독립적으로 제어하여 환자의 피폭량은 최소화하면서 스텐트의 삽입 경로에 대해서는 보다 선명한 영상을 획득할 수 있다. According to an embodiment, the X-ray imaging apparatus 10 may detect and treat a disease while irradiating X-rays such as angiography or stent insertion. X-ray images may be generated and provided in real time for treatment. For example, if the patient's vascular condition is very complex, angiography is performed for a long time, which may cause an increase in X-ray exposure of the patient. In addition, in the case of stent insertion, a problem may occur in which the stent may not be clearly observed. In this case, the X-ray imaging apparatus 10 according to an embodiment irradiates X-rays in consideration of an X-ray irradiation area set in consideration of an object and an X-ray irradiation intensity adjusted according to a thickness or a component of the object, thereby reducing a patient's exposure amount. In addition, X-ray irradiation intensity of the part where the stent is inserted and the part that is not inserted can be controlled independently to obtain a clearer image of the stent insertion path while minimizing the exposure of the patient.
도 9는 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치를 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 발명과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 9 is a block diagram illustrating an X-ray imaging apparatus according to another exemplary embodiment. Those skilled in the art may understand that other general purpose components may be further included in addition to the components shown in FIG. 1.
도 9를 참조하면, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 제어부(100), 엑스선 발생부(200), 검출기(300), 영상 처리 장치(400), 사용자 인터페이스(500)를 포함한다. 사용자 인터페이스(500)는 엑스선 영상 촬영 장치(10)에 유선 또는 무선으로 연결된 형태일 수 있다. 제어부(100), 엑스선 발생부(200), 검출기(300), 영상 처리 장치(400)에 대한 설명은 이상에서 설명한 내용을 그대로 적용할 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 9, the X-ray imaging apparatus 10 may include a controller 100, an X-ray generator 200, a detector 300, an image processing apparatus 400, and a user interface 500. The user interface 500 may be connected to the X-ray imaging apparatus 10 by wire or wirelessly. The description of the controller 100, the X-ray generator 200, the detector 300, and the image processing apparatus 400 may be applied as it is, and thus the description thereof will be omitted.
사용자 인터페이스(500)는 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 외부로부터 정보를 입력받을 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(500)는 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 사용자로부터 엑스선 영상 촬영에 관한 제어 정보를 입력받을 수 있다. 사용자 인터페이스(500)는 사용자에게 정보를 입력받을 수도 있고, 사용자에게 정보를 제공하기 위하여 출력할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(500)는 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 영상 처리 장치(400)에서 획득한 엑스선 영상 또는 엑스선 동영상을 출력할 수 있다. 사용자 인터페이스(500)는 터치 스크린과 같은 장치가 될 수 있다.The user interface 500 may receive information from the outside of the X-ray imaging apparatus 10. For example, the user interface 500 may receive control information regarding X-ray imaging from a user of the X-ray imaging apparatus 10. The user interface 500 may receive information from the user or output the information to provide the information to the user. For example, the user interface 500 may output an X-ray image or an X-ray video obtained by the image processing apparatus 400 of the X-ray imaging apparatus 10. The user interface 500 may be a device such as a touch screen.
사용자 인터페이스(500)는 제어부(100)에서 엑스선 조사 영역을 설정하는 경우에 이용될 수 있다. 구체적으로, 대상체에 관하여 최초로 엑스선 영상을 촬영하는 경우나 엑스선 영상 촬영 도중에 대상체가 변경되는 경우, 대상체를 고려한 엑스선 조사 영역을 설정해 줄 필요가 있으므로, 사용자 인터페이스(500)를 통하여 엑스선 조사 영역을 설정하는데 필요한 정보를 입력받을 수 있다.The user interface 500 may be used when the control unit 100 sets the X-ray irradiation area. In detail, when an X-ray image is first photographed with respect to the object or when the object is changed during X-ray image recording, the X-ray irradiation area considering the object needs to be set. Therefore, the X-ray irradiation area may be set through the user interface 500. You can receive the necessary information.
예를 들어, 사용자 인터페이스(500)는 대상체를 최초로 촬영한 엑스선 영상을 표시하고, 표시된 엑스선 영상에서 엑스선이 조사될 영역을 사용자로부터 입력받을 수 있다. 사용자 인터페이스(500)가 터치 스크린인 경우, 사용자 인터페이스(500)는 최초로 촬영한 엑스선 영상을 표시하고, 사용자는 터치 스크린에 표시된 엑스선 영상에서 엑스선 조사가 필요한 부분을 터치하여 선택할 수 있다.For example, the user interface 500 may display an X-ray image of the first image of the object, and may receive a region from which the X-ray is to be irradiated from the user from the displayed X-ray image. When the user interface 500 is a touch screen, the user interface 500 displays an X-ray image photographed for the first time, and the user may touch and select a portion of the X-ray image displayed on the touch screen that requires X-ray irradiation.
