KR101259430B1

KR101259430B1 - 영상화 단층 촬영 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101259430B1
Application number: KR1020077027429A
Authority: KR
Inventors: 올레그 티센코; 얀 슈; 크리스토프 회쇤
Original assignee: 스테이트 오브 오레곤 액팅 바이 앤드 쓰루 더 스테이트 보드 오브 하이어 에듀케이션 온 비해브 오브 더 유니버시티 오브 오레곤; 헬름홀츠 젠트룸 뮌헨-도이체스 포르슝스젠트룸 퓌르 게준드하이트 운트 움벨트 게엠베하
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2013-04-30
Also published as: US20090316856A1; KR20080042767A; CN101228553B; CA2609457A1; JP5265353B2; CA2609457C; WO2006125570A1; US8243875B2; EP1727092A1; CN101228553A; JP2008541807A; EP1886279A1

Abstract

복수의 투사 방향을 따라 적어도 하나의 에너지 투입 광선(3)으로 검사 영역을 방사하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 에너지 투입 광선(3)은 복수의 개별적인 에너지 투입 광선 구성요소를 포함하는 대상(1)의 검사 영역(2)을 영상화하는 영상화 방법으로서, 적어도 두 개의 에너지 투입 광선 구성요소가 검사 영역(2)을 방사하기 위해 제공되도록 에너지 투입 광선(3)을 형상화하는 단계를 특징으로 하고, 적어도 두 개의 에너지 투입 광선 구성요소는 다른 단면을 갖고 투사 방향 중 한 방향에 대해 평행한 평행 에너지 투입 광선 구성요소의 그룹(5)은 검사 영역(2)의 연속적 방사를 제공하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법 및 영상화 장치를 제공한다.

영상화 단층 촬영, 에너지 투입 광선, 여과후 역투사, 영상 재구성, 투사 방향, 라돈 데이터

Description

영상화 단층 촬영 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR IMAGING TOMOGRAPHY}

본 발명은 적어도 하나의 에너지 투입광선을 복수의 투사 방향을 따라 방사하여 대상을 영상화하는 방법에 관한 것으로 특히, 복수의 투사 방향에 대응하여 측정되는 복수의 투사 함수를 포함하는 라돈 데이터로부터 영상 함수를 재구성하는 것을 기초로 하여 대상을 영상화하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 영상화 방법을 기초로 하여 대상을 영상화하는 장치에 관한 것이다.

비파괴성 표본 검사는 물질과학, 건강 진단, 고고학, 건설 기술, 안전문제와 관련된 기술 등의 다양한 기술 분야에서 중요한 목적이다. 표본 영상을 얻기 위한 방법 중의 하나인 컴퓨터 단층촬영(CT)은 대상 평면(object plane)에 X선을 각기 다른 방향에서 투사한 후, 다른 방향에서 측정된 감쇠 데이터에 기초하여 대상 평면을 재구성하는 투사 기법을 기초로 하고 있다. 측정된 전체 감쇠 데이터는 라돈 공간 내 소위“라돈 데이터”로 기술될 수 있다.

오늘날 공지된 가장 관련 있는 종래의 재구성 방법은 반복적 재구성에 기초한 방법 또는 소위 여과후 역투사에 기초한 방법으로 요약될 수 있다. 반복적 재구성 방법은 계산시간이 과도하게 길어진다는 점이 주요 단점으로 지적된다. 한편, 소위 “푸리에-슬라이스 정리(Fourier-slice theorem)”에 따른 여과후 역투사 방 법의 일반적인 단점은 재구성에 포함된 내삽법 단계의 결과로 공간 주파수가 증가함에 따라 오차 및 인위성은 증가하는 경향을 보인다는 점이다. 여과후 역투사 방법의 또 다른 문제점은 영상 데이터가 재구성되어야 하는 라돈 데이터의 이산화(discretization)와 관련되어 있다. 최적의 여과후 역투사 재구성을 얻기 위해서는 탐지 장치의 탐지 요소와 투사된 방사선을 정확히 일치시켜야 한다. 이것은 일반적인 경우가 아니다. 이러한 이유로, 여과후 역투사 알고리즘에 의하여 라돈 데이터 재구성으로부터의 불확실성 또는 평활 효과(smoothing effect)가 도입되었다.

T. Bortfeld 등은 투사 방향에 따른 복수의 투사로부터 2차원 영상을 재구성하기 위한 알고리즘을 기술하였다("Phys. Med. Biol.", Vol. 44, 1999, p.1105~1120). 상기 알고리즘에서 투사는 분해(decomposition)로 표현되는데, 이는 상기 언급한 여과후 역투사 재구성의 대상이 된다. 투사는 예컨대 부채꼴 광선 구조로 측정되는데, 서로에 대하여 균등한 각도 간격의 원거리 투사선에 따라 감쇠값이 측정된다. 부채꼴 광선의 다른 투사 방향으로 측정된 단일 투사선은 영상 재구성에 사용되는 평행 투사를 제공하기 위하여 재분류될 수 있다. T. Bortfeld 등의 알고리즘은 실제 실행과정을 산출하지 않고 있다. 상기 알고리즘은 이상적인 부채꼴 광선 구조를 가정하지만 이는 실제로 이용가능하지 않다. 따라서 T. Bortfeld 등의 알고리즘은 종래의 여과후 역투사와 마찬가지로 내삽법 단계를 필요로 한다. 또한 T. Bortfeld 등의 알고리즘은 재구성된 영상에서 인위성이 발생한다는 점에서 주요한 단점을 가진다.

여과후 역투사 과정 및 T. Bortfeld 방법의 단점은 미공개 유럽출원 제04031043.5호의 영상 재구성 방법으로 해소될 수 있다. 이 방법으로 미리 결정된 복수의 투사 방향에 대응하여 측정되는 복수의 투사 함수를 포함하는 라돈 데이터로부터 영상함수가 결정된다. 영상 함수는 투사 함수 값들이 곱해진 다항식의 합으로 결정된다. 실제 실행과정에서 이 영상 재구성은 서로 같은 각도를 갖는 이산 방사 광선 구성성분에 대응하는 감쇠 값의 측정을 기초로 하고 있다. 미공개 유럽출원 제04031043.5호에 따르면, 이산 광선 구성요소는 도 12에서 개략적으로 도시한 공급원 마스크(211')를 구비하는 방사선 공급원(210')을 사용하여 부채꼴 광선 구조로 생성될 수 있다. 공급원 마스크(211')은 예컨대, 관통홀(213')을 갖는 텅스텐으로 제작된 차폐판(212')을 포함한다. 공급원 마스크(211')의 차폐판(212')의 모양은 도 12와 같이 평면 형태이거나 원통 형태를 가질 수 있다. 관통홀(213')은 방사선 공급원에서부터 시작되는 투사선이 동일한 호(arch) 길이의 간격으로 탐지 요소를 갖는 원을 통과하도록 배열된다.

T. Bortfeld 등의 알고리즘과 반대로, 미공개된 유럽출원 제04031043.5호의 영상 재구성은 종래기술의 여과후 역투사 알고리즘을 대체하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 여과후 역투사의 내삽법으로 인해 발생된 인위성을 방지할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 실제로 유럽출원 제04031043.5호에 따른 영상 재구성은 재구성된 영상 내 인위성(소위“위신호”인위성)이라는 측면에서 단점을 가진다.

