KR101125284B1 - X-ray grid and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
디지털 엑스선 검출기의 그리드에 관한 것으로, 피사체로부터 산란되는 엑스선을 흡수하는 것으로, 엑스선 흡수 물질로 라인 패턴이 형성된 흡수 패턴층 및 흡수 패턴층 상부에 엑스선 투과 물질로 적층되어 엑스선을 투과시키는 투과층을 포함하되, 흡수 패턴층과 투과층은 반복 적층되는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드에 의해 엑스선 흡수물질로 패턴을 형성함으로써 엑스선 검출기의 픽셀보다 작은 간격의 그리드 라인을 형성할 수 있다. A grid of a digital X-ray detector, which absorbs X-rays scattered from a subject, includes an absorption pattern layer having a line pattern formed of an X-ray absorption material, and a transmission layer laminated on the absorption pattern layer with an X-ray transmission material to transmit X-rays. However, by forming the pattern of the X-ray absorbing material by the X-ray grid, characterized in that the absorption pattern layer and the transmissive layer is repeatedly stacked can form a grid line of a smaller interval than the pixel of the X-ray detector.
Description
본 발명은 디지털 엑스선 검출기의 그리드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a grid of a digital X-ray detector and a method of manufacturing the same.
디지털 산업 발전에 따라 의학 영상 장비들이 디지털 방식으로 전환되고 있다. 이의 일환으로 디지털 방식으로 X선 영상을 획득하는 엑스선 영상 장치(digital radiography, DR)의 개발이 활발해지고 있다. 또한, 진단 능력 향상을 위해 보다 고품질의 X-선 영상 검출이 요구되고 있다. With the development of the digital industry, medical imaging equipment is becoming digital. As part of this, the development of X-ray imaging apparatus (digital radiography, DR) for digitally acquiring X-ray images has been actively developed. In addition, higher quality X-ray image detection is required to improve diagnostic ability.
도 1 은 일반적인 디지털 엑스선 검출 시스템의 예시도이다. 1 is an exemplary diagram of a general digital X-ray detection system.
엑스선 조사부(10)는 제어 신호에 따라 원추형 빔 타입의 엑스선을 피사체에 조사한다. The X-ray radiator 10 irradiates the X-rays of the conical beam type to the subject according to the control signal.
엑스선 검출 시스템의 엑스선 디텍터(16)는 피사체를 통과한 엑스선을 수광하고, 엑스선 검출기는 수광된 X선을 통해 촬영 영상을 디스플레이로 출력한다. The X-ray detector 16 of the X-ray detection system receives X-rays passing through the subject, and the X-ray detector outputs the captured image to the display through the received X-rays.
이때 엑스선 검출기는 매트릭스 형태로 배열된 광 검출기를 구비하고, 그 전면에 산란된 엑스선을 흡수하기 위한 엑스선 그리드(14)를 구비한다. 엑스선 그리드(14)는 피사체를 통과하면서 산란된 엑스선이 예정된 위치의 광 검출기에 인접한 다른 검출기에서 검출되기 때문에 노이즈로 작용하는 것을 방지한다. 이에 따라 노이즈에 의해 엑스선 영상의 대조도가 저하되는 문제점을 해결할 수 있다. In this case, the X-ray detector includes a photo detector arranged in a matrix form and an X-ray grid 14 for absorbing scattered X-rays on the front surface thereof. The X-ray grid 14 prevents the scattered X-rays from passing through the subject and acting as noise because they are detected by another detector adjacent to the photo detector at a predetermined position. Accordingly, it is possible to solve the problem that the contrast of the X-ray image is lowered by the noise.
일반적으로 엑스선 그리드(14)는 X선을 흡수하는 물질과, X선을 투과시키는 물질을 여러 층으로 적층한 뒤, 적층된 단면을 잘라서 제작된다.Generally, the X-ray grid 14 is manufactured by stacking a material that absorbs X-rays and a material that transmits X-rays in several layers, and then cutting the laminated cross section.
