KR101669434B1 - 멀티-에너지 Ｘ－ｒａｙ 영상 처리 방법 및 그 시스템 - Google Patents

멀티-에너지 Ｘ－ｒａｙ 영상 처리 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법 및 그 시스템이 개시된다. 본 발명의 일측에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법은, 선정된 시간 구간에서 멀티-에너지 X-ray 소스로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 경유하여 형성된 복수의 타겟 영상을 획득하는 단계; 및 상기 타겟 영상에 대해 영상 신호 처리를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

멀티-에너지 Ｘ－ｒａｙ 영상 처리 방법 및 그 시스템{Method and System for Procession Multi-energy X-ray Images}
멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법 및 그 시스템이 개시된다.
멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템은 2개 이상의 에너지 밴드의 X-ray 영상을 획득할 수 있다. 일반적으로, 물질은 서로 다른 에너지 밴드에서 서로 다른 X-ray 감쇄 특성을 보이기 때문에, 이러한 특성을 이용하여 물질 별 영상 분리가 가능하다.　
X-ray을 이용하는 주 목적 중 하나는 암(cancer) 검출이고, 이를 위해서는 높은 민감도(Sensitivity)를 갖는 시스템이 요구된다. 그러나, 실제 임상에서는, 높은 민감도(Sensitivity)는 물론, 높은 특이성(Specificity)도 요구된다. 양성/악성 종괴를 구분할 수 있는 방법인 침습적 생체검사(Invasive biopsy)가 환자에 주는 영향이 크기 때문에, X-ray 영상 처리 시스템을 이용하여 인체 조직 내 악성 종괴(Malignant lesion) 만을 검출해 내는 것이 중요한 이슈가 될 수 있다.
현재, X-ray 영상 처리 시스템을 이용한 암 진단은, 악성 종양과 양성 종양의 종괴의 모양에 따라 행해지는 경우가 많다. 양성 종양일 경우, 주변 조직에 침투성이 없으므로, 주변 조직과의 경계선이 매끄럽고 모양이 둥근 경우가 많다. 그러나, 악성 종양일 경우, 거친 경계선이 관측된다. 　또한, 형상은 둥근 종양이지만, 가끔 악성 종양으로 밝혀지는 경우가 있다. 3D X-ray CT가 아닌 대부분의 X-ray 영상 처리 시스템에서는 깊이 방향의 정보가 모두 겹쳐져서 X-ray 영상이 획득되므로, 겹쳐진 다른 조직들의 영향으로 종양의 경계선이 뚜렷하게 식별되지 않은 경우가 많다.
따라서, 상술한 높은 민감도 및 높은 특이성을 갖는 새로운 X-ray 영상 처리 시스템이 요구된다.
본 발명의 일측에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법은, 선정된 시간 구간에서 멀티-에너지 X-ray 소스로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 경유하여 형성된 복수의 타겟 영상을 획득하는 단계; 및 상기 타겟 영상에 대해 영상 신호 처리를 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일측에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법은, 선정된 시간 구간에서 멀티-에너지 X-ray 소스로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 경유하여 형성된 복수의 타겟 영상을 획득하는 단계; 상기 타겟 영상에 대해 영상 신호 처리를 수행하되, (1) 상기 시간 구간 내의 일정 시간 별 또는/및 상기 멀티-에너지 X-ray 소스에서 조사된 멀티-에너지 X-ray의 에너지 레벨 별 영상을 처리하거나, (2) 상기 타겟을 구성하는 물질 별 물질 분리 영상을 분석하여 상기 타겟에 투여된 상기 조영제의 양을 측정하거나, 또는 (3) 상기 측정된 조영제의 양에 따라 상기 시간 구간 내의 상기 조영제 양에 대한 역학 분석을 수행하는 단계; 및 상기 영상 신호 처리된 타겟 영상을 소정의 디스플레이 수단을 통해 디스플레이 되도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일측에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치는, 멀티-에너지 X-ray 소스로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 경유하여 형성된 복수의 타겟 영상을 획득하는 X-ray 디텍터; 상기 멀티-에너지 X-ray 소스를 제어하여 선정된 시간 구간 동안 멀티-에너지 X-ray이 상기 타겟으로 조사되도록 제어하는 제어부; 및 상기 복수의 타겟 영상에 대해 영상 신호 처리를 수행하되, (1) 상기 시간 구간 내의 일정 시간 별 또는/및 상기 멀티-에너지 X-ray 소스에서 조사된 멀티-에너지 X-ray의 에너지 레벨 별 영상을 처리하고, (2) 상기 타겟을 구성하는 물질 별 물질 분리 영상을 분석하여 상기 타겟에 투여된 상기 조영제의 양을 측정하며, (3) 상기 측정된 조영제의 양에 따라 상기 시간 구간 내의 상기 조영제 양에 대한 역학 분석을 수행하는 영상 처리/분석부를 포함한다.
