KR20150088679A

KR20150088679A - Ct 촬영 장치

Info

Publication number: KR20150088679A
Application number: KR1020140009244A
Authority: KR
Inventors: 임형근; 전진표
Original assignee: 주식회사바텍; (주)바텍이우홀딩스
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2015-08-03
Also published as: WO2015111979A1; EP3097854B1; EP3097854A1; US20160345916A1; US10265033B2; EP3097854A4

Abstract

치과용 엑스선 CT 촬영 장치가 개시된다. 전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 CT 촬영 장치는, 컬럼; 상기 컬럼의 일측에 피검체를 향해 배치되고, 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서 중 어느 하나를 포함하는 제 1 대면부; 상기 컬럼에 대하여 적어도 소정의 각도 범위에서 회전할 수 있도록 연결되는 회전암; 및 상기 회전암에서 상기 컬럼으로부터 먼 쪽에 상기 피검체를 사이에 두고 상기 제 1 대면부와 마주보게 배치되고, 상기 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서 중 나머지 하나를 포함하는 제 2 대면부를 포함한다.

Description

CT 촬영 장치{Apparatus for Obtaining Computed Tomography}

본 발명은 엑스선을 이용한 단층 촬영 장치 즉, CT(computed tomography) 촬영 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 치아를 포함하여 인체의 머리 부분을 주 피검체로 하는 치과용 CT 촬영 장치에 관한 것이다.

의료분야에서 엑스선 촬영 장치는 일정량의 엑스선을 촬영하고자 하는 신체부위에 투과시키고, 투과된 엑스선을 엑스선 센서가 수광하여 발생된 전기적인 신호를 이용하여 영상을 제공하는 장치를 말한다. 신체부위를 투과된 엑스선은 신체 촬영 부위의 각 지점의 엑스선 감쇄율에 따라 다른 전기적 신호를 발생시키므로 그 전기적 신호와 위치정보를 통해 영상을 구현할 수 있다.

치과 진료분야에서, 엑스선 CT(Computed Tomography) 촬영 장치는 환자의 신체 중 주요 관심부인 치열, 턱 관절 또는 머리 부분 전체의 주변을 회전하면서 여러 각도에서 촬영한 엑스선 영상들을 재구성하여 이들 부위의 단층 정보를 포함하는 3차원 영상을 제공하는 장치를 말한다.

종래의 치과용 엑스선 CT 촬영 장치는, 환자의 종축 방향을 따라 지면에 수직한 회전축을 중심으로 회전하도록 설치된 회전암의 한 쪽에는 엑스선 제너레이터가, 그와 마주보는 쪽에 엑스선 센서가 각각 배치된다. 환자가 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서 사이에 위치된 상태에서 회전암이 회전축을 중심으로 회전함에 따라 회전암에 연결된 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서가 환자의 치열궁 주변을 일정한 높이에서 회전하면서 다수의 엑스선 영상을 촬영하게 된다. 보통 회전축을 중심으로 엑스선 센서가 상대적으로 가까운 회전 반경으로 회전하고, 엑스선 제너레이터가 상대적으로 먼 회전 반경으로 회전한다. 장치의 설치 시에는 전 회전구간에서 최대의 회전 반경을 고려하여 설치 공간이 확보되어야 하므로, 실제 장치의 크기보다 넓은 공간이 필요하게 된다.

또한, 종래의 치과용 엑스선 CT 촬영 장치는 그 양단에 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서가 연결되는 회전암이 회전암 지지부를 통해 바닥면에 수직하게 세워진 컬럼과 연결되는 구조를 갖는다. 회전암 지지부는 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서 및 회전암의 무게뿐만 아니라, 회전암을 회전시키는 회전 구동부까지 포함한 무게를 지탱하여야 한다. 따라서, 회전암 지지부의 기구적인 설계와 제작에 많은 노력이 요구된다. 또한, 회전암의 무게 중심이 상기 컬럼으로부터 벗어나 있으므로, 상기 컬럼과 이를 지지하는 베이스의 설계와 제작에도 추가적인 노력과 비용이 요구된다.