그런데 공정 가능한 그리드의 라인 스트립 수가 한정되고, 그리드 라인 스트립의 주파수와 엑스선 검출기 픽셀 주파수가 일치하지 않기 때문에 그리드 라인이 디지털 엑스선 검출기의 픽셀에 중첩되어 그리드 라인이 엑스선 영상에 나타나는 현상이 발생한다. 또한 그리드 라인 주파수와 매트릭스 형태로 구비되는 광 검출기 픽셀의 주파수 차이 때문에 그리드 라인에 대한 위신호(aliasing) 효과에 의한 무아레 패턴(Moire pattern) 현상이 발생한다. 특히 직접 방식의 엑스선 검출기의 경우 영상 분해능이 뛰어나기 때문에 이 같은 그리드 라인이 나타나는 현상이나 무아레 현상이 더 부각되게 된다. However, since the number of line strips of the processable grid is limited and the frequency of the grid line strips and the X-ray detector pixel frequency do not coincide, the grid line overlaps the pixels of the digital X-ray detector, causing the grid line to appear on the X-ray image. In addition, due to the difference between the grid line frequency and the frequency of the photodetector pixels provided in the matrix form, a moire pattern phenomenon due to an aliasing effect on the grid line occurs. In particular, in the case of the direct X-ray detector, because of the excellent image resolution, such a grid line or moire phenomenon is more prominent.
이를 보완하기 위해 제안된 방식이 엑스선 조사시에 그리드를 순간적으로 진동시켜 그리드 라인을 흐리게 하는 무빙 그리드(moving grid) 방식이다. To compensate for this, the proposed method is a moving grid method that blurs the grid line by vibrating the grid momentarily during X-ray irradiation.
그런데 디지털 엑스선 검출기를 이용하는 엑스선 촬영에서는 그리드를 진동시키는 모터에 의한 전자기파를 차폐하는 것이 어렵기 때문에 고정 그리드 방식에서 영상을 보간 할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 또한, 모터 등의 추가 구성이 필요하기 때문에 제작 단가가 높아질 뿐 아니라, 시스템 구성이 복잡해져 유지, 보수에 많은 노력 및 높은 비용이 요구된다.However, in X-ray imaging using a digital X-ray detector, since it is difficult to shield electromagnetic waves by a motor that vibrates the grid, a technique for interpolating an image in a fixed grid method is required. In addition, since the additional configuration of the motor and the like is required, not only the manufacturing cost increases, but also the system configuration becomes complicated, requiring much effort and high cost for maintenance and repair.
본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 엑스선 검출기의 픽셀 사이즈보다 작은 폭의 그리드 라인이 형성된 엑스선 그리드 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is derived from such a background, and an object of the present invention is to provide an X-ray grid and a method of manufacturing the same, in which a grid line having a width smaller than the pixel size of the X-ray detector is formed.
상기 기술적 과제는 피사체로부터 산란되는 엑스선을 흡수하는 것으로, 엑스선 흡수 물질로 라인 패턴이 형성된 흡수 패턴층 및 흡수 패턴층 상부에 엑스선 투과 물질로 적층되어 엑스선을 투과시키는 투과층을 포함하되, 흡수 패턴층과 투과층은 반복 적층되는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드에 의해 달성된다.The technical problem is to absorb X-rays scattered from a subject, and includes an absorption pattern layer having a line pattern formed of an X-ray absorption material and a transmission layer laminated on the absorption pattern layer with an X-ray transmissive material to transmit X-rays. The transmissive layer is achieved by an X-ray grid characterized in that it is repeatedly laminated.
한편, 상기 기술적 과제는 기판 상부에 엑스선 흡수 물질로 라인 패턴을 형성하는 단계, 상기 형성된 라인 패턴 상부에 엑스선 투과 물질을 적층하는 단계, 상기 적층된 투과 물질 상부에 엑스선 흡수 물질로 라인 패턴을 형성하는 단계 및 형성된 라인 패턴 상부에 투과 물질을 적층하고 그 상부에 라인 패턴을 형성하는 단계를 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드 제조방법에 의해서도 달성된다.On the other hand, the technical problem is a step of forming a line pattern with an X-ray absorbing material on the substrate, laminating an X-ray transmissive material on the formed line pattern, forming a line pattern with the X-ray absorbing material on the laminated transmission material It is also achieved by the X-ray grid manufacturing method comprising the step of repeating the step of laminating a transparent material on top of the formed line pattern and forming a line pattern thereon.
