KR20070024430A - Ｘ선 ｃｔ 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 X선 CT 장치(100)에 의해 스캐닝될 각각의 관심 영역의 X선 선량 정보를 표시하여, 노출의 정보를 조작자에게 제시함으로써, 노출의 감소 및 최적화를 달성할 수 있는 X선 CT 장치(100)를 제공한다. X선 CT 장치의 컨벤셔널 스캔(축 스캔), 시네(cine) 스캔, 나선형(helical) 스캔, 또는 가변 피치 나선형(variable-pitch helical) 스캔에 의해 스캐닝될 각 영역의 X선 선량 정보를 표시하여, 조작자가 피검체의 화상 획득 이전에 X선 선량 정보를 인식할 수 있도록 한다. X선 선량 정보는 제공된 CTDI 표시에서와 같이 두 종류의 팬텀(phantom)의 측정값을 이용하여 얻어진 0차 보간값 또는 0차 보외값과 같은 단순한 예측값이 아니라, 적어도 세 종류 이상의 팬텀 측정값에 대한 1차 이상의 보간값 및 보외값에 의해 얻어진 선량 예측값을 이용함으로써, 보다 높은 정확도로 예측되어 표시될 수 있다.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 X선 CT 장치를 도시하는 블록도,
도 2는 X선 발생기(X선관) 및 다수열 X선 검출기의 회전을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 X선 CT 장치의 개략 동작을 도시하는 흐름도,
도 4는 전처리의 세부 사항을 도시하는 흐름도,
도 5는 3차원 화상 재구성 처리의 세부 사항을 도시하는 흐름도,
도 6은 재구성 영역상의 라인을 X선 투과 방향으로 투영하는 상태를 도시하는 개념도,
도 7은 검출기 표면상에 투영된 라인을 도시하는 개념도,
도 8은 투영 데이터 Dr(view, x, y)을 재구성 영역상에 투영하는 상태를 도시하는 개념도,
도 9는 재구성 영역상의 각 화소의 역투영 화소 데이터 D2를 도시하는 개념도,
도 10은 전체 뷰의 역투영 화소 데이터 D2를 화소 대응 방식으로 가산함으로써, 역투영 데이터 D3을 얻는 상태를 도시하는 도면,
도 11은 원형 재구성 영역상의 라인을 X선 투과 방향으로 투영하는 상태를 도시하는 개념도,
도 12는 폐 부위로부터 간장(a)으로의 나선형 스캔을 도시하는 도면,
도 13은 머리(b)의 축 스캔을 도시하는 도면,
도 14는 아크릴 16cm 원주의 중심부 및 주변부에서의 X선 선량 측정 위치를 도시하는 도면,
도 15는 아크릴 32cm 원주의 중심부 및 주변부에서의 X선 선량 측정 위치를 도시하는 도면,
도 16은 화상 획득의 시야의 직경에 따른 CTDI 값을 도시하는 도면,
도 17은 피검체 화상 획득의 흐름을 도시하는 흐름도,
도 18은 90°방향의 스카우트 뷰(scout view)상에서 설정되는 관심 영역을 도시하는 도면,
도 19는 0°방향의 스카우트 뷰상에서 설정되는 관심 영역을 도시하는 도면,
도 20은 다양한 직경의 X선 물 대체 팬텀의 예를 도시하는 도면,
도 21은 프로파일 면적으로부터 피검체의 X선 선량 정보를 얻는 흐름도,
도 22는 CTDI 값의 선형 근사화를 도시하는 도면,
도 23은 피검체의 연속 단층상에서의 3차원 관심 영역을 도시하는 도면,
도 24는 피검체의 연속 단층상에서의 3차원 관심 영역을 도시하는 도면,
도 25는 피검체의 연속 단층상에서의 3차원 관심 영역을 도시하는 도면,
도 26은 설정된 관심 영역과 팬텀 사이의 대응을, 피검체의 단면적에 근거하여 도시하는 도면,
도 27은 폐 부위로부터 간장으로의 나선형 스캔을 도시하는 도면,
도 28은 머리의 축 스캔을 도시하는 도면,
도 29는 가변 피치 나선형 스캔의 경우를 도시하는 도면,
도 30은 신장, 체중, 영역의 단면적 및 물 대체 아크릴 팬텀의 단면적을 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 조작 콘솔 2 : 입력 장치
3 : 중앙 처리 유닛 5 : 데이터 획득 버퍼
6 : 모니터 7 : 저장 장치
10 : 화상 획득 테이블 12 : 크레이들
15 : 회전부 20 : 스캔 갠트리
21 : X선관 22 : X선 제어기
23 : 콜리메이터 24 : 다수열 X선 검출기
25 : DAS 26 : 회전부 제어기
27 : 스캔 갠트리 경사 제어기 28 : X선 빔 발생 필터
29 : 제어기 30 : 슬립링
본 발명은 의료용 또는 산업용 X선 CT(Computed Tomography) 장치를 이용한 X선 CT 화상 획득 방법 및 X선 CT 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 컨벤셔널(conventional) 스캔(즉, 축(axial) 스캔), 시네(cine) 스캔, 나선형(helical) 스캔, 또는 가변 피치 나선형(variable-pitch helical) 스캔에서의 각각의 관심 영역의 X선 선량 정보를 조작자에게 표시하여, 노출의 감소 및 최적화를 달성하는 표시 방법에 관한 것이다.
종래, 다수열 X선 검출기를 이용한 X선 CT 장치 또는 평탄 패널에 의해 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 이용한 X선 CT 장치에서는, 도 12에 도시된 바와 같은 나선형 스캔에 의해 목으로부터 간장으로 또는 폐 부위로부터 간장으로의 화상을 획득하는 경우, 화상 획득 파라미터 설정 수단에 의한 화상 획득 파라미터의 설정시에, 목으로부터 간장으로 또는 폐 부위로부터 간장으로의 화상을 획득하는 경우의 CTDI(Computed Tomography Dose Index) 값 및 DLP(Dose-Length Porduct) 값과 같은 X선 선량 정보가 표시된다. CTDI 값은 1 스캔의 X선 선량을 나타내고, DLP는 1 테스트의 X선 선량을 나타낸다(예를 들면, 일본 특허 공개 제 2005-74000 호(페이지 7 - 9 및 도 3 - 9)를 참조).
도 13에 도시된 바와 같이, 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔에 의한 머리 화상 획득의 경우, 복수의 z 방향 위치에서 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔을 복수회 수행함으로써 화상이 획득된다면, 1회의 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔, 혹은, 복수의 z 방향 위치에서의 전체의 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔의 CTDI 값, DLP 값 등과 같은 X선 선량 정보가 표시된다.
따라서, 나선형 스캔에서도, 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔되는 z 방향의 화상 획득 범위에서의 일부분, 예를 들면, 어느 장기(organ)의 부분에 상응하는 관심 영역에 대응하는 부분의 z 방향에서의 화상 획득 범위의 X선 선량 정보만을 직접, 표시 스크린상에서 알 수는 없다.