아이소다인(Iodine) 등의 조영제(Contrast agent)가 투여된 타겟에 대해, 선정된 시간 구간에서 에너지 분리가 가능한 X-ray디텍터를 이용하여 복수의 타겟 영상을 획득하고, 획득한 타겟 영상을 신호 처리하여 양성/악성 종괴를 검출 및 판독할 수 있는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법 및 그 장치가 제공된다.
높은 민감도 및 높은 특이성을 갖는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법 및 그 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
또한, 의료용 영상 기기에서 고품질/고대조도의 X-ray 영상을 얻을 수 있는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템이 제공된다.
본 명세서에 기재된 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템은, 2개 이상의 에너지 밴드 별 분리가 가능한 X-ray 검출기를 이용하는 시스템을 의미하는 것으로서, 래디오그래피(Radiography) 시스템, 토모신테시스(tomosynthesis) 시스템, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography; CT) 시스템, 또는 비파괴검사기(non-destructed inspector) 중 어느 하나로 구현될 수 있는 시스템을 의미한다. 이러한 구현예는 일례일 뿐, 본 명세서에 기재된 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템은 다양한 형태 및 응용예를 위해 구현될 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 자명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 X-ray 영상 처리 시스템(100)은, X-ray 디텍터(130), 제어부(140), 및 영상 처리/분석부(150)을 포함한다. 구현에 따라 X-ray 소스(110) 및 스테이지(120)을 더 포함할 수 있다.
X-ray 소스(110)는 타겟으로 X-ray를 조사한다. X-ray 소스(110)에서 조사되는 X-ray는 복수의 에너지 레벨을 갖는 양자(photon)를 포함한다. 타겟을 경유한 X-ray는 X-ray 디텍터(130)에서 검출된다. X-ray 소스(110)에서 조사되는 X-ray의 도우즈(dose) 및 전압과, 조사(radiation) 시간은 후술하는 제어부(140)에 의해 제어된다.
스테이지(120)는 타겟을 고정시킬 수 있는 장비이다. 실시예에 따라, 타겟에 대한 압착이 필요한 경우 타겟에 일정 량의 압력을 가해 압착하거나, 가해진 압력을 해제할 수 있도록 설계될 수 있다.
X-ray 디텍터(130)는 X-ray 소스(110)로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 경유하여 형성된 복수의 타겟 영상을 획득한다.　 더욱 상세하게는, X-ray디텍터(130)는 X-ray 소스(110)로부터 입사되는 X-ray 양자(photon)를 에너지 밴드 별로 검출하여 타겟을 경유한 복수의 타겟 영상을 획득한다.
제어부(140)는 X-ray 소스(110)를 제어하여 멀티-에너지 X-ray가 선정된 도우즈/전압으로 선정된 시간 구간 동안 타겟으로 조사되도록 제어한다. 또한, 스테이지(120)를 제어하여, 타겟에 가해지는 압력을 조절하도록 할 수 있다.