또 다른 예를 들어, 사용자 인터페이스(500)는 어레이(210)의 구조를 나타내는 영상을 표시하고, 표시된 영상에서 엑스선을 조사할 영역을 사용자로부터 입력받을 수 있다. 사용자 인터페이스(500)가 터치 스크린인 경우, 사용자 인터페이스(500)는 어레이(210)의 구조를 나타내는 영상을 표시하고, 사용자는 터치 스크린에 표시된 어레이(210)의 구조를 나타내는 영상에서 엑스선을 발생시킬 픽셀들을 터치하여 선택할 수 있다.As another example, the user interface 500 may display an image representing the structure of the array 210 and receive an input of an area to irradiate X-rays from the user from the displayed image. When the user interface 500 is a touch screen, the user interface 500 displays an image representing the structure of the array 210, and the user generates X-rays from the image representing the structure of the array 210 displayed on the touch screen. The pixels can be selected by touching them.
제어부(300)는 사용자 인터페이스(500)에 입력된 정보를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는 대상체를 최초로 촬영한 엑스선 영상에서 엑스선이 조사될 영역을 입력받아 이에 대응되는 어레이의 영역을 엑스선 조사 영역으로 설정하거나, 어레이의 구조를 나타내는 영상에서 엑스선을 조사할 영역을 입력받아 이를 엑스선 조사 영역으로 설정할 수 있다. The controller 300 may set the X-ray irradiation area using information input to the user interface 500. In detail, the controller 300 receives an area to be irradiated with X-rays from an X-ray image of the first image of the object and sets an area of the array corresponding to the X-ray irradiation area, or an area to irradiate X-rays in an image representing the structure of the array. Can be input to the X-ray irradiation area.
도 10은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법을 도시한 흐름도이다. 이상에서 엑스선 영상 촬영 장치(10)에 관하여 기술한 내용은 이하 생략된 내용이라 하더라도, 엑스선 영상 촬영 방법에도 그대로 적용될 수 있다.10 is a flowchart illustrating an X-ray imaging method, according to an exemplary embodiment. The above description of the X-ray imaging apparatus 10 may be applied to the X-ray imaging method as it is, even if omitted below.
단계 1010에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체의 형상에 관한 다양한 정보를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 촬영한 영상에서 인식된 대상체에 관한 정보, 대상체를 촬영한 엑스선 영상에서 추정한 관심 영역에 관한 정보, 대상체를 촬영한 엑스선 영상에서 사용자로부터 입력받은 엑스선이 조사될 영역에 관한 정보, 어레이(210)의 구조를 나타낸 영상에서 사용자로부터 입력받은 엑스선을 조사할 영역에 관한 정보 등을 이용하여, 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다.In operation 1010, the X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area in consideration of the object. The X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area using various information about the shape of the object. For example, the X-ray imaging apparatus 10 may input information about an object recognized in an image of photographing an object, information about an ROI estimated from an X-ray image of the object, and an input from a user in an X-ray image of the object. The X-ray irradiation area may be set using information on a region to which the received X-rays are to be irradiated, information about a region to be irradiated with X-rays input from a user in an image showing the structure of the array 210.
단계 1020에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 복수의 픽셀들로 구성된 어레이(210)에서, 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들을 이용하여 엑스선을 조사할 수 있다. 즉, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 어레이(210)를 구성하는 전체 픽셀들로부터 엑스선을 발생시켜 조사하는 것이 아니라, 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들만을 구동하여, 엑스선 촬영이 필요한 대상체에만 엑스선을 조사할 수 있다. 이때, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체의 두께 또는 성분에 따라 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 조절하여 조사할 수 있다. 즉, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체의 형상에 따라 어레이(210)에서 대응되는 픽셀들만을 구동시키고, 대상체의 두께 또는 성분에 따라 구동된 픽셀에서 발생하는 엑스선의 조사 세기를 조절하여 조사할 수 있다. 대상체의 두께 또는 성분에 관한 정보는 어레이(210)의 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 동일하게 하여 대상체에 조사함으로써 획득한 엑스선 영상 또는 사전 진단 영상으로부터 획득할 수 있다.In operation 1020, the X-ray imaging apparatus 10 may radiate X-rays using pixels corresponding to the set X-ray irradiation area in the array 210 of the plurality of pixels. That is, the X-ray imaging apparatus 10 does not generate and radiate X-rays from all the pixels constituting the array 210, but drives only the pixels corresponding to the X-ray irradiation area set in consideration of the object, so that X-ray imaging is performed. X-rays can be irradiated only to the subjects that need them. In this case, the X-ray imaging apparatus 10 may adjust the irradiation intensity of X-rays irradiated from each pixel according to the thickness or the component of the object. That is, the X-ray imaging apparatus 10 drives only the pixels corresponding to the array 210 according to the shape of the object, and adjusts the irradiation intensity of X-rays generated from the driven pixels according to the thickness or the component of the object. Can be. Information about the thickness or the component of the object may be obtained from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel of the array 210.