종래의 방법은 관심 영역만의 X선 선량 정보를 직접 표시한다고 하는 관점으로부터 문제점을 갖고 있다.
CTDI 값은, 2개의 아크릴 원주 팬텀에서의 중심부 및 주변부에서의 X선 선량값에 대한 가중 가산에 의해 얻어지며, 도 16에 도시된 바와 같이, 화상 획득의 시야마다 결정된다. 아크릴 16cm 원주에서의 중심부의 X선 선량값 DCTDI16C 및 주변부의 X선 선량값 DCTDI16P에 대해 가중 가산을 수행함으로써 얻어진 값 DCTDI16이 다음과 같이 계산된다.
도 15에 도시된 바와 같이, 아크릴 32cm 원주에서의 중심부의 X선 선량값 DCTDI32C 및 주변부의 X선 선량값 DCTDI32P에 대해 가중 가산을 수행함으로써 얻어진 값 DCTDI32는 다음과 같이 계산된다.
DCTDI16C는 도 14에서의 팬텀의 중심 위치 A에서의 X선 선량값이다.
DCTDI16P는 도 14에서의 팬텀의 8개의 주변 위치 B 내지 I에서의 X선 선량값의 평균값이다.
마찬가지로, DCTDI32C는 도 15에서의 팬텀의 중심 위치 A에서의 X선 선량값이다.
DCTDI32P는 도 15에서의 팬텀의 8개의 주변 위치 B 내지 I에서의 X선 선량값의 평균값이다.
도 16에서, CTDI 값은 화상 획득 파라미터 설정 수단에 의해 설정되는 화상 획득의 시야의 크기 및 화상 획득의 시야의 직경에만 의존하여 결정된다. 이 경우, 이하의 문제점이 있다.
1. 피검체의 크기에 의해 영향이 미치지 않는다는 점.
2. 화상 획득의 시야에서의 CTDI 값은 2개의 아크릴 원주의 CTDI 값에 대한 0차 보간 및 0차 보외에 의해 결정된다는 점.
DLP 값은 CTDI 값의 z 방향에서의 적분된 값이기 때문에, 상기와 유사한 문제점이 있다.
전술한 바와 같이, CTDI 값 및 DLP 값은 피검체의 크기에 의해 영향을 받지 않으며, 화상 획득의 시야에 비례하지 않으므로, 조작자는 피검체의 X선 선량 노출의 값을 정확하게 파악할 수 없다. 따라서, 조작자가 X선 선량을 증가시켜 피검체의 단층상의 화질이 악화되지 않도록 하는 경우, 조작자는 피검체가 여분의 선량의 X선에 노출되는 화상 획득 파라미터를 그가/그녀가 설정한 것을 모를 수도 있다. 이로 인해, CTDI 값 및 DLP 값과 같은 X선 선량 정보가 정확하게 표시되지 않는다면, 피검체의 노출이 과도해질 가능성이 있으며, 이것은 X선 노출의 관점으로부터 문제가 된다.
한편, 다수열 X선 검출기를 이용한 X선 CT 장치 또는 평탄 패널에 의해 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기를 이용한 X선 CT 장치에서는, 캡쳐된 단층상의 z 방향에서의 두께가 감소되고, 단층상 평면으로서의 XY 평면에서의 화소의 크기가 감소된다. 조작자가 얇은 단층상의 보다 높은 화질을 갖고자 하는 경우, 피검체에 인가된 X선의 선량이 과도해질 가능성이 높다. 따라서, 보다 정확한 피검체 크기에 기초한 X선 선량 정보만으로는, 또는 피검체의 영역들 사이의 X선에 의해 초래된 손상에 대한 감도의 변화를 고려하면, 나선형 스캔, 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 혹은 시네 스캔의 일련의 화상 획득의 X선 선량 정보만으로는, 미래에 X선 선량 정보로서 너무 개략적일 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 다수열 X선 검출기 또는 평탄 패널에 의해 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기와 같은 X선 검출기를 이용한 X선 CT 장치의 컨벤셔널 스캔(축 스캔), 시네 스캔, 나선형 스캔 또는 가변 피치 나선 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리를 실행하면서, 피검체에서의 각각의 관심 영역 등에 대해 보다 정교한 단위로 X선 선량 정보를 제공할 수 있는 X선 CT 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수열 X선 검출기 또는 평탄 패널에 의해 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기와 같은 X선 검출기를 이용한 X선 CT 장치의 컨벤셔널 스캔(축 스캔), 시네 스캔, 나선형 스캔 또는 가변 피치 나선 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리를 실행하면서, 피검체의 크기에 근거한 보다 정확한 X선 선량 정보를 제공할 수 있는 X선 CT 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 보다 정교한 단위에 근거하여 X선 선량 정보를 제공할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 스카우트 뷰 등으로부터 얻어진 피검체의 프로파일 면적을 이용함으로써 피검체의 크기에 근거하여 보다 정확한 X선 선량 정보를 제공할 수 있다. 본 발명은 스카우트 뷰상에서 결정된 피검체의 관심 영역의 보다 정교한 단위에 근거하여 보다 정확한 X선 선량 정보를 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 X선 CT 장치를 제공함으로써 문제점을 해결한다.
제 1 양상에 따르면, 본 발명은 서로 대향하는 X선 발생기와 X선 검출기 사이에 위치된 피검체를 투과한 X선의 투영 데이터를 획득하는 수단과, 투영 데이터를 획득하는 상기 수단에 의해 획득된 투영 데이터로부터 화상을 재구성하는 수단과, 상기 화상을 재구성하는 장치에 의해 얻어진 단층상을 표시하는 수단과, 단층상의 획득을 위한 다양한 화상 획득 파라미터를 설정하는 설정 장치와, 화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는 X선 CT 장치를 제공한다.
제 1 양상에 따른 X선 CT 장치는, 피검체의 보다 정교한 단위의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 나선형 스캔, 가변 피치 나선형 스캔, 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔에서의 일련의 z 방향 화상 획득 영역의 일부로서의 z 방향의 화상 획득 영역의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다.
제 2 양상에 따르면, 제 1 양상에 따른 X선 CT 장치는, 상기 X선 검출기가 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기, 평탄 패널 X선 검출기 및 멀티 X선 검출기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기로부터 선택된 것인 X선 검출기를 이용하는 제 2 양상에 따른 X선 CT 장치는, 피검체의 보다 정교한 단위의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 나선형 스캔, 가변 피치 나선형 스캔, 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔에서의 일련의 z 방향 화상 획득 영역의 일부로서의 z 방향의 화상 획득 영역의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 제 3 양상에서, 제 1 또는 제 2 양상에 따른 X선 CT 장치는, X선 선량 정보를 표시하는 상기 장치가, 컨벤셔널 스캔 또는 축 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 피검체의 체축의 방향으로서의 z 방향의 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 3 양상에 따르면, X선 CT 장치는 1회의 컨벤셔널 스캔(축 스캔)에 의해 획득된 복수의 단층상의 일부로서의 단층상의 단위로 X선 선량 정보를 제공, 즉, 일련의 z 방향 화상 획득 영역의 일부의 X선 선량 정보를 제공할 수 있으므로, 피검체의 보다 정교한 단위의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다.
