KR101643286B1 - 의료 영상 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

의료 영상 장치는, 대상체를 촬영하는 촬영부; 대상체의 관심영역(ROI)의 밝기 변화를 모니터링하는 모니터링 영상을 생성하는 영상 생성부; 모니터링 영상에서 밝기의 피크점을 결정하는 제어부; 및 모니터링 영상을 표시하고, 결정된 피크점에 대한 알림을 표시하는 유저 인터페이스부; 를 포함할 수 있다.
이와 같은 의료 영상 장치 및 그 제어방법을 통해, 조영제를 주입하여 의료 영상 획득 시, 조영제가 대상체에 과다 주입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 조영제의 종류나 주입 프로토콜, 대상체의 변경이나 대상체의 촬영 부위 등 다양한 환경요소가 고려될 수 있어, 대상체에 주입된 조영제의 최적화 상태에서 대상체 내부를 영상화 할 수 있다. 이에 따라, 의료 영상을 통한 병변이나 질환의 판단 및 해석의 정확성을 높일 수 있도록 한다.

Description

의료 영상 장치 및 그 제어방법{MEDICAL IMAGING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

대상체 내부를 영상화하는 의료 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

건강에 대한 관심이 증가함에 따라 의료 영상 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 의료 영상 장치로는 초음파 영상 장치(Ultrasound imaging apparatus), 엑스선 영상 장치(X-ray imaging apparatus), 자기공명영상장치(Magnetic Resonance Image: MRI), 양전자 방사 단층촬영장치(Positron Emission Tomography: PET) 등을 예로 들 수 있다.

엑스선 영상 장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 투과한 엑스선을 이용하여 대상체의 내부 영상을 획득할 수 있는 장치이다. 대상체를 구성하는 물질의 특성에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로, 대상체를 투과한 엑스선의 세기 또는 강도를 검출하여 대상체의 내부 구조를 영상화 할 수 있다.

자기공명영상장치는 대상체의 수소 원자핵에 일정한 자기장을 가한 상태에서 일정한 주파수와 에너지를 공급하여 원자핵으로부터 방출된 에너지를 신호로 변환하여 대상체 내부를 영상화하는 장치이다. 자기공명영상장치는 촬영 조건이 상대적으로 자유롭고, 연부 조직에서의 우수한 대조도와 다양한 진단 정보 영상을 제공해주기 때문에 의료용 영상을 이용한 진단 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

초음파 영상 장치는 대상체 표면에서 대상체로 초음파를 조사하고 대상체로부터 반사된 초음파를 검출하여, 연부 조직의 단층이나 혈류와 같은 대상체 내부의 영상을 생성하는 장치이다. 초음파 영상 장치는 엑스선 영상 장치, MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단 장치 등의 다른 영상진단 장치와 비교할 때, 소형이고 저렴하며, 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있다.

한편, 오래전부터 조영제(Contrast Agents)를 이용한 혈관 조영술(angiography)과 같은 인터벤션(intervention) 기술이 개발되어, 엑스선 영상이나 자기공명영상의 분야에 적용되었으며, 최근에는 조영증강 초음파(Contrast Enhanced Ultrasound; CEUS)와 같은 기술이 병변 발견이나 질환 진단에 응용되기 시작하였다.

조영제가 주입된 대상체 내부를 영상화하는 의료 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

의료 영상 장치는, 대상체를 촬영하는 촬영부; 대상체의 관심영역(ROI)의 밝기 변화를 모니터링하는 모니터링 영상을 생성하는 영상 생성부; 모니터링 영상에서 밝기의 피크점을 결정하는 제어부; 및 모니터링 영상을 표시하고, 결정된 피크점에 대한 알림을 표시하는 유저 인터페이스부; 를 포함할 수 있다.

촬영부는, 관심영역을 촬영하는 의료 영상 장치일 수 있다.

영상 생성부는, 관심영역의 촬영에 대응하여 관심영역 영상을 생성할 수 있다.

유저 인터페이스부는, 모니터링 영상 위에 알림을 표시하는 의료 영상 장치일 수 있다.

촬영부는, 관심영역 주위에 고정되어, 미리 정해진 시간 간격으로 관심영역을 복수회 촬영할 수 있다.

모니터링 영상은, 시간에 따라 관심영역 영상의 밝기 변화를 그래프로 출력하는 영상인 의료 영상 장치일 수 있다.

유저 인터페이스부는, 알림의 위치를 사용자로부터 확인받을 수 있다.

유저 인터페이스부는, 사용자로부터 알림의 위치를 변경하기 위한 위치변경명령을 입력받을 수 있다.

유저 인터페이스부는, 위치변경명령에 대응하여 위치 변경된 알림을 표시할 수 있다.

촬영부는, 대상체의 진단 부위를 촬영할 수 있다.

진단 부위는, 관심영역과 상이한 의료 영상 장치일 수 있다.

촬영부는, 테스트 조영제의 주입에 대응하여 관심영역을 촬영하고, 메인 조영제의 주입에 대응하여 진단 부위를 촬영할 수 있다.

테스트 조영제의 양은, 메인 조영제의 양보다 소량인 의료 영상 장치일 수 있다.

테스트 조영제는, 메인 조영제보다 먼저 주입되는 의료 영상 장치일 수 있다.

제어부는, 알림의 위치에 기초하여, 테스트 조영제의 주입 후 밝기가 피크점에 도달하는 시간인 제1 도달시간을 산출할 수 있다.

의료 영상 장치는, 관심영역에서 진단 부위까지의 테스트 조영제 또는 메인 조영제의 도달시간인 제2 도달시간이 저장되는 저장부; 를 더 포함할 수 있다.

제어부는, 제1 도달시간 및 제2 도달시간에 기초하여, 진단 부위의 촬영 시작 시점을 산출할 수 있다.

제어부는, 메인 조영제의 주입 시점에 제1 도달시간 및 제2 도달시간이 더해진 시점을 진단 부위 촬영의 시작 시점으로 산출할 수 있다.

유저 인터페이스부는, 사용자로부터 관심영역 또는 진단 부위를 설정받을 수 있다.

촬영부는, 영상 생성부가 스카우트(scout) 영상을 생성하도록, 대상체에 대한 스카우트 촬영을 수행할 수 있다.

유저 인터페이스는, 스카우트 영상을 표시하고, 관심영역은 스카우트 영상 위에서 설정될 수 있다.

촬영부는, 진단 부위의 주위를 회전하며, 미리 정해진 시간 간격으로 진단 부위를 복수회 촬영할 수 있다.

영상 생성부는, 진단 부위의 촬영에 대응하여 진단 영상을 생성하고, 유저 인터페이스부는, 진단 영상을 표시할 수 있다.

진단 부위의 촬영 시작 전, 대상체가 호흡을 중지하도록 안내 메시지를 출력하는 음향 출력부; 를 더 포함하는 의료 영상 장치인 것도 가능하다.

의료 영상 장치의 제어방법은, 대상체를 촬영하고; 대상체의 관심영역(ROI)의 밝기 변화를 모니터링하는 모니터링 영상을 생성하고; 모니터링 영상에서 상기 밝기의 피크점을 결정하고; 및 모니터링 영상을 표시하고, 결정된 피크점에 대한 알림을 표시하는; 것을 포함할 수 있다.

대상체를 촬영하는 것은, 관심영역을 촬영하는 것을 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법일 수 있다.

모니터링 영상을 생성하는 것은, 관심영역의 촬영에 대응하여 관심영역 영상을 생성하는 것을 포함하고, 모니터링 영상은, 관심영역 영상의 밝기 변화를 모니터링하는 영상일 수 있다.

알림의 위치를 사용자로부터 확인받는; 것을 더 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법일 수도 있다.

대상체의 진단 부위를 촬영하는; 것을 더 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법인 것도 가능하다.

대상체의 관심영역(ROI)을 촬영하는 것은, 테스트 조영제의 주입에 대응하여 관심영역을 촬영하는 것을 포함하고, 대상체의 진단 부위를 촬영하는 것은, 메인 조영제의 주입에 대응하여 진단 부위를 촬영하는 것을 포함할 수 있다.

의료 영상 장치의 제어방법은, 마크의 위치에 기초하여, 테스트 조영제의 주입 후 밝기가 피크점에 도달하는 시간인 제1 도달시간을 산출하는; 것을 더 포함할 수 있다.

의료 영상 장치의 제어방법은,제1 도달시간 및 미리 설정된 관심영역에서 진단 부위까지의 테스트 조영제 또는 메인 조영제의 도달시간인 제2 도달시간에 기초하여, 진단 부위의 촬영 시작 시점을 산출하는; 것을 더 포함할 수도 있다.

대상체의 진단 부위를 촬영하는 것은, 진단 부위의 촬영 시작 전, 대상체가 호흡을 중지하도록 안내 메시지를 출력하는 것을 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법일 수도 있다.

이와 같은 의료 영상 장치 및 그 제어방법을 통해, 조영제를 주입하여 의료 영상 획득 시, 조영제가 대상체에 과다 주입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 조영제의 종류나 주입 프로토콜, 대상체의 변경이나 대상체의 촬영 부위 등 다양한 환경요소가 고려될 수 있어, 대상체에 주입된 조영제의 최적화 상태에서 대상체 내부를 영상화 할 수 있다. 이에 따라, 의료 영상을 통한 병변이나 질환의 판단 및 해석의 정확성을 높일 수 있도록 한다.

도 1은 의료 영상 장치의 일 실시예에 따른 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 의료 영상 장치의 다른 실시예에 따른 외관을 도시한 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 진단 부위 촬영을 위한 갠트리의 회전을 예시한 도면이다.
도 4는 약물주입부의 외관을 예시한 도면이다.
도 5는 의료 영상 장치의 일 실시예에 따른 제어 블럭도이다.
도 6은 스카우트 영상의 생성을 예시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 모니터링 영상이 시간의 흐름에 따라 생성되는 과정을 예시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 모니터링 영상의 생성이 중단되는 것을 예시한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 피크점의 마크 생성의 다른 예들을 나타내는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 사용자의 마크 확인을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 진단 촬영을 수행하기 위해 메인 조영제의 피크점을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 의료 영상 장치의 다른 실시예에 따른 제어 블럭도이다.
도 13a 내지 도 13c는 음성 출력부의 메시지 출력과정을 예시한 도면이다.
도 14는 의료 영상 장치의 일 실시예에 따른 흐름도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 의료 영상 장치 및 의료 영상 장치의 제어방법을 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

여기서 의료 영상 장치는, 초음파 영상 장치(Ultrasound imaging apparatus), 엑스선 영상 장치(X-ray imaging apparatus), 자기공명영상장치(Magnetic Resonance Image: MRI) 등과 같이 조영제가 이용 가능한 영상 장치를 의미한다. 특히, 의료 영상 장치는 엑스선 영상 장치 중 CT(Computed tomography; CT) 스캐너 또는 자기공명영상장치 등과 같이 스카우트 촬영(scout scan)이나 프리샷(pre-shot) 작업이 요구되는 영상 장치일 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 CT 스캐너로 적용된 의료 영상 장치를 예로 들어 상술하기로 한다.