대한민국공개특허공보 제2009-0112988호 (2009.10.29)

본 발명은, CT 촬영 시 엑스선 제너레이터와 센서의 회전 공간이 축소되어 더 좁은 공간에 설치될 수 있는 CT 촬영 장치를 제공하고자 한다. 이러한 CT 촬영 장치를 제공함에 있어서, 그 설계 및 제작을 단순화하고, 장치의 기계적 안정성을 향상시킬 수 있는 CT 촬영 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 CT 촬영 장치는, 컬럼; 상기 컬럼의 일측에 피검체를 향해 배치되고, 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서 중 어느 하나를 포함하는 제 1 대면부; 상기 컬럼에 대하여 적어도 소정의 각도 범위에서 회전할 수 있도록 연결되는 회전암; 및 상기 회전암에서 상기 컬럼으로부터 먼 쪽에 상기 피검체를 사이에 두고 상기 제 1 대면부와 마주보게 배치되고, 상기 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서 중 나머지 하나를 포함하는 제 2 대면부를 포함한다.

상기 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서는, 상기 회전암이 상기 소정의 각도 범위 내에 있을 때, 상기 엑스선 센서의 적어도 일부가 상기 엑스선 제너레이터의 엑스선 조사 범위 내에서 상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 마주보도록 설치될 수 있다.

상기 엑스선 센서는 상기 제 1 대면부에 설치되고, 상기 엑스선 제너레이터는 상기 제 2 대면부에 설치될 수 있다. 이경우, 상기 엑스선 센서는 상기 제 1 대면부 내에서 상기 회전암의 회전 방향에 따라 이동하여, 적어도 일부가 상기 엑스선 제너레이터의 엑스선 조사 범위 내에서 상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 마주보도록 설치되는 것일 수 있다.

상기 엑스선 센서가 상기 제 1 대면부 내에서 이동하는 궤적의 형태는 다양하게 형성될 수 있다. 일 예로서, 상기 엑스선 센서는 상기 피검체로부터의 거리가 일정한 궤적을 따라 이동할 수 있다. 다른 예로서, 상기 엑스선 센서는 상기 엑스선 제너레이터로부터의 거리가 일정한 궤적을 따라 이동할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 엑스선 센서는, 상기 엑스선 제너레이터로부터의 상기 피검체까지의 거리 대 상기 엑스선 제너레이터로부터 상기 엑스선 센서까지 거리의 비, 즉 엑스선 투과 영상의 확대율이 상수인 궤적을 따라 이동할 수도 있다.

한편, 상기 엑스선 센서는 상기 회전암의 회전 각도 범위에 대하여, 적어도 일부가 상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 마주보도록 형성된 곡면 센서일 수도 있다.

본 발명에 따른 CT 촬영 장치는, 상기 제 2 대면부를 소정의 각도 범위에서 왕복 회전시키는 제 1 구동부; 및 상기 제 1 구동부와 동시 또는 교대로 작동하여 상기 제 1 대면부 및 상기 제 2 대면부를 상기 피검체의 종축 방향으로 이동시키는 제 2 구동부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 구동부는, 상기 컬럼과 상기 회전암을 연결하며 상기 컬럼에 고정된 축을 중심으로 상기 회전암을 회전시키는 회전 구동부이고, 상기 제 2 구동부는, 상기 제 1 대면부 및 상기 제 2 대면부를 상기 컬럼에 대하여 승강시키는 직선 구동부일 수 있다.

