KR101098417B1 - Ｃｔ장비의 복셀 위치 보정용 지그 - Google Patents

Ｃｔ장비의 복셀 위치 보정용 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CT장비의 입체적 영상 정보를 실제 지그의 정보를 계측하고 비교함으로써 오차를 판단하고, 이를 간단하고 정확한 방법으로 보정할 수 있는 정확한 입체적 형상을 가진 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그에 관한 것으로, 정육면 형상으로 이루어지는 몸체 및 상기 몸체의 상호 인접한 3개의 면에 배치되고, 상호간에 등간격으로 배치되는 배열을 가진 측정용 볼을 포함하고, 상기 측정용 볼을 측정한 복셀의 위치 정보와, 상기 측정용 볼의 배열을 비교하여 영상으로 출력되는 복셀의 위치 정보를 보정할 수 있는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 간편하고 정확한 방법으로 복셀의 위치정보를 보정할 수 있는 이점이 있다.

Description

ＣＴ장비의 복셀 위치 보정용 지그{POSITION MODIFICATION JIG FOR VOXELS OF CT APPARATUS}
본 발명은 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 CT장비의 입체적 영상 정보를 실제 지그의 정보를 계측하고 비교함으로써 오차를 판단하고, 이를 간단하고 정확한 방법으로 보정할 수 있는 정확한 입체적 형상을 가진 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그에 관한 것이다.
일반적으로 CT(Compute Tomography) 장비란 엑스선을 여러 각도에서 조사하여 검사 대상 물체에 투영하고 이를 컴퓨터로 재구성하여 디스플레이 장치를 통해 검사 대상 물체의 내부 단면의 모습을 화상으로 처리하는 장치를 말한다.
도 1은 종래의 의료용으로 사용되는 엑스선 CT 장비를 나타내는 것으로, 상기 의료용 CT장비는 엑스선 발생장치(1), 엑스선 센서를 구비하는 디텍터(2)를 구비한다.
상기 엑스선 발생장치(1)로부터 조사되는 엑스선(4)은 검사실 내부에 배치되는 인체를 투과하고, 상기 디텍터(2)는 투과한 엑스선을 감지하여 검출 신호로서 출력하여 제어부는 이를 분석하여 디스플레이 장치를 통하여 영상으로 출력할 수 있도록 한다.
일반적인 의료용으로 사용되는 CT장비는 갠트리(gantry, 3)를 구비하는데, 상기 갠트리(3)가 도너츠 형으로 이루어져 중공의 중심부에 인체(5)를 수용하고, 그 내부에 엑스선 발생장치(1)와 디텍터(2)를 일직선상에 배치하도록 한다.
상기 엑스선 발생장치(11)와 디텍터(12)는 갠트리(13)를 따라 인체의 주변을 회전하면서 인체 내부의 정보를 획득할 수 있다.
이러한 CT장비에서 엑스선 센서를 통해 검출되는 신호는 2차원적인 픽셀(pixel) 또는 3차원 정보인 복셀(voxel)로서 2차원 또는 3차원 영상을 구현하는 데이터로 사용된다.
그런데, 상기와 같은 CT장비의 경우 정확한 내부의 상을 획득하기 위하여, 갠트리(13)를 빠른 속도로 수십 차례 이상 회전하여 데이터를 취합한다. 따라서, 특히 3차원 위치정보인 복셀의 정확한 정보 취합을 위하여는 CT 장비를 구성하는 장비들의 고도의 정밀성과 작동 신뢰성이 요구된다.
즉, 이와 같은 CT 장비의 영상 출력과 3차원의 형상을 가진 검사 대상 물체의 정밀한 매칭이 요구되는데, CT 장비의 구성 및 특성상 이러한 매칭의 오차는 발생하게 되고, 이를 정확하게 계측하고 보정할 수 있는 방법이 요구된다.
