KR101678664B1 - 유방 촬영 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

유방 촬영 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치는 피검사체인 유방 상에 제1 선량(dose)의 제1 X-선을 조사하는 제1 X-선 조사부, 상기 유방 상에 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 조사하는 하나 이상의 제2 X-선 조사부, 상기 유방을 통과한 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 영상 프레임을 생성하는 X-선 검출부 및 상기 생성된 하나 이상의 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 영상 데이터를 생성하는 영상 생성부를 포함하고, 상기 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량이다.

Description

유방 촬영 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PHOTOGRAPHING BREAST}
본 발명의 실시예들은 유방 촬영 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피검사체인 유방 상에 서로 다른 선량(dose)의 복수의 X-선을 조사함으로써, 유방 촬영을 더욱 신속하고 정확하게 할 수 있는 유방 촬영 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날에 가장 널리 쓰이는 유방 촬영 기술(Breast imaging)로는 유방 엑스선 조영법(X-ray mammography) 기법을 들 수 있다. 최근 들어 널리 보급된 디지털 패널 검출기(Digital Flat panel detector)를 이용한 디지털 유방 촬영 시스템(Digital mammography system)인 FFDM(Full field digital mammography)은 경제성이 뛰어난 장비로서, 장비 비용이 저렴하고, 촬영 속도가 빠르며 이용하기 쉽다.
유방 엑스선 조영법은 미세 석회 침착(MC: microcalcification)를 검출하는데 뛰어난 능력을 보이지만, 주요 병변 중 하나인 종괴(Mass)를 잘 측정하지 못 하며, 치밀 유방 (Dense breast)일 경우 진단 정확도가 떨어진다고 알려져 있다.
토모신세시스(Tomosynthesis)라는 기술은 기존의 2차원 X-선 검사법과 달리 복수의 서로 다른 각도(예를 들어, 7~30개의 각도)에서 촬영하여 조직간 겹쳐짐의 문제를 어느 정도 해결할 수 있으므로, 종래의 유방 엑스선 조영법을 대체할 미래 기술로 기대되고 있다.
그러나, 토모신세시스 기술은 촬영 속도가 느리기 때문에 긴 촬영 시간으로 인한 환자의 움직임/호흡/맥박으로 인한 움직임뿐 아니라, 기계의 흔들림으로 인한 문제가 있다.
따라서, 유방 촬영 기술(Breast imaging)에 있어서, 느린 정보 획득(Acquisition) 문제를 해결하기 위한 연구 개발이 이루어져야 하는 실정이다.
본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치는 피검사체인 유방 상에 제1 선량(dose)의 제1 X-선을 조사하는 제1 X-선 조사부, 상기 유방 상에 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 조사하는 하나 이상의 제2 X-선 조사부, 상기 유방을 통과한 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 영상 프레임을 생성하는 X-선 검출부 및 상기 생성된 하나 이상의 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 영상 데이터를 생성하는 영상 생성부를 포함하고, 상기 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량(high dose)이다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 X-선 조사부는 견본 영상(pilot image) 데이터 생성을 위한 제3 선량의 제1 X-선을 조사하고, 상기 X-선 검출부는 상기 제3 선량의 제1 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 견본 영상 프레임을 생성하며, 상기 영상 생성부는 상기 하나 이상의 견본 영상 프레임을 기반으로 상기 견본 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제3 선량은 상기 제1 선량보다 상대적으로 저선량(low dose)일 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치는 상기 견본 영상 데이터를 기반으로 상기 제1 X-선 조사부 또는 상기 제2 X-선 조사부로부터 발생되는 X-선의 선량에 대한 파라미터(parameter)를 조정하는 파라미터 조정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 X-선 조사부는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제1 선량의 제1 X-선을 조사하고, 상기 제2 X-선 조사부는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제2 선량의 제 2-선을 조사할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 영상 생성부는 상기 하나 이상의 영상 프레임을 등화(equalization) 처리하여 상기 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 X-선 조사부 또는 상기 제2 X-선 조사부는 상기 유방 상의 복수의 영역에서 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 X-선 검출부는 상기 복수의 영역으로부터 조사된 상기 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 검출하여 복수의 영상 프레임들로 구성된 복수의 영상 그룹을 생성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 영상 생성부는 상기 복수의 영상 그룹들을 구성하는 상기 복수의 영상 프레임들을 합성하여 상기 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 X-선 조사부는 상기 제1 X-선 조사부 및 상기 하나 이상의 제2 X-선 조사부로 구성된 X-선 소스 배열(X-ray source array)의 중앙에 고정 배치되고, 상기 제2 X-선 조사부는 상기 X-선 소스 배열의 서로 다른 위치에 고정 배치될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 X-선 조사부는 하나 이상의 열전자 방출 방식의 X-선 소스로 구성된 X-선 소스 배열 (X-ray source array)일 수 있으며, 상기 제2 X-선 조사부는 하나 이상의 전계 방출(Field emission) 방식의 X-선 소스로 구성된 X-선 소스 배열일 수 있다.
