KR101384511B1 - 보정용 팬텀을 이용한 ｃｔ 영상 획득장치 및 획득방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CT 영상 획득장치 및 획득방법에 관한 것으로, 상세하게는 보정용 팬텀을 이용하여 선속경화 현상을 보정함으로써, 보정 정도의 객관적인 판단이 가능하며, 제품 단가를 절감할 수 있는 CT 영상 획득장치 및 획득방법에 관한 것이다.
본 발명은 CT 촬영되는 피검체; 상기 피검체와 인접하여 배치되며, 상기 피검체와 함께 촬영되는 보정용 팬텀; X선을 조사하고, 상기 피검체와 상기 팬텀을 투과한 X선을 검출하는 촬영부; 및 상기 촬영부로부터 CT 데이터를 수신하고, 수신된 CT 데이터 중 상기 보정용 팬텀으로부터 얻은 팬텀 데이터를 이용하여 선속경화 보정 정보를 획득하여 상기 피검체로부터 얻은 피검체 데이터의 선속경화 인공물을 보정하는 보정부를 포함하는 CT 영상 획득 장치를 제공한다.

Description

보정용 팬텀을 이용한 ＣＴ 영상 획득장치 및 획득방법{Apparatus and method for obtaining CT image using correction phantom}

본 발명은 CT 영상 획득장치 및 획득방법에 관한 것으로, 상세하게는 보정용 팬텀을 이용하여 선속경화 현상을 보정함으로써, 보정 정도의 객관적인 판단이 가능하며, 제품 단가를 절감할 수 있는 CT 영상 획득장치 및 획득방법에 관한 것이다.

전산화단층촬영(Computed Tomography, CT)은 X선과 컴퓨터를 이용하여 피검체의 단면 상을 얻는 검사로서 X선 장치에서 발생하는 좁은 선속의 X선을 인체에 여러 각도로 회전시키면서 투과시키고, 영상을 2차원적 단면 영상이나 3차원적인 영상을 재구성하여, 단순 X선 촬영에 비해 구조물 및 병이 원인이 되어 일어나는 생체의 변화(병변)를 좀 더 명확히 확인할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 체내에 존재하는 보통 조직보다 밀도가 높은 뼈, 체내에 삽입된 금속 등은 CT 스캐닝 중 선속경화(Beam-Hardening) 현상이 일어난다. 이는 CT를 포함한 X선을 사용하는 영상진단 장치에서는 선속의 각 광자 에너지가 동일한 단색 X선이라고 가정하여 계산을 행하나, 실제로 X선은 다색 특성을 가지기 때문에 발생한다.

즉, X선이 피검사체를 투과할 때 에너지가 약한 연선은 흡수되고, 에너지가 강한 경선은 일정부분 투과하기 때문에 생기는 것으로, 실제로 체내에는 존재하지 않지만 영상에서는 존재하는 것처럼 보이는 인공물(artifact)로 영상에 나타난다.

특히, 두개골, 치아 및 체내에 삽입된 금속 보형물들이 복잡한 구조를 이르고 있는 경우에 선속경화 현상이 많이 발생한다.

이러한 선속경화 현상을 보정하기 위한 방법으로서 이중 에너지(Dual-Energy)를 이용한 방법, 수학적 모델을 이용한 방법 등이 있다. 이중 에너지를 이용한 방법의 경우 CT 장비 자체를 교체해야 하며, 2개의 X-선 발생장치 및 검출장치가 필요하므로 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.

한편, 수학적인 모델을 사용하는 방법의 경우에는 뼈, 금속 등의 물질이 가지는 부피와 구조에 따라 파라미터를 바꿔야 하며, 파라미터에 따라 그 효과가 달라진다는 문제점이 있다.

또한, 숙련된 지식과 경험을 가지지 않은 의사 또는 방사선사가 이러한 인공물이 영상에 나타난 것을 쉽게 판단할 수 없고, 보정한다 하더라도 보정이 얼마나 잘 되었는지 알기 어렵다.