도 1은 의료 영상 장치의 일 실시예에 따른 외관을 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 의료 영상 장치(100)는 엑스선의 조사 및 검출을 위한 하우징(101), 대상체의 이동을 위한 테이블(190) 및 의료 영상 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 본체(200)를 포함할 수 있다.

하우징(101)의 내부에는 원통형의 갠트리(102)가 장착된다. 갠트리(102) 내부에는 엑스선을 조사하는 엑스선 소스(110) 및 엑스선을 검출하는 엑스선 디텍터(120)가 서로 마주보도록 마련된다. 엑스선 소스(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체(30)에 조사하는 장치이며, 조사되는 엑스선을 필터링하는 필터링부 등이 구비되어 엑스선 소스 어셈블리 형태로 마련될 수도 있다. 여기서, 대상체(30)는 인간이나 동물의 생체, 또는 혈관, 뼈, 근육 등과 같은 생체 내 조직일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 의료 영상 장치(100)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이면 대상체가 될 수 있다.

엑스선 디텍터(120)는 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출하는 장치이며, 엑스선 소스(100)의 맞은편에 마련될 수 있다. 테이블(190)의 이동에 따라 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120) 사이에 대상체(30)가 위치할 수 있으며, 엑스선 소스(110)로부터 조사된 엑스선이 대상체를 투과하여 엑스선 디텍터(120)를 통해 검출될 수 있다.

갠트리(102)는 보어(105)의 주위를 180도 내지 360도의 각도로 회전하며, 갠트리(102)가 회전함에 따라 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)도 회전하게 된다. 이에 대한 구체적 설명은 후술될 도 3의 설명에서 상술하기로 한다.

테이블(190)은 엑스선 촬영의 대상이 되는 대상체(30)를 보어(105)의 내부로 이송시킨다. 테이블(190)은 지면에 대해 수평 상태를 유지하면서 y축에 방향 및 z축 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, y축으로 테이블(190)이 이동하는 방향을 D1방향으로 정의하고, z축으로 테이블(190)이 이동하는 방향을 D2방향으로 정의할 수 있다. 테이블(190)은 D1방향 및 D2방향으로 이동하면서, 촬영하고자 하는 진단 부위가 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120) 사이에 위치할 수 있도록 한다. 테이블(190)은 x축 방향으로는 고정되어 있을 수도 있고, 보어(105) 내에서 좌우 간격을 조정할 수 있도록 x축 방향으로 이동 가능하게 마련될 수도 있다.

테이블(190)의 일측에는 약물 주입부(300)가 장착될 수 있으며, 약물 주입부(300)는 대상체(30)의 내부로 조영제를 주입할 수 있도록, 조영제가 충전된 상태로 촬영 대상인 대상체(30)와 연결되어 있다. 약물 주입부(300)는 테이블(190300)의 일측에 착탈 가능하게 마련될 수 있다. 또한, 도 1에서와 달리, 약물 주입부(300)는 테이블(190)의 일측에 마련되는 것이 아닌 별도의 이동 가능한 지지대(미도시)에 마련될 수도 있고, 지지대의 이동에 따라 함께 이동할 수도 있다. 약물 주입부(300)에 대한 구체적 설명은 후술될 도 4의에서 상술하기로 한다.

본체(250)는 의료 영상 장치(100)의 주요 구성요소, 예를 들어, 제어부(도 5의 400)를 수납할 수 있다. 제어부(400)는 갠트리(102)의 회전이나 테이블(190)의 이동을 제어하거나, 엑스선 소스(110)로부터 조사되는 엑스선의 선량을 제어하는 등 의료 영상 장치(100)의 동작을 위한 각종 제어신호를 생성할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

본체(250)의 상부에는 사용자 조작을 위한 위한 유저 인터페이스부(200)가 마련될 수 있다. 유저 인터페이스부(200)는 사용자로부터 의료 영상 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 지시나 명령을 입력받고, 의료 영상 장치(100)의 동작과 관련된 다양한 화면을 제공할 수 있다. 여기서, 사용자는 엑스선 영상 장치(100)를 이용하여 대상체의 진단을 수행하는 자로서 의사, 방사선사, 간호사 등을 포함하는 의료진일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 영상 장치(100)를 사용하는 자이면 모두 사용자가 될 수 있는 것으로 한다.

유저 인터페이스부(200)는 사용자의 입력을 위한 키보드(131) 및 마우스(132)를 포함할 수 있다. 유저 인터페이스부(200)는 트랙볼, 풋 스위치(foot switch) 및 풋 페달(foot pedal) 등 키보드(131) 및 마우스(132) 외의 하드웨어적인 입력장치를 더 구비할 수도 있다. 유저 인터페이스부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(250)의 상부에 마련될 수도 있으나, 유저 인터페이스부(200)가 풋 스위치(foot switch) 및 풋 페달(foot pedal)등으로 구현되는 경우에는 본체(250)의 하부에 마련되는 것도 가능하다.

유저 인터페이스(200)는 사용자 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 입력장치를 포함할 수도 있다. 유저 인터페이스(200)가 소프트웨어적으로 구현되는 경우, 후술될 디스플레이장치(140)를 통해 표시될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 유저 인터페이스(200)는 다양한 입력장치(130)를 포함할 수 있으며, 사용자는 유저 인터페이스(200)를 통해 엑스선 촬영 시작 명령, 촬영의 종류의 선택, 관심영역(ROI)의 설정, 진단 부위 선택, 조영제의 주입 시점 선택, 조영제의 피크점 선택 등을 입력할 수 있다. 유저 인터페이스(200)에서 입력 받은 명령은 유선 통신이나 무선 통신을 통해 본체(250)로 전송될 수 있다.

유저 인터페이스(200)는 의료 영상 장치(100)의 동작을 위한 다양한 화면을 제공하도록 디스플레이장치(140)를 포함할 수 있다. 유저 인터페이스(200)는 브라운관(Cathod Ray Tube: CRT)이나, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광다이오드 표시장치(Light Emitting Diode: LED) 등으로 적용된 디스플레이장치(140)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

유저 인터페이스(200)의 디스플레이장치(140)는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)과 같이 사용자로부터 조작명령을 입력받는 터치 패드와 일체화되도록 마련될 수도 있다.

유저 인터페이스(200)는 다양한 형태로 구현된 디스플레이장치(140)를 통해, 관심영역(ROI)의 설정을 위한 화면, 진단 부위의 선택을 위한 화면, 조영제의 주입 시점을 선택받기 위한 화면, 조영제의 피크점을 선택받기 위한 화면 등 의료 영상 장치(100)의 동작 정보와 관련된 화면을 표시하고, 엑스선 촬영을 통해 획득된 엑스선 영상들을 표시할 수 있다.

엑스선 촬영을 통해 획득되는 엑스선 영상은, 촬영 종류에 따라 단일의 단면 영상, 복수의 단면 영상 또는 복수의 단면 영상에 기초하여 생성되는 3차원 영상(3D image)이나 3차원 입체 영상(3D stereo image)이 될 수 있다. 이 때, 3차원 영상은 복수의 단면 영상에 기초하여 생성된 3차원 볼륨 데이터를 소정 시점을 기준으로 볼륨 렌더링하여 얻은 영상을 말한다.즉, 3차원 영상은 소정 시점을 기준으로 볼륨 데이터를 2차원 평면에 투영시킨 2차원 투영 영상(projected image)을 의미한다. 3차원 입체 영상은 사람의 좌우 눈에 각각 대응하는 두 개의 시점에서 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링하여 좌 영상 및 우 영상을 획득하고, 획득된 두 영상을 조합한 영상을 말한다.

유저 인터페이스부(200)는 도 1에 도시된 바와 달리 복수의 디스플레이장치(140)를 포함하여, 서로 다른 종류의 화면이 표시되도록 할 수 있다. 일 예로, 유저 인터페이스부(200)는 제1 디스플레이장치 및 제2 디스플레이장치를 포함하고, 제1 디스플레이장치에는 단면 영상이 표시되고, 제2 디스플레이장치에는 3차원 영상 또는 3차원 입체 영상이 표시될 수 있다. 다른 예로, 제1 디스플레이장치에는 의료 영상 장치(100)의 동작 정보와 관련된 화면이 표시되고, 제2 디스플레이장치에는 엑스선 촬영을 통해 획득된 엑스선 영상들이 표시될 수 있다.

이상으로는 하우징(101) 및 원통형의 갠트리(102)가 마련된 의료 영상 장치(100, 이하 갠트리 형태의 의료 영상 장치라 칭함)에 대해 설명하였으나, 의료 영상 장치(100)는 도 1과 다른 형태로 구성될 수도 있다.

도 2는 의료 영상 장치의 다른 실시예에 따른 외관을 도시한 도면이다.

의료 영상 장치(101)는 도 2에 도시된 바와 같이 C형상의 암(C-arm, 103)구조를 가질 수 있다. 엑스선을 조사하는 엑스선 소스(111) 및 엑스선을 검출하는 엑스선 디텍터(121)가 서로 마주하도록, C-arm(103)의 양단에 엑스선 소스(111)와 엑스선 디텍터(121)가 마련될 수 있다. 전술한 바 있듯이, 엑스선 소스(111)는 조사되는 엑스선을 필터링하는 필터링부 등이 구비되어 엑스선 소스 어셈블리 형태로 마련될 수도 있다.

C-arm(103)은 연결축(106)을 통해 지지부(104)에 연결될 수 있고, 연결축(106)의 이동에 따라 y축 방향 및 z축 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, z축으로 C-arm(103)이 이동하는 방향을 D4방향으로 정의하고, y축으로 C-arm(103)이 이동하는 방향을 D5방향으로 정의할 수 있다. C-arm(103)은 D4D1방향 및 D5D2방향으로 이동하면서, 촬영하고자 하는 진단 부위가 엑스선 소스(111110) 및 엑스선 디텍터(121120) 사이에 위치할 수 있도록 한다.

또한, C-arm(103)은 D5방향을 기준축으로 하여 좌우 방향으로 회전 가능하도록, 그리고 오비탈 방향(orbital direction)으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 이 때, D5방향을 기준으로 C-arm(103)이 회전하는 방향을 D6방향으로 정의하고, 오비탈 방향으로 C-arm(103)이 회전하는 방향을 D7방향으로 정의할 수 있다. C-arm(103)이 D6방향이나 D7방향으로 180도 내지 360도의 각도로 회전함에 따라, C-arm(103) 양단의 엑스선 소스(111) 및 엑스선 디텍터(121) 또한 회전할 수 있다.

테이블(191)은 대상체(30)의 안착을 위한 부분으로, 지면에 대해 수평 상태를 유지하면서 y축 방향 및 z축 방향으로 이동할 수 있다. 테이블(190)은 y축 방향 및 z축 방향 외에 x축 방향으로 이동 가능하게 마련될 수도 있으며, x축을 기준축으로 하여 회전 가능하게 마련될 수도 있다. C-arm(103)이 이동하지 않더라도, 대상체(30)의 진단 부위는 테이블(191)의 이동에 따라 엑스선 소스(111) 및 엑스선 디텍터(121)의 사이에 위치할 수 있다. 테이블(191)이 x축을 기준으로 회전함에 따라, C-arm(103)의 회전 방향이 결정 또는 변경될 수 있다. 예를 들어, 테이블(191)이 도 2에 도시된 바와 같이 y축과 평행하게 위치하는 경우, C-arm(103)은 D6방향으로 회전하며 엑스선 촬영을 수행할 수 있다. 또한, 테이블(191)이 도 2에 도시된 바와 달리 x축과 평행하게 위치하는 경우, C-arm(103)은 D7방향으로 회전하며 엑스선 촬영을 수행할 수 있다.

