KR20190088816A - 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

엑스선 촬영 시에 발생하는 산란 방사선의 분포를 사용자에게 3차원 적으로 제공함으로써, 제3자의 방사선 피폭을 최소화시킬 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치는, 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 디스플레이부; 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선(Stray Radition)의 3차원 분포 데이터를 획득하고, 상기 엑스선 소스와 엑스선 디텍터의 상대적인 위치 정보와 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성하고, 상기 디스플레이부를 제어하여 상기 생성된 산란 방사선 분포 영상을 표시하는 제어부;를 포함한다.

Description

엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법{X-RAY IMAGING APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

대상체의 내부를 영상화하는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

엑스선 영상 장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 투과한 엑스선을 분석하여 대상체의 내부구조를 파악할 수 있도록 하는 장치이다. 대상체를 구성하는 조직에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로 이를 수치화한 감쇠계수(attenuation coefficient)를 이용하여 대상체의 내부구조를 영상화할 수 있다.

한편, 과도한 엑스선 피폭은 인체에 해를 끼칠 수 있으므로 환자에 대한 피폭 선량은 정해진 규제에 따라 관리되고 있다.

그러나, 엑스선 촬영 시에는 촬영 대상인 환자 뿐만 아니라, 엑스선 영상 장치의 주변에 위치하는 방사선사, 의사, 보호자 등의 제3자도 엑스선에 피폭될 수 있다. 따라서, 촬영 대상 이외의 영역으로 산란되는 엑스선의 피폭 선량에 대한 관리도 필요하다.

엑스선 촬영 시에 발생하는 산란 방사선의 분포를 사용자에게 3차원 적으로 제공함으로써, 제3자의 방사선 피폭을 최소화시킬 수 있는 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치는, 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 디스플레이부; 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선(Stray Radition)의 3차원 분포 데이터를 획득하고, 상기 엑스선 소스와 엑스선 디텍터의 상대적인 위치 정보와 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성하고, 상기 디스플레이부를 제어하여 상기 생성된 산란 방사선 분포 영상을 표시하는 제어부;를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트를 표시하고, 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트를 기준으로 하여 산란 방사선의 분포를 표시할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 산란 방사선의 분포를 표시하고, 상기 산란 방사선의 선량의 크기에 따라 색 또는 밝기를 다르게 표시할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 엑스선 디텍터를 나타내는 제2오브젝트를 표시하고, 상기 제1오브젝트 및 상기 제2오브젝트를 기준으로 하여 상기 산란 방사선의 분포를 표시할 수 있다.

사용자로부터 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하기 위한 단면의 선택을 입력받는 입력부;를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 선택된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성할 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치는, 사용자로부터 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 이격된 거리에 대한 선택을 입력받는 입력부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 상기 선택된 거리만큼 이격된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성할 수 있다.

상기 디스플레이부는, 워크스테이션에 마련된 제1디스플레이; 및 상기 엑스선 소스에 장착된 서브 인터페이스에 마련된 제2디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치는, 카메라;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라가 촬영한 카메라 영상과 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터 사이의 위치 관계를 획득할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 획득된 위치 관계에 기초하여, 상기 카메라 영상에 상기 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 맵핑할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 카메라 영상에 상기 맵핑된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 표시함으로써 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 카메라 영상에 대응되는 평면 정보를 획득할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 카메라 영상에 나타난 엑스선 소스의 기울어진 방향 또는 각도를 이용하여 상기 카메라 영상에 대응되는 평면 정보를 획득할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 획득된 평면 정보에 대응되는 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 사용자의 위치 또는 자세에 대한 가이드 정보를 표시할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 디스플레이부를 제어하여 사용자의 누적 엑스선 피폭 선량에 대한 정보를 포함하는 엑스선 촬영 이력을 표시할 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치는, 엑스선 촬영 조건 별로 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 저장하는 메모리;를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법은, 엑스선 촬영 조건을 설정하고; 상기 설정된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선(Stray Radition)의 3차원 분포 데이터를 획득하고; 상기 엑스선 소스와 엑스선 디텍터의 상대적인 위치 정보와 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성하고; 상기 생성된 산란 방사선 분포 영상을 엑스선 소스에 마련된 서브 인터페이스 또는 워크스테이션의 디스플레이에 표시하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 산란 방사선 분포 영상은, 상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트가 표시되고, 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트를 기준으로 하여 산란 방사선의 분포가 표시될 수 있다.

상기 산란 방사선 분포 영상은, 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 산란 방사선의 분포를 표시하고, 상기 산란 방사선의 선량의 크기에 따라 색 또는 밝기를 다르게 표시할 수 있다.

상기 산란 방사선 분포 영상은, 상기 엑스선 디텍터를 나타내는 제2오브젝트가 표시되고, 상기 제1오브젝트 및 상기 제2오브젝트를 기준으로 하여 상기 산란 방사선의 분포가 표시될 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치의 제어 방법은, 사용자로부터 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하기 위한 단면의 선택을 입력받는 것;을 더 포함할 수 있다.

상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은, 상기 선택된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 사용자로부터 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 이격된 거리에 대한 선택을 입력받는 것;을 더 포함하고, 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은, 상기 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 상기 선택된 거리만큼 이격된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 카메라 영상을 획득하는 것;을 더 포함하고, 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은, 상기 카메라 영상과 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터 사이의 위치 관계를 획득하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은, 상기 획득된 위치 관계에 기초하여, 상기 카메라 영상에 상기 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 맵핑하는 것;을 더 포함할 수 있다.

상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은, 상기 카메라 영상에 상기 맵핑된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 표시하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 사용자의 위치 또는 자세에 대한 가이드 정보를 표시하는 것;을 더 포함할 수 있다.

상기 엑스선 영상 장치의 제어 방법은 사용자의 누적 엑스선 피폭 선량에 대한 정보를 포함하는 엑스선 촬영 이력을 표시하는 것;을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 엑스선 촬영 시에 발생하는 산란 방사선의 분포를 사용자에게 3차원 적으로 제공함으로써, 제3자의 방사선 피폭을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 블럭도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치가 실링 타입으로 구현되는 경우의 구성을 나타낸 외관도이다.
도 3은 엑스선 소스에 장착되는 서브 인터페이스의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치가 모바일 타입으로 구현되는 경우의 구성을 나타낸 외관도이다.
도 5는 엑스선 소스로부터 엑스선이 조사되는 범위를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 12는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 디스플레이부에 표시되는 산란 방사선 분포 영상의 예시를 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치에 있어서, 카메라를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 블록도이다.
도 14 및 도 15는 카메라 영상을 이용하여 생성된 산란 방사선 분포 영상의 예시를 나타낸 도면이다.
도 16은 사용자의 방사선 피폭 정보를 표시하는 디스플레이부의 예시를 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 대한 순서도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 있어서, 카메라 영상에 산란 방사선 분포를 표시하는 방법에 대한 순서도이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "앞에" 또는 "뒤에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

각 단계들에 있어 식별부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 일 측면에 따른 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 블럭도이고, 도 2 는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치가 실링 타입으로 구현되는 경우의 구성을 나타낸 외관도이며, 도 3은 엑스선 소스에 장착되는 서브 인터페이스의 예시를 나타낸 도면이고, 도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치가 모바일 타입으로 구현되는 경우의 구성을 나타낸 외관도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 조사하는 엑스선 소스(110), 엑스선 촬영 조건 별로 산란 방사선(Stray Radiation) 분포를 저장하는 저장부(130), 사용자에게 정보를 제공하기 위한 화면, 사용자의 명령 입력을 가이드하기 위한 화면, 엑스선 영상 등을 표시하는 디스플레이부(140), 사용자의 입력을 수신하는 입력부(150) 및 현재 촬영에 적용되는 엑스선 촬영 조건에 기초하여 산란 방사선 분포를 획득하고, 획득된 산란 방사선 분포를 디스플레이부(140)에 표시하는 제어부(120)를 포함한다.