본 발명에 따르면, 엑스선 흡수물질로 패턴을 형성함으로써 엑스선 검출기의 픽셀보다 작은 간격의 그리드 라인을 형성할 수 있다. 이에 따라 엑스선 영상의 노이즈를 효과적으로 제거하여 영상 품질을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 무아레 현상도 최소화할 수 있다. According to the present invention, a grid line having a smaller spacing than a pixel of the X-ray detector may be formed by forming a pattern with the X-ray absorbing material. Accordingly, the image quality can be improved by effectively removing the noise of the X-ray image, and the moire phenomenon can be minimized.
도 1 은 일반적인 디지털 엑스선 검출 시스템의 예시도,
도 2 는 일 실시예에 따른 엑스선 그리드 구조의 예시도,
도 3 은 일 실시예에 따른 엑스선 그리드의 제작방법의 흐름도이다.1 is an exemplary diagram of a general digital X-ray detection system;
2 is an exemplary diagram of an X-ray grid structure according to one embodiment;
3 is a flowchart of a method of manufacturing an X-ray grid, according to an exemplary embodiment.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that detailed descriptions of related well-known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 2 는 일 실시예에 따른 엑스선 그리드 구조의 예시도이다. 2 is an exemplary view of an X-ray grid structure according to an embodiment.
도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 엑스선 그리드는 기판(20), 흡수 패턴층(22) 및 투과층(24)을 포함한다. As shown in the drawing, the X-ray grid includes a substrate 20, an
기판(20)은 엑스선이 투과 가능한 재질로 구현된다. 예를 들어 기판(20)은 플라스틱(plastic), 폴리머(polymer), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유(carbon fiber) 중 하나로 구현된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에 있어서 기판(20)은 엑스선 그리드 제작시에 필요한 것으로, 엑스선 그리드 제작 완료 후에 필요에 따라 제거될 수도 있다.The substrate 20 is made of a material that can transmit X-rays. For example, the substrate 20 is implemented as one of plastic, polymer, ceramic, graphite, and carbon fiber. However, the present invention is not limited thereto. In one embodiment, the substrate 20 is required when manufacturing the X-ray grid, and may be removed as needed after the completion of the X-ray grid fabrication.
흡수 패턴층(22)은 피사체로부터 산란되는 엑스선을 흡수하여 엑스선 검출기까지 도달하는 것을 차단하기 위한 것으로, 기판 혹은 후술할 투과층 상부에 라인 형태로 형성된다. 일 양상에 따라 흡수 패턴층은 마이크로 미터 간격의 라인 형태로 형성된다. 이때 라인 패턴 간격은 엑스선 검출기의 픽셀 간격보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서 흡수 패턴층(22)은 납(lead), 비스무스(bismuth), 금(gold), 바륨(barium), 텅스텐(tungsten), 플라티늄(platinum), 수은(mercury), 인듐(indium), 탈륨(thallium), 팔라듐(palladium), 주석(tin), 아연(zinc)들 중 하나 혹은, 이들의 합금으로 구현될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. The
기존에는 엑스선 흡수 물질과 투과 물질을 적층하여 형성하거나, 반도체 공정에 사용되는 소잉 머신을 이용하여 홈을 가공하여 엑스선 흡수 물질로 매립하는 방식으로 그리드를 생성하였다. 그러나 일 양상에 따라 반도체 공정 방식으로 기판(20) 혹은 투과층(24)의 상부에 흡수 패턴층을 형성함으로써 보다 정밀하게 패턴 간격을 조절하는 것이 가능하다. 이에 따라 엑스선 검출기의 픽셀 간격보다 좁게 라인 패턴을 형성하는 것이 가능하고, 그리드 라인 수의 한계를 극복할 수 있다.Conventionally, grids have been created by stacking X-ray absorbing materials and transmissive materials or by filling grooves using a sawing machine used in semiconductor processing to fill the X-ray absorbing materials. However, according to an aspect, it is possible to more precisely control the pattern spacing by forming an absorption pattern layer on the substrate 20 or the transmission layer 24 by a semiconductor processing method. Accordingly, it is possible to form a line pattern narrower than the pixel interval of the X-ray detector, and to overcome the limitation of the number of grid lines.