영상 처리/분석부(150)는 X-ray 디텍터(130)에서 상기 시간 구간 동안 획득한 타겟 영상에 대한 영상 처리를 수행한다. 영상 처리/분석부(150)에서 수행되는 영상 처리 방식은 아래에서 설명하는 개별 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
(1) 타겟 영상에 대한 전처리( pre - processing )
타겟 영상에 대해 전처리를 수행한다. 전처리 방식의 일례로, 우선 타겟에서 검사하고자 하는 관심 영역(Region of Interest; ROI)을 미리 정의해 두고, 타겟 영상에서 ROI를 찾아 검색된 ROI 주변의 타겟 영상을 별도로 저장하여 영상 디스플레이 시 참조할 수 있다. 전처리 방식의 또 다른 일례로, 타겟이 인체인 경우 측정 도중 움직임으로 인해 발생할 수 있는 모션 아티팩트(motion artifact)를 제거하는 방식이 채용될 수 있다.
(2) 타겟 영상에 대한 처리 및 합성( synthesis )
X-ray 디텍터(130)를 통해 획득한 복수의 타겟 영상을 상기 시간 구간 내의 시간대 별/에너지 레벨 별 영상으로 구분하고, 해당 영상에 대해 가중치 합(weighted sum) 방식을 적용하여 처리 및 합성한다.
(3) 타겟 영상에 대한 물질 분리( material discrimination )
타겟 영상에 대해 물질 분리 알고리즘을 적용하여 물질 분리를 수행할 수 있다.
물질 분리 알고리즘의 일례로, 우선 멀티-에너지 X-ray 스펙트럼이 하나 이상의 물질로 구성된 타겟을 경유하여 발생되는 에너지 밴드 각각의 프로젝션 영상(E1 내지 EN)를 입력 받아 타겟을 구성하는 M개의 물질 별 초기 영상을 추정한다.
그 다음, 상기 초기 영상을 바탕으로 본 발명의 일실시예에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템(100)을 시뮬레이션 한다. 시뮬레이션 된 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템(100)은 아래 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure 112010000625503-pat00001
좌측의 Y는 j 번째 에너지 밴드에서 측정된 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템(100)의 측정 영상이고, 우측의 I는 타겟에 조사된 X-ray 소스(110)의 영향 및 X-ray 디텍터(130)의 응답 영향에 따른 함수로서 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템(100)의 스펙트럼 정보를 의미하며 알고 있는(known) 함수이다. F는 해당 에너지 밴드에서 타겟을 구성하는 물질의 구성비의 영향에 따른 함수(x와 E)로서, j는 에너지 밴드의 인덱스, r은 N-차원(dimension)의 위치 벡터(일례로, 2차원 영상인 경우 (x, y), 3차원 영상인 경우 (x, y, z) 등)를 의미한다. E는 에너지 변수(variable)이다. 또한, n은 잡음 텀(noise term)을 의미한다. 타겟의 r 지점에 어떤 물질이 있는지에 따라 X-ray의 감쇄 특성이 변하므로, X-ray 영상에는 타겟의 내부 구조가 표현될 수 있다. 그러나, 모든 에너지 밴드에 대해서 적분을 하는 경우, 물질 간 감쇄 특성의 차이가 스무딩(Smoothing) 되어 타겟의 내부 구조를 표현하기가 어렵다. 따라서 수학식 1에서 표현된 본 발명의 일실시예에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템에서는, 0~무한대인 적분 구간을 N개로 나누어 복수의 X-ray 타겟 영상을 획득하도록 구현될 수 있다.
수학식 1과 같이 시뮬레이션 된(simulated) 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템(100) 함수에서 구하고자 하는 값은 x(r)이고, 본 발명의 일측에 따르면 선정된 횟수의 반복 연산(iteration)을 통해 최적의 x(r)을 구하도록 구현될 수 있다.
멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템(100)을 Y 함수로 시뮬레이션 한 후, 해당 Y 함수에 포함된 x(r)을 구하기 위한 방법 중 하나로서, 피델리티 텀(fidelity term)을 구성할 수 있다. 피델리티 텀은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템(100)의 측정치와의 유사도(similarity)를 표현할 수 있는 텀을 의미한다. 설명의 편의를 위해, 프와송 로그-유사성 함수(Poisson Log-Likelihood function)를 피델리티 텀으로 이용할 수 있다. 수학적으로 입증된, 프와송 로그-유사성과 KL(Kullback-Leibler) 다이버전스(divergence)의 동일성을 이용하고, 픽셀 별로 뉴튼-랩손(Newton-Raphson) 방법으로 갱신하는 ICD/NR 기법을 적용할 수 있다.