테이블(191)의 일측에는 약물 주입부(300)가 장착될 수 있으며, 이 때 약물 주입부(300)는 테이블(191)에 착탈 가능하게 장착되어 있을 수 있다. 또한, 약물 주입부(300)는 테이블(190)의 일측에 마련되는 것이 아닌 별도의 이동 가능한 지지대(미도시)에 마련될 수도 있다.

C-arm 형태의 의료 영상 장치(101)는 갠트리 형태의 의료 영상 장치(100)와 마찬가지로 본체(250) 및 본체(250)에 마련되는 유저 인터페이스부(200)를 포함할 수 있으며, 본체(250) 및 유저 인터페이스부(200)는 도 1을 통해 설명한 바와 동일하다.

의료 영상 장치는 도 1에 도시된 바와 같은 갠트리 형태로 마련될 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같은 C-arm 형태로 마련될 수도 있으나, 이하 설명의 편의를 위해 의료 영상 장치가 갠트리 형태의 의료 영상 장치(100)인 것으로 하여 상술하기로 한다.

도 3a 및 도 3b는 진단 부위 촬영을 위한 갠트리의 회전을 예시한 도면이다.

도 3a 및 도 3b을 참조하면, 의료 영상 장치(100)의 테이블(190)은 대상체(30)의 중심이 보어(105)의 중심(C)에 일치하도록 좌우 위치나 상하 높이가 조절된 후, 보어(105)의 내부로 이동되거나, 보어(105)의 내부로 이동된 다음, 대상체(30)의 중심이 보어(105)의 중심(C)에 일치하도록 좌우 위치나 상하 높이가 조절될 수 있다.

의료 영상 장치(100)는 대상체(30)의 진단 부위에 대한 엑스선 영상을 획득하기 위해 D3방향으로 갠트리(102)를 회전시킨다. D3방향으로 갠트리(102)가 회전하는 동안, 엑스선 소스(110)는 소정의 주기나 소정의 시간 간격으로 대상체(30)에 엑스선을 조사하고, 엑스선 디텍터(120)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출한다. 엑스선 소스(110)는 도 3a에 도시된 바와 같이 대상체(30)의 상부를 엑스선 조사의 시작 위치로 하고, 갠트리(102)의 회전에 대응하여 도 3b에 도시된 바와 같이 대상체(30)에 우측을 거쳐 360° 회전할 수 있다. 도 3a에 도시된 위치로 돌아올 때까지 엑스선 소스(110)는 복수회의 엑스선 조사를 수행하여 진단 부위에 대한 엑스선 영상이 획득되도록 한다.

갠트리(102)의 회전 촬영은 메인 조영제가 주입된 상태에서 이루어지며, 테스트 조영제가 주입된 상태에서는 갠트리(102)가 회전하지 않고 고정된 채로 엑스선 촬영이 이루어진다. 조영제가 주입되기 전에는, 갠트리(102)의 고정 촬영만이 이루어질 수도 있고, 갠트리(102)의 회전 촬영 및 고정 촬영이 모두 이루어질 수도 있으며, 이에 대한 더욱 구체적 설명은 후술하기로 한다.

테스트 조영제나 메인 조영제는 유저 인터페이스부(200)를 통한 사용자의 주입명령에 따라 대상체(30)에 자동으로 주입되며, 조영제를 주입하기 위한 약물주입부(300)는 도 4에 예시된 바를 참조할 수 있다.

도 4는 약물주입부의 외관을 예시한 도면이다.

약물주입부(300)는 주사기(310) 및 주사기(310)가 장착될 수 있는 주입헤드(320)를 포함할 수 있다. 주사기(310)는 적어도 하나 구비될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 주사기가 구비되는 경우, 조영제가 충전되는 제1 주사기(A)와 식염수가 충전되는 제2 주사기(B)로 구분될 수 있다. 주사기(310)는 원통형의 실린더(311) 및 실린더(311)에 출납되는 피스톤(312)을 포함할 수 있으나, 주사기(310)의 형태는 도 2에 한정되는 것은 아니다.

주입헤드(320)의 케이스 상면에는, 주입헤드(320)의 동작을 조작을 위한 복수의 버튼(325)가 마련될 수 있다. 주입헤드(320)는 장착된 주사기(310)를 지지하도록 주시기 지지부(334)를 포함하고, 지지부(334)의 일단에는 장착된 주시가(310)를 고정하도록 고정부(335)가 마련될 수 있다. 주입헤드(320)는 피스톤(312)이 실린더(311) 내부로 인입되거나 실린더(311)에서 인출되도록 각각의 피스톤(312)을 구동시키기 위한 피스톤 구동부(330)를 포함한다.

주입헤드(320)는 유선통신 또는 무선통신을 통해 본체(250)와 연결되고, 사용자의 주입명령을 본체(250)로부터 전송받아 피스톤 구동부(330)를 동작시킬 수 있다. 주사기(310)의 일단에 연결된 대상체(30)는 피스톤 구동부(330)의 동작에 따라, 조영제 또는 식염수를 공급받는다.

이상으로 약물주입부(300)가 구비된 의료 영상 장치(100)의 외관에 대해 살펴보았으며, 이하에서는 조영제의 주입 시점 및 엑스선의 촬영 시점을 조절하는 의료 영상 장치(100)를 제어 블록도를 통해 상술하기로 한다.

도 5는 의료 영상 장치의 일 실시예에 따른 제어 블럭도이다.

도 5를 참조하면, 의료 영상 장치(100)는 엑스선 소스(110), 엑스선 디텍터(120), 유저 인터페이스부(200), 약물주입부(300), 영상 생성부(500), 제어부(400) 및 저장부(450)를 포함할 수 있다.

엑스선 소스(110)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 장치이다. 엑스선 소스(110)는 엑스선의 발생을 위해 엑스선 튜브(미도시)를 포함할 수 있으며, 엑스선 튜브는 일 예로 양극과 음극을 포함하는 2극 진공관으로 구현될 수 있다. 음극은 필라멘트 및 전자를 집속시키는 집속 전극(또는 포커싱 컵: focusing cup)을 포함할 수 있으며, 필라멘트를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킬 수 있다. 다만 음극은 필라멘트를 채용하는 것에 한정되는 것은 아니며, 고속 펄스로 구동 가능한 카본 나노 튜브(carbon nano-tube)를 채용할 수도 있다. 양극은 음극과 마주보는 쪽에 타겟물질을 포함한다. 음극과 양극 사이에 고전압을 걸어주면, 열전자가 가속되어 양극의 타겟물질에 충돌하면서 엑스선이 발생된다.

엑스선 튜브의 음극과 양극 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 그 크기는 파고치 kvp로 표시될 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. 엑스선 튜브에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시될 수 있고, 관전류가 증가하면 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다. 즉, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 선량이 제어될 수 있는 것이다.

엑스선 소스(100)는 엑스선 튜브를 통해 대상체(30)에 조영제가 주입되기 전에 엑스선을 조사하고, 대상체(30)에 조영제가 주입된 상태에서 엑스선을 조사한다.

먼저, 엑스선 소스(100)는 대상체(30)에 조영제가 주입되기 전에 엑스선을 조사한다. 대상체(30)에 조영제가 주입되기 전, 엑스선 소스(100)는 ROI영역을 설정하기 위해 고정된 위치에서 엑스선을 조사할 수 있다. 갠트리(102)는 회전하지 않고, 엑스선 소스(100)는 일정 위치에 고정된 상태로 일회 또는 복수회 엑스선을 조사할 수 있다. 엑스선 조사 시, 대상체(30)가 누워있는 테이블(190)은 D1방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 엑스선 소스(110)는 대상체(30)의 다양한 부위에 엑스선을 조사할 수 있게 된다. 예를 들어, 엑스선 소스(100)는 도 3a에 도시된 바와 같이 대상체(30)의 상부에 고정된 상태로 엑스선을 복수회 조사하고, 테이블(190)은 엑스선 소스(110)와 대상체(30)의 복부가 대응되는 위치를 시작으로 D1방향으로 서서히 이동하여, 대상체(30)의 하체에 엑스선 조사가 이루어지도록 한다.

대상체(30)에 조영제가 주입되기 전, 엑스선 소스(100)는 ROI영역 중 모니터링할 특정 위치의 설정을 위해 회전하며 엑스선을 조사할 수도 있다. 엑스선 소스(100)가 고정된 위치에서 엑스선을 조사하고, 이에 기초하여 대상체(30)의 부위 중에 ROI영역이 설정되면, 엑스선 소스(100)는 갠트리(100)의 회전에 따라 ROI영역 주변을 회전하며 복수회 엑스선을 조사할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 조영제 주입 전, 엑스선 소스(100)가 회전하며 엑스선을 조사하는 것은 이하 생략하여 상술하기로 한다.

ROI영역이 설정되고 테스트 조영제가 대상체(30)에 주입되면, 엑스선 소스(100)는 ROI영역을 중심으로 엑스선을 조사한다. 이 때, 갠트리(102)는 조영제 주입 전과 마찬가지로 회전하지 않으며, 엑스선 소스(100)는 일정 위치에 고정된 상태로 소정의 시간간격을 가지고 ROI영역에 엑스선을 조사한다. 테이블(190)은 엑스선 소스(100)와 ROI영역이 대응되는 위치에 고정되어, 대상체(30)의 ROI영역에 엑스선이 복수회 조사되도록 한다.

엑스선 소스(100)는 메인 조영제가 주입된 이후, 갠트리(102)의 회전에 따라 대상체(30)의 진단 부위 주변을 회전하며 복수회 엑스선을 조사한다. 이 때, 진단 부위는 사용자가 진단하고자 하는 부위로써, ROI영역과 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. ROI영역과 진단 부위가 상이한 경우, 테이블(190)은 엑스선 조사 전에, 엑스선 소스(110)와 진단 부위가 대응되도록 이동하여, 엑스선 소스(110)가 진단 부위에 엑스선 소스를 조사할 수 있도록 한다.

조영제의 주입 전 및 조영제의 주입 후, 엑스선 소스(110)의 엑스선 조사에 대해서는 후술될 제어부(400) 및 유저 인터페이스부(200)에서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

엑스선 디텍터(120)는 엑스선 소스(110)에서 조사되어 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출하는 장치이다. 또한, 엑스선 디텍터(120)는 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환할 수 있다.

엑스선 디텍터(120)는 재료 구성 방식, 검출된 엑스선의 전기적 신호로 변환시키는 방식 및 전기적 신호를 획득하는 방식에 따라 분류될 수 있다.

먼저, 엑스선 디텍터(120)는 재료 구성 방식에 따라 단일형 소자로 구성되는 경우와 혼성형 소자로 구성되는 경우로 구분된다. 단일형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 단일 소재의 반도체로 구성되거나, 단일 공정으로 제조되는 경우에 해당하며, 혼성형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 각각 다른 소재로 구성되거나, 다른 공정으로 제조되는 경우에 해당한다.