이하, 엑스선 영상 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 동작을 외관도를 함께 참조하여 설명한다.

도 2에 도시된 외관은 엑스선 영상 장치(100)의 일 예시로서 엑스선 소스(110)가 검사실의 천장에 연결된 실링(ceiling) 타입의 엑스선 영상 장치에 관한 것이다.

도 2를 참조하면, 엑스선 영상 장치(100)가 배치되는 검사실 천장에는 가이드 레일(30)이 설치될 수 있고, 가이드 레일(30)을 따라 이동하는 이동 캐리지(40)에 엑스선 소스(110)를 연결하여 대상체에 대응되는 위치로 엑스선 소스(110)를 이동시킬 수 있다.

이동 캐리지(40)와 엑스선 소스(110)는 절첩 가능한 포스트 프레임(50)을 통해 연결될 수 있고, 포스트 프레임(50)의 길이를 단축 또는 신장시킴으로써 엑스선 소스(110)의 높이를 조절할 수 있다.

엑스선 소스(110)와 포스트 프레임(50) 사이에는 회전 조인트(60)가 배치된다. 회전 조인트(60)는 포스트 프레임(50)과 연결되는 제 1 회전 조인트(61)와, 엑스선 소스(10)와 연결되는 제 2 회전 조인트(62)를 구비할 수 있다.

제 1 회전 조인트(61)는 제4방향(D4)으로 회전할 수 있고, 제2회전 조인트(62)는제5방향(D5)으로 회전할 수 있다. 제 2 회전 조인트(62)를 제5방향(D5)으로 회전시키면 엑스선 소스(110)의 틸트(tilt) 각도를 조절할 수 있다. 엑스선 소스(110)의 자세는 제4방향(D4)으로의 회전 각도 또는 제4방향(D5)으로의 틸트 각도에 의해 정의될 수 있다.

엑스선 영상 장치(100)가 실링 타입으로 구현되는 경우에는 엑스선 소스(110)를 직선 이동시키거나 회전시키는데 필요한 동력을 제공하는 적어도 하나의 모터 및 모터를 구동하는 구동 회로를 포함할 수 있다. 제어부(120)는 구동 회로를 제어하여 엑스선 소스(110)의 위치나 자세를 조절할 수 있다.

엑스선 소스(110)는 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브와, 엑스선 튜브에서 발생되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(collimator)를 구비할 수 있다. 따라서, 엑스선 소스(110)를 튜브 헤드 유닛(Tube Head Unit: THU)이라고도 한다.

엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 소스(110)와 이격된 위치에 마련되어 사용자 인터페이스를 제공하는 워크스테이션(70)을 포함할 수 있다. 엑스선 소스(110)와 워크스테이션(70) 사이에는 차폐막(B)이 마련되어 방사선사나 의사와 같은 사용자의 불필요한 피폭을 방지할 수 있다.

워크스테이션(70)에는 각종 정보 및 영상을 표시하는 제1디스플레이(141) 및 사용자의 입력을 수신하는 제1입력 장치(151)가 마련될 수 있다. 엑스선 영상 장치(100)의 디스플레이부(140)는 워크스테이션(70)에 마련된 제1디스플레이(141)를 포함하고, 입력부(150)는 워크스테이션(70)에 마련된 제1입력 장치(151)를 포함할 수 있다.

제1디스플레이(141)는 엑스선 촬영 프로토콜의 선택을 가이드하기 위한 화면, 엑스선 조사 조건의 설정을 가이드하기 위한 화면, 엑스선 조사 타이밍 또는 엑스선 소스(110)의 위치 제어 명령을 입력 받기 위한 화면 등을 표시할 수 있다. 또는, 엑스선 촬영을 구성하는 워크 플로우 중 현재 상태를 나타내는 화면을 표시하거나, 엑스선 영상 장치(100)에 카메라가 포함되는 경우 촬영한 카메라 영상을 표시하거나, 대상체의 엑스선 영상을 표시하는 것도 가능하다. 제1디스플레이(141)는 LCD, LED, OLED, QLED, PDP 등의 다양한 디스플레이 장치 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다.

제1입력 장치(151)는 엑스선 촬영 프로토콜, 엑스선 조사 조건, 엑스선 조사 타이밍, 엑스선 소스(110)의 위치나 자세 제어 등을 위한 명령 또는 카메라 영상의 촬영을 위한 명령을 입력 받을 수 있다. 제1입력 장치(151)는 키보드, 마우스, 터치스크린, 마이크 등을 포함할 수 있다.

제어부(120)는 사용자로부터 입력된 명령에 따라 엑스선 조사 타이밍, 엑스선 조사 조건 등을 제어할 수 있고, 엑스선 디텍터(200)로부터 수신된 데이터를 이용하여 엑스선 영상을 생성할 수 있다.

또한, 제어부(120)는 엑스선 촬영 프로토콜 및 대상체(P)의 위치에 따라 엑스선 소스(110)나 엑스선 디텍터(200)가 장착된 장착부(14, 24)의 위치 또는 자세를 제어할 수도 있다.

제어부(120)는 전술한 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리 및 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

제어부(120)는 단일 프로세서를 포함할 수도 있고, 복수의 프로세서를 포함할 수도 있는바, 후자의 경우에는 복수의 프로세서가 하나의 칩 상에 집적될 수도 있고, 물리적으로 분리될 수도 있다.

제어부(120)가 복수의 프로세서를 포함하는 경우에 복수의 프로세서 중 일부는 워크 스테이션(70)에, 다른 일부는 엑스선 소스(110)에 마련된 서브 유저 인터페이스(80)나, 이동 캐리지(40), 기타 다른 장치 내에 마련되는 것도 가능하다. 예를 들어, 워크 스테이션(70)에 마련된 프로세서는 엑스선 영상을 생성하기 위한 영상 처리 등의 제어를 수행하고, 서브 유저 인터페이스(80) 또는 이동 캐리지(40)에 마련된 프로세서는 엑스선 소스(110)나 엑스선 디텍터(200)의 동작이나 이동과 관련된 제어를 수행할 수 있다.