투과층(24)은 흡수 패턴층(22)의 상부에 적층되어 엑스선을 투과시킨다. 일 실시예에 있어서, 투과층(24)은 플라스틱(plastic), 폴리머(polymer), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유(carbon fiber) 중 하나로 구현될 수 있다. The transmission layer 24 is stacked on the
도 2 에서 알 수 있듯이, 흡수 패턴층(22)과 투과층(24)은 반복 적층되며, 이에 따라 흡수 패턴층(22)은 다수의 층을 이루도록 형성된다. 이때 흡수 패턴층(22)의 라인 패턴은 상층으로 갈수록 그 간격이 점차 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 점 광원인 엑스선 광원으로부터 방출된 엑스선이 소정 거리 이격되어 설치되는 평판형 디지털 엑스선 검출기에 도달할 때에는 방사형으로 확산되는 형태를 보이기 때문이다.As can be seen in FIG. 2, the
그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 흡수 패턴층(22)은 상층으로 갈수록 그 간격이 넓어지도록 형성되는 것도 가능하다. However, the present invention is not limited thereto, and the
도 3 은 일 실시예에 따른 엑스선 그리드의 제작방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a method of manufacturing an X-ray grid, according to an exemplary embodiment.
먼저, 엑스선 투과 가능한 재질의 기판 상부에 엑스선 흡수 물질로 라인 패턴을 형성한다(30). 엑스선 흡수 물질은 피사체로부터 산란되는 엑스선을 흡수하여 엑스선 검출기까지 도달하는 것을 차단하기 위한 것으로, 일 양상에 따라 마이크로 미터 간격의 라인 형태로 형성된다. 이때 라인 패턴 간격은 엑스선 검출기의 픽셀 간격보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다. First, a line pattern is formed of an X-ray absorbing material on an X-ray transmissive substrate (30). The X-ray absorbing material is for blocking X-rays scattered from a subject and blocking them from reaching the X-ray detector. The X-ray absorbing material is formed in the form of lines having a micrometer interval according to one aspect. In this case, the line pattern interval is preferably formed to be narrower than the pixel interval of the X-ray detector.
일 실시예에 있어서 엑스선 흡수 물질은 납(lead), 비스무스(bismuth), 금(gold), 바륨(barium), 텅스텐(tungsten), 플라티늄(platinum), 수은(mercury), 인듐(indium), 탈륨(thallium), 팔라듐(palladium), 주석(tin), 아연(zinc)들 중 하나 혹은, 이들의 합금으로 구현될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, the X-ray absorbing material is lead, bismuth, gold, barium, tungsten, platinum, mercury, indium, thallium. (thallium), palladium (palladium), tin (tin), zinc (zinc) can be implemented as one or an alloy thereof. However, the present invention is not limited thereto.
그리고 형성된 엑스선 흡수 물질의 라인 패턴 상부에 엑스선 투과 물질을 적층한다(32). 이때 엑스선 투과 물질은 엑스선이 투과가능한 물질로, 플라스틱(plastic), 폴리머(polymer), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유(carbon fiber) 중 하나로 구현될 수 있다. In
이 후에, 적층된 투과 물질 상부에 또 다시 엑스선 흡수 물질로 라인 패턴을 형성한다(34). 그리고, 투과 물질 상부에 형성된 라인 패턴 상부에 또다시 투과 물질을 적층하고, 그 상부에 라인 패턴을 형성하는 단계를 반복 수행한다(36). Thereafter, a line pattern is formed again with the X-ray absorbing material on top of the laminated transmission material (34). In
이때, 흡수 물질로 라인 패턴을 형성함에 있어, 적층 횟수가 반복될 수록 즉, 상층으로 갈수록 그 간격이 점차 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 점 광원인 엑스선 광원으로부터 방출된 엑스선이 소정 거리 이격되어 설치되는 평판형 디지털 엑스선 검출기에 도달할 때에는 방사형으로 확산되는 형태를 보이기 때문이다.At this time, in forming the line pattern with the absorbent material, it is preferable that the interval is gradually narrowed as the number of laminations is repeated, that is, the upper layer. This is because the X-rays emitted from the X-ray light source, which is a point light source, radiate radially when they reach a flat panel digital X-ray detector installed at a predetermined distance.