이러한 선속경화 현상을 보정하지 않는다면, 선속경화 현상에 의하여 영상의 위치에 의존하는 물체의 CT값을 왜곡하는 문제점이 있으나, 아직까지 실제 의료 현장에서는 이러한 인공물을 효과적으로 제거하고 있지 못한 실정이다.

본 발명의 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 보정용 팬텀을 이용하여 선속경화 현상을 보정한 CT 영상을 획득할 수 있는 CT 영상 획득장치 및 획득방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 CT 촬영되는 피검체; 상기 피검체와 인접하여 배치되며, 상기 피검체와 함께 촬영되는 보정용 팬텀; X선을 조사하고, 상기 피검체와 상기 팬텀을 투과한 X선을 검출하는 촬영부; 및 상기 촬영부로부터 CT 데이터를 수신하고, 수신된 CT 데이터 중 상기 보정용 팬텀으로부터 얻은 팬텀 데이터를 이용하여 선속경화 보정 정보를 획득하여 상기 피검체로부터 얻은 피검체 데이터의 선속경화 인공물을 보정하는 보정부를 포함하는 CT 영상 획득 장치를 제공한다.

이때, 상기 촬영부는 상기 피검체 및 상기 보정용 팬텀에 X선을 조사하는 X선 조사부; 및 상기 X선 조사부로부터 조사되며, 상기 피검체와 상기 보정용 팬텀을 투과한 X선을 검출하는 X선 검출부로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명은 피검체 및 보정용 팬텀을 CT 촬영하는 촬영 단계; 보정부가 X선 검출부로부터 촬영된 CT 데이터를 수신하고, 상기 보정용 팬텀으로부터 선속경화 보정 정보를 획득하여 상기 피검체의 선속경화 현상을 보정하는 보정 단계; 및 상기 선속경화 현상의 보정 상태를 확인하여, 보정 상태가 설정 값 이상이면 보정을 종료하는 확인 및 종료 단계를 포함하는 CT 영상 획득방법을 제공한다.

이때, 상기 촬영 단계는 상기 피검체 및 상기 보정용 팬텀에 X선 조사부가 X선을 조사하고, X선 검출부가 상기 피검체 및 상기 보정용 팬텀을 투과한 X선을 검출함으로써, CT 촬영한다.

또한, 상기 보정 단계는, 촬영된 CT 데이터를 수신하여, 수신된 CT 데이터를 상기 피검체로부터 얻은 피검체 데이터와 상기 보정용 팬텀으로부터 얻은 팬텀 데이터로 분리하고, 상기 피검체 데이터와 상기 팬텀 데이터를 비교하여 피검체 데이터에서 선속경화 인공물의 유무와 인공물이 영상에 나타난 정도를 파악하고, 상기 선속경화 인공물이 영상에 나타난 정도와 미리 알고 있는 상기 보정용 팬텀의 선속경화 인공물 보정 정보를 참조하여 피검체의 선속경화 인공물에 대한 보정 정보를 생성하고, 상기 보정 정보를 이용하여 상기 피검체 데이터의 선속경화 인공물을 보정하는 것을 포함한다.

한편, 본 발명의 CT 영상 획득방법은 상기 확인 및 종료 단계에서 보정 상태가 설정 값 미만이면, 설정 값이 상이 될 때까지 선속경화 인공물을 보정하는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보정된 정도를 객관적으로 계산하고, 수치적으로 보정 효과의 정도를 나타낼 수 있으므로, 판독자의 개인적인 판단에 의존하지 않아 보정 정도의 객관적인 판단이 가능하다.

또한, 기존 CT 장치에 선속경화 현상 보정을 위한 보정용 팬텀을 더 추가하는 것이므로, 종래 보정 방법에 비하여 제품 단가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치를 이용하여 CT 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보정부에 의해 보정이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 충분히 전달하기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 다른 형태로 구체화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치를 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치를 이용하여 CT 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보정부에 의해 보정이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치는 CT 촬영되는 피검체(10), 상기 피검체(10)와 인접하여 배치되는 보정용 팬텀(20), 상기 피검체(10) 및 상기 보정용 팬텀(20)을 CT 촬영하는 촬영부(30)를 포함한다.

