Pay it Forward

Scatter Scatter는 compton scatter 현상으로 인하여 X-ray가 물질에 부딪혔을 때, 경로가 바뀌는 것을 의미합니다. 위 그림과 같이 X-ray는 직진성을 유지한 채 detector에 도달한 primary photon들과 물체에 부딪혀 경로가 바뀐 채 detector에 도달한 scattered photon이 모두 합쳐져서 이미징되게 됩니다. 따라서 scatter는 X-ray 이미지를 뿌옇게 만들고 contrast를 줄이는 작용을 하기 때문에 이를 억제하는 것은 대단히 중요합니다. scatter를 더욱 심하게 만드는 physics factor들은 무엇이 있으며 이를 억제하기 위해 사용되는 방식으로 무엇이 사용되는지 정리하였습니다. ** 이 게시글은 How Radiology works..

이번 게시글에서는 X-ray 이미징 과정을 전체적으로 살펴보고, 이미징 과정에서 어떤 issue가 발생하고, 이를 어떻게 해결하는지에 대해서 알아보겠습니다. 우선, X-ray는 다음과 같은 장점들을 갖기 때문에, 몸 내부의 병의 여부를 진단하기 위해 널리 사용되고 있습니다. 1. X-ray는 매우 짧은 scan time을 갖습니다. (약 0.1 sec) 2. X-ray는 비용이 저렴하고, 피폭량이 적습니다. (chest X-ray: 약 30mR. 이는 연간 자연적으로 받는 방사능의 1/10 크기) 병원에서 X-ray로 환자를 촬영한다고 가정하고, X-ray image가 어떻게 생성되는지 과정을 살펴보면 다음과 같습니다. 1. X-ray tube 혹은 X-ray source에서 X-ray를 생성합니다. 2..

이번 게시글에서는 지난 게시글에서 살펴본 작용으로 감쇠된 X-ray의 strength(=intensity)를 측정하는 방식에 대하여 알아보고, 이를 이용하여 어떻게 imaging을 할 수 있는지 살펴보겠습니다. X-ray imaging 지난게시글을 간단히 정리해보면, X-ray는 물체와 부딪히면, 일부는 흡수(absortion)되고, 일부는 산란(scattering)됩니다. 중요한 것은 이 때! 에너지가 줄어든다(attenuation)는 것인데요! X-ray가 부딪히는 물질에 따라 물질에 따라 attenuation정도가 다르다는 특징을 이용하여 imaging을 하게 됩니다. Imaging과정과 메커니즘은 다음과 같습니다. 1. X-ray source에서 X-ray를 발생시키고, 2. 발생한 X-ray가 ..

이번 게시글에서는 지난 게시글에서 소개한 방식으로 발생한 X-ray가 촬영하고자 하는 물질과 부딪혔을 때, 어떠한 작용을 일으키며, 그것이 X-ray imaging에 어떠한 영향을 끼치는지에 대하여 살펴겠습니다. 이전게시글에서 살펴본 방식으로 발생한 X-ray는 광자(photon)로 이루어져있습니다. (X-ray를 발생시키는 것: electron, X-ray를 이루고 있는 것: photon) 광자는 물질과 만나면 크게 다음과 같은 2가지 작용을 일으킵니다. 1. Photoelectric effect 2. Compton scattering 아래 설명을 보면 알겠지만, 이 2가지 작용은 X-ray를 발생시키기 위해 굴러들어온 전자와 박혀있는 전자사이에 일어나는 현상과 유사합니다. 단지, 굴러들어온 전자가 굴..

이번 게시글에서는 이전에 살펴본 이온화(ionization)와 여기(excitation)등의 사전지식을 토대로 X-ray를 어떻게 발생시키는지와 X-ray 종류에 대해서 살펴보겠습니다. X-ray 발생원리 X-ray를 발생시키는 원리는 아래와 같습니다. 1. 음극(cathode)에 전류를 흘려주면 전자들(electron beam)이 방출. (이 때, 방출된 전자는 운동을 하지 않는다.) 2. 양극(anode)과 음극(cathode)에 전압을 걸면 음극에서 나온 전자가 양극쪽으로 운동. (높은 전압을 걸수록 운동이 가속화 된다.) 3. 가속화된 전자가 양극(anode)의 target 금속과 충돌. 4. 음극(cathode)에서 나온 전자가 target 금속의 원자와 상호작용하며 X-ray가 발생. 즉, X..

X-ray는 1895년 뢴트겐(Roentgen)에 의해 우연히 발견되었습니다. 그리고 이 발견으로 인하여 그는 제1회 노벨 물리학상을 수상하는 명예를 안게됩니다. 아래 사진은 뢴트겐이 자신의 아내의 손을 X-ray로 찍은 세계 최초의 X-ray 이미지입니다. 한가지 특이점은 요즘 병원에서 볼 수 있는 X-ray는 뼈가 하얀색이지만 최초의 X-ray에서는 뼈가 검정색이라는 것인데, 이는 사람의 눈이 검정배경에 흰색을 보는 것에 더욱 특화되어 있기 때문에 이미지를 일부러 반전시켜서 그렇습니다. 즉, 의사들이 검정배경에서 하얀 뼈를 살펴봄으로써 골절, 병변 등을 더욱 잘 파악하기 위하여 이미지를 일부러 반전시킨다고 합니다. X-ray를 통해 인류는 칼을 대지 않고 신체의 내부를 볼 수 있게 되었습니다. 이번 ..

X-ray는 방사선을 사용하여 촬영하는 기기이므로, 방사선량이 중요한 factor로 작용한다. 이러한 방사선량을 나타내는 값(dose, exposure)에 대하여 알아보고자 한다. Dose와 exposure은 비슷하면서도 미묘한 차이점을 갖는다. Exposure (조사선량) Dose (흡수선량) 정의 공기중에 생선된 radiation량 물체에 흡수되는 radiation량 단위 $R$(Roentgen), $C/kg$(Coulombs per kg) $1 R = 2.58 * 10^{-4} C/kg $ $rad$, $Gy$(Gray), $J/kg$(Joule per kg), $Sv$(Sievert) $ 1 Gy = 1 Sv = 1 J/kg = 100 rad $ $ 1 R = 10^{-2} Sv $ Exposur..

인공지능을 이용한 메디컬 이미징분야를 다루다보면 필수적으로 마주하게 되는 dicom 파일에 대하여 알아보고, python을 통해 dicom 파일을 다루는 방법에 대하여 살펴보고자 한다. 1. Dicom 파일 구성 Dicom 파일의 구성은 세부적으로는 아직 필요성을 느끼지 못하여 공부해보지 못했지만, 표면적으로는 dicom 이미지를 구성하는 pixel값들과 헤더(header)의 정보들이라고 생각된다. Dicom 파일을 python을 통해 처리하려면 위의 이미지와 더불어 헤더정보를 모두 이용하여야 한다. 헤더에는 이미지 환자의 정보, 촬영 병원 혹은 모달리티(modality)에 대한 정보 뿐 아니라 이미지에 대한 각종 정보(이미지가 저장된 비트 수 등)가 저장되어있다. 헤더 정보를 이용하지 않고 이미지만을 ..