KR20160056194A - Multi-layer flat-panel X-ray detector and multi-energy X-ray imaging method using the same - Google Patents

Multi-layer flat-panel X-ray detector and multi-energy X-ray imaging method using the same Download PDF

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KR20160056194A
KR20160056194A KR1020140156292A KR20140156292A KR20160056194A KR 20160056194 A KR20160056194 A KR 20160056194A KR 1020140156292 A KR1020140156292 A KR 1020140156292A KR 20140156292 A KR20140156292 A KR 20140156292A KR 20160056194 A KR20160056194 A KR 20160056194A
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김호경
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주식회사 레이언스
부산대학교 산학협력단
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    • G03B42/02—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays

Abstract

The present invention relates to an X-ray detector capable of acquiring two or more X-ray image signals having different energy levels from an X-ray having a predetermined energy level and an X-ray imaging method capable of realizing a high quality X-ray image, in which desired body tissues are emphasized, by using the X-ray detector. Specifically, the X-ray detector according to the present invention comprises: first and second X-ray detection units arranged in the traveling direction of an X-ray and generating X-ray image signals by detecting the X-ray; and a filter interposed between the first and second X-ray detection units to increase a difference between two energy levels. Also, the X-ray imaging method using an X-ray detector according to the present invention comprises the steps of: (a) irradiating an X-ray and generating first and second X-ray image signals having different energy levels by the first and second X-ray detection units; (b) weighting one of the first and second X-ray image signals; and (c) acquiring a difference image of the first and second X-ray image signals.

Description

다층 구조 평판형 X선 검출기 및 이를 이용한 다중에너지 X선 영상구현방법{Multi-layer flat-panel X-ray detector and multi-energy X-ray imaging method using the same}[0001] The present invention relates to a multi-layer flat panel X-ray detector and a multi-energy X-ray detector using the same,

본 발명은 X선 검출기(X-ray detector) 및 이를 이용한 X선 영상구현방법(X-ray image implementation method)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 일정 에너지 레벨의 X선으로부터 둘 이상의 서로 다른 에너지 레벨의 X선 영상신호를 동시에 획득할 수 있는 X선 검출기 그리고 상기 X선 검출기를 이용하여 원하는 신체조직이 강조된 고품질의 X선 영상을 구현할 수 있는 X선 영상구현방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an X-ray detector and an X-ray image implementation method using the X-ray detector. More specifically, the present invention relates to an X- An X-ray detector capable of simultaneously acquiring an X-ray image signal, and an X-ray imaging method capable of realizing a high-quality X-ray image emphasizing a desired body tissue using the X-ray detector.

X선은 물체를 투과하는 과정 중에 콤프턴산란(compton scattering), 광전효과(photoelectric effect) 등 X선의 에너지 및 물질종류에 따른 일정한 감쇄(attenuation) 현상을 수반한다.X-rays are accompanied by a certain degree of attenuation depending on the X-ray energy and material type, such as compton scattering and photoelectric effect during the process of transmitting an object.

X선 촬영은 이와 같은 감쇄현상을 이용하여 촬영대상의 내부구조를 평면에 투영 표시하는 방사선사진법(radiography)으로서, X선 발생기에서 X선을 발생시켜 촬영대상에 조사하고, 촬영대상을 투과한 X선을 X선 검출기로 검출하여 위치별 X선의 세기를 그레이 스케일(gray scale)로 표시한다. An X-ray radiography is a radiography in which an internal structure of an object to be imaged is projected and displayed on a plane by using such an attenuation phenomenon. The X-ray generator generates X-rays to irradiate an object to be imaged, The X-ray is detected by an X-ray detector and the intensity of the X-ray for each position is displayed in gray scale.

촬영대상을 환자로 가정하면, X선 검출기에서 검출되는 X선의 세기는 X선 에너지 및 X선의 진행경로 상에 놓인 신체조직의 구성물질의 특성(원자번호 및 밀도 등) 등에 따른 X선 감쇄계수의 영향을 받는다. 일례로, 인체 내 공기, 지방, 물, 뼈의 밀도는 0.00129, 0.91, 1.00, 1.85 g/cm의 순서인 동시에 평균 원자번호 역시 같은 순서로 증가하므로 X선의 감쇄계수는 공기, 지방, 물, 뼈의 순서로 증가하고, X선 검출기에서 검출된 X선의 세기는 해당 순서에 따라 감소한다.Assuming that the subject to be photographed is a patient, the intensity of the X-ray detected by the X-ray detector depends on the X-ray energy and the X-ray attenuation coefficient depending on the characteristics (atomic number and density, etc.) get affected. For example, the density of air, fat, water, and bone in the body is in the order of 0.00129, 0.91, 1.00, 1.85 g / cm and the average atomic number increases in the same order. And the intensity of the X-ray detected by the X-ray detector decreases in accordance with the order.