또한, 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 디텍터(200)나 외부 장치(예를 들면, 의료 영상을 저장 및 관리하는 외부의 서버, 다른 의료 장치 및 태블릿 PC, 웨어러블 기기와 같은 휴대용 단말)와 연결되어 데이터를 송신하거나 수신할 수 있는 통신부를 더 포함할 수 있다.

통신부는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 통신부가 외부 장치로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호를 제어부(120)에 전달하여 제어부(120)로 하여금 수신된 제어 신호에 따라 엑스선 영상 장치(100)를 제어하도록 하는 것도 가능하다.

엑스선 디텍터(200)는 스탠드(20)나 테이블(10)에 고정된 고정형 엑스선 디텍터로 구현될 수도 있고, 장착부(14, 24)에 착탈 가능하게 장착되거나, 임의의 위치에서 사용 가능한 휴대용 엑스선 디텍터(portable x-ray detector)로 구현될 수도 있다. 휴대용 엑스선 디텍터는 데이터 전송 방식과 전원 공급 방식에 따라 유선 타입 또는 무선 타입으로 구현될 수 있다.

엑스선 디텍터(200)는 엑스선 영상 장치(100)의 구성 요소로 포함될 수도 있고, 포함되지 않을 수도 있다. 후자의 경우, 엑스선 디텍터(200)는 사용을 위해 엑스선 영상 장치(100)에 등록될 수 있다.

엑스선 소스(110)의 일 측면에는 서브 인터페이스(80)가 마련될 수 있고, 후술하는 디스플레이부(140) 및 입력부(150)가 수행하는 기능 중 일부 또는 전부가 서브 인터페이스(80)에서 수행될 수 있다.

도 3을 참조하면, 서브 인터페이스(80)에는 제2디스플레이(142) 및 제2입력 장치(152)가 마련될 수 있다. 전술한 엑스선 영상 장치(100)의 디스플레이부(140)는 서브 인터페이스(80)의 제2디스플레이(142)를 더 포함하고, 엑스선 영상 장치(100)의 입력부(150)는 서브 인터페이스(80)의 제2입력 장치(152)를 더 포함할 수 있다.

한편, 엑스선 영상 장치(100)는 전술한 실링 타입뿐만 아니라 모바일 타입으로도 구현 가능하다. 엑스선 영상 장치(100)가 모바일 타입으로 구현되는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 엑스선 소스(110)가 연결된 본체(101)가 자유롭게 이동 가능하고 엑스선 소스(110)와 본체(101)를 연결하는 암(103) 역시 회전 및 직선 이동이 가능하기 때문에 엑스선 소스(110)를 3차원 공간 상에서 자유롭게 이동시킬 수 있다.

본체(101)에는 엑스선 디텍터(200)를 보관하는 보관부(105)가 마련될 수 있다. 또한, 보관부(105) 내부에는 엑스선 디텍터(200)를 충전할 수 있는 충전 단자가 마련되어 엑스선 디텍터(200)를 보관하면서 충전까지 함께 수행하는 것도 가능하다.

입력부(150), 디스플레이부(140) 및 제어부(120)는 본체(101)에 마련될 수 있고, 엑스선 디텍터(200)가 획득한 이미지 데이터는 본체(101)로 전송되어 영상 처리를 거친 후에 디스플레이부(140)에 표시되거나, 통신부를 통해 외부의 장치로 전송될 수 있다.

도 5는 엑스선 소스로부터 엑스선이 조사되는 범위를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 엑스선 튜브(111)에서 발생된 엑스선은 콜리메이터(113)에 의해 그 조사 영역(E)이 제한되고, 산란이 감소된다.

엑스선 튜브(111)로부터 조사된 엑스선 중 콜리메이터(113)의 블레이드(113a, 113c)에 입사된 엑스선은 블레이드(113a, 113c)에 흡수되고, 콜리메이션 영역(R)을 통과한 엑스선은 엑스선 디텍터(200)에 바로 입사되거나, 대상체(P)를 투과하여 엑스선 디텍터(200)에 입사된다.

엑스선이 콘빔(cone beam) 형태로 퍼져 나가는 경우에는 XY 평면과 평행한 엑스선 조사 영역(E)의 단면이 Z축 상에서 엑스선 디텍터(200)에 가까워질수록 점점 넓어진다. 제어부(120)는 두 영역 사이의 관계에 기초하여 콜리메이션 영역(R)을 조절함으로써 원하는 범위의 엑스선 조사 영역(E)에 엑스선을 조사할 수 있다.

한편, 엑스선 소스(110)에서 조사된 엑스선 중 일부는 엑스선 디텍터(200)까지 도달하는 동안 공기 중의 먼지 입자나 대상체(P)의 구성 물질에 부딪히면서 산란될 수 있다. 이러한 엑스선은 산란 방사선(Stray Radiation)이라 한다.

산란 방사선은 대상체(P)에 포커싱된 엑스선 조사 영역(E)을 벗어날 수 있다. 따라서, 대상체(P) 주변에 위치하는 방사선사, 의사, 보호자 등의 제3자가 이러한 산란 방사선에 노출될 위험이 있다. 당해 실시예에서는 엑스선 촬영 대상을 제외한 인체는 모두 제3자라 하기로 한다. 또한, 방사선사, 의사와 같이 엑스선 영상 장치(100)를 조작하여 대상체에 대한 엑스선 촬영을 수행하는 제3자는 사용자라 하기로 한다.

일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)는 산란 방사선에 의한 피폭을 최소화시키기 위해, 산란 방사선의 분포에 관한 정보를 사용자에게 제공한다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 내용을 기초로 하여 산란 방사선의 분포에 관한 정보를 제공하는 동작에 관해 구체적으로 설명한다.

메모리(130)는 엑스선 촬영 조건 별로 산란 방사선의 분포 데이터를 미리 저장할 수 있다. 즉, 산란 방사선의 분포 데이터는 메모리(130)에 데이터베이스화되어 저장될 수 있다. 여기서, 산란 방사선의 분포는 3차원 분포를 의미할 수 있고, 산란 방사선의 분포 데이터는 엑스선 소스(110)가 위치하는 3차원 공간 상에서 산란 방사선의 선량 또는 피폭 선량을 나타낸 것일 수 있다. 예를 들어, 산란 방사선의 3차원 분포 데이터는 3차원 공간 상에서의 방사선 분포도의 형태로 저장될 수 있다.

또한, 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에는 정상 엑스선의 분포 데이터도 포함될 수 있다. 따라서, 후술하는 실시예에 따라 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 디스플레이부(140)에 표시하는 경우, 정상 엑스선 분포와 산란 방사선 분포가 함께 표시될 수 있다.

이를 위해, 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 촬영 조건 별로 산란 방사선 3차원 분포 데이터를 미리 획득하여 메모리(130)에 저장할 수 있다. 엑스선 촬영 조건은 관전압(kVp), 엑스선량(mAs), 콜리메이션 영역의 크기, 필터에 관한 정보 등을 포함하는 엑스선 조사 조건을 포함할 수 있고, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(200)의 위치 또는 자세 정보, 대상체(P)의 위치 정보를 더 포함하는 것도 가능하다.

