WO2018092940A1 - 맘모그래피 시스템 및 맘모그래피 촬영 방법 - Google Patents

맘모그래피 시스템 및 맘모그래피 촬영 방법 Download PDF

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WO2018092940A1
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WO
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breast
pressure
panel
ray
mammography
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PCT/KR2016/013267
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English (en)
French (fr)
Inventor
이재준
김태우
최성일
Original Assignee
주식회사 바텍
(주)바텍이우홀딩스
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like

Definitions

  • the present invention relates to a mammography system and a method for photographing mammography, and more particularly, to a mammography system and a mammoth that can achieve high accuracy while providing comfort to a subject by eliminating or minimizing pain or discomfort to a subject. Relates to a photography method.
  • a mammography system is an X-ray imaging apparatus used for early diagnosis of breast cancer and microcalcification.
  • the mammography system transmits a certain amount of X-rays to a breast of a subject and detects the transmitted X-rays using an image sensor. , To obtain a two-dimensional image.
  • DBT digital breast tomosynthesis
  • DBT is a technique that can be obtained by rotating the X-ray tube within a limited angle to obtain two-dimensional images from various angles, and to reconstruct the two-dimensional images to obtain a three-dimensional tomosynthesis.
  • the conventional mammography system to which the DBT technology is applied has a structure in which a press panel for pressurizing the breast is located between the X-ray generator and the X-ray detector, and the X-ray is generated while the breast is positioned above the X-ray detector and the press panel presses the breast.
  • the part rotates in a limited angle range to take a picture from multiple angles.
  • the purpose of pressurizing the breast with the pressure panel is to photograph in a state where the breast is pressed in order to separate the cores (parts likely to have lesions or microcalcifications) and the like that overlap with the mammary gland.
  • the key driving mechanism for minimizing the inconvenience of the examinee and obtaining high quality X-ray images is the pressing operation of the pressing panel. That is, the pressure panel is directly connected to pain or discomfort felt by the subject by applying direct pressure on the breast during imaging.
  • the present invention has been proposed to solve such a problem, and provides a mammography system and a mammography photographing method that can obtain excellent image quality while providing comfort to a subject by eliminating or minimizing pain or discomfort to a subject. Its purpose is to.
  • the mammography system including a X-ray detector and an X-ray generator, a mammography system including a mammography apparatus for obtaining a variety of X-ray image data to the breast of the subject, A pressure panel movably installed between the X-ray generator and the X-ray detector to press the breast at a predetermined pressure; And a controller for controlling the movement of the pressure panel, wherein the controller stops the movement of the pressure panel when the speed of the pressure panel is equal to or less than a predetermined threshold value, and when the speed of the pressure panel is greater than a predetermined threshold value. Continue moving the pressure panel.
  • the mammography system further includes a repulsive force measuring means for measuring the repulsive force from the breast according to the predetermined pressure, wherein the controller measures the speed of the pressing panel when the measured repulsive force reaches a predetermined ratio of the predetermined pressure. can do.
  • the predetermined ratio may be 50% or more.
  • the mammography system may further include a thickness measuring unit for measuring the thickness of the breast pressed when the movement of the pressing panel is stopped.
  • the thickness measuring unit may measure the thickness of the breast by a distance between the support panel supporting the breast and the pressing panel.
  • the mammography system may further include a photographing condition setting unit that performs automatic exposure control using the measured thickness information.
  • the mammography system may further include an image reconstruction unit configured to reconstruct a 3D tomography image from the multi-angle X-ray image day by using the measured thickness information.
  • the photographing condition setting unit or the image reconstructing unit may be provided in a computing device separate from the mammoth photographing apparatus.
  • the mammography imaging method includes an X-ray detector and an X-ray generating unit, and as a mammography imaging method in a mammography apparatus for acquiring multiple angles of X-ray image data of a breast of a subject
  • the present invention it is possible to remove or minimize the pain or discomfort applied to a subject, thereby providing a comfort to the subject, while obtaining excellent image quality.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a mammoth photographing apparatus included in a mammography system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a specific configuration of a controller for controlling the movement of the pressing panel, according to an embodiment of the present invention.
  • 3A shows the breast being compressed before the breast is completely compressed at the set pressure.
  • 3B is a view showing a state in which the breast is fully compressed at the set pressure.
  • FIG. 4 illustrates a configuration of a mammography system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a mammography photographing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a mammoth photographing apparatus 100 included in a mammography system according to an embodiment of the present invention.
  • the mammography apparatus 100 may include a main body 110, a gantry 120, an X-ray generator 130, a pressing panel 140a, a support panel 140b, and an X-ray detector 150. It may include.
  • the X-ray generator 130 includes an X-ray source to provide X-rays, and the X-ray detector 150 detects and images X-rays generated by the X-ray generator 130 and transmitted through the breast of the patient. To provide.
  • the pressure panel 140a is positioned between the X-ray generating unit 130 and the X-ray detector 150 and is installed to be movable in the vertical direction, so that the breast of the examinee is in close contact with the upper surface of the support panel 140b. Provides the ability to pressurize the breast.
  • the support panel 140b is positioned between the pressure panel 140a and the X-ray detector 150 and serves to support the breast of the examinee.