단계 1030에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 향하여 조사된 엑스선을 검출할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 엑스선 발생부(200)로부터 조사된 엑스선 중 대상체를 투과한 엑스선은 검출기(300)에서 검출될 수 있다. 대상체의 형상, 두께, 성분 등에 따라 엑스선의 감쇄 비율이 결정되므로, 검출기(300)에서 검출된 엑스선에 기초하면, 대상체 내부에 대한 데이터를 획득할 수 있다. In operation 1030, the X-ray imaging apparatus 10 may detect X-rays radiated toward the object. The X-rays transmitted through the object among the X-rays radiated from the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may be detected by the detector 300. Since the attenuation ratio of the X-rays is determined according to the shape, thickness, components, etc. of the object, based on the X-rays detected by the detector 300, data about the inside of the object may be acquired.
단계 1040에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 검출된 엑스선에 기초하여, 대상체의 엑스선 영상을 획득할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체 내부에 대한 데이터들을 재구성(reconstruction)하여, 엑스선 영상을 생성할 수 있다. In operation 1040, the X-ray imaging apparatus 10 may acquire an X-ray image of the object based on the detected X-rays. The X-ray imaging apparatus 10 may generate an X-ray image by reconstructing data of the inside of the object.
도 10의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법에 따르면, 단계 1010 내지 단계 1040을 통하여, 한 장의 엑스선 영상을 획득할 수 있다. 만약, 엑스선 영상을 초당 수 내지 수십 장 촬영한다면, 엑스선 동영상을 획득할 수 있다. 이와 같은 엑스선 동영상은 실시간으로 엑스선 영상이 필요한 진단 및 치료에 이용될 수 있다. 엑스선 동영상을 촬영하는 경우, 매 프레임마다 정확하고 유효한 엑스선 영상을 획득하기 위해 엑스선 발생부(200)에 포함된 어레이(210)의 픽셀들을 적절히 제어하여야 한다. 이를 위하여 매 프레임마다 엑스선 조사 영역을 설정하는 것을 용이하고 정확하게 할 수 있어야 한다. 이하, 도 11을 참조하여, 복수의 엑스선 영상을 획득할 때, 엑스선 영상 촬영 방법에 대하여 설명한다.According to the X-ray imaging method according to the exemplary embodiment of FIG. 10, one X-ray image may be acquired through steps 1010 to 1040. If X-ray images are taken at several to several tens of seconds, X-ray videos may be obtained. Such X-ray video may be used for diagnosis and treatment requiring an X-ray image in real time. When photographing an X-ray video, the pixels of the array 210 included in the X-ray generator 200 must be appropriately controlled to obtain an accurate and effective X-ray image every frame. To this end, it should be easy and accurate to set the X-ray irradiation area every frame. Hereinafter, an X-ray image capturing method will be described with reference to FIG. 11 when a plurality of X-ray images are acquired.
도 11은 다른 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법을 도시한 흐름도이다. 도 11은 소정의 시간 또는 사용자의 입력에 따라 엑스선 촬영 종료 지시가 있을 때까지, 반복적으로 엑스선 영상을 획득하는 과정을 도시한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of photographing X-ray images, according to another exemplary embodiment. FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of repeatedly obtaining an X-ray image until an X-ray imaging end instruction is received at a predetermined time or a user input.
단계 1110에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 이하, 도 12를 참조하여, 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계에 대하여 상세히 살펴본다.In operation 1110, the X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area in consideration of the object. Hereinafter, the step of setting the X-ray irradiation area in consideration of the object will be described in detail with reference to FIG. 12.
도 12는 다른 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법의 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계에 대한 상세 흐름도이다.12 is a detailed flowchart of setting an X-ray irradiation area of an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
단계 1210에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역이 존재하는지 판단할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역이 있다면, 단계 1290으로 진행하여, 추정한 관심 영역에 기초하여, 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계를 거칠 수 있다. 예를 들어, 엑스선 영상 촬영이 진행 중인 경우에는, 이전 프레임의 엑스선 영상에서 관심 영역을 추정할 수 있기 때문에, 일단, 추정한 관심 영역을 이용하여 다음 프레임의 엑스선 영상 촬영에 이용할 엑스선 조사 영역 설정을 시도할 수 있다. 이하, 도 13을 참조하여, 추정한 관심 영역에 기초하여, 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계에 대하여 상세히 살펴본다.In operation 1210, the X-ray imaging apparatus 10 may determine whether the estimated ROI exists. If there is an estimated ROI, the X-ray imaging apparatus 10 may proceed to step 1290 and set an X-ray irradiation region based on the estimated ROI. For example, when the X-ray imaging is in progress, the region of interest may be estimated from the X-ray image of the previous frame. Therefore, the X-ray irradiation region to be used for X-ray imaging of the next frame may be set using the estimated ROI. You can try Hereinafter, an operation of setting an X-ray irradiation area based on the estimated ROI will be described in detail with reference to FIG. 13.