엑스선 디텍터(120)는 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분된다. 직접변환방식은, 엑스선이 조사되면 수광 소자 내부에 일시적으로 전자-정곡 쌍이 생성되고, 수광 소자의 양단에 인가되어 있는 전장에 의해 전자는 양극으로 정공은 음극으로 이동하는데, 이러한 이동을 전기적 신호로 변환하는 방식을 의미한다. 간접변환방식은, 엑스선 소스(110)에서 조사된 엑스선이 섬광체(scintillator)와 반응하여 가시광 영역의 파장을 갖는 광자(photon)을 방출하는데, 이를 수광 소자가 감지하여 전기적 신호로 변환하는 방식을 의미한다.

또한, 엑스선 디텍터(120)는 전기적 신호를 획득하는 방식에 따라, 전하를 일정 시간 동안 저장한 후에 그로부터 신호를 획득하는 전하누적방식(Charge Integration Mode)과 단일 엑스선 광자에 의해 신호가 발생될 때마다 계수하는 광자계수방식(Photon Counting Mode)으로 부분된다.

엑스선 디텍터(120)는 상술한 방식 중 어느 방식으로도 적용 가능하며, 적용된 방식을 통해 대상체(30)를 투과한 엑스선을 검출하고, 전기적 신호로 변환하여 제어부(400) 또는 영상 생성부(500)에 전달한다. 영상 생성부(500)는 엑스선 디텍터(120)로부터 검출된 엑스선에 기초하여 엑스선 영상을 생성할 수 있다.

다시 말하면, 엑스선 소스(100)로부터 조사된 엑스선은 대상체(30)를 투과하여 엑스선 디텍터(120)에서 검출되고, 영상 생성부(500)는 검출된 엑스선에 기초하여 다양한 엑스선 영상을 생성하게 된다. 이 때, 엑스선 소스(100)의 대상체에 대한 엑스선 조사 및 엑스선 디텍터(120)의 엑스선 검출을 통합하여 "대상체를 촬영한다" 라고 칭할 수 있다. 따라서, 엑스선 소스(100) 및 엑스선 디텍터(120)를 통합하여 촬영부라 칭할 수도 있다.

전술한 바 있듯이, 엑스선 소스(100)는 대상체(30)에 조영제가 주입되기 전에 1차적으로 엑스선을 조사하고, 대상체(30)에 테스트 조영제가 주입된 상태에서 2차적으로 엑스선을 조사하고, 대상체(30)에 메인 조영제가 주입된 상태에서 3차적으로 엑스선을 조사한다. 따라서, 엑스선 디텍터(120)는 그에 대응하여 1차적, 2차적 및 3차적 엑스선 검출을 수행한다. 엑스선 디텍터(120)는 엑스선 소스(110)의 1차적 엑스선 조사에 대응하여 1차적 엑스선 검출을 수행하고, 엑스선 소스(110)의 2차적 엑스선 조사에 대응하여 2차적 엑스선 검출을 수행하고, 엑스선 소스(110)의 3차적 엑스선 조사에 대응하여 3차적 엑스선 검출을 수행한다.

즉, 의료 영상 장치(100)는 엑스선 소스(100) 및 엑스선 디텍터(120)를 통해 대상체(30)에 조영제가 주입되기 전에 1차적으로 대상체를 촬영하고, 대상체(30)에 테스트 조영제가 주입된 상태에서 2차적으로 대상체를 촬영하고, 대상체(30)에 메인 조영제가 주입된 상태에서 3차적으로 대상체를 촬영하게 된다. 이 때, 1차적으로 대상체를 촬영하는 것을 간단히 "제1 촬영" 또는 "스카우트 촬영"이라 칭하고, 2차적으로 대상체를 촬영하는 것을 간단히 "제2 촬영" 또는 "ROI 촬영"이라 칭하며, 3차적으로 대상체를 촬영하는 것은 "제3 촬영" 또는 "진단 촬영"이라 칭하는 것으로 한다.

약물 주입부(300)는 대상체(30)의 촬영을 위해, 대상체(30)에 조영제를 주입한다. 약물 주입부(300)는 제어부(400)의 제어 신호에 따라, 제1 촬영(또는 스카우트 촬영)이 종료된 후, 테스트 조영제 및 메인 조영제를 순차적으로 주입한다.

조영제는 혈류의 흐름을 표시할 수 있는 표지자로써, 약 7μm 이하의 크기의 미세기포 구조를 가진 약품이며, 대상체에 주입되면 수분 정도 혈류 내에서 머무르게 된다. 특히, 방사선 진단 시에는 조직이나 혈관을 잘 볼 수 있도록 각 조직의 엑스선 흡수차를 인위적으로 크게 함으로써 영상의 대조도를 크게 해준다. 바꾸어 말하면, 조영제는 엑스선의 흡수차를 크게하여 대상체의 영상에서 조직이나 혈관을 구분하기 위해 이용된다.

조영제는 엑스선의 흡수차를 크게하기 때문에, 조영제가 주입되면 영상의 밝기가 달라진다. 예를 들어, 조영제가 주입됨에 따라 조직이나 혈관의 엑스선 흡수율이 높아지고, 이에 대응하여 영상의 밝기가 높아질 수 있다.

조영제는 대상체에 머무르는 시간이 제한되기 때문에, 조영제 주입 후 영상의 밝기는 시간에 따라 변하게 된다. 예를 들어, 조영제의 주입에 따라 영상의 밝기가 지속적으로 높아지다가 일정 시간이 지나면 영상의 밝기는 원래대로 되돌아간다. 즉, 영상의 밝기에 피크점이 생긴다. 피크점이 발생될 때 영상의 대조도는 가장 커지게 되며, 조영제의 효과가 가장 뚜렸하게 나타나게 된다. 따라서, 영상의 밝기에 피크점이 생기는 시점을 조영제가 최적화 상태에 이르는 시점 또는 간단히 조영제의 최적화 시점이라 정의할 수 있으며, 이와 같은 최적화 시점을 산출하고, 산출된 시점에 대상체의 촬영이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

약물 주입부(300)는 메인 조영제 주입 전 테스트 조영제를 주입하여, 조영제의 최적화 시점이 산출되도록 하고, 메인 조영제 주입 시 산출된 최적화 시점에 기초하여 대상체의 촬영이 이루어지도록 한다. 구체적으로, 약물 주입부(300)가 테스트 조영제를 주입하고, 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)가 테스트 조영제 주입에 따른 제2 촬영(또는 ROI 촬영)을 수행하고, 제어부(400)가 그에 대응하여 획득된 영상을 바탕으로 조영제의 최적화 시점을 산출한다. 최적화 시점이 산출되면, 약물 주입부(300)가 메인 조영제를 주입하고, 제어부(400)가 최적화 상태에 이르는 시점에 기초하여 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)의 제3 촬영(또는 진단 촬영)이 수행되도록 제어한다.

한편, 조영제의 주입에 따라 구역질, 작열감, 발진, 발한, 가려움증, 주사부위의 통증, 기침, 구토, 현기증 등과 같은 경한 증상에서, 심장 마비, 심근경색증, 의식 소실 등의 중한 증상이 발생하는 경우도 있다. 이와 같이 조영제에 대한 알러지 반응 여부를 테스트하기 위해, 약물 주입부(300)는 테스트 조영제를 주입하고, 테스트 조영제 주입 시 후차적으로 주입할 메인 조영제보다 소량으로 주입한다. 약물 주입부(300)가 주입할 테스트 조영제 및 메인 조영제의 주입량은 대상체에 상관없이 일정하게 설정되어 저장부(450)에 저장되어 있을 수도 있고, 대상체에 따라 다르게 결정되어 즉, 진단 시마다 다르게 결정되여 유저 인터페이스(200)를 통해 입력될 수도 있다.

약물 주입부(300)는 조영제의 주입에 연달아 식염수를 주입할 수 있다. 약물 주입부(300)는 테스트 조영제를 주입한 후 그에 연달아 식염수를 주입하고, 식염수의 압력을 통해 테스트 조영제가 대상체(30) 내부로 밀려들어갈 수 있도록 한다. 약물 주입부(300)는 메인 조영제를 주입한 후 그에 연달아 식염수를 주입하고, 식염수의 압력을 통해 메인 조영제가 대상체(30) 내부로 밀려들어갈 수 잇도록 한다. 즉, 약물 주입부(300)는 식염수를 주입하여, 대상체(30)에 조영제가 더욱 효과적으로 주입될 수 있도록 한다.

영상 생성부(500)는 대상체의 촬영에 대응하여 엑스선 영상을 생성하고, 생성된 영상을 유저 인터페이스부(200)에 출력할 수 있다. 영상 생성부(500)는 조영제가 주입되기 전에 대상체를 촬영한 제1 촬영(또는 스카우트 촬영)에 대응하여 스카우트 영상을 생성하고, 테스트 조영제가 주입된 상태에서 ROI영역을 중심으로 촬영한 제2 촬영(또는 ROI 촬영)에 대응하여 ROI 영상을 생성하고, 메인 조영제가 주입된 상태에서 진단 부위를 촬영한 제3 촬영(또는 진단 촬영)에 대응하여 진단 영상을 생성할 수 있다.

영상 생성부(500)는 ROI 영상에서 영상의 밝기 변화를 나타내는 그래프 또는 그래프를 포함하는 영상을 생성하고, 이를 유저 인터페이스부(200)에 출력할 수 있다.

영상 생성부(500)의 영상 생성과 그에 따른 영상 출력은, 이하 도 6 내지 도 10b를 참조하여 상술하기로 한다.

도 6은 스카우트 영상의 생성을 예시한 도면이다.

사용자는 유저 인터페이스를 통해 제1 촬영(또는 스카우트 촬영)을 수행하고자 하는 부위를 선택할 수 있다. 일 예로, 사용자는 대상체 전신을 제1 촬영 부위로 선택할 수 있다. 이에 따라, 테이블(190)은 D1방향으로 이동하면서, 대상체(30)의 전신이 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120) 사이를 지나도록 하고, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)는 회전하지 않고 고정된 상태로 엑스선 조사 및 검출을 수행하여 대상체 전신에 대한 제1 촬영이 이루어지도록 한다.

다른 예로, 사용자는 대상체의 하체를 제1 촬영 부위로 선택할 수 있다. 사용자의 선택에 대응하여, 테이블(190)은 D1방향으로 이동하면서, 복부를 시작으로 대상체(30)의 하체가 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120) 사이를 지나도록 하고, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)는 회전하지 않고 고정된 상태로 엑스선 조사 및 검출을 수행하여 하체에 대한 제1 촬영이 이루어지도록 한다.

도 6은 하체에 대한 제1 촬영이 이루어진 것을 예시하고 있다. 테이블(190)이 D1방향으로 이동하는 동안 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)는 복수회의 엑스선 조사 및 검출을 수행할 수 있다. 그리고 영상 생성부(500)는 엑스선의 조사 위치에 대응하여 복수의 엑스선 영상을 생성하고, 위치에 맞게 조합하여, 도 6와 같은 단일의 엑스선 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 생성된 단일의 엑스선 영상이 스카우트 영상이 된다.