이때, 상기 보정용 팬텀(20)은 촬영하고자 하는 피검체의 선속경화 특성을 가지도록 제작된다.

한편, 상기 촬영부(30)는 상기 피검체(10) 및 상기 보정용 팬텀(20)에 X선을 조사하는 X선 조사부(31) 및 상기 X선 조사부(31)로부터 조사되며, 상기 피검체(10) 및 상기 보정용 팬텀(20)을 투과한 X선을 검출하는 X선 검출부(33)로 구성될 수 있다.

이하 본 실시 예에서 ‘촬영한다’는 것은 상기 X선 조사부(31)로부터 조사되며, 상기 피검체(10) 및 상기 보정용 팬텀(20)을 투과한 X선을 상기 검출부(33)가 검출한다는 것을 의미하는 것으로 사용된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치는 상기 촬영부(30), 상세히는 상기 X선 검출부(33)와 연결되어, 상기 X선 검출부(33)로부터 촬영된 CT 데이터를 수신하고, 수신된 CT 데이터 중 상기 보정용 팬텀(20)으로부터 얻은 데이터(팬텀 데이터)를 이용하여 선속경화 보정 정보를 획득하여, 상기 피검체(10)로부터 얻은 데이터(피검체 데이터)의 선속경화 인공물을 보정하는 보정부(40)를 포함한다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득장치는 X선 조사부(31)로부터 조사되며, 피검체(10) 및 보정용 팬텀(20)를 투과한 X선을 X선 검출부(33)가 검출하여, 피검체(10) 및 보정용 팬텀(20)을 촬영하면, 보정부(40)가 X선 검출부(33)로부터 촬영된 CT 데이터를 수신하여, 선속경화 보정 정보를 획득하여 선속경화 인공물을 보정하도록 구성된다.

한편, 상기 피검체(10), 상기 보정용 팬텀(20) 및 상기 촬영부(30)는 관형의 회전 갠트리 내에 위치하여, 상기 X선 조사부(31)가 상기 회전 갠트리 내에서 회전 중심(O)을 중심으로 회전하면서, 상기 피검체(10) 및 상기 보정용 팬텀(20)에 X선을 조사하도록 구성될 수 있으나, 본 구성에 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 CT 영상 획득방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 피검체(10) 및 보정용 팬텀(20)을 CT 촬영하는 촬영 단계(S10)가 이루어진다.

상술하면, 피검체(10) 및 보정용 팬텀(20)에 X선 조사부(31)가 X선을 조사하고, X선 검출부(33)가 상기 피검체(10) 및 상기 보정용 팬텀(20)을 투과한 X선을 검출함으로써, 상기 피검체(10) 및 보정용 팬텀(20)을 CT 촬영한다.

이때, 상기 보정용 팬텀(20)은 상기 피검체(10)의 선속경화 특성과 유사한 특성을 가지며, 상기 피검체(10) 및 상기 보정용 팬텀(20)은 각각 별도로 촬영되는 것이 아니라, 동시에 촬영된다.

다음으로, 보정부(40)가 X선 검출부(33)로부터 촬영된 CT 데이터를 수신하여, 상기 보정용 팬텀(20)으로부터 선속경화 보정 정보를 획득하여 상기 피검체(10)의 선속경화 현상을 보정하는 보정 단계(S20)가 이루어진다.

상술하면, 촬영된 CT 데이터를 수신하여, 수신된 CT 데이터를 상기 피검체(10)로부터 얻은 데이터(피검체 데이터)와 보정용 팬텀(20)으로부터 얻은 데이터(팬텀 데이터)로 분리하며(S21), 이때, 미리 알고 있는 피검체(10)의 위치와 보정용 팬텀(20)의 위치 정보를 이용한다.

이후, 상기 피검체 데이터와 상기 팬텀 데이터를 비교하여 피검체 데이터에서 선속경화 인공물의 유무와 인공물이 영상에 나타난 정도를 파악한다(S22).

