팬텀 없는 CT 스캐너 재보정

CT 시스템은 기하학적 왜곡을 방지하고 정확한 영상을 얻기 위해 정밀한 보정에 의존합니다. 아주 작은 정렬 오차도 최종 영상에 눈에 띄는 문제를 일으킬 수 있습니다.

이러한 보정 값은 시간이 지나면서 어긋날 수 있습니다. 부품 교체나 스캔 중 우발적인 충돌처럼 갑작스러운 변화가 생기면 시스템 정렬이 완전히 틀어질 수도 있습니다. 기존에는 이런 문제를 해결하려면 외부 기술자가 전용 보정 장비를 사용해 오랜 시간 조정 작업을 해야 했습니다.

이 글에서는 Voxray QRT의 Self-Calibration 도구로 전용 보정 장비 없이 기존의 어떤 스캔 데이터든 활용하여 이러한 문제를 빠르게 해결하는 방법을 소개합니다.

대형 시료를 정기적으로 스캔하던 중 한 고객사가 심각한 상황에 처했습니다. X선 소스가 실수로 시료와 충돌한 것입니다.
그 결과 스캔 영상에 심각한 기하학적 왜곡이 나타났으며, 특히 헬리컬 스캔 모드에서 두드러졌습니다.
팀은 두 가지 시급한 질문에 답해야 했습니다. 스캐너의 보정 값이 원래 설정에서 얼마나 어긋났는지, 그리고 매니퓰레이터에 수리가 필요한 손상이 있는지였습니다.

충돌 후 헬리컬 스캔에서 나타난 심각한 기하학적 아티팩트.

Voxray의 Self-Calibration 도구는 X선 시스템의 미분 가능한 모델을 활용하여 어떤 스캔 데이터로든 스캐너 기하 구조 전체를 직접 최적화할 수 있습니다.

이 모델은 시스템의 물리적 특성을 반영하므로 소스 위치, 검출기 정렬, 회전축 등 핵심 파라미터를 정밀하게 조정할 수 있습니다.

수집한 데이터에 이 최적화 과정을 적용하면 부품 충돌처럼 심각한 사건이 발생한 후에도 보정 오차를 빠르게 바로잡을 수 있습니다. 이렇게 얻은 정보는 기계적 문제를 해결하는 데 도움이 되고 이후 스캔의 품질도 높여 주므로, 다운타임 없이 최적의 성능을 유지할 수 있습니다.

Voxray Self-Calibration 도구로 보정용 팬텀 없이 손상된 CT를 재보정하여 고품질 CT 재구성이 가능해졌습니다.

결과

X선 소스와 시료가 충돌한 후 고객의 헬리컬 스캔에는 상당한 기하학적 아티팩트가 나타났습니다.

Voxray Self-Calibration 도구로 시스템의 기하 구조를 최적화하여 이러한 왜곡을 제거했습니다. 보정용 팬텀은 전혀 필요하지 않았고 몇 분밖에 걸리지 않았습니다.

분석 결과, 소스와 검출기의 움직임을 제어하는 수직 모터에서 2.7%의 오차가 발견되었습니다. 이 보정 값을 기하 구조에 적용하자 아래 이미지와 같이 다시 정확한 재구성을 얻을 수 있었습니다.

손상된 CT 기하 구조

Voxray로 보정한 CT 기하 구조

배터리의 2D 슬라이스 비교.

손상된 CT 기하 구조

Voxray로 보정한 CT 기하 구조

배터리의 2D 슬라이스 비교.

손상된 CT 기하 구조

Voxray로 보정한 CT 기하 구조

배터리의 3D 렌더링.