이와 같이 생성된 스카우트 영상은 유저 인터페이스(200)를 통해 표시될 수 있으며, 사용자는 표시된 스카우트 영상에서 ROI영역을 설정할 수 있다. 일 예로, 사용자는 마우스를 이용하여 스카우트 영상의 일 지점을 클릭하여 ROI영역을 설정할 수 있다. 도 6의 좌측에 도시된 바와 같이, 마우스의 클릭에 따라, 클릭된 지점을 기준으로 미리 설정된 크기만큼 ROI영역이 설정될 수 있다. 다른 예로, 사용자는 유저 인터페이스부(200)의 화면을 직접 터치하여 ROI영역을 설정할 수 있다. 도 6의 우측에 도시된 바와 같이, 사용자는 손으로 일 영역을 드래그할 수 있으며, 드래그된 일 영역이 ROI영역으로 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이 ROI영역이 설정되고, 사용자가 유저 인터페이스를(200)를 통해 조영제 주입명령을 입력하면, 약물 주입부(300)에 충전된 조영제가 대상체(30)에 주입된다. 이 때, 주입되는 조영제는 테스트 조영제로서 메인 조영제보다 소량 주입되도록 설정되어 있으며, 테스트 조영제 주입 후 이에 연달아 대상체(30)에 식염수가 주입될 수 있다.

테스트 조영제가 주입되면, 선택된 ROI영역에 대해 제2 촬영(또는 ROI 촬영)이 수행된다. ROI영역이 선택되면 테이블(190)은 D1방향으로 이동하다가, ROI영역이 엑스선 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120) 사이에 위치할 때 이동을 멈추고 고정되어, 제2 촬영을 준비한다. 그리고 테스트 조영제가 주입되면, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)는 고정된 상태에서 엑스선 조사 및 검출을 소정의 시간 간격으로 반복 수행한다. 즉, 제2 촬영에서는 촬영 부위가 변하는 것은 아니며, 동일한 ROI영역에 대해 소정의 시간 간격을 가지고 복수회의 엑스선 조사 및 검출이 이루어 지는 것이다.

영상 생성부(500)는 엑스선의 조사 시간에 대응하여, ROI영역에 대한 복수의 엑스선 영상을 생성하게 된다. 이 때, 생성된 ROI영역에 대한 엑스선 영상은 ROI영역만을 포함할 수도 있고, ROI영역을 중심으로 하여 외부 영역을 일부 포함할 수도 있다. 다만, 복수의 엑스선 영상은 모두 ROI영역만으로 구성되던가, 모두 ROI영역을 중심으로 외부 영역을 일부 포함하도록 구성되는 것으로 한다. 또한, ROI영역을 중심을 외부 영역을 일부 포함하는 경우, 외부 영역이 포함되는 크기는 모두 동일한 것으로 한다.

ROI영역에 대한 복수의 엑스선 영상 즉, ROI 영상은 생성 순서에 따라 조영제의 주입으로 인한 영상의 밝기 또는 대조도가 변하게 된다.

영상 생성부(500)는 ROI 영상을 시간의 흐름에 따른 밝기값의 변화가 나타나도록 그래프화하고, 또 다른 영상으로 생성할 수 있다. 그래프화된 영상은 ROI 영상의 밝기값이 어떻게 변화하는지 모니터링하는 영상으로, 이하 모니터링 영상이라 정의할 수 있다.

도 7a 내지 도 7d는 모니터링 영상이 시간의 흐름에 따라 생성되는 과정을 예시한 도면이다.

대상체(30)에 테스트 조영제가 주입되면, 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)는 5초 간격으로 ROI영역을 촬영하고, 영상 생성부(500)는 그에 대응하여 ROI 영상을 생성하고, ROI 영상의 밝기값을 시간에 따라 변환시킨 모니터링 영상을 생성한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 생성된 모니터링 영상은 유저 인터페이스(200)의 디스플레이장치(140)를 통해 출력될 수 있다. 이 때, 영상의 밝기는 HU단위를 이용할 수 있다. 도 7a는 조영제가 주입되어 5초가 지난 경우나 10초가 지난 경우에 ROI영역 또는 ROI영상의 밝기가 0[HU]로써, 조영제 주입 전과 동일함을 보여준다. 테스트 조영제가 ROI영역에 도달하기까지 시간이 소요됨을 나타내는 것이다.

영상 생성부(500)는 ROI영상을 통해 밝기값이 획득된 시점 이외의 부분 또는 ROI영상을 통해 밝기값이 획득된 시점들의 사이는 이미 알고 있는 양 시점의 밝기값의 평균 등으로 산출하여 나타내는 것으로 한다. 따라서, ROI영상을 통해 밝기값이 획득된 시점 이외의 부분도 직선 또는 곡선 형태로 출력되는 것으로 한다.

조영제가 ROI영역에 도달하여 ROI영상의 밝기값은 높아지고, 이에 대응하여 영상 생성부(500)는 밝기값이 점진적으로 상승된 모니터링 영상을 생성하여 출력한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 영상 생성부(500)는 10초 이후에 밝기값이 30[HU] 및 60[HU]로 상승되었음을 나타내는 모니터링 영상을 생성할 수 있다.

한편, ROI영상의 밝기값이 상승되면, 엑스선 소스(110) 및 엑스선 디텍터(120)의 촬영 주기는 짧아질 수 있다. 예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이 ROI영역이 5초 간격로 촬영되다가, 밝기값이 상승되면서 도 7b에 도시된 바와 같이 4초 간격 또는 3초 간격으로 촬영되도록 촬영 주기가 짧아질 수 있다.

조정된 촬영 주기가 적용되어 ROI 촬영이 계속 이루어지고, 영상 생성부(500)는 도 7c에 도시된 바와 같이 밝기값의 피크점을 포함하는 모니터링 영상을 생성할 수 있으며, 도 7d에 도시된 바와 같이 피크점을 검출하고, 피크점을 표시하기 위한 마크(M1)을 생성하여 함께 출력할 수도 있다. 이 때, 피크점이 발생된 시점 또는 테스트 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지 걸린 시간은 저장부(450)에 저장될 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 모니터링 영상의 생성이 중단되는 것을 예시한 도면이다.

모니터링 영상에서 피크점이 검출되고 피크점의 상부에 마크가 생성되면, 영상 생성부(500)는 모니터링 영상의 생성을 중단한다. 일 예로, 영상 생성부(500)는 도 8a에 도시된 바와 같이 검출된 피크점을 기준으로 P1시간까지는 모니터링 영상의 생성을 계속하다가, P1시간이 지난 이후에는 모니터링 영상의 생성을 중단할 수 있다. 다른 예로, 영상 생성부(500)는 피크점보다 낮게 설정된 밝기값 P2를 기준으로 하여, 피크점 이후 ROI영역 또는 ROI 영상의 밝기값이 P2보다 낮아지는 때부터 모니터링 영상의 생성을 중단할 수도 있다. 여기서, P1이나 P2는 미리 설정되어 저장부(450)에 저장되어 있을 수 있다.

영상 생성부(500)는 도 7d에 예시된 바와 같이 하부의 꼭지점이 피크점의 발생 시점을 표시하도록 역삼각형의 마크(M1)을 생성할 수 있으나, 피크점을 표시하기 위한 마크는 도 7d에 예시된 바 외에도 다양한 형상으로 생성될 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 피크점의 마크 생성의 다른 예들을 나타내는 도면이다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 영상 생성부(500)는 화살표 형상을 갖고, 화살표 방향이 피크점의 발생 시점을 표시하는 마크(M2)를 생성할 수도 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 영상 생성부(500)는 원형의 형상을 갖고, 원의 중심이 피크점의 발생 시점을 표시하는 마크(M3)를 생성할 수도 있다. 다만, 상술한 바는 예들에 불과하며, 마크의 형태는 이에 한정되지 않는다.

사용자는 디스플레이장치(140)를 통해 출력되는 모니터링 영상 및 그 위에 생성된 마크를 확인하고, 마크가 피크점의 위치를 올바르게 표시하고 있는지 확인할 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 사용자의 마크 확인을 설명하기 위한 도면이다.

전술한 바와 같이, 영상 생성부(500)는 시간에 따라 밝기값이 변하는 모니터링 영상과 밝기값의 피크점을 표시하기 위한 마크를 생성하고, 이를 디스플레이장치(190)에 출력한다. 사용자는 디스플레이장치(140)에 표시된 모니터링 영상 및 마크를 검토하고, 마크가 피크점의 발생 시점 위에 생성되었는지 확인할 수 있다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 마크(M1)의 생성 위치가 피크점의 발생 시점에 대응되는 경우, 사용자는 화면상에 표시된 마크(M1)를 손으로 터치하여 최종 확인을 수행할 수 있다. 사용자는 최종 확인을 위해 화면상의 마크(M1)를 직접 터치하는 것이 아닌, 도 10a에 도시된 바와 달리 마우스로 마크(M1)를 클릭하거나, 키보드의 엔터(Enter)을 누르는 등의 방식을 이용할 수도 있다.

도 10b에 도시된 바와 같이, 마크(M1)의 생성 위치가 피크점의 발생 시점에 대응되지 않는 경우, 사용자는 화면상에 표시된 마크(M1)를 손으로 드래그하여 위치 변경을 수행할 수 있다. 사용자는 마크(M1)의 위치 변경을 위해 화면상의 마크(M1)를 직접 드래그하는 것이 아닌, 마우스 등과 같은 하드웨어적 장치를 이용할 수도 있다. 영상 생성부(500)는 사용자의 드래그에 따라 마크(M1)의 위치를 변경시켜 새로운 모니터링 영상을 생성 및 출력할 수 있다. 마크(M1)의 위치 변경에 따라, 저장부(450)에 저장된 피크점이 발생된 시점 또는 테스트 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지 걸린 시간은 정정되어 저장부(450)에 저장될 수 있다.

한편, 제한 시간동안 사용자로부터 클릭이나 드래그 등의 확인명령 입력받지 못한 경우, 영상 생성부(500)는 현재 마크의 위치가 피크점의 위치를 올바르게 표시하고 있는 것으로 인식할 수 있다. 사용자로부터 마크의 위치를 확인받을 수 있는 제한 시간은 미리 설정되어 저장부(450)에 저장될 수 있다.

영상 생성부(500)는 메인 조영제가 주입된 상태에서 진단 부위를 촬영한 제3 촬영(또는 진단 촬영)에 대응하여 진단 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 진단 부위는 선택된 ROI영역과 같을 수도 있고, 다를 수도 있음은 전술한 바 있다. 후술될 제어부(400)는 테스트 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지의 시간에 기초하여 제3 촬영 시점을 산출하고, 산출된 시점에 따라 제3 촬영이 이루어지도록 갠트리(102)의 회전 및 엑스선 소스(110)의 엑스선 조사를 제어한다.

영상 생성부(500)는 제3 촬영에 대응하여 진단 부위에 대한 복수의 엑스선 영상을 생성한다. 이 때, 생성된 엑스선 영상 즉, 진단 영상은 갠트리(102)의 회전으로 획득된 2차원 단층 영상일 수 있으며, 스카우트 영상이나 ROI영상이 x-y평면(x축과 y축이 이루는 평면)상의 2차원 투영 영상이라 한다면, 진단 영상은 x-z평면(x축과 z축이 이루는 평면)상의 2차원 투영 영상이라 할 수 있다. 영상 생성부(500)는 x-z평면상이 2차원 투영 영상의 조합으로부터 3차원 진단 영상을 생성할 수도 있다. 3차원 진단 영상은 3차원 영상(3D image)이나 3차원 입체 영상(3D stereo image)이 될 수 있다.