엑스선 촬영 조건에 따른 산란 방사선 분포는 시뮬레이션, 실험, 통계, 이론 등의 다양한 방법 중 적어도 하나를 통해 획득될 수 있는바, 엑스선 영상 장치(100)의 실시예에서는 산란 방사선 분포 데이터의 획득 방법에 대해서는 제한을 두지 않는다.

의사나 방사선사 등의 사용자가 입력부(150)를 통해 엑스선 촬영 조건을 입력하면, 제어부(120)는 메모리(130)를 검색하여 입력된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선의 3차원 분포를 획득할 수 있다.

예를 들어, 촬영 프로토콜마다 엑스선 촬영 영역이 달라지고, 엑스선 촬영 영역마다 적절한 엑스선 조사 조건이 달라질 수 있다. 따라서, 엑스선 조사 조건은 촬영 프로토콜에 따라 디폴트로 저장될 수 있다. 엑스선 조사 조건에 대한 디폴트 값 역시 메모리(130)에 저장될 수 있다.

촬영 프로토콜은 엑스선 촬영 부위, 대상체의 자세 등에 따라 결정될 수 있는바, 예를 들어, 전체 바디 AP(Anterior Psterior), 전체 바디 PA(Psterior Anterior), 전체 바디 LAT를 포함할 수 있고, 흉부(chest)에 대해서도 AP, PA, LAT 방식으로 촬영하는 촬영 프로토콜이 있을 수 있으며, 다리(leg)와 같은 롱 본(long bone)에 대해서도 AP, PA, LAT 방식으로 촬영하는 촬영 프로토콜이 있을 수 있다. 또한, 기립 복부 촬영(Abdomen Erect)도 촬영 포로토콜에 포함될 수 있다.

사용자가 입력부(150)를 통해 촬영 프로토콜에 대한 선택을 입력하면, 제어부(120)는 메모리(130)를 검색하여 선택된 촬영 프로토콜에 대응되는 엑스선 조사 조건을 획득할 수 있다. 또한, 디스플레이부(140)는 선택된 촬영 프로토콜에 대응되는 엑스선 조사 조건을 표시할 수 있고, 사용자가 입력부(150)를 통해 표시된 엑스선 조사 조건의 값을 변경하여 설정하는 것도 가능하다.

또한, 엑스선 조사 조건은 대상체의 사이즈에 따라 디폴트로 저장될 수도 있다. 사용자가 입력부(150)를 통해 대상체의 사이즈에 대한 선택을 입력하면, 제어부(120)는 메모리(130)를 검색하여 선택된 대상체 사이즈에 대응되는 엑스선 조사 조건을 획득할 수 있다. 또한, 디스플레이부(140)는 선택된 대상체 사이즈에 대응되는 엑스선 조사 조건을 표시할 수 있고, 사용자가 입력부(150)를 통해 표시된 엑스선 조사 조건의 값을 변경하여 설정하는 것도 가능하다.

또한, 엑스선 조사 조건은 촬영 프로토콜 및 대상체의 사이즈에 따라 디폴트로 저장될 수도 있다. 사용자의 입력과 엑스선 조사 조건의 변경에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

제어부(120)는 설정된 엑스선 조사 조건을 이용하여 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 획득하고, 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 사용자에게 제공할 수 있다.

엑스선 조사 조건이 설정될 때마다 제어부(120)가 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 획득하고, 이에 관한 정보를 사용자에게 제공하는 것도 가능하고, 사용자가 입력부(150)를 통해 산란 방사선의 3차원 분포를 요청하는 경우에 산란 방사선의 3차원 분포를 획득하고, 이에 관한 정보를 제공하는 것도 가능하다.

예를 들어, 산란 방사선 분포의 요청을 입력 받기 위한 별도의 버튼을 표시 또는 마련하는 것도 가능하고, 기존의 버튼을 이용하는 것도 가능하다. 기존의 버튼을 이용하는 경우에는, 엑스선 조사 준비 명령(ready) 및 엑스선 조사 명령(exposure)을 입력받기 위한 스위치 또는 버튼을 이용할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 조사 준비 명령이 입력되었을 때 제어부(120)가 산란 방사선의 3차원 분포를 획득하고, 이에 관한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

제어부(120)는 산란 방사선의 3차원 분포에 관한 정보를 디스플레이부(140)에 표시할 수 있고, 일 예로, 방사선 분포도의 형태로 표시할 수 있다. 이하, 도 6 내지 도 12를 참조하여 구체적인 예시를 설명한다.

도 6 내지 도 12는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 디스플레이부에 표시되는 산란 방사선 분포 영상의 예시를 나타낸 도면이다.

일 실시예에 따르면, 산란 방사선 분포 영상은 서브 인터페이스(80)의 제2디스플레이(142)에 표시될 수도 있고, 워크스테이션(70)의 제1디스플레이(141)에 표시될 수도 있다.

제어부(120)는 설정된 엑스선 조사 조건에 대응되는 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 획득하고, 획득된 산란 방사선의 분포를 나타내는 영상(이하, 산란 방사선 분포 영상이라 함)을 생성할 수 있다.

제어부(120)는 다양한 방식에 의해 산란 방사선의 3차원 분포에 관한 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 일 예로, 3차원 공간 상에서의 산란 방사선의 분포를 사용자가 원하는 위치 또는 자동으로 설정된 위치에서의 2차원 단면 분포로 제공할 수 있다.

제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상에 산란 방사선의 분포뿐만 아니라, 산란 방사선이 분포하는 공간에 위치하는 물체에 관한 정보도 함께 표시할 수 있다. 사용자는 산란 방사선 분포 영상에 표시된 물체와 산란 방사선의 상대적인 위치를 통해 실제 공간 상에서의 산란 방사선의 분포를 파악할 수 있다.

예를 들어, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상(Is)에 엑스선 소스(110)를 나타내는 제1오브젝트(110a) 및 엑스선 디텍터(200)를 나타내는 제2오브젝트(200a)를 표시하고, 엑스선 소스(110)를 나타내는 제1오브젝트(110a)를 기준으로 하여 산란 방사선 분포를 표시할 수 있다.

이 때, 제1오브젝트(110a) 및 제2오브젝트(200a) 사이의 거리는 실제 공간에서의 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(200) 사이의 거리와 대응할 수 있다. 예를 들어, 서로 비례할 수 있다.

엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(200) 사이의 거리는 센서에 의해 측정되거나, 사용자에 의해 입력될 수 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 산란 방사선의 분포는 방사선량 또는 피폭 선량의 크기에 따라 색 또는 밝기를 다르게 표시함으로써 나타낼 수 있다. 일 예로, 방사선량 또는 피폭 선량이 클수록 밝기를 어둡게 하거나, 색을 진하게 할 수 있다. 또는, 방사선량 또는 피폭 선량이 클수록 붉은 계열의 색을 표시하고 적을수록 청색 계열의 색을 표시할 수도 있다.