컴퓨터 단층촬영(CT)에서의 현재의 발전은 소위“다중-슬라이스-CT" 및 평면 패널 기술 기반 CT 시스템을 제공하였다. 이들 발전사항은 세 가지 주요한 문제점을 지니고 있다. 우선, 데이터의 양이 매우 방대하여 그 정도의 방대한 데이터의 재구성 시간이 너무 길거나 대용량 데이터를 처리하기 위해서는 고가의 컴퓨터가 필요하다. 두 번째 문제는 탐지기의 평면 구조에서 기인한 것으로, 일반적으로 종래의 CT 장치의 원형 구조에 적용시킬 수 없다. 마지막으로, 산란된 방사선에 기하여 낮은 명암대비 해상도(resolution of low contrast details)가 제한된다.

상기 단점들은 종래기술의 CT 영상화 뿐만 아니라 라돈 데이터와 관련된 모든 이용가능한 재구성 방법과 연관되어 있다.

본 발명의 목적은 대상을 영상화하기 위한 개선된 방법을 제공하기 위한 것으로, 상기 언급한 종래 기술의 단점을 방지하고 특히, 영상 재구성에서 인위성을 감소시킬 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한 영상화 방법은 평면 패널 탐지기를 활용할 수 있도록 개선된 것이다. 또한 본 발명의 목적은 특히 위신호 인위성이 감소시켜 검사 영역을 영상화할 수 있는 개선된 영상 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적들은 청구항 1 내지 19의 특징들을 포함하는 방법 또는 장치로 실현될 수 있다. 본 발명의 적절한 실시형태 및 활용은 종속항에서 정의된다.

본 발명의 첫 번째 일반적 측면에 따르면, 검사 영역을 방사하기 위한 에너지 투입 광선이 복수의 개별적인, 이산 에너지 투입 광선 구성요소와 함께 제공되고, 적어도 2개의 에너지 투입광선 구성요소는 각기 다른 단면을 가진다. 에너지 투입 광선 구성요소는 검사 영역을 통과하여 이동한다. 하나 또는 다른 에너지 투입 광선에 속하여 있는 평행한 에너지 투입 광선 구성요소의 그룹은 검사 영역을 통과하는 연속적(step-less) 방사를 제공한다. 에너지 투입 광선은 평행한 에너지 투입 광선 구성요소가 바로 인접하여 배열되어 각각의 투사 방향에 따른 방사로 검사영역이 완벽하게 검사되도록 형성된다.

본 발명자들은 인위성(특히 위신호 인위성)이 종래 기술에 의해 발생될 수 있다는 것을 발견하였다. 투사선이 요구되는 동일한 각도를 가지면서 서로 거리를 두고 위치할 때, 대응하는 에너지 투입 구성요소는 비등거리의(non-equidistant) 교차점에서 현재의 투사 방향과 직각을 이루는 기준 평면(reference plane)을 통과한다. 따라서 미공개 유럽출원 제04031043.5호에 기술된 영상 재구성 알고리즘 및 공지된 T. Bortfeld 등의 알고리즘은 비균등 표본추출법을 특징으로 하고 있다. 동일한 단면을 갖는 종래의 에너지 광선 구성요소로는 이 같은 비균등 표본추출법은 대부분의 경우 이웃하는 평행 에너지 광선 구성요소 사이의 겹침 현상 또는 간격(gap)이 생기는 결과를 낳는다. 발명자는 이 같은 겹침현상 또는 간격으로 인해 종래기술의 영상화 방법에 의해 얻어진 위신호 인위성이 발생한다는 것을 발견하였다.

비균등 표본추출법을 포함하는 상기 기술과는 반대로, 본 발명의 영상화 방법은 검사 영역의 연속적 방사를 제공한다. 현재의 투사 방향과 평행한 에너지 광선 구성요소는 다른 단면을 가지고 있기 때문에, 비균등 표본추출법은 보완될 수 있다. 따라서 평행한 에너지 광선 구성요소는 서로 인접하여 배열된다. 이중 방사 또는 의도하지 않은 새도잉(shadowing) 현상이 방지되어 위신호 인위성이 억제된다.

본 발명에 따른 에너지 투입 광선 형상화는 검사 영역의 방사로 얻어진 감쇠값을 측정하기 위한 탐지 장치의 설계와 관련하여 중요한 추가적인 장점이 있다. 검사 영역의 연속적 방사를 제공하기 위하여, 에너지 광선 구성요소의 단면은 중앙의 에너지 투입 광선 구성성분으로부터 거리가 멀어질수록 크기가 줄어든다. 특정한 에너지 투입 광선 구성요소와 중앙의 에너지 투입 광선 구성요소 사이의 각도가 커질수록, 특정한 에너지 투입 광선 구성요소의 단면은 작아진다. 이와 같이 중앙에서부터 경계로 향하면서 평행한 에너지 투입 광선 구성요소 그룹의 단면의 크기는 감소하게 되어 에너지 투입 광선 구성요소의 간주된 그룹의 투사 방향과 직각을 이루는 일직선의, (1차원) 선형 또는 (2차원) 평면 탐지 장치 상의 에너지 투입 광선 구성요소의 투사선의 단면이 동일해지는 결과를 낳게된다. 그 결과, 각각의 에너지 투입 광선 구성요소는 탐지 장치의 탐지 요소의 수와 동일한 수로 감지되어, 탐지 요소의 그룹에 대한 추가 보정 또는 크기 재조정을 방지할 수 있다.

종래의 컴퓨터 단층촬영은 동일한 단면을 갖는 광선으로 검사 영역을 방사하는 것을 기초로 하는 것으로 정의되었지만 본 발명자들은 이 같은 관념을 탈피하였다. 그럼에도 불구하고,“컴퓨터 단층촬영”이라는 용어는 본 발명에 따른 영상화 방법의 실시형태를 설명하기 위하여 하기에서 계속 사용된다.

본 발명에서 사용된 “검사영역”(Region of investigation, ROI)이라는 용어는 일반적으로 검사 대상 또는 그 일부를 지칭한다. 검사 영역은 2 또는 3차원의 실체로 기술될 수 있다. 본 발명에서 사용된 “투사 방향”이라는 용어는 검사 영역을 통과하는 에너지 투입 선상 경로를 지칭한다. 투사 방향은 사용된 좌표 시스템과 관련한 각도에 의해 한정될 수 있다. 부채꼴 또는 원뿔 광선을 고려한다면,“투사 방향”이라는 용어는 부채꼴 또는 원뿔 광선에서 중심(또는 주요한) 광선 구성요소의 진로를 지칭한다.

검사 영역에서 측정된 라돈데이터는 검사 영역을 통과하여 이동하는 복수의 미리 정해진 투사 방향에 대응하여 결정되어진 투사 함수 한 조로부터 얻어진다. 데이터는 일정한 수의“투사”로 수집된다. 이와 같은 투사는 광선 구성요소가 통과하는 경로를 따라 나타나는 흥미로운 효과를 통합하는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 통합된“투사”를 충분한 수만큼 측정하여 라돈 데이터로부터 대상의 특징이 재구성될 수 있다.

