KR20040021015A

KR20040021015A - Apparatus for acquisitioning and pre-processing data for X-ray flat panel detector

Info

Publication number: KR20040021015A
Application number: KR1020020052443A
Authority: KR
Inventors: 허영; 장원석; 김광택
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-10

Abstract

PURPOSE: A data acquisition and pre-processing apparatus is provided to minimize the time taken to display images, while achieving improved use efficiency and convenience. CONSTITUTION: A data acquisition and pre-processing apparatus comprises a transmission module(104) electrically connected to a direct radiography detector(102), wherein the transmission module receives, at a high speed, the digital data converted by the A/D converted embedded in the direct radiography detector; and a pre-processing module(105) for performing a pre-processing for correcting the digital data received by the transmission module into clear images. The transmission module includes an RS-422 line driver for receiving 16-bit parallel data transmitted from the direct radiography detector and converting the received data into digital data; a CPLD(complex programmable logic device) for storing the digital data output from the RS-422 line driver into a FIFO(first input first output) memory; and the FIFO memory for storing data and transmitting an interrupt signal to the digital signal processor of the pre-processing module when the capacity of the stored data has reached half of the maximum storage capacity.

Description

평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치{Apparatus for acquisitioning and pre-processing data for X-ray flat panel detector}Apparatus for acquisitioning and pre-processing data for X-ray flat panel detector

본 발명은 평판 엑스-레이(X-ray) 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치에 관한 것으로서, 특히 DR(Digital Radiography:디지털 방사선 촬영) 데이터를 효과적으로 전송 및 처리하여 X-ray 촬영으로부터 영상을 표시하는데 까지 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to data acquisition and preprocessing apparatus for a flat panel X-ray detector, and in particular, to effectively transmit and process DR (Digital Radiography) data to display images from X-ray imaging. The present invention relates to a data acquisition and preprocessing apparatus of a flat panel x-ray detector capable of minimizing time required.

일반적으로, X-ray 촬영 시스템에 있어서의 방사선 촬영 검출기는 수백만 개의 픽섹들로 이루어져 있으며, X-ray에 의해 각 픽셀에 축적된 에너지는 검출기 자체에 내장되어 있는 A/D 컨버터에 의해 디지털 데이터로 변환된다. 이렇게 하여 얻어진 각 픽셀의 값은 이를 전처리하여 검출기의 데이터를 보정하게 되며, 그렇게 보정된 데이터는 영상화를 위해 영상화 장치로 전송된다. 이때 얻어진 X-ray 한 장의 데이터 양은 대략 16MB 정도의 대용량이다. 일반적인 DR용 영상 시스템은 데이터를 특정 전송방식으로 호스트 컴퓨터로 바로 전송하고, 이를 호스트 컴퓨터의CPU를 사용해 소프트웨어적으로 처리하여 그 결과를 화면에 표시하게 된다. 따라서, 최초 X-ray 촬영단계에서부터 영상이 표시되는 단계까지에는 많은 시간이 소요된다.In general, a radiography detector in an X-ray imaging system consists of millions of pixels, and the energy accumulated in each pixel by X-rays is converted into digital data by an A / D converter built into the detector itself. Is converted. The value of each pixel thus obtained is preprocessed to correct the detector data, which is then sent to the imaging device for imaging. The amount of data per single X-ray is about 16MB. In general, a DR imaging system transmits data directly to a host computer through a specific transmission method, and processes the data in software using a CPU of the host computer to display the result on a screen. Therefore, it takes a lot of time from the initial X-ray photographing step to the step of displaying the image.

본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, DR 데이터를 효과적으로 전송 및 처리하여 X-ray 촬영으로부터 영상을 표시하는데 까지 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and the data acquisition and preprocessing of a flat panel X-ray detector capable of minimizing the time required to display images from X-ray imaging by effectively transmitting and processing DR data. The object is to provide a device.

도 1은 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치가 X-ray 촬영 시스템에 채용되어 전체적으로 하나의 영상화 시스템을 구성한 상태를 보여주는 도면.1 is a view showing a state in which a data acquisition and preprocessing apparatus of a flat panel x-ray detector according to the present invention is employed in an X-ray imaging system to form a whole imaging system.