한편, 이 같은 감쇄현상의 X선 에너지 의존성으로 인해 원하는 진단영상을 얻기 위한 X선의 에너지 레벨은 신체조직에 따라 상이할 수 있다.On the other hand, due to the dependency of the X-ray energy on the attenuation phenomenon, the energy level of the X-rays for obtaining the desired diagnostic image may be different depending on the body tissues.

예를 들면, 피부와 같은 연조직의 진단영상을 위해서는 상대적으로 낮은 X선 에너지 레벨이 적합하고, 뼈나 치아와 같은 경조직의 진단영상을 위해서는 상대적으로 높은 에너지 레벨의 X선이 적합하다.For example, relatively low X-ray energy levels are suitable for diagnostic imaging of soft tissues such as skin, and X-rays of relatively high energy levels are suitable for diagnostic imaging of hard tissues such as bones and teeth.

하지만, 인체 내에는 연조직과 경조직이 복합적으로 분포하므로 일정 에너지 레벨의 X선으로 얻어진 진단영상의 품질에는 명확한 한계가 존재한다.However, since the soft tissues and the hard tissues are complexly distributed within the human body, there is a definite limit to the quality of diagnostic images obtained by X-rays at a constant energy level.

도 1은 연조직과 경조직이 복합적으로 분포된 촬영대상의 간단한 단면 모식도로서, X선 진행경로 상에 촬영대상의 연조직인 피부(S)와 경조직인 뼈(B)가 함께 존재한다. 때문에 X선 검출기(10)에서 검출된 X선에는 피부(S)와 뼈(B)의 X선 감쇄계수가 각각의 두께에 비례해서 복합적으로 반영된다.FIG. 1 is a simple cross-sectional schematic diagram of an object to be imaged in which a soft tissue and a hard tissue are complexly distributed, and a skin S and a hard tissue bone B coexist on the X-ray path. Therefore, the X-ray attenuation coefficients of the skin S and the bone B are reflected in the X-rays detected by the X-ray detector 10 in proportion to the respective thicknesses.

이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.The equation is expressed as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

* I는 X선 검출기에서 검출된 X선 강도* I is the X-ray intensity detected by the X-ray detector

* Io는 X선 발생기에서 발생된 X선 강도* Io is the X-ray intensity generated from the X-ray generator

*

Figure pat00002
,
Figure pat00003
는 각각 뼈(B)와 피부(S)의 X선 감쇄계수*
Figure pat00002
,
Figure pat00003
Are the X-ray attenuation coefficients of the bones (B) and the skin (S), respectively

*

Figure pat00004
,
Figure pat00005
는 각각 뼈(B)와 피부(S)의 두께)*
Figure pat00004
,
Figure pat00005
(B) and the thickness of the skin (S), respectively)

따라서 일정 에너지 레벨의 X선으로는 특정 신체조직(예, 병변)을 강조하는 고품질의 진단영상을 얻기 어렵다. 이에 따라 서로 다른 에너지 레벨의 X선을 사용하여 이중 또는 복수 회 촬영한 후 적절한 연산과정을 통해 특정 신체조직을 강조한 영상을 얻을 수도 있다. 하지만 이 경우 X선 촬영 간 시차가 존재하여 장기 또는 촬영대상의 움직임으로 인한 모션 아티팩트(motion artifact)가 발생하며, 촬영시간과 촬영비용의 증가는 물론 촬영대상에 대한 피폭량이 증가할 수도 있다.
Therefore, it is difficult to obtain high-quality diagnostic images emphasizing specific body tissues (eg, lesions) with X-rays at a certain energy level. Accordingly, it is possible to capture an image emphasizing a specific bodily tissue through an appropriate calculation process after photographing twice or multiple times using X-rays of different energy levels. However, in this case, there is a parallax between the X-rays and motion artifacts arise due to long-term or motion of the object to be photographed, and the amount of exposure to the object to be photographed as well as the shooting time and the shooting cost may increase.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 안출된 것으로서, 촬영대상에 조사된 일정 에너지 레벨의 X선으로부터 둘 이상의 서로 다른 에너지 레벨의 X선 영상신호를 일회 촬영으로 동시에 획득할 수 있는 X선 검출기를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an X-ray detector capable of simultaneously acquiring X-ray image signals of two or more different energy levels from a X-ray of a constant energy level irradiated to an object to be imaged The purpose is to provide.