제 4 양상에 따르면, 본 발명은 제 1 또는 제 2 양상에 따른 X선 CT 장치를 제공하며, X선 선량 정보를 표시하는 상기 장치가, 나션형 스캔 또는 가변 피치 나선형 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 피검체의 체축의 방향으로서의 z 방향의 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 4 양상에 따르면, X선 CT 장치는 1회의 나선형 스캔에 의해 얻어진 복수의 단층상의 일부로서의 단층상의 단위로 X선 선량 정보를 제공, 즉, 일련의 z 방향 화상 획득 영역의 일부의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 피검체의 보다 정교한 단위의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 제 5 양상에 따르면, 제 1 또는 제 2 양상에 따른 X선 CT 장치는, X선 선량 정보를 표시하는 상기 장치가, 시네 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 피검체의 체축의 방향으로서의 z 방향의 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하거나, 또는 시간 방향의 화상 획득 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 5 양상에 따르면, X선 CT 장치는 1회의 나선형 스캔에 의해 얻어진 복수의 단층상의 일부로서의 단층상의 단위로 X선 선량 정보를 제공, 즉, 일련의 z 방향 화상 획득 영역의 일부의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 피검체의 보다 정교한 단위의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다. 1회의 시네 스캔이 시간 범위에서 수행되기 때문에, 시간 범위의 일부에서의 보다 정교한 단위에 근거한 X선 선량 정보를 또한 제공할 수 있다.
본 발명의 제 6 양상에 따르면, 제 1 내지 제 5 양상 중 어느 하나에 따른 X선 CT 장치는, 상기 일부 영역이 피검체의 스카우트 뷰상에서 설정되는 것을 특징으로 한다.
제 6 양상에 따른 X선 CT 장치에서, 관심 영역과 같은 일부 영역이 먼저 스카우트 뷰상에서 설정된다. 화상 획득 파라미터 설정 장치에 의한 화상 획득 파라미터의 설정시에, 관심 영역에 인가된 X선의 선량 정보가 표시되고, 조작자에게 제공된다. 따라서, X선 선량 정보를 보다 정교한 단위로 제공할 수 있다.
본 발명의 제 7 양상에서, 제 1 내지 제 6 양상 중 어느 하나에 따른 X선 CT 장치는, 상기 일부 영역은 관심 영역이고, z 방향에서의 1 스캔 영역의 일부를 설정함으로써 설정되며, z 방향에 수직인 수직 방향이 y 방향으로서 설정되고, z 방향 및 y 방향에 수직인 방향이 x 방향으로서 설정되는 경우에, x 방향 및 y 방향 중 적어도 하나에서의 범위를 지정하는 것을 특징으로 한다.
제 7 양상에 따른 X선 CT 장치에서, 관심 영역은 스카우트 뷰상에서, z 방향에서의 화상 획득 범위를 지정하고, x 및 y 방향에서의 화상 획득 범위를 지정함으로써 설정되므로, 피검체의 단면에서의 관심 영역에 대응하는 X선 선량 정보를 얻는다. 따라서, 피검체의 크기에 근거한 보다 정교한 단위의 X선 선량 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 제 8 양상에서, 제 1 내지 제 7 양상 중 어느 하나에 따른 X선 CT 장치는, 상기 X선 선량 정보가 CTDI 값, DLP 값 및 X선 이용 효율성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 8 양상에 따른 X선 CT 장치에서, 일반적으로, CTDI 값, DLP 값 등은 X선 선량 정보로서 알려져 있다. CTDI 값, DLP 값 등으로부터, 조작자는 피검체에 인가된 X선의 선량을 예측하여, X선에 의해 초래된 피검체의 손상을 추정하고, X선 선량의 타당성을 평가할 수 있다.
본 발명의 제 9 양상에서, 제 1 내지 제 8 양상 중 어느 하나에 따른 X선 CT 장치는, 상기 X선 선량 정보가 피검체의 단면적 또는 피검체의 스카우트 뷰로부터 얻어진 X선 프로파일 면적에 의존하는 값을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 9 양상에 따른 X선 CT 장치에서, X선에 의해 피검체에 초래된 손상은 피검체의 단면적에 의존한다. 따라서, 피검체의 단면적 또는 X선 프로파일 면적으로부터 피검체에 인가된 X선의 선량 정보를 얻음으로써, 피검체의 크기에 근거한 보다 정확한 X선 선량 정보를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 10 양상에 따르면, 제 9 양상에 따른 X선 CT 장치는, 상기 단면적이 피검체의 신장, 체중, 연령, 화상 획득 부위 및 성별 중 적어도 하나로부터 예측되는 것을 특징으로 한다.
제 10 양상에 따른 X선 CT 장치는 신장, 체중, 연령, 화상 획득 부위 및 성별을 이용함으로써, 피검체의 단면적을 통계적으로 어느 정도 예측할 수 있다. 피검체에 인가된 X선의 선량 정보는 피검체의 예측된 단면적으로부터 예측될 수 있 다.
제 11 양상에 따르면, 제 9 양상에 따른 X선 CT 장치는, 상기 단면적이 X선 프로파일로부터 예측되는 것을 특징으로 한다.
제 11 양상에 따른 X선 CT 장치는, 피검체의 X선 프로파일 면적을 스카우트 뷰로부터 얻을 수 있다. 따라서, 피검체에 인가된 X선의 선량 정보를, 스카우트 뷰로부터 얻어진 X선 프로파일 화상으로부터 얻을 수 있다.
본 발명의 X선 CT 장치 또는 X선 CT 화상 재구성 방법에 따르면, 다수열 X선 검출기 또는 평탄 패널 X선 검출기에 의해 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 영역 감지기를 갖는 X선 CT 장치의 컨벤셔널 스캔(축 스캔), 시네 스캔, 나선형 스캔 또는 가변 피치 나선형 스캔에서, 피검체의 크기에 근거한 보다 정확한 X선 선량 정보를 제공하고, 화상 획득 파라미터를 설정시에 설정되는 피검체의 각각의 관심 영역에 대해 보다 정교한 단위로 보다 정확한 X선 선량 정보를 제공할 수 있는 X선 CT 장치를 실현할 수 있다.
이하, 도면에 도시된 실시예에 의해, 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 그러한 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 X선 CT 장치의 구성 블록도이다. X선 CT 장치(100)는 조작 콘솔(1), 화상 획득 테이블(10) 및 스캔 갠트리(20)를 갖는다.