  • the pressing panel 140a moves downward to pressurize the breast placed on the support panel 140b.
  • the support panel 140b may be included as an optional configuration. When the support panel 140b is included, the support panel 140b serves to support the breast of the subject. However, when the support panel 140b is not included, the X-ray detector 150 is used to support the breast of the subject. It can provide a supportive role to be raised.
  • the pressing panel 140a presses and fixes the breast while the breast of the examinee is positioned on the support panel 140b.
  • the gantry 120 or the X-ray generating unit 130 may acquire X-ray image data of various angles by photographing while rotating by a predetermined angle range.
  • the X-ray generator 130 is composed of a plurality of X-ray sources arranged in an arc shape, for example, and the plurality of X-ray sources are sequentially By radiating X-rays, multiple angles of X-ray image data may be obtained.
  • each of the plurality of X-ray sources may be composed of a field emission type X-ray source including a nano structure emitter such as carbon nanotubes.
  • the mammoth imaging apparatus 100 in order to eliminate or minimize the pain or discomfort to the subject, includes a controller for controlling the movement of the pressing panel 140a.
  • the subjects need to be appropriately pressured according to the breast size and density, and it is not easy to determine how much pressure is appropriate for the subject, and it can be very cumbersome. If the subject complains of pain while moving the pressure panel 140a at a certain pressure, the pressure may be stopped manually. However, this method is also not appropriate because the endurance level is different for each subject. can not do it.
  • the controller for controlling the movement of the pressing panel 140a measures the speed of the pressing panel after the repulsive force from the breast becomes a predetermined ratio with respect to the pressure applied to the breast, thereby changing the speed of the pressing panel 140a.
  • the movement of the pressing panel 140a is stopped so that the breast of the subject is no longer pressed. If the speed change amount of the pressure panel is less than or equal to a predetermined reference value, that is, the speed of the pressure panel is larger than the predetermined threshold value, the pressure panel 140a is continuously moved to further compress the breast.
  • the controller 200 may include a pressure setting unit 210, a reaction force measuring unit 220, a speed measuring unit 230, and a movement control unit 240.
  • the pressure setting unit 210 sets the pressure to be applied to the breast by the pressure panel 140a. If the maximum value of the pressure that can be set is, for example, 20 kgf, 20 kgf may be set as a default, or may be set to a specific value of 20 kgf or less according to a user's selection.
  • the movement controller 240 moves the pressure panel 140a downward so that the pressure panel 140a presses the breast at the set pressure.
  • Repulsive force measuring unit 220 measures the repulsive force from the breast to the pressure applied to the breast, that is, the repulsive force applied to the pressure panel 140a from the breast.
  • the repulsive force applied from the breast BR to the pressure panel 140a is measured by providing a pressure sensor at a portion where the pressure panel 140a and the breast BR contact, or by providing a spring at a driving part of the pressure panel 140a. It can be measured using various known methods such as measuring through the deformation of the spring.
  • FIG. 3A is a diagram showing the repulsive force f1 from the breast before the breast BR is completely pressed at the set pressure F.
  • FIG. 3A As shown in FIG. 3A, before the breast BR is completely pressed by the pressure F of the pressure panel 140a, the repulsive force f1 from the breast BR is lower than the pressure F of the pressure panel 140a. As the pressing panel 140a moves downward, the breast BR is further compressed and the repulsive force f1 gradually increases.
  • Repulsive force measurement unit 220 checks whether the measured repulsive force (f1) is a predetermined ratio of the set pressure (F).
  • the predetermined ratio may be a fixed value or a value set according to a user's selection. At this time, the predetermined ratio is for determining the speed measurement point of the pressure panel 140a to be described later, which may vary from device to device, but preferably the minimum compression position to obtain the minimum quality X-ray image even if the compression is no longer performed.
  • the predetermined ratio may be set to a value such as 50%, 60%, or 70% of the maximum value of the set pressure.
  • the speed measuring unit 230 checks the speed of the pressure panel 140a. At this time, the pressing panel 140a may continue to press.
  • the speed of the pressure panel 140a is ideally an instantaneous speed at a predetermined time interval after the time when the repulsive force f1 becomes a predetermined ratio of the pressure F, but in actual implementation, the repulsive force f1 is the pressure F It can also be measured as the average speed for each section immediately after the predetermined ratio of).
  • the speed measuring unit 230 may measure the speed of the pressing panel 140a in a predetermined section unit immediately after the repulsive force f1 becomes a predetermined ratio of the pressure F.
  • the speed of the pressurizing panel 140a can be measured using various well-known methods, such as measuring through the rotation speed of a motor which drives the pressurizing panel 140a.
  • the speed measuring unit 230 checks whether the speed of the pressure panel 140a is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • the predetermined threshold value is smaller than the original moving speed of the pressure panel 140a (that is, the moving speed in the absence of an obstacle), and the ratio of the reference pressure and the repulsive force, the speed change profile measured for various subjects, and the like. In consideration of this, it can be set to an appropriate value.
  • the movement control unit 240 stops the movement of the pressure panel 140a so that the breast BR of the subject is no longer pressed. For example, referring to FIG. 3A, when the repulsive force f1 from the breast BR is 50% of the pressure of the pressure panel 140a and the speed of the pressure panel 140a is equal to or less than a predetermined threshold, the pressure panel 140a. Before pressing the breast BR completely by the pressure of the movement of the pressing panel 140a is stopped.