도 6은 엑스선 조사 영역(E)의 중심으로부터 X축 방향으로 50cm 이격된 YZ 평면 상에서의 산란 방사선 분포를 나타낸 영상이고, 도 7은 엑스선 X축 방향으로 100cm 이격된 YZ 평면 상에서의 산란 방사선 분포를 나타낸 영상이고, X축 방향으로 200cm 이격된 YZ 평면 상에서의 산란 방사선 분포를 나타낸 영상이다.

산란 방사선이 분포하는 3차원 공간 상에서의 특정 단면을 지정하기 위해, 엑스선 조사 영역(E)의 중심으로부터 이격된 50cm, 100cm, 200cm 등의 일정 거리가 디폴트로 설정될 수도 있고, 사용자가 원하는 위치를 직접 입력할 수도 있다.

사용자가 원하는 위치를 직접 입력하는 경우에, 엑스선 조사 영역(E)의 중심으로부터의 이격 거리와 XY 단면, YZ 단면, XZ 단면 및 임의의 단면 중 원하는 단면에 대한 선택을 입력할 수 있다.

예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 디스플레이부(140)에 산란 분포 영상(Is)의 일 영역에 엑스선 조사 영역(E)의 중심으로부터 이격 거리를 조절할 수 있는 거리 조절 바(B)를 표시할 수 있고, 사용자는 거리 조절 바(B)를 이동시켜 원하는 거리를 선택할 수 있다.

구체적으로, 디스플레이부(140)와 입력부(150)가 터치 스크린을 구현하는 경우에, 사용자는 거리 조절 바(B)를 터치하고 원하는 거리를 향하는 방향으로 드래그할 수 있다. 사용자가 드래그를 멈춤으로써 거리를 선택하면, 제어부(120)는 선택된 거리만큼 엑스선 조사 영역(E)의 중심으로부터 이격된 단면 상에서의 산란 방사선 분포를 표시할 수 있다.

사용자가 드래그하는 동안에 디스플레이부(140)에 표시된 산란 방사선 분포 영상에 변화를 주지 않는 것도 가능하고, 드래그하는 동안 디스플레이부(140)에 표시된 산란 방사선 분포 영상에 연속적인 변화를 주는 것도 가능하다. 후자의 경우, 사용자는 위치에 따른 산란 방사선 분포의 변화를 더 직관적으로 파악할 수 있게 된다.

한편, 제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상(Is)에 엑스선 소스(110)의 각도, 엑스선 디텍터(200)의 기울기 각도 등과 같은 정보를 더 표시하는 것도 가능하다.

엑스선 영상 장치(100)가 실링 타입 또는 모바일 타입으로 구현되는 경우에, 촬영 부위 또는 대상체의 상태에 따라 엑스선 소스(110)의 틸트 각도가 조절될 수 있고, 이에 따라 엑스선 디텍터(200)의 기울기 각도도 함께 조절될 수 있다.

따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 산란 방사선 분포 영상(Is)에 제1오브젝트(110a)와 제2오브젝트(200a)를 실제 엑스선 소스(110)의 틸트 각도(α) 및 엑스선 디텍터(200)의 기울기 각도(β)에 따라 기울여 표시하면, 사용자가 실제 공간 상에서의 산란 방사선 분포를 더 용이하고 정확하게 파악할 수 있게 된다.

또한, 산란 방사선 분포 영상(Is)에 환자 베드를 나타내는 제3오브젝트를 표시하고, 환자 베드의 기울기에 따라 제3오브젝트를 기울여 표시하는 것도 가능하다.

제어부(120)는 엑스선 소스(110)의 틸트 각도에 기초하여 엑스선 디텍터(200)의 기울기 각도를 추정할 수도 있고, 엑스선 디텍터(200)로부터 기울기 각도에 관한 정보를 획득할 수도 있으며, 엑스선 영상 장치(100)에 마련된 센서가 엑스선 디텍터(200)의 기울기 각도를 측정할 수도 있다. 엑스선 디텍터(200)의 기울기 각도를 획득하는 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다. 환자 베드의 기울기 각도에 대해서도 동일한 취지의 설명이 적용될 수 있다.

도 11은 산란 방사선 분포에 기초하여 사용자에게 자세 가이드 정보를 제공하기 위한 영상의 예시를 나타낸 도면이다.

도 11의 예시를 참조하면, 제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상(Is)에 산란 방사선이 분포하는 영역마다 피폭 선량에 관한 정보를 함께 표시할 수 있다. 예를 들어, 산란 방사선의 분포 영역을 피폭 선량에 따른 안전도를 나타내는 Safe, OK, Danger의 세 단계로 분류하고, 각각의 영역에 분류된 안전도를 표시할 수 있다.

또는, 각각의 영역에 피폭 선량의 수치(mSv 또는 rem 단위)를 표시하는 것도 가능하다.

또한, 제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상(Is)에 대상체(P)를 나타내는 오브젝트(Pa)와 함께 제3자, 특히 사용자를 나타내는 오브젝트(Ra)를 표시하는 것도 가능하다. 이 때, 사용자를 나타내는 오브젝트(Ra)를 산란 방사선에 의한 피폭을 최소화할 수 있는 위치와 자세로 표시함으로써, 사용자의 위치와 자세를 가이드할 수 있다.

한편, 사용자가 디스플레이부(140)에 표시된 영상을 회전시키면 회전에 대응되는 각도의 영상을 표시하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2디스플레이(142)에 YZ 평면에 대응되는 산란 방사선 분포 영상이 표시되고, 사용자가 입력부(151)를 터치하여 우측 방향으로 드래그하면, 제2디스플레이(142)에 표시된 영상이 XY 평면 상에서 사용자가 드래그한 각도만큼 반시계 방향으로 회전할 수 있고, 회전에 따른 영상의 변화가 연속적으로 표시될 수 있다.

또한, 사용자의 입력에 대응하여, 산란 방사선 분포 영상을 확대 또는 축소시키는 것도 가능하다.

도 13은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치에 있어서, 카메라를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 블록도이고, 도 14 및 도 15는 카메라 영상을 이용하여 생성된 산란 방사선 분포 영상의 예시를 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 엑스선 영상 장치(100)는 카메라(160)를 더 포함할 수 있다. 카메라(160)는 엑스선 소스(110)에 장착될 수도 있고, 본체(101)나 암(103)과 같은 엑스선 영상 장치(100)의 다른 영역에 장착될 수도 있으며, 엑스선 영상 장치(100)와 물리적으로 분리된 다른 영역에 마련되는 것도 가능하다. 예를 들어, 검사실 천장, 벽면 또는 별도의 스탠드에 마련될 수 있다.

카메라(160)는 일반적인 2차원 영상을 획득할 수도 있고, 엑스선 영상 장치(100)가 위치하는 공간의 3차원 정보를 획득할 수도 있다. 3차원 정보를 획득하는 경우에는 카메라(160)가 360도 전방향 촬영이 가능한 360도 카메라 또는 VR(Virtual Reality) 카메라를 포함할 수 있다.