특히 3차원 복셀의 정보는 정확한 계측 및 비교가 어렵고, 이를 검사하고 시스템적으로 보정하는 데 과도한 시간과 비용이 소요되는 문제가 발생하였다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, CT장비의 입체적 영상 정보를 실제 지그의 정보를 계측하고 비교함으로써 오차를 판단하고, 이를 간단하고 정확한 방법으로 보정할 수 있는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 정육면 형상으로 이루어지는 몸체 및 상기 몸체의 상호 인접한 3개의 면에 배치되고, 상호간에 등간격으로 배치되는 배열을 가진 측정용 볼을 포함하고, 상기 측정용 볼을 측정한 복셀의 위치 정보와, 상기 측정용 볼의 배열을 비교하여 영상으로 출력되는 복셀의 위치 정보를 보정할 수 있는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 간편하고 정확한 방법으로 복셀의 위치정보를 보정할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는 상기 몸체가 상기 측정용 볼보다 엑스선의 투과율이 높은 재질로 이루어진 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 측정용 볼에 의한 정확한 위치의 검출이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 상기 몸체가 카보네이트로 이루어진 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 측정용 볼의 정확한 위치 검출이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 상기 측정용 볼은, 각 면에 5행 및 5열의 장방 형상으로 배열되는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 정확한 복셀의 위치 보정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 상기 측정용 볼은, 상기 몸체에 형성되는 요홈으로 이루어지는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 지그의 생산 효율성이 증가되고 위치 정보의 신뢰성이 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 상기 몸체가 CT장비의 챔버의 바닥면으로부터 모든 면이 경사지도록 배치되는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 3차원적 정보를 정확하게 측정할 수있다.
또한, 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 상기 몸체를 CT장비의 챔버의 바닥면으로부터 이격되도록 지지하는 지지부를 더 포함하는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공하다. 따라서, 챔버 내부의 공간에서 지그를 정확하게 지지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 상기 지지부는 원기둥 형상으로 이루어지고, 상기 측정용 볼보다 엑스선의 투과율이 높은 재질로 이루어지는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 제공한다. 따라서, 측정용 볼의 배열 을 검출하는 데 지지부가 영향을 미치지 않으므로, 정확한 보정이 가능하다.
전술한 내용과 같이 구성된 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그는, 3차원적 영상을 표현하는 CT장비의 미세한 복셀의 오차를 측정용 볼의 배열을 통하여 간편하고 정확한 방법으로 보정할 수 있도록 하고, 기계적인 수리나 교환의 방법이 아닌 소프트웨어적인 방식으로 복셀의 위치 정보를 정확하게 보정할 수 있으므로 유지 및 정비에 따르는 비용이 현저하게 절감될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 CT장비를 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그가 챔버 내부에 배치되는 모습을 나타내는 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 더욱 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그를 나타내는 사시도이다.
CT장비 엑스선을 검사 대상 물체로 조사하여, 투과한 엑스선의 흡수차이를 엑스선 센서로 감지한 후에, 이를 디지털 신호로 변환하여 디스플레이 장치로 영상 출력할 수 있는 장비를 말한다.
상기 CT장비는 물체의 구조나 인체의 조직 등을 검사할 수 있도록 챔버(Chamber) 내부를 다양한 각도로 조사하여 이에 의한 감지 신호를 분석 및 조합하여 영상 출력을 구성한다.
특히 엑스선 센서의 이상이 발생한 경우에는 디스플레이 장치에 출력되는 영상의 왜곡이 발생하게 되고, 이는 분석의 부정확성으로 이어지는 문제가 있음은 상기한 바와 같다. 이러한 문제가 발생하는 경우 이를 수정하기 위하여 장비를 교체하는 경우에는 과도한 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있게 된다.
특히, 3차원 영상을 디지털 신호로 구현하게 되는 CT장비의 경우에는 2차원의 픽셀(pixel) 정보에 비하여 좌표가 추가되기 때문에, 복셀(voxel) 정보의 처리에 복잡성이 존재하고, 이를 조정하는 작업 또한 픽셀의 경우보다 현저하게 난해해지는 문제가 있다.
본 발명의 개념에 따른 위치 보정용 지그(10)는 정육면 형상의 몸체로 이루어진다.
상기 위치 보정용 지그(10)는 CT장비의 검사실 또는 챔버의 내부의 선택되는 부위에 위치하여, 이를 투과한 엑스선에 의한 엑스선 센서로부터 감지되는 신호와 실제 위치 보정용 지그(10)의 면 또는 내부에 배치되는 소정의 배열들을 비교하는 과정을 통해, 장비의 이상에 의한 디지털 영상의 왜곡을 보정하는 데 사용된다.
상기 위치 보정용 지그의 적어도 3개의 면에는 측정용 볼(30)이 배치된다. 상기 측정용 볼(30)은 몸체(20) 보다 엑스선의 투과율이 낮은 재질로 이루어지게 된다.