아울러 본 발명은 상기의 X선 검출기로 얻어진 둘 이상의 서로 다른 에너지 레벨의 X선 영상신호를 이용하여 원하는 신체조직이 강조된 고품질의 X선 영상을 구현할 수 있는 구체적인 방도를 제시하는데 그 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a specific method for realizing a high-quality X-ray image emphasizing a desired body tissue using two or more X-ray image signals having different energy levels obtained by the X-ray detector.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, X선의 진행방향을 따라 배치되고 각각 상기 X선을 검출하여 X선 영상신호를 생성하는 제 1 및 제 2 X선 검출부; 상기 제 1 및 2 X선 검출부에서 각각 검출되는 X선 에너지의 차이를 증가시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 X선 검출부 사이에 개재되는 필터를 포함하는 X선 검출기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an X-ray imaging apparatus comprising: first and second X-ray detection units disposed along a traveling direction of X-rays and each detecting X-rays to generate X-ray image signals; And an X-ray detector including a filter interposed between the first and second X-ray detecting units for increasing a difference between X-ray energies detected by the first and second X-ray detecting units, respectively.

이때, 상기 제 1 및 제 2 X선 검출부는 직접변환방식 또는 간접변환방식의 플랫 패널인 것을 특징으로 하고, 상기 필터는 금속 또는 비금속의 박막 또는 그리드인 것을 특징으로 한다.In this case, the first and second X-ray detectors may be a flat panel of a direct conversion type or an indirect conversion type, and the filter may be a metal or non-metal thin film or a grid.

또한, 본 발명은 X선의 진행방향을 따라 나란히 배치되어 상기 X선을 각각 검출하는 제 1 및 제 2 X선 검출부, 상기 제 1 및 2 X선 검출부에서 각각 검출되는 X선 에너지의 차이를 증가시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 X선 검출부 사이에 개재되는 필터를 포함하는 X선 검출기를 이용한 X선 영상구현방법으로서, (a) X선이 조사되고 상기 제 1 및 제 2 X선 검출부가 각각 에너지 레벨이 상이한 제 1 및 제 2 X선 영상신호를 생성하는 단계; (b) 상기 제 1 및 제 2 X선 영상신호 중 어느 하나에 가중치를 적용하는 단계; (c) 상기 제 1 및 제 2 X선 영상신호의 차분영상을 획득하는 단계를 포함하는 X선 영상구현방법을 제공한다.The present invention also provides a method of detecting X-ray radiation, comprising the steps of: detecting first and second X-ray detectors arranged side by side along the traveling direction of X-rays, respectively, Ray detector using an X-ray detector including a filter interposed between the first and second X-ray detecting units, the method comprising the steps of: (a) irradiating X-rays, Generating first and second X-ray image signals having different levels; (b) applying a weight to any one of the first and second X-ray image signals; (c) acquiring a difference image of the first and second X-ray image signals.

이때, 상기 (b) 단계는, 상기 제 1 및 제 2 X선 영상신호의 동일 조직에 대한 컨트라스트가 최소가 되도록 상기 가중치를 적용하는 것을 특징으로 한다.
Here, the step (b) is characterized in that the weight is applied so that the contrast of the same tissue of the first and second X-ray image signals is minimized.

본 발명에 따른 X선 검출기는 일정 에너지 레벨의 X선으로부터 둘 이상의 서로 다른 에너지 레벨의 X선 영상신호를 동시에 획득할 수 있다. 따라서 장기 또는 촬영대상의 움직임으로 인한 모션 아티팩트, 촬영시간과 촬영비용의 증가, 촬영대상에 대한 피폭량이 증가 없이도 1회의 X선 촬영으로 목적하는 에너지 레벨의 X선 영상신호를 동시에 획득할 수 있다.The X-ray detector according to the present invention can simultaneously acquire X-ray image signals of two or more different energy levels from X-rays having a constant energy level. Therefore, it is possible to simultaneously acquire the X-ray image signal of the target energy level by one X-ray photographing without increasing the motion artifact, the photographing time and the photographing cost due to the movement of the organ or the object to be photographed, and the amount of exposure to the object to be photographed.