도 13은 다른 일 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법의 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계에서 추정한 관심 영역에 기초하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 경우에 대한 상세 흐름도이다.FIG. 13 is a detailed flowchart illustrating a case in which an X-ray irradiation area is set based on an ROI estimated in setting an X-ray irradiation area in an X-ray imaging method according to another exemplary embodiment.
단계 1310에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 상이한 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이한지를 판단할 수 있다. 이때, 이전 프레임은 바로 직전 프레임이 될 수도 있고, 소정의 주기에 따른 몇 프레임 이전의 프레임이 될 수도 있다. In operation 1310, the X-ray imaging apparatus 10 may determine a degree to which the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame. In detail, the X-ray imaging apparatus 10 may determine whether the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level. In this case, the previous frame may be the immediately preceding frame or may be a frame before several frames according to a predetermined period.
현재 획득한 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이하다는 것은 엑스선 촬영의 대상이 되는 대상체가 변경되었다는 의미가 될 수 있다. 예를 들어, 혈관 조영술(angiography)이나 스텐트(stent) 삽입술과 같이 오랜 시간 동안 엑스선 영상 촬영이 지속되고, 엑스선을 조사하는 위치가 카테터(catheter)나 스텐트(stent)의 삽입 부위에 따라 이동하는 경우, 현재 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역이 다소 상이할 수 있으며, 이는 엑스선을 조사하는 위치가 변경된 것일 수 있다. 이러한 경우에는 진단 또는 치료가 수행되는 현재 위치의 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 것이 바람직하다.If the region of interest estimated from the currently acquired X-ray image is different from the region of interest estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, it may mean that the object that is the object of X-ray imaging has been changed. For example, X-ray imaging continues for a long time, such as angiography or stent insertion, and the position to irradiate X-rays moves along the insertion site of the catheter or stent. The region of interest estimated from the X-ray image of the current frame and the region of interest estimated from the X-ray image of the previous frame may be slightly different, which may indicate a change in the position of the X-ray irradiation. In this case, it is preferable to set the X-ray irradiation area in consideration of the object at the current position at which the diagnosis or treatment is performed.
단계 1320에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이하지 않은 경우, 추정한 관심 영역에 대응되는 어레이의 영역을 엑스선 조사 영역으로 설정할 수 있다.In operation 1320, when the estimated region of interest does not differ from the region of interest estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, the X-ray imaging apparatus 10 may analyze the region of the array corresponding to the estimated region of interest. It can be set as an irradiation area.
엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이한 경우에는 추정한 관심 영역에 기초하여 다음 프레임의 엑스선 조사 영역을 설정할 것이 아니라, 변경된 대상체에 관한 정보를 외부로부터 새로 입력받아 이를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 즉, 도 12의 단계 1210에서 추정한 관심 영역이 존재하지 않는 경우와 같은 취급을 받을 수 있다. 이하, 엑스선 영상 촬영 장치(10)가 외부로부터 입력된 정보를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 과정을 다시 도 12를 참조하여 살펴본다.When the estimated region of interest differs from the region of interest estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level, the X-ray imaging apparatus 10 does not set the X-ray irradiation region of the next frame based on the estimated region of interest. The X-ray irradiation area may be set by newly receiving information about the changed object from the outside. That is, it may be treated as if the ROI estimated in step 1210 of FIG. 12 does not exist. Hereinafter, the process of setting the X-ray irradiation region by using the information input from the outside by the X-ray imaging apparatus 10 will be described again with reference to FIG. 12.
엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역이 없거나 추정한 관심 영역을 엑스선 조사 영역 설정에 이용하기 부적절한 경우, 외부로부터 입력된 정보를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정을 할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 촬영한 영상에서 인식된 대상체에 관한 정보, 대상체를 촬영한 엑스선 영상에서 사용자로부터 입력받은 엑스선이 조사될 영역에 관한 정보, 어레이(210)의 구조를 나타낸 영상에서 사용자로부터 입력받은 엑스선을 조사할 영역에 관한 정보 등을 이용하여, 엑스선 조사 영역을 설정할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)에 입력된 정보의 종류에 따라, 엑스선 영상 촬영 장치(10)가 엑스선 조사 영역을 설정하는 과정을 살펴본다.The X-ray imaging apparatus 10 may set an X-ray irradiation area by using information input from the outside when there is no estimated ROI or it is inappropriate to use the estimated ROI for setting an X-ray irradiation area. For example, the X-ray imaging apparatus 10 may include information about an object recognized in an image of photographing an object, information about an area to be irradiated with X-rays input from a user in an X-ray image of the object, and an array 210. An X-ray irradiation area may be set by using information about an area to irradiate X-rays input from a user in an image showing a structure. According to the type of information input to the X-ray imaging apparatus 10, the process of setting the X-ray irradiation region by the X-ray imaging apparatus 10 will be described.