조작 콘솔(1)은 조작자의 입력을 수신하는 입력 장치(2)와, 전처리, 화상 재구성 처리, 후처리 등을 실행하는 중앙 처리 유닛(3)과, 스캔 갠트리(20)에 의해 얻어진 X선 검출기 데이터를 획득하는 데이터 획득 버퍼(5)와, X선 검출기 데이터를 전처리함으로써 얻어진 투영 데이터를 재구성함으로써 얻어진 단층상을 표시하는 모니터(6)와, 프로그램, X선 검출기 데이터, 투영 데이터 및 X선 단층상을 저장하는 저장 장치(7)를 구비한다.
화상 획득 파라미터가 입력 장치(2)에 입력되어, 저장 장치(7)에 저장된다.
화상 획득 테이블(10)은 피검체가 탑재되며, 스캔 갠트리(10)의 개구부로/로부터 로딩/언로딩되는 크레이들(12)을 갖는다. 크레이들(12)은 화상 획득 테이블(10)에 내장된 모터에 의해 수직 및 직선으로 이동된다.
스캔 갠트리(20)는 X선관(21)과, X선 제어기(22)와, 콜리메이터(23)와, X선 빔 발생 필터(28)와, 다수열 X선 검출기(24)와, DAS(Data Acquisition System)(25)와, 피검체의 체축 주변에서 회전하는 X선관(21) 등을 제어하는 회전부 제어기(26)와, 제어 신호 등을 조작 콘솔(1) 및 화상 획득 테이블(10)로/로부터 송신/수신하는 제어기(29)를 갖는다. X선 빔 발생 필터(28)는 화상 획득의 중심으로서의 회전 중심을 향한 X선의 방향에서 두께가 가장 작고, 주변부 쪽으로 갈수록 두께가 증가하는 X선 필터이므로, 다량의 X선이 흡수될 수 있다. 따라서, 원형 또는 타원형에 가까운 단면 형상의 피검체의 체표면의 노출이 감소될 수 있다. 스캔 갠트리(20)는 스캔 갠트리 경사 제어기(27)에 의해 z 방향의 전방 및 후방으로 약 ±30°만큼 경사질 수 있다.
도 2는 X선관(21) 및 다수열 X선 검출기(24)의 기하학적 레이아웃을 도시하 는 도면이다.
X선관(21) 및 다수열 X선 검출기(24)는 회전 중심 IC 둘레를 회전한다. 수직 방향이 y 방향으로서 설정되고, 수평 방향이 x 방향으로서 설정되며, y 및 x 방향에 수직인 테이블 이동 방향은 z 방향으로서 설정되는 경우, X선관(21) 및 다수열 X선 검출기(24)의 회전 평면은 xy 평면이다. 크레이들(12)의 이동 방향은 z 방향이다.
X선관(21)은 콘빔(cone beam) CB 라고 불리는 X선 빔을 발생한다. 콘빔 CB의 중심축의 방향이 y 방향에 평행한 경우, 뷰 각도는 0이다.
다수열 X선 검출기(24)는, 예를 들면, 256열의 X선 검출기 열을 갖는다. 각각의 X선 검출기 열은, 예를 들면, 1,024 채널의 X선 검출기 채널을 갖는다.
X선 조사로부터 획득된 투영 데이터는, 다수열 X선 검출기(24)로부터 송신되어, DAS(25)에 의해 A/D 변환된다. 결과적인 디지털 데이터는 슬립링(slip ring)(30)을 통해 데이터 획득 버퍼(5)로 공급된다. 데이터 획득 버퍼(5)에 대한 데이터 입력은 저장 장치(7)의 프로그램에 따라 중앙 처리 유닛(3)에 의해 처리되고, 단층상으로 재구성되어 모니터(6)상에 표시된다.
도 17은 본 실시예의 X선 CT 장치의 동작의 개요를 도시하는 흐름도이다.
단계 P1에서, 피검체가 크레이들(12)상에 위치되어, 위치 결정이 수행된다. 스캔 갠트리(20)의 슬라이스 기록 중심 위치가, 크레이들(12)상에 위치된 피검체의 각 영역의 기준점으로 조절된다.
단계 P2에서, 스카우트 뷰가 획득된다. 스카우트 뷰는 통상적으로 0° 및 90°에서 획득된다. 머리와 같은 영역에 따라, 90°에서의 스카우트 뷰만을 획득하는 경우가 있다. 스카우트 뷰의 획득에 대한 세부 사항은 이후에 기술될 것이다.
단계 P3에서, 화상 획득 파라미터가 설정된다. 통상적으로, 화상 획득은 스카우트 뷰상에 단층상의 위치 및 크기를 표시하면서, 화상 획득 파라미터로 수행된다. 이러한 경우, 나선형 스캔, 가변 피치 나선형 스캔, 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔의 전체 X선 선량 정보가 표시되고, 또한, 도 18 및 19에 도시된 바와 같이, 관심 영역이 스카우트 뷰상에 설정되며, 관심 영역의 X선 선량 정보가 표시된다. 시네 스캔에서, 회전 속도 또는 시간이 입력되는 경우, 관심 영역의 입력된 회전 속도 또는 입력된 시간에 대응하는 만큼의 X선 선량 정보가 표시된다.
단계 P4에서, 단층상이 획득된다. 단층상 획득에 대한 세부 사항은 이후에 기술될 것이다.
이제, 피검체에 인가된 X선의 선량 정보를 얻는 한 가지 예가 기술될 것이다.
피검체의 크기에 근거하여, 피검체에 인가된 X선의 선량 분포가, 도 21에 도시된 바와 같은 처리 흐름에 의해 얻어진다.
단계 SS1에서, 스카우트 뷰 X선 검출기 데이터가 입력된다.
단계 SS2에서, 스카우트 뷰 X선 검출기 데이터가 전처리된다. 전처리는 전술한 스캔의 전처리와 유사한 처리일 수 있다.
단계 SS3에서, 전처리된 스카우트 뷰의 프로파일 면적 및 직경 1, 2가 얻어진다. X선 프로파일 면적 Sx는, 이하의 수학식에 의해 도시된 바와 같이, 모든 채널의 X선 투영 데이터 값들의 합이다.
X선 프로파일 영역 Sx와 도 20에 도시된 물 대체 팬텀의 단면적 사이의 상관이 미리 유지된다.
직경 1의 길이는, 다음과 같이 결정되는 잡음 레벨의 임계값 Th1 이상을 만족하는 연속적인 채널의 길이 R1이다.
연속하는 채널의 수로부터, 시야의 중심(회전 중심)을 통과하는 x축 또는 y축에서의 투영의 길이는 X선 검출기의 채널들의 간격 및 X선 데이터 획득 시스템의 기하학적 시스템의 채널들의 간격으로부터 얻어질 수 있다.