바람직하게는 상기 측정용 볼(30)은 상대적으로 밀도가 높은 재질을 사용하게 되며, 예를 들어 납이나 니켈과 같은 금속을 사용한다.
엑스선은 밀도가 높은 재질에서는 투과율이 낮아지기 때문에, 위치 보정용 지그(10)를 통과한 엑스선가 엑스선 센서에 의하여 검출되면 영상 신호는 측정용 볼(30)이 배열되는 위치는 어둡게 나타나고, 몸체(20) 부위에서는 상대적으로 밝게 나타나게 된다. 따라서, 위치 보정용 지그(10)를 나타내는 3차원 영상의 신호는 적어도 3개의 면에 배치되는 측정용 볼(30)의 신호가 유의미한 정보로서 사용될 수 있음에 유의하여야 한다.
상기 몸체(20)는 엑스선의 투과율이 높은 재질로 이루어지고, 바람직하게는 카보네이트(Carbonate)로서 형성된다.
상기 측정용 볼(30)의 배열에 대해 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 측정용 볼(30)은 몸체(20)의 3개의 면에 배치되는 것이 바람직하다. 정육면 형상의 위치 보정용 지그(10)는 3차원 정보를 나타내는 복셀의 위치 정보 오차의 보정을 위해 사용되므로, 정확한 측정 및 데이터의 조정을 위해 몸체의 3개의 면이 상호간에 직교하면 족하다.
상기 측정용 볼(30)이 배열되는 3개의 면은 상호간에 인접한 면으로 이루어 지는 것이 바람직하고, 따라서 측정용 볼이 배열되는 3개의 면은 상호간에 직교된다.
예를 들어, 6개의 면 전체에 측정용 볼이 배치되는 경우에는 대향하는 2개의 면의 볼의 배열이 교차하여 엑스선 센서를 통해 센싱한 검출신호에서 구별이 어려운 경우가 존재할 수 있다. 이러한 문제는 엑스선 센서의 오차가 큰 경우에 더욱 심화될 우려가 있음에 유의하여야 한다.
또한, 상기 측정용 볼은 몸체(20)의 외부가 아닌 내부에 배열될 수도 있다.
상기 측정용 볼(30)의 배열은 정확한 복셀의 위치 정보 조정을 위하여, 상호간의 간격이 동일한 장방 형상으로 배열되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3개의 면에 동일한 모양으로 배열된다.
상기 몸체(20)의 크기, 측정용 볼(30)의 직경 및 배열의 간격은 CT장비의 이미지 센서의 센서 밀집도 또는 디지털 장비의 픽셀 수를 고려하여 선택적으로 이루어질 수 있다.
다만, 측정용 볼(30)의 크기가 복셀 정보의 규격에 비해 지나치게 큰 경우에는 복셀의 위치 보정용 지그로서는 부적합할 수 있는 문제가 있음에 유의하여야 한다.
즉, 측정용 볼(30)의 크기가 큰 경우에는 볼의 배열보다는 외면을 이루는 정보가 유의미하게 사용될 수 있다. 이 경우, 복셀 정보의 규격보다 볼의 크기가 크게 되면 복셀의 위치 정보의 보정보다는 형상(geometry) 보정에 적합하게 사용될 수 있는 것이다.
이를 감안하면, 단수 또는 복수의 어느 정도의 크기를 가진 볼은 복셀의 형상 정보 보정을 위한 지그로서 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 위치 보정용 지그가 챔버 내부에 배치되는 모습을 나타내는 사시도이다.
챔버(50)는 CT장비의 검사실을 이루는 것으로, 엑스선 발생장치로부터 방출되는 엑스선이 조사되는 공간을 의미한다. 따라서, 상기 챔버(50)의 형상은 검사 대상 물체의 형상 또는 부속 장비들의 배치에 따라 다양하게 이루어질 수 있다.
상기 몸체(20)의 각면은 측정의 정확성 향상을 위하여 챔버(50)의 바닥면에 대하여 각 면이 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 정육면 형상의 몸체의 한 면이 바닥면에 대해 수직으로 배치되면, 적어도 한 면은 바닥면과 평행하게 되고, 이는 측정용 볼의 배열이 엑스선의 진행방향과 평행한 경우가 존재함을 의미하게 된다. 이 경우, 엑스선의 진행방향과 평행한 면이 적절하게 복셀의 위치 정보의 보정을 위해 사용될 수 없다. 따라서, 더욱 정확하게는 엑스선의 진행방향과 측정용 볼이 배열된 각 면이 경사를 가지고 배치되는 것이 바람직한 것이다.