단계 1220에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 촬영한 영상을 이용하여 엑스선 조사 영역을 자동으로 설정할 수 있다. 카메라를 이용하여 대상체를 촬영한 영상이 엑스선 영상 촬영 장치(10)에 입력되는 경우, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 촬영한 영상에서 대상체를 인식하고, 인식된 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 자동으로 설정할 수 있다. In operation 1220, the X-ray imaging apparatus 10 may automatically set the X-ray irradiation area by using the image of the object. When the image photographing the object using the camera is input to the X-ray imaging apparatus 10, the X-ray imaging apparatus 10 recognizes the object in the image photographing the object, and considers the recognized object to examine the X-ray irradiation area. Can be set automatically.
단계 1230 내지 단계 1250에서는, 엑스선 영상 촬영 장치(10)가 대상체를 촬영한 엑스선 영상에서 사용자로부터 입력받은 엑스선이 조사될 영역에 관한 정보를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 과정을 나타내고 있다.In operation 1230 to 1250, the X-ray imaging apparatus 10 illustrates a process of setting an X-ray irradiation area by using information about an area to be irradiated with X-rays input from a user in an X-ray image of an object.
단계 1230에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 최초로 촬영한 엑스선 영상을 사용자 인터페이스(500)에 표시하여, 사용자에게 제공할 수 있다. 대상체를 최초로 촬영한 엑스선 영상은 사용자의 관심 영역을 파악할 수 없는 엑스선 영상일 수 있다.In operation 1230, the X-ray imaging apparatus 10 may display the X-ray image of the first photographing of the object on the user interface 500 and provide the same to the user. The X-ray image of the first image of the object may be an X-ray image of which the user's region of interest cannot be grasped.
단계 1240에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 사용자 인터페이스(500)에 표시된 엑스선 영상에서 엑스선이 조사될 영역을 사용자로부터 입력받을 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 사용자는 사용자 인터페이스(500)에 엑스선이 조사될 영역을 직접 입력할 수 있다.In operation 1240, the X-ray imaging apparatus 10 may receive a region from which the X-ray is to be irradiated from the X-ray image displayed on the user interface 500 from the user. The user of the X-ray imaging apparatus 10 may directly input an area to be irradiated with X-rays to the user interface 500.
단계 1250에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 사용자로부터 입력받은 엑스선이 조사될 영역에 대응되는 어레이(210)의 영역을 엑스선 조사 영역으로 설정할 수 있다.In operation 1250, the X-ray imaging apparatus 10 may set an area of the array 210 corresponding to an area to be irradiated with X-rays input from a user as an X-ray irradiation area.
단계 1260 내지 단계 1280에서는, 엑스선 영상 촬영 장치(10)가 어레이(210)의 구조를 나타낸 영상에서 사용자로부터 입력받은 엑스선을 조사할 영역에 관한 정보를 이용하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 과정을 나타내고 있다.In operation 1260 to step 1280, the X-ray imaging apparatus 10 shows a process of setting an X-ray irradiation region using information about an area to irradiate X-rays input from a user in an image showing the structure of the array 210. .
단계 1260에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 어레이의 구조를 나타내는 영상을 사용자 인터페이스(500)에 표시하여, 사용자에게 제공할 수 있다. 어레이(210)의 구조를 나타내는 영상은 어레이(210)를 구성하는 모든 픽셀들을 나타낸 영상일 수 있다. In operation 1260, the X-ray imaging apparatus 10 may display an image representing the structure of the array on the user interface 500 and provide the image to the user. The image representing the structure of the array 210 may be an image representing all the pixels constituting the array 210.
단계 1270에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 사용자 인터페이스(500)에 표시된 영상에서 엑스선을 조사할 영역을 사용자로부터 입력받을 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 사용자는 사용자 인터페이스(500)에 표시된 어레이(210)의 구조를 나타내는 영상에 엑스선을 조사할 영역을 직접 입력할 수 있다.In operation 1270, the X-ray imaging apparatus 10 may receive an input from the user of an area for radiating X-rays from the image displayed on the user interface 500. The user of the X-ray imaging apparatus 10 may directly input an area for irradiating X-rays to an image representing the structure of the array 210 displayed on the user interface 500.