직경 2의 경우, 투영 데이터 D(ch)가 값의 감소되는 순서로, 즉, X선 흡수 값의 감소하는 순서로 배열된다. 소정의 수의 채널, 예를 들면, 1,000 채널의 전체 채널의 5%에 대응하는 50 채널의 투영 데이터의 평균 값이 얻어져서, 길이 R2로 변환된다. 투영 데이터 값과 물 대체 물질의 길이 사이의 관계는, 변환 계수, 변환 테이블 등에 의해 미리 얻어진다. 전술한 바와 같이 얻어진 직경 1R1 및 2R2 중 더 큰 하나가 긴 직경 RL로서 설정되고, 더 짧은 것은 짧은 직경 RS로서 설정된다.
그러한 방법으로, 프로파일 면적 Sx, 긴 직경 RL 및 짧은 직경 RS가 얻어진다.
단계 SS4에서, 프로파일 면적 및 직경 1, 2의 값으로부터, 대응하는 팬텀 데이터가 선택된다. 단계 SS3에서 얻어진 프로파일 면적 Sx, 긴 직경 RL 및 짧은 직경 RS로부터, 대응하는 단면적, 긴 직경 및 짧은 직경을 갖는 도 20에 도시된 물 대체 물질의 팬텀의 X선 선량 정보로서의 CTDI 값이 추출된다. 이와 달리, 보다 작은 크기를 갖는 팬텀의 실질적인 CTDI 값이 추출된다.
단계 SS5에서, 선택된 팬텀 데이터의 X선 선량 데이터로부터 실질적인 CTDI 값 및 DLP 값을 얻기 위해, 추출된 CTDI 값이 그대로 출력되거나, 또는 근방의 CTDI 값이 선형 근사화에 의해 얻어진다. 예를 들어, 도 22에 도시된 바와 같이, 프로파일 면적 Sx, 긴 직경과 짧은 직경의 비율 RL/RS의 위치에서의 CTDI 값을 얻는 경우에, 근방의 4개의 점의 CTDI 값을 DCTDIS1, DCTDIS2, DCTDIR1, DCTDIR2로서 설정하고, 그러한 점들까지의 파라미터 거리를 a, b, c, d로서 설정함으로써, 얻어질 선량 정보의 CTDI 값 DCTDI가 다음과 같이 도출된다.
DLP 값은 CTDI 값으로부터 얻어진다.
도 3은 본 발명의 X선 CT 장치(100)의 단층상 및 스카우트 뷰 획득의 동작들의 개요를 도시하는 흐름도이다.
이하에서는, 다수열 X선 검출기(24)의 경우가 기술되지만, 평탄 패널 X선 검출기에 의해 대표되는 매트릭스 구조를 갖는 2차원 X선 영역 검출기(24)의 경우도 마찬가지이다. 도 23에 도시된 바와 같이, z 방향에서 연속적인 단층상 중, 3차원 관심 영역만의 CTDI 값을 얻는 경우, z 방향 좌표에서의 시점 및 종점 (Zs, Ze) 및 y 방향 좌표에서의 시점 및 종점 (Ys, Ye)가, 90°방향의 스카우트 뷰상에서 결정된다. 도 24에 도시된 바와 같이, x 방향 좌표에서의 시점 및 종점 (Xs, Xe)은, 0°방향의 스카우트 뷰상에서 결정된다. 그러한 방법으로, 0°방향의 스카우트 뷰 및 90°방향의 스카우트 뷰의 2개의 방향으로부터, 3차원 관심 영역이, 도 23에 도시된 바와 같이 피검체상에 설정될 수 있다. 설정된 관심 영역은, 도 26에 도시된 바와 같이, 각각의 단층상과 등가인 팬텀으로 전사된다. 도 26에서 설정된 관심 영역의 각 점에서의 X선 선량 정보는, 중심 위치에서의 X선 선량 정보 DCTDIA 및 8개의 주변 위치에서의 X선 선량 정보 DCTDIB, DCTDIC, DCTDID, DCTDIE, DCTDIF, DCTDIG, DCTDIH, DCTDII에 근거하여 선형 근사화에 의해 얻어진다.
단계 S1에서, 나선형 스캔에서는, X선관(21) 및 다수열 X선 검출기(24)를 피검체 둘레에서 회전시키고, 화상 획득 테이블(10)상의 크레이들(12)을 직선으로 이동시키면서, X선 검출기 데이터가 획득된다. X선 검출기 데이터는 테이블 선형 이동 z 방향 위치 Ztable(view)을 뷰 각도 "view", 검출기 열 번호 "j" 및 채널 번 호 "i"에 의해 표현되는 X선 검출기 데이터 D0(view, j, i)에 부가함으로써 획득된다. 가변 피치 나선형 스캔에서, 데이터는 나선형 스캔에서의 일정한 속도에서 뿐만 아니라, 가속 및 감속시에도 획득된다.
컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔에서, 화상 획득 테이블(10)상의 크레이들(12)을 z 방향에서의 소정의 위치에 고정하는 동안, 데이터 획득 시스템은 1회 또는 복수회 회전하도록 허용되어, X선 검출기 데이터를 획득하게 된다. 필요에 따라, 크레이들(12)이 z 방향에서의 다음 위치로 이동된 후, 데이터 획득 시스템은 다시 1회 또는 복수회 회전하도록 허용되어, X선 검출기 데이터를 획득하게 된다.
스카우트 뷰 획득에서, X선관(21) 및 다수열 X선 검출기(24)는 고정되고, 화상 획득 테이블(10)상의 크레이들(12)이 직선으로 이동되는 동안, X선 검출기 데이터가 획득된다.
단계 S2에서, X선 검출기 데이터 D0(view, j, i)은 전처리에 의해 투영 데이터로 변환된다. 전처리는, 도 4에 도시된 바와 같이, 단계 S21에서의 오프셋 보정, 단계 S22에서의 대수 변환, 단계 S23에서의 X선 선량 보정 및 단계 S24에서의 감도 보정을 포함한다.
스카우트 뷰 획득의 경우, 스카우트 뷰는 채널 방향의 화소 크기 및 크레이들 직선 이동 방향으로서의 z 방향의 화소 크기를 모니터(6)의 표시 화소 크기로 조절하면서, 전처리된 X선 검출기 데이터를 표시함으로써 완성된다.
단계 S3에서, 전처리된 투영 데이터 D1(view, j, i)에 대하여, 빔 하드닝 보 정(beam hardening correction)이 수행된다. 전처리 S2에서 감도 보정 S24가 수행된 투영 데이터는 D1(view, j, i)로서 설정되고, 빔 하드닝 보정 S3이 수행된 데이터는 DI1(view, j, i)로서 설정되는 경우, 빔 하드닝 보정 S3은, 예를 들면, 다항식 형태로 표현된다.
독립 빔 하드닝 보정은 모든 j 검출기에 대해 수행될 수 있기 때문에, 데이터 획득 파라미터에서 데이터 획득 시스템의 관 전압(tube voltage)이 상이한 경우, 검출기들 사이의 X선 에너지 특성에서의 변화가 보정될 수 있다.