이 후에, 필요에 따라 최하단의 기판을 제거하는 것이 가능하다. After this, it is possible to remove the lowermost substrate as necessary.
한편, 전술한 엑스선 그리드 제작방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의해 읽혀지고 실행됨으로써 구현될 수 있다. 상기 저장매체는 자기 기록매체, 광 기록 매체 등을 포함한다. On the other hand, the above-described X-ray grid manufacturing method can be created by a computer program. The program may also be embodied by being stored in a computer readable media and being read and executed by a computer. The storage medium includes a magnetic recording medium, an optical recording medium and the like.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
20 : 기판
22 : 흡수 패턴층
24 : 투과층20: substrate
22: absorption pattern layer
24: transmission layer
Claims (7)
상기 흡수 패턴층 상부에 엑스선 투과 물질로 적층되어 엑스선을 투과시키는 투과층;을 포함하되, 상기 흡수 패턴층과 투과층은 반복 적층되는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드. An absorption pattern layer for absorbing X-rays scattered from a subject, the line pattern being formed of an X-ray absorption material; And
And a transmission layer laminated on the absorption pattern layer with an X-ray transmission material to transmit X-rays, wherein the absorption pattern layer and the transmission layer are repeatedly stacked.
상기 흡수 패턴층은 다층으로 이루어지되, 각 층에 형성된 라인 패턴의 간격이 상층으로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드.The method of claim 1,
The absorption pattern layer is made of a multi-layer, X-ray grid, characterized in that the interval of the line pattern formed in each layer is narrowed toward the upper layer.
상기 흡수 패턴층은 다층으로 이루어지되, 각 층에 형성된 라인 패턴의 간격이 상층으로 갈수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드.The method of claim 1,
The absorption pattern layer is made of a multi-layer, X-ray grid, characterized in that the interval of the line pattern formed in each layer is wider toward the upper layer.
엑스선이 투과 가능한 재질의 기판;을 더 포함하여,
상기 다층의 흡수 패턴층 중 최저의 흡수 패턴층은 상기 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드.The method of claim 2,
Further comprising: a substrate of a material that can transmit X-rays,
The lowest absorption pattern layer of the multilayer absorption pattern layer is formed on the substrate X-ray grid.
상기 형성된 라인 패턴 상부에 엑스선 투과 물질을 적층하는 단계;
상기 적층된 투과 물질 상부에 엑스선 흡수 물질로 라인 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 라인 패턴 상부에 투과 물질을 적층하고 그 상부에 라인 패턴을 형성하는 단계를 반복 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드 제조방법.Forming a line pattern on the substrate with an X-ray absorbing material;
Stacking an X-ray transmissive material on the formed line pattern;
Forming a line pattern on the laminated transmission material with an X-ray absorbing material; And
And laminating a transmissive material on the formed line pattern and forming a line pattern thereon.
상기 기판을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드 제조방법.The method of claim 5, wherein
Removing the substrate; X-ray grid manufacturing method characterized in that it further comprises.
상기 반복 수행하는 단계는 라인 패턴의 간격이 상층으로 갈수록 좁아지거나 넓어지도록 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 그리드 제조방법.The method of claim 5, wherein
The repeating step of the X-ray grid manufacturing method characterized in that to form a pattern so that the interval between the line pattern becomes narrower or wider toward the upper layer.
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