제어부(400)는 의료 영상 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.

일 예로, 제어부(400)는 갠트리(102)의 고정이나 회전 즉, 엑스선 소스(100) 및 엑스선 디텍터(120)의 고정이나 회전을 제어할 수 있으며, 테이블(190)의 고정이나 이동을 제어할 수 있다.

다른 예로, 제어부(400)는 엑스선 소스(110)의 엑스선 조사 시점 및 엑스선 소스(110)로부터 조사되는 엑스선의 선량 등을 제어할 수 있다.

제어부(400)는 유저 인터페이스(200)를 통한 사용자의 입력에 따라, 제1 촬영(또는 스카우트 촬영)을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 조영제가 주입되기 전에, 사용자는 제1 촬영을 위한 부위를 입력하고 제1 촬영 시작명령을 입력할 수 있으며, 제어부(400)는 그에 따라 테이블(190)이 이동되도록 제어하고 엑스선 소스(110)로부터 엑스선이 조사되도록 제어한다.

제어부(400)는 테스트 조영제의 주입에 따라, 제2 촬영(또는 ROI 촬영)을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다. 제어부(400)는 먼저 선택된 ROI 영역에 대응하여 테이블(190)이 이동하도록 제어하고, 사용자가 테스트 조영제를 주입하도록 주입명령을 입력하면, ROI영역에 소정의 시간 간격으로 엑스선을 조사하도록 엑스선 소스(110)를 제어한다. 제어부(400)는 제2 촬영의 중단 시점을 제어할 수도 있다.

제어부(400)는 메인 조영제의 주입에 따라, 제3 촬영(또는 진단 촬영)을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다. 제어부(400)는 제3 촬영의 수행을 위해 테스트 조영제의 주입으로 획득된 피크점을 이용하여 메인 조영제의 주입 시 획득될 피크점을 산출하고, 이에 기초하여 제3 촬영이 수행될 시점을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 산출된 시점에 엑스선이 조사되도록 엑스선 소스(110)를 제어할 수 있다. 이에 대한 구체적 설명은 도 11을 참조하여 상술하기로 한다. 이 때, 테스트 조영제의 주입으로 획득된 피크점을 간단히 "테스트 조영제의 피크점"이라 칭하고, 메인 조영제의 주입 시 획득될 피크점을 간단히 "메인 조영제의 피크점"이라 칭하기로 한다.

도 11은 진단 촬영을 수행하기 위해 메인 조영제의 피크점을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 10a 및 도 10b를 통해 설명한 바 있듯이, 사용자가 마크의 위치를 클릭 등의 방법으로 확인하거나, 드래그 등의 방법으로 변경하면, 테스트 조영제의 피크점 더 정확하게 말하면 피크점의 발생 시점이 최종 결정되게 된다. 도 11에서는, 테스트 조영제의 피크점 발생 시점이 Tx로 결정된 것으로 한다. 제어부(400)는 최종 결정된 시점 Tx를 이용하여, 테스트 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지 걸린 시간 P3를 획득한다. 제어부(400)는 시간 P3에 기초하여, 메인 조영제의 피크점더 정확하게 말하면 피크점의 발생 시점을 산출한다. 제어부(400)는 메인 조영제가 주입된 때부터 시간 P3가 지난 시점을 메인 조영제의 피크점 발생 시점 Ty로 산출한다.

제어부(400)는 ROI영역으로부터 진단하고자 하는 부위 즉, 진단 부위까지의 거리 또는 ROI영역으로부터 진단 부위까지의 조영제의 도달시간 기초하여 제3 촬영(또는 진단 촬영)의 시작 시점을 산출한다. 이 때, ROI영역으로부터 진단 부위까지의 거리 또는 ROI영역으로부터 진단 부위까지의 조영제의 도달시간은 미리 저장부(450)에 저장되어 있을 수 있다.

ROI영역으로부터 진단 부위까지의 거리가 저장부(450)에 저장되어 있는 경우, 제어부(400)는 조영제가 주입되는 부위에서 ROI영역까지의 거리(S1라 칭함), ROI영역에서 진단 부위까지의 거리(S2라 칭함) 및 테스트(또는 메인) 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지 걸린(또는 걸릴)시간 P3에 기초하여 ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간(P4라 칭함)을 획득하고, 획득된 조영제의 도달시간(P4)에 기초하여 기초하여 제3 촬영의 시작 시점을 산출한다.

예를 들어, 제어부(400)는 S1:S2=P3:P4 라는 비례식을 통해 시간 P4를 획득하고, 제3 촬영의 시작 시점을 메인 조영제가 주입된 때로부터 시간 P3+P4가 지난 시점으로 산출할 수 있다.

ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간(P5라 칭함)이 저장부(450)에 저장되어 있는 경우, 제어부(400)는 테스트(또는 메인) 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지 걸린(또는 걸릴)시간 P3에 저장부(450)에 저장된 조영제의 도달시간 P5을 이용하여 제3 촬영의 시작 시점을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 제3 촬영의 시작 시점을 메인 조영제가 주입된 때로부터 시간 P3+P5가 지난 시점으로 산출할 수 있다.

조영제가 주입되는 부위에서 ROI영역까지의 조영제의 도달시간(P6라 칭함)과 ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간 P5이 저장부(450)에 저장되어 있는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 제어부(450)는 실제로 테스트(또는 메인) 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지 걸린(또는 걸릴)시간 P3와 저장부(450)에 저장된 조영제의 도달시간 P6의 차이에 기초하여 저장부(450)에 저장된 조영제의 도달시간 P5를 정정하고, P3와 P5의 정정된 시간을 이용하여 제3 촬영의 시작 시점을 산출할 수 있다. 즉, P5의 정정된 시간을 P7이라 칭하면, 제어부(400)는 제3 촬영의 시작 시점을 메인 조영제가 주입된 때로부터 시간 P3+P7이 지난 시점으로 산출할 수 있다.

제어부(400)는 산출된 제3 촬영의 시작 시점에 엑스선이 조사되도록 엑스선 소스(110)를 제어할 수 있다. 제어부(400)는 먼저 진단 부위에 대응하여 테이블(190)이 이동하도록 제어하고, 산출된 제3 촬영의 시작 시점에 갠트리(102)가 일정 속도록 회전하고, 갠트리(102)에 마련된 엑스선 소스(110)가 소정의 시간 간격으로 엑스선을 조사하도록 제어한다.

제어부(400)는 제1 촬영(또는 스카우트 촬영), 제2 촬영(또는 ROI 촬영) 및 제3 촬영(또는 진단 촬영)에 대응하여, 영상 생성부(500)가 스카우트 영상, ROI 영상 및 진단 영상이 생성하도록 제어할 수 있다. 제어부(400)는 영상 생성부(500)가 ROI 영상으로부터 모니터링 영상을 생성하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 유저 인터페이스부(200)가 스카우트 영상, ROI 영상, 진단 영상 및 모니터링 영상 중 적어도 하나를 표시하도록 제어할 수 있다.

제어부(400)는 대상체(30)에 조영제가 주입되는 시점을 제어할 수 있다. 구체적으로, 사용자가 유저 인터페이스부(200)를 통해 테스트 조영제의 주입명령을 입력하면, 제어부(400)는 그에 대응하여 테스트 조영제가 주입되도록 제어신호를 생성하여 약물 주입부(300)에 출력한다. 또한, 사용자가 메인 조영제의 주입명령을 입력하면, 제어부(400)는 그에 대응하여 메인 조영제가 주입되도록 제어신호를 생성하여 약물 주입부(300)에 출력할 수도 있다. 또는, 제어부(400)는 미리 설정된 시점에 메인 조영제가 주입되도록 제어신호를 생성할 수도 있다.

일 예로, 테스트 조영제의 피크점 발생 시점에 메인 조영제가 주입되도록 미리 설정 및 저장되고, 제어부(400)는 그에 따라 메인 조영제가 주입되도록 제어신호를 생성할 수 있다. 다른 예로, 테스트 조영제의 피크점 발생 시점으로부터 소정 시간 이후 예를 들어, 5초 이후에 메인 조영제가 주입되도록 미리 설정 및 저장되고, 제어부(400)는 그에 따라 메인 조영제가 주입되도록 제어신호를 생성할 수 있다.

유저 인터페이스부(200)는 사용자로부터 의료 영상 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 지시나 명령을 입력받고, 의료 영상 장치(100)의 동작과 관련된 다양한 화면을 제공할 수 있다.

유저 인터페이스부(200)는 제1 촬영(또는 스카우트 촬영), 제2 촬영(또는 ROI 촬영) 또는 제3 촬영(또는 진단 촬영)이 이루어지도록 촬영명령을 입력할 수 있다.

유저 인터페이스부(200)는 조영제가 주입되도록 주입명령을 입력할 수 있다. 유저 인터페이스부(200)는 테스트 조영제의 주입명령 및 메인 조영제의 주입명령 중 적어도 하나를 입력할 수 있다.

유저 인터페이스부(200)는 제1 촬영(또는 스카우트 촬영), 제2 촬영(또는 ROI 촬영) 및 제3 촬영(또는 진단 촬영)에 대응하여 생성된 스카우트 영상, ROI 영상 및 진단 영상 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.

유저 인터페이스부(200)는 ROI 영상에 기초하여 생성된 모니터링 영상을 표시할 수 있다. 즉, 유저 인터페이스부(200)는 테스트 조영제의 피크점이 발생되는 과정을 포함한 모니터링 영상을 표시할 수 있다. 유저 인터페이스부(200)는 테스트 조영제의 피크점에 마크가 표시된 모니터링 영상을 표시할 수 있다.

유저 인터페이스부(200)는 사용자로부터 테스트 조영제의 피크점을 확인받을 수 있다. 사용자는 유저 인터페이스부(200)를 통해 마크의 위치를 클릭 등의 방법으로 확인하거나, 드래그 등의 방법으로 변경하여, 테스트 조영제의 피크점을 최종 결정할 수 있다.

저장부(450)는 의료 영상 장치(100)의 조작을 위한 데이터나 알고리즘을 저장할 수 있다.

저장부(450)는 테스트 조영제 및 메인 조영제의 주입량을 저장할 수 있다. 저장부(450)는 마크의 위치를 확인받기 위한 제한 시간을 저장할 수 있다. 저장부(450)는 테스트 조영제의 피크점이 발생된 시점 또는 테스트 조영제가 주입되어 피크점이 발생될 때까지 걸린 시간을 저장할 수 있다. 저장부(450)는 모니터링 영상의 생성을 중단하기 위한 기준시간 P1 또는 기준 밝기값 P2를 저장할 수 있다. 저장부(450)는 ROI영역에서 진단 부위까지의 거리 또는 ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제 도달시간을 저장할 수 있다.