투사 함수의 값은 일반적으로 각각의 투사 방향을 따라 검사 영역을 통과하여 이동하는 에너지 투입 광선의 상호작용(특히 감쇠, 예컨대, 흡수, 산란 또는 반사)에 의해 결정된다. 투사 함수는 1차원의 함수인 반면, 모든 이용가능한 투사 방향에 대응하는 전체 투사 함수는 보다 고차원의 공간(라돈 공간)에 적용될 수 있다.

본 발명에서 사용된“에너지 투입 광선”(또는“방사 광선”)이란 용어는 모든 종류의 물리량을 지칭하는 것으로, 검사 영역을 통과하여 직선(또는 본질적으로 일직선)을 따라 이동하는데, 운반되는 에너지는 검사 영역과의 상호 작용으로 인해 변한다. 특히“에너지 투입 광선”이라는 용어는 전자기 방사선, 특히 X-선, 입자 방사 또는 음파를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 에너지 투입 광선 구성요소는 다른 에너지 투입 광선 또는 하나의 특별한 에너지 투입 광선에 속한 것으로, 인접한 에너지 투입 광선 구성요소 사이에 간격이 생기거나 겹침현상 없이 검사 영역을 방사하는 평행한 에너지 투입 광선 구성요소 그룹을 제공한다. 본 발명의 실시형태의 주요한 장점은 위화선 인위성이 특별히 효율적인 방식으로 억제될 수 있다는 사실이다. 실제로, 에너지 투입 광선 구성요소의 경계는 하나의 함수에서 불연속(jumps in a function)이 아닌, 특정한 광선 형상화 기술에 따른 연속 함수이다. 따라서 두 개의 에너지 광선 구성요소 간 물리량(예컨대, 전자기장 세기)이 인접한 에너지 광선 구성요소의 중심에서의 각각의 물리량과 비교했을 때보다 50% 이상이 아닐 경우, 빈틈이 발생하지 않고, 겹침현상이 없는 특징(또는 완벽한 방사)이 충족된다.

본 발명의 추가적인 중요한 장점으로는 에너지 투입 광선 형상화가 종래의 영상화 기술, 예컨대 종래의 컴퓨터 단층촬영 영상화 기술로 실행될 수 있다는 점이다. 따라서 본 발명에 따라서 형상화된 에너지 투입 광선은 바람직하게는 부채꼴 또는 원뿔 형태로, 적어도 하나의 광선원 및 부채꼴 또는 원뿔 광선의 발산성(divergence)을 나타내는 특정한 광선 각도를 갖는다.

에너지 투입 광선이 광선 마스크로 형상화되는 경우에 얻게 되는 특별한 장점은 정확하고 재생 가능한 투입 방법과 관련한 것으로, 미리 정해진 광선 각도 내에서 미리 정해진 단면을 가지는 에너지 투입 광선 구성요소를 제공한다. 광선 마스크는 에너지 투입 광선 구성요소를 투과하는 관통홀을 포함하는데, 투과 시 에너지 투입 광선의 나머지 부분은 차폐된다. 광선 마스크는 광선원 근처에 배치될 수 있으며 광선원, 예컨대 X-선원을 갖는 공급원 마스크로서 이동할 수도 있다. 이 경우, 광선 마스크는 공급원 마스크라고 부른다. 그렇지 않을 경우, 영상화 장치에 고정된 광선 마스크는 프레임 마스크라고 부른다. 영상화 방법에 기초한 라돈 데이터를 위해 일반적으로 사용되는 광선원의 구조적 크기로 인해, 광선 마스크로 에너지 투입 광선의 형상을 날카롭게 만들 수 있게 되었다. 본 발명자들은 (광선 마스크와 결합된) 광선원으로부터 최대 1 m 이상의 범위의 원거리에서도 검사 영역의 연속적 방사가 제공될 수 있음을 발견하였다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 광선 마스크(이동가능한 공급원 마스크 또는 고정된 프레임 마스크)는 차폐재로 구성된 평면 고체판을 포함하고, 평면 고체판은 관통홀을 포함한다. 고체판은 X-선 발생기로부터 거리 s인 위치에 배치된다. 관통홀은 모두 동일한 크기를 갖는다. 관통홀은 s_j=scotθ_j위치에 배치된다(θ _j 는 개별적인 광선 구성요소의 진로를 나타낸다). 평면 광선 마스크는 부채꼴 또는 원뿔 광선의 중앙 투사방향과 직각으로 배치되어, 동일한 크기를 갖는 관통홀은 자동적으로 에너지 투입 광선의 경계에서 단면의 크기가 감소된 에너지 투입 광선 구성성분을 제공한다. 평면 광선 마스크는 구조가 단순하고 적용범위가 광범위하다는 측면에서 특별한 장점을 갖는다. 선택적으로, 광선 마스크는 곡면 형태의, 예컨대 관통홀을 포함하는 원기둥 형태의 차폐재로 형성될 수 있다. 이 경우, 관통홀은 에너지 투입 광선 구성요소의 다른 단면을 제공하기 위해 다른 크기를 갖는다. 원기둥 형태의 광선 마스크는 광선 공급원에 대한 상대적 조절과 독립적으로 단면에 대하여 정확하게 한정될 수 있다는 측면에서 특별한 장점을 갖는다.

광선 마스크의 곡선 구조 및 관통홀의 직경은 현재의 투사 방향과 직각을 이루는 면 위에서의 광선 구성요소의 투사가 동일한 크기를 갖도록 조절될 수 있다.

본 발명의 영상화 방법이 에너지 투입 광선 공급원에 대한 광선 마스크의 조절을 포함할 경우, 영상화 및 재구성 결과는 광선 마스크의 세밀한 조절을 통해 개선될 수 있다.

본 발명의 또 다른 유리한 실시 형태에 따르면, 에너지 투입 광선은 에너지 투입 광선 구성요소의 형성과 관련이 있을 뿐 아니라 에너지 투입 광선의 외부 경계와도 관련이 있게 형성된다. 이로 인해, 본 발명의 영상화 방법은 에너지 투입 광선의 광선 각도를 설정하는 추가적 단계를 포함한다. 이와 같은 실시 형태는 광선원(광선 마스크와 결합할 수 있음)을 특정한 검사 대상에 적응시키는 것과 관련하여 특별한 장점을 갖게 된다. 크기가 작은 대상을 방사 시 광선 각도가 감소되어 전체적인 방사 일회분이 감소될 수 있다.

광선 각도는 칸막이 또는 셔터(shutter)의 역할을 하는 조리개(aperture)로 설정되는 것이 바람직하다. 조리개는 간단한 구조를 가지는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 적용하기 위하여 종래의 CT 장치와 같은 종래의 영상화 장치 위에 간단히 설치될 수 있다. 조리개의 추가적인 장점은 광선 각도 조절을 위해 2개의 자유도(two degree of freedom)의 유용성에 기인한다. 첫 번째 방안으로 광선 각도는 조리개의 직경을 설정하여 조절할 수 있다. 이로 인해 상황에 맞게 조리개를 검사 대상에 조절하는 것이 가능하다. 두 번째 방안에 따르면, 광선 각도는 조리개와 광선원 사이의 거리를 설정하여 조절할 수 있다. 거리를 좁히게 되면 광선 각도는 증가한다. 상기 두 방안을 통합할 수 있다.

