본 발명은 최근접 이웃 알고리즘을 기반으로 하는 포톤카운팅 CT를 이용한 물질 분리 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 물질 분리 장치는 두께 및 구성 물질이 상이한 학습용 팬텀에 광선을 조사하여 측정된 측정값을 획득하고, 획득한 측정값을 선형 보간하여 학습데이터를 생성하는 학습데이터 생성부, 광자 계수 검출기(PCD)로부터 측정대상자에 조사된 광선에 대응하여 검출된 측정값을 획득하는 측정값 획득부, 그리고 상기 획득한 측정값에 최근접 이웃 알고리즘을 적용하여 상기 학습데이터로부터 물질 분리 추정값을 획득하여 물, 뼈, 및 조영제 중에서 적어도 하나의 물질로 분리하는 물질 추정부를 포함한다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 학습용 팬텀을 이용하여 측정된 측정값에 선형 보간 하여 학습데이터를 증가시킴으로써 뼈, 물, 조영제 중에서 적어도 하나의 물질을 분리하는데 정확도를 높일 수 있고, k-d 트리에 기반한 최근접 이웃 알고리즘을 이용하므로 별도의 추정 모델이 필요치 않으며 물질 분리 추정값을 획득하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