본 발명에 따르면, CT 촬영 시 엑스선 제너레이터와 센서가 일정한 각도 범위에서 왕복운동 하도록 구현되어 회전 공간을 축소하고, 축소된 회전 공간에 적합한 엑스선 이미지의 스캐닝 방법으로 동작하도록 함으로써, 더 좁은 공간에 설치될 수 있는 CT 촬영 장치를 제공할 수 있다. 이러한 CT 촬영 장치를 제공함에 있어서, 본 발명은 축소된 회전 공간에 적합하도록 상기 엑스선 제너레이터와 센서가 컬럼에 연결되는 구조로 그 설계 및 제작을 단순화하고, 장치의 기계적 안정성을 향상시킬 수 있는 CT 촬영 장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치의 촬영 궤적을 보이는 모식도이다.
도 2는 상기 도 1의 실시예에 있어서, 다양한 각도 범위가 적용된 CT 촬영 궤적을 보이는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치를 보이는 사시도이다.
도 4는 상기 도 3의 실시예에 따른 CT 촬영 장치의 촬영 궤적 일부를 보이는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 제 2 대면부 회전시 제 1 대면부 내의 제 1 궤적을 보이는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 제 2 대면부 회전시 제1 대면부 내의 제 2 궤적을 보이는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 제 2 대면부 회전시 제 1 대면부 내의 제 3 궤적을 보이는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예로서 곡면 센서를 갖는 CT 촬영 장치의 촬영 궤적 일부를 보이는 모식도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치의 촬영 궤적을 보이는 모식도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30)가 피검체를 사이에 두고 서로 대향하도록, 즉 서로 마주보게 설치된다.

도 1에 보인 실시예와 같이, 상기 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30)는 피검체를 사이에 두고 서로 대향하는 상태를 유지하면서 소정의 각도 범위에서 지그재그 형태의 궤적(31Z)을 그리며 상기 피검체를 스캔한다.

도 1에서는, 편의상 상기 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30)의 회전축의 방향을 피검체의 종축(Z) 방향으로 도시하였으나, 실제 본 발명의 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 회전축의 방향은 이와 같을 수도 있고, 피검체의 종축(Z)에 대하여 적어도 소정의 기울기를 가질 수 있다. 또한, 회전축은 도 1에 도시한 바와 같이 회전축은 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30) 사이에 위치하는 예뿐만 아니라, 회전축은 엑스선 센서(20)에, 엑스선 제너레이터(30)에, 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30) 사이에도 있을 수 있다.

본 발명에 따른 CT 촬영 장치는 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30)가 소정의 각도 범위에서 왕복 회전되면서 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30)가 종축(Z) 방향으로 이동되는 경우를 살펴보며, 그 밖의 다른 예에 대해서는 이하의 설명을 통해 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 상기 엑스선 센서(20)와 상기 엑스선 제너레이터(30)의 왕복 회전은 제 1 구동부(D1)가 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30) 중 적어도 어느 하나를 Z축에 대해 회전 운동(MC)시켜 피검체를 투과하는 엑스선 빔이 센서에 수광되는 모든 동작을 포함하는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 상기 엑스선 센서(20)는 치과용 엑스선 촬영 장치의 파노라마 촬영용 센서와 같이 바(bar) 형태의 센서를 파노라마 촬영시의 배치 각도로부터 90도 회전시켜 피검체의 종축 방향에 대해 수직을 이루도록 배치된 것일 수 있다. 또한, 상기 엑스선 센서(20)는 콘빔(cone beam) 타입의 엑스선 제너레이터에 대응되는 대면적 센서일 수도 있다. 단일 슬라이스의 엑스선 영상 정보를 취득하는 것에서부터 MDCT(Multiple Detector Computed Tomography)와 같이 멀티 슬라이스의 엑스선 영상 정보를 취득할 수 있는 다양한 종횡비를 가지는 센서가 채용될 수 있다. 엑스선 센서(20)는 피검체를 향하는 부분이 오목한 호 형상의 곡면 센서일 수도 있다.

상기 엑스선 제너레이터(30)는 엑스선 방출원으로서, 대응되는 엑스선 센서(20)의 형상에 따라 콜리메이션된 엑스선 빔을 방출하는 엑스선 방출원일 수 있다.