이때, 상기 전계 방출 방식의 X-선 소스의 캐소드(Cathode)는 탄소 나노 튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 또는 금속 필라멘트 튜브 등의 다양한 X-선 발생 팁(Tip)으로 구성 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 방법은 피검사체인 유방 상에 제1 선량(dose)의 제1 X-선을 조사하는 단계, 상기 유방 상에 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 조사하는 단계, 상기 유방을 통과한 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 영상 프레임을 생성하는 단계 및 상기 생성된 하나 이상의 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량(high dose)이다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 방법은 견본 영상(pilot image) 데이터 생성을 위한 제3 선량의 제1 X-선을 조사하는 단계, 상기 제3 선량의 제1 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 견본 영상 프레임을 생성하는 단계 및 상기 하나 이상의 견본 영상 프레임을 기반으로 상기 견본 영상 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제3 선량은 상기 제1 선량보다 상대적으로 저선량(low dose)일 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 방법은 상기 견본 영상 데이터를 기반으로 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 제2 X-선에 대한 파라미터(parameter)를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 방법은 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제1 선량의 제1 X-선을 조사하는 단계 및 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제2 선량의 제 2-선을 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치는 피검사체인 유방 상에 서로 다른 선량(dose)의 X-선을 조사함으로써, 유방에 대한 정보를 더욱 신속하고 정확하게 촬영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치의 외부 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치의 동작 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치는 제1 X-선 조사부(110), 제2 X-선 조사부(120), 제어부(130), X-검출부(150) 및 영상 생성부(160)로 구성된다.
또한, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 파라미터 조정부(140) 및 저장부(170)를 포함할 수도 있으며, 사용자가 제어부(130)를 통하여 각 구성을 제어할 수 있도록 다양한 정보를 입력할 수 있는 입력부(미도시)를 부가적으로 포함할 수도 있다.
본 발명의 일측에 따른 입력부는 유방 촬영 장치(100)의 외부에 구비된 입력 수단을 의사 또는 촬영 기사 등의 사용자가 유방 촬영 장치(100)를 조작하기 위한 다양한 입력 정보를 수신한다.
즉, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 사용자가 유방 촬영 개시에 대응하는 입력 수단을 조작할 경우, 입력부는 유방 촬영 신호를 입력 받는다.
본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치(100)의 제1 X-선 조사부(110)는 피검사체인 유방 상에 제1 선량(dose)의 제1 X-선을 조사하며, 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)는 상기 유방 상에 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 조사한다.
본 발명의 일측에 따른 제1 X-선 조사부(110) 및 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)는 하나의 X-선 소스 배열(X-ray source array)로 구성될 수도 있다. 이때, X-선 소스 배열이라 함은 제1 X-선 조사부(110) 및 제2 X-선 조사부(120) 등의 X-선을 발생시킬 수 있는 복수의 장치를 연결한 것을 의미한다.
본 발명의 일측에 따르면, 제1 X-선 조사부(110) 및 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)로 구성된 X-선 소스 배열(X-ray source array)의 중앙에 제1 X-선 조사부(110)이 고정 배치되고, 제2 X-선 조사부(120)는 상기 X-선 소스 배열의 서로 다른 위치에 고정 배치될 수도 있다.