도 2는 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치의 전송 모듈의 구성을 보여주는 도면.2 is a view showing a configuration of a transmission module of a data acquisition and preprocessing apparatus of a flat panel x-ray detector according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치의 전처리 모듈의 구성을 각각 보여주는 도면.Figure 3 is a view showing the configuration of the pre-processing module of the data acquisition and pre-processing device of the flat panel x-ray detector according to the present invention, respectively.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101...X-ray 발생기 102...방사선 촬영 검출기101 ... X-ray generator 102 ... Radiography detector

103...영상화 시스템 104...전송 모듈103 Imaging System 104 Transmission Module

105...전처리 모듈 106...PCI 버스105 ... Preprocessing Module 106 ... PCI Bus

107...비디오 콘트롤러 108...모니터107 Video Controller 108 Monitor

109...영상 압축기 110...포맷터109 Video Compressor 110 Formatter

111...아카이브 시스템 201...라인 드라이버111 The Archive System 201 Line Driver

202...CPLD 203...FIFO 메모리202 ... CPLD 203 ... FIFO memory

300...호스트 컴퓨터 301...PCI 콘트롤러300 ... Host Computer 301 ... PCI Controller

302...DPRAM 303...DSP302 ... DPRAM 303 ... DSP

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치는, X-ray 발생기로부터 발생된 X-ray가 인체에 조사된 뒤 투과되는 X-ray를 검출하는 검출기의 후단에 설치되는 것으로서,In order to achieve the above object, the data acquisition and pretreatment apparatus of a flat panel X-ray detector according to the present invention includes a detector for detecting an X-ray transmitted after the X-ray generated from the X-ray generator is irradiated to the human body. As it is installed in the latter stage,

상기 검출기와 전기적으로 접속되며, 검출기에 내장되어 있는 A/D 변환기에 의해 변환된 대용량 디지털 데이터를 고속으로 전송받기 위한 전송모듈; 및A transmission module electrically connected to the detector and configured to receive high-speed digital data converted at high speed by an A / D converter embedded in the detector; And

상기 전송모듈을 통해 전송받은 디지털 데이터를 선명한 영상으로 보정하기 위한 전처리를 수행하는 전처리 모듈을 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다.It is characterized in that it comprises a pre-processing module for performing a pre-processing for correcting the digital data transmitted through the transmission module to a clear image.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및전처리 장치를 나타낸 것으로서, 도 1은 본 발명의 장치가 의료장비인 X-ray 촬영 시스템에 채용되어 전체적으로 하나의 영상화 시스템을 구성한 상태를 보여주는 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치의 전송 모듈과 전처리 모듈의 구성을 각각 보여주는 도면이다.1 to 3 show a data acquisition and pretreatment apparatus of a flat panel x-ray detector according to the present invention, Figure 1 is a device of the present invention is employed in the X-ray imaging system of medical equipment as a whole an imaging system 2 and 3 are diagrams illustrating configurations of a transmission module and a pretreatment module of a data acquisition and preprocessing apparatus of a flat panel x-ray detector according to the present invention, respectively.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치는 X-ray 발생기(101)로부터 발생된 X-ray가 인체에 조사된 뒤 투과되는 X-ray를 검출하는 방사선 촬영 검출기(102)의 후단에 설치되는 것으로서, 크게 전송 모듈(104)과 전처리 모듈(105)로 구성된다.1 to 3, the data acquisition and preprocessing apparatus of the flat panel X-ray detector according to the present invention detects the X-ray transmitted after the X-ray generated from the X-ray generator 101 is irradiated to the human body. It is provided at the rear end of the radiographic detector 102 to detect, and is largely comprised of the transmission module 104 and the preprocessing module 105.

상기 전송 모듈(104)은 방사선 촬영 검출기(102)와 전기적으로 접속되며, 그검출기(102)에 내장되어 있는 A/D 변환기(미도시)에 의해 변환된 대용량 디지털 데이터를 고속으로 전송받는다.The transmission module 104 is electrically connected to the radiography detector 102 and receives high-capacity digital data converted by an A / D converter (not shown) embedded in the detector 102 at high speed.

여기서, 이와 같은 전송 모듈(104)은 약속된 타이밍에 맞춰 전기적 규격인 RS-422 16채널을 통해 방사선 검출기(102)로부터 송신된 16bit의 병렬 데이터를 수신하고 이를 디지털 데이터로 변환 해주는 RS-422 라인 드라이버(Line Driver) (201)와, 검출기(102)측과 약속된 타이밍에 의해 데이터를 수신 할 수 있도록 컨트롤하는 한편 라인 드라이버(201)에 의해 변화된 디지털 데이터를 내부 버퍼를 거쳐 FIFO(First Input First Output) 메모리(203)에 저장하는 역할을 하는 CPLD (Complex Programmable Logic Device)(202)와, 데이터를 차례대로 저장하고 저장된 데이터가 자신의 최대 저장 용량의 절반 용량이 되면 전처리 모듈(105)의 DSP (Digital Signal Processor)(303)로 인터럽트 신호를 보내는 FIFO 메모리(203)로구성된다.Here, the transmission module 104 receives the 16-bit parallel data transmitted from the radiation detector 102 through the RS-422 16 channel, which is an electrical standard according to the promised timing, and converts it into digital data. While controlling the data to be received at a time promised with the line driver 201 and the detector 102, the digital data changed by the line driver 201 is passed through an internal buffer to the FIFO (First Input First). Output) The CPLD (Complex Programmable Logic Device) 202, which stores the data, and the DSP of the preprocessing module 105 when the data is sequentially stored and the stored data becomes half of its maximum storage capacity. And a FIFO memory 203 which sends an interrupt signal to a (Digital Signal Processor) 303.