상기 제 1 구동부는 엑스선 빔의 조사 및/또는 수광 방향이 피검체의 종축(Z)을 중심으로 회전되는 결과를 나타내도록 상기 엑스선 센서(20) 또는 상기 엑스선 제너레이터(30)를 회전하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 엑스선 센서(20)와 상기 엑스선 제너레이터(30) 중 어느 하나를 이동시키거나, 둘을 각각 운동시키도록 구성될 수도 있다. 왕복 회전운동으로 피검체에 대한 엑스선 빔의 조사 방향 또는 수광 방향을 이동시키면서, 상기 엑스선 센서(20)와 엑스선 제너레이터(30)가 서로 대향하는 상대적 위치 관계를 유지하도록 구성되는 것이면 된다.

본 발명에 따른 CT 장치는 치과용 엑스선 촬영 장치의 회전암 또는 그에 상응하는 구조물을 피검체의 종축 방향(MZ)으로 이동시키기 위한 제2 구동부(D2)가 더 포함될 수 있다. 제2 구동부는 상기 엑스선 센서(20)와 상기 엑스선 제너레이터(30) 각각을 가이드하는 구조물을 피검체의 종축 방향으로 이동시키도록 구성될 수도 있다. 이들의 구체적인 구성 예에 대해서는 후술하기로 하며, 개시된 예들을 포함하여 다양한 형태로 구현될 수 있다.

상기 소정의 각도 범위는 CT 영상의 재구성 방식 및 장치 특성에 따라 미리 정해질 수 있으며, 일정한 최대 값의 범위 내에서 CT 영상을 촬영하고자 하는 목적이나 피검체의 특성에 따라 조정될 수도 있다. 다만, 여기서 일정한 최대값은 360도 미만일 수 있으며, 약 30도 내지 약 90도의 범위에서 구현될 수도 있다.

도 2는 상기 도 1의 실시예에 있어서, 다양한 각도 범위가 적용된 CT 촬영 궤적을 보이는 모식도이다. 본 도면에 표시된 궤적(31Z)은 엑스선 제너레이터(30)의 위치를 기준으로 한 것으로서, 전술한 제 1 구동부에 의한 부분 회전 왕복 운동의 각도 범위에 따라, 360도, 180도, 90도, 또는 이들 사이의 임의의 각도 범위에서 지그재그 형 궤적(31Z)이 만들어질 수 있다.

한편, 상기 도 1 및 도 2에 도시된 지그재그형 궤적(31Z)은 상기 제 1 구동부와 상기 제 2 구동부가 동시에 작동하는 경우에 해당하는 것으로, 왕복 운동의 방향이 바뀌는 부분에서 Z자형으로 꺾이는 형태를 보이고 있으나, 이와 달리 상기 제 1 구동부와 상기 제 2 구동부가 교대로 작동하는 경우에는 왕복 운동의 방향이 바뀌는 부분에서 ㄹ자형으로 꺾이는 형태를 보일 수도 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치를 보이는 사시도이다. 본 실시예에 따른 CT 촬영 장치는, 바닥면에 대해 고정되게 설치되는 컬럼(100)과, 상기 컬럼(100)의 일측에 피검체(H)를 향해 배치되고, 엑스선 센서(20)를 포함하는 제 1 대면부(25)와, 상기 컬럼(100)에 대하여 적어도 소정의 각도 범위에서 회전할 수 있도록 연결되는 회전암(45), 그리고 상기 회전암(45)에서 상기 컬럼(100)으로부터 먼 쪽에 상기 피검체(H)를 사이에 두고 상기 제 1 대면부(25)와 마주보게 배치되고, 엑스선 제너레이터(30)를 포함하는 제 2 대면부(35)를 포함한다.