단계 1280에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 사용자로부터 입력받은 엑스선을 조사할 영역을 엑스선 조사 영역으로 설정할 수 있다.In operation 1280, the X-ray imaging apparatus 10 may set an area for irradiating X-rays input from a user as an X-ray irradiation area.
다시 도 11을 참조하면, 단계 1120에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 복수의 픽셀들로 구성된 어레이에서, 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들을 이용하여 엑스선을 조사할 수 있다. 즉, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 어레이(210)를 구성하는 전체 픽셀들 중에서 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들만을 구동하여, 엑스선 촬영이 필요한 대상체에만 엑스선을 조사할 수 있다. 이때, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체의 두께 또는 성분에 따라 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 조절하여 조사할 수 있다. 즉, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체의 형상에 따라 어레이(210)에서 대응되는 픽셀들만을 구동시키고, 대상체의 두께 또는 성분에 따라 구동된 픽셀에서 발생하는 엑스선의 조사 세기를 조절하여 조사할 수 있다. 대상체의 두께 또는 성분에 관한 정보는 어레이(210)의 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 동일하게 하여 대상체에 조사함으로써 획득한 엑스선 영상 또는 사전 진단 영상으로부터 획득할 수 있다.Referring back to FIG. 11, in operation 1120, the X-ray imaging apparatus 10 may radiate X-rays using pixels corresponding to the set X-ray irradiation area in an array composed of a plurality of pixels. That is, the X-ray imaging apparatus 10 may drive only the pixels corresponding to the X-ray irradiation area set in consideration of the object among all the pixels constituting the array 210, and irradiate X-ray only to the object requiring X-ray imaging. . In this case, the X-ray imaging apparatus 10 may adjust the irradiation intensity of X-rays irradiated from each pixel according to the thickness or the component of the object. That is, the X-ray imaging apparatus 10 drives only the pixels corresponding to the array 210 according to the shape of the object, and adjusts the irradiation intensity of X-rays generated from the driven pixels according to the thickness or the component of the object. Can be. Information about the thickness or the component of the object may be obtained from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel of the array 210.
단계 1130에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체를 향하여 조사된 엑스선을 검출할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)의 엑스선 발생부(200)로부터 조사된 엑스선 중 대상체를 투과한 엑스선은 검출기(300)에서 검출될 수 있다. 대상체의 형상, 두께, 성분 등에 따라 엑스선의 감쇄 비율이 결정되므로, 검출기(300)에서 검출된 엑스선에 기초하면, 대상체 내부에 대한 데이터를 획득할 수 있다.In operation 1130, the X-ray imaging apparatus 10 may detect X-rays radiated toward the object. The X-rays transmitted through the object among the X-rays radiated from the X-ray generator 200 of the X-ray imaging apparatus 10 may be detected by the detector 300. Since the attenuation ratio of the X-rays is determined according to the shape, thickness, components, etc. of the object, based on the X-rays detected by the detector 300, data about the inside of the object may be acquired.
단계 1140에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 검출된 엑스선에 기초하여, 대상체의 엑스선 영상을 획득할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 대상체 내부에 대한 데이터들을 재구성(reconstruction)하여, 엑스선 영상을 생성할 수 있다. In operation 1140, the X-ray imaging apparatus 10 may acquire an X-ray image of the object based on the detected X-rays. The X-ray imaging apparatus 10 may generate an X-ray image by reconstructing data of the inside of the object.
단계 1150에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 엑스선 영상 촬영을 종료할지 판단할 수 있다. 소정의 시간이 경과하였거나 또는 사용자의 입력에 따라 엑스선 촬영 종료 지시가 있는 경우, 엑스선 촬영을 종료하는 것으로 판단하여 엑스선 촬영이 종료될 수 있다. 그러나, 진단 및 치료가 완료되지 않아, 대상체에 대한 엑스선 영상이 필요한 경우, 단계 1160으로 진행한다.In operation 1150, the X-ray imaging apparatus 10 may determine whether to end X-ray imaging. When a predetermined time has elapsed or an X-ray imaging end instruction is input according to a user input, X-ray imaging may be terminated by determining that X-ray imaging is terminated. However, if diagnosis and treatment are not completed and an X-ray image of the subject is required, the process proceeds to step 1160.