본 발명의 두 번째 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 에너지 투입 광선은 에너지 투입 광선 구성요소를 제공하는 평행한 연필모양 광선의 분포를 포함한다. 이 경우, 평행한 에너지 투입 광선 구성요소의 각 그룹은 오직 하나의 에너지 투입 광선에 속한다. 이 에너지 투입 광선은 예컨대, 공지된 CT 영상화 장치인 선형 광선 공급원으로 만들어진다.

다른 단면을 갖는 적어도 두 개의 연필모양 광선을 제공하기 위해 에너지 투입 광선을 형상화하는 것은 선형 광선 공급원의 출력(output)을 조정하거나 조절된 구조를 갖는 광선 마스크를 통해 얻어진다.

이산 투사선(discrete projection line)을 기초로 한 상기 재구성 알고리즘은 비등거리의(non-equidistant) 교차점에서 실제 투사 방향과 직각을 이루는 기준 평면(reference plane)을 가로지르는 투사선에 따른 감쇠값의 측정을 조사한다. 따라서, 동일한 단면을 갖는 에너지 광선 구성요소의 효과와 관련하여 상기에서 고찰한 점은 평행한 연필모양 광선을 위해서도 유효하다. 본 발명의 이 같은 실시형태로, 평행한 연필모양 광선은 특정한 에너지 투입 광선의 에너지 투입 광선 구성요소를 나타낸다. 상기 언급한 것과 같이 광선 마스크로 연필모양 광선의 단면을 조절하는 것이 가능하지만, 바람직하게는 평행한 연필모양 광선의 다른 단면은 광선원 출력(output)으로 조절된다.

X-선 광선원으로 평행한 연필모양 광선이 만들어지는 것이 바람직하고, 결과적으로 이동 가능한 광선원 발생기가 사용된다. 이 경우, 연필모양 광선의 단면을 조절하기 위해 X-선을 발생시키기 위한 전자의 흐름이 조절된다.

검사 대상의 라돈 데이터의 완성된 한 세트를 취하기 위하여, 검사 영역은 복수의 투사 방향을 따라 방사되어야 한다. 이와 같은 방사는 복수의 광선원으로 만들어진 복수의 에너지 투입 광선으로 얻어질 수 있다. 이 실시 형태를 가지고, 광선원은 영상화될 대상 주변에 분포된다. 그러나 본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 투사 방향은 대상에 대해 상대적으로 에너지 광선원을 이동시켜 그 결과로 설정된다. 바람직하게는, 에너지 광선원은 대상의 주변에 원형으로 이동한다. 본 실시형태는 종래의 영상화 기술, 특히 종래의 컴퓨터 단층촬영 기술과 완전하게 호환가능하다는 점에서 장점이 있다.

본 발명의 영상화 방법은 검사 영역을 투과하는 에너지 광선의 감쇠값을 측정할 수 있는 어떠한 형태의 탐지기로로 실행가능하다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 감쇠값의 측정을 위해 적어도 하나의 일직선 또는 평면 탐지기가 사용될 경우, 종래의 탐지기술과의 호환성 및 단순한 (평면) 구조를 갖는 탐지기의 이용가능성이라는 측면에서 특별한 장점이 발생한다. 또한 에너지 투입 광선이 평행한 연필모양 광선의 한 그룹을 포함할 경우, 모든 연필모양 광선의 감쇠값이 하나의 탐지장치만으로 동시에 측정가능하다. 부채꼴 또는 원뿔 광선으로, 복수의 탐지기 또는 하나의 탐지기만으로도 사용이 가능하다. 후자의 경우, 탐지기는 이동하는 에너지 광선원에 대응하여 이동가능하다.

본 발명은 데이터 처리(data handling)의 관점에서 또 하나의 중요한 장점을 제공한다. 에너지 투입 광선 구성요소의 단면 조절로 인해, 감쇠값은 미리 결정된 탐지장치의 탐지 요소 그룹으로 측정될 수 있다. 탐지 요소 그룹은 모든 광선 구성요소에 있어 동일한 크기를 갖는다. 처리되는 데이터의 양이 감소되게 하기 위하여 이같이 미리 결정된 그룹만이 크기의 재조정없이 판독된다.

영상 재구성을 완성하기 위하여, 본 발명의 영상화 방법은 측정된 감쇠값을 영상 재구성 과정에 적용시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 경사진 투사의 일회분량 감소 효과를 보완하기 위해, 감쇠값을 각각의 감쇠값에 기여하는 광선 구성요소의 선 굵기로 나누어 감쇠값의 비율을 정한다. 바람직하게는, 영상 재구성 과정은 상기 언급한 알고리즘 중 하나를 포함한다. 유럽출원 제04031043.5호 및 공개된 T. Bortfeld 등의 기술이 본 발명의 명세서에서 참조문헌으로 인용되었다. 인용문헌에서는 특히 영상 재구성 알고리즘의 실행과 관련한 특징을 포함하고 있다.

본 발명의 중요한 장점은 영상화 방법 및 장치가 CT 등의 의료 영상화 등의 많은 응용기술로 활용될 수 있다는 것이다. 그러나 광 단층촬영, 산업용 검사 또는 생물학 연구 등을 위한 다차원 영상화와 같은 더 많은 분야에서 응용 가능하다. 바람직하게는, 영상 함수는 X선 컴퓨터 단층촬영(CT) 장치, 또는 중성자 기반 투과 탐지 시스템에서 측정된 라돈 데이터로부터 결정된다.

본 발명의 두 번째 일반적인 측면에 따르면, 상기 목적들은 측정 장치를 포함하는 영상화 장치로 해결되고, 측정 장치는 개별적인 에너지 투입 광선 구성요소로 상기 에너지 투입 광선을 만들어내기 위한 적어도 하나의 에너지 투입 광선 공급원을 포함한다. 여기서 측정 장치는 또한 에너지 투입 광선 구성요소의 단면을 조절하기 위한 형상화 장치를 포함한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 형상화 장치는 관통홀을 가지는 광선마스크를 포함하고, 관통홀은 에너지 광선원과 검사 영역 사이, 바람직하게는 에너지 투입 광선원 앞에 배치된다. 대안으로서, 형상화 장치는 에너지 광선 공급원의 조절 작동을 위해 제어 장치, 예컨대 X-선 공급원의 전자의 흐름을 조절하기 위한 제어장치를 포함하도록 선택될 수 있다.

본 발명의 추가적으로 바람직한 실시형태에 따르면, 영상화 장치는 공급원 마스크와 에너지 투입 광선원 사이의 거리를 조절하기 위한 적어도 하나의 제 1 조절 장치 및 광선 각도 조리개의 직경 및/또는 조리개와 에너지 투입 광선원 간 거리를 조절하기 위한 제 2 조절 장치를 포함한다.