본 실시예에 따른 CT 촬영 장치는, 상기 회전암(45)과 상기 컬럼(100)을 연결하며, 상기 회전암(45)을 상기 컬럼(100)에 대하여 고정된 한 축(A1)을 중심으로 회전시키는 회전 구동부를 더 포함하고, 상기 제 1 대면부(25)를 상기 컬럼(100)의 길이 방향(d25)으로 이동시킬 수 있는 직선 구동부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 직선 구동부는 상기 회전암(45)를 상기 제 1 대면부(25)와 동시에 이동시킴으로써 상기 제 2 대면부(35) 내의 엑스선 제너레이터(30)와 상기 제 1 대면부(25) 내의 엑스선 센서(20)가 피검체의 종축(Z) 방향(여기서는 상기 컬럼(100)의 길이 방향과 평행함)으로 이동하도록 할 수 있다.

상기 엑스선 센서(20)는 상기 제 1 대면부(25) 내에서 소정의 궤적(21)을 따라 이동하도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 엑스선 센서(20)가 상기 회전암(45)의 회전에 연동하여 상기 제 1 대면부(25)의 케이스에 마련된 레일(rail) 또는 랙(rack)을 따라 이동하면서 상기 엑스선 제너레이터(30)와 서로 대향하도록 설치될 수 있다.

상기 제 1 대면부(25)에는 피검체인 환자의 머리 부분을 고정하기 위한 구조물, 예컨대 바이트 블럭이나 헤드 레스트, 또는 템플 서포트 등이 설치될 수 있다. 한편, 엑스선 제너레이터(30)를 포함하는 상기 제 2 대면부(35)는 컬럼(100) 내에 있는 회전축(A2)을 중심으로 회전할 수 있도록 설치될 수도 있다.

상기 제 2 대면부(35)가 상기 회전암(45)의 몸체에 대해 고정된 경우, 상기 엑스선 제너레이터(30)에서 방출된 엑스선 빔(B)의 중심은 항상 상기 회전암(45)의 회전축(A1)을 향하게 되므로 엑스선 빔(B)의 중심이 피검체(H) 및 엑스선 센서(20)로부터 벗어날 수는 있으나, 엑스선 빔(B)의 조사 범위가 상기 피검체(H) 및 상기 엑스선 센서(20)를 벗어나지 않는 범위에서 상기 회전암(45)의 왕복 회전이 가능하다. 또한, 상기 제 2 대면부(35)가 상기 회전암(45)의 몸체와 별도로 회전하는 경우, 상기 회전암(45)이 회전함에 따라 상기 엑스선 제너레이터(30)에서 방출된 엑스선 빔(B)이 상기 피검체(H) 쪽을 향하도록 상기 제 2 대면부(35)를 회전축(A2) 중심으로 회전시킬 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 회전암(45)을 회전시키는 회전 구동부, 그와 연동하여 엑스선 제너레이터(30)와 엑스선 센서(20)가 피검체를 사이에 두고 서로 대향하도록 이들을 이동 또는 회전시키는 기계적 요소들이 전술한 제 1 구동부에 해당한다. 아울러, 상기 엑스선 제너레이터(30)와 상기 엑스선 센서(20)를 피검체의 종축 방향으로 직선 이동시키는 기계적 요소들이 전술한 제 2 구동부에 해당하며, 그 구체적인 구성은 본 실시예에 개시된 것 외에도 다양하게 변형될 수 있다.

도 4는 상기 도 3의 실시예에 따른 CT 촬영 장치의 촬영 궤적 일부를 보이는 모식도이다. 본 도면을 통해 상기 회전암(45)이 소정 각도의 범위에서 회전할 때, 상기 엑스선 센서(20)의 궤적(21)과 상기 엑스선 제너레이터(30)의 궤적(31) 및 피검체(H)를 포함한 이들의 위치 관계를 볼 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 엑스선 센서(20)는 상기 회전암(45)의 회전에 연동하여 일정한 궤적(21)을 따라 이동하며, 그 위치 및 각도가 바뀌도록 설치될 수 있다. 이를 통해, 상기 회전암(45)이 임의의 위치에 있을 때, 상기 엑스선 센서(20)는 전부 또는 적어도 그 일부가 상기 엑스선 제너레이터(30)에서 방출된 엑스선 빔(B)의 조사 영역 내에서 피검체(H)를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터(30)와 서로 마주보도록 위치할 수 있다.