아울러, 본 발명에 따른 X선 검출기는 X선 검출부와 필터의 수량, 두께, 재질을 조절하여 원하는 에너지 레벨의 X선 영상신호를 획득할 수 있는 장점이 있다.In addition, the X-ray detector according to the present invention has an advantage that an X-ray image signal having a desired energy level can be obtained by controlling the quantity, thickness, and material of the X-ray detector and the filter.

또한, 본 발명에 따른 X선 영상구현방법은 둘 이상의 서로 다른 X선 영상신호를 이용하여 원하는 신체조직이 강조된 고품질의 X선 영상을 구현할 수 있다. 따라서 1회의 X선 촬영으로도 사용자가 원하는 신체조직에 대한 고품질의 X선 영상을 제공할 수 있다.
Also, the X-ray image realizing method according to the present invention can realize a high-quality X-ray image in which a desired body tissue is emphasized by using two or more different X-ray image signals. Therefore, it is possible to provide a high-quality X-ray image to the body tissue desired by the user even with one X-ray photographing.

도 1은 일반적인 X선 촬영방법을 나타낸 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 X선 검출기의 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 X선 검출기의 일례를 나타낸 모식도.
도 4 내지 도 6는 각각 본 발명에 따른 X선 검출기의 여러 가지 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 X선 영상구현방법을 나타낸 순서도.1 is a schematic view showing a general X-ray imaging method.
2 is a schematic diagram of an X-ray detector according to the present invention.
3 is a schematic diagram showing an example of an X-ray detector according to the present invention.
Figs. 4 to 6 are views showing various examples of the X-ray detector according to the present invention, respectively. Fig.
7 is a flowchart illustrating an X-ray imaging method according to the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일례를 상세히 살펴본다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 X선 검출기(20)의 모식도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of an X-ray detector 20 according to the present invention.

보이는 것처럼, 본 발명에 따른 X선 검출기(20)는 X선의 진행경로를 따라 배치된 n(단, n은 2 이상의 정수, 이하 동일하다.)개의 X선 검출부(22,32) 그리고 바람직하게는 n개의 X선 검출부 사이에 적절히 개재된 필터(42)를 포함한다. As shown, the X-ray detector 20 according to the present invention includes n (where n is an integer equal to or greater than 2) X-ray detection units 22 and 32 arranged along the path of the X- and a filter 42 suitably interposed between the n X-ray detecting portions.

X선 검출부(22,32)는 X선을 각각 검출하는 단위 검출장치로서 조사면으로 입사되는 X선의 위치별 세기에 따라 X선 영상신호를 생성한다.The X-ray detecting units 22 and 32 are unit detecting devices for detecting X-rays, respectively, and generate an X-ray image signal according to the intensity of the X-ray incident on the irradiation surface.

이를 위한 X선 검출부(22,32)는 각각 X선에 감응하는 복수의 X선 센서가 2차원 평면을 따라 매트릭스 형태로 배열된 플랫 패널(flat panel) 검출기일 수 있다. 세부적으로 X선 검출부(22,32)는 CdTe, CdZnTe, GaAs, Se, PBI2 등의 반도체 재질의 광전물질(photoconductors)을 이용해서 X선을 직접 전기신호로 변환 및 검출하는 직접변환방식(direct conversion method) 또는 GADOX, CsI(Tl) 등의 섬광체를 이용해서 X선을 가시광선으로 변환한 후 광소자를 통해 전기적 신호로 변환하는 간접변환방식(indirect conversion method)을 채택할 수 있다.The X-ray detecting units 22 and 32 may be flat panel detectors in which a plurality of X-ray sensors, which are sensitive to X-rays, are arranged in a matrix form along a two-dimensional plane. Specifically, the X-ray detecting units 22 and 32 are a direct conversion system for converting and detecting X-rays directly into electric signals using photoconductors of semiconductor materials such as CdTe, CdZnTe, GaAs, Se, PBI2, method, or an indirect conversion method in which X-rays are converted to visible light using a scintillator such as GADOX or CsI (Tl), and then converted into an electrical signal through an optical device.

필터(42)는 X선 검출부(22,32) 사이에 개재되어 각 X선 검출부에서 측정되는 X선의 평균 에너지의 차이를 증가시킨다.The filter 42 is interposed between the X-ray detecting portions 22 and 32 to increase the difference in average energy of the X-rays measured by the respective X-ray detecting portions.