다음으로, 상기 피검체 데이터에서 선속경화 인공물이 영상에 나타난 정도와 미리 알고 있는 보정용 팬텀의 선속경화 인공물 보정 정보를 참조하여 피검체의 선속경화 인공물에 대한 보정 정보를 생성한다(S23).

다음으로, 상기 보정 정보를 이용하여 상기 피검체 데이터의 선속경화 인공물을 보정한다(S24).

이상과 같이 촬영 단계(S10) 및 보정 단계(S20)에 더하여, 선속경화 현상의 보정 상태를 확인하여, 보정 상태가 설정 값 이상이면 보정을 종료하는 확인 및 종료 단계(S30)가 진행된다.

이때, 보정 상태가 설정 값 미만이면, 설정 값 이상이 될 때까지 선속경화 인공물을 보정한다.

본 실시 예에서와 같이 팬텀을 이용하여 선속경화 현상을 보정할 경우, 판독자의 숙련도에 따른 인공물 판단의 문제를 해결할 수 있고, 보정 정도의 객관적인 판단이 가능하다.

즉, 보정 영상을 확인하고, 보정된 정도를 RMSE(Root Mean Sqaured Error) 등의 값으로 환산하여 수치적으로 보정 효과의 정도를 나타낼 수 있으므로, 판독자의 영상에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 기존 전산화단층영상 장치에 선속경화 현상 보정을 위한 보정용 팬텀을 더 추가하는 것으로, 종래의 이중 에너지를 이용한 방법보다 더 저렴하게 제품을 만들 수 있다.이상과 같이 본 발명에 따른 CT 영상 획득장치 및 획득방법을 예시한 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예와 도면에 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하고, 그와 같은 변형은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

10 : 피검체 20 : 보정용 팬텀
30 : 촬영부 31 : X선 조사부
33 : X선 검출부 40 : 보정부
O : 회전 중심

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 피검체 및 보정용 팬텀을 CT 촬영하는 촬영 단계;
   보정부가 X선 검출부로부터 촬영된 CT 데이터를 수신하고, 상기 보정용 팬텀으로부터 선속경화 보정 정보를 획득하여 상기 피검체의 선속경화 현상을 보정하는 보정 단계; 및
   상기 선속경화 현상의 보정 상태를 확인하여, 보정 상태가 설정 값 이상이면 보정을 종료하는 확인 및 종료 단계를 포함하고,
   상기 보정 단계는, 촬영된 CT 데이터를 수신하여, 수신된 CT 데이터를 상기 피검체로부터 얻은 피검체 데이터와 상기 보정용 팬텀으로부터 얻은 팬텀 데이터로 분리하고, 상기 피검체 데이터와 상기 팬텀 데이터를 비교하여 피검체 데이터에서 선속경화 인공물의 유무와 인공물이 영상에 나타난 정도를 파악하고, 상기 선속경화 인공물이 영상에 나타난 정도와 미리 알고 있는 상기 보정용 팬텀의 선속경화 인공물 보정 정보를 참조하여 피검체의 선속경화 인공물에 대한 보정 정보를 생성하고, 상기 보정 정보를 이용하여 상기 피검체 데이터의 선속경화 인공물을 보정하는 것을 포함하고,
   상기 피검체 데이터와 상기 팬텀 데이터는 미리 획득된 피검체의 위치와 보정용 팬텀의 위치정보에 기초하여 분리되는 CT 영상 획득방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 촬영 단계는 상기 피검체 및 상기 보정용 팬텀에 X선 조사부가 X선을 조사하고, X선 검출부가 상기 피검체 및 상기 보정용 팬텀을 투과한 X선을 검출함으로써, CT 촬영하는 CT 영상 획득방법.
5. 삭제
6. 제 3항에 있어서,
   상기 확인 및 종료 단계에서 보정 상태가 설정 값 미만이면, 설정 값 이상이 될 때까지 선속경화 인공물을 보정하는 것을 더 포함하는 CT 영상 획득방법.

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