일례로, 위 수학식 1에서
Figure 112010000625503-pat00002
라고 하고, 벡터 타입을
Figure 112010000625503-pat00003
로 정의하면, 피델리티 텀은 아래의 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure 112010000625503-pat00004
Figure 112010000625503-pat00005
여기서,
Figure 112010000625503-pat00006
이다.
수학식 2에서,
Figure 112010000625503-pat00007
는 k 번째 갱신 프로시저 중 i 번째 물질의 에너지에 따른 감쇄 특성 곡선을, Li는 i 번째 물질의 양(길이)을 의미한다. 수학식 2에서 정의된 함수 F는 설명의 편의를 위한 일례일 뿐, 구현에 따라 다른 방식으로 정의될 수 있다.
위에서, 피델리티 텀을 구성하고, 구성된 피델리티 텀을 이용하여 최적화 함수를 연산한다. 상기 최적화 함수 연산 단계는, 피델리티 텀을 이용한 소정의 비용 함수(cost function)을 최소화하는 보정 값을 연산하고, 상기 초기 영상에 상기 보정 값을 적용하여 초기 영상을 물질 분리 영상으로 갱신하는 단계일 수 있다. 상술한 것과 같이, 이러한 연산은 픽셀 단위, 블록 단위, 또는 영상 단위로 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 수학식 2와 같이 구성된 피델리티 텀에 소정의 정규화(regularization) 텀을 더 포함하여 최적화 함수를 연산할 수 있다.
이러한 정규화 텀의 일례로, 쿼드래틱 정규화(Quadratic regularization)를 사용할 경우, (A+R)x=b 인 행렬식을 풀면 된다. 만일 쿼드래틱(Quadratic) 하지 않은 정규화 텀을 사용하는 경우, 수식적으로 최적화 함수를 풀 수 있다. 일례로, 쿼드래틱 정규화 텀을 사용하는 경우, 수학식 2의 A 행렬 대신에 아래 수학식 3을 사용할 수 있다.
Figure 112010000625503-pat00008
수학식 3에서 인버스(inverse) 매트릭스 연산 방법을 이용하여 주어진
Figure 112010000625503-pat00009
에 대해 갱신된 물질 양 측정치를 얻을 수 있다.
위와 같이, 초기 영상을 갱신하여 물질 분리 영상을 생성한 다음, 선정된 횟수의 반복 연산(iteration)을 수행한다. 반복 연산을 통하여 더 좋은 품질의 물질 분리 영상을 얻을 수 있다.
이와 같은 방법으로 얻은 물질 분리 영상을 통해, 타겟에 투여된 조영제의 양을 측정할 수 있다.
(4) 역학 분석( dynamics analysis )
위에서 상세히 설명한 물질 분리 알고리즘을 적용하여, 조영제의 양을 정량적으로 측정할 수 있고, 측정된 조영제의 양에 따라, 타겟에 포함된 종괴의 대조도(contrast)에 대한 역학(Dynamics)를 정량적으로 측정할 수 있다. 악성 종양과 양성 종양은 서로 다른 역학 분포(distribution)를 나타내기 때문에, 이러한 영상 처리를 통해서 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템이 진단 기기로 사용되는 경우, 악성/양성 종양에 대한 특이성(Specificity)를 높일 수 있다.
(5) 영상 후처리( post - processing )
위에서 설명한 (2) 내지 (4)의 영상 처리 방식 중 적어도 하나의 방식을 거쳐 영상 처리된 타겟 영상에 대해 후처리를 수행할 수 있다. 후처리의 예로, 사용자 편의를 위한 영상 처리 또는 CAD(Computer-Aided-Diagnosis) 처리를 포함할 수 있다.