이를 위한 필터(42)는 소정의 X선 투과율을 나타내는 금속 또는 비금속 재질의 박막(thin film)이나 그리드(grid)일 수 있고, 필터(42)의 X선 투과율은 그 재질 내지는 형태에 따라 결정된다. 그리고 필터(42)는 X선의 진행방향에 대해 선 후단에 존재하는 적어도 하나의 X선 검출부(22,32)에 일체로 형성되거나 별도로 개재될 수 있고, n-1개 이하의 수로 n개의 X선 검출부(22,32) 사이에 적절히 배치된다. The filter 42 for this purpose may be a thin film or a grid of metal or non-metal material exhibiting a predetermined X-ray transmittance, and the X-ray transmittance of the filter 42 is determined depending on the material or form thereof . The filter 42 may be formed integrally with or separated from at least one of the X-ray detecting portions 22 and 32 located at the rear end of the X-ray traveling direction, and may include n X- And is appropriately disposed between the detecting portions 22 and 32. [

참고로, 본 발명에 따른 X선 검출기(20)에 포함되는 X선 검출부(22,32)의 수량은 X선 영상에서 강조하고자 하는 촬영대상 내부의 신체조직 종류 및 수량 내지는 목적에 따라 조절될 수 있다. For reference, the quantity of the X-ray detecting units 22 and 32 included in the X-ray detector 20 according to the present invention can be adjusted according to the kind of body tissue, have.

그 결과 본 발명에 따른 X선 검출기(20)는 X선을 각각 검출하는 n개의 X선 검출부(22,32)가 필터(42)를 사이에 두고 X선의 진행방향을 따라 순차적으로 배치된 형태를 나타낸다. 따라서 X선은 n개의 X선 검출부(22,32)를 차례로 투과하면서 그 사이의 필터(42)에 의한 선속경화(beam hardening)에 의해 더욱 감쇄되고, 이로써 n개의 X선 검출부(22,32)는 에너지 레벨이 서로 상이한 X선을 각각 검출한다.As a result, the X-ray detector 20 according to the present invention has a configuration in which n X-ray detecting portions 22 and 32 for respectively detecting X-rays are sequentially arranged along the advancing direction of the X- . Therefore, the X-rays are further attenuated by the beam hardening by the filter 42 between the X-ray detecting portions 22 and 32 while passing through the n X-ray detecting portions 22 and 32, X-rays having different energy levels from each other.

따라서 본 발명에 따른 X선 검출기(20)는 일정 에너지 레벨의 X선으로부터 서로 다른 2 이상 에너지 레벨의 X선 영상신호를 동시에 검출할 수 있다.Therefore, the X-ray detector 20 according to the present invention can simultaneously detect X-ray image signals of two or more energy levels from an X-ray having a constant energy level.

도 3은 본 발명에 따른 X선 검출기의 일례로 X선 검출부(22,32)가 2개인 경우를 나타낸 모식도로서, 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)에서 각각 검출되는 X선의 에너지 스펙트럼을 함께 나타내었다.FIG. 3 is a schematic view showing an example of an X-ray detector according to the present invention, in which two X-ray detecting portions 22 and 32 are provided, in which the energy of X-rays detected by the first and second X- The spectra are shown together.

보이는 것처럼, 본 발명에 따른 X선 검출기는 제 1 X선 검출부(22)에서 검출되는 X선의 평균 에너지 레벨과 제 2 X선 검출부(32)에서 검출되는 X선의 평균 에너지 레벨이 서로 상이한 것을 확인할 수 있다. As can be seen, the X-ray detector according to the present invention can confirm that the average energy level of the X-ray detected by the first X-ray detecting unit 22 and the average energy level of the X-ray detected by the second X-ray detecting unit 32 are different from each other have.

이때, 제 2 X선 검출부(32), 즉 임의의 X선 검출부에서 검출되는 X선의 에너지 레벨은 제 1 X선 검출부(22), 즉 그 이전의 X선 검출부의 두께 및 X선 감쇄계수와 그 사이에 개재된 필터(42)의 두께 및 X선 감쇄계수에 의해 영향을 받는다. 따라서 본 발명에 따른 X선 검출기에서 X선 검출부(22,32)의 두께 및 X선 감쇄계수와 필터(42)의 두께 및 X선 감쇄계수를 적절히 조절하면 각각의 X선 검출부(22,32)에서 원하는 에너지 레벨의 X선을 검출할 수 있다. 이때, X선 검출부(22,32)의 두께 및 X선 감쇄계수에 의해 원하는 특정 에너지 레벨의 X선을 얻을 수 있다면 필터(42)는 생략되는 것도 가능하다.At this time, the energy level of the X-ray detected by the second X-ray detecting unit 32, that is, the arbitrary X-ray detecting unit is determined by the thickness and X-ray attenuation coefficient of the first X-ray detecting unit 22, And the X-ray attenuation coefficient of the filter 42 interposed between them. Accordingly, in the X-ray detector according to the present invention, the thickness of the X-ray detecting portions 22 and 32, the X-ray attenuation coefficient, the thickness of the filter 42 and the X- The X-ray of the desired energy level can be detected. At this time, the filter 42 may be omitted if an X-ray having a desired specific energy level can be obtained by the thickness of the X-ray detecting portions 22 and 32 and the X-ray attenuation coefficient.