상기 전처리 모듈(105)은 상기 전송 모듈(104)을 통해 전송받은 디지털 데이터를 선명한 영상으로 보정하기 위한 전처리를 수행한다. 이와 같은 전처리 모듈 (105)은 전송 모듈(104)에서 FIFO 메모리(203)의 절반 용량의 영상 데이터가 저장되면 FIFO 메모리(203)로부터 인터럽트 신호를 받아 이 데이터를 내부 메모리로 이동시킨 후 영상화를 위해 필요한 전처리 연산을 수행하는 DSP(digital signal processor)(303)와, DSP(303)에 의해 처리가 끝난 데이터가 저장되는 DPRAM(Dual Port Random Access Memory)(302)과, DPRAM(302)에 저장되어 있는 처리가 끝난 데이터를 호스트 컴퓨터(300)로 넘겨주고 호스트 시스템과 전처리 모듈(105)의 데이터 교환을 담당하는 PCI(Peripheral Component Interconnect) 콘트롤러(301)로 구성된다. 이와 같은 전처리 모듈(105)의 데이터 처리 프로세서로는 범용 DSP가 사용될 수 있다.The preprocessing module 105 performs preprocessing to correct digital data transmitted through the transmission module 104 to a clear image. The preprocessing module 105 receives the interrupt signal from the FIFO memory 203 when the image data of half the capacity of the FIFO memory 203 is stored in the transmission module 104 and moves the data to the internal memory for imaging. A digital signal processor (DSP) 303 for performing necessary preprocessing operations, a DPRAM (Dual Port Random Access Memory) 302 storing data processed by the DSP 303, and a DPRAM 302 It consists of a Peripheral Component Interconnect (PCI) controller 301 which transfers the processed data to the host computer 300 and is responsible for data exchange between the host system and the preprocessing module 105. A general purpose DSP may be used as the data processing processor of the preprocessing module 105.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치가 채용된 영상화 시스템(103)에 있어서, X-ray 발생기(101)로부터 발생된 X-ray는 인체를 통과하며 인체의 각 부위별로 서로 다르게 감쇠되고, 이 감쇠된 X-ray 에너지는 방사선 촬영 검출기(Direct Radiography Detector)(102)에 의해 검출된다. 방사선 촬영 검출기(102)에 검출된 X-ray 에너지는 검출기(102) 내부에 설치되어 있는 광전변환기(미도시)에 의해 일단 전기적인 신호로 변환되고, 변환된 전기신호는 다시 A/D 변환기(미도시)에 의해 디지털 데이터로 변환되어 영상화 장치(103)로 전송된다. 전송된 데이터는 전송모듈(104)을 통해 획득되고, 획득된 영상 데이터는 전처리 모듈(105)을 통해 보정되어 PCI 버스(106)를 통해 비디오 콘트롤러(107)로 전달되고 모니터(108)를 통해 디스플레이된다. 또한, 이렇게 얻어진 영상 데이터는 영상 압축기(109)를 통해 압축되고, 포맷터(110)를 통해 의료 데이터 표준에 맞는 포맷(DICOM)으로 변환되며, 아카이브(archive) 시스템(111)을 통해 여러 가지 미디어에 저장할 수 있다. 또한, TCP/IP나 IPX 같은 네트워크를 통해 원격 진료 등에도 이용될 수 있다.In the imaging system 103 employing the data acquisition and preprocessing apparatus of the flat panel x-ray detector according to the present invention having the above configuration, the X-ray generated from the X-ray generator 101 passes through the human body Each part of the human body is attenuated differently, and the attenuated X-ray energy is detected by a direct radiography detector 102. The X-ray energy detected by the radiography detector 102 is once converted into an electrical signal by a photoelectric converter (not shown) installed inside the detector 102, and the converted electrical signal is again converted into an A / D converter ( The digital data is converted into digital data and transmitted to the imaging device 103. The transmitted data is obtained through the transmission module 104, the obtained image data is corrected through the preprocessing module 105, transferred to the video controller 107 via the PCI bus 106 and displayed via the monitor 108 do. In addition, the image data thus obtained is compressed by the image compressor 109, converted into a format (DICOM) conforming to the medical data standard by the formatter 110, and stored in various media through the archive system 111 Can be stored. In addition, it can be used for telemedicine and the like through a network such as TCP / IP or IPX.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치는, 대용량의 데이터를 빠르고 안정적으로 전송하고 처리할 수 있는 전송 모듈 및 전처리 모듈을 구비하고 있으므로, X-ray 촬영시 영상을 표시하는데 걸리는 시간을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 장치의 이용 효율을 높일 수 있고 사용상의 편의를 더 한층 증대시킬 수 있다.As described above, since the data acquisition and preprocessing apparatus of the flat panel X-ray detector according to the present invention includes a transmission module and a preprocessing module capable of transmitting and processing a large amount of data quickly and stably, X-ray imaging The time taken to display the visual image can be minimized, thereby increasing the use efficiency of the device and further increasing the convenience of use.