상술한 영상 처리를 수행함에 있어서, 본 발명의 일실시예에 다른 멀티-에너지 X-ray 이미지 처리 시스템(100)은 다양한 영상 처리 조합을 수행할 수 있다. 일측에 따르면, 상술한 (1)의 전처리와 (5)의 후처리는 선택적으로 채용할 수 있다. 일례로, 상술한 (2)의 영상 처리/합성만을 수행할 수도 있고, (3)의 물질 분리 처리만을 수행할 수도 있으며, (3)의 물질 분리 처리와 (4)의 역학 분석을 함께 수행할 수도 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
영상 처리/분석부(150)를 거친 타겟 영상은 소정의 디스플레이(160)를 통해 디스플레이된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 시스템의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
멀티-에너지 X-ray 영성 처리 시스템은 X-ray 디텍터(130)는 X-ray 소스(110)로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 경유하여 형성된 복수의 타겟 영상을 획득한다(210).　
단계(210)에서 획득된 복수의 타겟 영상에 대해 영상 처리를 수행한다(220). 단계(220)에서 수행되는 영상 처리의 일례를 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
타겟 영상에 대해 전처리를 수행한다(301). 전처리 방식의 일례로, 우선 타겟에서 검사하고자 하는 관심 영역(Region of Interest; ROI)을 미리 정의해 두고, 타겟 영상에서 ROI를 찾아 검색된 ROI 주변의 타겟 영상을 별도로 저장할 수 있다. 전처리 방식의 또 다른 일례로, 타겟이 인체인 경우 측정 도중 움직임으로 인해 발생할 수 있는 모션 아티팩트(motion artifact)를 제거하는 방식이 채용될 수 있다.
전처리된 타겟 영상에 대해 물질 분리 알고리즘을 적용할지 여부를 판단한다(302). 판단 결과, 물질 분리 알고리즘을 적용하는 경우, 타겟 영상에 대해 물질 분리 알고리즘을 적용하여 타겟에 투여된 조영제의 양을 측정한다(303).
단계(302)에서 물질 분리 알고리즘을 적용하지 않는 경우, 타겟 영상을 시간 별 및/또는 에너지 밴드 별로 처리하여 합성한다(304). 단계(304)에서, X-ray 디텍터를 통해 획득한 복수의 타겟 영상을 선정된 시간 구간 내의 시간대 별/에너지 레벨 별 영상으로 구분하고, 해당 영상에 대해 가중치 합(weighted sum) 방식을 적용하여 합성할 수 있다. 이와 같이 합성된 영상은 소정의 디스플레이를 통해 디스플레이될 수 있다(308).
딘계(303)에서 조영제의 양을 정량적으로 측정한 후, 역학 분석(dynamics analysis) 적용 여부를 판단한다(305). 단계(305)에서 역학 분석을 적용하는 경우, 단계(303)에서 측정된 조영제 양의 시간에 따른 역학을 분석한다(306). 더욱 상세하게는, 측정된 조영제의 양에 따라, 타겟에 포함된 종괴의 대조도(contrast)에 대한 역학(Dynamics)를 정량적으로 측정할 수 있다. 역학 분석된 타겟 영상은 소정의 디스플레이를 통해 디스플레이될 수 있다(308).
단계(305)에서 역학 분석을 적용하지 않는 경우, 측정된 조영제 양에 따라 물질 별 분리 영상을 생성한다(307). 생성된 물질 별 분리 영상은 소정의 디스플레이를 통해 디스플레이될 수 있다(308).
도시되지는 아니하였지만, 단계(308)이 수행되기 전에 타겟 영상에 대해 영상 후처리가 추가로 적용될 수 있다.