다만, 상기 위치 보정용 지그(10)가 픽셀(pixel)의 2차원 정보를 보정하기 위하여 사용되는 경우에는 측정용 볼이 배열되는 한 면의 법선이 엑스선의 진행방향과 평행하게 배치되는 것으로 족하다.
또한, 바람직하게는 상기 위치 보정용 지그(10)는 챔버(50)의 내부 바닥면에서 소정 간격 이격되어 배치된다.
따라서, 상기 지그(10)의 챔버(50) 내부에 배치되는 하측은 지지부(40)에 의해 지지된다.
상기 지지부(40)는 대략 원기둥 형상으로 이루어지고, 상측에 몸체(20)의 하측에 배치되는 모서리 부위를 지지할 수 있는 형상으로 이루어진다.
다만, 상기 지지부(40)의 형상은 상기 몸체(20)를 바닥면에서부터 이격하고 각 면이 경사지도록 배치하도록 한다면 선택적으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 지지부(40)는 엑스선 센서에 의한 측정시에 영향을 미치지 않도록 측정용 볼(30)보다 엑스선의 투과율이 높은 재질로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 도 2에서는 복셀의 위치 정보 보정을 위하여 볼록한 형상의 측정용 볼(30)이 사용되었다. 상기 볼은 몸체(20)의 3개의 면에 일부가 매립되는 형상으로 고정되지만, 도 3에서는 상기 측정용 볼(30)을 반원 형상의 홈(31)으로서 대체한 실시예가 도시된다.
상기 홈(31)은 몸체(20)의 각 면이 절곡되거나 에칭(etching)되는 방식으로 이루어질 수도 있고, 몸체(20)의 사출 성형시 금형의 형상에 의해 일체로서 형성될 수도 있다.
상기 홈(31)을 통과한 엑스선은 몸체의 다른 부위를 투과한 경우와는 달리 진행방향에서 소정 각도 굴절될 수 있다.
따라서, 엑스선 센서에 의해 출력되는 영상신호는 홈(31)이 존재하는 영역에서 몸체의 다른 부위를 통과한 경우보다 어둡게 나타나게 된다. 이 경우, 상기 홈(31)은 측정용 볼(30)의 경우와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.
상기의 예에서는 엑스선을 사용하는 CT장비의 경우의 예를 설명하였지만, 본 발명의 위치 보정용 지그는 엑스선 뿐만 아니라 다양한 파장의 전파 또는 입자선을 사용하는 검사 장비에 사용될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 복셀의 위치 보정용 지그는 3차원적 영상을 표현하는 CT장비의 미세한 복셀의 오차를 측정용 볼의 배열을 통하여 간편하고 정확한 방법으로 보정할 수 있도록 한다. 또한, 기계적인 수리나 교환의 방법이 아닌 소프트웨어적인 방식으로 복셀의 위치 정보를 정확하게 보정할 수 있으므로 유지 및 정비에 따르는 비용이 현저하게 절감될 수 있는 이점이 있다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
10...위치 보정용 지그 20...몸체
30...측정용 볼 31...홈
40...지지부 50...챔버

Claims (8)

  1. CT장비의 복셀 위치 보정용 지그로서,
    정육면 형상으로 이루어지는 몸체; 및
    상기 몸체의 상호 인접한 3개의 면에 배치되고, 상호간에 등간격으로 배치되는 배열을 가진 측정용 볼;을 포함하고,
    상기 측정용 볼을 측정한 복셀의 위치 정보와, 상기 측정용 볼의 배열을 비교하여 영상으로 출력되는 복셀의 위치 정보를 보정할 수 있는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는, 상기 측정용 볼보다 엑스선의 투과율이 높은 재질로 이루어진 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체는, 카보네이트로 이루어진 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정용 볼은, 각 면에 5행 및 5열의 장방 형상으로 배열되는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정용 볼은, 상기 몸체에 형성되는 요홈으로 이루어지는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는, CT장비의 챔버의 바닥면으로부터 모든 면이 경사지도록 배치되는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 몸체를 CT장비의 챔버의 바닥면으로부터 이격되도록 지지하는 지지부;를 더 포함하는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지부는 원기둥 형상으로 이루어지고, 상기 측정용 볼보다 엑스선의 투과율이 높은 재질로 이루어지는 CT장비의 복셀 위치 보정용 지그.
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