단계 S4에서, 빔 하드닝 보정된 투영 데이터 D11(view, j, i)에 대하여 z 방향(열 방향) 필터링을 적용하기 위한 z 필터 콘볼루션 처리가 수행된다.
단계 S4에서, 각각의 뷰 각도 및 각각의 데이터 획득 시스템에서의 전처리 후에, 빔 하드닝 보정된 다수열 X선 검출기 D11(view, j, i)(i = 1 내지 CH, j = 1 내지 ROW)의 투영 데이터에 대해, 열 방향에서의 필터 크기가 5 열인 필터링이 수행된다.
(w1(j), w2(j), w3(j), w4(j), w5(j))
보정된 검출기 데이터 D12(view, j, i)는 다음과 같이 표현된다.
채널의 최대수가 CH이고, 열의 최대수가 ROW인 경우, 다음과 같이 된다.
열 방향 필터 계수를 모든 채널에 대해 변경함으로써, 화상 재구성의 중심으로부터의 거리에 따라 슬라이스 두께가 제어될 수 있다. 일반적으로, 단층상에서는, 주변부가 재구성 중심보다 두껍다. 따라서, 중심부에서의 열 방향 필터 계수와 주변부에서의 열 방향 필터 계수를 서로 상이하게 함으로써, 열 방향 필터 계수가 중심 채널 근방에서 넓은 범위로 변경되고, 주변 채널 근방에서 좁은 범위로 변경되어, 화상 재구성에서의 주변부 및 중심부에서 슬라이스 두께가 균일해질 수 있다.
다수열 X선 검출기(24)의 중심 채널 및 주변 채널에서의 열 방향 필터 계수를 제어함으로써, 슬라이스 두께가 중심부 및 주변부 각각에서 제어될 수 있다. 열 방향 필터로 슬라이스 두께를 약간 증가시킴으로써, 아티팩트 및 잡음이 크게 감소된다. 그러한 방법으로, 아티팩트 감소도 및 잡음 감소도가 또한 제어될 수 있다. 즉, 3차원 화상으로서 재구성된 단층상, 즉, xy 평면의 품질이 제어될 수 있다. 다른 실시예로서, 열 방향(z 방향) 필터 계수로서 디콘볼루션 필터를 이용 함으로써, 얇은 슬라이스 두께의 단층상이 또한 실현될 수 있다.
단계 S5에서, 재구성 함수 콘볼루션 처리가 수행된다. 구체적으로, 데이터가 푸리에 변환되고, 결과적인 데이터는 재구성 함수로 승산되며, 역푸리에 변환된다. 재구성 함수 콘볼루션 처리 S5에서, z 필터 콘볼루션 처리된 데이터가 D12로서 설정되고, 재구성 함수 콘볼루션 처리된 데이터가 D13으로서 설정되며, 콘볼루션될 재구성 함수가 Kernel(j)로서 설정되면, 재구성 함수 콘볼루션 처리는 다음과 같이 표현된다.
즉, 재구성 함수 kernel(j)로 모든 j 검출기에 대해 독립 재구성 함수 콘볼루션 처리가 수행될 수 있으므로, 잡음 특성 및 분해능 특성에서의 변화를 열 단위로 보정할 수 있다.
단계 S6에서, 재구성 함수 콘볼루션 처리된 투영 데이터 D13(view, j, i)에 대해 3차원 역투영 처리가 수행됨으로써, 역투영 데이터 D3(x, y)가 얻어진다. 재구성될 화상은 z축에 수직인 평면으로서의 xy 평면에서 3차원 화상으로 재구성된다. 이하의 재구성 영역 P는 xy 평면에 평행한 것으로 가정된다. 3차원 역투영 처리에 대해서는, 도 5를 참조하여 이후에 기술될 것이다.
단계 S7에서, 화상 필터 콘볼루션 및 CT 값 변환과 같은 후처리가 역투영 데이터 D3(x, y, z)에 대해 수행됨으로써, 단층상 D31(x, y)가 얻어진다.
후처리에서의 화상 필터 콘볼루션 처리에서, 3차원 역투영된 단층상이 D31(x, y, z)로서 설정되고, 화상 필터 콘볼루션된 데이터가 D32(x, y, z)로서 설정되며, 화상 필터가 Filter(z)로서 설정되는 경우, 다음과 같은 표현이 얻어진다.
독립 화상 필터 콘볼루션 처리는 모든 j 검출기에 대해 수행될 수 있으므로, 잡음 특성 및 분해능 특성에서의 변화가 모든 j 검출기에 대해 보정될 수 있다.
획득된 단층상은 모니터(6)상에 표시된다.
도 5는 3차원 역투영 처리(도 4에서의 단계 S6)의 세부 사항을 도시하는 흐름도이다.
실시예에서, 화상은 z축에 수직인 평면, 즉, xy 평면에서 3차원 화상으로서 재구성된다. 이하에서, 재구성 영역 P는 xy 평면에 평행한 것으로 가정된다.
단계 S61에서, 단층상을 재구성하는데 필요한 모든 뷰(즉, 360°의 뷰 또는 "180°+ 팬 각도의 양"의 뷰) 중 하나의 뷰에 주목하여, 재구성 영역 P에서의 각각의 화소에 대응하는 투영 데이터 Dr이 추출된다.
도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, xy 평면에 평행한 512x512 화소의 사각 영역은 재구성 영역 P로서 설정되고, y=0에서 x축에 평행한 화소 라인 L0, y=63에서의 화소 라인 L63, y=127에서의 화소 라인 L127, y=191에서의 화소 라인 L191, y=255에서의 화소 라인 L255, y=319에서의 화소 라인 L319, y=383에서의 화소 라인 L383, y=447에서의 화소 라인 L447, y=511에서의 화소 라인 L511이 라인들로서 설정된다. 화소 라인 L0 내지 L511을 X선 투과 방향에서 다수열 X선 검출기(24)의 평면상으로 투영함으로써 얻어진 도 7에 도시된 바와 같은 라인 T0 내지 T511상의 투영 데이터는 화소 라인 L0 내지 L511의 투영 데이터 Dr(view, x, y)로서 추출되며, Dr(view, x, y)에서의 "x, y"는 단층상에서의 각각의 화소(x, y)에 대응한다.
X선 투과 방향은 X선관(21)의 X선 초점, 화소 및 다수열 X선 검출기(24)의 기하학적 위치에 의해 결정된다. X선 검출기 데이터 D0(view, j, i)의 z 좌표 z(view)가 테이블 직선 이동 z 방향 위치 Ztable(view)로서 X선 검출기 데이터에 부착되고, 알려지기 때문에, 다수열 X선 검출기의 데이터 획득 기하학 시스템에서의 X선 초점 및 X선 투과 방향이, 가속/감속 동안에 X선 검출기 데이터 D0(view, j, i)으로 정확하게 얻어질 수 있다.