한편, 상기 엑스선 제너레이터(30) 역시 상기 회전암(45)에 고정된 한 축(A2)를 중심으로, 상기 회전암(45)의 회전에 연동하여 점선으로 표시된 화살표(d35) 방향으로 회전함으로써, 엑스선 빔(B)이 상기 컬럼(100) 상의 회전축(A1)이 아닌 피검체(H) 쪽을 향하도록 할 수도 있다.

상기 엑스선 제너레이터(30) 또는 상기 엑스선 제너레이터(30)가 설치된 제 2 대면부(35)가 상기 회전암(45)의 회전에 따라 피검체(H) 쪽을 향하도록 회전하는 경우, 상기 제 1 대면부(25)에 이동 가능하게 설치된 엑스선 센서(20)는 여러 가지 궤적을 따라 이동할 수 있다. 이하에서는 여러 가지 궤적의 형태에 관하여 몇 가지 예를 들어 설명한다. 다만, 여기에 설명된 몇 가지 예에 한정되는 것은 아니다.

이하에서 설명할 실시예에서도 상기 도 3 및 도 4의 실시예와 마찬가지로 제 1 대면부(미도시)에 엑스선 센서(20)가, 제 2 대면부(35)에 엑스선 제너레이터(30)가 배치될 수 있다. 상기 엑스선 제너레이터(30)는 상기 회전암(45)이 회전하더라도 빔의 중심이 피검체(H)의 중심을 향하도록 상기 제 2 대면부(35)가 회전축(A2)을 중심으로 회전할 수 있다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 제 2 대면부 회전시 제 1 대면부 내의 제 1 궤적을 보이는 모식도이다. 회전암의 회전에 따라 제 2 대면부(35)의 위치가 원호 형태의 엑스선 제너레이터 궤적(31)을 따라 변할 때, 상기 제 2 대면부(35)는 전술한 바와 같이 그 회전축(A2)을 중심으로 회전하여 엑스선 제너레이터(30)에서 조사된 엑스선 빔의 중심부가 피검체(H)의 중심축(Z)을 지나도록 할 수 있다. 엑스선 센서(20)는 그 중심이 상기 엑스선 빔의 중심부에 대응되도록 이동하며, 방향은 상기 엑스선 제너레이터(30)와 대향하도록 할 수 있다. 이때, 상기 엑스선 센서(20)는 피검체(H) 종축(Z)과의 거리(ZS1)를 반지름으로 한 원호 형태인 엑스선 센서 제 1 궤적(211)을 따라 이동할 수 있다.

엑스선 영상 촬영시에 영상의 확대율을 엑스선 제너레이터(30)에서 피검체(H)까지의 거리와 엑스선 제너레이터(30)에서 엑스선 센서(20)까지의 거리의 비 즉, GZ:GS1에 의해서 정해진다. 엑스선 제너레이터(30)가 원호형의 엑스선 제너레이터 궤적(31)을 따라 이동할 때, GZ값은 그 위치에 따라 변하고, GS1는 GS1=GZ+ZS1의 관계를 만족한다. 엑스선 센서(20)가 상기 제 1 궤적(211)을 따라 움직일 때 ZS1은 상수이므로, 확대율은 GZ:GS1=1:1+(ZS1/GZ)로서, GZ값의 변화에 따라(촬영시 엑스선 제너레이터(30)의 위치에 따라) 변한다. 여러 각도에서 촬영된 다수의 엑스선 투과 영상을 재구성하여 CT 영상을 얻는 CT 촬영 장치에 있어서, 다수의 엑스선 투과 영상들은 확대율이 일정할 필요가 있으므로, 각각의 엑스선 투과 영상 촬영시에 확대율 정보를 취득하고 영상 재구성 전에 이를 이용하여 확대율을 보정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 제 2 대면부 회전시 제1 대면부 내의 제 2 궤적을 보이는 모식도이다. 상기 제 2 대면부(35)의 움직임과 상기 엑스선 제너레이터 궤적(31), 그리고 엑스선 센서(20)의 중심이 상기 엑스선 제너레이터(30)에서 조사된 상기 엑스선 빔의 중심부에 대응되도록 이동하며, 상기 엑스선 제너레이터(30)와 대향하도록 움직인다는 점에서는 상기 도 5의 실시예와 동일하다. 다만, 본 실시예에 있어서, 상기 엑스선 센서(20)의 중심의 이동을 나타내는 엑스선 센서 제 2 궤적(212)의 특징은, 상기 엑스선 제너레이터(30)와 상기 엑스선 센서(20) 사이의 거리(GS2)가 항상 일정하게 유지된다는 점이다.