단계 1160에서, 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 획득한 엑스선 영상으로부터 관심 영역을 추정할 수 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 획득한 엑스선 영상의 각 픽셀의 값들을 고려하여, 획득한 엑스선 영상에서 관심 영역이 어느 부분이었는지를 추정할 수 있다. 추정한 관심 영역은 획득한 엑스선 영상에서 대상체에 해당하는 부분이 될 수 있으며, 대상체를 나타내는 정보를 가지고 있다. 엑스선 영상 촬영 장치(10)는 추정한 관심 영역을 다음 프레임의 엑스선 영상 촬영 시 엑스선 조사 영역 설정 단계에서 이용할 수 있다.In operation 1160, the X-ray imaging apparatus 10 may estimate an ROI from the obtained X-ray image. The X-ray imaging apparatus 10 may estimate which part of the ROI is in the acquired X-ray image by considering values of each pixel of the acquired X-ray image. The estimated region of interest may be a portion corresponding to the object in the acquired X-ray image and has information indicating the object. The X-ray imaging apparatus 10 may use the estimated ROI in an X-ray irradiation area setting step when capturing an X-ray image of a next frame.
한편, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 이와 같은 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 이와 같은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.On the other hand, the X-ray imaging method according to an embodiment of the present invention described above can be written as a program that can be executed in a computer, it can be implemented in a general-purpose digital computer to operate such a program using a computer-readable recording medium. have. Such computer-readable recording media include storage media such as magnetic storage media (eg, ROMs, floppy disks, hard disks, etc.) and optical reading media (eg, CD-ROMs, DVDs, etc.).
이제까지 엑스선 영상 촬영 장치 및 방법의 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the embodiments of the X-ray imaging apparatus and method have been described. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (20)

  1. 복수의 픽셀들로 구성된 어레이를 포함하는 엑스선 발생부;An X-ray generator including an array of a plurality of pixels;
    상기 어레이에서, 대상체를 고려하여 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들을 이용하여 엑스선 조사를 제어하는 제어부;A controller configured to control X-ray irradiation using pixels corresponding to an X-ray irradiation area set in consideration of an object;
    상기 조사된 엑스선을 검출하는 검출기; 및A detector for detecting the irradiated X-rays; And
    상기 검출된 엑스선에 기초하여, 상기 대상체의 엑스선 영상을 획득하는 영상 처리 장치;An image processing apparatus which acquires an X-ray image of the object based on the detected X-rays;
    를 포함하는 엑스선 영상 촬영 장치.X-ray imaging apparatus comprising a.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 획득한 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역(region of interest)에 기초하여, 상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the control unit sets the X-ray irradiation area based on a region of interest estimated from the obtained X-ray image.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제어부는 상기 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 상이한 정도를 고려하여, 상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the controller sets the X-ray irradiation area in consideration of a degree to which the estimated ROI is different from an ROI estimated from an X-ray image of a previous frame.
  4. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 제어부는 상기 추정한 관심 영역이 상기 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이한 경우, 상기 엑스선 조사 영역을 외부로부터 입력된 정보를 이용하여 설정하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the controller sets the X-ray irradiation area using information input from the outside when the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 대상체를 촬영한 영상을 이용하여 상기 엑스선 조사 영역을 자동으로 설정하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the controller automatically sets the X-ray irradiation area by using the image of the object.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 대상체를 최초로 촬영한 엑스선 영상을 표시하고, 상기 표시된 엑스선 영상에서 엑스선이 조사될 영역을 사용자로부터 입력받는 사용자 인터페이스;A user interface for displaying an X-ray image of the first image of the object and receiving a region from which the X-ray is to be irradiated from the displayed X-ray image from a user;
    를 더 포함하고,More,
    상기 제어부는 상기 입력받은 엑스선이 조사될 영역에 대응되는 상기 어레이의 영역을 상기 엑스선 조사 영역으로 설정하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the control unit sets an area of the array corresponding to an area to which the input X-rays are to be irradiated as the X-ray irradiation area.
  7. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 어레이의 구조를 나타내는 영상을 표시하고, 상기 표시된 영상에서 엑스선을 조사할 영역을 사용자로부터 입력받는 사용자 인터페이스;A user interface for displaying an image representing the structure of the array and receiving an area from the user to irradiate X-rays on the displayed image;
    를 더 포함하고,More,
    상기 제어부는 상기 입력받은 엑스선을 조사할 영역을 상기 엑스선 조사 영역으로 설정하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the control unit sets an area to irradiate the input X-rays as the X-ray irradiation area.
  8. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 대상체의 두께 또는 성분에 따라 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기(intensity)를 조절하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the control unit adjusts an irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel according to a thickness or a component of the object.
  9. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제어부는 상기 대상체의 두께 또는 성분에 관한 정보를 상기 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 동일하게 하여 상기 대상체에 조사함으로써 획득한 엑스선 영상 또는 사전 진단 영상으로부터 획득하는 엑스선 영상 촬영 장치.And the control unit obtains information on the thickness or component of the object from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel.
  10. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 엑스선 발생부는,The X-ray generator,
    각 픽셀에서 발생된 엑스선이 통과하는, 서로 평행한 채널들을 형성하는 채널 형성부를 더 포함하는 엑스선 영상 촬영 장치.And a channel forming unit for forming channels parallel to each other through which X-rays generated at each pixel pass.