카메라(160)가 촬영한 영상(이하, 카메라 영상이라 함)은 제어부(120)에 전달되고, 제어부(120)는 메모리(130)로부터 획득한 산란 방사선의 3차원 분포 데이터와 카메라 영상의 상호 위치 관계를 획득할 수 있다. 산란 방사선의 3차원 분포 데이터와 카메라 영상의 상호 위치 관계를 획득하는 것은 카메라 영상 내에서의 각각의 위치에 대응되는 산란 방사선의 피폭 선량 데이터를 찾는 것을 포함할 수 있다.

제어부(120)는 산란 방사선의 3차원 분포도와 카메라 영상에 공통되는 기준점으로 활용하여 거리, 방향 등을 스케일링 함으로써 상호 위치 관계를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 엑스선 소스(110)의 위치를 기준점으로 하여 산란 방사선의 3차원 분포도와 카메라 영상의 위치 관계를 획득할 수 있다.

제어부(120)는 획득된 위치 관계에 기초하여, 카메라 영상에 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 맵핑시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 카메라 영상에 표시된 영역 중 산란 방사선이 분포된 영역에 해당 영역의 방사선량을 나타내는 데이터를 맵핑시킬 수 있다.

제어부(120)는 카메라 영상에 산란 방사선 분포 데이터를 표시함으로써 산란 방사선 분포 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 카메라 영상의 위치마다 맵핑된 산란 방사선량의 크기에 대응되는 색 또는 밝기를 표시할 수 있다.

한편, 제어부(120)는 카메라 영상에 나타난 특정 물체를 이용하여 해당 카메라 영상에 대응되는 평면 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 카메라 영상에 나타난 엑스선 소스(110)의 기울어진 방향, 각도, 엑스선 영상 장치(100)에 마련된 센서가 측정한 엑스선 소스(110)의 회전 각도, 틸트 각도 등을 활용하여 해당 카메라 영상이 XY 평면에 대응되는 영상인지, YZ 평면에 대응되는 영상인지, XZ 평면에 대응되는 영상인지 또는 다른 임의의 평면에 대응되는 영상인지 여부를 판단할 수 있다.

해당 카메라 영상이 XY 평면에 대응되는 경우, 제어부(120)는 Z축 상의 임의의 위치에서의 XY 단면에 대응되는 산란 방사선의 분포를 카메라 영상에 표시할 수도 있고, 사용자로 하여금 Z축 상에서의 위치를 선택하게 할 수도 있고, 대표값으로 구성되는 산란 방사선 분포를 표시할 수도 있다. 여기서, 대표값은 Z축 상에서의 각각의 위치에 대응되는 방사선량의 평균값, 최대값 등을 의미할 수 있다.

사용자로 하여금 Z축 상에서의 위치를 선택하게 하는 경우에는, 스크롤 바를 이용할 수도 있고, 줌인(Zoom In) 또는 줌아웃(Zoon Out)과 같은 터치 동작을 이용할 수도 있으며, Z축 상에서의 위치를 수치로 직접 입력 받을 수도 있다.

또한, 사용자가 디스플레이부(140)에 표시된 영상을 회전시키면 회전에 대응되는 각도의 영상을 표시하는 것도 가능하다. 이 경우, 카메라(160)가 360도 각도에서 촬영한 카메라 영상 및 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선 분포의 맵핑 정보가 메모리(130)에 저장될 수 있다. 제어부(120)는 저장된 카메라 영상 및 산란 방사선 분포의 맵핑 정보를 이용하여 산란 방사선 분포 영상의 변화를 연속적으로 표시할 수 있다.

예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 제2디스플레이(142)에 YZ 평면에 대응되는 산란 방사선 분포 영상이 표시되고, 사용자가 입력부(151)를 터치하여 우측 방향으로 드래그하면, 제2디스플레이(142)에 표시된 영상이 XY 평면 상에서 사용자가 드래그한 각도만큼 반시계 방향으로 회전할 수 있고, 회전에 따른 영상의 변화가 연속적으로 표시될 수 있다.

또한, 사용자의 입력에 대응하여, 산란 방사선 분포 영상을 확대 또는 축소시키는 것도 가능하다.

도 16은 사용자의 방사선 피폭 정보를 표시하는 디스플레이부의 예시를 나타낸 도면이다.

엑스선 영상 장치(100)는 사용자마다 방사선 피폭 선량을 개별적으로 관리할 수 있다. 이를 위해, 제어부(120)는 사용자마다 누적 촬영 횟수, 촬영 프로토콜 별 촬영 횟수, 누적 예상 피폭 선량, 최대 허용 피폭 선량, 연간 평균 촬영 횟수와 같은 엑스선 촬영 이력에 관한 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다.

사용자는 엑스선 촬영 시마다 입력부(150)를 통해 자신의 ID를 입력할 수 있고, 제어부(120)는 해당 엑스선 촬영에 적용된 엑스선 촬영 조건에 기초하여 예상 피폭 선량을 산출하고, 이미 저장되어 있는 엑스선 촬영 이력에 관한 정보를 업데이트할 수 있다.

제어부(120)는 사용자의 ID가 입력되면, 입력된 ID에 대응되는 엑스선 촬영 이력에 관한 정보를 메모리(130)에서 획득하고, 도 16에 도시된 바와 같이 사용자의 엑스선 촬영 이력에 관한 정보를 제2디스플레이(142)에 표시할 수 있다.

또한, 제어부(120)는 도 11에 도시된 바와 같이 사용자의 위치나 자세를 가이드함에 있어서, 입력된 ID에 대응되는 엑스선 촬영 이력에 관한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 입력된 ID에 대응되는 엑스선 촬영 이력에 관한 정보가 다량의 엑스선 피폭을 나타낼수록 엑스선 피폭을 최소화하는 방향으로 사용자의 위치나 자세를 가이드할 수 있다.

이하, 일 측면에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 대해 설명한다. 일 측면에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법을 실시함에 있어서 전술한 실시예에 따른 엑스선 영상 장치(100)가 사용될 수 있다. 따라서, 앞서 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명한 내용은 특별한 언급이 없어도 엑스선 영상 장치의 제어 방법에도 적용 가능함은 물론이다.

도 17 및 도 18은 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 대한 순서도이다.

도 17에 도시된 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 따르면, 엑스선 촬영 조건을 설정한다(410). 엑스선 촬영 조건은 관전압(kVp), 엑스선량(mAs), 콜리메이션 영역의 크기, 필터에 관한 정보 등을 포함하는 엑스선 조사 조건을 포함할 수 있고, 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(200)의 위치 또는 자세 정보, 대상체(P)의 위치 정보를 더 포함하는 것도 가능하다. 사용자가 엑스선 촬영 조건을 직접 입력하는 것도 가능하고, 사용자가 촬영 프로토콜 또는 대상체 사이즈를 선택하면, 제어부(120)가 선택된 촬영 프로토콜 또는 선택된 대상체 사이즈에 대응되는 엑스선 촬영 조건을 설정하는 것도 가능하다.