도 3을 참조하여 설명한 영상 처리 방식은, 사용자 입력 또는 시스템 설정에 따라 단계(301) 내지 단계(307) 모두 또는 그 중의 일부가 적용될 수 있다. 도 1을 참조하여 상세히 설명한 바와 같이, 구현에 따라 물질 분리 알고리즘을 적용하지 않고, 타겟 영상에 대한 시간 별/에너지 밴드 별 영상 처리 및 합성을 수행할 수 있고, 물질 분리 알고리즘을 적용하여 영상 처리를 수행할 수도 있으며, 물질 분리 알고리즘 적용 후 역학 분석까지 수행할 수도 있다. 이러한 영상 처리 방식의 조합은 다양한 변형예가 존재할 수 있고, 본 명세서에서 기재된 영상 처리 방식을 채용하는 한 이러한 변형예는 모두 본 발명의 범주에 속한다고 볼 것이다.
다시 도 2를 참조하면, 도 3에 도시된 일례에 따라 영상 처리된 타겟 영상은 소정의 디스플레이를 통해 디스플레이된다(230).
본 발명의 일측에 따른 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (11)

  1. 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가 수행하는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법에 있어서,
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 선정된 시간 구간에서 멀티-에너지 X-ray 소스로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 투과하여 조사된 X-ray로 형성된 복수의 타겟 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 상기 타겟 영상에 대해 영상 신호 처리를 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 영상 신호 처리를 수행하는 상기 단계는,
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 상기 복수의 영상을 이용하여 상기 타겟을 구성하는 물질 별 초기(initial) 영상을 추정(guess)하는 단계;
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 상기 초기 영상에 대해 상기 물질 각각에 대한 물질 분리(material discriminated) 영상을 획득하되, 선정된(predetermined) 비용 함수(cost function)을 최소화하는 보정 값을 연산하고, 상기 초기 영상에 상기 보정 값을 적용하여 상기 초기 영상을 상기 물질 분리 영상으로 갱신하는 단계; 및
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 상기 물질 분리 영상을 분석하여 상기 타겟에 투여된 상기 조영제의 양을 측정하는 단계
    를 포함하는,
    멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 상기 영상 신호 처리를 수행하는 상기 단계는,
    상기 시간 구간 내의 일정 시간대 별 또는/및 상기 멀티-에너지 X-ray 소스에서 조사된 멀티-에너지 X-ray의 에너지 레벨 별 영상을 처리하는 단계인 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 상기 영상 신호 처리를 수행하는 상기 단계는,
    상기 측정된 조영제의 양에 따라 상기 시간 구간 내의 상기 조영제 양에 대한 역학 분석을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치가, 상기 타겟 영상에 대한 전처리(pre-processing)를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전처리는 상기 타겟 영상에서 미리 정해진 관심 영역(Region of Interest; ROI)을 탐색하고, 탐색된 상기 관심 영역을 별도로 저장하는 것인 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전처리는 상기 타겟 영상에서 모션 아티팩트(motion artifact)를 제거하는 것인 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항, 및 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  10. 멀티-에너지 X-ray 소스로부터 조영제(contrast agent)가 투여된 타겟을 투과하여 조사된 X-ray로 형성된 복수의 타겟 영상을 획득하도록 구성되는 X-ray 디텍터;
    상기 멀티-에너지 X-ray 소스를 제어하여 선정된 시간 구간 동안 멀티-에너지 X-ray이 상기 타겟으로 조사되도록 제어하는 제어부; 및
    상기 복수의 타겟 영상에 대해 영상 신호 처리를 수행하되,
    (1) 상기 시간 구간 내의 일정 시간 별 또는/및 상기 멀티-에너지 X-ray 소스에서 조사된 멀티-에너지 X-ray의 에너지 레벨 별 영상을 처리하고,
    (2) 상기 타겟을 구성하는 물질 별 물질 분리 영상을 분석하여 상기 타겟에 투여된 상기 조영제의 양을 측정하며,
    (3) 상기 측정된 조영제의 양에 따라 상기 시간 구간 내의 상기 조영제 양에 대한 역학 분석을 수행하는 영상 처리/분석부
    를 포함하는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 영상 처리/분석부는 상기 타겟 영상에 대해 관심 영역 처리 또는 모션 아티팩트를 제거하는 전처리를 수행하는 전처리부를 더 포함하는 멀티-에너지 X-ray 영상 처리 장치.
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