도 4 내지 도 6는 각각 본 발명에 따른 X선 검출기(20)의 여러 가지 예시를 나타낸 도면이다. 편의상 X선 검출부가 2개인 경우로 나타내었다. 4 to 6 are views showing various examples of the X-ray detector 20 according to the present invention, respectively. For the sake of convenience, it is shown that there are two X-ray detection units.

도 4는 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)가 모두 간접변환방식인 경우로서, 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)는 각각 포토다이오드 등의 광소자가 픽셀(pixel) 단위의 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 제 1 및 제 2 지지기판(24,34) 그리고 X선의 입사방향을 향해 제 1 및 제 2 지지기판(24,34) 일면에 적층된 제 1 및 제 2 섬광체층(25,35)을 포함한다. FIG. 4 shows a case where both the first and second X-ray detecting units 22 and 32 are indirect conversion systems, and the first and second X-ray detecting units 22 and 32 each have an optical element such as a photodiode, The first and second support substrates 24 and 34 arranged in a matrix form and the first and second support substrates 24 and 34 laminated on one surface of the first and second support substrates 24 and 34 toward the incident direction of X- And includes a scaly layer (25, 35).

도 5는 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)가 모두 직접변환방식인 경우로서, 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)는 각각 제 1 및 제 2 지지기판(24,34) 그리고 X선의 입사방향을 향하는 제 1 및 제 2 지지기판(24,34) 일면의 픽셀전극(pixel electrode, 26,36)과 상부전극(top electrode, 28,38) 사이에 배치된 제 1 및 제 2 광도전층(27,37)을 포함한다.5 shows a case where the first and second X-ray detecting portions 22 and 32 are all of the direct conversion type, and the first and second X-ray detecting portions 22 and 32 are provided on the first and second supporting substrates 24, 34 disposed between the pixel electrodes 26 and 36 and the top electrodes 28 and 38 on one surface of the first and second supporting substrates 24 and 34 facing the incident direction of X- And a second photoconductive layer (27, 37).

도 6은 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32) 중 하나가 간접변환방식이고 나머지 하나가 직접변환방식인 경우로서, 임의로 제 1 X선 검출부(22)는 포토다이오드 등의 광소자가 픽셀 단위의 매트릭스 형태로 배열된 제 1 지지기판(24) 및 X선 입사방향을 향해 제 1 지지기판(24) 일면에 적층된 섬광체층(25)을 포함하고, 제 2 X선 검출부(32)는 제 2 지지기판(34) 및 X선의 입사방향을 향하는 제 2 지지기판(34) 일면의 픽셀전극(36)과 상부전극(38) 사이에 배치된 광도전층(37)을 포함한다. 6 shows a case where one of the first and second X-ray detecting units 22 and 32 is an indirect conversion system and the other is a direct conversion system. Optionally, the first X-ray detecting unit 22 may include a photodetector, Ray detection unit 32 includes a first support substrate 24 arranged in the form of a matrix of units and a scintillator layer 25 laminated on one surface of the first support substrate 24 in the X- And a photoconductive layer 37 disposed between the second support substrate 34 and the pixel electrode 36 and the upper electrode 38 on one surface of the second support substrate 34 facing the incident direction of X-rays.

참고로, 본 도면에 있어서 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)는 X선 진행방향에 대해 순서를 달리할 수 있음은 물론이다. 더 나아가, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 X선 검출기(20)의 몇 가지 예시에 지나지 않으며, 앞서 살펴본 것처럼, X선 검출부(22,32)와 필터(42)의 수량, 두께, 재질 등은 목적에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
It is needless to say that the first and second X-ray detecting portions 22 and 32 may be arranged in the order of the X-ray advancing direction in this figure. 4 to 6 are merely examples of the X-ray detector 20 according to the present invention. As described above, the quantity, the thickness, the material of the X-ray detecting portions 22, 32 and the filter 42 Etc. may be variously modified depending on the purpose.