저장부(450)는 사용자의 입력에 따라 ROI영역을 설정하기 위한 알고리즘을 저장할 수 있다. 저장부(450)는 제1 촬영(또는 스카우트 촬영), 제2 촬영(또는 ROI 촬영) 및 제3 촬영(또는 진단 촬영)에 대응하여 생성된 스카우트 영상, ROI 영상 및 진단 영상 중 적어도 하나를 생성하기 위한 알고리즘을 저장할 수 있다. 저장부(450)는 ROI 영상에 기초하여 모니터링 영상을 생성하기 위한 알고리즘을 저장할 수 있다. 저장부(450)는 테스트 조영제의 피크점에 기초하여 메인 조영제의 피크점을 산출하기 위한 알고리즘을 저장할 수 있다. 저장부(450)는 테스트 조영제의 피크점에 기초하여 또는 산출된 메인 조영제의 피크점에 기초하여 제3 촬영이 수행될 시점을 산출하기 위한 알고리즘을 저장할 수 있다.

이와 같은 저장부(450)는 롬(Read Only Memory: ROM), 피롬(Programmable Read Only Memory: PROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 플레시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자, 또는 램(Random Access Memory: RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 또는 하드 디스크, 광 디스크와 같은 저장 장치로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수도 있다.

도 12는 의료 영상 장치의 다른 실시예에 따른 제어 블럭도이다.

도 12를 참조하면, 의료 영상 장치(100)는 엑스선 소스(110), 엑스선 디텍터(120), 유저 인터페이스부(200), 약물주입부(300), 음성 출력부(350), 영상 생성부(500), 제어부(400) 및 저장부(450)를 포함할 수 있다. 즉, 다른 실시예에 따른 의료 영상 장치(100)는 도 5와 비교하여 음성 출력부(350)를 더 포함할 수 있으며, 이하 다른 실시예를 설명함에 있어, 도 5를 통해 설명한 바와 동일한 내용을 생략하기로 한다.

음성 출력부(350)는 산출된 메인 조영제의 피크점 또는 제3 촬영의 시점에 기초하여, 제3 촬영의 준비를 위한 "숨을 참으세요"라는 안내 메시지를 대상체(30)에 출력한다.

도 13a 내지 도 13c는 음성 출력부의 메시지 출력과정을 예시한 도면이다.

도 10a를 통해 설명한 바 있듯이, 모니터링 영상의 생성은 테스트 조영제의 피크점 발생 시점으로부터 시간 P1이 지나면 중단될 수 있다. 이 때, 모니터링 영상의 생성이 중단되는 시점을 Tz라고 칭할 수 있다.

도 13a에 도시된 바와 같이, 음성 출력부(350)는 시점 Tz이후부터 안내 메시지의 출력을 위한 준비단계를 밟을 수 있다. 제어부(400)로부터 메인 조영제의 피크점 또는 제3 촬영의 시작 시점이 산출되면, 음성 출력부(350)는 도 13b에 도시된 바와 같이 메인 조영제가 ROI영역에 이르는 동안 또는 산출된 메인 조영제의 피크점에 이르기 전까지 안내 메시지의 출력 준비를 계속한다. 도 13c에 도시된 바와 같이 메인 조영제의 피크점에 도달하면, 음성 출력부(350)는 대상체(30)에 "숨을 참으세요"라는 안내 메시지를 출력하여 곧 제3 촬영이 시작함을 알린다. 안내 메시지의 출력으로, 제3 촬영 시 대상체(30)의 호흡에 따른 진단 영상의 아티팩트(artifact)는 감소될 수 있다.

즉, 제어부(400)가 메인 조영제의 피크점을 정확하게 산출함에 따라, 최종적으로 획득하고자 하는 진단 영상의 아티팩트 또한 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 도 13a 내지 도 13c는 일례에 불과한 것으로, 음성 출력부(350)는 메인 조영제의 피크점과 이에 기초하여 산출된 제3 촬영의 시작 시점 사이에 안내 메시지를 출력하는 등 그 출력 시점을 달리할 있다.

제어부(400)는 산출된 메인 조영제의 피크점 또는 제3 촬영의 시작 시점에 기초하여 음성 출력부(350)의 출력을 제어할 수 있고, 저장부(450)는 안내 메시지를 출력하기 위한 알고리즘 등을 저장할 수 있다.

이상으로 조영제의 주입 시점 및 엑스선의 촬영 시점을 조절하는 의료 영상 장치에 대해 예시된 제어 블록도를 바탕으로 설명하였으며, 이하에서는 주어진 흐름도를 참조하여 의료 영상 장치의 제어 방법을 살펴보기로 한다.

도 14는 의료 영상 장치의 일 실시예에 따른 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 의료 영상 장치(100)는 스카우트 영상을 생성하여 유저 인터페이스부(200)에 표시한다(700).

먼저, 사용자는 유저 인터페이스부(200)를 통해 제1 촬영(또는 스카우트 촬영)을 수행하고자 하는 부위를 선택할 수 있다. 의료 영상 장치(100)는 테이블(190)을 D1방향으로 이동시켜 선택받은 부위가 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120) 사이를 지나도록 한다. 또한, 의료 영상 장치(100)는 테이블(190)의 이동 시, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)가 고정된 위치에서 엑스선 조사 및 검출을 수행하여 선택받은 부위에 대해 제1 촬영이 이루어지도록 한다.

의료 영상 장치(100)는 제1 촬영에 대응하여 스카우트 영상을 생성하고, 생성된 스카우트 영상을 표시하여 사용자가 확인할 수 있도록 한다.

의료 영상 장치(100)는 사용자로부터 스카우트 영상 위에 ROI영역을 선택받고, 테스트 조영제를 대상체에 주입한다(710).

사용자는 마우스와 같은 하드웨어적 장치를 이용하여 ROI영역을 선택할 수도 있고, 손으로 직접 유저 인터페이스부(200)의 화면을 터치하거나 드래그 하는 등으로 ROI영역을 선택할 수도 있다.

ROI영역을 선택받으면, 의료 영상 장치(100)는 약물 주입부(300)를 통해 대상체에 테스트 조영제를 주입한다. 사용자는 유저 인터페이스부(200)를 통해 테스트 조영제의 주입명령을 입력하며, 약물 주입부(300)는 사용자의 주입명령에 대응하여 대상체에 테스트 조영제를 주입할 수 있다. 약물 주입부(300)는 테스트 조영제 주입한 후, 대상체에 식염수를 연달아 주입할 수도 있다.

테스트 조영제를 주입한 다음, 의료 영상 장치(100)는 ROI영역의 밝기값을 나타내는 모니터링 영상을 생성하고, 유저 인터페이스부(200)에 표시한다(720).

의료 영상 장치(100)는 선택된 ROI영역에 대해 제2 촬영(또는 ROI 촬영)을 수행한다. 구체적으로, ROI영역이 선택되면 의료 영상 장치(100)는 테이블(190)을 D1방향으로 이동시키고, ROI영역이 엑스선 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120) 사이에 위치할 때 테이블(190)을 고정시켜, 제2 촬영을 준비한다. 그리고 테스트 조영제가 주입되면, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(120)가 고정된 상태에서 엑스선 조사 및 검출을 소정의 시간 간격으로 반복 수행하도록 한다. 즉, 의료 영상 장치(100)는 동일한 ROI영역에 대해 소정의 시간 간격을 가지고 복수회의 엑스선 조사 및 검출이 이루어지도록 한다.

의료 영상 장치(100)는 제2 촬영에 대응하여 ROI영역에 대한 복수의 엑스선 영상 즉, 복수의 ROI 영상을 시간의 흐름에 따라 순차적으로 생성한다. 또한, 의료 영상 장치(100)는 ROI 영상의 밝기값을 그래프화하여, ROI 영상의 밝기값의 변화를 모니터링 할 수 있는 모니터링 영상을 생성하고, 생성된 모니터링 영상을 표시하여 사용자가 확인할 수 있도록 한다.

의료 영상 장치(100)는 테스트 조영제의 피크점을 검출하고, 피크점에 마크(M1)를 생성하여 모니터링 영상 위에 함께 표시한다. 즉, 의료 영상 장치(100)는 모니터링 영상 위에 테스트 조영제의 피크점을 마킹한다.

의료 영상 장치(100)는 사용자로부터 피크점을 확인받는다(730). 사용자는 유저 인터페이스부(200)를 통해 마크가 피크점의 발생 시점 위에 올바르게 생성되었는지 확인할 수 있다.

마크(M1)의 생성 위치가 피크점의 발생 시점에 대응되는 경우, 사용자는 화면상에 표시된 마크(M1)를 손으로 터치하여 최종 확인을 수행할 수 있다. 사용자는 최종 확인을 위해 화면상의 마크(M1)를 클릭하거나, 키보드의 엔터(Enter)을 누르는 등의 방식을 이용할 수도 있다. 마크(M1)의 생성 위치가 피크점의 발생 시점에 대응되지 않는 경우, 사용자는 화면상에 표시된 마크(M1)를 손으로 드래그하여 위치 변경을 수행할 수 있다. 사용자는 마크(M1)의 위치 변경을 위해 화면상의 마크(M1)를 직접 드래그하는 것이 아닌, 마우스 등과 같은 하드웨어적 장치를 이용할 수도 있다.

일정 시간 내에 사용자의 확인이 없는 경우, 의료 영상 장치(100)는 730 과정에서 생성된 마크의 위치가 피크점 발생 위치에 올바르게 생성된 것으로 인식한다.

마크의 위치가 최종 결정되면, 의료 영상 장치(100)는 테스트 조영제의 피크점 도달시간 및 ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간에 기초하여 진단 부위의 촬영 시점 즉, 제3 촬영 시작 시점을 산출한다(740).

진단 부위는 제1 촬영의 시작 전 또는 조영제의 주입 전에 사용자로부터 입력될 수 있다. 진단 부위의 입력 시기는 이에 한정 되지 않으며, 제3 촬영 시작 시점의 산출 전이라면 언제든지 입력될 수 있다.

마크의 위치가 최종 결정되면, 의료 영상 장치(100)는 마크의 위치에 기초하여 테스트 조영제의 피크점 도달시간을 결정한다. 이 때, 결정된 피크점 도달시간은 메인 조영제의 피크점 도달시간과 동일한 것으로 볼 수 있다.

한편, 저장부(450)에는 ROI영역에서 진단 부위까지의 거리 또는 ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달 시간이 저장되어 있을 수 있다.

ROI영역으로부터 진단 부위까지의 거리가 저장부(450)에 저장되어 있는 경우, 의료 영상 장치(100)는 조영제가 주입되는 부위에서 ROI영역까지의 거리(S1), ROI영역에서 진단 부위까지의 거리(S2) 및 테스트(또는 메인) 조영제의 피크점 도달 시간 P3의 비례식으로부터 ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간(P4)을 획득하고, 획득된 조영제의 도달시간(P4)에 기초하여 기초하여 제3 촬영의 시작 시점을 산출할 수 있다.

ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간(P5)이 저장부(450)에 저장되어 있는 경우, 의료 영상 장치(100)는 테스트(또는 메인) 조영제의 피크점 도달시간 P3에 저장부(450)에 저장된 조영제의 도달시간 P5을 이용하여 제3 촬영의 시작 시점을 산출할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 제3 촬영의 시작 시점을 메인 조영제가 주입된 때로부터 시간 P3+P5가 지난 시점으로 산출할 수 있다.