  • the movement control unit 240 includes the pressure panel ( 140a) continues to move to the set pressure (F). If the speed of the pressure panel 140a is lower than the predetermined threshold during this process, the movement of the pressure panel 140a is stopped, and if the speed of the pressure panel 140a is higher than or equal to the predetermined threshold, for example, as shown in FIG. 3B, The pressure panel 140a is moved until the repulsive force f2 from the breast BR is equal to the pressure F of the pressure panel 140a, and eventually compression is made at the initially set pressure F.
  • the mammography system has a thickness measuring unit together with the mammography apparatus 100 as shown in FIG. 4.
  • the photographing condition setting unit 320 and the image reconstructing unit 330 may be included.
  • the thickness measuring unit 310, the photographing condition setting unit 320, and the image reconstructing unit 330 may be provided in the main body 110 of the mammoth photographing apparatus 100, as shown in FIG. It may be provided in a separate computing device 300. In the latter case, the computing device 300 may transmit / receive data with the mammoth photographing apparatus 100 using wired or wireless communication.
  • a part of the thickness measuring unit 310, the shooting condition setting unit 320, and the image reconstructing unit 330 may be computed separately from the mammography apparatus 100, and the other part may be computed separately from the mammography apparatus 100. It may be provided in the device 300.
  • the thickness measuring unit 310 measures the thickness of the pressed breast BR. 3A and 3B, since the thickness of the pressurized breast BR corresponds to the distance between the pressing panel 140a and the supporting panel 140b, the breast at the distance between the pressing panel 140a and the supporting panel 140b.
  • the thickness of (BR) can be measured.
  • the distance between the pressing panel 140a and the supporting panel 140b is calculated using various known methods, such as using the initial position of the pressing panel 140a with respect to the supporting panel 140b and the moving distance of the pressing panel 140a. Can be measured.
  • measuring the thickness of the pressed breast BR is to obtain more accurate image data by performing X-ray imaging and image reconstruction in consideration of the thickness of the breast BR.
  • the shooting condition setting unit 320 performs auto exposure control (AEC) using the thickness information measured by the thickness measuring unit 310.
  • AEC auto exposure control
  • Automatic exposure control is a technology that automatically calculates various conditions necessary for X-ray imaging so that an appropriate amount of X-rays are irradiated to the breast to obtain a certain quality image at an appropriate dose.
  • the photographing condition setting unit 320 determines the tube voltage, irradiation dose, and exposure time appropriate to the thickness by using breast thickness information, and then takes a pre-shot. Based on the image quality, the main shot (main-) Shooting conditions such as tube voltage (kVp), irradiation dose (mAs) and exposure time can be set.
  • the image reconstructor 330 reconstructs the 3D tomographic image from the multi-angle X-ray image data obtained by the mammography apparatus 100 using the thickness information measured by the thickness measurer 310.
  • the 3D tomography image may be obtained more accurately and quickly by reconstructing the 3D tomography image only for the region of the subject using breast thickness information.
  • the image reconstructor 330 sets a field of view (FOV) corresponding to the breast size of the examinee using breast thickness information, and performs image reconstruction on the set FOV region from the X-ray image data of various angles. .
  • FOV field of view
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a mammography photographing method according to an embodiment of the present invention.
  • the mammography imaging method according to the present embodiment consists of steps processed in the mammography system described with reference to FIGS. 1 to 4. Therefore, even if omitted below, the above description of the mammography system is also applied to the mammography photographing method according to the present embodiment.
  • the pressure setting unit 210 sets the pressure to be applied to the breast by the pressure panel 140a.
  • the movement controller 240 starts the movement of the pressure panel 140a such that the pressure panel 140a presses the breast at the set pressure.
  • step 520 the repulsive force measuring unit 220 measures the repulsive force from the breast according to the pressure applied to the breast.
  • step 525 the repulsive force measuring unit checks whether the measured repulsive force becomes a predetermined ratio of the set pressure.
  • the speed measuring unit 230 checks whether the speed of the pressure panel 140a is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • the movement control unit 240 stops the movement of the pressure panel 140a so that the breast BR of the subject is no longer pressed in step 540.
  • the movement controller 240 continues the movement of the pressure panel 140a. During this process, if the speed of the pressure panel 140a is periodically checked during the process, if the speed of the pressure panel 140a is less than or equal to a predetermined threshold value, the movement control unit 240 does not press the breast BR of the test subject any more in step 540. When the movement of the pressure panel 140a is stopped so that the speed of the pressure panel 140a is equal to or greater than a predetermined threshold value and the pressure of the pressure panel 140a is equal to the repulsive force from the breast, the pressure panel 140a is removed in step 550. Will stop.
  • the thickness measuring unit 310 measures the thickness of the pressed breast in step 555.
  • the photographing condition setting unit 320 sets the photographing conditions such as the tube voltage and the irradiation dose by performing automatic exposure control using the thickness information of the breast.
  • the mammography apparatus 100 performs the X-ray imaging. Acquire a variety of X-ray image data.