보다 자세한 사항 및 본 발명의 장점은 첨부하는 도면을 참조하여 아래에서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광선 형상화의 실시 형태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2 및 3은 검사 대상을 통과하는 부채꼴 광선의 진로를 도시한 것이다.

도 4는 동일한 단면을 가지는 광선 구성요소에 의한 종래의 방사 효과를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 단면을 가지는 광선 구성요소에 의한 방사 효과를 개략적으로 도시한 것이다.

도 6 및 7은 본 발명에 따라 사용된 광선 형상화 마스크의 가능한 실시 형태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 영상화 장치의 실시형태를 개략적으로 나타낸 것이 다.

도 9는 검사 대상을 통과하는 부채꼴 광선의 진로를 추가적으로 도시한 것이다.

도 10은 본 발명에 따라 광선원을 광선 각도 조리개와 공급원 마스크의 결합을 개략적으로 도시한 것이다.

도 11은 검사 대상을 통과하는 연필모양 광선의 진로를 추가적으로 도시한 것이다.

도 12는 미공개 유럽출원 제04031043.5호에 따른 광선 형상화 마스크를 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명은 컴퓨터 단층촬영에서의 응용과 관련하여 하기에서 설명된다. 본 발명은 상기 언급한 기타 응용 기술과 함께 아날로그 방식으로 실시될 수 있는 점이 강조된다. 또한 적절한 실시 형태에 대한 하기의 설명은 에너지 광선을 형성하는 단계에 관한 것이다. 본 발명을 실시하는 데 사용되는 영상 재구성 알고리즘의 세부 사항뿐만 아니라 CT 또는 기타 영상화 장치의 세부 사항은 종래 기술 또는 유럽출원 제04031043.5호에서 기술된 바 본 출원에서는 설명하지 않는다.

본 발명에 따른 광선 형상화는 도 1에 개략적으로 도시되어 있는데, 대상을 교차하는 평면을 영상화하는 2차원의 경우를 보여준다. 검사 영역을 나타내는 원(2)이 재구성될 때, 원(2) 위의 검은 점(21)은 도시된 X선 방사 광선 구성요소(화살표) 중 하나를 포함하는 각각의 방사 광선을 생성하는 X선 공급원의 위치를 나타낸다. 흰색 점(31)은 예컨대, 9개의 이산 광선 구성요소(5.1 내지 5.9)(또는 투사선)의 분포를 나타내고, 이것은 이산 견본 추출법에 기초한 상기 알고리즘을 위해 요구되는 평행한 에너지 투입 광선 구성요소의 그룹(5)을 형성한다. 동시에, 흰색 점(31)은 탐지 장치의 상자의 위치를 가상으로 표시한 것이다. 실제로 배치할 경우, 공급원과 탐지 장치는 검사 영역의 바깥에 위치한다(하기 참조, 도 3 및 12).

이산 견본추출법(discrete sampling)을 가진 상기 재구성 알고리즘은 방사 광선 구성요소 중 하나에 따라 각각 측정된 복수의 감쇠 값을 포함하는 투사 함수(도 2 참조)의 측정을 필요로 한다. 복수의 투사 함수는 복수의 투사 방향에 따라 측정된다. 예를 들어, 투사 방향 "x"(화살표 참조)가 도시되었다. 광선(5)을 제공하기 위해 배치된 공급원과 탐지 장치의 위치에 따라, 광선 구성요소(5.1 내지 5.9)는 반대 방향(+x/-x)으로 도시되었다. 나선형의 컴퓨터 단층촬영에서 3차원의 영상화의 경우, 모든 방사 광선 구성요소의 진로는 같은 방향이 될 수 있다.

에너지 투입 광선 구성요소의 등각(equi-angle)의 구조를 가진 검사 영역에서 요구되는 방사는 비등거리(non-equidistant)의 교차점에서 현재의 투사 방향과 직각을 이루는 기준 평면(y-z)을 교차하는 것과 관련되어 있다(하기 참조, 도 6 및 7). 특정한 투사 방향에 따라 에너지 투입 구성요소를 평행한 구성요소의 그룹으로 재분류시키면, 이러한 평행한 구성요소는 여전히 그 기준 평면에서의 교차점을 갖고, 이것은 균등하게 분포되지 않는다. 이와 같은 특징은 도 1에 나타나 있다. 교차점(흰색 점 31)은 중앙 광선 요소(5.5)로부터 거리가 멀어질수록 그 간격이 줄어 든다.

본 발명에 따르면, 에너지 투입 광선 구성요소(여기에서는 X선 광선 구성요소)의 단면은 중앙 광선 구성요소(5.5)로부터 멀어질수록 단면이 줄어들도록 선택되어진다. 또한, 검사 영역이 완전히 방사선에 의해 검사되고 흰색 점(31)은 각각의 광선 구성요소의 중앙에 위치하도록 단면이 선택된다. 광선 구성요소는 직경(d_j)은 하기식에 의해 정의된다.

상기 식에서 θ_j,2m은 데이터 수집의 등각(equi-angle) 구조에 대응하고, 선택된 구조에 의존하며 d는 영상화의 해상도 측정치를 나타낸다.

에너지 투입 광선 구성요소에 관한 추가적인 세부적인 사항은 하기에서 설명되어진다.

본 발명을 컴퓨터 단층촬영에 적용시킬 경우, 영상화 장치는 현재의 의료 CT-시스템과 같이 구성될 수 있다. 투사 데이터 수집을 위해 CT 시스템에서 검사 영역을 통과하는 연속적인 부채꼴 또는 원뿔 광선(3)의 진로는 도 2에서 개략적으로 도시된다. CT-시스템(완전히 도시되지 않음)은 고리 형태의 공급원 운반체(220)를 포함하는데, 여기서 X-선 튜브(방사선 공급원(210)) 및 평면의 탐지 장치(310) 는 전체 시스템이 예컨대, 0.3에서 0.5초 내에 완전히 회전을 끝낼 수 있는 방식으로 회전한다. 탐지장치(310)는 예컨대, 1 내지 64열(또는 최대 256열 또는 그 이상)의 탐지 요소(1열 이상일 경우, 다중-슬라이스-CT라 칭한다) 및 1열당 약 700 내지 1000개의 탐지 요소로 구성된다. 각각의 회전 내, 요구되는 투사의 수에 따라, 예컨대 약 1000번에 데이터가 판독된다. 검사 대상, 예컨대 환자는 환자 테이블 위에 누운 채로 CT-고리를 통해 이동하고 이는 연속적으로 움직인다. 이러한 방법에 의해 소위“나선의 CT 데이터 세트”가 수집될 수 있는데, 왜냐하면 수집된 데이터는 나선형의 망에 놓여지기 때문이다. 탐지 장치(310)는 방사 공급원으로부터 투사 방향과 직각을 이루는 평면의 기준평면 상에 배열된 탐지요소가 직선(1차원)또는 평면(2차원)으로 배치된다.