또 다른 예로, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 제1 X-선 소스 배열을 구성하고, 상기 제1 X-선 소스 배열의 양 쪽으로 제2 X-선 소스 배열과 제3 X-선 소스 배열을 구성하는 등의 다수의 X-선 소스 배열을 구성할 수도 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 X-선 소스 배열에는 제1 X-선 조사부(110)가 배치되고, 상기 제2 X-선 소스 배열 및 상기 제3 X-선 소스 배열에는 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)가 복수 개 배치될 수도 있다.
본 발명의 일측에 따르면, X-선 소스 배열은 다양한 형태로 배치 될 수 있는데, 예를 들어 선형 또는 호(Arc) 등의 다양한 형태로 배치될 수도 있으며, 복수의 X-선 조사부의 배치 간격이 비균일(Non-uniform) 할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다.
즉, 본 발명의 일측에 따르면, X-선 소스 배열은 피검사체인 유방에 초점이 맞추어진 복수의 X-선 조사부의 집합이라 할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 제1 X-선 조사부(110)는 하나 이상의 열전자 방출 방식의 X-선 소스로 구성된 X-선 소스 배열 (X-ray source array)일 수 있으며, 제2 X-선 조사부(120)는 하나 이상의 전계 방출(Field emission) 방식의 X-선 소스로 구성된 X-선 소스 배열일 수 있다.
이때, 상기 전계 방출 방식의 X-선 소스의 캐소드(Cathode)는 탄소 나노 튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 또는 금속 필라멘트 튜브 등의 다양한 X-선 발생 팁(Tip)으로 구성 될 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 제어부(130)는 유방 촬영 장치(100)의 각 구성 요소에 대한 제어 신호를 수신하여 사용자의 기기 조작 의도에 맞게 각 구성 요소를 제어하는 역할을 수행한다.
본 발명의 일측에 따르면, 제1 X-선 조사부(110) 및 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)로부터 조사되는 제1 선량의 제1 X-선 및 하나 이상의 제2 선량의 제2 X-선의 각각의 선량이 동일(Uniform)할 수도 있지만, 비균일(Non-uniform) 할 수도 있다.
예를 들어, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 제1 X-선 조사부(110) 및 제2 X-선 조사부(120)로부터 조사되는 X-선의 선량을 서로 다르게 조사함으로써, 피검사체인 유방을 더욱 세밀하고 정확하게 촬영할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 다양한 각도에서 X-선을 조사하여 영상을 촬영할 수 있으며, 임상적으로 의미가 큰 부분에 고선량(high dose)를 사용하여 선량 사용을 효율적으로 하고, 궁극적으로 피폭량을 줄일 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따르면 임상적으로 의미가 큰 피검사체인 유방과 X-선 조사부가 이루는 각도가 0도인 부위에는 고선량(high dose)의 X-선을 조사함으로써 세밀한 영상을 생성하고, 유방과 X-선 조사부가 일정 각도를 이루는 부위는 저선량(low dose)의 X-선을 조사하여 선량 사용의 효율을 극대화 할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따르면 유방의 중심을 제1 X-선 조사부(110)가 유방과 이루는 각도가 0도인 부위, 즉 유방의 중심을 향하여 제1 선량의 제1 X-선을 조사하고, 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)가 서로 다른 각도로 유방을 향하여 제2 선량의 제2 X-선을 조사하는 경우, 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량(high dose)을 사용함으로써, 선량 사용의 효율을 극대화 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 X-선 검출부(150)는 상기 유방을 통과한 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 영상 프레임을 생성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 생성부(160)는 상기 생성된 하나 이상의 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 영상 데이터를 생성한다. 이 과정에서, 영상 생성부(160)는 상기 하나 이상의 영상 프레임을 등화(equalization) 처리하여 상기 영상 데이터를 생성할 수 있다.
구체적으로, 상기 하나 이상의 영상 프레임들은 서로 다른 선량에 의해 해상도 및 노이즈 특성이 다르게 나타날 수 있다. 따라서, 해상도 및 노이즈 특성이 유사 또는 동일해지도록 상기 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임들을 등화 처리한다.