  • the image reconstructor 330 reconstructs the 3D tomography image from the multi-angle X-ray image data using the thickness information of the breast.

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Abstract

본 발명에 따른 맘모그래피 시스템은, 엑스선 디텍터와 엑스선 발생부를 포함하고, 피검자의 유방에 대해 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득하는 맘모 촬영 장치를 포함하는 맘모그래피 시스템으로서, 상기 엑스선 발생부와 상기 엑스선 디텍터 사이에 이동 가능하게 설치되어 일정 압력으로 상기 유방을 가압하는 가압 패널; 및 상기 가압 패널의 이동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 가압 패널의 속도가 소정 임계값 이하이면 상기 가압 패널의 이동을 중지시키고, 상기 가압 패널의 속도가 소정 임계값보다 크면 상기 가압 패널의 이동을 계속시킨다.

Description

맘모그래피 시스템 및 맘모그래피 촬영 방법
본 발명은 맘모그래피 시스템 및 맘모그래피 촬영 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피검자에게 가해지는 고통이나 불편함을 없애거나 최소화하여 피검자에게 편안함을 제공하면서도 높은 정확도를 달성할 수 있는 맘모그래피 시스템 및 맘모그래피 촬영 방법에 관한 것이다.
일반적으로 맘모그래피 시스템은 유방암, 미세석회화 등을 조기에 진단하기 위해 사용되는 엑스선(X-ray) 촬영 장치로서, 일정량의 엑스선을 피검체의 유방에 투과시키고 투과된 엑스선을 이미지 센서를 이용해 검출함으로써, 2차원 영상을 획득한다.
최근에는 기존의 2차원 영상을 이용한 진단 기술의 한계점을 개선하기 위한 목적으로 3차원 진단 기술인 DBT(Digital Breast Tomosynthesis)가 제안되고 있다.
DBT는 엑스선관이 제한된 각도 내에서 회전을 하여 여러 각도에서 2차원 영상들을 획득하고, 상기 2차원 영상들을 재구성함으로써 3차원의 단층합성영상(Tomosynthesis)을 획득할 수 있는 기술이다.
이러한 DBT 기술이 적용된 종래의 맘모그래피 시스템은 엑스선 발생부와 엑스선 디텍터 사이에 유방을 가압하는 가압 패널을 위치시킨 구조로, 엑스선 디텍터 상부에 유방을 위치시키고 가압 패널이 유방을 가압한 상태에서 엑스선 발생부가 제한된 각도범위에서 회전하여 다각도에서 촬영이 이루어진다.
여기서, 가압 패널로 유방을 가압하는 목적은 유선과 겹쳐 보이는 응어리(병변 또는 미세석회화의 가능성이 높은 부분) 등을 유선과 분리하기 위하여 유방을 가압한 상태에서 촬영하기 위함이다.
이러한 맘모그래피 시스템에서 피검자의 불편을 최소화하고 고품질의 엑스선 영상을 얻기 위한 핵심적인 구동 메커니즘은 가압 패널의 가압 동작이다. 즉, 가압 패널은 촬영 중 유방에 직접적인 압력을 가함에 따라 피검자가 느끼는 고통 내지는 불편함과 직결된다.
종래에는 가압 패널이 유방을 가압할 때 필요 이상의 압력이 가해질 수 있고 이에 따라 피검자는 필요 이상의 고통을 받을 가능성이 있었다. 특히 피검자들은 유방 사이즈와 밀도 등이 각기 다르기 때문에 그에 맞게 적절한 압력이 가해져야 하나 이를 정확하고 효과적으로 제어하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 피검자에게 가해지는 고통이나 불편함을 없애거나 최소화하여 피검자에게 편안함을 제공하면서도 우수한 영상 품질을 얻을 수 있는 맘모그래피 시스템 및 맘모그래피 촬영 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 맘모그래피 시스템은, 엑스선 디텍터와 엑스선 발생부를 포함하고, 피검자의 유방에 대해 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득하는 맘모 촬영 장치를 포함하는 맘모그래피 시스템으로서, 상기 엑스선 발생부와 상기 엑스선 디텍터 사이에 이동 가능하게 설치되어 일정 압력으로 상기 유방을 가압하는 가압 패널; 및 상기 가압 패널의 이동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 가압 패널의 속도가 소정 임계값 이하이면 상기 가압 패널의 이동을 중지시키고, 상기 가압 패널의 속도가 소정 임계값보다 크면 상기 가압 패널의 이동을 계속시킨다.
상기 맘모그래피 시스템은 상기 일정 압력에 따른 상기 유방으로부터의 반발력을 측정하는 반발력 측정 수단을 더 포함하여, 상기 콘트롤러는, 상기 측정된 반발력이 상기 일정 압력의 소정 비율이 되면 상기 가압 패널의 속도를 측정할 수 있다.
상기 소정 비율은 50% 이상일 수 있다.
상기 맘모그래피 시스템은 상기 가압 패널의 이동이 중지되면 가압된 상기 유방의 두께를 측정하는 두께 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 두께 측정부는, 상기 유방을 지지하는 지지 패널과 상기 가압 패널 간의 거리로 상기 유방의 두께를 측정할 수 있다.
상기 맘모그래피 시스템은 상기 측정된 두께 정보를 이용하여 자동노출제어를 수행하는 촬영조건설정부를 더 포함할 수 있다.