조영제가 주입되는 부위에서 ROI영역까지의 조영제의 도달시간(P6)과 ROI영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간 P5이 저장부(450)에 저장되어 있는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 의료 영상 장치(100)는 마크의 위치로 결정된 테스트(또는 메인) 조영제의 피크점 도달시간 P3와 저장부(450)에 저장된 조영제의 도달시간 P6의 차이에 기초하여 저장부(450)에 저장된 조영제의 도달시간 P5를 정정하고, P3와 P5의 정정된 시간을 이용하여 제3 촬영의 시작 시점을 산출할 수 있다. 즉, P5의 정정된 시간을 P7이라 칭하면, 의료 영상 장치(100)는 제3 촬영의 시작 시점을 메인 조영제가 주입된 때로부터 시간 P3+P7이 지난 시점으로 산출할 수 있다.

제3 촬영의 시작 시점이 산출되면, 의료 영상 장치(100)는 약물 주입부(300)를 통해 대상체에 메인 조영제를 주입한다(750).

사용자가 유저 인터페이스부(200)를 통해 메인 조영제의 주입명령을 입력하면, 약물 주입부(300)는 사용자의 주입명령에 대응하여 대상체에 메인 조영제를 주입할 수 있다. 또는, 약물 주입부(300)는 메인 조영제의 주입을 위해 미리 설정된 시점(예를 들어, 테스트 조영제의 피크점 발생 시점으로부터 5초 후)에 메인 조영제를 주입할 수 있다. 약물 주입부(300)는 메인 조영제 주입한 후, 대상체에 식염수를 연달아 주입할 수도 있다.

또한, 사용자의 입력 또는 설정 시점에 따라, 750과정은 740과정 이전에 위치할 수도 있다.

의료 영상 장치(100)는 산출된 촬영 시점에 제3 촬영 즉, 진단 부위를 촬영하여 진단 영상을 생성하고, 유저 인터페이스부(200)에 표시한다(760).

먼저, 의료 영상 장치(100)는 진단 부위에 대응하여 테이블(190)을 이동시키고, 산출된 제3 촬영의 시작 시점에 갠트리(102)를 일정 속도록 회전시켜, 갠트리(102)에 마련된 엑스선 소스(110)가 소정의 시간 간격으로 엑스선을 조사하도록 제어한다.

의료 영상 장치(100)는 제3 촬영에 대응하여 진단 부위에 대한 복수의 엑스선 영상을 생성하여, 유저 인터페이스부(200)에 표시한다. 이 때, 생성된 엑스선 영상 즉, 진단 영상은 x-z평면상의 2차원 투영 영상일 수 있으며, 2차원 투영 영상의 조합으로 생성된 3차원 영상(3D image)이나 3차원 입체 영상(3D stereo image)이 될 수 있다.

한편, 제3 촬영 시작 전에, 의료 영상 장치(100)는 대상체(30)에 "숨을 참으세요"라는 안내 메시지를 전달할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 의료 영상 장치(100)는 테스트 조영제의 피크점 도달시간으로부터 진단 부위의 촬영 시작 시점을 보다 정확하게 산출할 수 있다. 즉, 메인 조영제의 투입 전 소량의 조영제를 이용하여 메인 조영제의 피크점 도달시간을 예상하고 진단 부위의 촬영 시점을 정확하게 산출함으로써, 조영제에 대한 부작용을 최소화할 수 있으며 진단 영상의 대조도를 최대화할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치(100)는 산출된 진단 부위의 촬영 시점에 기초하여 호흡 안내 메시지를 전달함에 따라 진단 영상의 아티팩트 또한 감소시킬 수 있게 된다.

이상으로 예시된 도면을 참조로 하여, 의료 영상 장치 및 의료 영상 장치의 제어 방법의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100, 101: 의료 영상 장치 110: 엑스선 소스
120: 엑스선 디텍터 200: 유저 인터페이스
300: 약물 주입부 350: 음성 출력부
400: 제어부 450: 저장부
500: 영상 생성부

Claims (33)

1. 대상체를 촬영하는 촬영부;
   상기 대상체의 관심영역(ROI)의 밝기 변화를 모니터링하는 모니터링 영상을 생성하는 영상 생성부;
   상기 모니터링 영상에서 상기 밝기의 피크점을 결정하는 제어부; 및
   상기 모니터링 영상과, 상기 모니터링 영상 상에 상기 결정된 피크점과 관련된 마크를 표시하는 유저 인터페이스부;
   를 포함하고, 상기 마크의 위치는, 사용자로부터 확인 받거나 또는 사용자에 의해 변경되고,
   상기 제어부는, 상기 마크의 위치를 기초로 피크점 발생 지점을 결정하고, 상기 결정한 피크점 발생 지점을 기초로 피크점이 발생될 때까지의 시간을 산출하고, 상기 산출한 시간과, 조영제가 주입되는 부위에서 상기 관심영역까지의 거리, 및 상기 관심영역에서 진단 부위까지의 거리에 기초하여 상기 관심영역에서 상기 진단 부위까지의 조영제의 도달시간을 획득하고, 상기 획득한 관심영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간과 상기 피크점이 발생될 때까지의 시간을 기초로 메인 촬영의 시작 시점을 계산하는 의료 영상 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 촬영부는,
   상기 관심영역을 촬영하는 의료 영상 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 영상 생성부는,
   상기 관심영역의 촬영에 대응하여 관심영역 영상을 생성하는 의료 영상 장치.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 촬영부는,
   상기 관심영역 주위에 고정되어, 미리 정해진 시간 간격으로 상기 관심영역을 복수회 촬영하는 의료 영상 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 모니터링 영상은,
   시간에 따라 상기 관심영역 영상의 밝기 변화를 그래프로 출력하는 영상인 의료 영상 장치.
   
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 유저 인터페이스부는,
   상기 사용자로부터 상기 마크의 위치를 변경하기 위한 위치변경명령을 입력받는 의료 영상 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 유저 인터페이스부는,
   상기 위치변경명령에 대응하여 위치 변경된 상기 마크를 표시하는 의료 영상 장치.
10. 제 3 항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    상기 대상체의 진단 부위를 촬영하는 의료 영상 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진단 부위는,
    상기 관심영역과 상이한 의료 영상 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    테스트 조영제의 주입에 대응하여 상기 관심영역을 촬영하고, 메인 조영제의 주입에 대응하여 상기 진단 부위를 촬영하는 의료 영상 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    테스트 조영제의 양은,
    상기 메인 조영제의 양보다 소량인 의료 영상 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 테스트 조영제는,
    상기 메인 조영제보다 먼저 주입되는 의료 영상 장치.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 마크의 위치에 기초하여, 상기 테스트 조영제의 주입 후 상기 밝기가 상기 피크점에 도달하는 시간인 제1 도달시간을 산출하는 의료 영상 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 관심영역에서 상기 진단 부위까지의 상기 테스트 조영제 또는 상기 메인 조영제의 도달시간인 제2 도달시간이 저장되는 저장부;
    를 더 포함하는 의료 영상 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 도달시간 및 상기 제2 도달시간에 기초하여, 상기 진단 부위의 촬영 시작 시점을 산출하는 의료 영상 장치.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메인 조영제의 주입 시점에 제1 도달시간 및 상기 제2 도달시간이 더해진 시점을 상기 진단 부위 촬영의 시작 시점으로 산출하는 의료 영상 장치.
19. 제 10 항에 있어서,
    상기 유저 인터페이스부는,
    사용자로부터 상기 관심영역 또는 상기 진단 부위를 설정받는 의료 영상 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    상기 영상 생성부가 스카우트(scout) 영상을 생성하도록, 상기 대상체에 대한 스카우트 촬영을 수행하는 의료 영상 장치.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 유저 인터페이스는,
    상기 스카우트 영상을 표시하고, 상기 관심영역은 상기 스카우트 영상 위에서 설정되는 의료 영상 장치.
22. 제 10 항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    상기 진단 부위의 주위를 회전하며, 미리 정해진 시간 간격으로 상기 진단 부위를 복수회 촬영하는 의료 영상 장치.
23. 제 10 항에 있어서,
    상기 영상 생성부는, 상기 진단 부위의 촬영에 대응하여 진단 영상을 생성하고,
    상기 유저 인터페이스부는, 상기 진단 영상을 표시하는 의료 영상 장치.
24. 제 10 항에 있어서,
    상기 진단 부위의 촬영 시작 전, 상기 대상체가 호흡을 중지하도록 안내 메시지를 출력하는 음향 출력부;
    를 더 포함하는 의료 영상 장치.
25. 대상체를 촬영하고;
    상기 대상체의 관심영역(ROI)의 밝기 변화를 모니터링하는 모니터링 영상을 생성하고;
    상기 모니터링 영상에서 상기 밝기의 피크점을 결정하고; 및
    상기 모니터링 영상과, 상기 모니터링 영상 상에 상기 결정된 피크점과 관련된 마크를 표시하는;
    것을 포함하고, 상기 마크의 위치는 사용자로부터 확인 받거나 또는 사용자에 의해 변경되며,
    상기 마크의 위치를 기초로 피크점 발생 지점을 결정하고, 상기 결정한 피크점 발생 지점을 기초로 피크점이 발생될 때까지의 시간을 산출하고, 상기 산출한 시간과, 조영제가 주입되는 부위에서 상기 관심영역까지의 거리, 및 상기 관심영역에서 상기 진단 부위까지의 거리에 기초하여 상기 관심영역에서 상기 진단 부위까지의 조영제의 도달시간을 획득하고, 상기 획득한 관심영역에서 진단 부위까지의 조영제의 도달시간과 상기 피크점이 발생될 때까지의 시간을 기초로 메인 촬영의 시작 시점을 계산하는; 것을 더 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 대상체를 촬영하는 것은,
    상기 관심영역을 촬영하는 것을 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 모니터링 영상을 생성하는 것은, 상기 관심영역의 촬영에 대응하여 관심영역 영상을 생성하는 것을 포함하고,
    상기 모니터링 영상은, 상기 관심영역 영상의 밝기 변화를 모니터링하는 영상인 의료 영상 장치의 제어방법.
28. 삭제
29. 제 27 항에 있어서,
    상기 대상체의 진단 부위를 촬영하는;
    것을 더 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법.
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 대상체의 관심영역(ROI)을 촬영하는 것은, 테스트 조영제의 주입에 대응하여 상기 관심영역을 촬영하는 것을 포함하고,
    상기 대상체의 진단 부위를 촬영하는 것은, 메인 조영제의 주입에 대응하여 상기 진단 부위를 촬영하는 것을 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법.
31. 제 30 항에 있어서,
    상기 마크의 위치에 기초하여, 상기 테스트 조영제의 주입 후 상기 밝기가 상기 피크점에 도달하는 시간인 제1 도달시간을 산출하는;
    것을 더 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법.
32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제1 도달시간 및 미리 설정된 상기 관심영역에서 상기 진단 부위까지의 상기 테스트 조영제 또는 상기 메인 조영제의 도달시간인 제2 도달시간에 기초하여, 상기 진단 부위의 촬영 시작 시점을 산출하는;
    것을 더 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법.
33. 제 29 항에 있어서,
    상기 대상체의 진단 부위를 촬영하는 것은,
    상기 진단 부위의 촬영 시작 전, 상기 대상체가 호흡을 중지하도록 안내 메시지를 출력하는 것을 포함하는 의료 영상 장치의 제어방법.

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