평행한 광선 구성요소의 선택은, 예컨대 검사 영역을 완전히 검사하기 위하여 하기에서 설명하는 것처럼 종래의 CT-시스템으로 실행될 수 있다. 도시된 광선은 부채꼴 광선으로서, 원뿔 광선은 아날로그 방식으로 실행된다. 도 2와 3에 도시된 각각의 부채꼴 광선(3)은 부채꼴 광선 구성요소(4.1, 4.2, 4.3...)의 한 묶음을 나타낸다. 각각의 부채꼴 광선 구성요소(4.1, 4.2, 4.3...)는 직선의 연필모양 광선으로 간주될 수 있다. 이와 같은 연필모양 광선은 동일한 투사 방향을 갖지 않지만, 각각 요구되는 투사 방향에 따른 이산 투사 프로파일(profile)을 결정하는 것은 도 3에 도시된 개념을 따른다.

도 3은 각각 부채꼴 광선 구성요소(4.1 내지 4.7)를 포함하는 복수의 부채꼴 광선(예컨대, 부채꼴 광선 (3))을 도시한다. 검은 점(21)은 도시된 X-선 방사 부채 꼴 광선을 형성하는 X선 공급원의 위치를 나타낸다. 방사선 공급원(210)의 도시된 위치에 대응하는 첫 번째 주요 투사 방향을 향하여, 부채꼴 광선 구성요소(4.5)가 탐지 장치(탐지장치 배열)의 탐지 요소(311)(또는 탐지 요소 그룹)에서 탐지되면서 직선의 연필모양 광선으로 검사 영역(2)을 통과한다. 부채꼴 광선 구성요소(4.5)에 평행한 또다른 투사 선 감쇠값을 얻기 위해, 방사선 공급원(210)의 변경된 위치에서 방사되는 부채꼴 광선(3' 또는 3'')의 부채꼴 광선 구성요소(4.3' 또는 4.1'')가 탐지 요소(312 또는 313)에서 탐지된다. 탐지 요소의 위치와 방사선 공급원의 위치를 적절히 선택하여, 특히 동일한 호(arc) 길이를 갖는 공간상의 이 같은 위치의 배열을 통해, 동일한 투사를 가지면서 특히 평행을 이루는 부채꼴 광선 요소로 측정된 감쇠값은 이산 투사 프로파일을 구성하기 위하여 사용될 수 있다. 부채꼴 광선 구성요소(4.5, 4.3' 및 4.1'')는 부채꼴 광선(3, 3' 및 3'') 내에서 다른 상대적 위치를 가진다. 하기에 기술된 광선 마스크를 사용하여 부채꼴 광선 구성요소(4.5, 4.3' 및 4.1'')는 다른 단면을 갖고(광선의 중앙에서 경계로 갈수록 줄어듦), 따라서 도 1에 도시된 것과 같은 단면의 분포가 평행한 광선 구성요소의 그룹에서 얻어질 수 있다.

이러한 개념은 예컨대 도 8에 따른 CT 장치로 수집된 투사 데이터로부터 영상화 함수의 재구성을 위하여 사용될 수 있다. 방사선 공급원(210) 및 탐지 장치의 위치와 탐지 장치 내에서의 탐지 요소(311, 312, 313,···)의 위치는 부채꼴 광선의 각각 선택된 중앙 투사 방향으로부터 구별되기 때문에, 평행 광선 구성요소 그룹에 대응하는 이산 투사 프로파일을 구성하기 위하여 통합된 감쇠값은 CT 장치 로 얻어진 미가공 데이터의 집합으로부터 간단하게 얻어질 수 있고 감지된 통합 감쇠값을 재분류할 수 있다.

본 발명에 따라 다른 단면을 갖도록 형성된 광선 구성요소를 제공하여 얻어지는 효과는 도 4 및 도 5에서 보다 상세하게 도시된다. 도 4는 유럽출원 제04031043.5호에서 기술된 바와 같이 도 12에 따른 공급원 마스크의 효과를 나타낸다. 동일한 단면을 가진 광선 구성요소를 제공하기 위하여, 이 공급원 마스크는 그 크기가 변하는 지름 (d_j)를 가진 관통홀을 가진다. 중앙 관통홀로부터 거리가 멀어지면서, 지름 (d_j)는 커진다. 그 결과 탐지 평면에서 광선 구성요소의 투사가 증가하고, 예컨대 투사(7.1')는 투사(7.2')보다 더 크다. 이와 같은 효과는 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 광선 형상화로 보완된다. 탐지 평면 위의 모든 투사(7.1, 7.2 및 7.3)는 동일한 크기를 가진다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따라 사용되는 광선 마스크(211)를 이용한 광선 형상화의 실시 형태를 도시하고 있다. 7개의 이산 광선 구성요소(4.1 내지 4.7)는 공급원 마스크(211)가 구비된 방사선 공급원(210)을 사용하여 부채꼴 광선 구조로 발생된다. 도 6에 따르면, 공급원 마스크(211)는 관통홀(213)을 가진, 예컨대 텅스텐 차폐판(212)을 포함한다. 관통홀(213)은 방사선 공급원(210)에서 시작된 투사선이 미리 정해진 위치에서 탐지기 요소의 선상에서 원을 통과하도록 배열되고, 특히 동일한 호 길이 공간을 갖도록 배열된다. 도 12에 도시한 차폐판(212')과 반대로, 평면의 관통홀(213)이 동일한 지름(d)을 가진다. 차폐판(212)의 두께는 텅스텐 소 재로 약 100㎛ 내지 약 5mm의 범위이다. 도 6은 분명한 이유로 7개의 광선 구성요소를 나타낸다. 실제로, 차폐판(212)은 약 100㎛의 지름을 가진 예를 들어 약 200개의 홀을 포함한다. 홀의 크기는 검사를 통해 얻어지는 영상화 해상도에 따라 선택된다.

중앙 광선 구성요소(4.4)는 수직으로 마스크 판 및 이에 상응하여 탐지 평면(도시되지 않음)을 가로지른다. 따라서 중앙 광선 구성요소(4.4)의 단면은 지름(d)과 동일하다. 한편, 경계에 있는 광선 구성요소(4.1)는 마스크 판에 대하여 기울어져 있다. 따라서 광선 구성요소(4.1)의 단면의 크기가 감소된다. 일반적으로 중앙 관통홀로부터 경계(최대 m번째 관통홀까지) 숫자를 세어, m번째 광선 구성요소에 대응하는 단면은 하기 식과 같다.

도 7에 따르면, 공급원 마스크(211)는 관통홀(213)을 가진 (반구)원기둥형의 예컨대, 텅스텐 차폐 요소(212)를 포함한다. 원기둥형 차폐 요소(212)는 CT 고리의 축과 평행한 원기둥형 축으로 향한다. 원기둥형 요소의 관통홀(213)은 광선 구성요소의 다른 단면을 정확히 제공하기 위하여 다른 지름 크기를 가진다.