설정된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 획득한다(411). 이를 위해, 엑스선 촬영 조건 별로 산란 방사선 분포 데이터를 미리 획득하여 메모리(130)에 저장할 수 있다. 엑스선 촬영 조건에 따른 산란 방사선 분포 데이터는 시뮬레이션, 실험, 통계, 이론 등의 다양한 방법 중 적어도 하나를 통해 획득될 수 있다. 엑스선 촬영 조건이 설정되면, 제어부(120)는 메모리(130)에서 엑스선 촬영 조건을 검색하여 설정된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선 분포 데이터를 획득할 수 있다.

산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성한다(412). 앞서 설명한 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 산란 방사선의 분포는 방사선량 또는 피폭 선량의 크기에 따라 색 또는 밝기를 다르게 표시함으로써 나타낼 수 있다.

또한, 제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상에 산란 방사선의 분포뿐만 아니라, 산란 방사선이 분포하는 공간에 위치하는 물체에 관한 정보도 함께 표시할 수 있다. 사용자는 산란 방사선 분포 영상에 표시된 물체와 산란 방사선의 상대적인 위치를 통해 실제 공간 상에서의 산란 방사선의 분포를 파악할 수 있다.

예를 들어, 전술한 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상(Is)에 엑스선 소스(110)를 나타내는 오브젝트(110a) 및 엑스선 디텍터(200)를 나타내는 오브젝트(200a)를 표시하고, 엑스선 소스(110)를 나타내는 오브젝트(110a)를 기준으로 하여 산란 방사선 분포를 표시할 수 있다. 이 때, 엑스선 소스(110)를 나타내는 오브젝트(110a) 및 엑스선 디텍터(200)를 나타내는 오브젝트(200a) 사이의 거리는 실제 공간에서의 엑스선 소스(110)와 엑스선 디텍터(200) 사이의 거리와 비례할 수 있다.

생성된 산란 방사선 분포 영상을 디스플레이부에 표시한다(413). 제어부(120)는 생성된 산란 방사선 분포 영상을 서브 인터페이스(80)의 제2디스플레이(142)에 표시할 수도 있고, 워크스테이션(70)의 디스플레이(142)에 표시할 수도 있다. 또는, 서브 인터페이스(80)의 제2디스플레이(142)에 표시하고, 엑스선이 조사되기 전에 워크스테이션(70)의 제1디스플레이(141)에 추가적으로 표시하는 것도 가능하다.

또한, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법이 사용자의 엑스선 촬영 이력에 관한 정보를 표시하는 것을 더 포함하는 것도 가능하다. 이를 위해, 제어부(120)는 사용자마다 누적 촬영 횟수, 촬영 프로토콜 별 촬영 횟수, 누적 예상 피폭선량, 최대 허용 피폭 선량, 연간 평균 촬영 횟수와 같은 엑스선 촬영 이력에 관한 정보를 메모리(130)에 저장하고, 이를 업데이트할 수 있다. 사용자의 ID가 입력되면 제어부(120)는 메모리(130)를 검색하여 입력된 ID에 대응되는 엑스선 촬영 이력을 획득하고, 이를 디스플레이부(140)에 표시할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법이 산란 방사선 분포에 기초하여 사용자의 위치 또는 자세 가이드 정보를 표시하는 것을 더 포함하는 것도 가능하다. 이를 위해, 제어부(120)는 산란 방사선 분포 영상에 사용자를 나타내는 오브젝트(Ra)를 표시할 수 있고, 사용자를 나타내는 오브젝트(Ra)를 산란 방사선에 의한 피폭을 최소화할 수 있는 위치와 자세로 표시함으로써, 사용자의 위치와 자세를 가이드할 수 있다.

한편, 엑스선 영상 장치의 제어 방법이 산란 방사선 분포 영상을 생성함에 있어서, 3차원 공간 상에서의 산란 방사선의 분포를 사용자가 원하는 위치 또는 자동으로 설정된 위치에서의 2차원 단면 영상으로 생성할 수 있다. 이하, 도 18을 참조하여 관련 실시예를 설명한다.

도 18을 참조하면, 엑스선 촬영 조건을 설정하고(420), 설정된 엑스선 조사 조건에 대응되는 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 획득한다(421).

사용자로부터 단면 선택을 위한 입력을 수신한다(422). 예를 들어, 사용자는 입력부(150)를 통해 엑스선 조사 영역(E)으로부터의 이격 거리와 XY 단면, YZ 단면, XZ 단면 및 임의의 단면 중 원하는 단면에 대한 선택을 입력할 수 있다. 전술한 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 디스플레이부(140)에 산란 분포 영상(Is)의 일 영역에 엑스선 조사 영역(E)의 중심으로부터 이격 거리를 조절할 수 있는 거리 조절 바(B)를 표시할 수 있고, 사용자는 거리 조절 바(B)를 이동시켜 원하는 거리를 선택할 수 있다.

산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 선택된 단면에 대응되는 산란 방사선 분포 영상을 생성하고, 생성된 산란 방사선 분포 영상을 디스플레이부에 표시한다(424).

도 18의 예시에서는 사용자가 산란 방사선 분포를 나타낼 단면을 선택하는 경우를 예로 들었으나, 특정 단면을 디폴트로 미리 지정하는 것도 가능하다. 다만, 이 경우에도 사용자가 원하는 위치의 단면으로 변경할 수 있음은 물론이다.

또한, 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법이 사용자의 입력에 따라 회전된 각도의 산란 방사선 분포 영상을 표시하는 것을 더 포함하는 것도 가능하다. 예를 들어, 사용자가 디스플레이부(140)에 표시된 영상을 회전시키면 회전에 대응되는 각도의 영상을 표시할 수 있다. 전술한 도 12에 도시된 바와 같이, 제2디스플레이(142)에 YZ 평면에 대응되는 산란 방사선 분포 영상이 표시되고, 사용자가 입력부(151)를 터치하여 우측 방향으로 드래그하면, 제2디스플레이(142)에 표시된 영상이 XY 평면 상에서 사용자가 드래그한 각도만큼 반시계 방향으로 회전할 수 있고, 회전에 따른 영상의 변화가 연속적으로 표시될 수 있다.

도 19는 일 실시예에 따른 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 있어서, 카메라 영상에 산란 방사선 분포를 표시하는 방법에 대한 순서도이다.

도 19에 도시된 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 따르면, 카메라 영상을 획득한다(430). 카메라 영상을 획득하는 카메라(160)는 엑스선 소스(110)에 장착될 수도 있고, 엑스선 영상 장치(100)와 물리적으로 분리된 다른 영역에 마련되는 것도 가능하다. 카메라(160)는 일반적인 2차원 영상을 획득할 수도 있고, 엑스선 영상 장치(100)가 위치하는 공간의 3차원 정보를 획득할 수도 있다.

엑스선 촬영 조건을 설정하고(431), 설정된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 획득한다(432).

카메라 영상에 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 맵핑한다(433). 이를 위해, 제어부(120)는 산란 방사선의 3차원 분포 데이터와 카메라 영상의 상호 위치 관계를 획득할 수 있다. 제어부(120)는 획득된 위치 관계에 기초하여, 카메라 영상에 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 맵핑시킬 수 있다.