아래에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치(100)의 영상 데이터를 생성하는 과정을 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일측에 따른 제1 X-선 조사부(110)는 견본 영상(pilot image) 데이터 생성을 위한 제3 선량의 제1 X-선을 조사하고, X-선 검출부(150)는 상기 제3 선량의 제1 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 견본 영상 프레임을 생성하며, 영상 생성부(160)는 상기 하나 이상의 견본 영상 프레임을 기반으로 상기 견본 영상 데이터를 생성한다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 최종 영상 데이터를 생성하기 이전에, 견본 영상 프레임을 기반으로 견본 영상 데이터를 생성한 후, 상기 견본 영상 데이터를 분석 또는 검토하여 최종적으로 제1 X-선 및 제2 X-선의 선량을 조정함으로써, 더욱 정확한 영상 데이터를 생성할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장친(100)는 상기 제3 선량을 상기 제1 선량보다 상대적으로 저선량을 조사하여, 견본 영상 프레임 및 견본 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 파라미터 조정부(140)는 상기 견본 영상 데이터를 기반으로 제1 X-선 조사부(110) 또는 제2 X-선 조사부(120)로부터 발생되는 X-선의 선량에 대한 파라미터(parameter)를 조정한다.
즉, 본 발명의 일측에 따르면 제1 X-선 조사부(110)는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제1 선량의 제1 X-선을 조사하고, 제2 X-선 조사부(120)는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제2 선량의 제 2-선을 조사한다.
본 발명의 일측에 따른 X-선 검출부(150)는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 조사된 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 조사된 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 최종 영상 프레임을 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 영상 생성부(160)는 상기 생성된 하나 이상의 최종 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 최종 영상 데이터를 생성할 수 있다. 이 과정에서, 영상 생성부(160)는 상기 하나 이상의 최종 영상 프레임을 등화(equalization) 처리하여 상기 최종 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유방 촬영 장치는 피검사체인 유방 상의 서로 다른 영역에서 서로 다른 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사함으로써, 유방에 포함된 미세 석회 및 종괴를 보다 정확하게 촬영할 수도 있다.
본 발명의 일측에 따른 제1 X-선 조사부(110) 또는 제2 X-선 조사부(120)는 상기 유방 상의 복수의 영역에서 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사할 수 있다.
설명의 용이함을 위하여 아래에서는 제1 X-선 조사부(110) 또는 제2 X-선 조사부(120) 중 어느 하나로부터 상기 유방 상의 복수의 영역에서 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사하는 것을 가정하여 설명하고자 하나, 복수의 X-선 조사부에서도 유방 상의 또 다른 복수의 영역에 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사할 수도 있다.
예를 들어, X-선 조사부는 피검사체인 유방 상의 제1 영역에서 서로 상이한 두 개의 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사한다. 구체적으로, X-선 조사부(120)는 유방 상의 제1 영역에서 제1 에너지 스펙트럼의 X-선과, 제2 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사한다. 제1 영역은 유방 상의 중심부 영역이 될 수 있다.
한편, X-선 조사부는 제1 영역에서 유방에 X-선을 조사한 후에, 제1 영역과 다른 제2 영역에서 제3 에너지 스펙트럼의 X-선을 유방에 조사한다. 제3 에너지 스펙트럼은 제1 에너지 스펙트럼 및 제2 에너지 스펙트럼과 상이한 스펙트럼을 가질 수 있으며, 그것들과 서로 동일할 수도 있다.
본 발명의 일측에 따른 X-선 검출부(150)는 상기 복수의 영역으로부터 조사된 상기 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 검출하여 복수의 영상 프레임들로 구성된 복수의 영상 그룹을 생성할 수 있다.