한편, 본 발명에 따른 X선 검출기는 일정 에너지 레벨의 X선으로부터 둘 이상의 서로 다른 에너지 레벨의 X선 영상신호를 동시에 획득할 수 있는바, 본 발명은 둘 이상의 서로 다른 에너지 레벨의 X선 영상신호를 이용하여 사용자가 원하는 특정 신체조직이 강조된 영상을 구현할 수 있는 X선 영상구현방법을 함께 제공한다.The X-ray detector according to the present invention can simultaneously acquire X-ray image signals of two or more different energy levels from an X-ray having a constant energy level. Ray image that can be imaged by a user with a particular body tissue.

도 7은 본 발명에 따른 X선 영상구현방법의 일례를 나타낸 순서도로서, 편의상 도 3을 함께 참조하여 살펴본다.FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an X-ray imaging method according to the present invention. Referring to FIG.

본 발명에 따른 X선 영상구현방법을 위해서는 먼저, 본 발명에 따른 X선 검출기(20)를 이용하여 촬영대상을 X선 촬영한다.(st1) In order to implement an X-ray imaging method according to the present invention, an object to be imaged is X-rayed using an X-ray detector 20 according to the present invention. (St1)

그 결과 본 발명에 따른 X선 검출기(20)의 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)에는 각각 서로 다른 에너지 레벨의 X선이 검출되고, 각각 서로 다른 에너지 레벨의 제 1 및 제 2 X선 영상신호가 얻어진다. 참고로, 제 1 및 제 2 X선 검출부(22,32)는 X선 발생부와 거리가 서로 다르므로 확대율의 차이가 있을 수 있다. 따라서 필요하다면 제 1 및 제 2 X선 영상신호의 확대율을 동일하게 할 수 있다.As a result, X-rays of different energy levels are detected in the first and second X-ray detecting portions 22 and 32 of the X-ray detector 20 according to the present invention, respectively, and first and second An X-ray image signal is obtained. For reference, the first and second X-ray detecting units 22 and 32 may have different magnification ratios because they are different in distance from the X-ray generating unit. Therefore, if necessary, the enlargement ratio of the first and second X-ray image signals can be made equal.

이때, 제 1 X선 검출부(22)에서 검출된 X선의 에너지 레벨은 제 2 X선 검출부(32)에서 검출된 X선의 에너지 레벨에 비해 상대적으로 높고, 그 차이는 제 1 X선 검출부(22)와 필터(42)의 두께 및 감쇄계수에 따른다.The energy level of the X-ray detected by the first X-ray detecting unit 22 is relatively higher than the energy level of the X-ray detected by the second X-ray detecting unit 32, The thickness of the filter 42 and the attenuation coefficient.

이어서, 제 1 및 제 2 X선 영상신호 중 적어도 하나에 가중치 적용한다.(st2)Then, weighting is applied to at least one of the first and second X-ray image signals (st2)

이때, 가중치를 적용하는 방법은 제 1 및 제 2 X선 영상신호에 있어서 동일 조직의 컨트라스트(contrast)가 최소가 되는 값을 이용할 수도 있고, 감쇄계수를 이용하여 해석적인 방법으로 구할 수도 있다.At this time, the method of applying the weight may use a value that minimizes the contrast of the same tissue in the first and second X-ray image signals, or may be obtained by an analytical method using the attenuation coefficient.

연조직 또는 경조직을 강조하는 영상을 획득하기 위해 필요한 가중치는 서로 다르기 때문에 목적에 따라 각기 따로 구해야 하나, 가중치를 구하는 방법은 서로 같다.Since the weights needed to acquire images that emphasize soft tissue or hard tissue are different, they must be obtained separately for each purpose, but the methods for obtaining the weights are the same.

마지막으로, 제 1 및 제 2 X선 영상신호의 차분 영상을 구현한다.(st3)Finally, a differential image of the first and second X-ray image signals is implemented. (St3)

이때, 연조직 또는 경조직을 강조하는 영상을 획득하기 위해 구한 가중치를 제 1 검출부(22)에서 획득한 영상에 취한 후 제 2 검출부(32)에서 획득한 영상과의 차분영상을 구현한다.
At this time, a weight value obtained for acquiring an image emphasizing a soft tissue or a hard tissue is taken as an image obtained by the first detection unit 22, and a difference image between the image and the image obtained by the second detection unit 32 is implemented.

이로써, 사용자가 원하는 특정 신체조직이 강조된 고품질 영상을 구현할 수 있다. Thus, a high quality image emphasizing a specific body tissue desired by the user can be realized.