카메라 영상과 맵핑된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성하고(434), 생성된 산란 방사선 분포 영상을 디스플레이부에 표시한다(435). 제어부(120)는 카메라 영상에 산란 방사선 분포 데이터를 표시함으로써 산란 방사선 분포 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전술한 도 14에 도시된 바와 같이, 카메라 영상의 위치마다 맵핑된 산란 방사선량의 크기에 대응되는 색 또는 밝기를 표시할 수 있다.

카메라 영상을 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 경우에 있어서도, 전술한 바와 같이, 사용자의 위치 또는 자세 가이드 정보를 표시하거나, 사용자로부터 원하는 단면의 선택을 입력받는 등의 동작을 더 포함할 수 있음은 물론이다.

지금까지 상술한 실시예에 의하면, 산란 방사선의 3차원 분포를 나타내는 산란 방사선 분포 영상을 생성하여 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 방사선 피폭을 최소화할 수 있도록 유도할 수 있다.

또한, 산란 방사선 분포 영상에 엑스선 소스나 엑스선 디텍터와 같은 기구의 위치를 반영하거나 카메라 영상을 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성함으로써, 사용자로 하여금 실제 공간 상에서의 방사선 분포를 직관적이고 정확하게 파악하게 할 수 있다.

상기의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

따라서, 상기에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 엑스선 영상 장치
110: 엑스선 소스
120: 제어부
130: 메모리
140: 디스플레이부
150: 입력부
160: 카메라
200: 엑스선 디텍터

Claims (30)

1. 엑스선을 조사하는 엑스선 소스;
   디스플레이부;
   엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선(Stray Radition)의 3차원 분포 데이터를 획득하고, 상기 엑스선 소스와 엑스선 디텍터의 상대적인 위치 정보와 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성하고, 상기 디스플레이부를 제어하여 상기 생성된 산란 방사선 분포 영상을 표시하는 제어부;를 포함하는 엑스선 영상 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트를 표시하고, 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트를 기준으로 하여 산란 방사선의 분포를 표시하는 엑스선 영상 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 산란 방사선의 분포를 표시하고, 상기 산란 방사선의 선량의 크기에 따라 색 또는 밝기를 다르게 표시하는 엑스선 영상 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 엑스선 디텍터를 나타내는 제2오브젝트를 표시하고, 상기 제1오브젝트 및 상기 제2오브젝트를 기준으로 하여 상기 산란 방사선의 분포를 표시하는 엑스선 영상 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   사용자로부터 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하기 위한 단면의 선택을 입력받는 입력부;를 더 포함하는 엑스선 영상 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 선택된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   사용자로부터 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 이격된 거리에 대한 선택을 입력받는 입력부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 상기 선택된 거리만큼 이격된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스플레이부는,
   상기 엑스선 소스에 장착된 서브 인터페이스에 마련된 제1디스플레이; 및 워크스테이션에 마련된 제2디스플레이 중 적어도 하나를 포함하는 엑스선 영상 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   카메라;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 카메라가 촬영한 카메라 영상과 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터 사이의 위치 관계를 획득하는 엑스선 영상 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 획득된 위치 관계에 기초하여, 상기 카메라 영상에 상기 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 맵핑하는 엑스선 영상 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라 영상에 상기 맵핑된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 표시함으로써 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라 영상에 대응되는 평면 정보를 획득하는 엑스선 영상 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라 영상에 나타난 엑스선 소스의 기울어진 방향 또는 각도를 이용하여 상기 카메라 영상에 대응되는 평면 정보를 획득하는 엑스선 영상 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 획득된 평면 정보에 대응되는 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 엑스선 영상 장치.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 사용자의 위치 또는 자세에 대한 가이드 정보를 표시하는 엑스선 영상 장치.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이부를 제어하여 사용자의 누적 엑스선 피폭 선량에 대한 정보를 포함하는 엑스선 촬영 이력을 표시하는 엑스선 영상 장치.
17. 제 1 항에 있어서,
    엑스선 촬영 조건 별로 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 저장하는 메모리;를 더 포함하는 엑스선 영상 장치.
18. 엑스선 촬영 조건을 설정하고;
    상기 설정된 엑스선 촬영 조건에 대응되는 산란 방사선(Stray Radition)의 3차원 분포 데이터를 획득하고;
    상기 엑스선 소스와 엑스선 디텍터의 상대적인 위치 정보와 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 이용하여 산란 방사선 분포 영상을 생성하고;
    상기 생성된 산란 방사선 분포 영상을 엑스선 소스에 마련된 서브 인터페이스 또는 워크스테이션의 디스플레이에 표시하는 제어부;를 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
19. 제 1 항에 있어서,
    상기 산란 방사선 분포 영상은,
    상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트가 표시되고, 상기 엑스선 소스를 나타내는 제1오브젝트를 기준으로 하여 산란 방사선의 분포가 표시되는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 산란 방사선 분포 영상은,
    상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 상기 산란 방사선의 분포를 표시하고, 상기 산란 방사선의 선량의 크기에 따라 색 또는 밝기를 다르게 표시하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 산란 방사선 분포 영상은,
    상기 엑스선 디텍터를 나타내는 제2오브젝트가 표시되고, 상기 제1오브젝트 및 상기 제2오브젝트를 기준으로 하여 상기 산란 방사선의 분포가 표시되는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
22. 제 19 항에 있어서,
    사용자로부터 상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하기 위한 단면의 선택을 입력받는 것;을 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은,
    상기 선택된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것;을 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
24. 제 19 항에 있어서,
    사용자로부터 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 이격된 거리에 대한 선택을 입력받는 것;을 더 포함하고,
    상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은,
    상기 엑스선 조사 영역의 중심으로부터 상기 선택된 거리만큼 이격된 단면에서의 산란 방사선 분포를 나타내는 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것;을 포함한는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
25. 제 19 항에 있어서,
    카메라 영상을 획득하는 것;을 더 포함하고,
    상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은,
    상기 카메라 영상과 상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터 사이의 위치 관계를 획득하는 것;을 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은,
    상기 획득된 위치 관계에 기초하여, 상기 카메라 영상에 상기 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 맵핑하는 것;을 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 산란 방사선 분포 영상을 생성하는 것은,
    상기 카메라 영상에 상기 맵핑된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 표시하는 것;을 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
28. 제 19 항에 있어서,
    상기 획득된 산란 방사선의 3차원 분포 데이터에 기초하여 상기 산란 방사선 분포 영상에 사용자의 위치 또는 자세에 대한 가이드 정보를 표시하는 것;을 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
29. 제 19 항에 있어서,
    사용자의 누적 엑스선 피폭 선량에 대한 정보를 포함하는 엑스선 촬영 이력을 표시하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
30. 제 19 항에 있어서,
    상기 엑스선 촬영 조건 별로 산란 방사선의 3차원 분포 데이터를 저장하는 것;을 더 포함하는 엑스선 영상 장치의 제어 방법.

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