예를 들어, X-선 검출부(150)는 X-선 조사부에서 조사되어 유방을 통과한 X-선을 검출하여 유방에 대한 복수의 영상 프레임을 생성한다. X-선 검출부(150)는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 X-선 검출부(150)는 유방 상의 제1 영역에서 조사된 X-선을 검출하여 복수의 영상 프레임들을 생성하고, 복수의 영상 프레임들로 구성된 제1 영상 그룹을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일측에 따른 X-선 검출부(150)는 유방 상의 제2 영역에서 조사된 제3 에너지 스펙트럼의 X-선을 검출하여 복수의 영상 프레임들을 생성하고, 복수의 영상 프레임들로 구성된 제2 영상 그룹을 생성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 영상 생성부(160)는 상기 복수의 영상 그룹들을 구성하는 상기 복수의 영상 프레임들을 합성하여 상기 영상 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면 영상 생성부(160)는 X-선 검출부(150)에서 생성된 제1 영상 그룹 및 제2 영상 각각을 구성하는 복수의 영상 프레임들을 합성하여 유방에 대한 3차원 영상 데이터를 생성할 수 있다. 이 과정에서 영상 생성부(160)는 3차원 영상 데이터를 구성하는 복수의 영상 프레임들을 등화 처리할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 제어부(130)는 입력부에 유방 촬영 신호가 입력되면, 제1 X-선 조사부(110), 제2 X-선 조사부(120), X-선 검출부(150) 및 영상 생성부(160)의 동작을 제어하여 유방에 대한 영상 데이터를 생성하도록 한다. 그리고, 제어부(130)는 영상 데이터가 생성되면, 이를 저장부(170)에 저장한다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 영상 데이터를 전기적으로 연결된 디스플레이 기기에 전송할 수 있으며, 디스플레이 수단을 더 포함하여, 영상 데이터를 디스플레이 할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치의 외부 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(200)는 제1 X-선 조사부(110) 및 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)가 배치된 X-선 소스 배열(220), X-선 검출부(230) 및 압착판(240)로 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 유방 촬영 장치(200)는 환자가 서서 압착판(240)과 X-선 검출부(230) 사이에 유방을 압착한 상태에서 유방 촬영을 진행할 수 있다. 이 경우, 유방 촬영 장치(200)의 외관 구조는 도 2에 한정되지 않으며, 환자가 앉거나 서는 등의 편안한 자세에서 촬영할 수 있는 외관 구조를 가질 수도 있다.
환자는 압착판(240)과 X-선 검출부(230) 사이에 서서 유방이 압착된 상태에서 유방 촬영을 진행할 수 있다. 이 경우, 유방은 압착판(240)과 X-선 검출부(230)에 의해 상하 압착될 수 있고 좌우 압착될 수도 있으며 정면 압착될 수도 있다. 유방을 좌우 압착하거나, 정면 압착하는 경우에는, 유방 촬영 장치(200)의 본체(210)를 회전시킬 수 있다.
한편, 압착판(240)과 X-선 검출부(230) 사이에 유방이 압착된 상태에서, 의사 또는 촬영 기사는 유방 촬영 장치(200)를 조작하여 촬영이 개시되도록 한다. 촬영 개시에 따라, X-선 소스 배열(220)은 유방 상의 제1 선량의 제1 X-선 및 제2 선량의 제2 X-선을 조사한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치의 동작 형태를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일측에 따른 X-선 소스 배열(220)에 배치된 제1 X-선 조사부(310) 및 복수의 제2 X-선 조사부(320)는 압착판(240)에 압착된 유방(300)을 향하여 서로 다른 선량의 X-선을 조사하거나, 동일한 선량의 X-선을 조사할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 X-선 소스 배열(220)은 제1 X-선 조사부(310) 및 제2 X-선 조사부(320) 등의 X-선을 발생시킬 수 있는 복수의 장치를 연결한 것이며, 도 3에서는 하나의 X-선 소스 배열(220)의 중앙에 하나의 제1 X-선 조사부(310)가 배치되고, 서로 다른 위치에 복수의 제2 X-선 조사부(320)가 배치된 것을 예로 들었다.
또 다른 예로, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 제1 X-선 소스 배열을 구성하고, 상기 제1 X-선 소스 배열의 양 쪽으로 제2 X-선 소스 배열과 제3 X-선 소스 배열을 구성하는 등의 다수의 X-선 소스 배열을 구성할 수도 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 제1 X-선 소스 배열에는 제1 X-선 조사부(110)가 배치되고, 상기 제2 X-선 소스 배열 및 상기 제3 X-선 소스 배열에는 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)가 복수 개 배치될 수도 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 X-선 소스 배열은 호(Arc) 형태로 제작되며, 복수의 X-선 조사부가 피검사체인 유방에 초점이 맞춘 상태에서 호를 따라 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 제1 X-선 조사부(110) 및 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)로부터 조사되는 제1 선량의 제1 X-선 및 하나 이상의 제2 선량의 제2 X-선의 각각의 선량이 동일(Uniform)할 수도 있지만, 비균일(Non-uniform) 할 수도 있다.