본 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 확대율은 GZ:GS2이고, 여기, GS2는 상수이다. 엑스선 제너레이터(30)가 회전암의 회전축(A1)과 피검체(H) 종축(Z)의 연장선상에 있을 때, GZ의 값은 최소가 되고 확대율은 최대가 되며, 상기 엑스선 제너레이터(30)가 그 위치로부터 엑스선 제너레이터 궤적(31)을 따라 좌 또는 우로 회전하면 GZ값이 조금씩 커지면서 확대율은 감소한다. 본 실시예의 경우에도, CT 영상 재구성을 위해서는 이러한 확대율의 변화를 고려하여 이를 보정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서 제 2 대면부 회전시 제 1 대면부 내의 제 3 궤적을 보이는 모식도이다. 상기 제 2 대면부(35)의 움직임과 상기 엑스선 제너레이터 궤적(31), 그리고 엑스선 센서(20)의 중심이 상기 엑스선 제너레이터(30)에서 조사된 상기 엑스선 빔의 중심부에 대응되도록 이동하며, 상기 엑스선 제너레이터(30)와 대향하도록 움직인다는 점에서는 상기 도 5의 실시예와 동일하다. 다만, 상기 엑스선 센서(20)의 중심의 이동을 나타내는 엑스선 센서 제 3 궤적(213)을 설계함에 있어서, 상기 엑스선 제너레이터(30)가 상기 그 궤적(31) 상에서 여러 위치로 이동하더라도 엑스선 투과 영상의 확대율이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

엑스선 투과 영상의 확대율, 즉 GZ:GS3가 일정한 값을 갖도록 하기 위해서는, 엑스선 제너레이터(30)의 위치에 따라 GZ값이 변할 때, 그 변화율과 같은 비율로 GS3를 변화시킬 수 있다. 이 경우, 엑스선 제너레이터(30)가 회전암의 회전축(A1)과 피검체(H) 종축(Z)의 연장선상에 있을 때, GZ의 값은 최소가 되고, 그 때 피검체(H)와 엑스선 센서(20)의 거리(ZS3)도 최소가 된다. 따라서 이 위치에서 엑스선 센서(20)가 피검체(H)의 표면에 부딪치지 않도록 할 필요가 있다. 본 실시예에 따른 CT 촬영 장치에서는 여러 각도에서 촬영된 엑스선 투과 영상들의 확대율이 일정하게 유지되므로, CT 영상 재구성시에 별도의 확대율 보정 없이 재구성이 가능하다.