예를 들면, 화소 라인 L0을 X선 투과 방향에서 다수열 X선 검출기(24)의 평면으로 투영함으로써 얻어진 라인 T0과 같이, 라인의 일부가 다수열 X선 검출기(24)의 채널 방향 밖에 존재하는 경우에, 대응하는 투영 데이터 Dr(view, x, y)은 "0"으로서 설정된다. 라인이 z 방향 밖에 존재하는 경우, 투영 데이터 Dr(view, x, y)은 보외에 의해 얻어진다.
그러한 방법으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 재구성 영역 P의 각각의 화소에 대응하는 투영 데이터 Dr(view, x, y)가 추출될 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 단계 S62에서, 투영 데이터 Dr(view, x, y)가 콘빔 재구성 가중 계수와 승산됨으로써, 도 9에 도시된 바와 같은 투영 데이터 D2(view, x, y)가 발생된다.
콘빔 재구성 가중 계수 w(i, j)는 다음과 같다. 팬 빔 화상 재구성의 경 우, view = βa에서 X선관(21)의 초점과 재구성 영역 P(xy 평면)상의 화소 g(x, y)를 연결하는 직선과 X선 빔의 중심축 Bc에 의해 형성된 각도를 γ로서 설정하고, 그 반대의 뷰를 view = βb로서 설정하면, 다음과 같은 표현이 얻어진다.
재구성 영역 P상의 화소 g(x, y)를 통과하는 X선 빔과 재구성 평면 P에 의해 형성된 각도가 αa이고, 화소 g(x, y)를 통과하는 X선 빔에 대향하는 X선 빔과 재구성 영역 P에 의해 형성된 각도가 αb인 경우, 각도 αa 및 αb는 종속적인 콘빔 재구성 가중 계수 ωa 및 ωb와 승산되고, 그 결과가 가산되어, 역투영 화소 데이터 D2(0, x, y)가 얻어진다.
여기서, D2(0, x, y)_a는 뷰 βa의 투영 데이터를 나타내고, D2(0, x, y)_b는 뷰 βb의 투영 데이터를 나타낸다.
콘빔 재구성 가중 계수의 대향 빔의 합은 다음과 같이 얻어진다.
투영 데이터와 콘빔 재구성 가중 계수 ωa 및 ωb를 승산하여 그 결과들을 가산함으로써, 콘 각도 아티팩트가 감소될 수 있다.
예를 들어, 이하의 수학식에 의해 얻어진 콘빔 재구성 가중 계수 ωa 및 ωb 가 이용될 수 있다. 더욱이, ga는 X선 빔의 가중 계수를 나타내고, gb는 대향하는 X선 빔의 가중 계수를 나타낸다.
팬 빔 각도의 절반이 γmax인 경우, 다음과 같은 수학식이 얻어진다.
(예를 들어, q는 1로 설정됨.)
예를 들면, ga 및 gb의 예로서, max[]는 보다 큰 값을 이용하는 함수이며, 다음과 같이 얻어진다.
팬 빔 화상 재구성의 경우, 재구성 영역 P상의 각각의 화소는 거리 계수와 승산된다. X선관(21)의 초점으로부터 투영 데이터 Dr에 대응하는 다수열 X선 검출기(24)의 검출기 "j" 및 채널 "i" 까지의 거리가 r0으로서 설정되고, X선관(21)의 초점으로부터 투영 데이터 Dr에 대응하는 재구성 영역 P상의 화소까지의 거리가 r1로서 설정되는 경우, 거리 계수는 (r1/r0)2이다.
평행 빔 화상 재구성의 경우, 재구성 영역 P상의 각각의 화소에 콘빔 재구성 가중 계수 w(i, j)만을 승산하는 것으로 충분하다.
단계 S63에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 미리 클리어된 역투영 데이터 D3(x, y)에 투영 데이터 D2(view, x, y)를 화소간 대응 방식으로 가산한다.
단계 S64에서, 단층상을 재구성하는데 필요한 모든 뷰(즉, 360°의 뷰 또는 "180°+ 팬 각도의 양"의 뷰)에 대하여, 단계 S61 내지 S63이 반복됨으로써, 도 10에 도시된 바와 같이, 역투영 데이터 D3(x, y)가 얻어진다.
도 11a 및 11b에 도시된 바와 같이, 재구성 영역 P는 512x512 화소의 사각 영역에 한정되지 않으며, 512 화소의 직경을 갖는 원형 영역일 수도 있다.
실시예 1
실시예가 실제 나선형 스캔에 적용되는 경우, 화상 획득의 전체 영역의 X선 선량 정보, 관심 영역 1(심장)의 X선 선량 정보 및 관심 영역 2(간장)의 X선 선량 정보가 알려진다. 각각의 장기의 X선 노출에 대한 감도의 관점에서, 피검체의 노출 감소가 고려될 수 있다.
또한, 컨벤셔널 스캔(축 스캔) 또는 시네 스캔도 마찬가지로, 도 28에 도시된 바와 같이, 화상 획득의 전체 영역의 X선 선량 정보 및 관심 영역 1의 X선 선량 정보가 각각 알려지므로, 각각의 장기의 X선 노출 및 전체 영역의 X선 노출이 고려될 수 있다.
실시예 2
실시예 2에서, 도 29에 도시된 바와 같은 가변 피치 나선형 스캔의 경우가 기술될 것이다. 가변 피치 나선형 스캔에서는, 도 29에 도시된 바와 같이, z 방향 범위, 예를 들면, 심장, 간장 및 폐 부위에서 나선형 피치 및 잡음 인덱스(화상 잡음의 인덱스 값)가 변화된다. 따라서, 통상적인 컨벤셔널 스캔(축 스캔), 시네 스캔 또는 나선형 스캔에 비교하여, z 방향에서의 위치에서의 X선 선량 정보는 직관적으로 쉽게 알려지지 않으므로, X선 선량 정보를 표시할 필요성이 더욱 크다. 이러한 경우에도, 전체 영역, 관심 영역 1(심장), 관심 영역 2(폐 부위) 및 관심 영역 3(간장) 각각에 대한 X선 선량 정보를 표시함으로써, 조작자에 대해 보다 명확하게 정보가 보여진다. 따라서, 각각의 장기의 X선 노출에 대한 감도의 관점에서, 피검체의 노출 감소가 고려될 수 있다.
실시예 3
실시예 3에서, 스카우트 뷰로부터 얻어진 X선 프로파일 면적을 이용하여, 참조될 물 대체 팬텀과의 상관을 얻는다. 신장, 체중, 연령, 화상 획득 영역 및 성별이 통계적으로 조사된다. 도 30a에 도시된 바와 같이, 성별, 연령의 범위, 영역 각각에 대한 체중, 신장, 영역의 단면적 사이의 관계가 얻어지고, 분포된 통계 데이터로부터 회귀 평면 또는 회귀 곡선이 도출된다. 이와 달리, 도 30b에 도시된 바와 같이, 체중, 신장 및 물 대체 팬텀의 단면적 사이의 관계가 얻어지고, 분포된 통계 데이터로부터 회귀 평면 또는 회귀 곡선이 도출된다. 회귀 평면 또는 회귀 곡선의 표현이 또한 얻어진다.