예를 들어, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 제1 X-선 조사부(110) 및 제2 X-선 조사부(120)로부터 조사되는 X-선의 선량을 서로 다르게 조사함으로써, 피검사체인 유방을 더욱 세밀하고 정확하게 촬영할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 다양한 각도에서 X-선을 조사하여 영상을 촬영할 수 있으며, 임상적으로 의미가 큰 부분에 고선량(high dose)를 사용하여 선량 사용을 효율적으로 하고, 궁극적으로 피폭량을 줄일 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일실시예에 따르면 임상적으로 의미가 큰 피검사체인 유방과 X-선 조사부가 이루는 각도가 0도인 부위, 즉 유방의 중심 부위에는 제1 X-선 조사부(310)를 이용하여 고선량(high dose)의 X-선을 조사함으로써 세밀한 영상을 생성하고, 유방과 X-선 조사부가 일정 각도를 이루는 부위는 복수의 제2 X-선 조사부(320)를 이용하여 저선량(low dose)의 X-선을 조사하여 선량 사용의 효율을 극대화 할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따르면 유방의 중심을 제1 X-선 조사부(110)가 유방과 이루는 각도가 0도인 부위, 즉 유방의 중심을 향하여 제1 선량의 제1 X-선을 조사하고, 하나 이상의 제2 X-선 조사부(120)가 서로 다른 각도로 유방을 향하여 제2 선량의 제2 X-선을 조사하는 경우, 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량(high dose)을 사용함으로써, 선량 사용의 효율을 극대화 할 수 있다.
예를 들어, 피검사체인 유방과 X-선 조사부가 이루는 각도가 0도 근처, 즉 그림에서 중심 부분은 X-Y 평면에 밀접한 영향을 주며, 측면에서 촬영한 영상은 깊이 방향(Z-방향)의 정보가 될 수 있다.
치밀 유방(Dense breast) 문제를 해결하기 위해서 Z-방향의 정보가 필요한 것은 사실이지만, 진단에서는 깊이 방향의 정확도보다 X-Y 평면의 해상도가 더욱 중요하다 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일측에 따른 유방 촬영 장치(100)는 X-Y 평면으로 제1 X-선 조사부(310)를 이용하여 고선량의 X-선을 조사하고, Z-방향으로 복수의 제2 X-선 조사부(320)를 이용하여 저선량의 X-선을 조사함으로써, 선량 사용의 효율을 극대화 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치(100, 200)는 피검사체인 유방 상에 제1 선량(dose)의 제1 X-선을 조사하고(410), 상기 유방 상에 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 조사한다(420).
이때, 본 발명의 일측에 따르면 상기 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량(high dose)인 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치(100, 200)는 상기 유방을 통과한 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 영상 프레임을 생성한다(430).
본 발명의 일실시예에 따른 유방 촬영 장치(100, 200)는 상기 생성된 하나 이상의 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 영상 데이터를 생성한다(440).
본 발명에 따른 실시예들은 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 하드디스크, 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.