상기 맘모그래피 시스템은 상기 측정된 두께 정보를 이용하여 상기 다각도의 엑스선 영상 데이로부터 3차원 단층 영상을 재구성하는 영상 재구성부를 더 포함할 수 있다.
상기 촬영조건설정부 또는 상기 영상 재구성부는 상기 맘모 촬영 장치와 별도의 컴퓨팅 장치에 구비될 수 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 맘모그래피 촬영 방법은, 엑스선 디텍터와 엑스선 발생부를 포함하고, 피검자의 유방에 대해 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득하는 맘모 촬영 장치에서의 맘모그래피 촬영 방법으로서, 상기 엑스선 발생부와 상기 엑스선 디텍터 사이에 이동 가능하게 설치되어 일정 압력으로 상기 유방을 가압하는 가압 패널의 이동을 개시하는 단계; 상기 일정 압력에 따른 상기 유방으로부터의 반발력을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 반발력이 상기 일정 압력의 소정 비율이 되면 상기 가압 패널의 속도에 따라서 선택적으로 상기 가압 패널의 이동을 중지시키거나 계속시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 피검자에게 가해지는 고통이나 불편함을 없애거나 최소화하여 피검자에게 편안함을 제공하면서도 우수한 영상 품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맘모그래피 시스템에 포함되는 맘모 촬영 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 가압 패널의 이동을 제어하는 컨트롤러의 구체적인 구성을 나타낸다.
도 3a는 설정된 압력으로 유방이 완전히 압박되기 전에 유방이 압박된 모습을 나타낸다.
도 3b는 설정된 압력으로 유방이 완전히 압박된 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 맘모그래피 시스템의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맘모그래피 촬영 방법의 흐름도를 나타낸다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맘모그래피 시스템에 포함되는 맘모 촬영 장치(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 맘모 촬영 장치(100)는 본체(110), 갠트리(120), 엑스선 발생부(130), 가압 패널(140a), 지지 패널(140b) 및 엑스선 디텍터(150)를 포함할 수 있다.
엑스선 발생부(130)는 엑스선원을 구비하여 엑스선을 발생시키는 기능을 제공하고, 엑스선 디텍터(150)는 상기 엑스선 발생부(130)에서 발생되어 환자의 유방을 투과한 엑스선을 검출하여 이미지화하는 기능을 제공한다.
가압 패널(140a)은 상기 엑스선 발생부(130)와 상기 엑스선 디텍터(150) 사이에 위치하며, 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 지지패널(140b)의 상면에 피검자의 유방이 밀착되도록 일정 압력으로 유방을 가압하는 기능을 제공한다.
지지 패널(140b)은 가압 패널(140a)과 엑스선 디텍터(150) 사이에 위치하며, 피검자의 유방이 올려질 수 있도록 지지하는 역할을 제공한다. 가압 패널(140a)이 하방향으로 이동하면서 지지 패널(140b) 상부에 놓인 유방을 가압하게 된다.
상기 지지 패널(140b)은 선택적 구성으로서 포함될 수 있다. 지지 패널(140b)이 포함되는 경우 지지 패널(140b)이 피검자의 유방이 올려질 수 있도록 지지하는 역할을 제공하지만, 지지 패널(140b)이 포함되지 않는 경우 상기 엑스선 디텍터(150)가 피검자의 유방이 올려질 수 있도록 지지하는 역할을 제공할 수 있다.
일 실시예에서는, 3차원 진단 기술인 DBT(Digital Breast Tomosynthesis)의 영상을 획득하기 위해, 지지 패널(140b) 상부에 피검자의 유방을 위치시킨 상태에서 가압 패널(140a)이 유방을 가압하여 고정한 후, 갠트리(120) 또는 엑스선 발생부(130)가 사전 설정된 각도 범위만큼 회전하면서 촬영이 이루어지도록 하여 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득할 수 있다. 다른 실시예에서는, 갠트리(120) 또는 엑스선 발생부(130)를 회전함이 없이, 엑스선 발생부(130)를 예컨대 호 형태로 배열되는 다수의 엑스선원들로 구성하고 다수의 엑스선원들이 순차로 엑스선을 조사하도록 함으로써 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득할 수도 있다. 이 경우 다수의 엑스선원들 각각은 탄소나노튜브 등의 나노구조물 에미터를 포함하는 전계방출방식 엑스선원으로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 피검자에게 가해지는 고통이나 불편함을 없애거나 최소화하기 위하여, 맘모 촬영 장치(100)는 가압 패널(140a)의 이동을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
전술한 바와 같이 피검자들은 유방 사이즈와 밀도 등이 각기 다르기 때문에 그에 맞게 적절한 압력이 가해질 필요가 있는데, 어느 정도가 해당 피검자에게 적절한 압력인지 판단하는 것은 쉽지 않을 뿐만 아니라 매우 번거로운 일이 될 수 있다. 일정 압력으로 가압 패널(140a)을 이동시키면서 유방을 가압하는 과정에서 피검자가 고통을 호소하면 수동으로 가압을 멈출 수도 있겠으나, 피검자들마다 인내력 수준이 제각각일 수밖에 없기 때문에 이러한 방식 역시 적절한 방안이 되지 못한다.