성별, 연령, 영역, 체중 및 신장이 입력되는 경우, 회귀 평면 또는 회귀 곡선의 표현에 의해, 영역의 단면적 및 물 대체 팬텀의 단면적이 얻어진다. 참조될 물 대체 팬텀이 결정되고, X선 선량 정보가 결정된다. 관심 영역이 설정되는 경우, 관심 영역에서의 X선 선량 정보가 얻어진다.
본 발명의 X선 CT 장치 또는 X선 CT 촬영 방법에 따르면, X선 CT 장치(100)는 다수열 X선 검출기 또는 평탄 패널 X선 검출기에 의해 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 영역 X선 검출기를 갖는 X선 CT 장치의 컨벤셔널 스캔(축 스캔), 시네 스캔 또는 나선형 스캔의 개시시 및 종료시에 존재하는 z 방향에서 확장되는 X선 콘빔에서의 컨벤셔널 스캔(축 스캔), 시네 스캔 또는 나선형 스캔에서의 노출을 감소시키는 효과를 발생시킨다.
[산업상 이용가능성]
실시예에서의 화상 재구성 방법에서와 같이, 종래에 알려진 펠드캄프(feldkamp) 재구성에 의한 3차원 화상 재구성 방법이 이용될 수 있다. 더욱이, 다른 3차원 화상 재구성이 또한 이용될 수 있다. 이와 달리, 2차원 화상 재구성이 이용될 수 있다.
실시에에서는 다수열 X선 검출기 또는 평탄 패널 X선 검출기에 의해 대표되는 매트릭스 구조의 2차원 영역 X선 검출기를 갖는 X선 CT 장치가 기술되었지만, 단일의 X선 검출기의 X선 CT 장치에 의해 마찬가지의 효과가 발생될 수도 있다.
실시예에서, 상이한 계수의 열 방향(z 방향) 필터를 콘볼루션함으로써, 화질의 변화를 조절하고, 열들 사이의 균일한 슬라이스 두께, 아티팩트 및 잡음을 갖는 화질을 실현한다. 다양한 필터 계수가 이용될 수 있으며, 임의의 다양한 필터 계수를 이용함으로써 마찬가지의 효과가 발생될 수 있다.
전술한 실시예에서는 의료용 X선 CT 장치를 기술하였지만, 본 발명은 산업용 X선 CT 장치와, 다른 장치와 조합된 X선 CT-PET 장치 및 X선 CT-SPECT 장치 등에도 적용될 수 있다.
실시예에서는, 도 20에 도시된 바와 같이, 다양한 직경을 갖는 원형 및 타원형의 X선 물 대체 팬텀이 이용되었지만, 다른 형상 및 다른 물질로도 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
실시예에서, 도 26에 도시된 바와 같이 설정되는 관심 영역의 각 점들에서의 X선 선량 정보를, 팬텀의 중심 위치 A와 팬텀의 주변 위치 B 내지 I 사이의 선형 근사화에 의해 얻고, 점들의 합계를 관심 영역의 X선 선량 정보로서 이용한다. 다른 계산 방법에 의해 X선 선량 정보를 얻는 경우에도, 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다. 예를 들어, 관심 영역의 면적 및 위치에서 피검체의 단면과 등가인 팬텀의 X선 선량 정보를 대략적으로 보정하여 얻는 경우에도, 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따르면, X선 CT 장치에 의해 스캐닝될 각각의 관심 영역의 X선 선 량 정보를 표시하여, 노출의 정보를 조작자에게 제시함으로써, 노출의 감소 및 최적화를 달성할 수 있는 X선 CT 장치를 제공할 수 있다.
Claims (11)
- X선 CT 장치(100)에 있어서,서로 대향하여 배치되는 X선 발생기(21)와 X선 검출기(24) 사이에 위치된 피검체를 투과한 X선의 투영 데이터를 획득하는 수단(20)과,상기 투영 데이터를 획득하는 수단에 의해 획득된 투영 데이터로부터 화상을 재구성하는 수단(3)과,상기 화상을 재구성하는 수단에 의해 얻어진 단층상을 표시하는 수단(6)과,단층상의 획득을 위한 다양한 화상 획득 파라미터를 설정하는 수단(2)과,화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는X선 CT 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 X선 검출기(24)는 매트릭스 구조의 2차원 X선 영역 검출기, 평탄 패널 X선 검출기 및 멀티 X선 검출기 중 어느 하나인 X선 CT 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 X선 선량 정보를 표시하는 수단은 컨벤셔널(conventional) 스캔 또는 축(axial) 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 상기 피검체의 체축(body axis)의 방향으로서의 z 방향의 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는 X선 CT 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 X선 선량 정보를 표시하는 수단은 나선형 스캔 또는 가변 피치 나선형(variable-pitch helical) 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 상기 피검체의 체축의 방향으로서의 z 방향의 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는 X선 CT 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 X선 선량 정보를 표시하는 수단은 시네(cine) 스캔의 화상 획득 파라미터 설정 처리가 실행된 경우 상기 피검체의 체축의 방향으로서의 z 방향의 1 스캔에 의해 제공된 화상 획득 영역의 일부 영역의 X선 선량 정보를 표시하거나, 또는 시간 방향의 화상 획득 영역의 X선 선량 정보를 표시하는 수단을 포함하는 X선 CT 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 일부 영역은 상기 피검체의 스카우트 뷰(scout view)상에서 설정되는 X선 CT 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 일부 영역은 관심 영역이고, z 방향에서의 1 스캔 범위의 일부를 설정함으로써 설정되며, 상기 z 방향에 수직인 수직 방향이 y 방향으로서 설정되고, 상기 z 방향 및 상기 y 방향에 수직인 방향이 x 방향으로서 설정되는 경우에, 상기 x 방향 및 상기 y 방향 중 적어도 하나에서의 범위를 지정하는 X선 CT 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 X선 선량 정보는 CTDI 값, DLP 값 및 X선 이용 효율성 중 적어도 하나를 포함하는 X선 CT 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 X선 선량 정보는 상기 피검체의 단면적 또는 상기 피검체의 스카우트 뷰로부터 얻어진 X선 프로파일 면적에 의존하는 값을 포함하는 X선 CT 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 단면적은 상기 피검체의 신장, 체중, 연령, 화상 획득 부위 및 성별 중 적어도 하나로부터 예측되는 X선 CT 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 단면적은 X선 프로파일 면적으로부터 예측되는 X선 CT 장치.
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