한편, 앞서 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 X선 검출기(20)의 X선 검출부의 수량(22,32)은 진단목적 내지는 촬영대상 내 신체조직의 종류 및 수량에 따라 결정될 수 있고, 각각의 X선 검출부로부터 서로 다른 에너지 레벨의 X선 영상신호를 획득할 수 있는바, 이들 X선 영상신호를 이용하면 사용자가 원하는 신체조직이 강조된 고품질 영상을 구현할 수 있음은 추가의 설명이 없더라도 당업자라면 충분히 이해할 수 있다.As described above, the quantity (22, 32) of the X-ray detector of the X-ray detector 20 according to the present invention can be determined according to the type of diagnosis target or the type and amount of the body tissue in the subject to be imaged, It is possible to acquire X-ray image signals of different energy levels from the detection unit. Even if there is no further description that a user can implement a high-quality image emphasizing a desired body tissue by using these X-ray image signals, have.

즉, 이상의 설명 및 도면은 본 발명의 예시에 지나지 않으며, 본 발명은 얼마든지 다양한 변형이 있을 수 있다. 하지만, 이들 변형이 본 발명의 기술사상 내에 있다면 본 발명의 권리범위에 속한다 해야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위를 통해 확인할 수 있다.
That is, the above description and drawings are only examples of the present invention, and the present invention can be variously modified in various ways. However, if these variations are within the technical scope of the present invention, they should belong to the scope of the present invention, and the scope of the present invention can be confirmed through the following claims.

20 : X선 검출기
22,32 : 제 1 및 제 2 X서 검출부
42 : 필터20: X-ray detector
22 and 32: first and second X-
42: Filter

Claims (5)

X선의 진행방향을 따라 배치되고, 각각 X선을 검출하여 X선 영상신호를 생성하는 제 1 및 제 2 X선 검출부; 및
상기 제 1 및 2 X선 검출부에서 각각 검출되는 X선 에너지의 차이를 증가시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 X선 검출부 사이에 개재되는 필터를 포함하는 다층 구조 평판형 X선 검출기.
First and second X-ray detection units disposed along the traveling direction of X-rays, each detecting X-rays to generate X-ray image signals; And
And a filter interposed between the first and second X-ray detecting units to increase a difference between X-ray energies detected by the first and second X-ray detecting units, respectively.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 X선 검출부는 직접변환방식 또는 간접변환방식의 플랫 패널인 다층 구조 평판형 X선 검출기.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second X-ray detection units are flat panels of a direct conversion type or an indirect conversion type.
청구항 1에 있어서,
상기 필터는 금속 또는 비금속의 박막 또는 그리드인 다층 구조 평판형 X선 검출기.
The method according to claim 1,
Wherein the filter is a thin film or a grid of metal or non-metal.
X선의 진행방향을 따라 나란히 배치되어 X선을 각각 검출하는 제 1 및 제 2 X선 검출부, 상기 제 1 및 2 X선 검출부에서 각각 검출되는 X선 에너지의 차이를 증가시키기 위해 상기 제 1 및 제 2 X선 검출부 사이에 개재되는 필터를 포함하는 X선 검출기를 이용한 다중에너지 X선 영상구현방법으로서,
(a) X선이 조사되고 상기 제 1 및 제 2 X선 검출부가 각각 에너지 레벨이 상이한 제 1 및 제 2 X선 영상신호를 생성하는 단계;
(b) 상기 제 1 및 제 2 X선 영상신호 중 적어도 하나에 가중치를 적용하는 단계; 및
(c) 상기 제 1 및 제 2 X선 영상신호의 차분영상을 획득하는 단계를 포함하는 다중에너지 X선 영상구현방법.
A first and a second X-ray detection unit arranged side by side along the traveling direction of the X-rays to detect X-rays, respectively, and first and second X-ray detection units for detecting the X- Ray detector using an X-ray detector including a filter interposed between two X-ray detecting units,
(a) generating first and second X-ray image signals irradiated with X-rays and the first and second X-ray detecting units having different energy levels, respectively;
(b) applying a weight to at least one of the first and second X-ray image signals; And
(c) acquiring a difference image of the first and second X-ray image signals.
청구항 4에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 제 1 및 제 2 X선 영상신호의 동일 조직에 대한 컨트라스트가 최소가 되도록 상기 가중치를 적용하는 다중에너지 X선 영상구현방법.The method of claim 4,
And (b) applying the weight to minimize the contrast of the first and second X-ray image signals for the same tissue.
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