의료 인공지능 빅데이터 2

CT의 원리

1. X-ray 와 차이점

 X-ray가 한 방향에서 찍는다면, CT는 여러 각도에서 X선을 투과시키고 그 흡수의 차이를 컴퓨터로 재구성하여 인체의 단면 영상을 얻는 것이다. 

2. CT에 사용되는 장비

 CT는 X-선 발생장치, 데이터 수집 장치, 영상 구성 장치, 그리고 디스플레이 장치로 구성된다. 

 1) X선 발생장치는 전자빔을 만들 수 있는 전자원과 가속된 전자빔을 급속히 감속시킬 수 있는 타깃, 그리고 전자빔이 움직이는 공간인 X선 튜브 등으로 이루어진다. 

 2) 데이터 수집 장치는 검출기와 데이터 수집부로 이루어지는데, X선은 인체의 여러 조직에 의해 부분적으로 감쇠되어 검출기에 의해 감지되고, 데이터 수집부에서는 검출기에 의해서 감지된 신호를 증폭하는 역할을 한다. 

 3) 영상 구성 장치에서는 데이터 수집 장치에서 얻은 2차원 영상들을 3차원으로 재구성하는 역할을 한다. 역투영법을 사용하는데, 이 과정에서 번짐 현상을 보정하기 위해 필터보정역투영법이 널리 사용된다.  

 4) 디스플레이 장치는 3차원 영상을 가시화한다. 

3. 특징

 1) Hounsfield Unit (HU)

  X 선의 강도를 정량적으로 표현한 것으로 기준인 물을 0, 공기를 -1000, 뼈를 +1000으로 정하고, 인체조직의 선감약계수를 -1024 ~ 3071 범위로 나타낸다. 의료영상의 국제표준 데이터 형식인 DICOM 형식으로 저장된다. 

 2) Artifacts

 - Partial Volume Averaging : Voxel에 포함되는 조직의 평균값으로 선감악계수를 생성할 때 발생하는 Artifact, 해상도에 영향을 받음

 - Beam Hardening : 고에너지 양자보다 저에너지 양자의 감쇄가 크기 때문에 발생하는 Artifact

 - motion artifact : 피험자의 움직임에 의해서...

 - metallic artifact : 금속과 같은 고밀도의 인공물에 의해서 발생하는 artifact. 

4. 이건 그냥 내 생각. 

 - 개념적으로 본다면 여러 각도에서 2차원 사진 찍어서 3차원으로 만드는 건데, 

 - 연속한 것들이 이산의 형태로 approximation 되면서 데이터를 잃어버리게 될 텐데, 

 - 물리적인 측면에서 본다면 detector의 해상도를 엄청 높이거나 하는 형태로 가야할 것 같고.

 - 그리고 필터를 쓰면 어찌되었든 왜곡 현상을 피할 수는 없을 것 같은데. 

 - 사람 키 재는 데 기린이 들어오는 경우는 없애야 하겠지만, 키 큰 사람이 들어온 경우는 그대로 포함시켜야 하니깐, 이 둘을 잘 구분할 수 있는 필터를 만드는 게 소프트웨어적인 측면에서는 핵심일 듯. 

 - 2차원에서 3차원 만드는 거야 뭐 계산 능력인 거고.