도 8은 영상화 장치(100)의 실시 형태를 개략적으로 도시한 것이다. 영상화 장치(100)는 에너지 발생기(200) 및 탐지 장치(300)를 가진 측정 장치와 측정 장치에 연결되어 있는 재구성 장치(400)를 포함한다. 또한 홀딩(holding) 장치(500)가 제공되는데, 예컨대 CT 시스템으로부터 알려진 운반체 테이블 또는 기타 운반체 또 는 측정 장치에서 검사 대상(1)을 배열하고 에너지 발생기(200)와 탐지 장치(300)에 대하여 대상의 구조를 조절하기 위한 기판 홀더(substrate holder)이다. 또한 제어 장치, 디스플레이 장치(도시되지 않음) 등의 추가 구성요소는 종래 기술 장치에서 공지된 대로 제공된다.

에너지 발생기(200)는 종래 CT 장치에서 알려져 있는 것처럼 공급원 운반체(220)(예컨대, 가이드레일(guide rail) 또는 갠트리(gantry)) 상에 배열된 이동가능한 X선 공급원과 같은 에너지 투입 공급원(210)을 포함한다. 탐지 장치는 에너지 투입 공급원(210)에 대해 정 반대에 있는 공급원 운반체(220) 상에 이동가능하게 배열된 탐지 장치 배열(310)을 포함한다. 이 같은 구조로, 검사 영역을 통과하는 투사 방향(도면상 평면에 평행함)은 홀딩 장치(500) 주변의 구성요소(210, 310)의 결합을 회전시켜 설정될 수 있다. 대안으로서, 대상(1) 주위에 탐지기 배열이 분포된 탐지 장치는 공급원 운반체(220)에 대해 고정되도록 선택될 수 있다.

도 9는 공급원 운반체(220)의 다양한 실시 형태를 더 상세하게 나타낸 것이다. 첫째로 부채꼴 광선 구성요소(4.1, 4.2,...)를 포함하는 이산 부채꼴 광선(3)은 공급원 마스크(211)와 결합된 방사선 공급원으로 발생된다. 공급원 마스크(211)는 상기 언급한 것처럼 방사선 공급원의 에너지 분포 함수를 형상화하기 위하여 조정된다. 공급원 마스크는 방사선 공급원(예컨대 X-선 튜브)에 고정되고, 특히 예컨대, 클립(clip) 요소, 스냅(snap) 연결 또는 조절가능한 운반체(도 10 참조)와 같은 분리 가능한 고정 요소에 의해 방사선 공급원(210)의 출력 창(window)(215)의 프레임(214)에 고정된다. 둘째로, 차단 기능(shielding function)은 복수의 방사선 창(223)과 함께 개략적으로 도시된 고리모양 덮개(shield, 222)에 의하여 충족될 수 있다. 고리 모양 덮개(222)는 덮개(222)의 구조적 물성을 실제 응용에 적용하기 위하여 특히 사용된 마스크(mask)에 적용하기 위하여 공급원 운반체(220)에 분리가능하게 고정될 수 있다. 예를 들어, 고리 모양 덮개(222)는 각각 지름 6 mm의 201개의 방사선 창(223)을 포함한다(CT 고리의 지름:80cm).

상기에 기술된 공급원 마스크(211)는 각각의 고리 모양 덮개(222)의 방사선 창(223)이 단지 예로써 도 9에 도시된 프레임 마스크(224)와 함께 제공된다면 생략될 수 있다. 사실, 공급원 및 프레임 마스크(211 및 224)는 동시에 제공될 필요는 없다.

상기에 기술한 마스크에 의해 발생된 이산 부채꼴 광선으로, 예컨대 대응하는 투사선을 따라 통합된 감쇠값을 측정하는 탐지 장치의 탐지 요소로부터의 신호가 방사선 공급원 및 탐지 장치만의 특정 위치에서 판독된다. 판독 위치는 고리 모양 공급원 운반체 상의 호(arc) 길이 위치이며, 이는 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 투사 방향을 가진 부채꼴 광선 구성요소를 선택하는 조건을 충족한다.

도 10은 공급원 마스크(211)를 가진 방사선 공급원(210)과 광선 각도 조리개(216)를 결합하는 실시 형태를 나타낸다. 조절가능한 운반체(217)는 적어도 하나의 구성요소(211 및 216)를 고정하기 위하여 출력창(215)의 프레임(214) 상에 배치된다. 일반적으로 조절가능한 운반체(217)는 적어도 하나의 조절 장치 역할을 한다. 광선 각도 조리개(216)는 중앙 홀을 가진 차폐판으로 이루어진다. 광선 각도 조리개(216)와 방사선 공급원(210)의 방사선 발생기(210.1) 사이의 지름 및/또는 수직 거리는 방사 광선(3)의 광선 각도(α)를 한정하기 위하여 조절가능한 운반체(217)로 조절될 수 있다. 공급원 마스크(211)는 광선 구성요소(4.1, 4.2,····)를 한정하기 위하여 상기에서 설명한 것처럼 형상화된다. 공급원 마스크(211) 및 방사선 발생기(210.1) 사이의 거리는 원하는 영상화 해상도를 얻기 위하여 변할 수 있다. 조절가능한 운반체(217)는 수동으로 또는 예컨대 압전 구동 유닛을 가지고 전기적으로 작동될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 검사 대상은 도 10에서 도시한 방사선 공급원(210)의 각 지점에서 동시에 방출된 일직선의 평행한 연필모양 광선(6.1, 6.2, 6.3,···)으로 방사선을 검사하게 된다. 일직선의 평행한 연필모양 광선(6.1, 6.2, 6.3,···)을 포함하는 광선(5)은 방사선 영역에 분포되고 그 확장 범위는 선상의, 연장된 방사선 공급원에 의해 결정된다. 평행한 연필모양 광선(6.1, 6.2, 6.3,···)은 상기에 언급한 방사선 공급원 상에 제공된 마스크로 형상화된다. 대안으로서, 제 1세대 CT시스템에서 알려진 대로, 이동 가능한 방사선 공급원을 방출하는 연필모양 광선이 사용될 수 있다. 이 경우, 연필모양 광선의 단면은 공급원(210)의 전류 제어기(current control)(218)로 제어된다. 도 10의 실시형태는 이산 투사 프로파일이 도 3에 도시된 것처럼 구성요소의 재분류 선택 없이 탐지 장치(310)로 직접적으로 측정이 가능하다는 특별한 장점을 지니고 있다.

Claims

복수의 투사 방향을 따라 적어도 하나의 에너지 투입 광선(3)으로 검사 영역을 방사하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 에너지 투입 광선(3)은 복수 종류의 개별적인 에너지 투입 광선 구성요소(4.1, 4.2, 4.3, ..., 6.1. 6.2. 6.3,...)를 포함하고 아울러 광선의 발산성을 나타내는 광선 각도를 가지는, 대상(1)의 검사 영역(2)을 영상화하는 영상화 방법에 있어서,