  11. 대상체를 고려하여 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계;Setting an X-ray irradiation area in consideration of an object;
    복수의 픽셀들로 구성된 어레이에서, 상기 설정된 엑스선 조사 영역에 대응되는 픽셀들을 이용하여 엑스선을 조사하는 단계;Irradiating X-rays using pixels corresponding to the set X-ray irradiation area in an array composed of a plurality of pixels;
    상기 조사된 엑스선을 검출하는 단계; 및Detecting the irradiated X-rays; And
    상기 검출된 엑스선에 기초하여, 상기 대상체의 엑스선 영상을 획득하는 단계;Acquiring an X-ray image of the object based on the detected X-rays;
    를 포함하는 엑스선 영상 촬영 방법.X-ray imaging method comprising a.
  12. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계는,Setting the X-ray irradiation area,
    상기 획득한 엑스선 영상으로부터 관심 영역(region of interest)을 추정하는 단계; 및Estimating a region of interest from the acquired X-ray image; And
    상기 추정한 관심 영역에 기초하여, 상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계;Setting the X-ray irradiation area based on the estimated region of interest;
    를 포함하는 엑스선 영상 촬영 방법.X-ray imaging method comprising a.
  13. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계는,Setting the X-ray irradiation area,
    상기 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 상이한 정도를 고려하여, 상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 엑스선 영상 촬영 방법. And setting the X-ray irradiation area in consideration of a degree to which the estimated ROI is different from an ROI estimated from an X-ray image of a previous frame.
  14. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계는,Setting the X-ray irradiation area,
    상기 추정한 관심 영역이 이전 프레임의 엑스선 영상으로부터 추정한 관심 영역과 소정의 수준 이상으로 상이한 경우, 상기 엑스선 조사 영역을 외부로부터 입력된 정보를 이용하여 설정하는 엑스선 영상 촬영 방법. And setting the X-ray irradiation area using information input from the outside when the estimated ROI is different from the ROI estimated from the X-ray image of the previous frame by more than a predetermined level.
  15. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계는,Setting the X-ray irradiation area,
    상기 대상체를 촬영한 영상을 이용하여 상기 엑스선 조사 영역을 자동으로 설정하는 엑스선 영상 촬영 방법.An X-ray imaging method of automatically setting the X-ray irradiation area by using the image of the object.
  16. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계는,Setting the X-ray irradiation area,
    상기 대상체를 최초로 촬영한 엑스선 영상을 표시하는 단계;Displaying an X-ray image of the first image of the object;
    상기 표시된 엑스선 영상에서 엑스선이 조사될 영역을 사용자로부터 입력받는 단계; 및Receiving an area from the user to be irradiated with X-rays on the displayed X-ray image; And
    상기 입력받은 엑스선이 조사될 영역에 대응되는 상기 어레이의 영역을 상기 엑스선 조사 영역으로 설정하는 단계;Setting an area of the array corresponding to an area to which the input X-rays are to be irradiated as the X-ray irradiation area;
    를 포함하는 엑스선 영상 촬영 방법.X-ray imaging method comprising a.
  17. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 엑스선 조사 영역을 설정하는 단계는,Setting the X-ray irradiation area,
    상기 어레이의 구조를 나타내는 영상을 표시하는 단계;Displaying an image representing the structure of the array;
    상기 표시된 영상에서 엑스선을 조사할 영역을 사용자로부터 입력받는 단계; 및Receiving an area from a user to irradiate X-rays on the displayed image; And
    상기 입력받은 엑스선을 조사할 영역을 상기 엑스선 조사 영역으로 설정하는 엑스선 영상 촬영 방법.An X-ray imaging method of setting the area to irradiate the input X-rays to the X-ray irradiation area.
  18. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 엑스선을 조사하는 단계는,Irradiating the X-rays,
    상기 대상체의 두께 또는 성분에 따라 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기(intensity)를 조절하여 조사하는 엑스선 영상 촬영 방법.X-ray imaging method of the irradiation by adjusting the irradiation intensity (intensity) of the X-rays irradiated from each pixel according to the thickness or components of the object.
  19. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18,
    상기 대상체의 두께 또는 성분에 관한 정보는 상기 각 픽셀에서 조사되는 엑스선의 조사 세기를 동일하게 하여 상기 대상체에 조사함으로써 획득한 엑스선 영상 또는 사전 진단 영상으로부터 획득되는 엑스선 영상 촬영 방법. And information on the thickness or component of the object is obtained from an X-ray image or a pre-diagnosis image obtained by irradiating the object with the same irradiation intensity of X-rays radiated from each pixel.
  20. 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 엑스선 영상 촬영 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체. 20. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing the method of any one of claims 11 to 19.
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