본 발명의 실시예는, 초기에 설정한 압력으로 피검자의 유방이 완전히 압박되지 않더라도, 가압 패널(140a)의 이동 속도가 상당히 감소했다면, 피검자의 유방은 충분히 압박된 것으로 볼 수 있고 또한 그 상태는 피검자들에게 유사한 수준의 고통을 수반할 것이라는 점에 착안한다. 다시 말하면, 이러한 경우에는 굳이 초기에 설정한 압력으로 피검자의 유방을 완전히 압박할 필요가 없다는 것이다. 이에 본 발명의 실시예에서는, 가압 패널(140a)의 이동을 제어하는 상기 컨트롤러가, 유방에 가해지는 압력에 대해 유방으로부터의 반발력이 소정 비율이 된 이후 가압 패널의 속도를 측정하여 그 속도의 변화량이 소정 기준값 이상, 즉 가압패널의 속도가 소정 임계값 보다 감소한다면 피검자의 유방이 더 이상 압박되지 않도록 가압 패널(140a)의 이동을 중지시킨다. 만일 가압 패널의 속도 변화량이 소정 기준값 이하, 즉 가압 패널의 속도가 소정 임계값보다 크다면, 유방이 더욱 압박되도록 가압 패널(140a)을 계속 이동시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 컨트롤러(200)의 구체적인 구성을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 상기 컨트롤러(200)는 압력 설정부(210), 반발력 측정부(220), 속도 측정부(230), 이동 제어부(240)를 포함할 수 있다.
압력 설정부(210)는 가압 패널(140a)이 유방에 가할 압력을 설정한다. 설정할 수 있는 압력의 최대값을 일례로 20kgf라 하면, 디폴트로 20kgf이 설정되거나, 사용자의 선택에 따라 20kgf 이하의 특정 값으로 설정될 수 있다.
유방에 가할 압력이 설정되면, 이동 제어부(240)는 가압 패널(140a)이 설정된 압력으로 유방을 가압하도록 가압 패널(140a)을 하방향으로 이동시킨다.
반발력 측정부(220)는 유방에 가해지는 압력에 대한 유방으로부터의 반발력, 즉 유방으로부터 가압 패널(140a)에 가해지는 반발력을 측정한다. 유방(BR)으로부터 가압 패널(140a)에 가해지는 반발력은 가압 패널(140a)과 유방(BR)이 접촉하는 부위에 압력 센서를 마련하여 측정하거나, 가압 패널(140a)의 구동부에 스프링을 마련하여 스프링의 변형을 통해 측정하는 등 공지된 다양한 방법을 이용하여 측정될 수 있다.
도 3a는 설정된 압력(F)으로 유방(BR)이 완전히 압박되기 전의 유방으로부터의 반발력(f1)을 나타내는 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 가압 패널(140a)의 압력(F)으로 유방(BR)이 완전히 압박되기 전에는 유방(BR)으로부터의 반발력(f1)이 가압 패널(140a)의 압력(F)보다 작으며, 가압 패널(140a)이 아래로 이동함에 따라 유방(BR)이 더욱 압박되면서 반발력(f1)은 점차 증가하게 된다.
반발력 측정부(220)는 측정된 반발력(f1)이 설정된 압력(F)의 소정 비율이 되는지 체크한다. 여기서 소정 비율은 고정된 값일 수도 있고, 사용자의 선택에 따라 설정되는 값일 수도 있다. 이때, 소정 비율은 후술하는 가압 패널(140a)의 속도 측정 시점을 결정하기 위한 것으로, 장치 마다 다를 수 있으나 바람직하게는 더 이상 압박을 하지 않더라도 최소한의 품질의 엑스선 영상을 얻을 수 있는 최소한의 압박 위치일 수 있고, 예컨대, 상기 소정 비율은 설정된 압력의 최대값의 50%, 60%, 또는 70% 등의 값으로 설정될 수 있다.
반발력 측정부(220)에서 측정된 반발력(f1)이 설정된 압력(F)의 소정 비율이 되면, 속도 측정부(230)는 가압 패널(140a)의 속도를 확인한다. 이때, 가압 패널(140a)은 압박을 계속할 수 있다.
여기서 가압 패널(140a)의 속도는 이상적으로는, 반발력(f1)이 압력(F)의 소정 비율이 되는 시점 이후의 일정시간 간격에서의 순간속도이겠으나, 실제 구현에서는 반발력(f1)이 압력(F)의 소정 비율이 된 직후의 일정 구간 별 평균 속도로도 측정될 수 있다. 이를 위하여, 속도 측정부(230)는 반발력(f1)이 압력(F)의 소정 비율이 된 직후 가압 패널(140a)의 속도를 일정 구간 단위로 측정할 수 있다. 가압 패널(140a)의 속도는, 가압 패널(140a)을 구동시키는 모터의 회전수 등을 통하여 측정하는 등 공지된 다양한 방법을 이용하여 측정할 수 있다.
속도 측정부(230)는 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이하인지 체크한다. 여기서 소정 임계값은 가압 패널(140a)의 원래 이동 속도(즉, 장애물이 없는 경우의 이동 속도)보다 작은 값으로, 기준이 되는 압력과 반발력의 비율, 여러 피검자들을 대상으로 측정한 속도 변화 프로파일 등을 고려하여 적절한 값으로 정해질 수 있다.