적어도 복수 종류의 개별적인 에너지 투입 광선 구성요소(4.1, 4.2, 4.3, ..., 6.1. 6.2. 6.3,...)가 검사 영역(2)을 방사하기 위해 제공되도록 에너지 투입 광선(3)을 형상화하는 단계를 포함하고, 상기에서 적어도 복수 종류의 개별적인 에너지 투입 광선 구성요소(4.1, 4.2, 4.3, ..., 6.1. 6.2. 6.3,...)는 서로 다른 직경의 단면을 가지며 투사 방향 중 한 방향에 대해 평행한 평행 에너지 투입 광선 구성요소(5.1, 5.2, 5.3,...)의 그룹(5)은 검사 영역(2)의 연속적 방사를 제공하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 평행한 에너지 투입 광선 구성요소(5.1, 5.2, 5.3,...)의 그룹(5)은 각각의 그룹(5)에 속한 에너지 투입 광선 구성요소(5.1, 5.2, 5.3,...)의 겹침현상 없이 검사 영역(2)의 완전한 방사를 제공하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 에너지 투입 광선(3)은 부채꼴 광선 또는 원뿔 광선인 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 에너지 투입 광선(3)의 형상화 단계는 관통홀(213)을 가진 에너지 투입 차폐재로 이루어진 광선 마스크(211)를 통과하여 에너지 투입 광선을 투과시키는 것을 포함하는 영상화 방법.
청구항 4에 있어서, 에너지 투입 광선(3)의 형상화 단계는 모두 같은 크기의 관통홀(213)을 가진 평면 광선 마스크(211) 또는 다른 크기의 관통홀(213)을 가진 곡면 광선 마스크(211)를 통해 에너지 투입 광선을 투과시키는 것을 포함하는 영상화 방법.
청구항 4에 있어서, 광선 마스크(211)와 에너지 투입 광선 공급원(210) 사이의 거리를 조절하는 단계를 추가로 포함하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 에너지 투입 광선(3)의 형상화 단계는 에너지 투입 광선(3)의 광선 각도(α)를 설정하는 단계를 추가로 포함하는 영상화 방법.
청구항 7에 있어서, 광선 각도(α)를 조리개(216)로 설정하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 8에 있어서, 조리개(216)의 직경 및 조리개(216)와 에너지 투입 광선 원(210) 사이의 거리 중 적어도 어느 하나를 조절하는 단계를 추가로 포함하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 에너지 투입 광선(3)의 에너지 투입 광선 구성요소는 평행한 연필모양 광선(6.1. 6.2, 6.3,...)의 분포를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 10에 있어서, 에너지 투입 광선(3)의 형상화 단계는 평행한 연필모양 광선(6.1. 6.2, 6.3,...)의 다른 단면을 제공하기 위해 공급원 조절을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 대상(1)에 대해 에너지 투입 광선원을 이동시켜 투사방향을 설정하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 복수의 통합된 감쇠값이 적어도 하나의 1차원 선형 탐지기 또는 적어도 하나의 2차원 평면 탐지기로 측정되는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 13에 있어서, 에너지 투입 광선 구성요소는 평행한 연필모양 광 선(6.1. 6.2, 6.3,...)을 포함하고 동일한 투사 방향을 갖는 모든 에너지 투입 광선 구성요소의 통합된 감쇠값은 탐지기로 동시에 측정되는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 13에 있어서, 통합된 감쇠값을 얻기 위해 단독으로 미리 결정된 탐지기의 탐지기 요소 그룹을 판독하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 복수의 투사 방향에 대응하는 복수의 투사 함수를 결정하는 단계를 포함하고, 상기에서 각각의 투사 함수는 현재의 투사 방향과 평행하고, 비등거리의(non-equidistant) 교차점에서 이 투사 방향과 직각을 이루는 기준 평면(reference plane)을 가로지르는 에너지 투입 광선 구성요소로 측정된 통합된 감쇠값을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 복수의 통합된 감쇠값을 각각의 광선 구성요소의 단면으로 나누어 비율(scaling)을 정하는 단계; 및

비율이 정해진 복수의 감쇠값을 영상 재구성 과정에 적용시키는 단계를 포함하는 영상화 방법.
청구항 1에 있어서, 통합된 감쇠값은 라돈데이터를 제공하기 위해 X-선 컴퓨터 단층촬영(CT) 장치; 광 단층촬영; 또는 중성자 기반 투과 탐지 시스템으로 측정되는 것을 특징으로 하는 영상화 방법.
복수의 투사 방향에 대응하는 투사 함수를 측정하기 위한 측정 장치(200, 300) 및 탐지 장치(310)를 포함하고, 측정 장치(200, 300)는 복수 종류의 개별적인 에너지 투입 광선 구성요소(4.1, 4.2, 4.3, ..., 6.1, 6.2, 6.3,...)로 적어도 하나의 에너지 투입 광선(3)을 형성하기 위한 적어도 하나의 에너지 투입 광선원 (200, 210)을 포함하는 대상(1)의 검사 영역(2)을 영상화하기 위한 영상화 장치에 있어서,

상기 영상화 장치는 검사영역(2)을 방사하기 위해 제공되는 복수 종류의 개별적인 에너지 투입 광선 구성요소(4.1, 4.2, 4.3, ..., 6.1, 6.2, 6.3,...)가 서로 다른 직경의 단면을 갖고 투사 방향 중 한 방향에 평행한 평행 에너지 투입 광선 구성요소 (5.1, 5.2, 5.3,...)의 그룹(5)이 검사 영역(2)의 연속적 방사를 제공하도록 에너지 투입 광선(3)을 형상화하기 위해 조절되는 형상화 장치(211, 218)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 19에 있어서, 형상화 장치는 관통홀(213)을 가진 에너지 투입 차폐재로 이루어진 광선 마스크(211, 224)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 20에 있어서, 광선 마스크(211, 224)는 적어도 하나의 에너지 투입 광선 공급원(200, 210)과 검사 영역(2) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 20에 있어서, 형상화 장치는 모두 동일한 크기의 관통홀(213)을 갖는 평면 광선 마스크(211, 224) 또는 다른 크기의 관통홀(213)을 갖는 곡면 광선 마스크(211, 224)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 20에 있어서, 광선 마스크(211)와 에너지 투입 광선원(200, 210) 사이의 거리 조절을 위한 제 1 조절장치(217)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 19에 있어서, 에너지 투입 광선원(200, 210)이 부채꼴 또는 원뿔 광선을 형성하기 위해 조절되는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 19에 있어서, 에너지 투입 광선(3)의 광선 각도 (α)를 설정하기 위해 조리개(216)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 25에 있어서, 조리개(216)의 직경 및 조리개(216)와 에너지 투입 광 선원(200, 210) 사이의 거리 중 적어도 어느 하나를 조절하기 위한 제 2 조절 장치(217)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 19에 있어서, 탐지 장치(310)는 적어도 하나의 1차원 선형 탐지기 또는 적어도 하나의 2차원 평면 탐지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 19에 있어서, 에너지 투입 광선원 (200, 210)은 대상(1)에 대해 이동가능한 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 19에 있어서, 에너지 투입 광선 공급원(200, 210)은 평행한 연필모양 광선 (6.1, 6.2, ...)을 형성하기 위해 조절되는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.
청구항 29에 있어서, 에너지 투입 광선원(200, 210)은 이동가능한 방사선 발생기(210.1)를 포함하고 형상화 장치는 방사선 발생기(210.1)를 제어하기 위한 전류 제어기(current control, 218)를 포함하는 영상화 장치.
청구항 19에 있어서, 측정된 투사 함수를 기초로 한 영상 함수를 재구성하기 위한 재구성 회로(400)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 영상화 장치.