Claims

X-ray 발생기로부터 발생된 X-ray가 인체에 조사된 뒤 투과되는 X-ray를 검출하는 방사선 촬영 검출기의 후단에 설치되는 것으로서,As the X-ray generated from the X-ray generator is installed at the rear of the radiographic detector for detecting the X-ray transmitted after being irradiated to the human body,

상기 방사선 촬영 검출기와 전기적으로 접속되며, 그 검출기에 내장되어 있는 A/D 변환기에 의해 변환된 대용량 디지털 데이터를 고속으로 전송받기 위한 전송모듈; 및A transmission module electrically connected to the radiography detector and configured to receive high-speed digital data converted at high speed by an A / D converter embedded in the detector; And

상기 전송모듈을 통해 전송받은 디지털 데이터를 선명한 영상으로 보정하기 위한 전처리를 수행하는 전처리 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치.And a preprocessing module configured to perform preprocessing to correct digital data transmitted through the transmission module to a clear image.

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 전송모듈은 약속된 타이밍에 맞춰 전기적 규격인 RS-422 16채널을 통해 상기 방사선 촬영 검출기로부터 송신된 16bit의 병렬 데이터를 수신하고 이를 디지털 데이터로 변환해주는 RS-422 라인 드라이버와, 방사선 촬영 검출기측과 약속된 타이밍에 의해 데이터를 수신할 수 있도록 컨트롤하는 한편 라인 드라이버에 의해 변화된 디지털 데이터를 내부 버퍼를 거쳐 FIFO 메모리에 저장하는 CPLD와, 데이터를 차례대로 저장하고 저장된 데이터가 자신의 최대 저장 용량의 절반 용량이 되면 상기 전처리 모듈의 DSP로 인터럽트 신호를 보내는 FIFO 메모리로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치.The transmission module is an RS-422 line driver for receiving 16-bit parallel data transmitted from the radiography detector and converting it into digital data through the RS-422 16-channel, which is an electrical standard according to a promised timing, and a radiographic detector side. The CPLD stores the digital data changed by the line driver in the FIFO memory through the internal buffer while controlling the data to be received at the scheduled timing. And a FIFO memory which transmits an interrupt signal to the DSP of the preprocessing module when the capacity is half the capacity.

제 1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 전처리 모듈은 상기 전송 모듈에서 FIFO 메모리의 절반 용량의 영상 데이터가 저장되면 FIFO 메모리로부터 인터럽트 신호를 받아 이 데이터를 내부 메모리로 이동시킨 후 영상화를 위해 필요한 전처리 연산을 수행하는 DSP와, DSP에 의해 처리가 끝난 데이터가 저장되는 DPRAM과, DPRAM에 저장되어 있는 처리가 끝난 데이터를 호스트 컴퓨터로 넘겨주고 호스트 시스템과 전처리 모듈의 데이터 교환을 담당하는 PCI 콘트롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 엑스-레이 검출기의 데이터 획득 및 전처리 장치.The preprocessing module receives an interrupt signal from the FIFO memory and transfers the data to the internal memory when the half-capacity image data of the FIFO memory is stored in the transfer module, and performs a preprocessing operation necessary for imaging. DPRAM which stores the processed data and PCI controller which transfers the processed data stored in the DPRAM to the host computer and exchanges data between the host system and the preprocessing module. Data Acquisition and Preprocessing Device.