100: 유방 촬영 장치 110: 제1 X-선 조사부
120: 제2 X-선 조사부 130: 제어부
140: 파라미터 조정부 150: X-선 검출부
160: 영상 생성부 170: 저장부

Claims (19)

  1. 피검사체인 유방 상에 제1 선량(dose)의 제1 X-선을 조사하는 제1 X-선 조사부;
    상기 유방 상에 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 조사하는 하나 이상의 제2 X-선 조사부;
    상기 유방을 통과한 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 영상 프레임을 생성하는 X-선 검출부; 및
    상기 생성된 하나 이상의 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 영상 데이터를 생성하는 영상 생성부
    를 포함하고,
    상기 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량(high dose)인 유방 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 X-선 조사부는 견본 영상(pilot image) 데이터 생성을 위한 제3 선량의 제1 X-선을 조사하고,
    상기 X-선 검출부는 상기 제3 선량의 제1 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 견본 영상 프레임을 생성하며,
    상기 영상 생성부는 상기 하나 이상의 견본 영상 프레임을 기반으로 상기 견본 영상 데이터를 생성하는 유방 촬영 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 선량은 상기 제1 선량보다 상대적으로 저선량(low dose)인 유방 촬영 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 견본 영상 데이터를 기반으로 상기 제1 X-선 조사부 또는 상기 제2 X-선 조사부로부터 발생되는 X-선의 선량에 대한 파라미터(parameter)를 조정하는 파라미터 조정부
    를 더 포함하는 유방 촬영 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 X-선 조사부는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제1 선량의 제1 X-선을 조사하고,
    상기 제2 X-선 조사부는 상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제2 선량의 제 2-선을 조사하는 유방 촬영 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상 생성부는,
    상기 하나 이상의 영상 프레임을 등화(equalization) 처리하여 상기 영상 데이터를 생성하는 유방 촬영 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 X-선 조사부 또는 상기 제2 X-선 조사부는,
    상기 유방 상의 복수의 영역에서 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 조사하는 유방 촬영 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 X-선 검출부는,
    상기 복수의 영역으로부터 조사된 상기 하나 이상의 에너지 스펙트럼의 X-선을 검출하여 복수의 영상 프레임들로 구성된 복수의 영상 그룹을 생성하는 유방 촬영 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 영상 생성부는,
    상기 복수의 영상 그룹들을 구성하는 상기 복수의 영상 프레임들을 합성하여 상기 영상 데이터를 생성하는 유방 촬영 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 X-선 조사부는 상기 제1 X-선 조사부 및 상기 하나 이상의 제2 X-선 조사부로 구성된 X-선 소스 배열(X-ray source array)의 중앙에 고정 배치되고,
    상기 제2 X-선 조사부는 상기 X-선 소스 배열의 서로 다른 위치에 고정 배치되는 유방 촬영 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    제1 X-선 소스 배열, 상기 제1 X-선 소스 배열을 기준으로 양 측으로 배치된 제2 X-선 소스 배열 및 제3 X-선 소스 배열을 더 포함하고,
    상기 제1 X-선 조사부는 상기 제1 X-선 소스 배열에 배치되며,
    상기 제2 X-선 조사부는 상기 제2 X-선 소스 배열 또는 상기 제2 X-선 소스 배열에 하나 이상 배치되는 유방 촬영 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 X-선 조사부는 하나 이상의 열전자 방출 방식의 X-선 소스로 구성된 X-선 소스 배열 (X-ray source array)이고,
    상기 제2 X-선 조사부는 하나 이상의 전계 방출(Field emission) 방식의 X-선 소스로 구성된 X-선 소스 배열인 유방 촬영 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전계 방출 방식의 X-선 소스의 캐소드(Cathode)는,
    탄소 나노 튜브 또는 금속 필라멘트 튜브 중 어느 하나 이상으로 구성되는 유방 촬영 장치.
  14. 피검사체인 유방 상에 제1 선량(dose)의 제1 X-선을 조사하는 단계;
    상기 유방 상에 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 조사하는 단계;
    상기 유방을 통과한 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 하나 이상의 제2 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 영상 프레임을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 하나 이상의 영상 프레임을 기반으로 상기 유방에 대한 영상 데이터를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 선량은 상기 제2 선량보다 상대적으로 고선량(high dose)인 유방 촬영 장치의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    견본 영상(pilot image) 데이터 생성을 위한 제3 선량의 제1 X-선을 조사하는 단계;
    상기 제3 선량의 제1 X-선을 검출하여 상기 유방에 대한 하나 이상의 견본 영상 프레임을 생성하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 견본 영상 프레임을 기반으로 상기 견본 영상 데이터를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 유방 촬영 장치의 동작 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 선량은 상기 제1 선량보다 상대적으로 저선량인 유방 촬영 장치의 동작 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 견본 영상 데이터를 기반으로 상기 제1 선량의 제1 X-선 또는 상기 제2 선량의 제2 X-선에 대한 파라미터(parameter)를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 유방 촬영 장치의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제1 선량의 제1 X-선을 조사하는 단계; 및
    상기 조정된 파라미터를 기반으로 상기 제2 선량의 제 2-선을 조사하는 단계
    를 더 포함하는 유방 촬영 장치의 동작 방법.
  19. 제14항 내지 제18항의 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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