도 8은 본 발명의 한 실시예로서 곡면 센서를 갖는 CT 촬영 장치의 촬영 궤적 일부를 보이는 모식도이다. 본 실시예는 상기 도 3 내지 4에서 도시된 실시예에서 평면형의 엑스선 센서(20) 대신 곡면 센서(22)를 채용했다는 점에 차이가 있다. 상기 곡면 센서(22)는 상기 회전암(45)의 회전 각도 범위에 대하여, 적어도 일부분이 상기 피검체(H)를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터(30)와 정면으로 마주보도록 형성된 것일 수 있으며, 전술한 도 3 내지 도 4의 실시예에서 상기 엑스선 센서(20)가 궤적(21)을 따라 이동하며 커버하는 전 영역을 고정적으로 커버할 수 있도록 설치될 수 있다.

한편, 상기 도 4 내지 도 8에서는 엑스선 센서(20, 22)의 형태 또는 이동 궤적(21, 211, 212, 213)을 좀 더 명확히 볼 수 있도록 하기 위하여 제 1 대면부(25)(도 3 참조)를 생략하고 도시하였다.

H: 피검체 B: 엑스선 빔
20: 엑스선 센서 21: 엑스선 센서 궤적
211: 엑스선 센서 제 1 궤적
212: 엑스선 센서 제 2 궤적
213: 엑스선 센서 제 3 궤적
22: 곡면 센서 25: 제 1 대면부
30: 엑스선 제너레이터 31: 엑스선 제너레이터 궤적
35: 제 2 대면부

Claims

컬럼;
상기 컬럼의 일측에 피검체를 향해 배치되고, 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서 중 어느 하나를 포함하는 제 1 대면부;
상기 피검체에 대하여 적어도 소정의 각도 범위에서 회전할 수 있도록 연결되는 회전암; 및
상기 피검체를 사이에 두고 상기 제 1 대면부와 마주보도록 상기 회전암의 일단에 배치되는 상기 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서 중 나머지 하나를 포함하는 제 2 대면부를 포함하는 CT 촬영 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 엑스선 제너레이터 및 엑스선 센서는, 상기 회전암이 상기 소정의 각도 범위 내에 있을 때, 상기 엑스선 센서의 적어도 일부가 상기 엑스선 제너레이터의 엑스선 조사 범위 내에서 상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 마주보도록 설치되는, CT 촬영 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 엑스선 센서는 상기 제 1 대면부에 설치되고,
상기 엑스선 제너레이터는 상기 제 2 대면부에 설치된, CT 촬영 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 엑스선 센서는 상기 제 1 대면부 내에서 상기 회전암의 회전 방향에 따라 이동하여, 적어도 일부가 상기 엑스선 제너레이터의 엑스선 조사 범위 내에서 상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 마주보도록 설치되는, CT 촬영 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 엑스선 센서는 상기 피검체로부터의 거리가 일정한 궤적을 따라 이동하는, CT 촬영 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 엑스선 센서는 상기 엑스선 제너레이터로부터의 거리가 일정한 궤적을 따라 이동하는, CT 촬영 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 엑스선 센서는, 상기 엑스선 제너레이터로부터의 상기 피검체까지의 거리 대 상기 엑스선 제너레이터로부터 상기 엑스선 센서까지 거리의 비가 상수인 궤적을 따라 이동하는, CT 촬영 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 엑스선 센서는 상기 회전암의 회전 각도 범위에 대하여, 적어도 일부가 상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 마주보도록 형성된 곡면 센서인, CT 촬영 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 2 대면부를 소정의 각도 범위에서 왕복 회전시키는 제 1 구동부; 및
상기 제 1 구동부와 동시 또는 교대로 작동하여 상기 제 1 대면부 또는 상기 제 2 대면부 중 적어도 하나를 상기 피검체의 종축 방향으로 이동시키는 제 2 구동부를 더 포함하는, CT 촬영 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제 1 구동부는, 상기 컬럼과 상기 회전암을 연결하며 상기 컬럼에 고정된 축을 중심으로 상기 회전암을 회전시키는 회전 구동부이고,
상기 제 2 구동부는, 상기 제 1 대면부 또는 상기 제 2 대면부 중 적어도 하나를 상기 컬럼에 대하여 승강시키는 직선 구동부인, CT 촬영 장치.