가압 패널(140a)의 속도 변화량이 소정 기준값 이상, 즉 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이하로 감소한다면 피검자의 유방(BR)은 밀도가 높아 충분히 압박되었거나 피검자가 (표현을 하지 않더라도) 상당한 고통을 느끼는 것으로 간주하여, 이동 제어부(240)는 피검자의 유방(BR)이 더 이상 압박되지 않도록 가압 패널(140a)의 이동을 중지시킨다. 예를 들어 도 3a를 참조하면, 유방(BR)으로부터의 반발력(f1)이 가압 패널(140a)의 압력의 50%이고 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이하이면, 가압 패널(140a)의 압력에 의해 유방(BR)이 완전히 압박되기 전이지만 가압 패널(140a)의 이동이 중지된다.
그러나 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값보다 크다면, 피검자의 유방(BR)은 밀도가 낮아 충분히 압박되지 않았거나 피검자가 견딜만한 상태인 것으로 간주하여, 이동 제어부(240)는 가압 패널(140a)을 설정된 압력(F)까지 계속 이동시킨다. 이 과정 중에 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이하이면, 가압 패널(140a)의 이동이 중지되고, 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이상이라면 예컨대 도 3b에 도시된 바와 같이, 유방(BR)으로부터의 반발력(f2)이 가압 패널(140a)의 압력(F)과 동일해질 때까지 가압 패널(140a)이 이동하여 결국 초기 설정된 압력(F)으로 압박이 이루어진다.
피검자의 유방에 대한 압박이 완료되면 엑스선 촬영 및 영상 재구성이 수행되는데, 이를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 맘모그래피 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 맘모 촬영 장치(100)와 더불어 두께 측정부(310), 촬영조건 설정부(320), 영상 재구성부(330)를 포함할 수 있다. 두께 측정부(310), 촬영조건 설정부(320), 영상 재구성부(330)는 맘모 촬영 장치(100)의 본체(110) 내에 구비될 수도 있고, 도시된 바와 같이 맘모 촬영 장치(100)와 별도의 컴퓨팅 장치(300)에 구비될 수도 있다. 후자의 경우, 컴퓨팅 장치(300)는 유선 또는 무선 통신을 이용하여 맘모 촬영 장치(100)와 데이터를 송수신할 수 있다. 실시예에 따라서, 두께 측정부(310), 촬영조건 설정부(320), 영상 재구성부(330)의 일부는 맘모 촬영 장치(100)에, 나머지 일부는 맘모 촬영 장치(100)와 별도의 컴퓨팅 장치(300)에 구비될 수도 있다.
두께 측정부(310)는 가압된 유방(BR)의 두께를 측정한다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 가압된 유방(BR)의 두께는 가압 패널(140a)과 지지 패널(140b) 간의 거리에 해당하므로, 가압 패널(140a)과 지지 패널(140b) 간의 거리로 유방(BR)의 두께가 측정될 수 있다. 가압 패널(140a)과 지지 패널(140b) 간의 거리는, 지지 패널(140b)에 대한 가압 패널(140a)의 초기 위치 및 가압 패널(140a)의 이동 거리를 이용하여 계산하는 등 공지된 다양한 방법을 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 가압된 유방(BR)의 두께를 측정하는 것은 유방(BR)의 두께를 고려하여 엑스선 촬영 및 영상 재구성을 함으로써 보다 정확한 영상 데이터를 얻기 위한 것이다.
촬영조건설정부(320)는 두께 측정부(310)에서 측정된 두께 정보를 이용하여 자동노출제어(Auto Exposure Control, AEC)를 수행한다. 자동노출제어는 적정량의 엑스선이 유방에 조사되도록 하여 적정 선량으로 일정한 품질의 영상을 획득할 수 있도록, 엑스선 촬영 시에 필요한 여러 조건들을 자동으로 계산하는 기술이다. 촬영조건설정부(320)는 유방 두께 정보를 이용하여 해당 두께에 적절한 관전압, 조사선량, 노출시간을 결정한 후 프리샷(pre-shot) 촬영을 하고, 그 영상 품질에 근거해서 메인샷(main-shot)의 관전압(kVp), 조사 선량(mAs), 노출시간 등의 촬영조건을 설정할 수 있다.
영상 재구성부(330)는 두께 측정부(310)에서 측정된 두께 정보를 이용하여, 맘모 촬영 장치(100)를 통하여 얻어진 다각도의 엑스선 영상 데이터로부터 3차원 단층합성영상을 재구성한다. 본 발명의 실시예에서는 유방 두께 정보를 이용하여 피검체의 영역에 대해서만 3차원 단층 영상을 재구성함으로써 보다 정확하고 신속하게 3차원 단층 영상을 획득할 수 있다. 구체적으로, 영상 재구성부(330)는 유방 두께 정보를 이용하여 피검자의 유방 사이즈에 대응하는 FOV(Field of View)를 설정하고, 다각도의 엑스선 영상 데이터로부터, 설정된 FOV 영역에 대하여 영상 재구성을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맘모그래피 촬영 방법의 흐름도를 나타낸다. 본 실시예에 따른 맘모그래피 촬영 방법은 도 1 내지 4를 통하여 설명한 맘모그래피 시스템에서 처리되는 단계들로 이루어진다. 따라서 이하 생략된 내용이라 하더라도 맘모그래피 시스템에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 맘모그래피 촬영 방법에도 적용된다.
510단계에서 압력 설정부(210)는 가압 패널(140a)이 유방에 가할 압력을 설정한다.
515단계에서 이동 제어부(240)는 가압 패널(140a)이 설정된 압력으로 유방을 가압하도록 가압 패널(140a)의 이동을 개시한다.
520단계에서 반발력 측정부(220)는 유방에 가해지는 압력에 따른 유방으로부터의 반발력을 측정하고, 525단계에서, 측정된 반발력이 설정된 압력의 소정 비율이 되는지 체크한다.
525단계에서, 측정된 반발력이 설정된 압력의 소정 비율이 되면, 530단계에서 속도 측정부(230)는 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이하인지 체크한다.
530단계에서 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이하이면, 540단계에서 이동 제어부(240)는 피검자의 유방(BR)이 더 이상 압박되지 않도록 가압 패널(140a)의 이동을 중지시킨다.
530단계에서 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값보다 크면, 이동 제어부(240)는 가압 패널(140a)의 이동을 계속시킨다. 그리고 이 과정 중에 가압 패널(140a)의 속도를 주기적으로 체크하여 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이하이면, 540단계에서 이동 제어부(240)는 피검자의 유방(BR)이 더 이상 압박되지 않도록 가압 패널(140a)의 이동을 중지시키고, 가압 패널(140a)의 속도가 소정 임계값 이상이고 가압 패널(140a)의 압력과 유방으로부터의 반발력이 같아지면, 550단계에서 가압 패널(140a)은 멈추게 된다.
540단계 또는 550단계를 통해 유방의 압박이 완료되면, 555단계에서 두께 측정부(310)는 가압된 유방의 두께를 측정한다.
560단계에서 촬영조건설정부(320)는 유방의 두께 정보를 이용하여 자동노출제어를 수행함으로써 관전압 및 조사 선량 등의 촬영조건을 설정하고, 565단계에서 맘모 촬영 장치(100)는 엑스선 촬영을 통하여 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득한다.
570단계에서 영상 재구성부(330)는 유방의 두께 정보를 이용하여 다각도의 엑스선 영상 데이터로부터 3차원 단층 영상을 재구성한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 엑스선 디텍터와 엑스선 발생부를 포함하고, 피검자의 유방에 대해 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득하는 맘모 촬영 장치를 포함하는 맘모그래피 시스템으로서,
    상기 엑스선 발생부와 상기 엑스선 디텍터 사이에 이동 가능하게 설치되어 일정 압력으로 상기 유방을 가압하는 가압 패널; 및
    상기 가압 패널의 이동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 가압 패널의 속도가 소정 임계값 이하이면 상기 가압 패널의 이동을 중지시키고, 상기 가압 패널의 속도가 소정 임계값보다 크면 상기 가압 패널의 이동을 계속시키는,
    맘모그래피 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일정 압력에 따른 상기 유방으로부터의 반발력을 측정하는 반발력 측정 수단을 더 포함하여,
    상기 콘트롤러는, 상기 측정된 반발력이 상기 일정 압력의 소정 비율이 되면 상기 가압 패널의 속도를 측정하는,
    맘모그래피 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 비율은 50% 이상인,
    맘모그래피 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가압 패널의 이동이 중지되면 가압된 상기 유방의 두께를 측정하는 두께 측정부를 더 포함하는,
    맘모그래피 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 두께 측정부는,
    상기 유방을 지지하는 지지 패널과 상기 가압 패널 간의 거리로 상기 유방의 두께를 측정하는,
    맘모그래피 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 측정된 두께 정보를 이용하여 자동노출제어를 수행하는 촬영조건설정부를 더 포함하는,
    맘모그래피 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 측정된 두께 정보를 이용하여 상기 다각도의 엑스선 영상 데이로부터 3차원 단층 영상을 재구성하는 영상 재구성부를 더 포함하는,
    맘모그래피 시스템.
  8. 제6 또는 제7항에 있어서,
    상기 촬영조건설정부 또는 상기 영상 재구성부는 상기 맘모 촬영 장치와 별도의 컴퓨팅 장치에 구비되는,
    맘모그래피 시스템.
  9. 엑스선 디텍터와 엑스선 발생부를 포함하고, 피검자의 유방에 대해 다각도의 엑스선 영상 데이터를 획득하는 맘모 촬영 장치에서의 맘모그래피 촬영 방법으로서,
    상기 엑스선 발생부와 상기 엑스선 디텍터 사이에 이동 가능하게 설치되어 일정 압력으로 상기 유방을 가압하는 가압 패널의 이동을 개시하는 단계;
    상기 일정 압력에 따른 상기 유방으로부터의 반발력을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 반발력이 상기 일정 압력의 소정 비율이 되면 상기 가압 패널의 속도에 따라서 선택적으로 상기 가압 패널의 이동을 중지시키거나 계속시키는 단계를 포함하는,
    맘모그래피 촬영 방법.
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